什么是模块(什么是模块建房)

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概念是反映事物特性或本质的一种思维形式.是头脑中的思想,定义则是用词语来明确概念的一种逻辑方法。所谓明确概念.就是弄清其概念的内涵和外延。概念的内涵就是这个概念所指的事物的特有性质；概念的外延就是这个概念所指的事物。就一种事物来说，弄清概念是重要的，概念是研究的起点，也是研究的结晶。

本文发表于《电力标准化与计量》1995年第4期，作者童时中。

童时中，祖籍鄞州，1937年7月出生于青岛。1960年毕业于南京航空航天大学航空机械工程系，先后任职于国营长虹机器厂、国网电力科学研究院，从事教学、机械设计、产品工艺、电子设备结构设计及工艺、标准化和技术管理等工作。他是教授级高级工程师、中国电子学会高级会员、全国知名模块化专家，参与设计的电力自动化设备获多项部级科技进步奖。

1模块化定义的现状及存在问题

1-1模块化定义的现状

近年来，在国外诸如module（模块）或 modular（模块、模数的）之类的词.在工业产品中已得到广泛的应用，并作为产品的特征标志之一而加以强调。在我国诸如模块（模件）、模块化之类的词也已得到普遍运用，但在正式出版物（包括《标准化词典》）.1989）中却未见模块的确切定义。不仅如此，甚至在一些英汉辞典中对module一词的汉译也极不一致。

尽管未见到有关“模块”和“模块化”的正式定义，但在许多文献资料中，从不同角度、在不 同程度上谈到了这个问题。列举这些论述，对我们全面理解“模块”和“模块化”的概念显然是有 益的。笔者为此查阅了有关解释模块和模块化的文献资料.其中较有代表性的论述介绍如下:

在文献（1）中在“事故监测仪器”和“核电站领域“”对模块的解释是：“构成一个可以辨认 的装置、仪器或设备的若干互连元件的组合。模块可以作为一个单元拆开、取岀、并用备件替 补。它具有可定的性能特性。使其可以作为一个单元来进行试验。”

文献(1)所作的有关概念和术语的抚讨无疑是非常有意义的。关于模块的解释、引用了 7 份文献，其主要内容为:一系列在一起使用的标准化单元中的任一个；通常由（许多）电子元件组装成的功能部件，供与其它这类部件一起使用；宇航学，组成宇宙飞船或运载火箭的几个整 装的分单元的任一个，其中每一个都有一个或几个特定的任务（指挥模件?生活模件）。在美国军标MIL—STD—429C中，微电路模件解释为：是微电路的组合或微电路和分立元件的组 合件,该模件是制造成不可分割的。

在文献（3）中多处提到模块化，在介绍机电一体化系统设计思想时，强调“希望以功能模块 （功能子系统）为单位构成系统日本通产省在1977年开始研制的大型项目FMC（超髙性能激光应用复合生产系统）中，明确地引进了“模块结构”（Modular Construction）的新概念。

在文献（4/5/6/7/8）中对模块化的解释可归纳为二点：可以组合和更换的标准单元硬件（结构块或部件），例如集成电路组件、印制插件板等;大型软件系统中的一个独立程序单位。

关于模块化（Modularity 或 modularization ）在文献（7/8）中解释为：“用标准化的模块组成一个系统”，模块可以是硬件或软件。在文献9中为：“采用彼此易于连接和组装的分立部件装配成计算机系统，因而具有功能灵活的特点”。在文献（10）中，认为模块是组合化的高级阶段，提出“所谓模块化就是将基准部件和功能部件（模块）通过各种形式的拼合，或通过增加、减少来实现多样化。”而在其它许多有关计算技术、电子技术的辞典中，例如文献(11/12/13/14)对模块和模块化的解释仅限于在软件和计算机技术中的应用。上述种种关于“模块”和“模块化” 的解释，从不同侧面反映了模块化的基本概念和实质。

1-2现有定义的局限性

上述对于模块概念的描述，只是一种针对某种事物的名词解释’并且带有强烈的专业色 彩。概念是反映事物特性或本质的一种思维形式.是头脑中的思想,定义则是用词语来明确概念的一种逻辑方法。所谓明确概念.就是弄清其概念的内涵和外延。概念的内涵就是这个概念所指的事物的特有性质；概念的外延就是这个概念所指的事物。就一种事物来说，弄清概念是重要的，概念是研究的起点，也是研究的结晶。

就上述文献中论及的“模块”的概念而言- 模块的外延是：计算机硬件，存储体（微型）组 件，（设备）舱，功能部件，印制插件板，结构块；计算机软件、程序段、指令组等。模块的内涵为: 可以组合和更换的标准（或独立）单元，它可从系统中拆开、取岀，并用备件替补，具有可确定的性能特征，可作为一个单元独立运转或进行试验等。

作为定义，其内涵应能概括全部外延的特有性质，能以简明扼要的文字来准确地进行叙述，并具有“定义”的一般表达形式。然而分析上述各个关于模块的解释，不完全具有定义的特征，它们只是对某些专业领域内某种特定事物的说明，仅是某种单独概念，而不是反映某一类事物的普遍概念，不是具有普遍意义的通用术语

2模块的定义和分类

2.1模块的定义

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。

这个定义揭示了模块的如下特征：

a. 是可组合成系统的独立单元

模块是系统的组成部分。用模块可以组合成新系统.也易于从系统中分离、拆卸和更换。

模块是构成系统的单元，离开了系统就失去了其实用价值。

模块是一种能独立存在的单元。一台机器上有成千上万的零件，在一套电子设备中有成 千上万的元器件，尽管这些零件和元器件也是机器设备的组成部分，但它们不是模块。模块是 由一些零件（或加元器件）组装成的部件（单 元）.即模块一般是指部件级的单元。

用模块可以组合成（新）系统。模块可以作为一个单元从系统中拆卸、取岀和更换。不能从系统中分离出来的单元.不能算是模块。

b.具有确定的功能

模块虽是系统的组成部分，但它不是对系统任意分割的产物，它具有明确的特定功能.这 一功能不依附于其它功能而能相对独立地存在，并不受其它功能的干扰。这种特定功能可以是系统按物理性能分解而得的功能部件。没有确定功能的单元不能算是模块。

c.是一种标准单元

模块结构具有典型性、通用性或兼容性，并往往可构成系列。这正是模块与一般部件的区别，或者说模块具有标准化的属性。

模块是通过对同类产品的功能和结构的分析而分解出来的，是运用标准化中简化和统一 化方法而得岀的具有典型性的部件，这个典型性正是模块具有广泛通用性的基础。某些模块不仅通用于某些相似的产品、并可通用于某类产品或其它领域的产品。模块的通用性通常体现在:互换性（可置换性）和兼容性。模块的通用性是通过其接口的标准化或通用化实现的。模块还常常按照系列化原理.使其功能和结构形成系列.以满足不同规格、不同容量产品的需要。

非典型的、不通用的单元（部件），不是模块。

d.具有能组合成系统的接口

模块应具有传递功能，能组成系统的接口 （输入、输岀）结构。设计和制造模块的目的是为了用它来组合成系统（或产品）。系统是一个有序的整体，各模块既有相对独立的功能，又互有联系。模块经有机结合而构成系统，模块间的这种共享界面（结合处）就是接口.接口的作用就是传递功能。

具有独立功能、但无接口结构的单元,不能算是模块，只能算是产品，因为它不能构成系 统。

2.2模块的分类

2.2.1分类的意义与原则

分类是用以揭示概念的外延，弄清概念究竟反映哪些事物，这是明确概念的另一种逻辑方法。要揭示概念的外延，可将这个概念所反映的一类事物，按照一定的性质或特征分为若干个小类。正确的分类应遵循下述规则：每一次分类都应当用同一个分类标准（分类的根据）；分类后的各个子类应当包括所有耍分的东西；分类后的各个子类，不能互相重迭。

2.2.2按模块的表现形式分类

按模块的外在表现形式可分为硬件模块和软件模块。

硬件模块是指实体模块。软件模块一般是指用于计算机的程序模块。

在广义模块化中，模块的概念还被应用于各种管理领域.这种属于组织管理方面的模块，也可纳入软件模块的范畴。

2.2.3按模块互换性特征分类

互换性是指：“某一产品、方法或服务在满足相同要求事项的条件下,能够置换另一产品、 方法或服务的能力”（ISO Guide 2—1986）。对于产品则指功能上的互换性和尺寸上的互换 性。由此可将模块分为：功能模块、（机械）结构模块和单元模块。

a. 功能模块

功能模块是具有相对独立的功能、并具有功能互换性的功能部件，其性能参数和质量指 标（常指线性尺寸以外的特性参数）能满足通用互换或兼容的要求。

然而，那些虽具有独立功能，但不具备功能互换性的功能部件不能算作是功能模块，而只是一种（专用的〉功能块。

b.（机械）结构模块

结构模块是指具有尺寸互换性的（机械）结构部件，

其安装连接部分的几何参数满足某种规定的要求,而能保证通用互换或兼容。

c. 单元模块

单元模块是既具有功能互换性，又具有尺寸互换性,即具有完全互换性的独立功能部件。它是由功能模块和结构模块相结合形式的单元标准化部件，是二者的综合体。

2.2.4按模块在系统中的层次分类

在一个大系统中，模块可按其构成的规模及组装层次的不同而分为若干级（层次），各级模块间是隶属关系，同级模块间是并列关系。

2.2.5按模块在系统（产品）中的作用分类

模块可按其在系统或产品所起的作用（功能性的或结构性的），而分别给予命名。这种分类法随产品的类型而异.甚至与着眼的角度不同而异。

2.6按二分法原则分类的模块

所谓二分法.是以对象有无某种属性为根据，将对象分为具有这种属性和缺乏这种属性两大类。这种分类法可有很多，是在讨论问题时为简化问题的性质而常用的术语。

通用模块是泛指上述诸模块。专用（非通用）模块则是相对于通用模块而言的、不甚确切的愦用词。

基型模块是系统分解而得的典型化的、通用面很广的模块。而改型（非基型）模块，则是为适应具体产品的功能差异而对基型模块作某些修改后所得的模块。

根据模块在产品中的地位，根据模块的重要性或规模大小、层次高低，可分为主体模块和非主体（辅助、附加）模块。

3模块化的定义及特点

3.1模块化的定义

所谓模块化，就是为了取得最佳效益.从系统观点岀发，研究产品（或系统）的构成形式，用分解和组合的方法,建立模块体系，并运用模块组合成产品（或系统）的全过程。

这个定义揭示了模块化的如下含义：

a模块化的宗旨是效益

b.模块化的对象是产品（或系统）的构成

c. 模块化的主要方法是系统的分解和组合

d. 模块化的目标是建立模块系统和对象系统

e.模块化是一个活动过程

3.2模块化过程的特点

3.2.1综合性

模块化的目标是建立一个模块系统和模块化产品系统，这是一个综合的、复杂的系统工 程。模块化需由多个学科专家的通力合作;模块化是一个比较长的过程，需投入大量的人力、物 力和资金；它不仅涉及系统的技术问题，而且涉及系统的管理问题。在模块化过程中，必须全面地考虑各种相关要素，并作岀综合性的规划和计划，才可能使模块化工作有序地展开，并取 成效。

2.2.2动态性

模块化过程是一个动态过程，一个模块化的产品系统不仅有其形成、完善和成熟的过程,而且还有其老化和更新的过程。由于新技术的不断出现和市场需求的多变性，已建立的模块系统中的某些模块会因老化而被淘汰。另外，任何一种系统都会有其寿命周期，当原有的模块系统仅靠修修补补不能适应技术发展及市场需求时,则应及时进行更新。所以,建立了一个模块化系统后，及时进行调整与更新，才能充分发挥模块化的优势。

3.2.3超前性

在着手进行产品模块化工作时，必须有超前的意识，需预见到发展趋势,及时追踪技术发 展动向，采用新技术，以确保模块化系统技术上的先进性。

参考文献

［1］《IEEE电气和电子术语标准辞典》，国防工业岀版社.1992.

［2］林鸿铮，模件化的概念和有关术语初探，《舰船标准化与环境条件》）.1991年第3期。

［3］郑春瑞编，《国外机电一体化发展概况》,北京机械工业自动化研究所，1984。

［4］刘凤翔主编，《英汉计算机与通信辞典》，中国科技大学出版社，1993。

［5］肖文贵等编译，《英、俄、汉计算机系统与计算机网络详解辞典》，电子工业出版社，1985.

［6］董家敬等编译，《英汉对照图解计算机词典》，电子工业出版社，1985。

［7］《英汉计算技术辞典》，人民邮电出版社，1978。

［8］ 范仁德编译，《最新英汉电脑技术辞典》，电脑技术出版社（香港），1981。

［9］ 王同亿主编审，《现代科学技术词典》，上海科学技术出版社，1980。

[10］《电子工业标准化工作手册》，电子部标准化所， 1983.

[11］电气通信关系技术用语标准化委员会编（日）， 裘古庵等译.《日英汉名词对照电信技术标准? 用语词典》，人民邮电出版社.1991.

［12］ 河野正荣［日］，周长明等译，《计算机应用软件人员水平考试常见术语详解辞典》，中国石化出版社，1992。

［13］《电子工业技术词典》，国防工业出版社，1980。

［14］史浩山等，《英汉人工智能辞典》，四川科学技术出版社，1991。

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