系统生物学III－建模与仿真学习资料

刘笔锋教授华中科技大学生命科学与技术学院系统生物学III------生物系统的建模与仿真软件1ContentSystemsBiologyWorkbench(SBW)工作台SystemsBiologyMakeupLanguage(SBML)标记语言2简介上层应用(用户角度)底层实现(编程者角度)SBW体系结构与信息传递过程总结3

背景现象：软件包过于繁多没有一个软件能满足所有的需求需求的范围广；新的技术在随时产生将来，研究人员仍将使用多种软件包使用多种软件工具存在这样的问题：仿真和计算结果不能被其他软件分享和重用重复的软件开发造成浪费4SBW的目标和实现方法开发一套软件和标准共享模型分析软件和仿真软件共享模型目标：使得共享软件工具更容易方法：设计一种通用的模型交换语言

SBML:SystemsBiologyMarkupLanguage开发一个平台，使得各种软件工具可在平台上交互SBW:SystemsBiologyWorkbench5SBW:SystemsBiologyWorkbench使各种软件工具可以交互的一个简单的架构

免费

适合于流行的操作系统和编程语言

小，简单，容易理解6支持的操作系统LinuxFreeBSDWindowsotherplatformsexpectedinthefuture7可交互的语言SBW库能提供与以下文件的接口:C++,C,Delphi,Java,Perl,Python.8支持的模块SBMLNetworkObjectModelGepasioptimizationmoduleJarnacODEsimulator+MCAPlottingGibsonstochasticsimulatorMATLABmodelgeneratorSBWVisualEditor随即模拟器ODE-basedSimulatorScriptInterpreterDatabaseInterfaceJDesignervisualeditorBioSpiceDBSolveE-CellStochSimVirtualCell9设计思想SBWJavaInterfaceModuleWrittenInJavaSBWCInterfaceModuleWrittenInCSBWBrokerDispatcherRegistryListenerSoftwareapplicationsthatimplementdifferentfunctions(suchasGUIs,modelsimulationmethods,analysismethods,etc.)canbeconnectedtoeachotherthroughSBWusingastraightforwardapplicationprogramminginterface(API).10

设计目的

maximizeflexibility,maintainabilityandchangeability.11从用户的角度看SBW对用户来说，SBW几乎是不可见的

交互和结果是受用户控制的

应用程序的界面是主界面

SBW从不在前台出现

几乎不会影响程序的正常界面

SBW没有自己的界面只是一个整合资源的系统,提供软件开发者交互应用和共享服务的一个平台12

从编程人员的角度看SBW简单、精致、基于消息传递的架构

跨平台兼容性

与编程语言无关为各种编程语言提供APIAPI有两种：“Low-level”:底层接口:

提供call,send消息调用“High-level”:上层接口

隐藏了内部协议,封装方法,提供服务13各程序模块是独立编译的可执行模块模块定义了服务，服务有若干种方法

例如定义一个三角函数服务Trig,方法有Sin,Cos等ServiceCategoriesServicesMethods(Interfaces)(Methods)(InterfaceHierarchy)14SBWBroker

作为调度程序记录了模块和服务提供模块注册启动模块Broker本身自动启动给各模块发送消息15TheSBWArchitectureDesignSBW的结构特点：dynamically-extensiblebroker-basedmessage-passingarchitecture1617MessageFormatSimplesequencesofbinarydataFourbasicmessagetypes:ReplyMessage0SendMessage1CallMessage2ErrorMessage318Reply:代表对其他模块中方法或函数或对broker本身的封闭的应答Send:代表非封闭的对其他模块中方法或函数或对broker本身的应答Call:对之前信息的回应Error:当传递信息格式错误或执行模块事发生异常时的error信息19ConnectionbetweenthebrokerandamoduleAmodulecaninitiateaconnectionwiththeSBWbrokerThebrokercaninitiateaconnectionwithamoduleinresponsetoarequestfromanothermodule当sbw启动时，它先创建一个监听线程来区分连接信息是来自模块还是broker本身20Moduleinitiatedconnection21ServerOperation22BasicModuleArchitectureFourmainclassesofmodulecomponent:ModuleComponetRecvThreadMessageThreadServiceList23SendingCallsfromamoduletothebrokerSbw.call()24ReceivingCallsfromtheBroker25Inspector检察员TheInspectorallowsthedetailedexaminationofthestateoftheSBWincludingmodulesandapplicationsnotdirectlyvisibletousers.RunningModules：ListAllModulesbutton:ModulelistServicesandMethodstreeRegisteredModulesListRegisteredModulesbuttonRegisterModulesTree26AdaptingSoftwaretoUseSBW应用特定的应用软件给用户作为SBW的一个模块的步骤：决定将要呈现给用户的业务，这些业务在SBW框架中的模块中以服务的形式提供。服务的分类，作为在已存在的SBW模块中分层服务的起始点对任何一个业务或是服务，确定最适的参数和返回值，用SBWAPI文档中描述的符号来表达这些方法或函数信号应用上一步中收集的方法或函数信号将对应用程序的调用添加到SBW模块的注册方法中，这些用于提供将SBW与SBW应用程序相连接的信息。编译应用程序并将它与SBWAPI库相连接。27keyfeaturesofSBW1.LayeredFramework分层框架2.HighlyModular,ExtensibleArchitecture高度模块化，可延伸的构建3.Message-PassingforInter-ComponentCommunicationsSBWisacollectionofsoftwarecomponentslayeredontopofasimpleplug-inarchitecturecalledtheBiologicalModelingFramework(BMF).28通过元件之间的交流进行信息传递AdvantagesofanExtensibleFrameworkApproach1.Modularity模块性2.Reusability可重用3.Extensibility扩展性29WhyJava?Javawaschosenastheimplementationlanguage实现语言fortheunderlying潜在的BMFlayerofSBW,because:Javaarguablyprovidesoneofthemostportablecross-platformenvironmentscurrentlyavailable.Javaalsoprovidesabuilt-in嵌入的mechanismfordynamicloadingofcode,simplifyingtheimplementationofanarchitectureorientedaroundplug-ins.Finally,Javaprovidesarichplatformfordevelopment,withsuchthingsasremoteinvocationfacilities远程调用工具andGUIwidgets图形用户界面小工具,onallsupportedplatforms.30SBW:系统生物学软件,模型共享,交互的平台通过应用程序接口实现消息传递,服务共享不限平台和语言,扩展性好总结31系统生物学标记语言1.研究人员倾向于将研究成果以计算模型的形式来进行交流2.2000年的第一届国际系统生物学大会:A.把现有系统生物学软件集成到统一平台B.开发一系列以XML技术为基础的针对生命科学的标记语言3.利用该标准，功能有限的相关软件，可以共用模型、算法和相关分析结果，最终整合成功能强大的大规模系统生物学模拟系统缘起32XML(eXtensibleMarkupLanguage)1.XML(可扩展标记语言)A.用来结构化文档和数据的通用且适应性强的格式B.1998年2月，W3C(WorldWideWebConsortium，互联网联合组织)发布C.SGML(StandardGeneralizedMarkupLanguage，标准通用标记语言)的一个简化子集2.在Web应用中结合了SGML的丰富功能与HTML的易用性A.SGML:精确定义文档的结构和属性；B.HTML:定义数据在网页中的显示；C.XML:在描述数据内容的同时能突出对结构的描述，从而体现出数据之间的关系3.XML与HTML的设计区别：XML是用来存储数据的，重在数据本身；HTML是用来定义数据的，重在数据的显示模式33XML的优势1.开放性 允许各个组织、个人建立适合自己需要的标记集合，并且这些标记可以迅速地投入使用2.分离性 数据存储格式不受显示格式的制约3.可扩展，可以自定义元素4.结构化，依附于特定的结构5.容易存取（相对于SGML）文档包括三个要素：数据、结构以及显示方式

34XML的组成部分(1)1.文档(document):A.从第一个字符到最后一个字符的所有内容B.引用XML文档：结构&内容2.声明(declaration)A.可选；B.必须在文档中最先出现C.必须的属性：version3.文档类型声明(DocumentTypeDeclaration)A.位于XML声明之后，根元素之前B.PCDATA:ParsedCharacterData<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>

#声明<!DOCTYPEneurotransmitterSYSTEM“xx.dtd”>#文档类型声明

<neurotransmitter> <from>neuron1</from> <to>neuron2</to> <compound>acetylcholine</compound> </neurotransmitter>xx.dtd:

<!DOCTYPEneurotransmitter[

<!ELEMENTneurotransmitter(from,to,compound)>

<!ELEMENTfrom(#PCDATA)>

<!ELEMENTto(#PCDATA)>

<!ELEMENTcompound(#PCDATA)>

]>35XML的组成部分(2)4.开始/结束标记(Start/EndTag)5.元素(Element)A.可扩展性B.父元素与子元素6.属性(Attribute)7.空元素(EmptyElement)8.注释(Comment)<!--Thisisacomment.-->9.XML命名空间(XMLNamespace)xmlns="namespaceURI"<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?>

#声明<!DOCTYPEneurotransmitterSYSTEM“xx.dtd”>#文档类型声明

<neurotransmitter> <from>neuron1</from> <to>neuron2</to> <compound>acetylcholine</compound>

<compound2>calcium</compound2> </neurotransmitter><rdf:RDFxmlns:rdf="/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"xmlns:dc="/dc/elements/1.1/"xmlns:dcterms="/dc/terms/"xmlns:vCard="/2001/vcard-rdf/3.0#"xmlns:bqbiol="/biology-qualifiers/"xmlns:bqmodel="/model-qualifiers/">36XML的注意事项1.所有的XML元素都必须要有一个结束标志<p>这是一个合法的XML</p>2.XML标志是大小写敏感的标签<CELL>和标签<cell>是不一样3.所有的XML元素的嵌套必须正确<b><i>Thistextisboldanditalic</b></i>4.所有的XML文档都必须要有一个根标志37基于XML的系统生物学建模计算机仿真实验数据数学模型生理模型语言解释器38现有的系统生物学标记语言1.近年来，随着系统生物学的发展，出现了多种系统生物学标记语言2.比较著名的有SBML、CellML、FieldML、TissueML、AnatML等3.这些标记语言用于不同层次系统生物学模型的建立39PeterHunter,PeterRobbins,DenisNoble(2002)EurJPhysiol.,445:1–940SBML

(SystemsBiologyMarkupLanguage)1.系统生物学标记语言:机器可读的、基于XML的标记语言2.定性和定量描述生化网络A.信号传导通路B.代谢网络C.生化反应D.基因调控3.是系统生物学平台SBW的通用语言4.SBML只是各种系统生物学标记语言中的一种41SBML简介1.2000年，HiroakiKitano和JohnC.Doyle:促进系统生物学计算模型发展的基础性软件A.使现有的模拟软件可以互相交换数据B.BerkeleyBioSpice,DBSolve,E-Cell,Gepasi,Jarnac,StochSim和TheVirtualCell2.2000年4月，加州理工学院的ERATO分子生物学软件平台会议A.对模型的描述采用相同的格式B.XML作为描述模型的编码语言C.Kitano小组制定了最初的规范和方案3.SBML是一种免费、开源的语言。开发SBML的目标是创建一种标准开放的，可供各种模拟软件建立的生化网络模型进行交流的语言。SBML定义融合了多个系统生物学软件的特性。42SBML的层次、版本和版次1.层次(Level)、版本(Version)和版次(Release)A.新的层次：新的功能和特性B.新的版本：语法和语义的修改C.新的版次：修改已有标准中的错误2.目前，相应的编号为:SBMLLevel3Version1Core(Release1)3.支持级别的向下兼容，级别越高，功能越多，表达能力也越强。4.因此，如果一个软件能够翻译高级别的SBML，那么它也能够翻译低级别的SBML43SBML语法概述1.SBML层次3模型A.模块化语言B.包含多个成分列表C.每个列表中定义一个或多个相应的模型成分，每种成分都有多个属性D.每个模型不必包含所有模型成分2.生化反应网络的描述SBML模型定义的开始ListoffunctiondefinitionsListofunitdefinitionsListofcompartmentsListofspeciesListofinitialassignmentsListofparametersListofrulesListofconstraintsListofreactionsListofevents SBML模型定义的结束所有的模型成分都可选44SBML层次3模型的通用定义

<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?><sbmlxmlns="/sbml/level3/version1/core"level="3"version="1"> <modelid="MyModel"> <listOfFunctionDefinitions> oneormore<functionDefinition>...</functionDefinition> </listOfFunctionDefinitions> <listOfUnitDefinitions> oneormore<unitDefinition>...</unitDefinition> </listOfUnitDefinitions> <listOfCompartments> oneormore<compartment>...</compartment> </listOfCompartments> <listOfSpecies> oneormore<species>...</species> </listOfSpecies> <listOfParameters> oneormore<parameter>…</parameter> </listOfParameters> 45SBML层次3模型的通用定义<listOfInitialAssignments> oneormore<initialAssignment>…</initialAssignment> </listOfInitialAssignments> <listOfRules> oneormore<rule>…</rule>

</listOfRules>

<listOfConstraints>

oneormore<constraint>…</constraint>

</listOfConstraints>

<listOfReactions> oneormore<reaction>…</reaction>

</listOfReactions>

<listOfEvents>

oneormore<event>…</event>

</listOfEvents>

</model></sbml>

46简单实例软件：SBMLeditor-0.8.2内容：分支反应（branch.xml）版本号：Level1Version1X0S1X1X247SBMLeditor可视化编辑48糖酵解过程的SBML1.糖酵解每分解1个葡萄糖，最终可以得到2个ATP2.方程:f(x)=2x，x=magnitude_Glucose，f(x)=magnitude_ATP49函数定义(functionDefinition)模型中的函数:糖酵解每分解1个葡萄糖，最终可以得到2个ATP<listOfFunctionDefinitions> <functionDefinitionid="f1"> <mathxmlns="/1998/Math/MathML"> <lambda> <bvar><ci>magnitude_Glucose</ci></bvar> <apply> <cn>2</cn> <ci>magnitude_ATP</ci>

</apply> </lambda> </math> </functionDefinition></listOfFunctionDefinitions>50单位定义(unitDefinition)定义了可在整个模型中通用的参数的单位，如参与反应的各种离子的浓度<listOfUnitDefinitions> <unitDefinitionid="mole_per_litre"> <listOfUnit> <unitkind="mole"exponent="1"/> <unitkind="litre"exponent="-1"/> </listOfUnit> </unitDefinition></listOfUnitDefinitions>51容器(Compartments)模型中的物质必须位于某个容器(compartment)。例如，叶绿体、线粒体<listOfCompartments> <compartmentid="Mitochondria"size="1"/></listOfCompartments>52物质(species)定义了参与反应的化学物质。例如糖酵解反应中的葡萄糖。包括了名字、初始浓度和所在容器等属性

<listOfSpecies> <speciesid="Glucose"initialConcentration=“0.1" compartment="Mitochondria"/> <speciesid=“ATP"initialConcentration="0.01" compartment="Mitochondria"/> </listOfSpecies>

53参数(parameter)1.表示模型中的变量和常量:反应中各种物质的浓度2.SBML没有区分常量和变量，而是统一用参数表示3.参数的constant属性用于判断该参数是否为常数<listOfParameters> <parameterid="magnitude_Glucose"value="0.1"units="mole"constant="false"/> <parameterid="magnitude_ATP"value="0.1"units="mole"constant="false"/></listOfParameters>54规则(rule)设定变量值以及变量之间的关系<listOfRules> <assignmentRulevariable="magnitude_Glucose"> <mathxmlns="/1998/Math/MathML"> <apply></times> <cn>2</cn> <ci>magnitude_ATP</ci> </apply> </math> </assignmentRule></listOfRules>55反应(reaction)指化学变化，物质转运和结合等过程<listOfReactions> <reactionid="J1"reversible="false"> <listOfReactants> <speciesReferencespecies="Glucose" stoichiometry="1"/>... </listOfReactants> <listOfProducts> <speciesReferencespecies= "Glucose_6_phosphate" stoichiometry="1"/>... </listOfProducts>... </reaction></listOfReactions>56事件(event)用于描述模型状态的改变<listOfEvents> <event> <trigger> <mathxmlns=” /1998/Math/MathML">

<apply><neq/> <ci>c_Glucose</ci> <ci>balance_condition</ci> </apply> </math> </trigger> </event></listOfEvents>57酶反应动力学1.Michaelis–Mentenkinetics:2.初始参数：A.Kon:1000000;Koff:0.2;Kcat:0.1B.Cytosol:1e-14(litre)C.E:5e-21;S:1e-20(mole)enzyme.sbml58酶反应动力学的SBML1.XML版本2.SBML的层次、版本，命名空间等3.单位定义：per_second<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?><sbmllevel="2"version="3"xmlns="/sbml/level2/version3"><modelname="EnzymaticReaction"><listOfUnitDefinitions><unitDefinitionid="per_second"><listOfUnits><unitkind="second"exponent="-1"/></listOfUnits></unitDefinition>59反应常数的单位定义：

<unitDefinitionid="litre_per_mole_per_second"><listOfUnits><unitkind="mole"exponent="-1"/><unitkind="litre"exponent="1"/><unitkind="second"exponent="-1"/></listOfUnits></unitDefinition></listOfUnitDefinitions>60容器与物质<listOfCompartments><compartmentid="cytosol"size="1e-14"/></listOfCompartments><listOfSpecies><speciescompartment="cytosol"id="ES"initialAmount="0"name="ES"/><speciescompartment="cytosol"id="P"initialAmount="0"name="P"/><speciescompartment="cytosol"id="S"initialAmount="1e-20"name="S"/><speciescompartment="cytosol"id="E"initialAmount="5e-21"name="E"/></listOfSpecies>61<listOfReactions><reactionid="veq"><listOfReactants><speciesReferencespecies="E"/><speciesReferencespecies="S"/></listOfReactants><listOfProducts><speciesReferencespecies="ES"/></listOfProducts><kineticLaw><mathxmlns="/1998/Math/MathML"><apply><times/><ci>cytosol</ci><apply><minus/><apply><times/>E+S=ES62<ci>kon</ci><ci>E</ci><ci>S</ci></apply><apply><times/><ci>koff</ci><ci>ES</ci></apply></apply></apply></math><listOfParameters><parameterid="kon"value="1000000"units="litre_per_mole_per_second"/><parameterid="koff"value="0.2"units="per_second"/></listOfParameters></kineticLaw></reaction>ES=cytosol(Kon*E*S-Koff*ES)63ES->E+P<reactionid="vcat"reversible="false"><listOfReactants><speciesReferencespecies="ES"/></listOfReactants><listOfProducts><speciesReferencespecies="E"/><speciesReferencespecies="P"/></listOfProducts><kineticLaw><mathxmlns="/1998/Math/MathML"><apply><times/><ci>cytosol</ci><ci>kcat</ci><ci>ES</ci>64E=P=cytosol*Kcat*ES</apply></math><listOfParameters><parameterid="kcat"value="0.1"units="per_second"/></listOfParameters></kineticLaw></reaction></listOfReactions></model></sbml>65支持SBML的软件目前，有超过200种软件支持SBML/SBML_Software_Guide/SBML_Software_Matrix66SystemsBiologyWorkbench67JDesigner1.JDesigner是开源代码、支持Win32的计算软件2.允许绘制生化网络并导出成SBML格式文件3.可以调用其他模块，比如Python4.能够使用Jarnac或roadRunner进行模拟enzyme.sbml68E-Cell：电子细胞1.E-Cell计划：国际协作研究计划，目的是建立一个软件平台，在分子水平上精确模拟整个细胞，可以在计算机中重现生物现象，并提供相应的理论和技术支持2.E-Cell系统(Tomita,1999)：A.MycoplasmaGenitalium:生殖支原体最小的染色体，580kbB.127个基因、4268个分子物质、495个反应3.模拟的生化反应有：A.糖酵解B.脂合成C.转录、翻译和降解等69SIGNALIGNSIGNALIGN是一款利用相似性对生化反应途径进行比对和预测的软件。只要提交参与反应的蛋白质，SIGNALIGN可以找到两条反应途径的相似度或预测提交蛋白质最有可能的反应途径。所谓相似性是指参与反应的蛋白质序列和结构的相似性。生化反应途径的信息可以用SBML文件描述。70BioModelsDatabasehttp://www.ebi.ac.uk/biomodels-main/71BIOMD00000000041.Aminimalcascademodelforthemitoticoscillatorinvolvingcyclinandcdc2kinase123456772Anetworkmotifwith7-stepreactions1.Creationofcyclin:→[Cyclin]2.Defaultdegradationofcyclin:[Cyclin]→

3.Cdc2kinasetriggereddegrationofcyclin:[Cyclin]→;{ActiveCyclinProtease}4.Activationofcdc2kinase:[InactiveCDC-2Kinase]→[ActiveCDC-2Kinase]5.Deactivationofcdc2kinase:[ActiveCDC-2Kinase]→[InactiveCDC-2Kinase]

6.Activationofcyclinprotease:[InactiveCyclinProtease]→[ActiveCyclinProtease]

7.Deactivationofcyclinprotease:[ActiveCyclinProtease]→[InactiveCyclinProtease]73SystemsBiologyModels74常用反应动力学公式简单一级反应的动力学方程PowerLawSimpleirreversibleMichaelis-MentenReversibleMichaelis-MentenIrreversibleAllostericMechanismVm,反应最大速率；Km,½Vm时的底物浓度75BIOMD0000000004C1234567vikdvdMIv1Mv2XIv3Xv476Anetworkmotifwith7-stepreactions1.→[Cyclin]：Cell*vi

2.[Cyclin]→：

Cell*C*kd3.[Cyclin]→;{ActiveCyclinProtease}：Cell*C*vd*X*(C+Kd)-14.[InactiveCDC-2Kinase]→[ActiveCDC-2Kinase]：Cell*MI*V1*(K1+MI)-15.[ActiveCDC-2Kinase]→[InactiveCDC-2Kinase]：Cell*M*V2*(K2+M)-16.[InactiveCyclinProtease]→[ActiveCyclinProtease]：Cell*XI*V3*(K3+XI)-17.[ActiveCyclinProtease]→[InactiveCyclinProtease]：Cell*X*V4*(K4+X)-177C,M和X瞬时的反应速率Michaelis常数Kd:Cyclin降解Kc：激活CDC2

78参数与初始值设定1.未知量：V1,V22.其他参数：实验或者经验CMXMIXI79模拟结果80CellML简介1.基于XML的标记语言。由新西兰奥克兰大学生物工程研究所及其相关研究小组所开发2.目的:存储和交流由不同软件建立的数学模型，主要用于细胞层次模拟3.CellML是IUPS生理组计划的组成部分。IUPS生理组计划的目标是建立从基因到整个生物体各个层次上的综合模型。在这个综合模型中包含基因调控网络，生化反应途径，细胞、组织、器官结构和功能等信息CellML倾向于定义和处理细胞的和亚细胞模型。A.逻辑上分成若干个称为组件的子部分，这些组件能相互联系在一起形成一个模型B.支持科学家们共享模型，可以采用不同的建模软件创建CellML文件C.能够在定义其他模型时复用这些模型，加速了建模的过程81合法的CellML标识符1.标识符必须由ASCII码的数字、字母和下划线组成2.标识符必须至少有一个字母3.标识符不能以数字开头Cell8Glucose_1Chloroplast3_fructose82命名空间命名空间统一源标识前缀CellML"/cellml/1.1#"cellmlCellMLMetadata"/metadata/1.0#"cmetaMathML"/1998/Math/MathML"mathmlXLink"/1999/xlink"xlinkRDF"/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"rdf1.命名空间由统一源标识(URI)定义2.CellML1.1规范定义了一个命名空间。将CellML元素和属性放在CellML命名空间，可以和其他的词语区分开来，这样这些关键字就可以组合在CellML文件里面83定义模型1.模型的声明部分是在CellML里的<model>元素，<model>元素通常是CellML的根元素2.<import>：<import>表示一个模型可以引入其他的模型，在当期模型中使用这个被引用模型中的组件3.<units>：模型可以声明一组在这个模型中使用的单位

<unitsname="concentration_units"><unitprefix="milli"units="mole"/><unitunits="litre"exponent="-1"/></units>4.<component>：组件是最小的功能单位，每一个组件可以包含代表组件关键性能或描述系统行为的数学方法的变量84定义模型

<componentname="environment"><variablename="time"public_interface="out"units="second"/></component>5.<group>：<group>元素可以让模型界定组件之间的逻辑和物理的关系

<group><relationship_refrelationship="encapsulation"/><component_refcomponent="Pendulum"><component_refcomponent="PendulumUpperSegment"/><component_refcomponent="PendulumLowerSegment"/></component_ref></group>6.<connection>：用于连接组件，并将不同组件之间的变量联系起来

<connection><map_componentscomponent_2="C"component_1="environment"/><map_variablesvariable_2="time"variable_1="time"/></connection>

85定义组件1.在CellML中一个<model>可以含有一个或多个<component>元素。每一个<component>必须有一个name属性，这个name属性在当前的模型下的值必须是一个唯一的标识符2.<component>标签内部可能包含下面列出的元素：A.<units>：模型可以在组件里面定义单位B.<variable>：组件可以包含任意数量的<variable>元素，这<variable>元素定义了那些组件中的方程里和数学有关的变量C.<reaction>：组件可能包含<reaction>元素，这个元素可以提供化学、生化背景下的化学反应方程。一个组件最好只有一个<reaction>元素86数学表达式1.CellML可以建立明确的基于数学的细胞模型。模型的组件可以包含数学表达式计算组件变量的值。这些表达式也可以使用其他组件中的变量的值，但是不能修改其他组件中的变量数学表达式内嵌在CellML文件中，它使用了数学标记语言(MathML)，和基于可扩展标记语言(XML)的编码方式<math>：包含变量的数学关系87定义变量1.<variable>元素是用来声明Cel