基于国产基础软件的重大应用平台与集成环境可行性研究报告.doc

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1、附件2 核高基重大专项课题可行性研究报告（联合承担分本）所属方向： 基础软件产品 所属课题： 基于国产基础软件的重大应用平台与集成环境 分课题编号： 2010ZX01045-001-002-5 分课题名称： 基于国产基础软件的集成与运行环境研究 分课题承担单位（盖章）： 湖南XX信息工程技术有限公司 分课题组长： 课题实施年限：2010 年 1 月 至2011 年 12 月核高基重大专项实施管理办公室制二九年 填 写 说 明为统一、规范核高基重大专项课题可行性研究报告的编制，参照科技部样本，特设计核高基重大专项课题可行性研究报告（联合承担分本）格式和填写要求。一、请严格按照表中要求填写各项，本

2、格式只适用于联合承担课题的联合承担单位填写。二、联合承担单位是分课题的责任单位，分课题组长由联合承担单位指定。三、课题可行性研究报告（联合承担分本）由联合承担单位在牵头承担单位指导下编写，并报牵头承担单位审核、汇总。四、课题可行性研究报告中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写。五、组织机构代码是指联合承担单位组织机构代码证上的标识代码，它是由全国组织机构代码管理中心所赋予的唯一法人标识代码。用于课题各个承担单位开立特设账户时使用。要求课题申报时所用的单位名称、组织机构代码所对应的单位名称与单位公章所标识的单位名称三者一致。六、编写人员应客观、真实地填报报告材料，尊

3、重他人知识产权，遵守国家有关知识产权法规。在课题可行性研究报告中引用他人研究成果时，必须以脚注或其他方式注明出处。对于伪造、篡改科学数据，抄袭他人著作、论文或者剽窃他人科研成果等科研不端行为，一经查实，将记入信用记录。七、本报告（联合承担分本）格式可在工业和信息化部网站（）下载。目 录填 写 说 明2一、课题基本信息1二、分课题立项的必要性分析5三、分课题的目标和任务7四、分课题技术方案15五、基础条件和优势34六、分课题组织方式及管理机制37七、分课题预算及筹资方案39八、市场、技术、投融资、政策等方面的风险分析及其对策62九、附件63十、审核意见65十一、声明67一、课题基本信息所属课题名

4、称基于国产基础软件的重大应用平台与集成环境所属课题名称编号2010ZX01045-001-002分课题名称基于国产基础软件的集成与运行环境研究分课题编号2010ZX01045-001-002-5分课题密级绝密 机密 秘密 公开课题实施期限2010.01-2011.12资助方式前补助 后补助课题活动类型应用基础研究 应用开发 产业化开发 其他预期成果类型专利 技术标准 新产品（或农业新品种） 新工艺新装置 新材料 计算机软件 论文论著 研究报告其他分课题承担单位信息单位名称湖南XX信息工程技术有限公司单位性质企业通讯地址长沙高新开发区麓谷大道662号软件大楼邮政编码410073所在地区湖南省长沙

5、市高新技术产业开发区单位主管部门湖南省信息产业厅法人姓名杨 涛组织机构代码66858919-3联系电话0731-88283301单位成立时间2007-12传真号码0731-84512767电子信箱suhaijun分课题组长信息姓名颜跃进性别男出生日期1976.4职称高级工程师最高学位博士研究生从事专业计算机科学与技术固定电话0731-88283301移动电话13787251855传真号码0731-84512767电子信箱yyj证件类型身份证证件号码432901197604152072项目（课题）牵头承担单位信息单位名称方欣科技有限公司单位性质企业通讯地址广州科学城科学大道182号创新大厦C1栋

6、5层邮政编码510760所在地区广东省广州市萝岗区单位主管部门广东省经济和信息化委员会法人姓名组织机构代码70835883-3联系电话020-62983333单位成立时间1998-7传真号码020-32219498电子信箱xuecaixia分课题经费（万元）总经费150中央财政资金150地方财政资金0企业自筹资金0其他0经费备注分课题简介（简要说明分课题立项的必要性、在课题的作用、分课题目标、技术方案、筹资方案、组织方式、相关基础条件等）1.1立项的必要性分课题将课题总体目标的指导下，掌握和突破国产基础软件在中小企业公共服务平台应用的关键技术，面向珠三角地区和中小企业信息化领域，建设中小企业公

7、共服务平台，打造中小企业公共服务中心和国产基础软件应用示范产业化基地，向百万中小企业提供涵盖财税管理服务、统一通信、凭证档案和客户关系管理等软件产品与服务，形成一定规模和明显示范作用，有效提升自主基础软件技术水平和技术成熟度，推动国产基础软件规模应用和产业化发展，促进我国软件服务业的快速增长。1.2在课题中的作用作为中小企业公共服务平台和集成环境的重要组成部分，国产基础软件渗透于平台的各组成部分。分课题负责分析国产基础软件的集成与运行环境应用需求，研究国产基础软件重大应用中的关键技术，为国产基础软件的集成与运行环境研究奠定基础，对课题研制中小企业公共服务平台和集成环境的进展起着关键作用。1.3

8、目标突破基于国产基础软件的重大应用关键技术，完成珠三角地区中小企业应用对国产基础软件的需求分析报告，形成国产基础软件集成应用分析报告，完成与国产基础软件配套的硬件适配、软件集成以及应用迁移等关键技术；发表高水平学术论文5篇，获得软件著作权2个、软件产品登记证书2个；带动国产基础软件销售5千万元以上，促进相关行业的国产基础软件应用。1.4技术方案课题通过软件联盟以及合作协议的形式对国产基础软件需求及集成应用进行调研，结合公共服务平台和集成环境对国产基础软件的需求，突破国产基础软件硬件适配，软件集成以及应用迁移等关键技术。在国产基础软件选取上，操作系统选用XX操作系统；数据库平台将采用达梦数据库和

9、神舟通用数据库，在中间件选取上，应用了金蝶和星海中间件，同时选择了金山WPS和中标普华办公系统。1.5筹资方案分课题总经费150万元，全部为中央财政资金。1.6组织方式分课题采用产学研用结合的组织方式，研用一体，以公共服务平台和集成环境对国产基础软件的需求为导向，设立分课题总体组，负责分课题计划的制定、执行，负责分课题的总体技术，负责分课题的技术决策。总体组下设多个课题小组，各课题小组负责相关技术研究和研制工作。课题组将采用适当的技术手段，解决各课题小组工作之间的路径依赖问题，实现工程并发。设立适当的检查点和里程碑，进行定期进度检查，及时发现影响课题进度的问题并进行应急处理。在分课题研究和实施

10、过程中，将充分发挥参与人员的技术力量和技术优势，在既能保证团队内人员有能力按计划完成任务，达成分课题的进度目标的同时，又能在此过程中达成人才培养目标，建设良性发展的人才梯队。1.7相关基础条件湖南XX信息工程技术有限公司十分注重产、学、研、用的一体化和研究成果的应用推广，并不断根据实际应用的反馈进一步完善系统。目前其推广的银河XX操作系统已在政府、教育、金融、国防等国家信息化建设重点领域得到成功应用，形成了许多满足行业用户需求的解决方案，其应用领域也正在不断扩大。先后与联想、华为、中标软件等签署了国产操作系统的战略合作伙伴关系。此外，部分商务部援外计算机预装了银河XX操作系统。二、分课题立项的

11、必要性分析2.1分课题与课题目标和任务的相关性（简要说明任务在完成课题目标和任务中的作用）分课题立足于公共服务平台对国产基础软件的需求，突破基于国产基础软件的重大应用关键技术，完成硬件适配、软件集成以及应用迁移相关技术，为研制和建设珠三角中小企业数据中心和公共运营服务平台奠定了技术基础，有效提升自主基础软件技术水平和技术成熟度，推动国产基础软件规模应用和产业化发展，促进我国软件服务业的快速增长，支撑我国中小企业技术进步和结构调整，与课题目标和任务密切相关。2.2分课题与示范工程，以及其他课题的关系（简要说明，如已承担本专项课题且尚未验收，必须详细说明本课题与已承担课题之间的关系）本课题所建设的

12、重大应用平台和集成环境，采用和集成XX国产操作系统，达梦、神舟通用等国产数据库，金蝶、星海等国产中间件软件，金山WPS、中标普华等国产办公软件。这些代表性的国产基础软件，分别来源自2009年“核高基”专项“基础软件产品方向”的“课题1-1：服务器操作系统研发及产业化”、“课题1-3：国产操作系统参考实现”、“课题4-1：面向新型网络应用模式的网络化操作系统”、“课题5-1：大型通用数据库管理系统与套件研发及产业化”等课题重要技术和产品成果，课题之间具有良好的衔接性和互动性。2.3 分课题预期解决的重大问题（简要说明）研究和提升国产自主基础软件集成应用技术成熟水平。突破国产基础软件的系统集成适配

13、、数据迁移优化、集成与运行环境研究、产品化等重大应用关键技术；针对珠三角重点行业领域，形成基于国产基础软件的应用平台、集成环境和解决方案，使珠三角地区数百万中小企业直接受益，促进核高基成果的大规模产业化应用。三、分课题的目标和任务3.1 分课题目标，考核指标（技术和经济效益，示范基地、中试线、试验平台和基地、生产线及其模式等相关产业化指标，依据总本的目标和指标展开和细化）3.1.1分课题目标针对公共服务平台及集成环境对国产基础软件的需求，突破基于国产基础软件的重大应用关键技术，完成珠三角地区中小企业应用对国产基础软件的需求分析报告，形成国产基础软件集成应用分析报告，完成与国产基础软件配套的硬件

14、适配、软件集成以及应用迁移等关键技术；发表高水平学术论文5篇，获得软件著作权2个、软件产品登记证书2个。 3.1.2考核指标1、 技术指标分课题需达到的技术指标如表3-1所示。表3-1 分课题技术指标序号技术指标1支持XX、中标普华等国产操作系统2支持达梦、神舟通用等国产数据库3支持金蝶、星海等国产中间件4支持金山WPS、中标普华等国产办公软件5形成珠三角地区中小企业应用对国产基础软件的需求分析报告6提交关于国产基础软件在珠三角地区中小企业信息化中的集成应用分析报告2、 知识产权指标（1） 申请软件版权2个，软件产品登记证2个；（2） 发表论文5篇。3.2.2 分课题年度任务和考核指标（分课题

15、实施期限一般在3年以内；年度任务是指在课题实施期限内，每年应该完成的任务，年度考核指标要量化）年度年度任务年度考核指标重要任务的时间节点负责单位2010年4.1.1.1国产基础软件的集成与运行环境应用需求分析以及概要设计完成国产基础软件的集成与运行环境应用需求报告的调研撰写工作；形成需求报告1份；完成国产基础软件的集成与运行环境应用概要设计，通过概要设计评审2010年1月完成需求分析，形成需求分析报告；2010年3月完成国产基础软件的集成与运行环境应用概要设计湖南XX信息工程技术有限公司4.1.1.2国产基础软件的集成与运行环境应用详细设计、研制以及测试完成国产基础软件的集成与运行环境应用详细

16、设计，通过详细设计评审；完成部分国产基础软件的集成与运行环境应用研制及测试2010年4月完成国产基础软件的集成与运行环境应用详细设计湖南XX信息工程技术有限公司4.1.1.3国产基础软件的集成与运行环境应用研制以及测试完成国产基础软件的集成与运行环境应用研制及测试2010年9月完成国产基础软件的集成与运行环境应用的研制与测试湖南XX信息工程技术有限公司4.1.1.4国产基础软件的集成与运行环境应用适配完成国产基础软件的集成与运行环境的应用适配和测试2010年11月完成国产基础软件的集成与运行环境的应用适配湖南XX信息工程技术有限公司2011年4.2.1.1根据产品测试结果，对国产基础软件进行升

17、级对国产基础软件进行升级，完成国产基础软件集成应用分析报告的调研撰写工作； 2011年3月完成国产基础软件集成应用分析报告的调研撰写工作湖南XX信息工程技术有限公司4.2.1.2根据产品测试结果，对国产基础软件进行升级以及维护完成对国产基础软件的升级2011年5月完成系统的升级湖南XX信息工程技术有限公司4.2.1.3根据产品测试结果，对国产基础软件进行维护对国产基础软件进行维护，形成国产基础软件集成应用分析报告1份2011年9月形成国产基础软件集成应用分析报告湖南XX信息工程技术有限公司4.2.1.4根据产品测试结果，对国产基础软件进行维护完成对国产基础软件的维护2011年9月完成对国产基础

18、软件的维护湖南XX信息工程技术有限公司说明：表中“重要任务的时间节点”的格式是“节点名称（标注时间）。“节点”包括：1、对于高端通用芯片类课题，重要节点至少应包括：电路设计，版图设计，仿真验证，掩模版制作，第一次投片，封装测试（试样），修改设计，第二次投片，封装测试，用户应用验证，设计定型，生产定型，产业化；2、对于基础软件类课题，重要节点至少应包括：需求确认与软件策划，设计、建模与实现，测试与产品发布，应用支持与维护升级，产业化等；对于军用软件类课题，重要节点至少应包括：方案论证、初样研制（需求分析，概要设计，详细设计，初样测评，初样评审）；正样研制；设计定型等。3、对于研究报告型的软课题，

19、重要节点可包括：工作组组建、任务分析与策划、资料收集、任务分解及大纲、输入/输出及交付项、初稿发布、评审及版本维护、正式发布等。4、建议编号规则：A.B.C.DA：0-牵头申报单位； 1-联合申报单位1； 2-联合申报单位2； B：1-第一年（2010年）；2-第二年；C：1-第一项年度任务；2-第二项年度任务；D：1-当年第一季度任务；2-当年第二季度任务；3.2.3 2010年分课题任务分解情况（按WBS展开）编号任务名称任务负责人研究内容考核指标重要任务的时间节点经费预算（万元）4.1.1.1国产基础软件的集成与运行环境应用需求分析以及概要设计颜跃进调研数据中心以及公共服务平台的应用特点

20、，了解其对国产基础软件提出的特殊要求，并针对需求进行概要设计完成国产基础软件的集成与运行环境应用需求报告的调研撰写工作；形成需求报告1份；完成国产基础软件的集成与运行环境应用概要设计，通过概要设计评审2010年1月完成需求分析，形成需求分析报告；2010年3月完成国产基础软件的集成与运行环境应用概要设计13.54.1.1.2国产基础软件的集成与运行环境应用详细设计、研制以及测试颜跃进国产基础软件的集成与运行环境应用详细设计，根据详细设计进行研制、测试完成国产基础软件的集成与运行环境应用详细设计，通过详细设计评审；完成部分国产基础软件的集成与运行环境应用研制及测试2010年4月完成国产基础软件的

21、集成与运行环境应用详细设计56.74.1.1.3国产基础软件的集成与运行环境应用研制以及测试颜跃进国产基础软件的集成与运行环境应用研制及测试完成国产基础软件的集成与运行环境应用研制及测试2010年9月完成国产基础软件的集成与运行环境应用的研制与测试12.754.1.1.4国产基础软件的集成与运行环境应用适配颜跃进国产基础软件的集成与运行环境应用适配完成国产基础软件的集成与运行环境的应用适配和测试2010年11月完成国产基础软件的集成与运行环境的应用适配22.053.2.4 2011年分课题任务分解情况（按WBS展开）编号任务名称任务负责人研究内容考核指标重要任务的时间节点经费预算（万元）4.2

22、.1.1根据产品测试结果，对国产基础软件进行升级颜跃进数据中心及公共服务平台上国产基础软件的升级对国产基础软件进行升级，完成国产基础软件集成应用分析报告的调研撰写工作2011年3月完成国产基础软件集成应用分析报告的调研撰写工作21.524.2.1.2根据产品测试结果，对国产基础软件进行升级以及维护颜跃进数据中心及公共服务平台上国产基础软件的升级完成对国产基础软件的升级2011年5月完成系统的升级3.674.2.1.3根据产品测试结果，对国产基础软件进行维护颜跃进数据中心及公共服务平台上国产基础软件的升级和维护对国产基础软件进行维护，形成国产基础软件集成应用分析报告1份2011年9月形成国产基础

23、软件集成应用分析报告3.674.2.1.4根据产品测试结果，对国产基础软件进行维护颜跃进数据中心及公共服务平台上国产基础软件的维护完成对国产基础软件的维护2011年9月完成对国产基础软件的维护16.14说明：1. 此表是年度任务与目标、考核指标的细化；2分课题执行期内，一年一表；3此表所列任务是预算编制的依据。四、分课题技术方案4.1分课题技术路线及其先进性和可行性分析（含技术引进消化吸收方案）（说明其主要技术创新点）4.1.1技术路线课题对目前国产基础软件集成应用的需求进行收集与科学的分析，深入国产基础软件集成应用示范企业进行深入调研，收集该行业的生产状况、技术发展、产品结构的相关信息，并对

24、国产基础软件集成应用行业中存在的主要问题以及运行特点进行初步分析。针对分区域、分行业应用，对国产基础软件集成应用市场的供给、需求等相关信息进行采集，分析基础软件的发展以及国家的相关政策给国产基础软件集成应用带来的影响。在此基础上撰写国产基础软件需求分析报告。同时，课题研究并撰写国产基础软件集成应用分析报告。课题在搭建国内企业信息化应用系统过程中，着重对国产基础软件产品的软硬件集成适配、应用迁移、快速资源部署及系统容错等方面进行研究和分析：（1）研究国产基础软件产品的硬件驱动适配技术，包括国产龙芯CPU、国产众志CPU和国产飞腾CPU适配工作，进一步增强国产基础软件尤其是国产操作系统对各类终端产

25、品（如智能终端产品）及其硬件设备的支持范围和适配能力。（2）研究国产基础软件产品的软件集成优化技术，重点对国产操作系统、数据库、中间件、办公软件等的兼容适配和集成优化进行研发，对服务器操作系统进行高可用性评估，进一步完善国产操作系统功能，有效提升国产基础软件平台运行效能、稳定性和易用性。（3）研究国产基础软件全面推广应用过程中的应用迁移技术，包括基于国产基础软件平台的应用软件开发和实现资源的互通互享，用于完成各种国产异构系统、国产应用软件和国产数据源之间的信息共享和交换。（4）针对面向珠三角中小企业数据中心和公共服务平台需求，深入研究数据中心级的国产基础软件平台快速资源部署和系统容错技术，有效

26、提高珠三角中小企业应对国际化市场快速变化的响应速度和适应能力。分课题在国产基础软件方面的具体研究内容如下：4.1.1.1面向多路众核运行支撑环境的优化本课题将面向未来高端服务器多路众核体系结构，立足于服务器操作系统内核和并行程序运行支撑环境，在多路众核的物理实现、逻辑结构、任务调度、存储管理、同步通信以及并行程序运行时支撑等多个方面展开研究，瞄准系统吞吐率、资源利用率、系统功耗等服务器指标，提高服务器系统的整体效能。（1）建立众核感知的处理器模型本课题在处理器抽象模块中拟实现基本的处理器资源拓扑结构检测和抽象功能。在上述支持的基础上，本课题拟面向大规模多路众核结构，建立众核感知的处理器模型，以

27、方便进一步实施调度优化。主要研究内容包括：扩展procfs和sysfs文件系统、不同层次的调度域的设计与实现等。（2）实现优化的众核调度策略在建立众核感知的处理器模型后，本课题拟研究面向众核的优化调度策略。国产操作系统目前实现了基于优先级的O(1)调度策略，针对每个CPU维护一个局部调度队列。该策略的开销小，在小规模SMP系统中具有较好的调度效果，甚至能达到线性加速比，但并不完全适合大规模的众核体系结构。在众核模式下，可能存在的问题包括：为每个CPU维护一条局部调度队列开销较高、负载均衡难以控制、CPU利用率难以有效提高、资源的竞争使用更加激烈等。本课题拟针对多路众核环境，展开调度策略的综合研

28、究，主要研究和实现内容包括：调度域亲近型调度策略、负载均衡和域间迁移机制、功耗敏感的调度优化、协同调度等。（3）面向多路众核的存储管理优化多路众核体系结构下的存储层次较传统的单处理器结构和SMP结构更为复杂。一方面，系统的访存层次增加，如片内一级Cache、共享的二级Cache、NUMA结构中的本地存储器、其它结点上的远程存储器等，部分CPU还扩展了三级Cache，并将指令和数据Cache进一步区分。另一方面，多路众核间的资源共享和耦合关系也愈加复杂，如超线程间共享执行部件和一级Cache、处理器core间共享二级Cache和FSB、多处理器间共享内存、NUMA下多结点间分布共享内存等。为适应

29、传统应用的串行编程模型和众核下的可扩展性能，本课题必须在传统内存管理的基础上进行优化，缓解多路众核体系结构中存储墙问题，并支持服务器统一的地址空间映像。主要研究内容包括：基于内存控制组的众核存储分配、面向嵌套页表的支持与优化等。（4）面向多路众核并行程序运行时的支撑多核体系结构下最重要的问题就是并行程序开发和运行模式的支持，在众核情况下这个问题更加突出。在以提高主频就能获得CPU性能的年代里，程序员不用进行任何努力就可享受硬件进步所带来的益处。而当CPU进入双核乃至多核时代，串行程序很难利用物理上分布实现的多个处理器核获得理想的性能加速。因此，如何开发并行程序或者将现有的串行程序并行化就显得尤

30、其重要。本课题拟在操作系统级提供对并行执行模型的支持，重点研究高效的细粒度锁机制、众核间同步与通信机制、软硬件结合的事务内存实现技术等，并充分利用未来众核CPU中TLB和Cache的tag标志来提高众核CPU Cache的命中率。此外，本课题还将面向当前和未来先进的并行程序开发库提供支持，如Intel最新实现的Thread Building Blocks库等，通过支持这些用户态的运行时环境，应用程序开发者仅需关注程序功能的正确性和数据的划分，任务的并发线程化则交由操作系统和运行时间库协同完成。本课题还拟通过向用户暴露更多的众核感知的API接口，支持程序员开发具有更高并发性的应用程序，以充分发挥

31、未来多路众核体系结构的优势。4.1.1.2集群支持与优化国产操作系统在集群支持上也应该提供的服务备份软件和负载均衡软件上针对作该应用特点进行改进和优化，以有效保证灾备系统和负载均衡软件的运行效率，确保平台的功能和可扩展性。（1） 服务备份软件国产操作系统可提供服务备份软件来负责完成应用请求分发、基于双心跳线机制的在线应用切换、数据一致性维护等功能。具体来说，针对互备方案可如下介绍各技术：应用请求分发：应用请求分发部件需要将自己收到的网络请求报文在网络协议层进行复制、并分发到备份机器上即可；主/从服务器按并行方式同步对应用请求进行响应，从服务器返回的请求应答被丢弃，且因应用请求引起的存储器操作请

32、求也被丢弃。双心跳线机制采用冗余方式来实现心跳线的容错。基于双心跳线的互备流程简述如下：主/从服务器维持两根心跳线，正常情况下，以一定时间间隔向对方机发送状态OK消息；服务备份软件的心跳部分还要负责检测本机应用状态、网络状态、存储状态，一旦上述状态出现异常，即停止发送心跳消息。如果备份机发现两根心跳线均不存活，即表示切换时机的到来。在线应用切换：一旦切换时机到来后，备份服务器需要接管主服务器对应用应答的请求，研究快速IP接管和DNS动态重配置方法，使得网络请求快速重定向到从服务器上。一致性维护：一致性维护一方面包括应用进程状态的同步，操作系统需要针对典型应用设置进程检查点、备份和恢复模块，服务

33、备份软件在每个检查点将应用进程的状态进行备份发送给从服务器；一致性维护另一方面包括维护异构平台数据库数据的一致性，服务备份软件的更高级别是集群备份，也就是说，区别于前面的双机备份功能，服务备份软件应提供一个集群，集群中同一时间只有一台服务器对外界提供相应的数据库服务或应用服务，其余服务器均做为该主服务器的备份服务器，这种备份模式可以保证在两台以上服务器出现故障时系统服务的连续性。（2） 负载均衡软件当用户数量庞大时，为防止单个服务出现性能瓶颈，系统在数据服务处理中实现了负载平衡服务构件对服务请求进行负载均衡管理。应用级别的负载均衡服务需要国产操作系统内核提供有效支持。负载均衡服务器由前端的负载

34、均衡器和后端的真实服务器群组成。真实服务器之间可通过局域网或广域网连接。负载均衡服务器对用户是透明的，用户只能看见一台虚拟服务器，而看不到提供服务的真实服务器群。操作系统内核里的负载均衡软件使用基于IP层的负载均衡方法，软件由IP包处理、负载均衡算法、系统配置与管理三个模块及虚拟服务器与真实服务器链表组成，课题拟针对本课题需求对改软件进行改进。4.1.1.3集成开发环境支撑目前在Linux上涌现了越来越多的集成开发环境，支持多种编程语言和图形函数库，这大大提高了国产操作系统上的应用程序开发能力，为在国产操作系统上开发全新的应用程序提供了良好的条件。很多应用程序可以依靠优秀的集成开发环境迅速开发

35、和应用，为推广应用国产操作系统奠定条件。课题拟针对本课题应用系统的研发和运行需求，完善系统提供的基础支撑环境，提供应用集成开发和运行支撑环境。（1）开发与运行基础支撑环境基础支撑环境包含基本编程语言支持、编辑/编译/调试工具、窗口及窗口图形库支持、多媒体及音频库和网络、多线程库等，具体描述如下。1) 基本编程语言支持C/C+,Java,perl,shell等是桌面应用开发常用的编程语言，国产操作系统拟提供对上述编程语言的支持与增强。2) C、C+标准函数库与编译工具C 语言自身并没有为常见的输入/输出、内存管理，字符串处理等操作提供内置支持，这些功能一般由标准C函数库来提供。国产操作系统集成C

36、标准函数库，为基于C语言的程序开发提供支持。C+是桌面应用开发中使用较多的面向对象语言，开发环境中集成的GCC编译器同样可以支持C+程序的编译运行。此外，通过集成开发环境中的可扩展功能插件，可以支持C+的面向对象程序设计和程序结构分析，支持应用开发的配置管理和优化。3) Java虚拟机环境操作系统拟集成标准Java虚拟机环境，拟支持常用扩展功能的Java开发库，包括Java图形库、网络编程库等，拟支持JSP、J2EE等Java扩展程序的开发。此外，操作系统拟支持Java语法突出显示、一些常用的面向对象方法，包括构造函数，类方法，实例方法，类变量等，拟支持代码错误提示，警告报告等。4) 脚本语言

37、支持支持Perl（Practical Extraction and Report Language）、Python、Shell等在UNIX环境下广泛使用的脚本语言。5) 编辑器集成开发环境提供了图形化的编辑窗口，并针对C、C+和Java等典型编程语言提供增强编辑功能，包括： 编程语言的语法提示 关键词高亮显示 代码折叠功能 源代码文件按语法着色 关键词语法自动补齐 函数和变量的自动提示此外，操作系统还将提供多种用户熟悉的独立编辑工具，包括vi、vim、emacs、gedit、kedit等。为了方便编辑过程中的检索、替换等基本操作，开发环境拟集成常用的ctags、cscope、global、lx

38、r等交叉索引工具。其中，ctags能查找符号的定义，支持包括C语言在内的33种编程语言，有较高的准确度，是vim内嵌的标志程序；Global是GNU出品的交叉索引工具，支持C, C+, Yacc, Java 和PHP4五种语言，命令行下表现不错，其特色在于分析得很细腻，还能生成交叉索引的web页，很适合用来做程序的文档；lxr是专门用来生成程序源码的交叉索引的web界面的工具，比Global更加专业。6) 编译器集成开发环境采用可扩展插件框架，通过添加不同的编译模块可扩展支持各种不同语言的编译。以开发环境中集成的GCC编译器为例，GCC不仅能够编译C、C+和Objective C，而且可以通过

39、不同的前端模块来支持多种语言，如Java、Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等。除了集成C、C+、Java等语言的编译功能模块，开发环境还将通过改进编译插件以实现各种编译功能的优化，进一步提高应用程序的编译和运行效率。7) 调试器集成开发环境拟集成图形化调试环境，提供C、C+、Java等语言的窗口调试，支持断点设置、分步执行、变量查看、系统变量查询等常用调试操作。此外，集成开发环境还将提供多种常用的、功能强大的调试工具，包括动态库跟踪器ltrace，系统调用跟踪器strace，GNU调试器gdb，核心调试器kdb，支持多种命令行调试器的图形前端ddd等。8) 其他支撑库线程

40、开发库：提供pThread线程库、符合POSIX标准的NPTL线程库；网络开发库：支持基于socket的网络应用开发库、提供C+、Java语言的扩展网络开发包。图形开发库：提供大量图形函数库，以满足不同软硬件环境、不同层次的各种需求，包括：终端图形界面开发库ncurses；控制台VGA驱动函数库SVGALib；X Window System 提供的XLib；游戏图形库Allegro；兼容OpenGL规范的3D图形支持库Mesa3D；图形用户界面工具集GTK、QT等。多媒体应用开发库：提供包括ALSA，sox等的音频编程接口；提供SDL（Simple DirectMedia Layer）多媒体开

41、发库，它包含了对图形、声音、游戏杆、线程等等的支持。SDL对图形的支持非常优秀，尤其是高级图形能力，比如 Alpha 混和、透明处理、YUV覆盖、Gamma校正等。在 SDL环境中能够非常方便地加载支持OpenGL的Mesa库，从而提供对二维和三维图形的支持。（2） 运行支撑环境增强国产操作系统拟为单机应用程序、C/S、B/S结构的应用提供完善的运行支撑环境。包括LAMP、J2EE架构的适配与图形化配置，多媒体格式和库支持与增强，Windows图形设备接口的兼容支持等。1) 架构支持拟支持J2EE，由于Java语言的跨平台特性，使得基于Java开发的应用便于移植，而对Jre和基于JAVA的中间

42、件的支持，使得Java应用几乎无需修改，即可以运行在国产操作系统上。LAMP: Linux + Apache + MySql + Php是对Linux下，Web服务器、数据库、中间件、编程语言等组合起来的开发环境的通称。Linux提供的这个开发环境对B/S架构的程序有良好的支持。随着脚本语言的发展和进步，LAMP中的P也进一步泛指Perl和Python。国产操作系统拟全面支持LAMP架构，不仅提供对开源数据库、中间件的支持，同时支持国产数据库、中间件。拟提供LAMP结构下应用、数据库、中间件的连接实例和指南。2) 多媒体格式支持为了提供强大的媒体播放支持、丰富的媒体格式支持、完善的用户体验设计

43、，进而提高系统在多媒体使用方面的易用性、全面性和高体验性，课题拟在多媒体格式支持方面进行以下研究： 分析各种主流的多媒体文件格式；拟支持RMVB、RM、AVI、WMV、MPEG1、MPEG2、MPEG4、QUICKTIME等常用媒体文件格式；拟支持MP3、WMA、WAV、OGG等常用音频格式。3) 多媒体库支持与增强为了使音视频播放更加稳定流畅，国产操作系在多媒体库方面的支持与增强包括： 支持xine、ffmpeg和mplayer等主流的多媒体库，并进行优化增强。在多媒体库的具体设计上，将采用C语言封装，以达到功能模块独立、程序结构良好、易于扩展和重复使用等目的。4.1.1.4对国产数据库、中

44、间件的支持数据库方面，目前国产操作系统拟支持国产自主数据库武汉达梦、北大金仓等数据库系统；中间件方面国产操作系统拟支持国产中间件软件中创InfoBus、普元EOS和国防科大StarBus等。对上述数据库和中间件产品的支持一方面可有效支持本课题研制进程，另一方面也将支持基于国产基础软件的新型应用软件开发。影响数据库和中间件等系统软件兼容性的因素主要是编程运行环境。此外，完善的兼容性测试是检验数据库和中间件兼容性的一个有效手段。（1） 编程和运行环境方面编程和运行环境主要是系统调用、函数库以及环境变量，这些方面的名称、具体内部实现等对于系统应用程序的运行影响非常大，如果两个操作系统在这方面存在差别

45、，将会带来较大的兼容性问题。国产操作系统拟增加一些增强系统高可用特性和性能的系统调用，而且还会对某些原有的系统调用进行修改，从系统应用软件角度修改源码或者用增加插件的方式来进行了兼容性开发。由于系统应用软件都是成熟的商业化软件，这类开发需要分析研究大量的原软件厂商的接口规范，并且可能会影响软件的其它部分，开发的工作量大并且工作复杂。为此，针对需要兼容的数据库和中间件系统软件进行了全面的兼容性测试认证，来发现并定位这类兼容性问题的具体点，然后分别从操作系统层面进行兼容性开发，开发相应的兼容性支持包。（2） 兼容性测试在兼容性研究和开发过程中需要进行大量的涉及到各个方面的测试工作来发现问题，以支持

46、兼容性开发和性能调优工作，主要的测试包括：系统应用软件安装测试、系统应用软件运行测试、系统应用软件稳定性和健壮性测试、系统应用软件性能测试。兼容性测试工作是一个反复的系统工程，每次完整的测试周期完成，再针对发现的兼容性问题，比如硬件指令集、接口定义、软件的运行环境、API接口等方面的问题，进行定位，进而在军用服务器操作系统里进行改进，开发相应的补丁程序，来提供对中间件软件的支持。改进的程序再次在这些测试中运行，如此反复，直到所有问题都解决，最终形成针对中间件软件的兼容性支持包。4.1.2课题的先进性和可行性分析（1）先进性分析1) 课题成果技术先进，将达到国内外先进水平分课题研制的操作系统对多路众核结构的支持也达到了世界先