软件开发环境国家重点实验室

软件学报ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@Journal of Software ©中国科学院软件研究所版权所有. Tel/Fax: +86-10-62562563软件产品线可变性建模技术系统综述∗聂坤明, 张 莉, 樊志强software products with good quality levels. Variability modeling technique used to describe the commonality and variability of softwareproduct families is one of the most important techniques in software product line. Variability modeling plays an important role in theproduct line domain engineering and product line application engineering. However, it is difficult for modelers and engineers to chooseone or more suitable modeling techniques from various variability modeling techniques. A systematic literature review of the variabilitymodeling techniques in software product line reported from 1990s to 2011 is carried out. In this systematic review, the existing variabilitymodeling techniques are analyzed and compared to help engineers and/or researchers to select the most suitable variability modelingtechniques. Finally, the research trend of variability modeling technique is given, and the prospects for future research and suggestions forpossible extensions are also discussed.Key words : systematic literature review; software product line; variability modeling; research trend软件产品线是实现软件复用的一种重要方式,工业企业的应用表明,软件产品线能够有效地提高产品质量∗ 基金项目: 国家自然科学基金(61170087); 软件开发环境国家重点实验室自主课题(SKLSDE-2012ZX-13)收稿时间: 2012-02-22; 修改时间：201204-18; 定稿时间: 2013-03-07; jos 在线出版时间: 2013-06-26网络出版时间：2013-06-26 11:39网络出版地址：/kcms/detail/11.2560.TP.20130626.1139.001.html2 Journal of Software软件学报及缩短产品推向市场的时间.软件产品线技术的应用,使得惠普、诺基亚和飞利浦等大公司获得了相当大的经济效益,不仅缩短了产品上市时间,而且提高了用户满意度.软件产品线技术近几年得到了广泛的发展,目前已经有商业软件BigLever[1]和Pure::systems[1]提供对软件产品线的建模支持.另外,一些领域内的标准也在建立之中,例如,OMG组织正在进行标准化的通用可变性建模语言(CVL)[2].不同于单独描述一个软件系统,产品线工程描述了一系列产品,即产品家族.产品家族成员在构建时都表现出对相同或相似功能的支持,可变性则用于描述产品家族中产品成员之间的差异,是软件产品线工程区别于其他软件开发过程的重要特征.通过产品家族的可变性管理,可以重用产品家族系列产品的核心资产(asset),包括需求、体系结构、构件、代码和测试用例等,并实现核心资产在产品线的特定产品生产环境下的应用.可变性的管理跨越整个产品的生命周期,包含从软件产品的分析到实现的整个过程.在分析阶段,进行系统的可变性分析;在设计阶段,可变性管理可以支持可变性的获取;在实现阶段,可变性管理可以指导产品线的实现;在产品的演化阶段,可变性管理可以提供产品演化的支持.软件可变性建模是实现软件可变性管理的关键技术,软件产品线工程包括领域工程和应用工程.在领域工程中,可变性建模关注可变性的获取和表示.软件的可变性建模是领域分析的一项重要工作,通过对于领域中典型系统的分析,识别这些系统的共性和变化性,运用选择、抽象等方法建立领域模型.在应用工程中,基于可变性模型,并利用核心资产的重用实现产品的构建.目前,可变性建模有各种各样的技术,并且侧重点不同,难以建立可变性建模技术的整体把握,需要通过系统化的方法对于各种可变性建模技术进行总结分类.文献[3,4]指出,当使用可变性建模技术的时候,有3个方面对于工程人员至关重要:对什么进行建模、模型的创建与利用是否存在相应的工具支持和建模过程是否存在相应的指导.该论文只是基于前两个方面对于可变性建模技术进行了分类,不够全面.Chen等人[5]对于可变性管理技术和可变性管理技术的评价进行了研究,但是缺少对于重要可变性建模技术的对比.因此,利用系统文献综述方法对于可变性建模技术进行综合分析,通过按照时间顺序和不同分类对可变性建模技术进行总结,对比重要可变性建模技术并分析可变性建模技术的研究趋势,可以帮助建模和研究人员选择适合自己领域的建模技术,促进产品线建模技术的研究和在工业界的有效应用.本文第1节介绍系统综述的方法,并按照系统综述的过程进行资料收集和分析.第2节对于可变性建模系统综述的结果进行分析,从可变性建模方法分类、重要的可变性模型对比方面进行分析.第3节分析可变性建模技术的研究趋势.最后对本文进行总结.1 研究方法系统文献综述(systematic literature review),简称系统综述,是主要在医学领域和社会学研究领域针对某一个研究性问题开展的基于文献的系统化综述方法,并于2004年引入软件工程领域[6].系统文献综述的过程包含3个主要的阶段:• 制定综述方案:主要进行综述需求分析,明确综述的目的,设计开展综述的规程,以指导后期的文献收集等工作;• 开展综述:根据综述方案预定的目标,按照综述步骤进行文献收集,主要工作包括确定主要的文献来源、确定收录标准、实现文献质量评价、开展数据抽取与综合;• 形成综述报告:对于综述进行总结.本文按照上述过程开展了可变性建模技术的系统综述.在从文献数据库[6]中检索出相关文献后,手工检索相关会议论文集,并删除重复文献,总共有96篇相关文献.这些文献遵循文献收录和排除的原则进行筛选.在数据抽取的过程,按照文献的选取规则选取相关文献.最终,54篇文献被确定用于系统综述分析,如表1所示.其中, 2008年和2009年的文献最多,并且呈现逐渐增多的趋势;2011年的文献由于没有完全统计,所以偏少.聂坤明等:软件产品线可变性建模技术系统综述 3Table 1Summary of variability modeling methods表1可变性建模方法汇总编号来源年份分类方法名称编号来源年份分类方法名称2 WOS 2008Feature FD 29 WOS 2009GOAL IStarLPS2,同时的变性建模、基于目标(GOAL)的可变性建模、多维度可变性建模(multiple)、基于领域建模语言(language)的可变性建模、基于语义(semantic)的可变性建模、基于配置(configuration)的可变性建模和其他方法.在分类过程中,存在一些方法属于多个分类的情况,本文只标识其主要技术特征的分类.2.1 可变性建模方法分类可变性建模技术主要实现领域内核心资产的可变性的表示,可变性建模需求主要包含:1) 可变点的表示.标识可变性发生的位置;2) 可变体的表示.可变体(variant)定义了该可变点相关的可变性实现的不同选择;3) 可变体的选择关系表示.定义了跟可变点关联的可变体的选择关系,基本的关系包含:可选性(optional)、选择性(alternative)、多选性(or).可选择性表示可变点上只有一个可变体,并且需要最终确定是否被选中;选择性表示可变点上有多个相关的可变体,且只有一个可以被选中;多选性表示可以从多个相关的可变体中选中多个;4) 可变体之间的依赖规则表示.定义了可变体之间的依存关系,可以利用代数表达式等表示;5) 可变性模型和核心资产的追踪.维护可变性模型和核心资产的追踪关系.4 Journal of Software软件学报建模和研究人员在选择可变性建模技术的过程中,首先确定应用领域,根据领域特点选择相应的系统建模方法,进行系统建模;然后,基于该领域内的系统模型确定可变性建模的对象,开展可变性分析;最后,基于建模工具实现可变性建模.因此,从建模和研究人员的角度出发,主要关注应用领域、建模阶段、建模对象类型、建模技术和建模工具(第2.2节).其中,建模阶段包括领域/应用需求分析阶段、领域/应用设计阶段和领域/应用实现阶段,建模对象类型包含用例、类图、活动图、软件体系结构、构件、代码和测试用例等.本文接下来主要从支持的建模阶段、建模对象、建模技术角度对每种分类的不同方法进行对比,分析了不同方法的建模阶段和建模对象,重点对于可变性建模方法的可变性表示机制进行了分析,即可变点、可变体、可变体选择关系和依赖规则的表示,以分析不同分类和不同方法的特点.2.1.1 基于特征的可变性建模方法基于特征的可变性建模是最早用于可变性建模的方法,特征定义为“用户可见的该软件系统独有的质量或者特征”.1990年,特征模型随着FODA(feature oriented domain analysis)[8]的提出而被引入软件产品线的研究中.特征模型用特征、特征之间的关系和依赖规则表示软件产品线中所有可能产品的信息.其中:特征之间的关系利用强制性(mandatory)、可选性、选择性、多选性;特征之间的依赖规则利用依赖(require)表示在产品中包括特征A意味着在这个产品必须包括特征B,利用互斥(mutex)表示特征A排斥特征B,两者不能在同一个产品中同时存在.在基于特征的可变性建模方法中,主要关注特征模型的组织结构、特征之间的关系、特征与核心资产的关联等.各种方法主要是扩展了基于特征的建模方法,在特征之间的关系表示和特征与核心资产的关联方面开展研究.其中,Fuzzy’03,Pure::Variant’04,Cardi’05,ReqiLine’05等方法主要从特征之间的关系角度进行了研究. IVMAspect’04和FD’08对于复杂系统的建模支持进行了研究.Templ’05,IVMArchi’06,Cycle’06,FVP’05等方法主要从特征与核心资产的关联角度进行了研究.特征模型中的每个特征可以进行赋值或与“类型/值”进行关联,Fuzzy’03[9]的特征权重利用模糊数值表示,并根据特征的使用频率确定.Pure::Variant’04[10]利用特征模型和家族模型实现可变性建模.每个特征利用“类型/值”表示非布尔型的特征信息,利用约束(restrictions)表示特征之间除了基本关系之外的任意关系,家族模型描述构件的内部结构和构件与特征的依赖.基于基数的方法扩展了特征之间可选性的表达能力,Cardi’05[11]方法使用类似UML多重性机制扩展特征模型,包含特征基数和组基数.在ReqiLine’05[12]方法中,引入新的特征之间的关系,利用层次关系(composition,implementation,specialization)描述父特征和子特征之间的关系,利用依赖关系(implication,modification)描述特征之间的依赖关系,扩展了描述可变特征之间关系的能力.特征模型在描述具有横切特征的代码时,会出现可扩展性问题和支持复用的问题.IVMAspect’04[13]提出的编程语言Caesar结合了特征模型和面向方面的优点,实现可变性建模.FD’08[14]利用上下文可变性模型描述产品所在的上下文的可变性,并与特征模型进行组合形成多产品线特征模型.这两种方法主要是扩展了特征模型对于复杂系统的建模能力.基于特征的建模方法可以提供产品家族产品特征的简洁表示,特征模型的结构良好,通过识别特征之间的关系,将各个单独的特征组织成一个有机的整体.该方法的一个缺点是无法在特征模型中实现特征到核心资产的映射.为了实现特征到核心资产的映射,Czarnecki等人提出一种基于模板的建模方法Templ’0[15],利用特征模型和模型(例如UML模型)模板实现可变性的建模,每个模型模板中的元素跟特征关联.同一个特征跟需求规格、设计模型和实现等核心资产都有关联,FVP’05[16]利用特征可变性模式表示跟某个特征相关的核心资产,模式由角色组成,角色跟跨越多个核心资产的模型元素关联,方便同一个特征的不同核心资产之间的追踪.特征模型需要与产品线体系结构进行关联,Cycle’06[17]和IVMArchi’06[18]都利用决策模型(捕获所有模型的可变性元素之间的约束的表格)将特征和设计层次元素进行关联,IVMArchi方法集成了决策模型、特征模型、ADL和约束模型,分别利用高层和底层决策变量实现特征和体系结构的配置.基于特征的可变性建模方法是一种描述共性和可变性的建模方法,但是该方法主要用于表示软件需求层次的可变性.利用特征对软件可变性建模,使得软件在较高层次上具有良好的可裁剪性,实现需求层次上的复聂坤明等:软件产品线可变性建模技术系统综述 5用.但是由于其只关注于需求层次,因此,为实现产品构建(根据可变性模型和核心资产实现具体产品的组装),该方法需要建立特征到产品线体系结构等核心资产的映射关系,实现不同阶段可变性模型元素的可追溯性.2.1.2 基于UML的可变性建模方法UML是广泛使用的系统建模语言,利用UML提供的建模机制可以进行系统的可变性建模,例如:利用类的组合、基于插件、基于UML模型模板和基于实例化(specification)和重定义(redefinition)的可变性建模[22].UML 的上述建模机制无法满足多种UML模型的可变性建模需要,因此,基于UML的可变性建模方法的重点在于如何针对不同的模型,利用UML的扩展机制,表示可变点、可变体以及可变体的关系.接下来分别对用例模型、活动图和类图,对比基于UML进行可变性建模的不同方法的扩展机制.用例模型是需求阶段重要的核心资产,UMLMDA’11[19]扩展UML,利用构造型«variant»表示可变的用例,用构造型«alternative»,«specialization»和«option»区分3种可变性类型,并且跟«extend»扩展关系结合实现可变性建模.由于该方法基于«extend»扩展关系实现可变性建模,因此并没有实现用例可变点的建模.软件的动态行为的可变性也是可变性建模的一个重要方面,活动图适用于对系统的动态行为建模. ExtUML’02[20]利用构造型«variable»和标记值feature对于活动图和构件图进行可变性建模,«variable»和feature 标识图中的可变部分.在对于构件图的建模过程中,一组特征被建模为包(package),而特征本身建模为构件,可选构件利用«variable»表示,构件之间的依赖关系利用特征模型的依赖关系{or},{xor}表示.设计层次的类图的可变性描述是可变性建模的重点,UMLM’01[21]方法利用«variationPoint»和«variant»构造型描述类图的可变点和可变体,可变点通过泛化(generalization)/参数化(parameterization)关系关联到可变体.可变体之间的依赖关系通过«mutex»或«require»构造型描述.元素之间的演化约束利用构造型«evolution»表示.同样是对类图建模,Consolid’06[22]定义«optional»,«interaction»,«variant»等构造型实现可变性建模,由于该方法还定义了一种基于模型元素替换的可变性建模机制,因此适用于对类图之外的UML模型的可变性建模.产品线体系结构是产品线的重要核心资产,因此对于软件体系结构的可变性进行建模,是产品线可变性建模的关注点之一.UMLArchi’08[23]指出,体系结构的可变性元素包含构件、连接器和接口,可变点类型包含可选性«opt vp»和选择性«alt vp»,可变性建模在不同层次的体系结构实现,抽象层次的体系结构只是利用«alt vp»表示出可变点信息,第二层体系结构表示了可变点和可变体在内的详细可变性信息.除了扩展UML实现可变性建模,基于UML的方法也可以跟其他方法结合来实现可变性建模,例如特征模型UMLC’05[24]和面向方面技术MSVCM’10[25].MSVCM’10[25]扩展了用例图,基于文本描述的用例模型包含用例名称、用例和面向方面用例,在面向方面用例中定义了连接点(joinpoints)和插入到基础用例模型中的用例.基于配置知识和配置过程,实现了功能、数据、控制流的可变性.表2总结了基于UML的可变性建模方法的构造型和扩展,从表中可以看出,除了少数方法不支持可变点和可变体之间的依赖的表示外,虽然不同方法的构造型的表示形式不同,但是都能提供可变点、可变体和依赖关系的表示.不同方法的区别之处还在于提供了“其他”构造型,实现演化、基数可变性的支持.如果利用UML实现特定领域的可变性建模,需要结合领域系统模型的可变性建模需求,确定相应的构造型实现建模.Table 2Stereotype of variability modeling methods表2不同建模方法的构造型方法可变点可变体可变体之间的依赖可选元素其他ExtUML Feature model «variable» Feature model FeatureConsolid «optional» «variant» «interaction» «TypeAlt» «range»,«it[1…6]» UMLArchi «alt vp» «opt vp»«variant» «optional» «altv vp», «optv vp»«option»,«specification» UMLMDA «variant» «alternative»point«optional» Exclusion Dimension-Value Generalization UMLC VariationMSVCM Pointcuts Advice Scenarios 表3总结了基于UML的可变性建模的不同方法支持扩展的UML图,从表中可以看出,不同方法对于建模对象的支持程度不同.对用例图、类图和构件图等静态模型的支持度比较高,但是对于顺序图、状态图和活动6 Journal of Software软件学报图的支持度并不高.一方面是因为在动态模型中,模型的可变性类型比较多,不容易进行表示;另一方面,可能是因为该方法的应用领域没有对于动态行为进行可变性建模的需求.因此,如果要实现动态模型的可变性建模,需要结合顺序图、状态图和活动图的元模型,分析其可变性类型并扩展UML的构造型.Table 3UML diagrams annotated with stereotypes表3建模方法扩展的UML图基于UML性建模,变得杂乱.另外,2.1.3近年来,点.AspUsecase’08和,合.全生命周期的支持.对于用例模型在acond«aspect»的实例化实现可选择性的表示,模中,导致多个用例场景的修改,Crosscut’09[28]利用横切机制实现用例场景的可变性建模,将场景可变性分为数据的可变性、功能的可变性和控制流的可变性,并且每种可变性表示为用例模型、特征模型、产品配置的组合,实现了可变性管理与场景规格的关注点分离.对于产品线体系结构,AspNatsuko’08[29]利用可变体方面和可变体规则集对体系结构建模.可变体方面对系统功能建模并用构造型«aspect»表示,可变体规则集表示可变体方面之间的关系.利用构造型«optional»和«aspect»的组合表示可选方面,利用{alternative}表示选择性方面.规则集包含可选规则和选择性规则,在满足规则的前提下,可变体方面才可以被选中.EAspect’09[30]是复旦大学提出的扩展方面机制的体系结构建模方法,构件的可变性通过Options和Variants Schema来描述.每个Optional或者Alternative变体元素都关联一个Guard条件.当条件被满足时,Optional元素或Alternative的可变体将被包含在体系结构中.对于系统实现,AspIris’08[31]基于面向方面的思想,在元模型层和模型层,利用名字匹配和切入点表达式确定切入点,使用XWeave模型编织工具进行模型合并,并实现代码合并.在产品构建过程中,利用Pure::Variant工具实现特征模型的配置,并基于配置结果,利用XWeave进行模型编织实现可变性.基于面向方面的可变性建模方法的优点是:可以在方面中封装可变性信息,并在切入点实现可变的方面和聂坤明等:软件产品线可变性建模技术系统综述7基础模型绑定,比在单个模型中显式地表示可变性适应性更强.但是,如果不同阶段的系统模型采用不同的可变性建模方法,可变性管理的错误率将增加.因此,如果采用面向方面的可变性建模方法,需要对产品线生命周期的各个阶段的可变性模型都使用面向方面建模,并实现不同阶段的可变方面的转换.2.1.4 基于决策模型的可变性建模方法基于决策模型(decision model)的可变性建模方法利用决策模型表达可变性.“决策”是实现特定目的的一系定另外一个决策的取舍.不同于Dopler方法,Vmanage支持决策间的逻辑关系表达式.基于决策模型的可变性建模方法主要实现可变性建模和产品构建,由于决策模型直接跟核心资产关联,因此可以更好地实现产品构建.决策模型可以给出问题以及选择答案的理由,通过回答问题进行配置,比较符合人的思维习惯,与其他方法相比,可以更好地辅助产品构建.但是,由于决策模型的建立需要具有丰富领域知识的领域专家参与,如何捕获各种决策,并结合系统可变性分析完善决策模型是一个难题.2.1.5 基于目标的可变性建模方法在对产品线的需求进行可变性建模的过程中,需要获取组织、功能和非功能属性并表示其可变性.目前的可变性建模方法对非功能属性的考虑较少,基于目标的可变性建模方法能够有效地捕获非功能属性,为实现不同需求间关系的推理奠定了基础.基于目标的可变性模型跟特征模型类似,基于目标模型的子目标之间的关系实现目标之间的依赖关系.为实现需求阶段的可变性建模,GoalMaps’05[35]基于目标驱动的过程模型Map实现,利用目标、策略和分区的组合实现可变性建模.其中,策略是实现目标的方法,在模型中表示为目标间的连接.分区是三元组〈G1,G2,S ij〉,表示在策略S ij指导下从目标G1到目标G2的路径,每个路径对应一个特征.Map的多线程拓扑结构对应特征的8 Journal of Software软件学报Optional关系,多路径拓扑结构对应特征的Alternative关系.该方法的缺点是还没有实现对产品构建的支持.基于目标的建模方法虽然跟基于特征的建模方法在某些思路上一致,但是基于目标的建模方法在可变性获取方面具有优势.IStarLPS’09[36]采用基于基数的i*框架来实现可变性建模,并从中抽取特征模型.该方法通过在i*模型中利用基数实现可变性,将目标利用基数(1…*)标记表示目标内的属性可以出现多次.基于目标的可变性建模主要关注产品线需求的可变性建模,可以从用户的角度出发实现可变性建模,清晰2.1.6,包括方法VPModel导致的.支持,基于视角(viewpoint)的可变性建模方法从不同的角度实现建模,VPI’10[39]将视角定义为跟利益相关者相关的特征模型的子模型,子模型包含父特征模型中的根节点,并通过模型组合实现不同视角的模型的合并[39].对于大型并且持续演化的产品线,特征模型变得复杂并且难于管理,VPO’09[40]方法利用跟VPI’10方法同样的思路,利用不同的视角描述特征模型的子模型,定义了冲突消解规则实现不同视角的特征选择.以电话领域为例,定义了操作系统、语言等不同的视角.基于不同模型实现多维度可变性建模的方法主要考虑多个模型如何有效的管理.针对不同阶段的可变性模型,MultiMeta’08[41]标识了需求模型、分析模型和设计模型的共性和可变性.定义了每种模型的元模型,并在元模型的元类的属性中定义kernel,optinal和variant等3种构造型表示可变性.该方法在元模型层定义了各个模型之间的关系,实现不同模型元素的一致性管理.VPModel’04[42]主要在设计层次对于可变点进行建模,在需求视图中,可变点利用字符“vp”跟m(mandatory)或者p(optional)组合表示.在构件视图中,利用“.vpo”或“.vpm”表示可变点.在静态视图中,利用UML标记值{variation point=vp〈m∨o〉〈VariationPointName〉}表示可变点.为更好地实现对复杂依赖关系的建模和依赖之间交互的建模,Covamof’04[43]对产品线不同抽象层次进行建模,包含可变点视图、依赖视图和依赖之间的关系视图.可变点跟核心资产关联,利用包含描述信息的属性表示,描述了可变点。

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中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室
香港理工大学深圳研究院的中药国家重点实验室无实验室代码，详情请参见本条目附表二。

香港
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重庆
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在包括IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering、Information Sciences 、Computer & Security、The Computer Journal、IEEE Communication Letters、Journal of Wireless Communications and Mobile Computing、Information Management & Processing、Journal of World Wide Web、Neurocomputing等重要SCI期刊和SIGCOMM 2009、ICNP 2009、P2P 2009、ICPP2010、FMSE 2008、ACL2010、SIGKDD2010、ACM Multimedia2011、Coling2012、SIGIR 2013、AAAI2013等重要国际会议发表学术论文180篇，150余篇论文被SCI和EI收录，并得到国际同行的关注和引用，其中获得第32届欧洲信息检索大会(ECIR 2010)的最佳论文奖（The Best Paper Award）。

此外，设计和实现了一个基于进程代数和逻辑程序的安全协议验证工具SPVT；在此基础上，设计并实现了一个自适应选择验证方法的高效协议验证工具SPVT-II，设计并实现了一个有效的时间敏感安全协议验证工具T-SPVT。

月浙江大学国家重点实验室名称序号实验室名称负责人批准日期学院01 生物饲料安全与污染防控国家工程实验室刘建新2008年7月动科学院浙江大学国家重点实验室名称序号实验室名称负责人批准日期学院01 二次资源化工国家专业实验室姚善泾1989年6月材化学院02 电力电子技术国家专业实验室吕征宇1989年6月电气学院03 生物传感器技术国家专业实验室陈裕泉1989年6月生仪学院04 工业心理学国家专业实验室沈模卫1989年6月理学院[编辑本段]【国家重点实验室高校详细名单】清华大学12摩擦学国家重点实验室汽车安全与节能国家重点实验室智能技术与系统国家重点实验室微波与数字通信技术国家重点实验室新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室化学工程国家重点联合实验室(萃取分离分室)精密测试技术及仪器国家重点实验室(清华大学分室)集成光电子学联合国家重点实验室(清华大学实验区)生物膜与膜生物工程国家重点实验室((膜生物物理分室)环境模拟与污染控制国家重点联合实验室(清华大学分室)水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京大学10湍流与复杂系统研究国家重点实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室天然药物及仿生药物国家重点实验室人工微结构和介观物理国家重点实验室蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室分子动态及稳态结构国家重点实验室(北京大学分室)生物膜与膜生物工程国家重点实验室(北京大学分室)环境模拟与污染控制国家重点联合实验室(北京大学分室)区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室(北京大学分室)核物理与核技术国家重点实验室浙江大学10硅材料国家重点实验室工业控制技术国家重点实验室现代光学仪器国家重点实验室能源清洁利用国家重点实验室流体传动及控制国家重点实验室计算机辅助设计与图形学国家重点实验室水稻生物学国家重点实验室(浙江大学分室)化学工程国家重点联合实验室(聚合反应工程实验室)植物生理学与生物化学国家重点实验室(浙江大学分室)传染病诊治国家重点实验室南京大学6软件新技术国家重点实验室医药生物技术国家重点实验室现代配位化学国家重点实验室固体微结构物理国家重点实验室内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室污染控制与资源化研究国家重点实验室(南京大学分室)上海交通大学6海洋工程国家重点实验室医学基因组学国家重点实验室金属基复合材料国家重点实验室机械系统与振动国家重点实验室癌基因及相关基因国家重点实验室区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室(上海交通大学分室) 吉林大学6超硬材料国家重点实验室汽车动态模拟国家重点实验室理论化学计算国家重点实验室无机合成与制备化学国家重点实验室集成光电子学联合国家重点实验室(吉林大学实验区)超分子结构与材料国家重点实验室北京师范大学5水环境模拟国家重点实验室遥感科学国家重点实验室认知神经科学与学习国家重点实验室环境模拟与污染控制国家重点联合实验室(北京师范大学分室) 地表过程与资源生态国家重点实验室复旦大学4遗传工程国家重点实验室应用表面物理国家重点实验室医学神经生物学国家重点实验室专用集成电路与系统国家重点实验室西安交通大学4金属材料强度国家重点实验室动力工程多相流国家重点实验室电力设备电气绝缘国家重点实验室机械制造系统工程国家重点实验室武汉大学4软件工程国家重点实验室测绘遥感信息工程国家重点实验室水资源与水电工程科学国家重点实验室病毒学国家重点实验室(武汉大学分室)中山大学4华南肿瘤生物学国家重点实验室有害生物控制与资源利用国家重点实验室光电材料与技术国家重点实验室眼科学国家重点实验室华中科技大学4煤燃烧国家重点实验室激光技术国家重点实验室塑性成形模具技术国家重点实验室数字制造与装备技术国家重点实验室四川大学4生物治疗国家重点实验室高分子材料工程国家重点实验室水力学与山区河流开发保护国家重点实验室口腔医学国家重点实验室天津大学3内燃机燃烧国家重点实验室化学工程国家重点联合实验室(精馏分离实验室)精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学分室)同济大学 3海洋地质国家重点实验室土木工程防灾国家重点实验室污染控制与资源化研究国家重点实验室(同济大学分室)大连理工大学3海岸和近海工程国家重点实验室工业装备结构分析国家重点实验室精细化工国家重点实验室东南大学 3毫米波国家重点实验室移动通信国家重点实验室生物电子学国家重点实验室中国农业大学 3动物营养学国家重点实验室(中国农业大学分室)植物生理学与生物化学国家重点实验室(中国农业大学分室)农业生物技术国家重点实验室哈尔滨工业大学3现代焊接生产技术国家重点实验室先进机器人及系统国家重点实验室城市水质保障与水资源可持续利用国家重点实验室厦门大学2固体表面物理化学国家重点实验室近海海洋环境科学国家重点实验室山东大学2晶体材料国家重点实验室微生物技术国家重点实验室中南大学2粉末冶金国家重点实验室医学遗传学国家重点实验室中国矿业大学 2煤炭资源与安全开采国家重点实验室深部岩土力学与地下工程国家重点实验室华东理工大学2生物反应器国家重点实验室化学工程国家重点联合实验室(化学反应工程实验室) 华中农业大学2作物遗传改良国家重点实验室农业微生物学国家重点实验室华东师范大学2河口海岸学国家重点实验室精密光谱科学与技术国家重点实验室华南理工大学2制浆造纸工程国家重点实验室亚热带建筑科学国家重点实验室北京航空航天大学2软件开发环境国家重点实验室虚拟现实技术国家重点实验室湖南大学2化学生物传感与计量学国家重点实验室汽车车身先进设计制造国家重点实验室重庆大学2机械传动国家重点实验室输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室中国石油大学2重质油国家重点实验室油气资源与勘探国家重点实验室成都理工大学2油气藏地质及开发工程国家重点实验室地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室北京理工大学 1爆炸科学与技术国家重点实验室北京科技大学1新金属材料国家重点实验室北京化工大学 1化工资源有效利用国家重点实验室南开大学1元素有机化学国家重点实验室燕山大学 1亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室山西大学1量子光学与光量子器件国家重点实验室兰州大学1功能有机分子化学国家重点实验室（原应用有机化学）电子科技大学 2电子薄膜与集成器件国家重点实验室通信抗干扰技术国家重点实验室西南大学1三峡库区生态环境与生物资源重点实验室西安电子科技大学1综合业务网理论国家重点实验室中国科学技术大学1火灾科学研究国家重点实验室中国地质大学1地质过程与矿产资源国家重点实验室北京邮电大学1网络与交换技术国家重点实验室东北大学1轧制技术及连轧自动化国家重点实验室西北工业大学1凝固技术国家重点实验室西南交通大学1牵引动力国家重点实验室东华大学1纤维材料改性国家重点实验室南京农业大学1作物遗传与种质创新国家重点实验室武汉理工大学1材料复合新技术国家重点实验室第三军医大学1创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室第四军医大学1肿瘤生物学国家重点实验室西北大学1大陆动力学国家重点实验室北京交通大学 1轨道交通控制与安全国家重点实验室第二军医大学 1医学免疫学国家重点实验室南京工业大学 1材料化学工程国家重点实验室山东农业大学 1作物生物学国家重点实验室广州医学院 1呼吸疾病国家重点实验室河海大学1水文水资源与水利工程科学国家重点实验室(河海大学分室) 江南大学 1食品科学与技术国家重点实验室(江南大学分室)南昌大学 1食品科学与技术国家重点实验室(南昌大学分室)。

教育部重点实验室名录教育部重点实验室：是国家科技创新体系的重要组成部分、高等学校创新性人才的培养基地，在高校学科建设、科技创新、人才培养和培育国家级科研基地中发挥着越来越重要的作用。

1.北京大学地表过程分析与模拟、造山带与地壳演化、神经科学、分子心血管、生物有机分子工程、数学及其应用、纳米器件物理与化学、水沙科学、细胞增殖与分化、恶性肿瘤发病机制及转化研究、高分子化学与物理、视觉损伤与修复、辅助生殖、机器感知与智能、慢性肾脏病防治、数量经济与数理金融、高可信软件技术2.清华大学工业生物催化、应用力学、地球系统数值模拟、蛋白质科学、生物信息学、普适计算、粒子技术与辐射成像、信息系统安全、生态规划与绿色建筑、土木工程安全与耐久、固体废物资源化及应急控制工程、先进成形制造、热科学与动力工程、先进反应堆工程与安全、先进材料、有机光电子及分子工程3.北京交通大学全光网络与现代通讯网、发光与光信息技术、城市交通复杂系统理论与技术、城市地下工程、先进制造与测控技术(B类)4.北京工业大学传热强化与过程节能、新型功能材料5.北京航空航天大学流体力学6.北京科技大学环境断裂、金属矿山高效开采与安全、钢铁流程先进控制、材料先进制备技术、腐蚀与防护7.北京邮电大学泛网无线通信、可信分布式计算与服务8.北京化工大学纳米材料先进制备技术与应用科学、可控化学反应科学与技术基础9.中国农业大学植物-土壤相互作用、现代精细农业系统集成研究、作物杂种优势研究与利用10.北京林业大学水土保持与荒漠化防治、林木、花卉遗传育种11.北京师范大学环境演变与自然灾害、细胞增殖及调控生物学、射线束材料改性、水沙科学、生物多样性与生态工程、放射性药物实验室、教学与复杂系统、理论与计算化学12.北京中医药大学中医内科实验室、中医药抗病毒实验室、中医养生学实验室13.南开大学生物活性材料、核心数学与组合数学、光电信息技术科学、功能高分子材料、弱光非线性光子学、分子微生物学与技术、环境污染过程与基准、先进能源材料化学14.天津大学绿色合成与转化、先进陶瓷与加工技术、光电信息技术科学、电力系统仿真控制、港口与海洋工程、定量系统生物工程15.中北大学仪器科学与动态测试16.山西大学化学生物学与分子工程、计算智能与中文信息处理17.太原理工大学煤科学与技术、新型传感器与智能控制、材料界面科学与工程、原位改性采矿(省部共建)18.内蒙古大学哺乳动物生殖生物学及生物技术19.东北大学材料电磁过程研究、材料各向异性设计与织构工程20.吉林大学符号计算与知识工程、汽车材料、分子酶学工程、病理生物学、东北亚生物演化、工程仿生、地球信息探测仪器、人兽共患病研究、相干光与原子分析光谱、地下水资源与环境21.东北师范大学植被生态学、多酸科学、应用统计、分子表观遗传学、紫外光发射材料与技术22.复旦大学医学分子病毒学、分子医学、聚合物分子工程、非线性数学模型与方法、应用离子束物理、癌变与侵袭原理、现代人类学、生物多样性与生态工程、波散射与遥感信息、公共卫生安全23.同济大学道路与交通工程、长江水环境、先进土木工程材料、嵌入式系统与服务计算、岩土及地下工程、高密度人居环境生态与节能24.上海交通大学动力机械与工程、薄膜与微细技术、微生物代谢工程、系统控制与信息处理(筹)、功能基因组学和人类疾病相关基因研究教育部重点实验室、细胞分化与凋亡教育部重点实验室、系统生物医学教育部重点实验室(筹)、电力工程新技术教育部重点实验室25.华东理工大学超细材料制备与应用、系统承压安全科学、化工过程先进控制和优化技术、结构可控先进功能材料及其制备、特种功能高分子材料及相关技术26.东华大学纺织面料技术、生态纺织27.华东师范大学脑功能基因组学、地理信息科学、极化材料与器件、言语听觉科学(筹)、青少年健康评价与运动干预(筹)28.上海交通大学医学院功能基因组学和人类疾病相关基因研究、细胞分化与凋亡29.南京大学海岸与海岛开发、中尺度灾害性天气、介观材料、近代声学、生命分析化学30.东南大学微电子机械系统(MEMS)、计算机网络和信息集成、混凝土及预应力混凝土结构、发育与疾病相关基因、儿童发展与学习科学、能源热转换及其过程测控、复杂工程系统测量与控制31.中国矿业大学煤炭资源、煤炭加工与高效洁净利用、煤层气资源与成藏32.河海大学海岸灾害及防护、浅水湖泊综合治理与资源开发、岩土力学与堤坝工程、南方地区高效灌排与农业水土环境33.江南大学食品胶体与生物技术、工业生物技术、轻工过程先进控制、生态纺织、糖化学与生物技术34.浙江大学生物医学工程、濒危野生动物保护遗传与繁殖、动物分子营养学、污染环境修复与生态健康、视觉感知、高分子合成与功能构造、软弱土与环境土工、恶性肿瘤预警与干预、生殖遗传35.合肥工业大学特种显示技术、过程优化与智能决策36.安徽大学光电信息获取与控制37.厦门大学细胞生物学与肿瘤细胞工程、现代分析科学、海洋环境科学、水声通信与海洋信息技术、亚热带湿地生态学38.南昌大学食品科学与安全、食品科学39.山东大学实验畸形学、心血管重构与功能研究、胶体与界面化学、材料液固结构演变与加工、密码技术与信息安全、生殖内分泌40.中国海洋大学物理海洋、海洋药物、海水养殖、海洋环境与生态、海底科学与探测技术、海洋化学理论与工程技术、海洋生物遗传学与育种41.中国石油大学石油工程42.郑州大学材料物理、材料成形过程与模具43.武汉大学地球空间环境与大地测量、发育生物学、生物医用高分子材料、水沙科学、口腔生物医学工程、声光材料与器件44.华中科技大学图像信息处理与智能控制、智能制造技术、信息存储系统、生物医学光子学、基本物理量测量、器官移植、环境与健康、聚变与电磁新技术、服务计算技术与系统、分子生物物理、神经系统重大疾病、生物靶向治疗、肿瘤侵袭转移45.武汉理工大学光纤传感技术与信息处理、高速船舶工程46.中国地质大学岩石圈构造深部过程及探测技术、地下信息探测技术与仪器47.华中农业大学园艺植物生物学、农业动物遗传育种与繁殖48.中南大学重载铁路工程结构、糖尿病免疫学、有色金属成矿预测、有色金属资源化学、轨道交通安全、生物冶金、癌变与侵袭原理、有色金属材料与工程49.湖南大学环境生物与控制50.湖南师范大学蛋白质化学与鱼类发育生物学、化学生物学及中药分析、低微量子结构与调控(省部共建)、高性能计算与随机信息处理(省部共建) 51.中山大学基因工程、聚合物复合材料及功能材料、生物无机与合成化学、智能传感器网络、信息技术、水产品安全(筹)52.华南理工大学聚合物成型加工工程、传热强化与过程节能、特种功能材料、亚热带建筑、工业聚集区污染控制与生态修复、自主系统与网络控制53.暨南大学重大工程灾害与控制、再生医学54.汕头大学智能制造技术55.广西大学微生物及植物遗传工程、有色金属及材料加工新技术、工程防灾与结构安全56.重庆大学光电技术及系统、高电压与电工新技术、西南资源开发及环境灾害控制工程、三峡库区生态环境、山地城镇建设与新技术、工业CT无损检测、生物流变科学与技术、低品位能源利用技术及系统、信息物理社会可信服务计算、飞行器测控与通信57.四川大学人类疾病生物治疗、皮革化学与工程、辐射物理及技术、生物资源与生态环境、口腔生物医学工程、靶向药物、绿色化学与技术58.电子科技大学综合电子系统技术(B类)、神经信息、光纤传感与通信、光电探测与传感集成技术(B类)59.云南大学自然资源药物化学、微生物可持续利用60.云南农业大学农业生物多样性与病虫害控制、普洱茶学61.西安交通大学物质非平衡合成与调控、过程控制与效率工程、现代设计及转子轴承系统、电子物理与器件、电子陶瓷与器件、生物医学信息工程、环境与疾病相关基因、智能网络与网络安全、热流科学与工程62.西北大学西部资源生物与现代生物技术63.西北工业大学现代设计与集成制造技术、空间应用物理与化学64.西安电子科技大学智能感知与图像理解、计算机网络与信息安全、电子装备结构设计、宽禁带与半导体材料与器件、电子信息技术防攻对抗与仿真技术、超高速电路设计与电磁兼容65.西北农林科技大学植保资源与病虫害治理、旱区农业水土工程、西部环境与生态66.长安大学特殊地区公路工程67.兰州大学西部环境、磁学与磁性材料、干旱与草地生态、西部灾害与环境力学、半干旱气候变化68.中国人民大学数据工程与知识工程69.北京理工大学复杂系统智能控制与决策70.中国政法大学证据科学71.哈尔滨工程大学超轻材料与表面技术72.东北林业大学森林植物生态学、生物质材料科学与技术、东北油田盐碱植被恢复与重建73.东北师范大学植被生态科学、多酸科学、应用统计、分子表观遗传学、紫外光发射材料与技术74.大连理工大学三束材料改性75.海军军医大学分子神经生物学76.南京农业大学肉品加工与质量控制、农作物生物灾害综合治理77.中国药科大学现代中药78.南京航空航天大学飞行器结构力学与控制79.西南交通大学材料先进技术、磁浮技术与磁浮列车、高速铁路线路工程80.陆军军医大学高原医学81.华中师范大学农药与化学生物学82.南京理工大学功能纳米晶83.北京信息科技大学(省部共建)现代测控技术84.浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术、制药工程85.天津科技大学工业发酵微生物、食品营养与安全86.哈尔滨理工大学工程电介质及其应用87.哈尔滨医科大学(省部共建)心血管药物研究88.云南大学西南微生物多样性89.山西师范大学磁性分子与磁信息材料90.武汉纺织大学新型纺织材料绿色加工及其功能化91.天津科技大学工业发酵微生物、食品营养与安全92.天津理工大学显示材料与光电器件、计算机视觉与系统93.武汉工程大学绿色化工过程94.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用95.华南农业大学南方农业机械与装备关键技术96.河南师范大学黄淮水环境与污染防治、绿色化学介质与反应、绿色化学与技术97.沈阳农业大学设施园艺、北方粳稻遗传育种98.湖北大学功能材料绿色制备与应用、有机功能分子合成与应用99.湖北工业大学发酵工程100.湖北中医药大学中药资源与中药复方101.齐鲁工业大学制浆造纸科学与技术102.山东师范大学分子与纳米探针103.首都师范大学三维信息获取与应用、赫兹光电子学。