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國產神通數據庫核心能力提升

國產神通數據庫核心能力提升
　  前言和項目實施背景
　  天津神舟通用數據技術有限公司（以下簡稱"天津神通公司”）是由北京神舟航天軟件技術有限公司、天津南大通用數據技術有限公司、天津東軟軟件技術有限公司、杭州馳網軟件有限公司四家公司共同投資組建的國家高新技術軟件公司。于2008年11月14日在天津注冊成立，注冊資金人民幣6000萬元，是國內大型通用數據庫領域的主要廠商。目前產品已經應用于電力、電信、航天軍工、安全、教育、農業、電子政務、金融等十幾個領域，2010年實現直接經濟效益6000余萬元。
　  天津神通公司雖然成立于2008年底，但其背后的創新歷史卻已經有十六年之久了。1995年，原航天部擬在其型號研制過程中全面引入信息化系統，需要一個存儲大量中間過程數據的管理軟件。當時基本沒有可用的國產軟件產品，國外同類產品也存在著三個不足：第一產品價格非常高，第二無法針對航天的一些特殊需求進行定制，第三在安全特性上達不到用于存儲一些涉及國家機密的關鍵數據的能力。基于這些考慮，有著自主創新傳統的航天部決定委托浙江大學計算機系進行一個5年期的數據庫預研課題以解決航天核心機密數據的存儲問題，課題研制成果即為神通數據庫的前身神舟OSCAR數據庫。這個產品在航天科技集團內部得到了初步的應用驗證和試用，證明了可以替代國外同類產品。從1998年后，產品由航天710研究所和浙江大學聯合發展，并于2003年初形成了神舟OSCAR數據庫5.0產品，當年在國家科技部組織的國產數據庫評測中榮獲第一。然而，一方面航天科技集團的主業并非基礎軟件，另一方面傳統研究所和學校體制背景也讓產品的發展特別是產業化應用落后于國外產品同期的發展。在這樣的背景下，借神舟五號成功歸來的東風，航天科技集團決定成立專業的軟件化子公司-北京神舟航天軟件技術有限公司專營集團的軟件板塊，以公司化運營模式獨立從事國產數據庫的研發和推廣。自此，數據庫產品的發展進入快速軌道，2008年，又整合了國內兩家同類軟件-東軟集團的openbase和南大通用的Gbase8g，在天津成立天津神通公司，通過并購壯大了自身技術實力，新公司給自己定位的使命是：打破國外壟斷，致力于國產數據庫研發和產業化，愿景是通過讓更多的應用系統采用神通數據庫，成為技術、產品、市場占有率均領先的國產數據庫廠商。為達到這一目標，新公司一方面在技術上加大投入，在北京、天津、杭州以及沈陽建立了產品研發中心，于2009年底推出整合后的神通數據庫7.0產品,并于2010初在國產科技部組織的“核高基”基礎軟件數據庫評測中一舉奪魁，成為國家“核高基”重大科技專項重點支持的國產數據庫產品。
　  項目正是在這樣的深厚的自主創新歷史背景、國家“核高基”重大專項的支持以及企業重組后快速發展的內在驅動下實施的。本項目通過加大對神通數據庫產品升級版本研發的各種軟硬件設備投入，強化用于支撐神通數據庫市場核心競爭能力提升的基礎設施建設；同時，開展神通數據庫產品研發中心、產品質量保障中心、產品技術支持服務中心、以及產品應用演示驗證中心的建設，進而大幅度提升國產神通數據庫在技術研發方面的核心競爭能力和可持續發展能力，確保項目研發出的神通數據庫升級版在通用性指標上與國際先進水平相當，并在安全性和處理速度上具有差異化競爭優勢，實現為政務、國防和行業等各大市場提供具有自主知識產權的、易用安全的大型通用數據庫軟件產品的目標，滿足各行各業信息化建設對大型通用數據庫的需求。
　  
　  成果內涵和具體做法
　  大型通用數據庫管理系統是信息系統的基礎和核心，提供了數據的存儲、處理、查詢訪問，事務處理的原子性、一致性、可靠性等特性功能。幾乎所有的信息系統都需要數據庫管理系統。由于歷史原因，目前我國大量采用的均為國外產品。這種狀態已經嚴重影響到我國的信息系統發展。從技術角度看，大量的信息系統受制于人，其開發必須基于國外軟件的功能進行；從經濟角度看，國家每年用于采購國外同類產品的費用約30億人民幣；從國家安全角度看，大量軍隊、國防、政府機關、企業的涉密數據存儲于非自主的產品中，面臨著潛在的安全威脅。項目研制的神通數據庫作為自主創新的大型通用數據庫管理系統，具備了與國外同類產品近似的功能、性能、可靠性，同時又擁有國外產品所沒有的高安全性、可定制性和高自主性。
　  下圖給出了需要開發的國產數據庫的層次結構。從圖中可以清晰地看出各個功能模塊在系統中所處于的位置。整個數據庫系統核心部分由頂向下分為多個層次，包括應用層、數據服務層、接口層、查詢層、存儲層等。每個層次中的功能模塊都已在圖中標出。數據庫存儲層提供存儲組件和事務處理組件，通過增強的數據加密、數據壓縮、索引技術向上層提供安全高效的數據訪問服務，事務處理組件保證數據庫的可靠性和高并發性能。數據庫查詢層提供了關系數據查詢功能：包括表查詢、多維查詢、并行查詢和分區查詢等，并支持了各種安全訪問控制機制。數據庫接口層保證了系統的開放性，提供了對JDBC、ODBC和ADO的支持，為滿足用戶對高性能的主存數據庫的需求，提供主存數據庫緩存機制。數據服務層為數據庫的商業智能應用提供了數據倉庫和數據挖掘的技術功能模塊，這兩個層次集成了開發工具和數據庫管理工具。
　  
　  
　  國產大型通用數據庫管理系統架構圖
　  
　  天津神通公司創新的具體做法有：
　  1. 在資本層面上進行機制創新、整合資源：公司通過資本方式橫向整合國內神軟、南大通用和東軟三個主要數據庫廠商，組建了國內綜合實力最強的國產數據庫企業，并籌集自主資金近6000萬用于加大研發和產業化投入，打造“神通”國產數據庫品牌，為自主創新打下良好的基礎。
　  2. “產學研”聯盟，發揮各自優勢突破技術難點：聯合浙大、中科院軟件所、北航、北大等高校和科研院所，建立數據庫技術中心和實驗室，專注攻克數據庫核心關鍵技術，公司在浙大建立了“航天-浙大”基礎軟件研發中心，依托學校的力量攻克較難的數據庫核心關鍵技術，由中科院軟件所、北大分別負責攻關較為前沿的主存數據庫和閃存數據庫技術，由北航負責攻關數據挖掘技術，而公司把主要研力精力用于產品化、實用化過程中，各自揚長避短，起到了較好的效果。
　  3. 實現產品差異化競爭，滿足不同細分市場的需求。在目前國外數據庫較為強大并且用戶對國產產品存在一定疑慮的情況下，針對不同重點行業特殊需求的，開發在通用產品上的定制功能，形成在這些領域內的差異化競爭優勢。如：在電信電力領域推出的Kstore定制產品，提供了普通數據庫不具備的10倍以上的高壓縮比，滿足了這些領域100TB級海量歷史數據存儲訪問的需求，在中國聯通集團綜合結算系統中，為用戶節約存儲究竟近80TB，僅此一項，即直接為用戶節約硬件采購成本200余萬，這項創新受到了這些行業用戶的認可。
　  4. 針對中高端應用需求，突破了8項數據庫核心關鍵技術。根據每項關鍵技術的各自特點、目前在業界的成熟程度、以及與相關公開技 術或源碼的可獲得程度等，采取不同的實施方案，共包含“自主創新”、 “借鑒開源技術” 、“升級研發”、 “分析同類產品” 等四條路線。如下圖所示，“基于共享架構的集群”這一技術為國外甲骨文公司的產品所獨有，只有基本的功能介紹而不公開其實現技術，我公司在“航天-浙大”基礎軟件研發中心投入大量的人力，對這一技術的每一個細節研究攻關，并實現原型系統進行測試分析，再加以功能驗證，最終完成這項關鍵技術的攻關。
　  通過此上這些行之有效的手段，我公司成功的完成了技術創新，并與市場開拓相結合，取得了較好的效果。
　  
　  
　  
　  目前，天津神通公司共申請數據庫技術國家發明專利16項并已獲得8項授權，擁有一系列自主知識產權的數據庫管理系統軟件，形成了在傳統數據庫應用領域、安全應用領域、事務密集型應用領域、分析密集型應用領域等都具有競爭力的國內應用面最完整的產品線，通過創新成為了國內具有影響力的基礎軟件企業之一。
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  成果實施后所產生的效果
　  經濟效益分析
　  神通公司2009年已實現數據庫銷售收入1963萬元，通過成果實施，2010年已實現營業收入6278萬元，預計2011年將實現營業收入9000萬元。
　  通過成果實施，目前神通數據庫產品的市場銷售覆蓋了軍工、航天、政府、電力、電信等部門和行業，如中國聯通集團公司、山東省德州市政府、第二炮兵裝備研究院、中國航天空間技術研究院、北京大興農委、河北省委辦局門戶網站、山東淄博高新區數字港、南方電網調度自動化等項目，已先后運用了神通數據庫產品和服務。預計在未來的5年內，神通數據庫的銷售額將占到國內數據庫市場5％的份額。
　  社會效益分析
　  數據庫管理系統軟件，是我國最重要的基礎軟件之一，也是我國基礎軟件產業比較薄弱的環節，事關國家的信息安全。在國防軍工和電子政務等涉及國家機密的信息化系統中，應用具有自主知識產權的國產高安全等級的數據庫軟件尤為重要。神通公司的創新成果，除了產生了可觀的市場經濟效益外，同時還產生了明顯的社會效益，具體體現在如下幾個方面：
　  第一，打破國外數據庫產品的壟斷，促進了我國數據庫軟件產業的發展。在我國，由于歷史和技術的原因，過去十年的軟件產業基本集中在應用系統集成的層次上，很少開發出具有自主產權的系統軟件產品。這種數據庫等核心系統軟件產品基本被國外廠商所壟斷的現狀，造成“核心技術空心化”的局面，極大地限制了我國民族軟件產業的發展。同時也使得國家的大量資金源源不斷地流進國外數據庫企業的口袋，進一步培育了他們的產品，使得國內數據庫軟件與國外的技術差距被越拉越大，也使得我國的信息基礎設施對國外數據庫軟件的依賴性越來越強。神通公司迎難而上，突破了數據庫領域數項關鍵技術，打破了國外數據庫廠商長期霸占中國市場的局面，也極大地鼓舞了國內廠商獨立自主、自力更生發展具有自主知識產權產品的信心。
　  第二，解決了數據庫安全問題，改善了涉密領域的信息安全環境。目前，在我國的許多關鍵應用中，大量使用了國外的芯片、操作系統、數據庫管理系統等產品，而這些軟硬件存在許多安全不足，在特殊情況下甚至有可能變成敵人的攻擊性武器。尤其在各類計算機應用系統中，核心數據資源大量地存放于數據庫中。由于長期以來缺乏真正可用的數據庫產品，在我國的政府部門、國防、金融、航天、航空、通信等敏感領域也只能大量應用國外數據庫產品，這就帶來了許多嚴重的安全問題。神通數據庫的應用與發展，提高了國產數據庫的安全水平，適應國民經濟各領域不同層次的數據庫應用需求。神通公司擁有神舟數據庫的自主知識產權，掌握數據庫系統的全部源代碼，從根本上解決了系統存在后門、惡意代碼等安全隱患。
　  第三，神通公司在數據庫的研發和實施中，培養出大批數據庫研究和開發領域的高水平人才，有利于實現我國民族軟件產業在數據庫核心系統軟件領域快速、健康、持續地發展。另一方面，神舟數據庫的成熟和壯大有助于推動相關民族軟件產業（例如國產操作系統、國產中間件、國產ERP等）的發展，形成共利共贏的產業鏈，促進我國民族軟件產業的整體發展。
　  
　  持續改進措施
　  天津神通公司在堅持自主創新的產品研發與產業化道路上，創新成果豐富，形成了一系列具有完全自主知識產權的數據庫管理系統軟件和應用軟件，在傳統數據庫應用領域、安全應用領域、事務密集型應用領域、分析密集型應用領域都擁有了國內最具競爭力的完整的產品線。
　  公司推出的的創新成果經過國內專業機構評審鑒定，功能性能先進，安全可靠，深受用戶好評。其中，神通數據庫管理系統軟件符合國標《GB/T20273-2006 信息安全技術數據庫管理系統安全技術要求》，通過了公安部《GA/T 389-2002計算機信息系統安全等級保護數據庫管理系統技術要求》第三級認證和中國人民解放軍軍用信息安全產品軍B級認證，獲得了與中創軟件、中標普華、銀河麒麟、萬里開源、泰得文通等國內知名軟硬件公司相應產品的兼容性認證，入選為國家重點新產品、國家級火炬計劃和信息產業部博望計劃，并榮獲了新中國成立60周年“中國軟件行業數據庫信賴產品獎”和“國家軟件與集成電路公共平臺工業和信息化部與集成電路促進中心國產優秀基礎軟件平臺”。在國家“核高基”科技重大專項的數據庫課題評審過程中，神通數據庫圓滿通過了國家軟件評測中心及總裝備部的第三方軟件評測，其功能、性能、可靠性、安全性獲得了國家工信部、科技部所派遣的各位業內權威技術專家所組成總體技術專家組的一致好評。
　  長期以來，用戶對國產數據庫產品持不信任的態度，導致國產數據庫產業鏈一直發展滯后，產品的銷售渠道不暢通且應用領域狹小。作為國產數據庫品牌的代表之一，天津神通公司目前在創新成果推廣與產品的產業化應用發展道路上也面臨著不小的阻力和困難。為解決以上難題，經過全面深入的市場調研和用戶訪問，公司將在未來的創新成果產業化應用推廣過程中全面采取“立足航天、面向軍工、推廣行業”的產業化方針措施：
　  立足航天，以公司自主創新的神通大型通用數據庫品牌軟件為核心，通過整合、合作與聯盟，形成包括工程管理、應用技術支持和數據庫基礎平臺建設的信息化整體解決方案，支撐“全流程、全層次、全周期”的航天領域應用系統信息化數據庫建設，完成公司自身造血機制建設，成為航天領域數據庫軟件產業平臺信息化建設的旗艦企業。
　  面向軍工，在航天各大數據庫應用系統解決方案的基礎上，通過加強行業研究和創新占領軍工制造業數據庫基礎軟件的制高點，通過行業合作與股權多元化，把神通數據庫的應用拓展到相關軍工集團；同時緊緊抓住軍事信息化的趨勢，充分利用公司上級主管部門中國航天科技集團及各方的已有資源，大力向國防行業和軍方拓展，成為國防軍工領域主要的數據庫產品和服務供應商。
　  推廣行業，建立自身特色，重點圍繞政府、事業單位以及電力、電信、互聯網、金融等與國計民生息息相關的重點行業市場，以市場化和產業化為目標，通過建設創新成果客戶應用體驗中心，逐步促進全國性區域技術服務和營銷中心的建立，進而在國內主要區域形成本地化的技術服務和營銷能力，并積極發展有市場影響力的代理商與合作伙伴。同時，在數據庫產業經營基礎上積極探索資本經營，大力拓展數據庫產品銷售渠道，實施以知識產權保護為紐帶的廣泛合作和開發式集成，將公司創新成果與產品融入社會化產業鏈，形成規模化、個性化交付和服務能力，在各大行業市場領域不斷開拓新業務，實現持續穩步發展。

附件1：專利名稱  如下圖