国产神通数据库核心能力提升
发布日期：2012-06-06
国产神通数据库核心能力提升
前言和项目实施背景
天津神舟通用数据技术有限公司（以下简称"天津神通公司”）是由北京神舟航天软件技术有限公司、天津南大通用数据技术有限公司、天津东软软件技术有限公司、杭州驰网软件有限公司四家公司共同投资组建的国家高新技术软件公司。于2008年11月14日在天津注册成立，注册资金人民币6000万元，是国内大型通用数据库领域的主要厂商。目前产品已经应用于电力、电信、航天军工、安全、教育、农业、电子政务、金融等十几个领域，2010年实现直接经济效益6000余万元。
天津神通公司虽然成立于2008年底，但其背后的创新历史却已经有十六年之久了。1995年，原航天部拟在其型号研制过程中全面引入信息化系统，需要一个存储大量中间过程数据的管理软件。当时基本没有可用的国产软件产品，国外同类产品也存在着三个不足：第一产品价格非常高，第二无法针对航天的一些特殊需求进行定制，第三在安全特性上达不到用于存储一些涉及国家机密的关键数据的能力。基于这些考虑，有着自主创新传统的航天部决定委托浙江大学计算机系进行一个5年期的数据库预研课题以解决航天核心机密数据的存储问题，课题研制成果即为神通数据库的前身神舟OSCAR数据库。这个产品在航天科技集团内部得到了初步的应用验证和试用，证明了可以替代国外同类产品。从1998年后，产品由航天710研究所和浙江大学联合发展，并于2003年初形成了神舟OSCAR数据库5.0产品，当年在国家科技部组织的国产数据库评测中荣获第一。然而，一方面航天科技集团的主业并非基础软件，另一方面传统研究所和学校体制背景也让产品的发展特别是产业化应用落后于国外产品同期的发展。在这样的背景下，借神舟五号成功归来的东风，航天科技集团决定成立专业的软件化子公司-北京神舟航天软件技术有限公司专营集团的软件板块，以公司化运营模式独立从事国产数据库的研发和推广。自此，数据库产品的发展进入快速轨道，2008年，又整合了国内两家同类软件-东软集团的openbase和南大通用的Gbase8g，在天津成立天津神通公司，通过并购壮大了自身技术实力，新公司给自己定位的使命是：打破国外垄断，致力于国产数据库研发和产业化，愿景是通过让更多的应用系统采用神通数据库，成为技术、产品、市场占有率均领先的国产数据库厂商。为达到这一目标，新公司一方面在技术上加大投入，在北京、天津、杭州以及沈阳建立了产品研发中心，于2009年底推出整合后的神通数据库7.0产品,并于2010初在国产科技部组织的“核高基”基础软件数据库评测中一举夺魁，成为国家“核高基”重大科技专项重点支持的国产数据库产品。
项目正是在这样的深厚的自主创新历史背景、国家“核高基”重大专项的支持以及企业重组后快速发展的内在驱动下实施的。本项目通过加大对神通数据库产品升级版本研发的各种软硬件设备投入，强化用于支撑神通数据库市场核心竞争能力提升的基础设施建设；同时，开展神通数据库产品研发中心、产品质量保障中心、产品技术支持服务中心、以及产品应用演示验证中心的建设，进而大幅度提升国产神通数据库在技术研发方面的核心竞争能力和可持续发展能力，确保项目研发出的神通数据库升级版在通用性指标上与国际先进水平相当，并在安全性和处理速度上具有差异化竞争优势，实现为政务、国防和行业等各大市场提供具有自主知识产权的、易用安全的大型通用数据库软件产品的目标，满足各行各业信息化建设对大型通用数据库的需求。
成果内涵和具体做法
大型通用数据库管理系统是信息系统的基础和核心，提供了数据的存储、处理、查询访问，事务处理的原子性、一致性、可靠性等特性功能。几乎所有的信息系统都需要数据库管理系统。由于历史原因，目前我国大量采用的均为国外产品。这种状态已经严重影响到我国的信息系统发展。从技术角度看，大量的信息系统受制于人，其开发必须基于国外软件的功能进行；从经济角度看，国家每年用于采购国外同类产品的费用约30亿人民币；从国家安全角度看，大量军队、国防、政府机关、企业的涉密数据存储于非自主的产品中，面临着潜在的安全威胁。项目研制的神通数据库作为自主创新的大型通用数据库管理系统，具备了与国外同类产品近似的功能、性能、可靠性，同时又拥有国外产品所没有的高安全性、可定制性和高自主性。
下图给出了需要开发的国产数据库的层次结构。从图中可以清晰地看出各个功能模块在系统中所处于的位置。整个数据库系统核心部分由顶向下分为多个层次，包括应用层、数据服务层、接口层、查询层、存储层等。每个层次中的功能模块都已在图中标出。数据库存储层提供存储组件和事务处理组件，通过增强的数据加密、数据压缩、索引技术向上层提供安全高效的数据访问服务，事务处理组件保证数据库的可靠性和高并发性能。数据库查询层提供了关系数据查询功能：包括表查询、多维查询、并行查询和分区查询等，并支持了各种安全访问控制机制。数据库接口层保证了系统的开放性，提供了对JDBC、ODBC和ADO的支持，为满足用户对高性能的主存数据库的需求，提供主存数据库缓存机制。数据服务层为数据库的商业智能应用提供了数据仓库和数据挖掘的技术功能模块，这两个层次集成了开发工具和数据库管理工具。
国产大型通用数据库管理系统架构图
天津神通公司创新的具体做法有：
1. 在资本层面上进行机制创新、整合资源：公司通过资本方式横向整合国内神软、南大通用和东软三个主要数据库厂商，组建了国内综合实力最强的国产数据库企业，并筹集自主资金近6000万用于加大研发和产业化投入，打造“神通”国产数据库品牌，为自主创新打下良好的基础。
2. “产学研”联盟，发挥各自优势突破技术难点：联合浙大、中科院软件所、北航、北大等高校和科研院所，建立数据库技术中心和实验室，专注攻克数据库核心关键技术，公司在浙大建立了“航天-浙大”基础软件研发中心，依托学校的力量攻克较难的数据库核心关键技术，由中科院软件所、北大分别负责攻关较为前沿的主存数据库和闪存数据库技术，由北航负责攻关数据挖掘技术，而公司把主要研力精力用于产品化、实用化过程中，各自扬长避短，起到了较好的效果。
3. 实现产品差异化竞争，满足不同细分市场的需求。在目前国外数据库较为强大并且用户对国产产品存在一定疑虑的情况下，针对不同重点行业特殊需求的，开发在通用产品上的定制功能，形成在这些领域内的差异化竞争优势。如：在电信电力领域推出的Kstore定制产品，提供了普通数据库不具备的10倍以上的高压缩比，满足了这些领域100TB级海量历史数据存储访问的需求，在中国联通集团综合结算系统中，为用户节约存储究竟近80TB，仅此一项，即直接为用户节约硬件采购成本200余万，这项创新受到了这些行业用户的认可。
4. 针对中高端应用需求，突破了8项数据库核心关键技术。根据每项关键技术的各自特点、目前在业界的成熟程度、以及与相关公开技 术或源码的可获得程度等，采取不同的实施方案，共包含“自主创新”、 “借鉴开源技术” 、“升级研发”、 “分析同类产品” 等四条路线。如下图所示，“基于共享架构的集群”这一技术为国外甲骨文公司的产品所独有，只有基本的功能介绍而不公开其实现技术，我公司在“航天-浙大”基础软件研发中心投入大量的人力，对这一技术的每一个细节研究攻关，并实现原型系统进行测试分析，再加以功能验证，最终完成这项关键技术的攻关。
通过此上这些行之有效的手段，我公司成功的完成了技术创新，并与市场开拓相结合，取得了较好的效果。
目前，天津神通公司共申请数据库技术国家发明专利16项并已获得8项授权，拥有一系列自主知识产权的数据库管理系统软件，形成了在传统数据库应用领域、安全应用领域、事务密集型应用领域、分析密集型应用领域等都具有竞争力的国内应用面最完整的产品线，通过创新成为了国内具有影响力的基础软件企业之一。
成果实施后所产生的效果
经济效益分析
神通公司2009年已实现数据库销售收入1963万元，通过成果实施，2010年已实现营业收入6278万元，预计2011年将实现营业收入9000万元。
通过成果实施，目前神通数据库产品的市场销售覆盖了军工、航天、政府、电力、电信等部门和行业，如中国联通集团公司、山东省德州市政府、第二炮兵装备研究院、中国航天空间技术研究院、北京大兴农委、河北省委办局门户网站、山东淄博高新区数字港、南方电网调度自动化等项目，已先后运用了神通数据库产品和服务。预计在未来的5年内，神通数据库的销售额将占到国内数据库市场5％的份额。
社会效益分析
数据库管理系统软件，是我国最重要的基础软件之一，也是我国基础软件产业比较薄弱的环节，事关国家的信息安全。在国防军工和电子政务等涉及国家机密的信息化系统中，应用具有自主知识产权的国产高安全等级的数据库软件尤为重要。神通公司的创新成果，除了产生了可观的市场经济效益外，同时还产生了明显的社会效益，具体体现在如下几个方面：
第一，打破国外数据库产品的垄断，促进了我国数据库软件产业的发展。在我国，由于历史和技术的原因，过去十年的软件产业基本集中在应用系统集成的层次上，很少开发出具有自主产权的系统软件产品。这种数据库等核心系统软件产品基本被国外厂商所垄断的现状，造成“核心技术空心化”的局面，极大地限制了我国民族软件产业的发展。同时也使得国家的大量资金源源不断地流进国外数据库企业的口袋，进一步培育了他们的产品，使得国内数据库软件与国外的技术差距被越拉越大，也使得我国的信息基础设施对国外数据库软件的依赖性越来越强。神通公司迎难而上，突破了数据库领域数项关键技术，打破了国外数据库厂商长期霸占中国市场的局面，也极大地鼓舞了国内厂商独立自主、自力更生发展具有自主知识产权产品的信心。
第二，解决了数据库安全问题，改善了涉密领域的信息安全环境。目前，在我国的许多关键应用中，大量使用了国外的芯片、操作系统、数据库管理系统等产品，而这些软硬件存在许多安全不足，在特殊情况下甚至有可能变成敌人的攻击性武器。尤其在各类计算机应用系统中，核心数据资源大量地存放于数据库中。由于长期以来缺乏真正可用的数据库产品，在我国的政府部门、国防、金融、航天、航空、通信等敏感领域也只能大量应用国外数据库产品，这就带来了许多严重的安全问题。神通数据库的应用与发展，提高了国产数据库的安全水平，适应国民经济各领域不同层次的数据库应用需求。神通公司拥有神舟数据库的自主知识产权，掌握数据库系统的全部源代码，从根本上解决了系统存在后门、恶意代码等安全隐患。
第三，神通公司在数据库的研发和实施中，培养出大批数据库研究和开发领域的高水平人才，有利于实现我国民族软件产业在数据库核心系统软件领域快速、健康、持续地发展。另一方面，神舟数据库的成熟和壮大有助于推动相关民族软件产业（例如国产操作系统、国产中间件、国产ERP等）的发展，形成共利共赢的产业链，促进我国民族软件产业的整体发展。
持续改进措施
天津神通公司在坚持自主创新的产品研发与产业化道路上，创新成果丰富，形成了一系列具有完全自主知识产权的数据库管理系统软件和应用软件，在传统数据库应用领域、安全应用领域、事务密集型应用领域、分析密集型应用领域都拥有了国内最具竞争力的完整的产品线。
公司推出的的创新成果经过国内专业机构评审鉴定，功能性能先进，安全可靠，深受用户好评。其中，神通数据库管理系统软件符合国标《GB/T20273-2006 信息安全技术数据库管理系统安全技术要求》，通过了公安部《GA/T 389-2002计算机信息系统安全等级保护数据库管理系统技术要求》第三级认证和中国人民解放军军用信息安全产品军B级认证，获得了与中创软件、中标普华、银河麒麟、万里开源、泰得文通等国内知名软硬件公司相应产品的兼容性认证，入选为国家重点新产品、国家级火炬计划和信息产业部博望计划，并荣获了新中国成立60周年“中国软件行业数据库信赖产品奖”和“国家软件与集成电路公共平台工业和信息化部与集成电路促进中心国产优秀基础软件平台”。在国家“核高基”科技重大专项的数据库课题评审过程中，神通数据库圆满通过了国家软件评测中心及总装备部的第三方软件评测，其功能、性能、可靠性、安全性获得了国家工信部、科技部所派遣的各位业内权威技术专家所组成总体技术专家组的一致好评。
长期以来，用户对国产数据库产品持不信任的态度，导致国产数据库产业链一直发展滞后，产品的销售渠道不畅通且应用领域狭小。作为国产数据库品牌的代表之一，天津神通公司目前在创新成果推广与产品的产业化应用发展道路上也面临着不小的阻力和困难。为解决以上难题，经过全面深入的市场调研和用户访问，公司将在未来的创新成果产业化应用推广过程中全面采取“立足航天、面向军工、推广行业”的产业化方针措施：
立足航天，以公司自主创新的神通大型通用数据库品牌软件为核心，通过整合、合作与联盟，形成包括工程管理、应用技术支持和数据库基础平台建设的信息化整体解决方案，支撑“全流程、全层次、全周期”的航天领域应用系统信息化数据库建设，完成公司自身造血机制建设，成为航天领域数据库软件产业平台信息化建设的旗舰企业。
面向军工，在航天各大数据库应用系统解决方案的基础上，通过加强行业研究和创新占领军工制造业数据库基础软件的制高点，通过行业合作与股权多元化，把神通数据库的应用拓展到相关军工集团；同时紧紧抓住军事信息化的趋势，充分利用公司上级主管部门中国航天科技集团及各方的已有资源，大力向国防行业和军方拓展，成为国防军工领域主要的数据库产品和服务供应商。
推广行业，建立自身特色，重点围绕政府、事业单位以及电力、电信、互联网、金融等与国计民生息息相关的重点行业市场，以市场化和产业化为目标，通过建设创新成果客户应用体验中心，逐步促进全国性区域技术服务和营销中心的建立，进而在国内主要区域形成本地化的技术服务和营销能力，并积极发展有市场影响力的代理商与合作伙伴。同时，在数据库产业经营基础上积极探索资本经营，大力拓展数据库产品销售渠道，实施以知识产权保护为纽带的广泛合作和开发式集成，将公司创新成果与产品融入社会化产业链，形成规模化、个性化交付和服务能力，在各大行业市场领域不断开拓新业务，实现持续稳步发展。
附件1：专利名称 如下图
