科学文献

合集下载

科技文献的定义

科技文献的定义

科技文献的定义科技文献是指记录科学研究成果、科技发展动态和科技管理经验的文献资料。

它是科学研究、技术创新和科技管理的重要依据和参考,对于推动科技进步和社会发展具有重要的作用。

科技文献的主要特点是准确性、权威性和时效性。

作为科学研究成果的记录,科技文献要求准确地反映研究方法、实验数据和结论,确保信息的真实性和可靠性。

同时,科技文献也需要具备权威性,即来源于有专业知识和经验的科学家、工程师和技术专家,经过同行评议和学术机构认可的论文、报告和专著等。

此外,科技文献还要具备时效性,及时反映科技发展的最新成果和动态,使读者能够及时了解科技前沿和最新趋势。

科技文献主要包括学术论文、科技报告、专利文献、技术标准和科技期刊等。

学术论文是科学研究成果的主要表现形式,它通过系统的实验或理论分析,提出新的理论、方法和结论,通过同行评议后发表在学术期刊上。

科技报告是研究项目的成果报告或研究机构的研究成果总结,它通常包含研究目的、方法、实验结果和结论等内容。

专利文献是专利申请和授权的文件,记录了发明创造的具体技术方案和实施方式。

技术标准是科技发展的规范和指南,通过规定产品的技术要求和测试方法,保障产品的质量和安全。

科技期刊是科学研究成果的重要发布渠道,它定期出版学术论文和研究报告,提供科技信息的交流和共享平台。

科技文献的利用可以促进科学研究的发展和技术创新的进步。

科学家和工程师可以通过查阅和分析科技文献,了解前人的研究成果和经验,避免重复劳动和错误,为自己的研究工作奠定基础。

科技管理人员可以通过研究科技文献,掌握科技发展的动态和趋势,制定科技政策和计划,引导科技创新和产业升级。

工程师和技术人员可以通过科技文献,学习新的技术方法和应用案例,提高自己的专业能力和技术水平。

科技文献是科学研究、技术创新和科技管理的重要资源和工具。

科技工作者应该重视科技文献的收集和利用,不断更新自己的知识和技能,推动科技进步和社会发展。

同时,科技出版机构和科技管理部门也应该加强对科技文献的管理和服务,提高科技文献的质量和影响力,为科技创新提供有力支持。

如何阅读科学文献

如何阅读科学文献

如何阅读科学文献阅读科学文献对于科研工作者和学术界的人士非常重要。

通过阅读科学文献,我们可以了解最新的研究进展,与同行进行交流与合作,提高自身的学术能力和水平。

然而,对于一些初学者或者对特定领域不熟悉的人来说,阅读科学文献可能是一项具有挑战性的任务。

在本文中,我将分享一些关于如何阅读科学文献的方法和技巧。

一、了解文献的分类和来源科学文献通常可以分为多种类型,包括期刊论文、会议论文、学位论文、专著和技术报告等。

这些文献来源的权威性和可信度有所不同,应根据需要选择合适的文献进行阅读。

常见的文献数据库包括PubMed、Scopus、Web of Science等,可以通过检索关键词或者作者的姓名来查找相关的文献。

二、阅读文献之前的准备工作在阅读科学文献之前,我们可以进行一些准备工作,以提高阅读效率和理解能力。

首先,要了解相关领域的基本知识和术语,这样在阅读文献时就能更好地理解和理解作者的观点和实验内容。

其次,可以查找文献的综述或者评论性文章,了解该领域的发展和当前的研究进展,从而对文献有一个整体的了解。

最后,可以制定一个阅读计划,设定合理的阅读时间和目标,提高阅读的效率。

三、阅读科学文献的技巧1. 精读和泛读结合对于篇幅较长或者对自己比较重要的文献,可以进行精读。

在精读时,要认真阅读摘要和介绍部分,了解研究的背景和目的,然后逐段、逐句进行仔细阅读,理解作者的实验设计和研究结果。

在阅读过程中,可以做一些标记或者写下关键点,以便于后续的回顾和整理。

对于篇幅较长或者对自己不是很重要的文献,可以进行泛读。

在泛读时,可以关注文献的结构、图表和重点段落,了解作者的主要观点和研究结果。

泛读可以帮助快速获取信息,筛选出对自己研究有用的文献。

2. 多角度阅读在阅读科学文献时,要注意从多个角度进行思考和分析。

可以思考文献的创新点、实验设计、结果解释以及与其他相关文献的联系。

可以尝试用自己的话总结和表达作者的观点和结论,以帮助更好地理解文献内容。

科学探索的科学文献与资源利用

科学探索的科学文献与资源利用

科学探索的科学文献与资源利用科学探索是人类认识和改造世界的重要途径之一,而科学文献和资源则是科学探索不可或缺的重要支持。

科学文献是研究者们对科学问题进行思考、实验、验证和总结后的成果,它们包含了大量的科学知识和数据,为科学探索提供了可靠的依据和参考。

而资源的有效利用则是科学探索取得进展的关键。

科学文献作为科学研究的记录和传播,其作用不可低估。

它们可以帮助研究者了解和分析前人的研究成果,掌握已有的知识体系和理论框架,为自己的研究提供指导和启示。

在科学探索过程中,科学文献还是进行科学讨论和争议的重要依据,通过对文献的分析和解读,不同的科学观点可以得到评价和比较,真理得以更好地审视和验证。

而科学文献的获取和利用,则需要依赖于相关的资源利用机制。

首先,图书馆和研究机构是科学文献获取的重要渠道。

它们收藏了大量的科学期刊、学术论文和研究报告,提供了方便的阅读和借阅服务。

其次,数字化技术的应用使得科学文献的获取更为便捷。

通过互联网和电子数据库,研究者们可以在线查找和下载所需的文献,大大缩短了获取时间和减少了空间限制。

此外,开放获取的科学文献资源也逐渐增多,研究者们可以免费获取到更多的研究成果,推动了科学的共享和发展。

除了文献的利用,资源的有效利用也是科学探索的重要环节。

资源的有效利用涉及到能源、材料、人力等多个方面。

在能源资源的利用上,科学探索提倡清洁能源的开发和利用,以减少对传统化石能源的依赖,降低环境污染和碳排放。

在材料资源的利用上,科学探索致力于研发高效、环保的生产技术和材料替代方案,以减少对有限资源的消耗和浪费。

在人力资源的利用上,科学探索需要建立良好的教育培训机制,吸引和培养更多的科学研究人才,提高整个社会的科学素质和创新能力。

综上所述,科学文献和资源的利用是科学探索必不可少的支持。

科学文献为科学研究提供了可靠的依据和参考,为研究者们提供了前人经验和科学观点的积累。

资源的有效利用则是科学研究取得进展的关键,它涉及到能源、材料和人力等多个方面。

科学文献的名词解释

科学文献的名词解释

科学文献的名词解释
文献:
1. Abstract
2. Bibliographic Database
3. Editor
4. Index
一、Abstract:
抽象是科学文献中概述性段落的内容,即文章的摘要,它在文献的开头,能简要介绍文献的内容和目的,是科学文献查找、分析和利用的重要基础。

Abstract由一般性问题、技术方法、重要结果、结论和指出事实的综述性的评论组成,概述文献的内容及方法,是检索文献信息的重要依据。

二、Bibliographic Database:
文献数据库是以文献数据为基础建立起来的文献信息体系,其主要内容是存储文献信息(如书籍、期刊、报纸、图书、报告摘要、摘录、贴文等)的元数据,并提供跨文献的快速检索的功能。

一般而言,文献数据库由代表文献的描述性元数据(如题名、作者、出版社、出版日期等)和用于检索所建立的全文索引组成。

三、Editor:
编辑是指组织、审查和整理文献内容,以便发表的这类编辑服务活动。

编辑可以编排、修改、撰写、组织文献,编辑从文献撰写、组织和修订等方面起着协调作用,以确保出版物的质量。

四、Index:
索引是科学文献检索的一个重要技术工具,它的主要目的是使读者能够轻松找到所需要的信息。

索引包括有关文献的词汇表,能够提供有用的参考资料,而无需检查整个文献的文本内容。

另外,索引还可以帮助读者了解文献的整体框架,有利于从文献中快速获取信息。

十大科技文献源

十大科技文献源

十大科技文献源科技的发展日新月异,不断推动着人类社会的进步。

以下是十大科技文献源,它们记录了人类在不同领域的探索和创新。

1.《自然》(Nature)作为世界上最古老的科学杂志之一,《自然》杂志为读者提供了丰富的科学研究成果和前沿的科技进展。

它既包括基础科学领域的研究,也关注应用科学的发展。

2.《科学》(Science)《科学》杂志是世界上最有影响力的综合性科学杂志之一,涵盖了各个学科领域的最新研究成果。

它以其高质量的科学报道和严谨的学术评审而闻名,是科学界的权威之一。

3.《人工智能》(Artificial Intelligence)《人工智能》期刊聚焦于人工智能领域的研究和应用,包括机器学习、自然语言处理、计算机视觉等。

它发布的论文对于推动人工智能技术的发展具有重要意义。

4.《物理评论快报》(Physical Review Letters)《物理评论快报》是物理学领域最具影响力的学术期刊之一,发表了许多重要的物理学突破性研究。

它以其简洁、精确和具有启发性的论文而受到广泛关注。

5.《细胞》(Cell)《细胞》杂志是细胞生物学和分子生物学领域的顶级期刊之一,报道了该领域的最新研究成果和突破性发现。

它对于理解生命的基本机制和疾病的发生机理具有重要意义。

6.《计算机视觉国际会议》(Conference on Computer Vision and Pattern Recognition)计算机视觉是人工智能领域的一个重要分支,该会议是该领域最重要的学术会议之一。

它汇集了来自全球的顶尖研究人员,分享了最新的计算机视觉技术和应用。

7.《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)《美国国家科学院院刊》是美国国家科学院的官方期刊,发表了各个学科领域的重要研究成果。

它是一本跨学科的期刊,涵盖了自然科学、社会科学和工程技术等领域。

8.《医学》(The Lancet)《医学》杂志是世界上最具影响力的医学期刊之一,发表了许多重要的医学研究。

科学文献阅读技巧详解

科学文献阅读技巧详解

科学文献阅读技巧详解科学文献阅读技巧详解在科学研究的道路上,掌握有效的文献阅读技巧至关重要。

想象一下,文献就像是一座座深奥的宝库,里面珍藏着无数宝贵的知识和经验。

然而,要想从这些宝库中获取有用的信息,需要具备一定的技巧和策略。

首先,当你面对一篇新的科学文献时,它可能会显得有些“冷漠”。

不过,不要担心,这只是因为它还没有“认识”你。

开始阅读前,先浏览摘要部分,这就像与文献“打个招呼”,让它知道你对它感兴趣。

接下来,进入文献的正文部分,你会发现它有如一位导游,带领你探索未知的领域。

要有耐心,不要急于求成。

有时候,文献会使用复杂的术语和句子,就像在说一门外语一样。

这时,不妨反复阅读,逐步理解每一个词语背后的含义,就像与文献进行一场深入的交流。

在阅读过程中,可以时常停下来思考,并做好记录。

文献常常会提出问题或者让你有新的启发,这就像它在与你进行互动,促使你深入思考。

记得,做好笔记非常重要,这有助于你将碎片化的信息整理成有条理的知识体系。

此外,不要忽视文献中的图表和数据。

它们就像文献的“视觉演示”,通过直观的方式展示研究结果。

深入理解图表背后的数据,有助于你更全面地把握文献的核心内容。

最后,要保持批判性思维。

就像与一位智者交谈一样,不要轻易接受文献中的每一个观点。

要学会提出问题,评估实验设计的有效性,并思考研究结果的可能局限性。

这样,你才能更好地理解文献,甚至为未来的研究提供新的思路和方法。

总结来说,科学文献阅读并非一项简单的任务,它需要技巧和耐心。

通过与文献建立良好的互动关系,你将能够开启一段充满发现和启发的学术之旅。

不断地练习和改进阅读技巧,相信你定能在科学研究的道路上越走越远。

小学科学论文参考文献

小学科学论文参考文献参考文献是对小学科学论文引文进行统计和分析的重要信息源之一,对于小学科学论文起着重要的作用。

下面是店铺带来的关于小学科学论文参考文献的内容,欢迎阅读参考!小学科学论文参考文献(一)[1] 董保良,张国辉,李鑫,李晓燕,杨新旺. 基于信息熵的指挥信息系统效能评估研究[J]. 电子世界. 2013(15)[2] 孙国强. 浅谈出入口控制系统的建设、使用与发展[J]. 中国公共安全. 2013(15)[3] 李爱民. 中国半城镇化研究[J]. 人口研究. 2013(04)[4] 王赐江. 群体性事件现实考察与学理分析--从三起具有“标本意义”的群体性事件谈起[J]. 中国社会公共安全研究报告. 2013(01)[5] 冯文林,帅娟,姚红,邓波,魏莲芳,汪小林,冯荣. 四川特种行业治安管理创新调查研究报告[J]. 四川警察学院学报. 2013(01)[6] 李林. 中国法治的现状、挑战与未来发展[J]. 新视野. 2013(01)[7] 徐田坤,梁青槐,任星辰. 基于故障树模型的地铁750V牵引供电系统安全风险评估[J]. 北京交通大学学报. 2012(06)[8] 黄毅峰. 转型期中国群体性事件的征象考察与调控路径分析[J]. 成都理工大学学报(社会科学版). 2013(04)[9] 苗强,张文良,宗波,步立新,尹洪河,方忻. 核电站实物保护系统有效性评估方法研究工作进展[J]. 中国原子能科学研究院年报. 2012(00)[10] 王华安. 大安防时代:需要多元化发展战略[J]. 中国公共安全. 2013(12)[11] 何穆. 某大学图书馆安全防范系统设计[J]. 建筑电气. 2013(05)[12] 张苏. 司法中的量刑分析与操作--以石柏魁故宫盗窃案为例[J]. 中国检察官. 2013(10)[13] 杜治国,赵兴涛,李培岳. 美国安全管理专业解析[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2013(02)[14] 唐海. 个性化概念图在网络自主学习中的应用研究[D]. 武汉大学 2010[15] 杜治国,赵兴涛,李锦涛. 安全防范系统效能评估仿真模型研究[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2012(01)[16] 朱随江,刘宝旭,刘宇,姜政伟. 有环攻击图中的节点风险概率算法[J]. 计算机工程. 2012(03)[17] 李秀林,李辉. 《安全防范系统运行检验规范》浅析[J]. 中国安防. 2012(Z1)[18] 李晓建. 基于语义的个性化资源推荐系统中关键技术研究[D]. 武汉大学 2010小学科学论文参考文献(二)[1] 赵荣生. 车辆核材料检测装置的研制[J]. 中国原子能科学研究院年报. 2003(00)[2] 王国华,陈敬贤,梁梁. 系统评估研究现状及发展评述[J]. 现代管理科学. 2011(10)[3] 陈合权,魏莲芳. 论视频监控系统在公安工作中的应用[J]. 湖北警官学院学报. 2011(05)[4] 张旺勋,龚时雨,李康伟. 装备系统可靠性维修性保障性仿真策略研究[J]. 计算机仿真. 2011(09)[5] 魏莲芳. 当前群防群治工作存在的问题及对策探究[J]. 湖北警官学院学报. 2011(03)[6] 潘科,王洪德,石剑云. 多级可拓评价方法在地铁运营安全评价中的应用[J]. 铁道学报. 2011(05)[7] 吕海涛. 安全防范系统效能评估关键技术研究[D]. 武汉大学2014[8] 鲍君忠. 面向综合安全评估的多属性专家决策模型研究[D]. 大连海事大学 2011[9] 孙爱军. 工业园区事故风险评价研究[D]. 南开大学 2011[10] 郭熹. 基于风险熵模型的安防系统风险与效能评估技术研究[D]. 武汉大学 2011[11] 邬长城. 安全管理体系质量评估方法研究[D]. 中国矿业大学(北京) 2012[12] 孙亚华,李式巨,李彬. 核电站实物保护系统的量化评估[J]. 核动力工程. 2009(01)[13] 陈志华. 试论安全防范系统的效能评估[J]. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2006(04)[14] 魏莲芳,陈志华. 浅谈安防系统中的风险评估[J]. 中国安防产品信息. 2005(04)[15] 徐哲,贾子君. 基于仿真的武器装备研制系统性能风险评估[J]. 系统工程与电子技术. 2011(04)[16] 吴穹,闫黎黎. 企业安全防范系统风险评价模式研究[J]. 安防科技. 2010(10)[17] 易光旺. 智能建筑安全防范系统的评价指标体系研究[J]. 中国安全生产科学技术. 2010(03)[18] 陈志华. 评估城市社会治安动态防范系统效能促进城市监控报警联网系统应用建设[J]. 中国安防. 2009(12)小学科学论文参考文献(三)[1]刘文帅.关于暗物质与暗能量统一的研究[D].云南师范大学2014[2]梁周昌.怒江少数民族地区高中物理合作学习教学的实践研究[D].云南师范大学2014[3]张云.focusonform对中学英语口语课堂教学的意义[D].华东师范大学2009[4]赵婧.乌海市高中英语课堂文化教学现状的调查与反思[D].内蒙古师范大学2012[5]赵瑶瑶.复数的历史与教学[D].华东师范大学2007[6]潘婧.高中英语课堂中文化教学现状的调查[D].东北师范大学2010[7]赵瑶瑶.复数的历史与教学[D].华东师范大学2007[8]祝露.高中写作教学设计探究[D].海南师范大学2013[9]李玉飞.计算机辅助语言教学在初中英语教学中的应用调查研究[D].河南师范大学2013[10]卫晓丽.中外籍教师在高中英语教学中教学风格的调查研究[D].山西师范大学2013[11]莫雷主编.教育心理学[M].广东高等教育出版社,2002[12]冯忠良等着.教育心理学[M].人民教育出版社,2000[13]杨治良,罗承初编写.心理学问答[M].甘肃人民出版社,1986[14]江桂苹.高中英语教学中的西方文化渗透研究[D].哈尔滨师范大学2012。

科学文献查询途径

数学学术网站收录大全1. /《科学》杂志2. /The NASA Astrophysics Data System -- 世界最大免费全文网站,超过300,000篇全文.主要学科:天体物理学3. 美国洛斯阿拉莫斯核物理实验室的论文预印本服务器,全世界物理学研究者最重要的交流工具,覆盖几乎全部的物理学,大部分计算机科学和一部分数学。

4. /数学论文预印本服务器搜索系统,可以查阅大部分数学分支的预印本资源5. /theses/学位论文库,大部分文章可以看全文6. 计算机科学研究报告和论文7. /《科学美国人》杂志8./计算数学,数值分析/epigone/alt.math.undergrad数学论坛。

一个关于大学本科数学问题和难题的论坛。

数学论坛包括了读者可以发表文章参与讨论的文档,以及可以查看或检索文档化的信息。

/pubs/monthly.html美国数学月刊(MMA联机版)——美国数学协会(MAA)Roger A.Horn,编辑。

本月刊刊登数学方面的论文,评论以及其它相关的文章。

/software/uasft.htmlArizona数学软件。

超过60个教育程序的集合,可被教师和学生在课堂上、实验室和家庭环境中使用。

/BNALib,一个运行于个人pc上的数值分析软件库。

以源代码形式提供的BNALib软件包,是一个子例程,函数和演示程序组成的工具箱,它可进行数值分析计算。

/ccma/计算数学和应用中心------Penn州立大学数学系。

Penn州数值分析和应用数学的教学与科研工作中心之一。

应用与计算数学研究班课程系列,PDEs与数值方法研究班课程系列,教职人员与研究生的情况等。

/cdsns/动力系统和非线性研究中心———Georgia Tech数学学院。

始建于1988年9月,以加强数学学院已经开展了的研究活动,研究重点包括动力系统,微分方程,非线性分析和应用。

/CyberMath/Waterloo Maple公司。

科学文献阅读的注意事项

科学文献阅读的注意事项科学文献阅读的注意事项在探索科学文献的广阔海洋时,如同旅行者在陌生土地上航行。

每一篇文献都是知识的岛屿,而你则是一位探险家,渴望在这些岛屿上发现宝藏。

然而,要想从这些文献中获得宝贵的知识和洞见,你需要具备一定的技巧和注意事项。

首先,作为一位文献的探险家,你应该学会如何“与文献对话”。

文献有时像是一个沉默的学者,蕴藏着无限的智慧。

当你打开一篇文献时,不要仅仅停留在表面信息的浏览上。

要善于提出问题,文献便会像是回答你的问题一样,逐渐揭示其内涵和深度。

其次,了解文献的“语言和风格”也是非常重要的。

每一篇文献都有其独特的表达方式和专业术语。

有时候,文献可能会使用复杂的句子结构或专业术语,这并不意味着你需要被吓倒。

相反,你可以像是学习一门新语言一样,逐步熟悉并理解这些语言的规则和习惯用法。

此外,保持“批判性思维”的能力也是阅读科学文献不可或缺的技能。

作为文献的探险家,你需要时刻保持怀疑和探索的精神。

不要轻信一切,而是要学会分析和评估文献的内容。

提出质疑,寻找证据,这样才能真正理解文献背后的意图和科学观点。

进一步地,要善于“比较和综合”不同的文献。

科学文献世界就像是一个多面体,不同的角度和视角可能带来不同的认知和发现。

因此,阅读多篇相关的文献,比较它们之间的异同,从中获取更为全面和深入的理解。

最后,永远不要忘记“记录和引用”的重要性。

在你的探险旅程中,收集到的每一个知识宝藏都应该被妥善保存和记录。

正确引用文献不仅是对知识贡献者的尊重,也是维护学术诚信的基础。

综上所述,阅读科学文献不仅是获取知识的途径,更是一种探险和发现的过程。

作为一名文献的探险家,你需要具备探索精神、批判思维、比较能力和记录技巧。

只有这样,你才能在科学的海洋中畅行无阻,发现属于你的知识宝藏。

科技文献定义

科技文献定义科技文献是指记录和传播科学技术研究成果的文献资源。

它包括了科学研究的论文、学术期刊、会议论文集、科技报告、技术标准、专利文献等形式。

科技文献是科学研究和技术创新的重要载体,对于推动科技进步和促进学术交流具有重要意义。

科技文献的特点主要体现在以下几个方面。

首先,科技文献以学术性和专业性为特征,通常由专业学者、科研机构和科技企业发表或出版。

其次,科技文献具有较高的可信度和权威性,经过严格的同行评审程序,确保了内容的科学性和准确性。

再次,科技文献具有时效性,记录了最新的科学研究成果和技术发展动态。

最后,科技文献通过各种渠道和方式进行传播,包括印刷出版、电子期刊、学术会议、数据库等形式。

科技文献的编写和发布过程通常包括以下几个环节。

首先,科学研究人员进行实验和研究,形成研究成果。

然后,他们将研究成果整理和撰写成论文的形式。

在撰写过程中,他们需要对已有的相关文献进行综述和引用,以确保研究的完整性和可信度。

接下来,研究人员选择合适的学术期刊或会议进行投稿。

投稿后,编辑和审稿人会对论文进行评审和修改意见,最终确定是否接受和出版论文。

对于已经出版的科技文献,读者可以通过各种渠道获取和阅读,包括图书馆、互联网、数据库等。

科技文献在科学研究和技术创新中起着重要的作用。

首先,科技文献记录了科学研究的过程和结果,为其他研究人员提供了重要的参考和借鉴。

其次,科技文献促进了学术交流和合作,科研人员可以通过阅读文献了解最新的研究进展,开展合作研究项目。

同时,科技文献也为科技政策制定和决策提供了参考依据,对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。

然而,科技文献的管理和利用也面临一些挑战。

首先,科技文献数量庞大,涉及的学科和领域也非常广泛,如何有效管理和检索文献成为了一个重要问题。

其次,科技文献的版权和知识产权保护也是一个亟待解决的问题,如何平衡科研人员的知识共享和出版机构的经济利益是一个难题。

此外,科技文献的语言和专业性也限制了一部分人群的阅读和理解,如何提高科技文献的传播和普及成为了一个重要课题。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Tools for Real-Time UML:Formal Verification and Code SynthesisTobias Amnell1,Alexandre David1,Elena Fersman1,M.Oliver M¨o ller2,Paul Petterson1and Wang Yi11Department of Information Technology,Uppsala University,{tobiasa,adavid,elenaf,paupet,yi}@docs.uu.se2BRICS⋆⋆⋆,Department of Computer Science,Aarhus University,omoeller@brics.dkAbstract.We present a real-time extension of UML statecharts to enable modelling andverification of real-timed constraints.For clarity,we shall consider a reasonable subset of therich UML statechart model and extend it with real-time constructs(clocks,timed guards,invariants and real-time tasks).We have developed a a rule-based formal semantics for theobtained formalism,called hierarchical timed automata(HTA).To use the existing toolUPPAAL for formal verification,HTA are translated to enriched timed automata model.We report on an XML based implementation of the translation from HTA to a networkof timed automata and present an example to illustrate our technique and report run-timedata for the formal verification part.We also report on a prototype implementation of thecode synthesis for the legOS platform.1IntroductionIn this short paper,we briefly discuss two recent developments that are aimed to adopt the Uppaal tool[LPY97]towards UML statechart compability.First,we propose a timed version of the UML statecharts model appropriate for high-level design and analysis of real-time systems.The model has a simple and clear semantics,and is powerful enough to describe the characteristic features of real-time systems,such as scheduling algorithms,timers,timeouts,continuous behaviors,etc.We refer to the formalism as hierarchical timed automata(HTA).HTA are defined from a subset of UML statecharts extended with clocks, integer variables,and channel synchronizations.In the next section,we present the chosen UML subset and the real-time extensions.We also outline the formal syntax and semantics of HTA.Secondly,we present a model called executable timed automata as an extension of timed au-tomata allowing code synthesis.Most commercial real-time tools provide a code generation capa-bility.However the translation is often done process by process without taking allocated resources such as total CPU utilization into account.For the proposed model of executable timed automata we are able to synthesize code with predictable timing behaviour.The overall goal is a uniform framework for modeling,analysis,and code synthesis of real-time systems.Figure1illustrates the current position of the Uppaal tool in the context of UML.The tools exchange data through a XML/XMI interface mechanism.The UML tools need a translation for compatibility with the specific formalism used.Then simulation,verification,debugging with trace analysis,and ultimately code synthesis are carried out.2Hierarchical Timed AutomataOur HTA is essentially a subset of UML statecharts extended with real-time constructs.State are either basic or composed of state machines themselves.Transitions are guarded,can entail synchronization,and update local or global variables.For the real-time aspects,clocks,invariants, and timed guards are added.In the following,we describe in some more detail,the chosen subset of UML statecharts and the real-time extensions.UPPAAL formatUML tool format Fig.1.Modelling,analysis,and code synthesis framework.Statecharts Subset.The UML statecharts subset is a hierarchically organized state machine with XOR states,AND states and basic states.XOR and AND states are the building blocks of the state hierarchy.They contain other sub states .In XOR states,sub states are related to each other by “exclusive-or”,i.e.in an active XOR state exactly one sub state is active at a time.In an active AND states,all sub states are active,i.e.,they run in parallel.AND states cannot have basic sub states.Note that the set of active states is a dynamic property of the system.In HTA we do not allow transitions crossing hierarchy levels as in UML statecharts.Instead we always use explicit entry and exit points represented as UML stubs.This makes it easier to give a clear semantics and perform formal analysis.However,this does not have to hinder designers since a sufficiently advanced editor can provide UML facilities by keeping the explicit representation internally.Furthermore,since every legal UML model has a corresponding representation in the HTA notation,we do not restrict the expressiveness.HTA include shallow history as a special entry.Deep history is not addressed explicitly,since it is straight forward to encode deep history using shallow history.Parallel components communicate via CCS style handshaking synchronisations [Mil89].The more general event model of UML can be encoded via broadcast communication which will be supported in the near future.Real-Time Extensions.We equip our HTA model with clocks,invariants,and urgency to capture real-time behavior.Clocks are real-valued variables that increase their values synchronously (i.e.at the same rate)whenever time elapses.All clocks start with the initial value 0and may be reset to 0along transitions.This extension is influenced strongly by the timed automata model [AD94]that has been studied thoroughly in the literature and has been successfully applied in formal verification.Invariants are boolean expressions that can be associated to states and are used to enforce progress.They must evaluate to true as long as the state is active,i.e.the state must be left before the invariant evaluates to false .This notion of progress is expressive enough to imitate the run-to-completion step concept of UML statecharts.Urgency is a concept that gives priority to actions over time delay.We propose to use this as a property of transitions.If urgent transition is enabled,no time delay is possible,i.e.,the next step is an action step.Formal Semantics of HTA.The complete formal syntax and semantics are defined in [DM01].We give a brief sketch.Semantics is based on the configuration vector (ρ,µ,ν,θ)that is a snapshot of the system.ρ:S →2S captures the control location.It is a partial version of δ.µ:S →(Z )∗gives the valuation of the local integers of a state.ν:S →(R +)∗gives the real valuation of the clocks visible at a given state.θreflects the history and has a state and a variable component.The semantics is then defined in term of a configuration vector transformation T t (ρ,µ,ν,θ)that performs a join,a transition,and a fork.We give here two of the rules:TransitionEnabled(t:l g,r,u−−−→l′,ρ,µ,ν)delay(ρ,µ,ν,θ)d−→(ρ,µ,ν+d,θ)All the work resides in defining the predicates TransitionEnabled,UrgentEnabled,and Inv that evaluate when a given transition is enabled with respect to a cascade join-transition-fork,when urgent transitions are enabled with respect to synchronizations between transitions,and when invariants are enabled.Case Study:Pacemaker Example.We have implemented a translator from HTA to Uppaal timed automata to experiment with formal verification of HTA and to compare the sizes between a HTA and its corresponding representation as timed automata.The modeled system is the well-known pacemaker example(see[DM01]for details).Using the implemented translation,we have been able to check a number of safety and liveness properties of the system,indicating that formal verification of HTA is indeed feasible.Table1shows a comparison between the input and the output of the translator.Uppaal model#control locations4547#variables and constants726Table1.Translations of a hierarchical timed automaton description to an equivalentflat Uppaal model.3Code SynthesisWe propose a way to synthesize code from timed automata models that will have predictable timing behavior.Inspired by the design philosophy of synchronous languages e.g.Esterel[BG92], we assume that the underlying real-time operating system guarantees the synchrony hypothesis1. We extend timed automata so that each node of an automaton is associated with a task(or several tasks in the general case).A task is assumed to be an executable program with two given parameters:its worst case execution time and its deadline.An example is shown in Figure2.Intuitively,a discrete transition in an extended timed automaton denotes an event releasing a task and the clock constraints(guard)on the transition specifies all the possible arrival times of the associated task.When the task is released it is inserted into the ready queue of the operating system.Note that in the simple automaton shown in Figure2,an instance of task A could be released before the preceding instance of task P has been computed.This means that the scheduling queue may contain at least P and A.In fact,instances of all four tasks may appear in the queue at the same time.Schedulability analysis.In the extended model,the tasks in the ready queue are executed according to a chosen scheduling strategy,e.g.earliest deadlinefirst.In[EWY99]it is shown that the schedulability of extended automata can be checked by reachability analysis for non-preemptive tasks.It is equivalent to prove that all schedulable states are schedulable.We are working on extending this result to more general execution models.P 2,10A1,2Q4,20B1,4x:=0x:=0x:=0x:=0x==20x==40x>10b?a?Fig.2.The system shown consists of4tasks as annotation on nodes,where P,Q are periodic with periods 20and40respectively(specified by the constraints:x==20and x==40),and A,B are sporadic or event driven(by event a and b respectively).The pairs in the nodes give the computation times and deadlines for tasks e.g.for P they are2and10respectively.Synthesizing Code for Controllers.Timed automata annotated with tasks,as described above,are used as a design model for control programs.The discrete transitions(i.e.the control structure)of the automaton and the associated task are implemented using a small set of(common) system calls and light-weight threads provided by the underlying real-time operating system.This allows us to synthesize code for a variety of target platforms.As a result,if an automaton is schedulable and the synchrony hypothesis is guaranteed by the underlying operating system the generated code will,when executed,meet the constraints(timed and other)imposed on the tasks.We have implemented a prototype that synthesizes C-code for the legOS operating system. legOS runs on the LEGO Mindstorm control brick which includes an8-bit Hitachi micro-controller. We belive that this hardware is rather typical for embedded systems of the kind we are targeting. Therefore our prototype give some promising evidence that our approach is viable.4ConclusionWe are approaching a situation where the Uppaal tool can manage imported UML statechart models represented as HTA.Code generation from Uppaal models by means of higher level concepts is work in progress.This opens a way to perform code generation and formal verification in the same framework.Preliminary experiments are encouraging.References[AD94]Rajeev Alur and David Dill.A Theory of Timed Automata.Theoretical Computer Science, 2(126):183–236,1994.[BG92]G.Berry and G.Gonthier.The Synchronous Programming Language ESTEREL:Design,Se-mantics,Implementation.Science of Computer Programming,19:87–152,1992.[DM01]Alexandre David and M.Oliver M¨o ller.From HUppaal to Uppaal:A translation from hierar-chical timed automata toflat timed automata.Research Series RS-01-11,BRICS,Department of Computer Science,University of Aarhus,March2001.[EWY99]Christer Ericsson,Anders Wall,and Wang Yi.Timed Automata as Task Models for Event-Driven Systems.Proceedings of RTSCA’99,1999.[LPY97]Kim rsen,Paul Pettersson,and Wang Yi.Uppaal in a Nutshell.Int.Journal on Software Tools for Technology Transfer,1(1–2):134–152,October1997.[Mil89]munication and Concurrency.Prentice–Hall,1989.。

相关文档
最新文档