研究生如何進行

科學研究李彤博士2023年11月

軟件學院科學研究是研究生學習最根本、最重要的方法。研究生階段從事的科學研究本質上是人類科學研究的重要組成局部。研究生從事的科學研究是真正的科學研究，必須遵循人類科學研究一切標準和標準。因此，以下觀點是根本錯誤的：研究生還是學生，他們從事的科學研究是模擬性的科學研究，是進行科學研究的訓練，不是真正的科學研究，不應該按照科研人員的標準要求他們。研究生學習與科學研究繼承：是科學知識增長的量變形式，它使人類的知識得以積累延續，一代一代傳承下去。創新：科學知識增長的質變形式，它使科學知識的內容發生變革，從一種質態躍升到另一種質態。創新必須從無到有。繼承是創新的根底，創新是繼承的開展。沒有繼承，就不會有創新；沒有創新，繼承就失去生命力。只有站在巨人的肩膀上〔繼承〕，才有可能攀登新的科學頂峰〔創新〕。繼承與創新學習前人的一切成果是繼承，不是研究，不是創新。科學研究的過程是繼承和創新交替進行的過程。科學研究的成果必須是創新的成果。沒有創新的“研究〞不是科學研究，

只是繼承而已！怪異不是創新。創新必須“又新又好〞；怪異是“只新不好〞。創新是“人無我有，人有我優〞。怪異是“人無我有，人好我差〞。繼承與創新科學研究的層次與創新類型層次內容創新類型目標成果形式研究主體研究計劃上游理論知識創新真理學術論文大學

科學院自然科學基金

973計劃中游關鍵技術技術創新應用樣機技術報告大學

研究所支撐計劃

攻關計劃

863計劃下游產業化工程創新市場產品企業企業創新基金，省校省院合作計劃，高新技術產業計劃本講座主要討論上、中游計算機科學研究。科學研究的根本過程文獻閱讀選擇課題理論研究技術開發成果驗證撰寫學術論文撰寫學位論文辯論科學研究只做世界第一次。害怕自己所作的工作已被別人解決，忌諱對成熟的理論與技術展開“研究〞，忌諱做別人已經做成功的事。工程開發不做世界第一次。害怕使用不成熟的理論與技術。喜歡做別人已經做成功的事。科學研究與工程開發學習、繼承前人的研究成果了解學科前沿的開展動態提高自主獲取知識的能力打好科學研究的根底做好工程選題的準備文獻閱讀的目的文獻閱讀學術期刊會議文集文獻源分類綜合性期刊學科性期刊核心期刊非核心期刊一類期刊二類期刊三類期刊四類期刊西裝派期刊時裝派期刊文獻閱讀正刊增刊期刊的分類綜合性期刊：《Science》，《Nature》，《中國科學》，《科學通報》，《北京大學學報》，《云南大學學報》，……學科性期刊：《數學學報》，《計算機學報》，《計算機科學》，《IEEETransactionsonSoftwareEngineering》，《JournalofComputerScienceandTechnology》，……文獻閱讀期刊的分類西裝派期刊：《JournalofComputerScienceandTechnology》，《計算機學報》，《軟件學報》，《計算機研究與開展》，《IEEETransactionsonSoftwareEngineering》，……時裝派期刊：《計算機科學》，《IEEESoftware》，……文獻閱讀國內計算機一類期刊《中國科學·F輯》〔SCI，EI〕《科學通報》〔SCI，EI〕《JournalofComputerScienceandTechnology》〔SCI，EI〕《計算機學報》〔EI〕《軟件學報》〔EI〕《計算機研究與開展》〔EI〕文獻閱讀假設干較好的國內計算機期刊所有一類期刊《計算機輔助設計與圖形學學報》〔EI〕《計算機科學》《小型微型計算機系統》〔EIPageOne〕《計算機應用與軟件》《計算機工程》〔EIPageOne〕《微計算機應用》文獻閱讀假設干相關的外文期刊《IEEETransactionsonSoftwareEngineering》《ACMTransactionsonSoftwareEngineeringandMethodology》《InformationandSoftwareTechnology》《JournalofSoftwareProcess:ImprovementandPractice》《JournalofSoftwareMaintenanceandEvolution:ResearchandPractice》《IEEESoftware》《JournalofSystemsandSoftware》《Software?PracticeandExperience》《ACMSIGSOFTSoftwareEngineeringNotes》《ACMTransactionsonProgrammingLanguagesandSystems>《AutomatedSoftwareEngineering》《CommunicationsoftheACM》《LectureNotesinComputerScience》〔SpringerVerlag〕文獻閱讀文獻閱讀假設干相關的國際會議InternationalConferenceonSoftwareEngineering(ICSE)InternationalConferenceonSoftwareProcess(ICSP)EuropeanConferenceonSoftwareMaintenanceandReengineeringLectureNotesinComputerScience(LNCS)InternationalConferenceonSoftwareReuseInternationalConferenceonSoftwareMaintenance(ICSM)InternationalComputerSoftwareandApplicationsConference文獻閱讀假設干重要出版社Springer-Verlag〔專著〕Willey〔專著〕PrenticeHall〔教材〕McGrawHill〔教材〕Addison-Wesley〔教材〕IEEEComputerSocietyPress〔文集〕ACMPress〔文集〕科學出版社〔專著〕高等教育出版社〔教材〕清華大學出版社〔教材〕電子工業出版社〔教材〕機械工業出版社〔教材〕期刊的評價體系三大檢索SCI〔科學引文索引〕EI〔工程索引〕ISTP〔國際會議文摘〕國家級文摘SA〔英〕〔科學文摘〕科學文摘〔日〕中國科學技術文摘〔中〕CSCD〔中國科學引文數據庫〕文獻閱讀

當年引用該刊前兩年論文的總次數影響因子=

前兩年該刊發表的論文總數影響因子(IF,ImpactFactor)例：某刊物2001、2002年共發表論文480篇，2003年全世界的各種專業刊物共引用了該刊物2001、2002年發表的論文〔即上述480篇論文〕275次，那么該刊物2003年的影響因子為：275/480=0.5729。文獻閱讀影響因子說明什么？影響因子越大，影響越大；影響因子并不完全代表刊物的學術水平，但有聯系；影響因子可以大于1〔為很好的刊物〕；影響因子是動態變化的，但一般變化不大；影響因子的大小概念因學科的不同而不同；Nature和Science是水平最高的刊物，但影響因子〔約27-28左右〕不是最大的。文獻閱讀影響因子實例——2003年SCI影響因子；《云南大學學報》〔0.0955〕；《計算機學報》〔0.2857〕；《計算機科學》〔0.4322〕；《軟件學報》〔0.3286〕；《計算機研究與開展》〔0.1841〕；《小型微型計算機系統》〔0.1599〕；《計算機應用與軟件》〔0.1270〕；《計算機工程》〔0.1941〕。文獻閱讀如何評價一篇文獻的水平和奉獻？專家評審：結果理論上最好，實際上未必。很難操作。檢索情況+影響因子：很容易操作，還算客觀，但不公平。他人引用數量：較容易操作，比較客觀，但主要評價奉獻。文獻閱讀作者的分類第一作者通訊作者〔Correspondenceto，指本文的最終責任人。在國內一般指工程負責人、導師)其他作者文獻閱讀文獻的分類專著〔作者名后稱“著〞〕教材〔作者名后稱“編著〞或“編〞〕綜述正規論文〔RegularPaper〕技術報告〔Report〕短文學術通訊文獻閱讀論文的結構題目〔Title〕作者〔Author〕作者信息〔Affiliation〕摘要〔Abstract〕關鍵詞〔KeyWords〕引言〔Introduction〕總體思想詳細討論結束語〔Conclusion〕參考文獻〔References〕文獻閱讀如何閱讀論文？精讀、泛讀、瀏覽相結合。精讀：閱讀全部，大約2周一篇。泛讀：閱讀題目、作者、作者信息、摘要、關鍵詞、引言、結束語，大約2天一篇。瀏覽：閱讀題目、作者、作者信息、摘要，大約每天10幾篇。博士生需要瀏覽2000篇、泛讀300篇、精讀50篇以上。碩士生需要瀏覽500篇、泛讀50篇、精讀20篇以上。文獻閱讀應該閱讀什么文獻？密切結合研究方向；大師寫的經典著作，奠定良好工作根底；經典著作影響了一代人，讀這樣的書是一種享受。重要人物、重要大學和研究機構的文獻，甚至追蹤一段時間。不要讀垃圾作品。密切注意本方向的動態〔最新論文〕。對與自己研究內容密切相關的論文要精讀。讀后要有自己的思考，形成自己的觀點，千萬不可全盤接受。子曰：學而不思那么惘。文獻閱讀選題的意義楊振寧說：良好的選題是成功的一半。選題要盡可能早。晚選題等價于晚畢業。選擇課題如何選題？根據導師的研究課題；結合自己的興趣愛好；結合自己的人生目標；結合自己的實際水平、時間和學位級別要求；選擇有前景、有潛力、容易出成果、容易創新的題目；選擇別人沒有解決、或已解決但我們可以做得比他好的題目；避開著名大學、著名大師長期研究的課題〔如軟件體系結構、構件庫之類〕；題目大是低水平的重要特征、絕非高水平的特征。選擇課題課題必須具有的特征二者之一或同時：科學意義；應用價值。選擇課題必須弄清楚的幾個問題科學意義和應用價值國內外研究現狀和動態〔是否創新、是否先進〕;可行性研究〔時間、水平、條件是否具備；經濟、技術、社會因素是否可行；如何躲避風險〕;具體研究內容及預期所獲得的成果;技術路線;成果特色和創新點;時間安排。選擇課題題目穩定選題后不可改變，至少不要輕易改變。變題是研究生生涯的重大失敗！變題的根本原因在于做不下去，其本質原因在于選題不當。

做不下去的原因有：題目太大、題目太難、水平低下、沒有創新、別人都做過了、怎么做都不如別人、時間不夠了。選擇課題運用數學、計算機科學理論，解決計算機科學中的各類問題。常用的研究方法論有兩類：實證主義〔Positivism〕和形而上學〔Metaphysics〕。實證主義主要使用實驗方法。形而上學主要使用形式化方法。理論研究方法論任何事物都有“形式〞和“內容〞兩個方面。形式和內容相統一是唯物主義；形式和內容相脫離是唯心主義。形式化就是將“內容〞符號化，將“內容〞用符號的“形式〞表達出來。表達的時候需要進行“抽象〞。形式化采用的是形而上學的思想方法。貨幣出現〔實物是內容，貨幣是形式〕和銀行轉帳〔貨幣是內容，劃賬數字是形式〕就是形而上學的成功應用。什么是形式化理論研究孤立地、片面地、靜止地看待客觀事物。抽象。計算機沒有方法系統地、全面地、運動地看待客觀事物。只注重事物的“形式〞，不注重事物的“內容〞。符號化。計算機沒有方法直接處理“內容〞。形而上學的根本特征理論研究計算機能夠進行處理的三個必要條件：形式化的；可計算的；計算復雜度不超過多項式時間的。為什么要形式化理論研究

結構化方法；面向對象方法→基于構件的方法；形式化方法。軟件開發的重要方法理論研究

實現軟件開發的自動化。形式化方法的終極目標理論研究

形式化規約；形式化驗證；形式化轉換。形式化方法的主要內容理論研究觀點：我們不搞形式化，照樣在計算機上實現！此觀點是錯誤的！需求分析→體系結構設計→構件設計→編碼

↑

形式化似乎矛盾理論研究需求分析→體系結構設計→構件設計→編碼↑↑↑↑形式化形式化形式化形式化形式化越早，計算機可做的越多，抽象級別越高，難度越大，效益越明顯。假設有一天，完全計算機做了，就實現了軟件自動化。在這其中局部形式化了，就是CASE。形式化的時機理論研究Petri網公理語義自動機代數語義進程代數時態邏輯Z均以離散數學為工具，解決計算機科學的具體問題。為什么？常用形式化的工具理論研究形式化方法的局限性理論研究難于理解；異常復雜；本錢高昂。北京大學計算機系耿素云、屈婉齡、張立昂等老師編著的《離散數學》最好。三本單行本是北京大學出版社出的；合訂本是清華大學出版社出的。李未《數理邏輯》、徐家福《軟件語言及其實現》、《軟件自動化》〔清華社〕、陸汝鈐《人工智能》、《計算機語言的形式語義》、陸鐘萬《面向計算機科學的數理邏輯》、Knuth《計算機程序設計藝術》〔國防社〕。除指明外均為科學出版社出版。經典著作很重要理論研究幾個重要問題要打好堅實的根底；要學習、借鑒前人的研究方法和成果；按照既定目標，選擇適宜的數學工具，展開研究；各個步驟要嚴謹、嚴密。理論研究屬于實證主義的方法論；是理論聯系實際的橋梁；

將上一個階段的理論成果加以實現；

對提高動手能力具有重要意義；

運用軟件工程的原理、方法和技術；

要熟悉常用的語言、平臺和工具；

需要通過案例研究、實驗數據采集來驗證。技術開發幾個重要問題幾個重要步驟需求分析軟件體系結構設計

數據設計

接口設計

算法設計

編碼

測試技術開發科學成果的屬性〔區別于科幻小說〕正確性可實現性實用性〔可用性〕創新性先進性嚴謹性內聚性成果驗證正確性使用數學方法進行正確性證明；使用實驗方法驗證結論符合客觀事實〔如用統計的方法驗證局部性原理成立〕。成果驗證可實現性將研究成果在計算機上加以實現。成果驗證實用性〔可用性〕進行案例研究；經過實際應用檢驗。成果驗證創新性委托情報研究所進行文獻查新；

自己在網絡上搜索，進行查新。成果驗證先進性成果發表在一流學報和會議上；成果被他人大量引用；成果被三大檢索機構索引；經過實驗，對實驗數據分析后，與現有代表性成果相比較，具有優勢。成果驗證嚴謹性各局部連接嚴密，沒有缺口；前后保持一致，無矛盾；所使用和提出的概念、原理、理論與人類共識相兼容，不挑戰真理。成果驗證內聚性成果的高水平表達在各個局部相互支撐，從而保證工作的深入；各局部圍繞一個共同的目標，不是互不相關的一盤散沙，即高內聚；成果的高水平不依靠高超的技巧獲得。成果驗證學術論文的結構題目〔Title〕作者〔Author〕作者信息〔Affiliation〕摘要〔Abstract〕〔含英文〕關鍵詞〔KeyWords〕引言〔Introduction〕總體思想詳細討論結束語〔Conclusion〕參考文獻〔References〕撰寫學術論文〔Paper〕本卷須知篇幅在6000-8000字之間〔不是實際字數〕；要投寄正刊〔增刊不予經費支持〕；要投寄核心刊物〔非核心期刊不予經費支持〕；要標注〔不標注或標錯了不予經費支持〕；國家自然科學基金資助工程，批準號60963007；云南省自然科學基金資助工程，批準號2007F008M。ThisworkhasbeensupportedbytheNationalScienceFoundationofChinaunderGrantNo.60963007andbytheScienceFoundationofYunnanProvince,ChinaunderGrantNo.2007F008M.撰寫學術論文〔Paper〕本卷須知除常識外的非本人成果必須引用：對學科開展動態的綜述、對他人成果的評論、本文中用到的他人成果、對現有技術的評論、本文中用到的現有技術的論述。否那么視為抄襲。凡參考文獻中列出的文獻，必須在正文中引用。不允許正文中沒引用，卻出現在參考文獻中。Reference含有指針、指引的意思。參考文獻的格式必須嚴格遵循刊物的要求。一般是國標《文后參考文獻著錄規那么》〔GB/T7714-2005〕撰寫學術論文〔Paper〕本卷須知困惑：有的同學喜歡將教材列在參考文獻中，但在正文中又沒有直接用到教材的原話、原結論，只是在研究中用到了思想，怎么辦？結論：不引用。參考文獻盡量列出源頭，直接引用。將研究成果用文字、圖表的形式表達出來。應該思路清晰，行文流暢、簡潔，結構緊密，格式標準、表述嚴謹。好論文優先投寄SCI、EI、ISTP索引源。撰寫學術論文〔Paper〕參考文獻例[1]W.HumphreyandM.Kellner.SoftwareProcessModelingSupportforManagementPlanningandControl.FirstInternationalConferenceontheSoftwareProcess,Washington,D.C.IEEEComputerSocietyPress,1991.8~28[2]A.M.DavisandP.Sitaram.AConcurrentProcessModelofSoftwareDevelopment.ACMSIGSOFTSoftwareEngineeringNotes,1994,19(2):38~51[3]M.Aoyama.ConcurrentDevelopmentProcessModel.IEEESoftware,1993,(7):46~55[4]朱三元,宿為民.軟件過程為軟件工程的開展所作的奉獻.計算機應用與軟件,1997,14(5):1~6[5]宿為民,黃嘉啟,朱三元.關于軟件過程工程概念框架的研究.計算機應用與軟件,1999,16(2):1~7[6]宗志東,朱冰,邵維忠,楊芙清.軟件過程技術研究.計算機科學,1997,24〔3〕:6~10[7]李彤,王黎霞.支持第四代語言的并行進化式軟件開發模型.計算機科學,1996,23(5):79~81[8]李學干,徐甲同.并行處理技術.北京:北京理工大學出版社,1994.99~123撰寫學術論文〔Paper〕參考文獻的引用例Humphrey和Kellner早在1989年就指出：軟件開發中任何一個階段的活動存在并行性[1]。Kellner曾經使用狀態圖(Statechart)來表達同特定事件相聯系的諸活動間的并行關系[2，3]。Davis和Sitaram使用Kellner所提出的狀態圖作為工具，提出了一種能有效地表達存在于軟件活動中并行性的軟件開發過程模型[4]。Aoyama從硬件流水線組裝技術得到啟發，認為軟件系統也是可以通過多個并行開發的系統部件組裝而成。他在瀑布模型的根底上構建了一個并行開發過程模型。日本富士通公司將其用于開發某大型通訊系統，縮短了開發周期，提高了軟件生產率[5]。撰寫學術論文〔Paper〕標注國家自然科學基金資助工程，批準號60963007；云南省自然科學基金資助工程，批準號2007F008M；云南大學軟件學院學科建設基金資助工程，批準號編號2023KS01；云南省軟件工程重點實驗室開放基金資助工程，批準號2023KS01。ThisworkhasbeensupportedbytheNationalScienceFoundationofChinaunderGrantNo.60963007，bytheScienceFoundationofYunnanProvince,ChinaunderGrantNo.2007F008M，theKeySubjectFoundationofSchoolofSoftwareofYunnanUniversityandtheOpenFoun-dationofKeyLaboratoryforSoftwareEngineeringofYunnanProvinceunderGrantNo.2023KS01.撰寫學術論文〔Paper〕本卷須知理想情況下，學位論文的主要局部由幾篇學術論文組合而成。這樣的學位論文具有水平高、風險低、成稿快、易認可等優點。與學術論文最主要的區別是篇幅長、個人成果。因此論述沉著，不追求簡潔、不允許他人成果進入。不允許將本文沒用到的所謂“現有技術〞引用進本文。不是教材，而是一部小專著。因此，不需要介紹所謂“根底知識〞。但本文用到的非常識性的他人成果，必須以“引用〞的形式出現。撰寫學位論文〔Thesis〕推薦的題目理論工程：XXX的研究技術工程：XXX系統的設計與實現XXX系統的分析與設計撰寫學位論文〔Thesis〕學位論文的結構模板題目、作者信息聲明、授權、中英文摘要、關鍵詞、目錄第一章引言〔Introduction〕第二章綜述與相關的工作第三章系統需求分析第四章系統設計第五章系統實現第六章案例研究第七章結束語〔Conclusion〕參考文獻〔References〕附錄、致謝撰寫學位論文〔Thesis〕題目簡短、明確、有概括性。不超過20字。例：

第四代程序設計語言HLL的設計與實現撰寫學位論文〔Thesis〕摘要論文內容的簡要概述。應盡量反映論文的主要信息和創新點，包括研究目的、意義、方法、成果和結論。文字要簡練，不要介紹工程背景。撰寫學位論文〔Thesis〕關鍵詞5-9個。例：體系結構，構件，重用，系統，邏輯，內聚，耦合。撰寫學位論文〔Thesis〕目錄〔三級標題〕第五章系統設計第一節體系結構設計

5.1.1設計的目標5.1.2設計的手段第二節算法設計.關鍵詞抽取算法5.2.2.流程引擎算法……第六章系統實現……撰寫學位論文〔Thesis〕第一章引言第一節背景第二節目的和意義第三節研究內容第四節研究方法和技術路線第五節特色和創新第六節本文的結構撰寫學位論文〔Thesis〕第二章綜述與相關工作

2.1綜述對本領域〔指小領域，不能大到“軟件工程〞、“并發程序設計〞這一級〕國際、國內開展動態的綜述。原那么上有代表性的工作都要談到，并進行總結、評論。特點：非作者工作，是論述他人工作，因此，通篇都要使用引文號。不能：隨機談幾點；列出流水帳；列出大領域〔如：研究防火墻的論文，綜述密碼學的工作〕。撰寫學位論文〔Thesis〕第二章綜述與相關的工作

2.2相關工作對本文研究工作直接用到的他人成果〔不管是否屬于本研究領域〕羅列出來，并簡要說明用途，以便第四章之后直接用這些他人成果。假設無本章，讀者就讀不懂第四章以后的內容。常識不用列出。特點：非作者工作，是論述他人工作，因此，通篇都要使用引文號。目的是讓讀者能讀懂第四章以后的內容不能：寫成教材；列出常識；列出沒有直接用到的工作〔如：研究防火墻的論文，列出密碼學的工作〕。撰寫學位論文〔Thesis〕第三章系統需求分析第一節需求概述第二節系統數據流圖〔或用例圖、類圖、時序圖〕第三節數據字典第四節實體聯系圖……撰寫學位論文〔Thesis〕第四章系統設計第一節設計的要求和目標第二節軟件體系結構設計第三節數據庫設計〔必須到達3NF〕第四節用戶界面設計第五節算法設計……撰寫學位論文〔Thesis〕第五章系統實現第一節系統實現的軟硬件平臺開發平臺和運行平臺。第二節系統實現討論實現時〔編碼和建立數據庫〕的相關技術問題。第三節系統測試給出測試過程和測試用例。第四節系統界面給出4-6幅截屏。撰寫學位論文〔Thesis〕第六章案例研究給出2〔碩士〕-4〔博士〕個系統應用的實際例子。撰寫學位論文〔Thesis〕第七章結束語撰寫學位論文〔Thesis〕第一節總結集中反映作者本人的研究成果的總結。第二節評價對本文正確性、可實現性、實用性〔可用性〕、創新性、先進性的自我評價。第三節今后的工作指出本文的缺乏，這些缺乏構成了對今后的研究工作的展望。參考文獻必須嚴格遵守云南大學學位論文參考文獻格式標準。不同于國標。撰寫學位論文〔Thesis〕附錄其它不便放入正文、但又很重要的內容。如：用到的國際、國家標準；某些編碼；承擔科研工程清單；發表學術論文清單；論文檢索情況。撰寫學位論文〔Thesis〕致謝對你的學習有幫助的人員的致謝。順序為：導師、老師〔領導〕、同學、家人、朋友、學校〔院、系〕。要客觀、實事求是。撰寫學位論文〔Thesis〕博士論文例如撰寫學位論文〔Thesis〕AnApproachtoModellingandDescribingSoftwareEvolutionProcesses辯論時間有限，一般20分鐘，主要講你本人做的工作，占16分鐘；最大限度地發揮自己的綜合實力，包括技術、學術、文化、演講的風度和魅力；