研究生如何进行科学研究

研究生如何进行

科学研究李彤博士2023年11月

软件学院科学研究是研究生学习最根本、最重要的方法。研究生阶段从事的科学研究本质上是人类科学研究的重要组成局部。研究生从事的科学研究是真正的科学研究，必须遵循人类科学研究一切标准和标准。因此，以下观点是根本错误的：研究生还是学生，他们从事的科学研究是模拟性的科学研究，是进行科学研究的训练，不是真正的科学研究，不应该按照科研人员的标准要求他们。研究生学习与科学研究继承：是科学知识增长的量变形式，它使人类的知识得以积累延续，一代一代传承下去。创新：科学知识增长的质变形式，它使科学知识的内容发生变革，从一种质态跃升到另一种质态。创新必须从无到有。继承是创新的根底，创新是继承的开展。没有继承，就不会有创新；没有创新，继承就失去生命力。只有站在巨人的肩膀上〔继承〕，才有可能攀登新的科学顶峰〔创新〕。继承与创新学习前人的一切成果是继承，不是研究，不是创新。科学研究的过程是继承和创新交替进行的过程。科学研究的成果必须是创新的成果。没有创新的“研究〞不是科学研究，

只是继承而已！怪异不是创新。创新必须“又新又好〞；怪异是“只新不好〞。创新是“人无我有，人有我优〞。怪异是“人无我有，人好我差〞。继承与创新科学研究的层次与创新类型层次内容创新类型目标成果形式研究主体研究计划上游理论知识创新真理学术论文大学

科学院自然科学基金

973计划中游关键技术技术创新应用样机技术报告大学

研究所支撑计划

攻关计划

863计划下游产业化工程创新市场产品企业企业创新基金，省校省院合作计划，高新技术产业计划本讲座主要讨论上、中游计算机科学研究。科学研究的根本过程文献阅读选择课题理论研究技术开发成果验证撰写学术论文撰写学位论文辩论科学研究只做世界第一次。害怕自己所作的工作已被别人解决，忌讳对成熟的理论与技术展开“研究〞，忌讳做别人已经做成功的事。工程开发不做世界第一次。害怕使用不成熟的理论与技术。喜欢做别人已经做成功的事。科学研究与工程开发学习、继承前人的研究成果了解学科前沿的开展动态提高自主获取知识的能力打好科学研究的根底做好工程选题的准备文献阅读的目的文献阅读学术期刊会议文集文献源分类综合性期刊学科性期刊核心期刊非核心期刊一类期刊二类期刊三类期刊四类期刊西装派期刊时装派期刊文献阅读正刊增刊期刊的分类综合性期刊：《Science》，《Nature》，《中国科学》，《科学通报》，《北京大学学报》，《云南大学学报》，……学科性期刊：《数学学报》，《计算机学报》，《计算机科学》，《IEEETransactionsonSoftwareEngineering》，《JournalofComputerScienceandTechnology》，……文献阅读期刊的分类西装派期刊：《JournalofComputerScienceandTechnology》，《计算机学报》，《软件学报》，《计算机研究与开展》，《IEEETransactionsonSoftwareEngineering》，……时装派期刊：《计算机科学》，《IEEESoftware》，……文献阅读国内计算机一类期刊《中国科学·F辑》〔SCI，EI〕《科学通报》〔SCI，EI〕《JournalofComputerScienceandTechnology》〔SCI，EI〕《计算机学报》〔EI〕《软件学报》〔EI〕《计算机研究与开展》〔EI〕文献阅读假设干较好的国内计算机期刊所有一类期刊《计算机辅助设计与图形学学报》〔EI〕《计算机科学》《小型微型计算机系统》〔EIPageOne〕《计算机应用与软件》《计算机工程》〔EIPageOne〕《微计算机应用》文献阅读假设干相关的外文期刊《IEEETransactionsonSoftwareEngineering》《ACMTransactionsonSoftwareEngineeringandMethodology》《InformationandSoftwareTechnology》《JournalofSoftwareProcess:ImprovementandPractice》《JournalofSoftwareMaintenanceandEvolution:ResearchandPractice》《IEEESoftware》《JournalofSystemsandSoftware》《Software−PracticeandExperience》《ACMSIGSOFTSoftwareEngineeringNotes》《ACMTransactionsonProgrammingLanguagesandSystems>《AutomatedSoftwareEngineering》《CommunicationsoftheACM》《LectureNotesinComputerScience》〔SpringerVerlag〕文献阅读文献阅读假设干相关的国际会议InternationalConferenceonSoftwareEngineering(ICSE)InternationalConferenceonSoftwareProcess(ICSP)EuropeanConferenceonSoftwareMaintenanceandReengineeringLectureNotesinComputerScience(LNCS)InternationalConferenceonSoftwareReuseInternationalConferenceonSoftwareMaintenance(ICSM)InternationalComputerSoftwareandApplicationsConference文献阅读假设干重要出版社Springer-Verlag〔专著〕Willey〔专著〕PrenticeHall〔教材〕McGrawHill〔教材〕Addison-Wesley〔教材〕IEEEComputerSocietyPress〔文集〕ACMPress〔文集〕科学出版社〔专著〕高等教育出版社〔教材〕清华大学出版社〔教材〕电子工业出版社〔教材〕机械工业出版社〔教材〕期刊的评价体系三大检索SCI〔科学引文索引〕EI〔工程索引〕ISTP〔国际会议文摘〕国家级文摘SA〔英〕〔科学文摘〕科学文摘〔日〕中国科学技术文摘〔中〕CSCD〔中国科学引文数据库〕文献阅读

当年引用该刊前两年论文的总次数影响因子=

前两年该刊发表的论文总数影响因子(IF,ImpactFactor)例：某刊物2001、2002年共发表论文480篇，2003年全世界的各种专业刊物共引用了该刊物2001、2002年发表的论文〔即上述480篇论文〕275次，那么该刊物2003年的影响因子为：275/480=0.5729。文献阅读影响因子说明什么？影响因子越大，影响越大；影响因子并不完全代表刊物的学术水平，但有联系；影响因子可以大于1〔为很好的刊物〕；影响因子是动态变化的，但一般变化不大；影响因子的大小概念因学科的不同而不同；Nature和Science是水平最高的刊物，但影响因子〔约27-28左右〕不是最大的。文献阅读影响因子实例——2003年SCI影响因子；《云南大学学报》〔0.0955〕；《计算机学报》〔0.2857〕；《计算机科学》〔0.4322〕；《软件学报》〔0.3286〕；《计算机研究与开展》〔0.1841〕；《小型微型计算机系统》〔0.1599〕；《计算机应用与软件》〔0.1270〕；《计算机工程》〔0.1941〕。文献阅读如何评价一篇文献的水平和奉献？专家评审：结果理论上最好，实际上未必。很难操作。检索情况+影响因子：很容易操作，还算客观，但不公平。他人引用数量：较容易操作，比较客观，但主要评价奉献。文献阅读作者的分类第一作者通讯作者〔Correspondenceto，指本文的最终责任人。在国内一般指工程负责人、导师)其他作者文献阅读文献的分类专著〔作者名后称“著〞〕教材〔作者名后称“编著〞或“编〞〕综述正规论文〔RegularPaper〕技术报告〔Report〕短文学术通讯文献阅读论文的结构题目〔Title〕作者〔Author〕作者信息〔Affiliation〕摘要〔Abstract〕关键词〔KeyWords〕引言〔Introduction〕总体思想详细讨论结束语〔Conclusion〕参考文献〔References〕文献阅读如何阅读论文？精读、泛读、浏览相结合。精读：阅读全部，大约2周一篇。泛读：阅读题目、作者、作者信息、摘要、关键词、引言、结束语，大约2天一篇。浏览：阅读题目、作者、作者信息、摘要，大约每天10几篇。博士生需要浏览2000篇、泛读300篇、精读50篇以上。硕士生需要浏览500篇、泛读50篇、精读20篇以上。文献阅读应该阅读什么文献？密切结合研究方向；大师写的经典著作，奠定良好工作根底；经典著作影响了一代人，读这样的书是一种享受。重要人物、重要大学和研究机构的文献，甚至追踪一段时间。不要读垃圾作品。密切注意本方向的动态〔最新论文〕。对与自己研究内容密切相关的论文要精读。读后要有自己的思考，形成自己的观点，千万不可全盘接受。子曰：学而不思那么惘。文献阅读选题的意义杨振宁说：良好的选题是成功的一半。选题要尽可能早。晚选题等价于晚毕业。选择课题如何选题？根据导师的研究课题；结合自己的兴趣爱好；结合自己的人生目标；结合自己的实际水平、时间和学位级别要求；选择有前景、有潜力、容易出成果、容易创新的题目；选择别人没有解决、或已解决但我们可以做得比他好的题目；避开著名大学、著名大师长期研究的课题〔如软件体系结构、构件库之类〕；题目大是低水平的重要特征、绝非高水平的特征。选择课题课题必须具有的特征二者之一或同时：科学意义；应用价值。选择课题必须弄清楚的几个问题科学意义和应用价值国内外研究现状和动态〔是否创新、是否先进〕;可行性研究〔时间、水平、条件是否具备；经济、技术、社会因素是否可行；如何躲避风险〕;具体研究内容及预期所获得的成果;技术路线;成果特色和创新点;时间安排。选择课题题目稳定选题后不可改变，至少不要轻易改变。变题是研究生生涯的重大失败！变题的根本原因在于做不下去，其本质原因在于选题不当。

做不下去的原因有：题目太大、题目太难、水平低下、没有创新、别人都做过了、怎么做都不如别人、时间不够了。选择课题运用数学、计算机科学理论，解决计算机科学中的各类问题。常用的研究方法论有两类：实证主义〔Positivism〕和形而上学〔Metaphysics〕。实证主义主要使用实验方法。形而上学主要使用形式化方法。理论研究方法论任何事物都有“形式〞和“内容〞两个方面。形式和内容相统一是唯物主义；形式和内容相脱离是唯心主义。形式化就是将“内容〞符号化，将“内容〞用符号的“形式〞表达出来。表达的时候需要进行“抽象〞。形式化采用的是形而上学的思想方法。货币出现〔实物是内容，货币是形式〕和银行转帐〔货币是内容，划账数字是形式〕就是形而上学的成功应用。什么是形式化理论研究孤立地、片面地、静止地看待客观事物。抽象。计算机没有方法系统地、全面地、运动地看待客观事物。只注重事物的“形式〞，不注重事物的“内容〞。符号化。计算机没有方法直接处理“内容〞。形而上学的根本特征理论研究计算机能够进行处理的三个必要条件：形式化的；可计算的；计算复杂度不超过多项式时间的。为什么要形式化理论研究

结构化方法；面向对象方法→基于构件的方法；形式化方法。软件开发的重要方法理论研究

实现软件开发的自动化。形式化方法的终极目标理论研究

形式化规约；形式化验证；形式化转换。形式化方法的主要内容理论研究观点：我们不搞形式化，照样在计算机上实现！此观点是错误的！需求分析→体系结构设计→构件设计→编码

↑

形式化似乎矛盾理论研究需求分析→体系结构设计→构件设计→编码↑↑↑↑形式化形式化形式化形式化形式化越早，计算机可做的越多，抽象级别越高，难度越大，效益越明显。假设有一天，完全计算机做了，就实现了软件自动化。在这其中局部形式化了，就是CASE。形式化的时机理论研究Petri网公理语义自动机代数语义进程代数时态逻辑Z均以离散数学为工具，解决计算机科学的具体问题。为什么？常用形式化的工具理论研究形式化方法的局限性理论研究难于理解；异常复杂；本钱高昂。北京大学计算机系耿素云、屈婉龄、张立昂等老师编著的《离散数学》最好。三本单行本是北京大学出版社出的；合订本是清华大学出版社出的。李未《数理逻辑》、徐家福《软件语言及其实现》、《软件自动化》〔清华社〕、陆汝钤《人工智能》、《计算机语言的形式语义》、陆钟万《面向计算机科学的数理逻辑》、Knuth《计算机程序设计艺术》〔国防社〕。除指明外均为科学出版社出版。经典著作很重要理论研究几个重要问题要打好坚实的根底；要学习、借鉴前人的研究方法和成果；按照既定目标，选择适宜的数学工具，展开研究；各个步骤要严谨、严密。理论研究属于实证主义的方法论；是理论联系实际的桥梁；

将上一个阶段的理论成果加以实现；

对提高动手能力具有重要意义；

运用软件工程的原理、方法和技术；

要熟悉常用的语言、平台和工具；

需要通过案例研究、实验数据采集来验证。技术开发几个重要问题几个重要步骤需求分析软件体系结构设计

数据设计

接口设计

算法设计

编码

测试技术开发科学成果的属性〔区别于科幻小说〕正确性可实现性实用性〔可用性〕创新性先进性严谨性内聚性成果验证正确性使用数学方法进行正确性证明；使用实验方法验证结论符合客观事实〔如用统计的方法验证局部性原理成立〕。成果验证可实现性将研究成果在计算机上加以实现。成果验证实用性〔可用性〕进行案例研究；经过实际应用检验。成果验证创新性委托情报研究所进行文献查新；

自己在网络上搜索，进行查新。成果验证先进性成果发表在一流学报和会议上；成果被他人大量引用；成果被三大检索机构索引；经过实验，对实验数据分析后，与现有代表性成果相比较，具有优势。成果验证严谨性各局部连接严密，没有缺口；前后保持一致，无矛盾；所使用和提出的概念、原理、理论与人类共识相兼容，不挑战真理。成果验证内聚性成果的高水平表达在各个局部相互支撑，从而保证工作的深入；各局部围绕一个共同的目标，不是互不相关的一盘散沙，即高内聚；成果的高水平不依靠高超的技巧获得。成果验证学术论文的结构题目〔Title〕作者〔Author〕作者信息〔Affiliation〕摘要〔Abstract〕〔含英文〕关键词〔KeyWords〕引言〔Introduction〕总体思想详细讨论结束语〔Conclusion〕参考文献〔References〕撰写学术论文〔Paper〕本卷须知篇幅在6000-8000字之间〔不是实际字数〕；要投寄正刊〔增刊不予经费支持〕；要投寄核心刊物〔非核心期刊不予经费支持〕；要标注〔不标注或标错了不予经费支持〕；国家自然科学基金资助工程，批准号60963007；云南省自然科学基金资助工程，批准号2007F008M。ThisworkhasbeensupportedbytheNationalScienceFoundationofChinaunderGrantNo.60963007andbytheScienceFoundationofYunnanProvince,ChinaunderGrantNo.2007F008M.撰写学术论文〔Paper〕本卷须知除常识外的非本人成果必须引用：对学科开展动态的综述、对他人成果的评论、本文中用到的他人成果、对现有技术的评论、本文中用到的现有技术的论述。否那么视为抄袭。凡参考文献中列出的文献，必须在正文中引用。不允许正文中没引用，却出现在参考文献中。Reference含有指针、指引的意思。参考文献的格式必须严格遵循刊物的要求。一般是国标《文后参考文献著录规那么》〔GB/T7714-2005〕撰写学术论文〔Paper〕本卷须知困惑：有的同学喜欢将教材列在参考文献中，但在正文中又没有直接用到教材的原话、原结论，只是在研究中用到了思想，怎么办？结论：不引用。参考文献尽量列出源头，直接引用。将研究成果用文字、图表的形式表达出来。应该思路清晰，行文流畅、简洁，结构紧密，格式标准、表述严谨。好论文优先投寄SCI、EI、ISTP索引源。撰写学术论文〔Paper〕参考文献例[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,宿为民.软件过程为软件工程的开展所作的奉献.计算机应用与软件,1997,14(5):1~6[5]宿为民,黄嘉启,朱三元.关于软件过程工程概念框架的研究.计算机应用与软件,1999,16(2):1~7[6]宗志东,朱冰,邵维忠,杨芙清.软件过程技术研究.计算机科学,1997,24〔3〕:6~10[7]李彤,王黎霞.支持第四代语言的并行进化式软件开发模型.计算机科学,1996,23(5):79~81[8]李学干,徐甲同.并行处理技术.北京:北京理工大学出版社,1994.99~123撰写学术论文〔Paper〕参考文献的引用例Humphrey和Kellner早在1989年就指出：软件开发中任何一个阶段的活动存在并行性[1]。Kellner曾经使用状态图(Statechart)来表达同特定事件相联系的诸活动间的并行关系[2，3]。Davis和Sitaram使用Kellner所提出的状态图作为工具，提出了一种能有效地表达存在于软件活动中并行性的软件开发过程模型[4]。Aoyama从硬件流水线组装技术得到启发，认为软件系统也是可以通过多个并行开发的系统部件组装而成。他在瀑布模型的根底上构建了一个并行开发过程模型。日本富士通公司将其用于开发某大型通讯系统，缩短了开发周期，提高了软件生产率[5]。撰写学术论文〔Paper〕标注国家自然科学基金资助工程，批准号60963007；云南省自然科学基金资助工程，批准号2007F008M；云南大学软件学院学科建设基金资助工程，批准号编号2023KS01；云南省软件工程重点实验室开放基金资助工程，批准号2023KS01。ThisworkhasbeensupportedbytheNationalScienceFoundationofChinaunderGrantNo.60963007，bytheScienceFoundationofYunnanProvince,ChinaunderGrantNo.2007F008M，theKeySubjectFoundationofSchoolofSoftwareofYunnanUniversityandtheOpenFoun-dationofKeyLaboratoryforSoftwareEngineeringofYunnanProvinceunderGrantNo.2023KS01.撰写学术论文〔Paper〕本卷须知理想情况下，学位论文的主要局部由几篇学术论文组合而成。这样的学位论文具有水平高、风险低、成稿快、易认可等优点。与学术论文最主要的区别是篇幅长、个人成果。因此论述沉着，不追求简洁、不允许他人成果进入。不允许将本文没用到的所谓“现有技术〞引用进本文。不是教材，而是一部小专著。因此，不需要介绍所谓“根底知识〞。但本文用到的非常识性的他人成果，必须以“引用〞的形式出现。撰写学位论文〔Thesis〕推荐的题目理论工程：XXX的研究技术工程：XXX系统的设计与实现XXX系统的分析与设计撰写学位论文〔Thesis〕学位论文的结构模板题目、作者信息声明、授权、中英文摘要、关键词、目录第一章引言〔Introduction〕第二章综述与相关的工作第三章系统需求分析第四章系统设计第五章系统实现第六章案例研究第七章结束语〔Conclusion〕参考文献〔References〕附录、致谢撰写学位论文〔Thesis〕题目简短、明确、有概括性。不超过20字。例：

第四代程序设计语言HLL的设计与实现撰写学位论文〔Thesis〕摘要论文内容的简要概述。应尽量反映论文的主要信息和创新点，包括研究目的、意义、方法、成果和结论。文字要简练，不要介绍工程背景。撰写学位论文〔Thesis〕关键词5-9个。例：体系结构，构件，重用，系统，逻辑，内聚，耦合。撰写学位论文〔Thesis〕目录〔三级标题〕第五章系统设计第一节体系结构设计

5.1.1设计的目标5.1.2设计的手段第二节算法设计.关键词抽取算法5.2.2.流程引擎算法……第六章系统实现……撰写学位论文〔Thesis〕第一章引言第一节背景第二节目的和意义第三节研究内容第四节研究方法和技术路线第五节特色和创新第六节本文的结构撰写学位论文〔Thesis〕第二章综述与相关工作

2.1综述对本领域〔指小领域，不能大到“软件工程〞、“并发程序设计〞这一级〕国际、国内开展动态的综述。原那么上有代表性的工作都要谈到，并进行总结、评论。特点：非作者工作，是论述他人工作，因此，通篇都要使用引文号。不能：随机谈几点；列出流水帐；列出大领域〔如：研究防火墙的论文，综述密码学的工作〕。撰写学位论文〔Thesis〕第二章综述与相关的工作

2.2相关工作对本文研究工作直接用到的他人成果〔不管是否属于本研究领域〕罗列出来，并简要说明用途，以便第四章之后直接用这些他人成果。假设无本章，读者就读不懂第四章以后的内容。常识不用列出。特点：非作者工作，是论述他人工作，因此，通篇都要使用引文号。目的是让读者能读懂第四章以后的内容不能：写成教材；列出常识；列出没有直接用到的工作〔如：研究防火墙的论文，列出密码学的工作〕。撰写学位论文〔Thesis〕第三章系统需求分析第一节需求概述第二节系统数据流图〔或用例图、类图、时序图〕第三节数据字典第四节实体联系图……撰写学位论文〔Thesis〕第四章系统设计第一节设计的要求和目标第二节软件体系结构设计第三节数据库设计〔必须到达3NF〕第四节用户界面设计第五节算法设计……撰写学位论文〔Thesis〕第五章系统实现第一节系统实现的软硬件平台开发平台和运行平台。第二节系统实现讨论实现时〔编码和建立数据库〕的相关技术问题。第三节系统测试给出测试过程和测试用例。第四节系统界面给出4-6幅截屏。撰写学位论文〔Thesis〕第六章案例研究给出2〔硕士〕-4〔博士〕个系统应用的实际例子。撰写学位论文〔Thesis〕第七章结束语撰写学位论文〔Thesis〕第一节总结集中反映作者本人的研究成果的总结。第二节评价对本文正确性、可实现性、实用性〔可用性〕、创新性、先进性的自我评价。第三节今后的工作指出本文的缺乏，这些缺乏构成了对今后的研究工作的展望。参考文献必须严格遵守云南大学学位论文参考文献格式标准。不同于国标。撰写学位论文〔Thesis〕附录其它不便放入正文、但又很重要的内容。如：用到的国际、国家标准；某些编码；承担科研工程清单；发表学术论文清单；论文检索情况。撰写学位论文〔Thesis〕致谢对你的学习有帮助的人员的致谢。顺序为：导师、老师〔领导〕、同学、家人、朋友、学校〔院、系〕。要客观、实事求是。撰写学位论文〔Thesis〕博士论文例如撰写学位论文〔Thesis〕AnApproachtoModellingandDescribingSoftwareEvolutionProcesses辩论时间有限，一般20分钟，主要讲你本人做的工作，占16分钟；最大限度地发挥自己的综合实力，包括技术、学术、文化、演讲的风度和魅力；