國產基礎軟硬件集成適配優化技術探析
來源:用戶上傳
作者:
摘 要：國產基礎軟硬件建設中，人員積極研究國產基礎軟硬件集成適配及優化技術，提高個人的專業水平。鑒于當前國產基礎軟硬件存在的技術方向碎片化、生態體系不完備、集成適配優化缺乏機制等問題，提出解決國產基礎軟硬件主要問題的有效對策。統一技術產業發展方向，培育國產基礎軟硬件應用意識，注重國產基礎軟硬件集成適配優化，全面掌握國產基礎軟硬件集成適配優化技術。
關鍵詞：國產基礎軟硬件;發展現狀;存在問題;解決策略
中圖分類號：TP368.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）18-0145-03
Abstract： In the construction of domestic basic software and hardware， personnel actively study the integrated adaptation and optimization technology of domestic basic software and hardware， so as to improve the professional level of individuals. In view of the problems existing in the domestic basic software and hardware， such as fragmentation of technical direction， incomplete ecosystem， lack of mechanism of integrated adaptation optimization and so on， this paper puts forward some effective countermeasures to solve the main problems of domestic basic software and hardware. We should unify the development direction of the technology industry， cultivate the application consciousness of domestic basic software and hardware， pay attention to the optimization of domestic basic software and hardware integrated adaptation， and master the domestic basic software and hardware integrated adaptation optimization technology in an all-round way.
Keywords： domestic basic software and hardware; development status; existing problems; solution strategy
前言
當前，以美國為首的西方國家興起了一股全球化逆潮，尤其是針對中國的高科技禁運和貿易保護主義，惡化了中國信息產業發展形勢。一是利用網絡安全審查、高科技禁運等手段遏制中國企業掌握核心技術。二是利用貿易保護主義打壓中國高科技企業發展。隨著中興事件的爆發，中國自上而下深刻認識到了形勢的嚴峻[1]。大力發展我國信息產業，掌握核心技術迫在眉睫。在基礎軟硬件方面，我國嚴重缺乏技術積累，如何促進技術發展，推動國產化核心技術迭代;如何通過開展集成適配技術攻關，推動國產軟硬件的集成適配和協同發展，用集成優化的手段來補齊單點的短板，是需要國產化相關產業深入探析的。
1 國產基礎軟硬件發展現狀
簡單來說，國產基礎軟硬件就是從基礎軟件和基礎硬件方面實現全國產化。中國從“十五”期間開始逐步對國產基礎軟硬件進行資金和政策投入，在過去的十多年的時間里國產基礎軟硬件的發展飽受質疑。經過十多年的發展，以國產龍芯CPU為代表的國產基礎軟硬件企業已經用實踐回答了“國產基礎軟硬件該不該做、能不能做、能不能用等問題”，已經積攢了一定力量，形成了一定勢力，建立了一些根據地?？偟膩碚f是處于一個蓬勃發展的階段，是能看到希望的。
但是國產基礎軟硬件發展情況與應用方需求仍存在一定差距;與開放市場環境下應用方需求存在較大差距，仍然有漫長的路要走。在這個過程中我們意識到了很多的困難險阻，比如我國基礎軟硬件研發中存在集成適配性差的問題，系統性能得不到保障，桌面終端與服務器的安全性沒有達到實用性的基本要求[2]。對于我國自主發展信息化產業來說，我們需要的不單單是做一款產品，而是國產基礎軟硬件怎么去搭配？這些產品組合如何去優化，以掩蓋單一產品中存在的短板？怎么能讓用戶用起來不去抵觸？
2 國產基礎軟硬件存在的主要問題
2.1 技術方向碎片化
我國基礎軟硬件產業生態呈現碎片化，研發方向太過分散。國產CPU為例，我國呈現出了“八仙過海各顯神通”的局面，各類技術路線并存。有以龍芯和申威為主的純自主研發路線，以華為海思、飛騰為主的引進微架構的半自主路線，以兆芯、中科海光、貴州華芯通的合資純引進技術路線，技術路線過多，研發資源較為分散。同為信息產業基礎的操作系統也面臨著這樣的局面，涌現出了很多在Linux基礎上做定制的企業和產品，企業力量分散，各自為戰，在應用開發和測試認證方面沒有統一的標準。給基于國產軟硬件的信息系統集成適配帶來了非常大的工作量和困難。
2.2 生態體系不完備 當前國內形成了“CPU+操作系統”的國產軟硬件基礎體系，基于國產基礎軟硬件的PC和服務器的配套外設和上層應用軟件不完備，缺乏如打印機、掃描儀、身份證識別等外圍設備的支持，大量的上層應用軟件，如設計畫圖類軟件、娛樂類軟件等通用軟件沒有針對國產化PC和服務器進行過適配，缺乏通用型軟件的支持，國產化PC和服務器難以真正應用開來，難以形成規?；猍3]。同時國產基礎軟件多是基于開源社區代碼，對于核心技術消化能力不足，在開源社區貢獻有限，單品的性能、用戶體驗和穩定性都有所欠缺，只能基于開源生態發展，無法良好的構建自身的生態系統。
2.3 集成適配優化缺乏機制
當前國內CPU、基礎軟件和應用軟件和外圍設備廠商之間缺乏制度性的合作，組織協調和利益分配的機制尚未成立，關鍵軟硬件兼容性相關標準和應用開發接口尚未規范。我們知道，蘋果筆記本的工作主頻很多時候用的都不高，但是蘋果筆記本的使用流暢度要比很多CPU主頻比它高兩倍的電腦還要流暢，這歸功于蘋果公司強大的集成適配優化能力。針對國產基礎軟硬件集成適配的優化目前是非常欠缺的，為用戶服務的企業對國產基礎軟硬件不熟悉，沒用過，沒有針對國產基礎軟硬件進行過適配優化方案的探索，導致了搭建基于國產基礎軟硬件的信息系統的時候，無法針對爆發的問題進行解決，用戶體驗無法提升。經常性無法解決問題導致用戶口碑較差，長久來說用戶對國產基礎軟硬件會存在一定程度的怨言，不利于國產基礎軟硬件的發展。
3 解決國產基礎軟硬件主要問題的思考
3.1 整合資源，統一技術產業發展方向
當前自主信息化產業生態碎片化嚴重，國家應因勢利導。著力扶持有巨大潛力的重點企業發展，形成核心技術發展合力。統一國產基礎軟硬件各類產品的技術標準，收縮操作系統和CPU的技術方向，統一接口、驅動。充分發揮政府機構、行業協會和產業聯盟的作用，匯集重點企業形成合力，加強企業之間的合作。
3.2 應用牽引，培育核心技術產業生態
依托政府和其他特殊領域的市場，打造國產基礎軟硬件的綜合實驗室。通過實驗室環境，提升國產基礎軟硬件產品的功能、性能和用戶體驗，構建國產基礎軟硬件生態體系[4]。同時建立國產基礎軟硬件產品培育機制，為廠商提供產品孵化市場，擴大國產基礎軟硬件上下游生態圈;積極培育國產基礎軟硬件應用意識，除了政府外，在科研機構、高校大力推廣，教學和實驗環境逐步用國產操作系統代替Windows，改變廣大技術人員的開發和應用習慣;依托國家投資、產業資金等手段，統籌布局國產基礎軟硬件產業鏈，促進國家信息產業生態體系。
3.3 國產基礎軟硬件集成適配優化
拋開國家層面，和國產基礎軟硬件相關企業最為密切相關的是系統優化，把國產CPU、操作系統和應用層、整機產業實現對接，以應用為牽引，軟硬件結合，對全系統進行優化。例如龍芯針對某系統的成果——某數據庫應用，HP的X86服務器需要50分鐘，龍芯服務器優化前8小時，優化后80秒;某圖形應用，X86i7平臺每秒40幀，龍芯平臺優化前每秒不到1幀，優化后每秒80幀;某指揮系統（GIS）應用，X86i7平臺每秒20幀，龍芯平臺優化前每秒3幀，優化后每秒30幀。這些成果都是通過優化的手段來取得的，優化技術短板，提高集成適配整體性能。
4 國產基礎軟硬件集成適配優化的有效策略
國產基礎軟硬件集成適配優化技術主要涉及到應用系統遷移適配、應用系統優化和終端平臺適配優化等三個方面。
通過對前端（終端）和后端（服務端）軟件的優化，使得基于國產基礎軟硬件平臺的應用系統能夠滿足2、5、8秒響應時間行業標準要求，實現國產化應用系統由能用向好用的轉變，為后續大規模推廣奠定基礎。
4.1 應用系統遷移適配
應用系統遷移適配包括操作系統兼容適配、中間件兼容適配、數據庫兼容適配、Web前端兼容適配、辦公軟件兼容適配的工作。
在已有系統通過國產化平臺可遷移性評估后，從操作系統、中間件、數據庫、Web前端、辦公軟件等幾方面對系統進行兼容適配，實現原有系統向國產平臺遷移，系統所有功能達到能用狀態。
4.2 應用系統性能優化
應用系統優化包括Web前端優化、數據庫優化、中間件配置優化、服務端代碼優化幾個方面。
從操作系統、數據庫、Web前端、服務端代碼等幾方面對應用系統的性能進行優化，通過提高操作系統I/O效率、提高數據庫緩存命中率，減少I/O訪問，提高網絡吞吐量、提升復雜頁面交互效率等方面，達到提升應用系統的整體性能，降低系統響應時間的目標，使遷移到國產化平臺的應用系統性能得到較大幅度提升，實現應用系統從可用轉為好用，用戶使用體驗得到明顯增強[5]。
對于能夠遷移到基于國產化環境下的系統，系統應在遷移時對國產化環境做兼容性適配工作，并在系統遷移后對系統性能進行優化，且系統性能優化工作應與內部測試工作迭代進行。
4.3 終端平臺適配優化
終端平臺適配優化針對辦公應用場景，開展桌面操作系統、流版簽、瀏覽器、底層基礎軟件及常用外設自主可控終端優化適配，解決自主可控終端性能低，穩定性差，難以滿足日常辦公應用需求的問題。從操作系統開關機時間、典型流板式文件打開時間、典型網頁加載時間、混合文件拷貝時間等方面提升終端平臺的性能和易用性。
開展桌面操作系統、流版簽、瀏覽器、底層基礎軟件等國產軟件及國產打印機、掃描儀等外設在國產化終端平臺上的適配優化工作，突破基礎庫硬件加速、內存駐留、軟件熱點分析、軟件架構優化、軟件性能瓶頸分析、內核調優等關鍵技術，提升操作系統及基礎辦公軟件運行效率，通過迭代優化實現終端平臺的整體性能逐步提升。
5 結束語
綜上所述，本文研究國產基礎軟硬件集成適配優化技術，首先介紹國產基礎軟硬件發展現狀，了解中國對國產基礎軟硬件在資金和政策上的投入情況，然后介紹國產基礎軟硬件存在的主要問題，提出國產基礎軟硬件問題的解決對策。重點介紹國產基礎軟硬件集成適配優化策略，全面掌握應用系統遷移適配、應用系統優化、終端平臺適配優化等技術，提高操作系統的兼容性，加強國產化終端平臺適配優化，穩步提升國產基礎軟硬件及終端平臺的整體性能。
參考文獻：
[1]沈浩.國產基礎軟硬件平臺可信計算系統應用研究[J].電子技術，2018，47（5）：25-27.
[2]閔曉霜.基于國產軟硬件平臺的OPCUA服務器設計與實現[J].信息技術與網絡安全，2018，37（12）：75-78+90.
[3]劉軍霞，楊先文，劉俊霞，等.面向國產OS的PCI采集卡軟硬件設計與驗證[J].微處理機，2017（2）：59-63.
[4]馬思源.基于國產軟硬件的基層政府綜合信息平臺的設計與實現[J].電腦與電信，2017（8）：51-54.
[5]謝淑蓮，李理，徐建春.基于國產CMC芯片的數控裝置軟硬件技術開發[J].制造技術與機床，2017（1）：165-167.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14886936.htm
