DOP，意即領域操作平臺，核心技術為一個新的建模體系、兩個核心引擎和一系列核心功能和服務模塊。
背景
從上世紀90年代末開始，IT界就開始重新審視大型、復雜信息系統(tǒng)的架構問題和信息化的技術策略問題。其主要的驅動力來自企業(yè)對信息共享、實時協(xié)同（Collaboration）、流程重構等需求的快速增長，跨企業(yè)甚至大規(guī)模區(qū)域協(xié)同信息化市場的形成，而傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的架構、設計和開發(fā)模式明顯不能適應這些新型應用的規(guī)模和復雜性。ERP（Enterprise Resources Planning）在推動企業(yè)信息化發(fā)展的進程中扮演了重要的角色，但大型ERP項目的失敗率高達40%，在一些業(yè)務邏輯復雜、具有大量遺存異構系統(tǒng)的應用領域很少有成功案例；英國醫(yī)療信息現(xiàn)代化項目嚴重超時、超預算，被稱為IT史上的災難等客觀現(xiàn)實從一個側面反映出傳統(tǒng)信息技術和軟件架構技術在復雜應用領域的局限性。
大量遺存（Legacy）信息系統(tǒng)的異構性（Heterogeneity）和由此引起的信息孤島（Information Island）問題是造成這些新型應用項目復雜性高、風險大主要原因之一，也是企業(yè)、跨企業(yè)復雜應用領域的共性問題。其次，跨企業(yè)、跨區(qū)域等復雜應用領域業(yè)務流程復雜多變，信息共享、互聯(lián)協(xié)同等需求導致業(yè)務邏輯復雜化、信息表達的復雜性大幅增高也是這類新型應用領域的普遍問題。傳統(tǒng)的軟件技術架構、各種通用的中間件和企業(yè)級軟件開發(fā)平臺、甚至包括近年來倍受關注的SOA（Service Oriented 建筑）、Web2.0等技術也未能對上述共性問題提供有效的技術解決路線。醫(yī)療健康行業(yè)信息化所面對的挑戰(zhàn)、絕大多數(shù)解決方案成本高、風險大、需求滿足度低、不能適應長遠發(fā)展等問題反映了這一領域的現(xiàn)狀。
DOP（Domain Operating Platform），也稱為領域操作平臺，就是在這樣的背景下形成的。
技術理念
按照傳統(tǒng)系統(tǒng)軟件和應用軟件的定義，無論是信息孤島問題，還是新型應用領域業(yè)務流程、業(yè)務邏輯、信息表達復雜性問題，都屬于“應用軟件”范疇。而傳統(tǒng)的應用軟件架構基本上都遵循對問題域垂直分割的技術路線。如右圖所示，應用系統(tǒng)基本上都是獨立地架構于系統(tǒng)軟件平臺之上，應用系統(tǒng)通常都有獨立的數(shù)據(jù)庫、業(yè)務邏輯層、用戶界面等垂直而封閉的架構。即便信息技術一直在不停地進化，甚至像互聯(lián)網(wǎng)技術等革命性技術的沖擊、企業(yè)軟件平臺、中間件等技術的普遍應用，這一基本格局并沒有根本性的動搖。恰恰是這一傳統(tǒng)的技術路線，制造了如今普遍存在于各行各業(yè)的信息孤島現(xiàn)象。
信息孤島之所以成為一個難以解決的問題是由于應用系統(tǒng)的異構性（Heterogeneity）。所謂異構是指不同的應用系統(tǒng)，架構于不同的硬件、系統(tǒng)軟件平臺，采用了不同的系統(tǒng)架構、不同的編程語言、不同的數(shù)據(jù)庫等。更為關鍵的是不同產(chǎn)品在表達相同領域概念、業(yè)務邏輯的時候，可能采用完全不同的表達方式，也就是在數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)層面的異構。當共享、整合、協(xié)同成為企業(yè)信息化的主流需求時，系統(tǒng)異構造成的信息不能互通共享、系統(tǒng)間不能協(xié)同互操作的問題就突顯出來。
系統(tǒng)異構和信息孤島問題并非新問題，各種基于互聯(lián)（Interconnection）和數(shù)據(jù)交換（Data Exchange）等集成手段已存在了幾十年。只是由于信息孤島經(jīng)過長期累積，而今天的主流需求發(fā)生根本改變的情況下，問題由量變到質變，發(fā)展為新型企業(yè)級和區(qū)域規(guī)模信息化的主要障礙。當基于互聯(lián)或數(shù)據(jù)交換的集成技術要對付成百上千異構系統(tǒng)的集成的時候，項目的成本、功能、性能、質量、運行和維護都成為風險很高的問題。如果繼續(xù)堅持這一傳統(tǒng)的技術路線，其結果只能是信息孤島越來越多，互聯(lián)集成越來越復雜。
隨著共享、整合、協(xié)同成為企業(yè)信息化的主流需求，業(yè)務邏輯、信息表達復雜性可能成倍增高。特別是像醫(yī)療健康領域等知識密集型應用領域。醫(yī)療健康信息系統(tǒng)復雜性表現(xiàn)在很多方面，最典型的是系統(tǒng)所涉及的信息的復雜性。一個現(xiàn)代臨床醫(yī)學中心覆蓋幾十種臨床醫(yī)學學科，其信息系統(tǒng)涉及三十萬以上的醫(yī)學概念和專用詞匯，醫(yī)學概念間的相互聯(lián)系不下百萬，業(yè)務邏輯多不勝數(shù)，業(yè)務流程復雜又極具個性化，更為復雜的是，醫(yī)學知識、概念、流程和方法由于醫(yī)學研究的發(fā)展、新技術的出現(xiàn)持續(xù)不斷地更新，這些復雜性是導致醫(yī)療健康領域信息化程度顯著落后于其它領域的重要原因之一。
綜合上述分析結果，如果延續(xù)傳統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和應用軟件的劃分模式，堅持傳統(tǒng)應用軟件架構和發(fā)展的思維定勢，信息孤島問題的解決將陷入一個怪圈，而應用領域業(yè)務邏輯、知識表達的復雜性也難以解決。鑒于上述兩個核心問題的癥結基本都集中在信息模型和數(shù)據(jù)層，DOP首先提出將系統(tǒng)軟件的邊界向上擴展到傳統(tǒng)應用領域的數(shù)據(jù)層，但這一新的“系統(tǒng)軟件”的適用范疇縮小到一個特定應用領域。換句話說，在傳統(tǒng)的應用軟件和系統(tǒng)軟件中間增加一個數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)層一體化（Unifying）的數(shù)據(jù)和應用服務平臺，這個平臺就是右圖所示的DOP，針對于一個特定應用領域的系統(tǒng)支撐平臺。
DOP的技術理念可以簡單概括為：
（1）從數(shù)據(jù)層面和數(shù)據(jù)建模入手，通過技術創(chuàng)新從根本上削弱大型復雜軟件應用領域的復雜性；
（2）將操作系統(tǒng)的理念和技術向上擴展到傳統(tǒng)應用軟件的數(shù)據(jù)層，將適用范疇縮小到一個特定應用領域，將系統(tǒng)設備管理擴大到應用領域的常用設備；
（3）通過領域數(shù)據(jù)一體化整合異構信息孤島，逐漸消除信息孤島產(chǎn)生的溫床；
（4）支持獨立于應用軟件系統(tǒng)的一體化數(shù)據(jù)層（Unified Data Layer），使得數(shù)據(jù)和具體應用軟件松耦合，新的應用系統(tǒng)可以架構在一體化數(shù)據(jù)層上，使數(shù)據(jù)的生命周期和具體的應用系統(tǒng)脫鉤；
（5）將特定應用領域信息系統(tǒng)中重復、可共享的部分從傳統(tǒng)應用系統(tǒng)中剝離出來，從而進一步削弱企業(yè)級系統(tǒng)的復雜性。
技術核心
DOP的技術核心可以簡要地歸結為：一個新的建模體系（包括方法學，實現(xiàn)技術，工具軟件，應用軟件框架等）兩個核心引擎（模型引擎、數(shù)據(jù)引擎）和一系列核心功能和服務模塊。
MDT建模體系
DOP的領域動態(tài)建模體系，也簡稱為MDT(Meta Data Type)建模是DOP的創(chuàng)新技術之一。MDT建模體系主要由模型引擎、MDT建模及模型管理服務、MDT建模工具軟件（MDT Designer,MDT Browser）等構成。具體細節(jié)可參見相關文檔。
DOP的領域動態(tài)建模技術是在二階建模（Two-Level Modeling)技術基礎上的再創(chuàng)新。所有的傳統(tǒng)模型，包括應用廣泛的關系數(shù)據(jù)庫的模型，面向對象（Object Oriented）模型等都是所謂的一階靜態(tài)模型。由于一階模型和數(shù)據(jù)緊耦合的特點，對模型的修改往往牽一發(fā)而動全身，在小型軟件系統(tǒng)中，其影響并不顯著，但對于大型一體化數(shù)據(jù)整合，涉及大量異構應用系統(tǒng)的集成，復雜的業(yè)務流程，在系統(tǒng)分析和設計階段，系統(tǒng)分析師和架構師須花費至少70%的時間與領域專家進行交流和溝通，如果涉及很多異構系統(tǒng)供應商的話，常常使得這類的項目成為風險大、難協(xié)調(diào)、難管理、質量難保證的多難項目。右圖簡要描述了領域動態(tài)建模的原理。
DOP的領域動態(tài)建模技術實現(xiàn)了如下幾個目標：
（1）用類似于應用領域的自然語言來描述信息模型，即領域概念直接用簡單易懂、所見即所得的MDT來表達。直接由領域專家主導建模，省去大量交流時間，避免最易出錯的環(huán)節(jié)；
（2）領域概念建模和數(shù)據(jù)松耦合是實現(xiàn)動態(tài)建模，或所謂后建模的關鍵。這一動態(tài)特性使復雜應用領域模型具有進化能力，是削弱一階靜態(tài)模型牽一發(fā)而動全身問題的關鍵；
（3）DOP通過完整的建模、模型管理、數(shù)據(jù)管理體系自動生成和管理物理模型，屏蔽了從概念/邏輯模型到物理模型的人為干預環(huán)節(jié)，避免人為解讀/翻譯造成的信息模型異構；
（4）領域概念模型獨立于任何數(shù)據(jù)庫和編程語言，使得信息模型完全開放成為可能；
（5）領域概念模型可以攜帶實用的信息和知識，是知識建模的基礎；
（6）可交叉支持各種國家、國際標準。
基于領域概念建模、一體化數(shù)據(jù)層的軟件平臺實際上是開創(chuàng)了一個新的軟件領域。下表對領域動態(tài)建模和其它常用的建模技術作了一個簡要的比較：
兩個核心引擎
DOP的內(nèi)核是由實現(xiàn)領域動態(tài)建模體系的模型引擎、基于MDT模型的數(shù)據(jù)管理引擎及相關的輔助服務和管理模塊構成的。
如右圖所示，模型引擎是領域動態(tài)建模體系的核心。它實現(xiàn)了MDT屬性模板管理、MDT對象創(chuàng)建管理、數(shù)據(jù)物理模型的創(chuàng)建和管理、物理模型和MDT模型映射。同時，模型引擎負責DOP運行支持（Runtime）的數(shù)據(jù)和模型的映射。換句話說，數(shù)據(jù)的意義需要和相應的MDT相結合、通過數(shù)據(jù)引擎和模型引擎的“恢復”才有意義。這一機制具有內(nèi)在的安全性。通過特別的建模，DOP可以用于對數(shù)據(jù)安全要求極高的應用領域。因為，通過網(wǎng)絡截取數(shù)據(jù)，甚至侵入到DOP數(shù)據(jù)中心，如果沒有獲得相應的MDT模型，或沒有模型引擎和數(shù)據(jù)引擎的支持，那些數(shù)據(jù)可能沒有任何意義，也不可能通過任何解密手段破譯。
數(shù)據(jù)引擎是DOP運行支持（Runtime）系統(tǒng)的核心。和其它企業(yè)級軟件平臺和中間件不同，DOP實際上“接管”了目標應用領域的數(shù)據(jù)層，包括一體化數(shù)據(jù)/信息模型、數(shù)據(jù)、各種數(shù)據(jù)操作服務調(diào)用。從這各角度來看，DOP更接近于一個新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)引擎支持獨立于關系數(shù)據(jù)庫、獨立于文件系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)存儲管理。數(shù)據(jù)引擎也是分布計算、數(shù)據(jù)緩存、異構系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)中心間實時數(shù)據(jù)同步的核心。
作為DOP內(nèi)核，除MDT建模體系、兩個核心引擎外，還有多個核心支撐模塊和服務，比如細粒度一體化數(shù)據(jù)安全管理體系等。具體請見相關技術文檔。
MDT映射技術
基于一體化（Unifying）信息模型的數(shù)據(jù)集成是DOP可以消融信息孤島的技術核心。根據(jù)Robert Worden對異構系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成技術進化的分級方法，異構系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成被分為四級。目前大多數(shù)主流集成技術和產(chǎn)品處于第二或第三級。基于SOA、ESB等集成機制的基本都限于第三級。DOP基于一體化信息模型、一體化數(shù)據(jù)層、MDT映射技術的異構系統(tǒng)集成是目前唯一達到Robert Worden定義的第四級集成的技術，即基于一體化數(shù)據(jù)模型的集成。微軟在收購了華盛頓哥倫比亞特區(qū)醫(yī)學中心的滴水盤（Drip Pan）技術后，也在數(shù)據(jù)集成領域積極推動一體化（Unifying）解決方案，然而，基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建模不能真正達到數(shù)據(jù)層一體化的目標，僅僅是從小的信息孤島集成為大的信息孤島而已。
右圖所示為MDT映射原理。MDT映射是DOP和異構系統(tǒng)間進行雙向實時數(shù)據(jù)同步的技術。通過建立MDT和傳統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫物理模型的映射關系，首先將各種異構物理數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一到一體化領域概念模型，其次，通過映射確定異構系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和DOP一體化數(shù)據(jù)的整合和轉換模式。目前，絕大多數(shù)基于MDT映射的異構系統(tǒng)整合可以通過DOP提供的可視化工具實現(xiàn)。由于MDT映射支持雙向實時數(shù)據(jù)同步，和各種基于ETL和類似技術的單向數(shù)據(jù)集成技術有本質差異。和目前市場上常見的解決方案相比，基于MDT映射的一體化數(shù)據(jù)集成數(shù)據(jù)整合深度、一體化程度、數(shù)據(jù)質量、整合效率、可擴展性都已經(jīng)在市場化項目中體現(xiàn)出代級差異。關于基于DOP的一體化集成細節(jié)請參閱相關文檔。
應用實例
數(shù)字健康支撐平臺是DOP技術用于醫(yī)療健康領域的范例。也是到目前為止產(chǎn)品化最成熟、經(jīng)過市場實證的DOP平臺。圖6所示為DOP數(shù)字健康支撐平臺的主要功能模塊、各種服務模塊、及外圍支撐系統(tǒng)。
醫(yī)療健康領域是典型的知識密集型應用領域，領域概念超過30萬，業(yè)務邏輯多不勝數(shù)，整體信息化水平偏低，信息孤島問題嚴重，而且在明顯在惡化，醫(yī)療健康信息共享和協(xié)同難度大，企業(yè)、區(qū)域、甚至更大規(guī)模的整合需求增長快。然而，DOP數(shù)字健康支撐平臺可能是唯一成熟、有效、風險和成本可控的解決方案。
基于DOP的區(qū)域醫(yī)療健康信息一體化解決方案已經(jīng)成功地在上海、珠海市等大型區(qū)域項目中成功應用。技術優(yōu)勢明顯，整體建設成本和未來系統(tǒng)運行、維護、升級換代的成本節(jié)省至少可以在一個數(shù)量級以上。解決方案特點可以概括為如下三個主要方面：
(1)智能節(jié)點為基礎的區(qū)域一體化解決方案實現(xiàn)了不依賴于異構系統(tǒng)提供商的數(shù)據(jù)深度一體化整合，異構系統(tǒng)所引起的高復雜性和風險被局限于智能節(jié)點，區(qū)域網(wǎng)絡因此而獲得極高的可擴展性；
(2)數(shù)據(jù)層一體化整合不僅最大限度保護了過去的信息化投資，也為基于一體化數(shù)據(jù)層的新型應用系統(tǒng)開發(fā)提供了全新模式。對未來發(fā)展的意義尚難估量。
(3)獨立于應用系統(tǒng)的、細粒度數(shù)據(jù)安全機制為復雜應用領域的數(shù)據(jù)安全，用戶權限管理提供了高效、實用的平臺。
由于篇幅所限，技術細節(jié)和應用實例請參考相關文檔。
技術儲備
盡管DOP尚未在其它應用領域進行實質性推動，但已經(jīng)引起電信、保險、企業(yè)云計算等行業(yè)的關注。同時，也在積極推動在DOP基礎之上的創(chuàng)新和儲備技術的研發(fā)。下列為幾個已經(jīng)完成原型研發(fā)儲備或創(chuàng)新技術：
(1)基于DOP平臺的虛擬設備即插即用－適于醫(yī)遠和設備/信息密集性工業(yè)。
(2)面向企業(yè)、區(qū)域的搜索的技術研究－大型企業(yè)和區(qū)域信息搜索。
(3)DOP促進企業(yè)或私有云計算、SAAS應用發(fā)展模式的研究。
戰(zhàn)略意義
DOP的出現(xiàn)、成熟和發(fā)展，將對大型復雜應用系統(tǒng)發(fā)展的格局、方法、經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)鏈等層面造成相當?shù)臎_擊。其潛在的影響尚難估計，但從目前業(yè)界所關注的程度來看，從大的發(fā)展和競爭格局來看，它恰恰處于推動企業(yè)轉型的焦點之上。
參考資料 >