第七章 新模型 (Model),或者新概念 (Concept)

如果论文提出了一个新的模型或者概念,那么,建议将其在一个独立章节中表述。这样做的好处是突出了这个新模型或者概念对于这项研究的贡献, 也增加了论文的影响力。
新模型,新概念是与设计/实现不同的。一个具体的设计与实现往往建立于某一假设或者某一运行环境的基础之上。 所以,这个设计与实现的影响力也受到这个假设或者环境的限制。然而,新模型和新概念是在更加抽象的层面中的一种创新。它基于更少的假设,但可适应于更广的应用环境之中。
满足以下几个特点的论文可考虑独立设置新模型/新概念章节。
  • 论文能够建立一个新的概念或者模型,并利用该概念和模型描述一个抽象的问题。这个新的概念或者模型内容充实,新颖,能自成体系。
  • 论文所研究的问题恰好是这个新概念/新模型的一个具体应用。
  • 提出新的概念或者模型能帮助诠释论文所提出的新方法。例如,可提供正确性的证明,或定性地分析算法复杂度等。
  • 新的概念或者模型有较广的应用面。除了应用于论文所研究的问题外,还可应用于许多其他的问题。
为了更好的展示新模型/新概念章节的写作方式,以及该章节与设计实现章节的区别,本文用如下例子详细介绍该论文第四章中建立的MOVD模型。
本例引用自 Ji Zhang, Wei-Shinn Ku, Min-Te Sun, Xiao Qin, and Hua Lu. Multi-Criteria Optimal Location Query with Overlapping Voronoi Diagrams. In Proceedings of the 17th International Conference on Extending Database Technology (EDBT), Athens, Greece, 2014. 全文可在官方网址处免费获取。

例:

该论文所研究的问题是在整个搜索空间中寻找一个最优点,而论文中建立的MOVD模型能高效的帮助寻找该最优点。 具体的讲,MOVD模型定义了一个操作数MOVD,和一个二元操作符可将两个MOVD叠加起来,生成另一个MOVD。 该论文提出的新方法需要将多个MOVD叠加在一起,以便于快速找出最优点。
每一个MOVD是一个d维空间的划分,它按照某一种规范(Criterion),将整个搜索空间划分成多个子空间(MOVD是可以支持d维空间的, 但论文中仅以二维空间作为例子说明)。最简单的MOVD,或者称为原子MOVD,是一个Voronoi Diagram。然后,将二个或者多个MOVD叠加之后,生成的还是一个MOVD。 这样就建立起了一个新的代数结构(Algebraic Structure)。
那么,该论文为什么需要提出这个MOVD的代数结构呢?在撰写论文之初,作者并未意识到这是个代数结构,也没有意识到这篇论文需要建立一个代数结构。 然而,在对该论文进行不断完善的过程中,作者逐渐发现了一些问题,找到了相应的解决方法,提出了更多的关于MOVD以及叠加操作符的属性, 最后,作者将所有的属性汇总在一起,形成了这个代数结构。
在这个完善过程中,作者提出了以下问题
  • 如何建立一个MOVD?答案是:MOVD都是由原子MOVD(或者Voronoi Diagram)叠加而成的。
  • 给定一组原子MOVD,叠加后的结果一定存在吗?是唯一的吗?由这个问题,作者得到了多个结论。1)叠加后的MOVD一定存在,并且唯一。 其存在性可有MOVD的定义得到。唯一性是由以下几个属性共同支撑的。2)可交换性和可结合性。即,左操作数和右操作数互换不改变叠加操作的结果。
  • 叠加两个MOVD,一定会生成另一个MOVD吗?这个问题其实是在质疑,如果在某种情况下,叠加操作生成的不是一个MOVD,那么, 叠加操作就无法继续叠加下一个MOVD了。因为本论文定义的叠加操作仅能应用于叠加两个MOVD,不能应用于其他操作数类型。幸运的是,论文最后得到结论, 叠加操作是在MOVD集合中封闭的,即,叠加两个MOVD,一定生成一个MOVD。
  • 每个原子的MOVD都覆盖整个搜索空间,那么,叠加之后生成的MOVD也覆盖整个搜索空间吗?答案是肯定的。 以上四项其实是为了证明论文提出的新算法的正确性。因为,正是由于MOVD覆盖了整个搜索空间,搜索整个空间和搜索MOVD是等效的。 从而,新方法将问题转化为在一个MOVD中寻找一个最优点的问题。
得到以上结论后,这个代数结构的雏形就已经建立起来了。此后,作者还增加了一些辅助的属性, 比如:建立MOVD空间、在一个给定的MOVD空间中计算MOVD的个数等。这个结论有助于分析论文提出的新算法的时间复杂度。
实战篇
实战篇根据笔者多年论文写作经验和审稿工作,总结了在论文撰写过程中的实战经验,并将其汇总于多个主题之中。笔者还从上千篇2018年发表的顶级会议和期刊论文中筛选了一些优秀的范例,以帮助读者更好地理解本篇中描述的写作技巧和细节。
由于论文所论述的问题以及应用场景不同,在论文中,作者可能会使用不同的写作方法。笔者需要指出的是,本文总结的是笔者对于论文写作的理解与经验,若读者有不同的方法或者实战经验,欢迎来信与笔者详细讨论。笔者在写作过程中,兢兢业业,力求完整无瑕。然而由于笔者水平有限,文中难免出现疏忽、遗漏或者错误之处,尚期读者不吝指正。若对本文有任何的建议和意见,请与我们联系。
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