模块化的基本理论.
架构设计的基础理论和应用实践
架构设计的基础理论和应用实践架构设计是计算机科学和软件工程领域中非常重要的一个概念，它涉及到系统的整体结构和组件之间的关系，对于软件系统的可靠性、性能和可维护性都具有重要的影响。
本文将从架构设计的基础理论和应用实践两个方面对其进行深入探讨。
一、架构设计的基础理论1.什么是架构设计？架构设计是指在开发软件系统时，对系统的整体结构进行规划和设计的过程。
它涉及到系统的各个组件之间的关系、数据流、业务逻辑等方面的设计，是软件开发中非常重要的一环。
2.架构设计的基本原则（1）模块化：架构设计要尽可能地将系统划分为多个独立的模块，每个模块具有特定的功能，模块间的耦合度要尽可能地低。
（2）可扩展性：系统的架构设计要考虑到未来的扩展需求，能够方便地对系统进行功能扩展。
（3）性能：架构设计要考虑系统的性能需求，尽可能地优化系统的性能。
（4）安全性：架构设计要考虑系统的安全性，对于潜在的安全威胁要有足够的防范措施。
（5）可维护性：架构设计要考虑系统的可维护性，使得系统能够方便地进行维护和修改。
3.架构设计的主要模式（1）分层架构：将系统划分为多个层次，每个层次负责自己的特定功能，便于管理和维护。
（2）客户端-服务器架构：将系统分为客户端和服务器两个部分，客户端负责用户界面，服务器端负责业务逻辑和数据管理。
（3）面向服务架构：将系统的功能划分为多个服务，不同的模块通过服务进行通信和交互。
4.架构设计的工具和方法（1）UML：统一建模语言是架构设计中常用的一种建模语言，通过UML可以对系统进行可视化的建模。
（2）设计模式：设计模式是对于软件设计中常见问题的解决方案的总结和归纳，对于架构设计具有重要的指导作用。
（3）原型：通过制作系统的原型，可以验证系统的设计方案，及时发现和解决问题。
二、架构设计的应用实践1.架构设计在实际项目中的应用在实际的软件开发项目中，架构设计起着至关重要的作用。
一个好的架构设计可以降低系统开发和维护的成本，提高系统的稳定性和性能。
产品通用化系列化组合化设计的基本理论
产品通用化系列化组合化设计的基本理论产品通用化是指设计产品的核心部分，使其能够适用于不同的应用领域和市场需求。
通用化设计可以减少产品的差异性，提高生产效率和灵活性，降低成本。
通用化设计强调的是产品的核心功能和共性要素，尽量减少冗余的设计，使产品能够满足更广泛的市场需求。
产品系列化是基于通用化设计的基础上，通过对外观、规格、功能等进行差异化设计，满足不同用户的需求。
系列化设计可以提高产品的竞争力和市场占有率，降低市场推广的成本。
系列化设计要求产品之间具有较高的一致性，可以共享部分设计资源，提高生产效率和品牌形象。
组合化（模块化）设计是将产品的设计分解为多个模块，这些模块具有独立的功能和接口，可以按照需求进行灵活组合。
组合化设计可以提高产品的灵活性和可扩展性，使产品能够更好地适应不同用户的需求。
模块化设计强调的是将产品设计为可重用的部件，减少重复设计和开发的成本，提高生产效率。
1.产品设计的核心思想是要满足用户的需求。
通用化设计要关注产品的核心功能和共性要素，将产品设计为可广泛应用的基础版本，满足市场的基本需求。
系列化设计则是在通用化设计的基础上，通过差异化设计满足不同用户的特殊需求。
组合化设计则是在通用化和系列化设计的基础上，根据用户的特定需求进行灵活组合，提供个性化的解决方案。
2.通用化、系列化和组合化（模块化）设计可以提高产品的效率和灵活性。
通用化设计可以减少产品的差异性，提高生产效率和灵活性，降低成本。
系列化设计可以提高产品的竞争力和市场占有率，降低市场推广的成本。
组合化设计可以提高产品的灵活性和可扩展性，使产品能够更好地适应不同用户的需求。
3.设计共性要素和核心功能是通用化设计的关键。
通用化设计要关注产品的共性要素，尽量减少冗余的设计，使产品能够满足更广泛的市场需求。
核心功能是产品的关键功能，是产品设计的重点和难点。
4.系列化设计要求产品之间具有较高的一致性和差异化。
系列化设计要求产品之间具有较高的一致性，可以共享部分设计资源，提高生产效率和品牌形象。
模块化组织
一体化组织模式
核心企业协调下的网络组织模式
❖ 核心企业协调下的网络组织模式是指在核心企业的协调下， 各个模块制造商负责设计、制造各个模块（配件），最后 由核心企业统一整合成最终产品。在这种组织模式下，核 心企业负责确定系统的设计规则，从而确定各模块之间的 结构、界面和标准。各模块制造商在此规则的指导下，独 立地开展本模块的设计、制造活动。各模块设计、制造活 动开始后，核心企业根据环境信息的变化情况，对系统的 设计规则作出细微的调整。在这里，模块制造商和核心企 业之间存在着信息反馈，系统的设计规则的调整、完善信 息在核心企业和模块制造商之间来回地流动
四、模块化组织的研究发展
❖ 鲍德温和克拉克1997 年在《哈佛商业评论》上经典论 文———《模块化时代的管理》的发表与2000 年他们合 作的《设计规则: 模块化的力》第一卷的出版, 使模块化 理论真正得到了它应有的重视。
❖ 青木昌彦等( 2003) 在《模块时代: 新产业结构的本质》 一书中综合了日本和美国关于模块化理论的前沿研究成果, 提出了模块化的概念及运行等重要理论。
企业模块化的驱动因素
三、模块化思想给企业带来的优势
研究学者
Gershenson 等
研究角度 产品设计
U lrich Tung
产品生产
Sosale等
产品功能
企业优势
•使企业有效控制产品设计或组织设计的改变程度,从而增 强企业的灵活性，这种灵活性允许企业有充足的信息之 后再确定设计思路而不会影响整个产品或组织的设计流 程。 •帮助企业简化与合并产品或组织的设计流程,从而有效地 降低企业的设计成本。
即模块归纳 • 为模块创造一个 “外壳 ”,使它成为可以在原来设计的系统之外也
能发挥作用的模块,即模块用途的改变 （Badlw in和Clark）
现代模块化的理论基础(二)
杂系统有的还可以用传统模块化的方
法。 只有 非常 复杂 的 系统 ， 通过 模 块
化设计消除 了其 中大量的不 确定性 又
二 、现 代 模 块 化 的 目的
每一 个组织开 展模块 化都是 有 目 的的 活动 ， 且 目的各 有 不同 。 果 而 如 用 一句 话概 括 的话 ， 那就 是 ： 求选 寻
设计规划、 划分模块以及模块之间的
竞争 性创 新 ， 都不 是没 有成 本 的 。 一 般的 系统 这样 做是得 不 偿失 的 ， 全 完
可 以运用 其他 的标准 化形 式 ， 甚至 复
是现代 模块化特 别引起 关注的一 个原
因。
个 新实 验 ， 时整 体 系统的 价值 就 这
增加 到原价 值乘以模块数 的平 方根 ” ， “ 果 我们让 ２ 个 模块 分别开 展２ 个 如 ５ ５
项行 动都会在 将来产 生一个复 杂的
的结 果 ， 模块 化理 论建 设 的一项 独 是 特贡 献 。
随机 收益 。 经济利 益驱 动 的行 为主 受
体 ，每 当设 计者进 行 选择 时 ，他们 都 会 估计 这一 选择 的收 益 函数 ， 计算这
一
３ 、什么是选择权？
选择 权 （ｐ ｉｎ） 在金 融和 经济 ｏｔ ｏ ，
是 将 原 来 的 只 有 一 种 选择 （ 或 不 要 要 ）转 变为具 有 多种 选择余 地 ， ， 从而 扩 大 了系统 有价 值的 选择 范 围。
鲍德温和 克拉 克用金融理论 中的
什 么 以及选 择什 么 个过 程在 设计 这 者 的头 脑里 常常 是 多次轮 回 ， 且在 并
维普资讯
现代标准化前沿——“模块化”研究报告(6)：第六章 现代模块化的理论基础(一)
分 成 极 简 单 作 业 的 情 形 ， 就 是 生 产 过 程 模 块 化 的 这 古 典 结 构 。 到 了后 工 业 化 时 代 ， 信 息 技 术 革 命 的 在 背景 下 ， 业 结构正 在发 生根 本 性 的变－ 产 ｆ ￣。为 了理 解 这 一 变化 ， 经 济学 和经 营 学 的 领域 里 ， 始 流 在 开
入 标 准 化 体 系 、 为 标 准 化 的 高 级 形 式 并 写 进 了 高 列
４
维普资讯
设计 造就 的硅 谷模式 和 产业集 群 ， 创 了产业 发展 开 新 模 式 ， 产 业 结 构 调 整 开 辟 了新 的 途 径 。美 国 和 为 日本 的 经 济 学 家 对 此 极 为 关 注 ， 年 来 中 国 的 工 业 近 经 济 学 界 也 开 始 关 注 ， 的 学 者 认 为 ： 济 系 统 的 有 经 演进 是遵 循着 “ 模 经 济— 分 工经 济—模 块 化 ” 规 的 基本 路径 ， 块 化被 认 为是 一种必 然 趋势 。 模 模块 化 在今 天 ， 是标 准 化 的高 级形 式 ， 是 既 又 推 动 技 术 创 新 和 产 品 创 新 的 重 要 动 力 装 置 ， 还 造 它 就 了 新 型 高 科 技 企 业 和 产 业 集 群 。 的应 用 领 域 和 它 发 展 空 间 正 在 迅 速 扩 大 ， “ 息 时 代 ” 呼 应 的 与 信 相
“现代标准化前沿——模块化”研究报告 第六章：现代模块化的理论基础(一)
块化是从组合设 计 的基础上发展 过来 的 ，而组合设
计 最 初 是 受 到积 木 原 理 的启 发 。 如 此 追 溯 下 去 ，模
块 化 的历 史 可 能 同 生 产 的历 史 一 样 久 远 。 它 的 发 展
彦为代表 的经济学家 的观 点。他们 认 为模 块化是与
分工 经 济 相 联 系 的 经 济 现象 。在 亚 当 ・ 密描 述 的制 斯 针 生 产 过 程 的 分 工 中 ，就 存 在 着 将 制 造 过 程 划 分 成 极 简 单 作 业 的情 形 ，这 就 是 生 产 过 程 模 块 化 的 古 典
形 态 是 大 工 业 时 代 的模 块 化 设 计 和模 块 化 产 品 ，如 模 块 化 仪 表 、模 块 化 机 床 、模 块 化 汽 车 、模 块 化 舰 艇 、模 块 化建 筑 、模块 化 电脑 等 等 。 在 产 品 设 计 过 程 中 ，应 用 模 块 化 方 法 ，有 利 于 将 难 以把 握 的 复 杂 产 品 简 化 ，加 快 研 制 速 度 、缩 短
誊 米
— 温 宝 — 家
※ 桨 ※ ※ ※ ※ 柴 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※
一
、
现 代 模 块 化 的诞 生
标 准 化 工 作 者 的 贡 献 。这 种 标 准 化 形 式 在 中 国 的仪 器 、仪 表 和 机 器 制 造 业 、船 舶 工 业 、电 子 工 业 ，尤 其 是 国 防工 业 中得 到 广 泛 的 应 用 ，产 生 了 显 著 的效 益 ，受 到 企 业 设计 人 员 的充 分 肯 定 。大 多 数 工 程 师 认 定 模 块 化 既 是 标 准 化 的一 种 形 式 ，又 是 产 品 设 计
产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论
产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论标准宣贯：产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论一、通用化在新产品研制时，应优先采用继承型通用化形式。
即先用同类或同系列现有设备中可继承的单元或要素，亦即最大限度地采用在功能上与尺寸上可互换的标准件、通用件、借用件、原材料及品种、规格、结构、尺寸要素等。
在不能采用继承型通用化形式时，可采用开发型通用化形式。
即通过对未来发展需求的预测，有目标、有选择地研制某些通用化单元，这些单元的预期应用范围应该尽可能地被得到扩大，即可应用于同类或同系列的其他设备中。
二、系列化1、概念系列化：是同类型产品，按使用要求的规律，根据一定的技术经济原则，考虑目前和将来的发展，合理安排不同的尺寸、参数，使基本结构一致的产品，从小到大，由低到高，形成系列，以实现优质、高产、低消耗。
产品系列：具有相同的使用条件和结构特征，相同的设计依据，且基本尺寸、参数按一定规律排列的一组产品称为产品系列。
产品系列化工作：按产品系列的规律去设计制造和发展产品的工作，叫产品的系列化工作。
典型结构：适用范围最广，通用性最强，工艺性最好，适合大量生产，且结构、型状简单，便于组合，使用方便的结构。
基型产品：采用典型的结构（电路）设计的产品，它是该类产品中的基本（电路）型式。
变型产品：对基型产品某一部分结构（电路）进行了改变以适应某一方面的特殊需要，所设计出来的产品，与基型产品相比，主要表现在改变性能与规格。
基本系列：以基型产品构成的系列称为基本系列。
系列内部各产品间，只是参数大小的变化，没有其它性能的改变。
派生系列：由变型产品所形成的系列称为派生系列。
2、系列化设计的任务与要求系列化设计是以基型产品为基础，根据社会需要，分期、分批地设计出同一系列内的各种尺寸、参数产品系列。
一是在整顿老产品的基础上，淘汰落后及没有发展前途的产品，选择好的产品纳入产品系列进行生产；一是根据生产、技术的发展，采用先进技术，设计发展新的产品系列。
模块化教学实施方案
模块化教学实施方案一、引言。
随着教育教学理念的不断更新和发展，模块化教学作为一种新的教学方式逐渐受到人们的重视。
模块化教学是指将教学内容按照一定的规则和原则进行分割，形成独立的教学模块，学生可以根据自己的学习需求和兴趣选择相应的模块进行学习。
本文旨在探讨模块化教学的实施方案，以期为教育工作者提供一些有益的参考和建议。
二、模块化教学的理论基础。
模块化教学的实施需要有一定的理论基础支撑，其主要包括以下几个方面：1. 教学目标的明确性。
模块化教学要求教学目标具体明确，每个模块都应该有清晰的教学目标，以便学生能够明确自己的学习方向和目标。
2. 教学内容的分割性。
模块化教学要求将教学内容进行科学的分割，形成独立的教学模块，每个模块之间应该有一定的联系和衔接。
3. 学生学习兴趣的多样性。
模块化教学要求充分考虑学生的学习兴趣和需求，让学生能够根据自己的兴趣选择相应的模块进行学习。
4. 教学方法的多样性。
模块化教学要求采用多样的教学方法，以满足学生的不同学习需求和学习方式。
三、模块化教学的实施策略。
1. 制定教学大纲。
在进行模块化教学时，需要首先制定教学大纲，明确每个模块的教学目标、内容、教学方法和评价方式，以便学生有针对性地选择和学习相应的模块。
2. 设计教学模块。
针对不同的教学内容和学习需求，设计不同的教学模块，每个模块都应该具有一定的完整性和独立性，同时要考虑模块之间的联系和衔接。
3. 引导学生选择模块。
在进行模块化教学时，需要引导学生根据自己的学习需求和兴趣选择相应的模块进行学习，同时要注意引导学生进行合理的模块选择，确保学生能够全面、系统地学习相关知识和技能。
4. 教师的角色转变。
在模块化教学中，教师的角色不再是传统意义上的“知识传授者”，而是更多地扮演着“学习引导者”的角色，需要更加关注学生的学习需求和学习过程，及时给予学生指导和帮助。
四、模块化教学的实施效果。
模块化教学的实施能够有效地提高学生的学习积极性和学习效果，有利于培养学生的自主学习能力和创新能力。
产品通用化系列化组合化模块化设计的基本理论
产品通用化系列化组合化模块化设计的基本理论产品通用化、系列化、组合化和模块化设计是现代产品设计的基本理论之一、这些设计理论的目的是通过有效的设计方法和技术来提高产品的性能、质量、生产效率和市场竞争力。
以下是对这些理论的基本解释和理论价值的探讨。
1.产品通用化设计：产品通用化是指将产品的功能设计成可以适用于不同领域、不同行业和不同用户需求的设计思想。
通过将产品的共性功能设计成通用模块，可以方便产品的更新迭代、批量生产和快速响应市场需求。
产品通用化设计的目的是降低研发和生产成本，提高产品的适用性和竞争力。
2.产品系列化设计：产品系列化是指根据市场需求和用户喜好，将一类产品的不同参数、规格、功能等进行差异化设计，形成产品系列。
通过产品系列化设计，可以满足不同用户对产品的个性化需求，提高用户满意度和市场占有率。
同时，产品系列化设计还可以优化供应链管理，提高生产效率和降低库存成本。
3.产品组合化设计：产品组合化是指将不同功能的模块组合在一起，形成具有多种功能和应用场景的产品。
通过产品组合化设计，可以实现产品的灵活性和多样化，满足不同用户的多样化需求。
同时，产品组合化设计还可以提高产品的附加值和市场竞争力，扩大产品的市场应用范围。
4.产品模块化设计：产品模块化是指将产品的功能、结构和参数分解成不同的模块，并通过标准化的接口和规范进行组装。
通过产品模块化设计，可以实现产品的快速组装和调试，缩短产品的研发周期，降低产品的研发和生产成本。
同时，产品模块化设计还可以实现部件的共享和复用，提高生产效率和质量。
这些基本设计理论在产品设计和制造领域具有重要的理论价值和实践意义。
首先，产品通用化、系列化、组合化和模块化设计可以提高产品的适用性和灵活性，满足不同用户的需求，提高产品的市场竞争力。
其次，这些设计理论可以提高产品的生产效率和质量，降低生产成本和库存成本，提高企业的经济效益。
并且，产品通用化、系列化、组合化和模块化设计可以促进供应链的协同管理和共享资源，实现资源的最优配置和效益最大化。
机械产品模块化设计方法研究
机械产品模块化设计方法研究一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，机械产品的设计与制造面临着越来越高的要求。
模块化设计作为一种先进的设计理念，已经成为提高机械产品设计效率、优化资源配置、降低生产成本并满足市场快速响应需求的重要手段。
本文旨在探讨机械产品模块化设计方法的研究现状和发展趋势，分析模块化设计的理论框架和关键技术，并通过实例分析模块化设计在机械产品中的应用效果。
通过对模块化设计方法的深入研究，本文旨在为机械产品的设计提供理论支持和实践指导，推动机械产品设计向更高层次、更广领域发展。
二、模块化设计理论基础模块化设计是一种先进的产品设计方法，其核心理念在于将复杂的产品系统分解为若干个独立且可互换的模块，以便进行独立设计、制造和维护。
模块化设计不仅提高了设计的灵活性，也便于产品的升级和个性化定制。
本节将详细介绍模块化设计的基础理论，包括模块化设计的原则、模块划分的方法以及模块接口的设计。
模块化设计的核心原则包括独立性、互换性、通用性和标准化。
独立性原则要求每个模块在功能、结构和制造上都是独立的，以便进行单独的设计、制造和测试。
互换性原则意味着不同模块之间可以相互替换，以满足不同的功能需求。
通用性原则强调模块应具有一定的通用性，可以在不同产品或系统中重复使用。
标准化原则则要求模块的设计应遵循统一的标准和规范，以便于模块的生产、管理和维护。
模块划分是模块化设计的关键环节，其目的是将产品系统分解为若干个功能独立、结构合理的模块。
常见的模块划分方法包括功能划分、结构划分和混合划分。
功能划分是根据产品的功能需求，将具有相似功能的部分划分为同一模块。
结构划分则是根据产品的结构特点，将具有相似结构或制造工艺的部分划分为同一模块。
混合划分则是综合考虑功能和结构因素，进行模块划分。
在实际应用中，应根据产品的具体情况选择合适的模块划分方法。
模块接口是模块之间相互连接和通信的桥梁，其设计对于产品的整体性能和可靠性至关重要。
模块化理论
按照日本产业经济学者青木昌彦的观点，最早有关模块化的论述可以上溯到亚当·斯密，模块化最原始的形式就是分工，将这种企业层面的分工构想扩展到产业组织的领域，就是产业组织模块化的最简单的理解。
青木昌彦也引用经典的制针的例子来说明模块化的含义，他给“模块”下的定义是：“模块”是指半自律性的子系统，通过和其他同样的子系统按照一定规则相互联系而构成的更加复杂的系统或过程。
“模块化”则是按照某种规则，一个复杂的系统或过程和若干能够独立设计的半自律的子系统的过程相互整合或分解的过程。
其中的分解过程叫“模块的分解化”，整合过程叫“模块的集中化”。
模块化是产业组织领域的最新研究课题，1997年哈佛大学商学院的鲍德温教授和克拉克院长在《哈佛商业评论》上发表了《模块化时代的管理》，文章指出，模块化现象在信息产业、汽车等几个产业领域里从生产过程扩展到了设计过程，同时指出了模块化对产业组织结构所具有的革命性意义。
两位学者2000年出版的《设计规则：模块化的力量》是有关模块化的第一本书。
[编辑]“模块”是指“半自律性的子系统，通过和其他同样的子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复杂的系统或过程”。
而把复杂的系统分拆成不同模块，并使模块之间通过标准化接口进行信息沟通的动态整合过程就叫做模块化。
模块化有狭义和广义之分，狭义模块化是指产品生产和工艺设计的模块化，而广义模块化是指把一系统（包括产品、生产组织和过程等）进行模块分解与模块集中的动态整合过程。
模块化生产在工业经济时代最先是作为一种工艺设计方法被运用到钟表、汽车制造等行业。
最早对模块化进行研究的是西蒙（Simon, 1962），他提出了模块的“可分解性”，阐明了模块化对于管理复杂系统的重要性。
由于工业经济时代人们的生活还在由数量消费到质量消费转型的阶段，产业是以福特制为基本的组织形态，所以模块化在当时只是作为一种工业设计的方法，并没有被完全运用到产业组织理论中。
模块化实践教学体系设计(3篇)
第1篇摘要：随着我国教育改革的不断深入，实践教学在高等教育中的地位日益凸显。
本文旨在探讨模块化实践教学体系的设计，以提升学生的实践能力，培养适应社会发展需求的创新型人才。
通过对模块化实践教学体系的理论分析、设计原则和实施策略的阐述，为我国高校实践教学改革提供参考。
一、引言实践教学是高等教育的重要组成部分，对于培养学生的创新精神、实践能力和综合素质具有重要意义。
模块化实践教学体系是一种以模块为基本单位，将教学内容、教学方法和教学资源进行整合的教学模式。
本文将探讨模块化实践教学体系的设计，以期为我国高校实践教学改革提供有益借鉴。
二、模块化实践教学体系的理论分析1.模块化教学理论模块化教学是一种以模块为基本单位，将教学内容、教学方法和教学资源进行整合的教学模式。
模块化教学具有以下特点：（1）独立性：每个模块具有独立的知识体系和教学目标，便于学生自主学习和掌握。
（2）层次性：模块之间具有一定的层次关系，有利于学生逐步深入地学习。
（3）灵活性：模块可以根据教学需求进行调整和组合，适应不同专业和层次学生的需求。
2.实践教学理论实践教学是指学生在教师指导下，通过实际操作、实验、实习等手段，将理论知识应用于实践的过程。
实践教学具有以下特点：（1）实践性：实践教学强调学生在实际操作中掌握知识和技能。
（2）创新性：实践教学鼓励学生发挥创造性，解决实际问题。
（3）综合性：实践教学涉及多个学科领域，培养学生综合素质。
三、模块化实践教学体系的设计原则1.科学性原则模块化实践教学体系设计应遵循科学性原则，确保教学内容、教学方法和教学资源的合理配置，提高教学效果。
2.系统性原则模块化实践教学体系设计应具有系统性，将实践教学贯穿于整个教学过程，实现理论与实践的有机结合。
3.针对性原则模块化实践教学体系设计应针对不同专业和层次学生的需求，设置相应的实践教学模块，提高实践教学的针对性和有效性。
4.创新性原则模块化实践教学体系设计应注重创新，鼓励学生发挥创造性，培养具有创新精神和实践能力的人才。
模块化设计原理
模块化设计原理一、独立性原则独立性原则要求每个模块在功能、结构上相互独立，互不干扰。
这意味着在设计模块时，要确保模块间的接口清晰、简洁，尽量减少模块间的依赖关系。
独立性原则有助于提高模块的可重用性，降低系统复杂性。
二、通用性原则通用性原则强调模块的设计应具有一定的通用性，以便在不同场景下能够灵活运用。
通用性模块具有较高的兼容性，可以与其他模块组合，形成多种不同的系统。
遵循通用性原则，有助于降低研发成本，提高生产效率。
三、标准化原则标准化原则要求模块的设计、生产和测试遵循统一的标准。
标准化有助于提高模块的互换性，便于大规模生产和使用。
同时，标准化还有利于降低模块间的兼容性问题，提高系统稳定性。
四、可扩展性原则可扩展性原则是指模块化设计应考虑未来可能的需求变化，预留一定的扩展空间。
这样，当系统需要升级或扩展时，只需增加或替换部分模块，而无需对整个系统进行重构。
可扩展性原则有助于延长系统的使用寿命，降低维护成本。
五、模块化设计的方法与步骤1. 确定系统需求：分析系统的功能、性能、可靠性等要求，为模块化设计提供依据。
2. 划分模块：根据系统需求，将系统划分为若干相对独立的模块，确保每个模块具有明确的功能和职责。
3. 设计模块接口：明确模块间的接口关系，包括数据传递、信号交互等，确保模块间的协同工作。
4. 模块内部设计：对每个模块进行详细设计，包括硬件、软件、结构等方面。
5. 模块集成与测试：将各个模块集成到一起，进行系统测试，确保模块间的兼容性和系统性能。
6. 优化与调整：根据测试结果，对模块进行优化和调整，以提高系统整体性能。
模块化设计原理（续）六、模块化设计的优势与应用模块化设计的优势在于其灵活性和高效性，这使得它在多个领域得到了广泛应用。
1. 维护与升级：由于模块之间独立性较高，当系统需要维护或升级时，只需针对特定模块进行操作，无需停机整个系统，大大减少了维护成本和时间。
2. 定制化生产：模块化设计允许根据客户需求快速组合不同的模块，实现定制化生产，满足多样化的市场需求。
模块化制图
模块化设计理论
模块化设计的概念在 20世纪 50年代由欧美一些国家正式提出，随后得到越来越广泛的**和研究。在模块化 设计的概念定义、实现过程，模块的划分与综合，以及基于模块化设计的产品族规划与设计等方面都有诸多研究。 ULRICH等从设计学角度指出了影响模块化设计的基本因素：①设计中功能域与物理结构域之间的对应程度影响模 块化的程度。②产品物理结构间相互影响程度的最小化。SUH从功能－设计参数映射的角度定义了模块化设计： 模块化设计是一种分析结果的产生，以产品、过程和系统的形式表现，并满足预定的需求，其方法是选择适当的 设计参数，完成从功能需求域到设计参数域的映射。PAHL等认为模块化设计是完成从功能需求域到模块功能域的 映射，然后在考虑模块性能(如尺寸、重量等)基础上完成从模块功能域到模块结构域的映射，并按照模块功能的 不同，在模块功能域和结构域进行了相应的模块分类定义。
可编程门阵列
随着可编程技术的不断发展，FPGA被广泛应用于电子设计的各个领域。新的设计思想和设计方法也被不断的 提出和应用，如 FPGA模块化设计技术。所谓的 FPபைடு நூலகம்A模块化设计就是将系统按照一定规则划分成若干模块，然后 对每个模块分别进行设计、综合，并将实现结果约束在预先设置好的区域内，最后将所有模块的实现结果有机的 组织起来完成整个系统的设计。其划分模块的基本原则为:子模块功能相对独立，模块内部联系尽量紧密，模块间 的连接尽量简单。FPGA模块化设计的优点在于:团队式并行工作从而加速整个项目的开发进度；每个子模块都能 够灵活使用综合和实现工具独立进行优化，从而达到更好的优化结果；调试、更改某个子模块时，不会影响其他 模块的实现结果，保证了整个设计的稳定性与可靠性。进行模块化、标准化设计的最终目的只有一个:提高设计的 通用性;减少不同项目中同一功能设计、验证引入的工作量。为了达到这一目的，就需要建立起以模块库为基础的 FPGA设计体系。我们把这个设计体系的构建分为以下 3个阶段。规范的制定。完善从各功能的原始描述规格)到 产品数字逻辑设计的相应规范。只有各功能的定义统一，对应的功能设计才有可能相同。模块库的建立。根据制 定的相关规范，设计模块库文件夹提交格式，建立模块库。模块库中的模块不是以核心逻辑的实现为主，而是以 具体功能的实现为主，具体包括外部接口说明、设计方案、寄存器说明、逻辑代码、仿真文件和使用说明。改进。 在新的设计中，优先使用模块库中的逻辑代码，如果在使用过程中发现设计规范、模块存在隐患，不断改进、更 新。
产品通用化系列化组合化模块化设计的基本理论
产品通用化系列化组合化模块化设计的基本理论首先，产品通用化是指设计产品以满足尽可能多的用户需求。
通用化设计的目标是使产品能够适用于不同的用户群体，不同的使用场景和不同的需求。
通用化设计要考虑用户的多样性，包括年龄、性别、文化背景等因素。
通过通用化设计，产品可以具有更广泛的市场潜力，满足更多用户的需求，并提高产品的销售量和竞争力。
其次，产品系列化是指设计一系列具有相似特征的产品。
系列化设计可以根据不同的市场需求和用户喜好，设计出不同规格、功能和价格的产品。
产品系列化可以满足不同用户的需求，同时可以降低设计和生产成本。
通过系列化设计，公司可以增加产品的选择性和市场覆盖率，提高产品销售的灵活性和效益。
第三，产品组合化是指通过组合不同的模块和部件设计，实现多样化的产品功能和特性。
产品组合化设计可以根据不同用户的需求和偏好，根据不同的组合方式和模块选择，提供不同的产品版本。
通过产品组合化设计，用户可以根据自己的需求选择不同组合的产品，从而满足个性化的需求。
最后，产品模块化是指将产品设计拆分成独立的模块，每个模块有明确的功能和接口。
产品模块化设计可以提高产品的可维护性、可升级性和可拓展性。
通过模块化设计，每个模块可以根据需要进行独立设计、生产和测试，从而提高设计效率和生产效率。
同时，模块化设计也可以方便后续的产品维修和升级。
以上四种设计理论可以相互结合使用，以实现更好的设计效果。
通用化设计可以提高产品的适用性和市场竞争力，系列化设计可以提高产品的选择性和市场覆盖率，组合化设计可以提供个性化的产品选择，而模块化设计可以增加产品的可维护性和可升级性。
综上所述，产品通用化、系列化、组合化和模块化设计是一种重要的产品设计理论。
这些设计理论可以提高产品的适用性、灵活性和生产效率，为用户提供更好的产品体验。
通过运用这些设计理论，企业可以增加产品销售量和市场份额，提高产品的竞争力和企业的盈利能力。
第七章：现代模块化的理论基础(Ⅱ)
以及形式 变 的 模 块 多
，
操作
（ 离 和 替 代 ，增加 和 分
归 和 改 变 ） ， 归 根 结 底 都 是 为 了 推 动 系 纳 化 的 方 法 ，才 有 经 济 的可 行 性 。在 对 系统 模块 化 统 的演 进 和 创新 以应 对 环 境 的 变 化 。 如 果 设 计对
线 ，是 一 条 代 价 很 高 的 “ 费 ” 路 线 ， 只 有 那 种 而 且 我 们 能 以 各 种 方 式 将 这 些 成 果 结 合 起 来 。 当 浪
高 度 不 确 定 的 系 统 才 适 用 。 即 使 是 有 创 新 需 求 的 我 们 将 大 系 统 分 解 为 Ｉ个 模 块 时 ， 如 果 每 个 模 块 － ＿ Ｉ
一 一
钱 学森
科学上有一个著名的原理， 意思是说 ， 学的突破 点往往发生在社会需要和科 学内在逻辑的交叉点上。 科
一 一
钱 三 强
过 程 中 ，制 定 设 计 规 则 、 划 分 模 块 以 及 模 块 之 间
的 竞 争 性 创 新 ， 都 不 是 没 有 成 本 的 。 一 般 的 系 统 这 样 做 是 得 不 偿 失 的 ， 完 全 可 以 运 用 其 他 的 标 准 什 么 是 现 代 模 块 的 对 象 ？现 代 模 块 化 是 在 电 脑 系 统 的 设 计 过 程 中产 生 的 ，因 此 ， 以 说 现 代 模 可 块 化 的 对 象 是 电 脑 系 统 。但 是 ，自从 Ｉ３ ３ 系 统 ｔＭ ６０ 模 块 化 设 计 成 功 之 后 ， 现 代 模 块 化 已 经 变 成 了一 种 具 有 普 遍 适 用 性 的 工 具 ， 至 成 了一 种 方 法 论 ， 乃 它 的 适 用对 象 从 电 脑到 互 联 网直 到 整 个Ｉ Ｔ产 业 ； 制 从 造 业 到 服 务业 乃至 企 业 和 产业 的组 织 结 构 和 经济
产品通用化、系列化、组合化(模块化)设计的基本理论
标准宣贯：产品通用化、系列化、组合化（模块化）设计的基本理论一、通用化在新产品研制时，应优先采用继承型通用化形式。
即先用同类或同系列现有设备中可继承的单元或要素，亦即最大限度地采用在功能上与尺寸上可互换的标准件、通用件、借用件、原材料及品种、规格、结构、尺寸要素等。
在不能采用继承型通用化形式时，可采用开发型通用化形式。
即通过对未来发展需求的预测，有目标、有选择地研制某些通用化单元，这些单元的预期应用范围应该尽可能地被得到扩大，即可应用于同类或同系列的其他设备中。
二、系列化1、概念系列化：是同类型产品，按使用要求的规律，根据一定的技术经济原则，考虑目前和将来的发展，合理安排不同的尺寸、参数，使基本结构一致的产品，从小到大，由低到高，形成系列，以实现优质、高产、低消耗。
产品系列：具有相同的使用条件和结构特征，相同的设计依据，且基本尺寸、参数按一定规律排列的一组产品称为产品系列。
产品系列化工作：按产品系列的规律去设计制造和发展产品的工作，叫产品的系列化工作。
典型结构：适用范围最广，通用性最强，工艺性最好，适合大量生产，且结构、型状简单，便于组合，使用方便的结构。
基型产品：采用典型的结构（电路）设计的产品，它是该类产品中的基本（电路）型式。
变型产品：对基型产品某一部分结构（电路）进行了改变以适应某一方面的特殊需要，所设计出来的产品，与基型产品相比，主要表现在改变性能与规格。
基本系列：以基型产品构成的系列称为基本系列。
系列内部各产品间，只是参数大小的变化，没有其它性能的改变。
派生系列：由变型产品所形成的系列称为派生系列。
2、系列化设计的任务与要求系列化设计是以基型产品为基础，根据社会需要，分期、分批地设计出同一系列内的各种尺寸、参数产品系列。
一是在整顿老产品的基础上，淘汰落后及没有发展前途的产品，选择好的产品纳入产品系列进行生产；一是根据生产、技术的发展，采用先进技术，设计发展新的产品系列。
系列化设计应根据合理规划的产品型谱来逐步实现。
模块化拓扑结构_理论说明
模块化拓扑结构理论说明1. 引言1.1 概述模块化拓扑结构是一种在网络设计和系统架构中广泛应用的理论概念。
它指的是将一个复杂的系统或网络划分成多个相互连接且具有自治性的模块，以实现更高效、可扩展且易于维护的架构。
这种拓扑结构能够提供更灵活的协作方式，并优化资源利用，减少系统间的依赖关系。
1.2 文章结构本文首先介绍模块化拓扑结构的概念及其设计原则，探讨其在实际应用中的优势。
随后，通过三个实际案例来揭示模块化拓扑结构在不同领域和场景下的应用情况。
最后，我们对模块化拓扑结构进行总结，展望其重要性和未来发展，并提出相关建议。
1.3 目的本文旨在深入探究模块化拓扑结构理论，并阐明其在现实世界中的意义和应用价值。
我们希望读者能够了解该理论背后的原理和思想，并从已有案例中获得灵感，以促进更加智能化、高效且可持续发展的系统架构和网络设计。
2. 正文:2.1 模块化拓扑结构的概念模块化拓扑结构是一种将系统或网络分解为多个独立且相互连接的模块的设计方法。
它通过将大型系统或网络划分为较小的功能性单元，使得系统更易于理解、开发和维护。
每个模块具有明确定义的功能，并且能够与其他模块进行灵活地交互。
2.2 模块化拓扑结构的设计原则设计模块化拓扑结构时应考虑以下几个原则:- 单一职责原则: 每个模块应尽可能只负责实现一个明确的功能，避免功能交叉或耦合。
- 接口规范原则: 模块之间应具有清晰、一致且稳定的接口规范，以确保良好的模块协作和可扩展性。
- 解耦原则: 不同模块之间应该尽量减少直接依赖关系，降低耦合度，提高整体系统或网络的灵活性和可维护性。
- 可重用性原则: 模块应该被设计成可独立使用并能在不同场景中被复用，以提高开发效率和系统的可扩展性。
- 可测试性原则: 模块应易于测试和调试，从而能够快速发现和修复潜在的问题。
2.3 模块化拓扑结构在实际应用中的优势模块化拓扑结构具有以下几个在实际应用中体现出的优势:- 易于理解和维护: 通过将系统或网络划分为模块，每个模块都相对简单且功能明确，使得系统更易于理解和维护。
护理装备的模块化理论
同的分类。按模块的表现形式分硬件模块和软件模块 ； 按模 块的互换性 特征 将模 块分 为功 能模 块、 结构模 块和单 元模 块； 按模块在 系统 中的层 次 自最上 层模 块分 别定为 一级模 块、 二级模 块、 三级模块等 ； 以对象有无某种属性为根据的二
标 ＭＩ Ｌ—Ｓ Ｄ一１７ Ｃ中明确规定 ：设备应 设计 和构造 成 Ｔ ４２ “ 能更换模块组件” 。我国 国防科工 委指 出 ： 武器 装备研 制 在
括， 出具有普遍意 义的定义 ： 得 所谓模块， 就是可组合成 系统 的、 具有某种确定功能和接 口 结构 的、 典型的通用独立单元。 ２２ 模块的特征 ． 根据 以上对模块定 义的分析得出如下有 关模块的特征 ：１典型性 。模 块是 一种具有 典型结构的部 （）
基本特征， 通用性通常体现为互换性和兼容性， 是通过接口 的标准化或通用化来实现的。（） ３组合性。模块是系统分解 的产物， 通过良好的连接接 Ｉ， Ｚ 可以组合成新系统， ｌ 也易从系 统中分离、 拆卸和更换。（） ４ 独立性。模块都应具有独立的、
不受干扰的特定功能， 以进行单独 的运转 或测试 、 可 制造、 储 备， 可作为商品流通于市场［・ 】 １抡 。 】
件， 它是将对象按技术特 征， 经简化和统一化而形成的， 具有
概括和代表 同类事物的基本特征的性质， 消除模块在功能上
的不必要的重 复性和多样性。（ ） ２ 通用性。通用性是模块 的
过程中， 开展通用化 、 系列 化和组合 化 （ 模块化 ） 工作是发 展 国防科技和武器装备的一项基本政策 ［。 目前， ３ ］ 我军 已在卫
分法原则分类， 模块化系统中最常用的是通用模块与专用模
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以青木昌彦和克里默为代表的组织的信息效率比 较论学派
该学派是从组织间的信息传递效率角度切入研究模块化 理论 克里默最早提出信息异化型系统和信息同化型系统的概 念。前者是指模块之间的信息被“浓缩化”的情况，后 者是指信息共享的情况。理论上讲，模块之间技术上、 性质上的互补性越高，信息异化型系统就越会失去优势 青木昌彦用了大约十年的时间建立了组织的信息效率比 较论的完整模型，简称为A模型、J模型和硅谷模型 所有类型的组织基本都要处理两类信息，即“系统信息” 和“个别信息”
四、模块化理论中的关键词
模块化系统：由各单位（模块）构成，虽然它是独 立设计的，但它和统一的系统一样可以发挥作用 看得见的规则（明确规定的规则）是影响下一步决 策的决策
结构：确定哪些模块是系统的构成要素，它们是怎样发挥 作用的 界面：详细规定模块如何相互作用、模块相互之间的位置 如何安排、联系、如何交换信息等 标准：检验模块是否符合设计规则、测定模块的性能等
P7
非模块化生产流程
模块化生产流程
五、模块化的类型
以采购模块化为代表的企业组织关系模块化
零部件企业1 分生产线
P1 P2 S3 p1 P3 S4 S5
P1
S1 S2
组装企业
S1
P1 P2 P3
分生产线
S2 p4
主生产线
p4 p5 p6
S6 S7 S8
主生产线
p5
p6
零部件企业2
非模块化采购
模块化采购
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑的 设计革命
1957年晶体管电路登上技术舞台，他们组织开发了用于制 造晶体管道路的新系统，创造出电路封装技术，为IBM开 发“标准模块系统（SMS）”奠定了基础 从1958年开始，IBM公司的电路、卡片、电路板、电源、 存储器、机身和外壳相继实现了标准化 把一个电路的所有元件布置在一块芯片上的技术于1958年 末由德州仪器公司完成；同年7月神童半导体公司掌握了 运用各种方式在一块芯片上刻制整个电路的“平面工艺”。 IBM公司于1961年提出并于1964年初建成固态逻辑技术， 有了它，晶体管芯片的设计、陶瓷模块、卡片和电路板， 以及自动布线就可以交给不同的开发小组完成。IBM于 1964年4月7日宣布它的新产品——360系列计算机的诞生
s31 S2 s41
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s41
f11
统合型结构产品的设计
模块化结构产品的设计
五、模块化的类型
生产的模块化
分生产线
主生产线
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S1 S2
P1
S1 S2
主生产线
P2
P2 S3
S3 S P P1 P3 S4 S5
P
P3 P4 P5 P6
S1 S S1
S4 S5 S6
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S7 S8
S6 S7 S8
p5 p6
六、模块化研究的主要理论流派
以鲍德温和克拉克为代表的哈佛大学学派
哈佛学派对模块化研究的突出贡献首先体现在他 们敏锐地捕捉到了在电脑、汽车和金融产业出现 的模块化现象 他们认为模块化经营，不仅具有激励创新，加快 产业变化速度，提高竞争压力等作用，而且还会 改变企业之间的关系 创建了利用模块化进行系统创新的理论框架 强调模块化并非适合所有产业领域，而且模块化 也存在成本与收益问题，模块化虽然能够创造价 值，但也可能是十分危险的
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑的 设计革命
不久冯诺依曼提出新计算机构想的设计方案的核心是模块 化的，除软件外，他们在设计中定义了六大基本要素（内 存、控制、运算单元、输入、输出和外部存储），并把计 算机界定为一个由各司其职、相互影响的组成部分构成的 复杂系统 到1951年全世界只有4台计算机在运行的时候，微程序设 计实现了紧密关联的计算机控制逻辑的模块化，把控制逻 辑从硬件中分离出来，从而把计算机分解为三个独立的模 块，即指令集、微程序设计和数据通路 1948年IBM的第一个标准电子电路问世，它是作为一个单 元封装和测试的，由一个真空管加上相连的电阻器和电容 器形成的装配件，当时叫做“插入元件”，“可插件”的 概念被应用到IBM的产品设计中
六、模块化研究的主要理论流派
A模型
舵 手
E S
模 块 1 模 块 2
E 1
E 2
六、模块化研究的主要理论流派
J模型
舵 手
ES
模 块 1 模 块 2
E1
E2
六、模块化研究的主要理论流派
硅谷模型
舵手
ES
模块 1 模块 2
E1
E1
E1
E2
E2
E2
七、模块化的特征
系统信息的存在和被认可是进行模块化的前提 个别信息是决定单个模块竞争力的秘密武器 模块化是一种具有结构内动荡和结构外稳定特性的结构形 态
第十讲 模块化的基本理论
一、模块化的含义
“模块”是指半自律性的子系统，通过和其他同样 的子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复 杂的系统或过程 模块化的含义经历了从产品模块化到设计模块化及 组织模块化的变化过程 模块化与分工是一个既相互联系又有明显区别的概 念，模块化是分工的必要而非充分条件
六、模块化研究的主要理论流派
以国领二郎、池田信夫等人为代表的比较产业论 学派
在详细考察日本互联网产业和汽车产业发展的基础上，以企业 之间关系为切入点展开其模块化理论 他们将数码化看作模块化运行的基础条件和环境 他们认为数码化的最大意义在于大幅度降低了信息传递成本 “开放式结构（设计思想）” 是他们的理论核心，“开放式结 构（设计思想）”可以说是一种企业战略，是在模块化经济里， 企业为了获得竞争的边际收益，放弃独自发展一整套技术的战 略，而把技术要素进行模块化分解，每个企业集中力量设计、 制造特定的模块，其他部分则通过与外部企业的合作，灵活地 运用其他企业的资源，以获得竞争收益 “开放式结构”促成产业组织结构的模块化
模块化促进了知识的增长，从而可以促进分工的深化 模块化降低了系统内部不同分工之间的知识关联，使 分工所带来的协调成本大大降低 模块化提高了人力资本的积累
二、模块的基本特征
模块是系统的构成要素，模块既可以构成系统， 又是系统分解的产物。用模块可以组成新系统乃 至复杂的大系统 模块具有特定的相对独立的功能，可以商品的形 式单独生产和销售，可以根据一定规则单独设计、 运转、测试 模块的互换性和可兼容性是模块化操作的条件， 这使模块具备了通用性和多种组合的可能性 模块可以理解成是产品的部件，但不具备上述特 征的部件不是模块
隐形的设计规则是一种仅限于一个模块之内，对其 他模块的设计没有影响的决策
系统信息=看得见的规则 个别信息=看不见的规则
五、模块化的类型
产品结构的模块化，即设计的模块化
f11 F1
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F11
f11
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1 F
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S1 S
S1
f11
s21 S
F
f11 F21
f11 F21
s31 S2
结构内动荡性是指通过分离（Split）和替代（Substitute）、 去除（Exclude）和增加（Augment）、归纳（Inversion）和改 变（Porting），使模块具有快速被淘汰的可能，因此，才会激 励模块的创新能力 结构外稳定性是指确立模块化结构的设计规则具有很强的稳定 性，确保模块化整体结构具有较强的稳定性和可预期性
协调成本随模块划分程度而增加 重复研究开发带来较高的“实验成本” 模块集中时面临交易成本问题 潜在管理成本增加的矛盾
参考文献
1.青木昌彦，伊藤晴彦.模块时代——新产业 结构的本质.上海：上海远东出版社，2003 2.青木昌彦.比较制度分析.上海：远东出版 社，2001 3.Baldwin，C. Y. and k. B. Clark(2000)， Design Rules：The Power of Modularity，Cambridge，MA，MIT Press 4.Baldwin，C. Y. and k. B. Clark(1997)， Managing in an Age of Modularity， Harvard Business Review，75,(5)
模块化是一种允许浪费和重复建设的经济系统 模块化是标准化的高级形式
标准化的发展历程：简化、统一化、通用化、系列化、组合化、 模块化
八、模块化的收益与成本
模块化的收益
有利于各模块发挥专业化优势，提高产业的专业 化水平 可以获得竞争激励效果 具有应对不确定性和增加选择价值的效应
模块化的成本
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑的 设计革命
复杂性灾难与电脑设计的困境
世界上第一台计算机是1944年问世 直到1965年之前，计算机都是整机制造的，当时 的设计是相互依赖的，之所以这样是因为计算机 系统太复杂了 在这种复杂性灾难之下，不可能像现在这样按照 某种标准，遵照通用化原则，设计具有兼容性的 可以实现工业化大生产的产品，使得计算机在当 时非常昂贵
三、现代模块化的诞生——IBM/360电脑的 设计革命
模块化——摆脱“复杂性灾难”的必由之 路
1944年在美国国防部的资助下，由J.Presper Eckert Jr 和W.Mauchly领导的小组在宾夕法尼 亚大学建造了一台名为ENIAC的计算机。生产完 全是在试错过程中进行，应用完全是实验性的 1945年当ENIACt投入使用之后，设计者累积的知 识使他们明白了如何建造一台性能更好的机器。 他们把想象中的机器命名为ENVAC，并把计算机 系统界定为一种“组合式”制品。标明其关键组 成部分是基本存储器、控制单元、运算“器官”、 输入/输出和辅助存储器