國產辦公信息系統若干關鍵問題研究

郭長國，謝勁松，韓 鵬，徐志亮

(中軟信息系統工程有限公司，北京 102209)

0 引言

辦公信息系統是采用先進的計算機及網絡技術，基于“工作流”的概念，將機關日常辦公涉及的辦文、辦會、辦事等事務納入統一的網絡化信息平臺進行管理，促進機關部門的管理科學化和決策信息化，提高工作效率和質量。狹義地看，辦公信息系統為機關部門辦公業(yè)務提供信息化支持，主要功能包括：公文流轉、個人辦公、電子公告、通信協作、系統管理等；廣義地看，辦公信息系統是對機關組織行為進行形式化抽象描述，并基于軟件系統進行仿真實現，是機關部門對生產控制之外的一切信息處理和管理行為的統一管理平臺。辦公信息系統可形成工作人員之間最基本的聯系、溝通、協調和控制，內容包括辦公信息管理、領導決策支持、辦公自動化三個方面，是綜合了辦公、分析、管理的一體化集成系統[1]。

經過多年的發(fā)展，國產辦公信息系統軟件在產業(yè)和技術方面都積累了一定的經驗。主流的國產辦公信息系統可分成兩類：一類是通用生產力工具，如金山、普華等，在功能、性能方面主要模仿微軟辦公套件等世界知名品牌軟件；另一類是業(yè)務支撐系統，如金蝶、中宏力達等，主要根據用戶需求和系統部署環(huán)境進行定制開發(fā)。從實際應用效果看，對國產辦公信息系統的差評較多[2]，存在的問題主要有：性能、功能方面與用戶期待有差距；面向各類用戶的個性化服務不夠細致；對技術進步和用戶需求變化的適應性較差，每隔幾年就要推倒重建，而且開發(fā)、部署周期漫長；大多基于商業(yè)平臺，自主可控程度低；開發(fā)形式單一，產品同質化嚴重；行業(yè)標準建設滯后等。

“PK體系”是“飛騰(Phytium)CPU+麒麟(Kylin)OS生態(tài)體系”的簡稱，是指以飛騰芯片和麒麟操作系統為基礎，用來支持IT應用的軟硬件環(huán)境及其關聯的產品和技術。中國電子(CEC)于2017年12月在第四屆世界互聯網大會上代表綠色計算產業(yè)聯盟(GCC)正式向全世界發(fā)布“PK體系”。在自主可控主流技術路線中，“PK體系”布局完整、生態(tài)成熟，有能力支撐辦公信息系統實現國產化替代。

迄今為止，中軟已在黨、政、企各領域及相關部門成功實施了多個基于“PK體系”的國產辦公信息系統案例，在滿足機關各部門日常辦公的同時，為其他用戶單位的安全可靠替代工程積累了可借鑒、復制、推廣的先進技術成果、替代升級經驗和典型應用模式，促進了以“PK體系”為基礎的自主可控開放產業(yè)和技術生態(tài)不斷成長壯大。

本文對這些案例進行總結，分別從個性化設計、系統性能集成優(yōu)化[3]、國產化推進、系統實施等方面梳理出了若干成功經驗，希望對產業(yè)生態(tài)的良性發(fā)展和國產信息系統的全面推廣應用起到拋磚引玉的作用。

1 基于“PK體系”的國產辦公信息系統總體設計

替代升級是國產辦公信息系統的發(fā)展方向，也是當前我國信息化建設的重要手段。一方面，二十多年來采用傳統模式和技術架構建設的信息系統整體上處于升級換代的窗口期；另一方面，移動互聯等新技術的發(fā)展應用、各類社會組織形態(tài)的轉型進步、人們對現代化服務型政府的期待等發(fā)生了跨代式的變化，迫切需要新型的業(yè)務信息系統。信息系統的自主可控事關國家安全，但目前的發(fā)展面臨許多阻力和挑戰(zhàn)，迫切需要基于先進架構、采用最新自主可控成果的信息系統來落地和助推。

為積極配合自主可控國家戰(zhàn)略，更好地滿足用戶對辦公信息系統的新需求，中軟基于“PK體系”打造了自主可控辦公系統。該系統總結了多年辦公信息化項目成果及自主可控實踐經驗，綜合運用容器、微服務等技術，面向管理者、開發(fā)者、使用者等各類用戶打造自主可控私有云，同時也是一個安全可靠、體驗友好、兼容適配、可靈活部署的辦公及業(yè)務應用支撐平臺。系統體系結構如圖1所示。

該系統提供云端融合的新一代私有云解決方案，能夠軟硬一體地直接交付使用，是一套易于使用和管理，具有高可靠性、可快速復制的服務體系，也是高質量推動替代升級實施的強大工具。

圖1 基于“PK體系”的辦公信息系統體系結構圖

2 國產辦公信息系統的個性化設計

知識化、智能化、個性化是辦公信息系統未來發(fā)展的趨勢，個性化定制則是成功與否的關鍵。信息系統個性化定制是指根據用戶的需求，從整體信息空間中構建出獨立的、集成應用的個人信息空間的服務機制。辦公信息系統的個性化設計，是要求系統根據不同類型用戶的辦公需求提供個性化用戶界面和定制化功能，并按照用戶要求自動完成定制化操作的技術和服務。

個性化的國產辦公信息系統應具備以下功能：覆蓋全面的綜合辦公通用功能；面向不同用戶、不同應用場景的業(yè)務流程可配置功能；面向不同用戶的可配置服務功能；支持多種操作系統和移動終端；支持在線、離線、桌面、移動等辦公方式。

以最近部署的某“公文處理系統”為例，首先對機關辦文業(yè)務流程進行抽象建模，對用戶進行分類，然后面向各類用戶分別提供不同的版本，再為各類版本分別設置不同的系統配置和用戶界面。

3 國產辦公信息系統的集成優(yōu)化方法

2011年，國家科技重大專項發(fā)布了若干應用示范課題，根據前期研究和試驗表明，在安全可靠軟硬件單品性能不足，尤其是國產CPU性能較低的情況下，想要突破基于安全可靠軟硬件運行環(huán)境的性能瓶頸，只能采用集成優(yōu)化的方法優(yōu)化系統來彌補。實踐結果證明，通過集成優(yōu)化，系統能夠達到可用、好用的要求[4]。

通過系統分析和性能測試顯示，辦公信息系統的瓶頸主要集中在后端的數據庫、中間件的應用執(zhí)行和數據處理、前端瀏覽器客戶端的腳本解析和引擎渲染等環(huán)節(jié)。因此，辦公信息系統的集成優(yōu)化重點針對這些環(huán)節(jié)進行優(yōu)化[5]。

3.1 數據庫優(yōu)化策略

數據庫的優(yōu)化包括設計優(yōu)化、特性優(yōu)化和適配優(yōu)化等。

(1)設計優(yōu)化。設計優(yōu)化實施表結構設計優(yōu)化、SQL語句優(yōu)化和索引優(yōu)化等。通過對表的結構進行優(yōu)化設計提升數據庫的性能；通過優(yōu)化SQL語句提升查詢時效；通過對索引的配置和使用進行優(yōu)化大幅降低數據文件的I/O操作。

(2)特性優(yōu)化。特性優(yōu)化是將常用表加入內存、分區(qū)、列存儲等操作。首先，將靜態(tài)且讀取遠多于修改的常用數據表加入內存數據庫緩存，提高查詢的效率和命中率；其次，將表、索引等數據庫對象劃分為較小的分區(qū)子表或分區(qū)索引，提高查詢速度；再次，將每一列的數據存儲在一個段中，可以加快某一列的數據查詢速度，獲得遠優(yōu)于行存儲的壓縮效率，減少數據I/O，提高掃描效率。

(3)適配優(yōu)化。適配優(yōu)化是指進行優(yōu)化并行處理和多數據塊讀取等操作。首先，并行查詢技術可以使單個SQL語句利用多個CPU和磁盤設備的處理能力，通過多個線程來處理查詢任務，提高查詢的效率；其次，通過同時讀取多個數據塊，能夠從磁盤上讀取更大的數據區(qū)域，避免了對磁盤上數據進行反復搜索的操作，因而降低系統的I/O開銷和CPU開銷，提高系統I/O的速度。

3.2 中間件優(yōu)化策略

中間件優(yōu)化是對整個應用層的優(yōu)化，優(yōu)化內容包括JDBC優(yōu)化、特性優(yōu)化和適配優(yōu)化等。

(1)JDBC優(yōu)化。JDBC優(yōu)化體現在JDBC數據源管理、JDBC驅動優(yōu)化等方面。調節(jié)JDBC連接池相關性能參數，需要找到為提升并發(fā)性能而增加連接數與連接所需消耗系統資源之間的平衡點，即最優(yōu)化參數值。

(2)特性優(yōu)化。特性優(yōu)化是指中間件緩存優(yōu)化、前臺請求調度優(yōu)化等。

(3)適配優(yōu)化。適配優(yōu)化是適配虛擬機和操作系統相應參數的優(yōu)化。

3.3 客戶端優(yōu)化策略

客戶端優(yōu)化可以改善國產軟硬件環(huán)境下客戶端執(zhí)行效率低下的情況，客戶端的執(zhí)行效率由頁面渲染、JavaScript(JS)執(zhí)行效率等決定，優(yōu)化方法包括JS腳本語言性能優(yōu)化、HTML頁面內容性能優(yōu)化、HTTP傳輸性能優(yōu)化、Image圖片優(yōu)化、CSS樣式表性能優(yōu)化等[6]。

(1)JS腳本語言性能優(yōu)化。JS腳本語言性能優(yōu)化包括去除腳本冗余代碼、慎用前端框架、減少JS對DOM元素的操作、將復雜的業(yè)務邏輯在后端實現等。

(2)HTML頁面內容性能優(yōu)化。HTML頁面內容性能優(yōu)化包括減少HTTP請求次數、避免無效資源請求等。

(3)其他方面優(yōu)化。其他方面優(yōu)化包括使用瀏覽器緩存、盡量減少大文件、提高網絡傳輸速度和圖片渲染速度等。

對優(yōu)化后的辦公信息系統進行測試，各場景的響應時間和性能參數都有較大提升[7]。但發(fā)現，工作中很多實際用到的調優(yōu)手段在解決了應用瓶頸的同時，往往會帶來額外的系統資源開銷，因此，仍需要通過不斷地調整測試，找到系統性能的平衡狀態(tài)。

4 辦公信息系統的國產化推進策略

辦公信息系統的國產化推進不僅關乎網絡安全和信息安全，也關系到用戶體驗的問題。由于信息技術行業(yè)存在“先入為主”現象，受用戶使用習慣、技術持續(xù)升級、系統兼容性等方面影響，國產辦公信息系統的普及推廣仍面臨很多困難和阻力。推進實施辦公信息系統的國產化主要有三種策略：平移策略、升級策略和混合/過渡策略。

4.1 平移策略

平移策略盡量不改變現有辦公信息系統，只是把計算機、操作系統、數據庫等關鍵基礎設施替換成安全可靠的對應產品，替換后，國產辦公信息系統和原系統功能相同，品質(性能、可靠性、體驗性)不變。

平移策略涉及的系統結構非常復雜，涉及的產品種類繁多，但抽象來看，不外乎CPU、操作系統、運行數據庫、應用系統等幾個系統層次的變化，平移前后的系統結構變化如圖2所示。

圖2 平移前后的系統結構對比圖

通過平移策略實施前后的系統結構對比，可以看出：

(1)系統源代碼發(fā)生變化的程度不同，因為系統依賴的Runtime庫等發(fā)生了變化。軟件源代碼變化的數量與信息系統采用的技術棧有直接關系，例如，辦公信息系統基于容器構造，源代碼的改變相對較少，但不改變是不可能的，客戶端要比服務器端軟件源代碼改變量大得多。

(2)系統架構有些情況可以不變。當技術棧的變化對軟件架構沒有必然影響時，系統架構可以保持不變。為了和安全可靠軟硬件更好配合，不排除在架構上進行微調；然而，為了滿足系統的高品質需求，特別是高可靠性等要求，不排除通過結構變化來滿足品質提升的可能。

平移策略的優(yōu)點比較明顯：需求、目標很明確，標準也很明確。

平移策略的缺點是：投資效用比不高。用戶投資系統平移后，只獲得了和以前一樣的系統，沒有更多的功能和更好的性能。同時，平移后，用戶同時擁有兩套幾乎相同的信息系統，需要淘汰掉其中的一套，不僅系統的效益沒有提升，能力也沒有增強。

4.2 升級策略

升級策略需要考慮業(yè)務的新需求、技術的新發(fā)展，并基于安全可靠軟硬件平臺構造國產辦公信息系統。升級后的系統功能更豐富、技術更先進、結構(如擴展性、發(fā)展性)更合理，更像是對現有系統的全面升級。

升級策略是以演化的觀點、重構的思路設計出更加安全可靠的替代策略。替代即是升級，不僅是技術升級，更是結構重構，最終獲得更強的功能與能力。在這種策略下，商用只是辦公信息系統發(fā)展的一個階段。

升級策略著眼于用戶對辦公信息系統的新需求，采用當前最先進的信息技術和軟件架構，在原有辦公信息系統基礎上，以發(fā)揮安全可靠優(yōu)勢為重點，開發(fā)新的國產化辦公信息系統。與平移策略相比，不再拘泥于原有系統的架構、技術、交互模式，實現的方式更加具有前瞻性的視野，可以在未來的一段時間內獲得技術上的領先。

實施升級策略關鍵要做到以下三點：一是挖掘用戶的新需求；二是發(fā)現系統的新問題，即發(fā)現現有技術架構和系統能力不相適應的部分；三是找到技術的新增長點，例如云計算、大數據、人工智能等。這三點可以歸結為一點，就是要從用戶角度出發(fā)，找到幫助用戶提升工作效率的新辦法。

升級策略的優(yōu)點主要有兩個：一是避免了商用和自主開發(fā)的生硬比較；二是著眼發(fā)展，讓國有辦公信息系統有更廣闊的發(fā)展空間。

升級策略推廣的難點，是需要用戶有足夠的新需求和對安全可靠軟硬件平臺的的信任，這需要轉變用戶的理念。

4.3 混合/過渡策略

混合/過渡策略是混合運行平移策略實施后形成的商用和自主開發(fā)的兩套系統，然后通過逐步提升國產辦公信息系統的品質，一步步過渡演化，最終實現全面國產化。

實施混合/過渡策略時，用戶可以隨時切換系統辦公，也可以在時機成熟時，將業(yè)務全部轉移到國產系統環(huán)境運行。兩套系統并行運行，可靠性高于單一系統獨立運行。

混合/過渡策略的優(yōu)點，首先是兩套系統的優(yōu)勢互補，提升運行的可靠性；其次是在用戶心理上提供了一種類似“保全之策”的“安全感”，可以根據需要“退回”到商用系統工作。

混合/過渡策略的缺點是比平移策略增加了一些工作量，若要形成混合運行的體系能力，還要對商用系統進行一些適應性改造。

5 國產辦公信息系統的實施策略

辦公信息系統本質上是對機關業(yè)務流程的形式化描述，并基于現代信息系統進行仿真實現。辦公信息系統成功的關鍵，在于是否熟悉機關辦公業(yè)務流程，能否準確理解用戶的業(yè)務需求，幫助用戶克服業(yè)務“痛點”，能否解決領導關切的問題，能否滿足不同崗位業(yè)務人員的個性化需求，提高工作效率。國產辦公信息系統在實施過程中需要重視以下策略：

(1)奠定規(guī)范的管理基礎。在國產辦公信息系統部署和實施過程中，切忌試圖以技術推動管理落地。首先要具備一定的科學管理工作基礎，只有在合理的管理體制、完善的規(guī)章制度、穩(wěn)定的工作秩序、科學的管理方法和規(guī)范的數據管理的基礎上，才能開展辦公信息系統的部署和應用。因此，為配合國產辦公信息系統的實施，機關管理必須具備以下條件：管理工作的程序化，各部門都有相應的作業(yè)流程；管理業(yè)務的標準化，各部門都有相應的作業(yè)規(guī)范；報表文件的統一化，固定的內容、周期、格式；數據資料的完善化和代碼化。在此基礎上，才能成功地進行國產辦公信息系統的部署和應用。

(2)重視用戶中的“關鍵少數”。在辦公業(yè)務中引入國產化計算機管理系統，必然會對現行的管理體制和業(yè)務生態(tài)產生影響。機關現行的手工業(yè)務處理方式已經運行幾十年了，現有的商用辦公系統也已使用十余年了，已經形成了一套完善的制度、行之有效的方法和固化的習慣，如果要在短時間內改變原有的工作方式和習慣，會讓大部分機關工作人員產生不適感和抵觸情緒。因此，做好宣傳工作、轉變用戶觀念、統一思想認識，是推動國產辦公信息系統成功部署和應用的前提。在宣傳過程中，尤其要重視用戶中的“關鍵少數”，因為在“關鍵時刻”，“關鍵少數”往往會起到“關鍵作用”；同時，要注意交流策略和方式方法，抓住各種時機進行價值觀的宣揚和重塑，使用戶潛移默化地體會到國產信息化系統的方便快捷和安全可靠。

(3)提供豐富的個性化版本。一個成功的國產辦公信息系統要支持個性化定制，面向各類用戶提供不同的個性化版本，不要“千人一面”。首先，針對不同崗位用戶部署不同的版本；其次，為各類用戶提供豐富的個性化定制服務、個性化界面等，基于自主的個性化配置，提升用戶使用體驗；第三，分別支持臺式電腦、平板電腦、手機等各種終端設備；第四，分別支持在線、離線、桌面、移動等辦公方式。

6 結論

隨著自主可控國家戰(zhàn)略的持續(xù)推進，信息技術尤其是移動互聯技術快速發(fā)展，用戶需求及使用習慣也在不斷變化，國產辦公信息系統的發(fā)展向著可快速部署實施、個性化服務、靈活配置、高效智能、安全可靠、國產化替代等方向前進。本文基于中軟在黨政機關部署和應用安全可靠“PK體系”的國產辦公信息系統的經驗，對當前國產辦公信息系統存在的主要問題及發(fā)展趨勢、個性化需求、系統集成優(yōu)化方法、國產化推進策略、系統實施部署策略等方面進行了深入探討。希望本文能夠為建設好用、管用的基于安全可靠技術的個性化國產辦公平臺提供理論、知識和經驗支持。也期待通過持續(xù)改進，基于安全可靠軟硬件平臺的國產辦公信息系統能夠更好地服務于黨、政、軍用戶，為用戶帶來智能化辦公環(huán)境和全新的管理理念，支撐起用戶對信息化建設的更高期待和管理模式的科學變革。