[00932028]数据库管理系统核心技术的创新与金仓数据库产业化

数据库管理系统是计算机系统基础软件之一，是信息系统的基础和核心。长期以来，中国的重要信息系统都基于国外产品建设，国家信息安全受到严重威胁。因此研制自主可控的数据库软件是建设网络强国、保障国家信息安全的重要支撑技术之一。 研制自主可控数据库产品的技术挑战可归纳为“三高一大”，包括系统的高可靠性、高安全性、高性能以及面向大数据的数据类型与数据规模的可扩展性。主要技术创新如下： 数据库管理系统的高可靠性技术。数据库内核引擎的可靠性是指系统应对故障，保证数据不丢失、系统不宕机的能力。提出了基于偏序关系日志的数据库集群系统故障恢复、基于物理日志数据复制技术等可靠性方法，有效解决了分布式环境下系统故障恢复难题。 数据库管理系统的高安全性技术。数据库安全性是指系统防止数据被篡改、被泄露和非法访问。实现了数据透明加密和高效带密检索、DBA权限控制技术等，对数据库系统进行安全加固。获得迄今为止国内数据库最高级别认证。 数据库管理系统的高性能技术。面向联机事务处理应用，提出了海量数据紧缩存储、单表多列序存储等一系列针对海量数据的存储管理和查询优化关键技术；面向联机分析处理应用，从磁盘、内存、处理器缓存以及异构处理器架构四个硬件层次，提出了基于磁盘共享扫描的多查询优化技术、基于数组存储和向量计算的内存计算技术、基于页面染色的处理器缓存优化技术、面向GPU的查询加速技术等一系列加速技术。系统性能得到大幅度提高。 面向大数据的数据类型和数据规模的可扩展性技术。针对数据类型可扩展性，提出了数据库对等引擎系统架构，实现了对XML数据和关系数据的统一管理。提出了基于XML数据内容的自适应存储技术、多媒体数据层次型多维索引方法、XML数据上基于操作语义的细粒度并发控制方法等，实现了与关系引擎无缝集成的纯XML引擎。针对数据规模可扩展性，提出了基于无共享数据库集群的动态扩展方法、基于星形数据模型的大规模可扩展集群计算技术，以及变换-规约-合并(TRM)查询执行技术等，实现了近似线性扩展。 该项目以四个国家863计划项目、一个核高基重大专项项目等为依托，历经十多年的研发，突破了数据库管理系统“三高一大”等重大技术难题，推出了金仓数据库KingbaseES产品多个版本，并在十多个行业领域和六十多个全国性重大信息化工程关键业务中得到规模化应用。累计推广应用50余万套，遍布全国3600多个县市，社会和经济效益显著，近三年新增直接和间接销售额6. 433亿元，新增直接和间接利润0.987亿元。实现了基于国产数据库的信息系统从无到有、从点到面、从边缘到核心的转变。 该项目已获教育部科学技术进步奖一等奖，中国计算机学会科技进步奖一等奖和北京市科学技术奖一等奖；获授权发明专利41项，软件著作权19项；出版教材6部；发表论文41篇，其中CCF A类论文7篇,SCI收录10篇。