
积木化设计;标准设计
And modular design is good, right?
和模块化设计是好的,对不对?
The software employs the modular design.
软件设计采用模块化积木式。
Modular design is applied in the software.
测试程序软件采用模块化设计。
Modular design for fast, easy field service.
模块化设计的快速,简便的现场服务。
Hardware platform of the system adopted modular design.
系统硬件平台采用模块化设计。
|standard design;积木化设计;标准设计
模块化设计(Modular Design)是一种系统设计方法,其核心思想是将复杂系统分解为独立、可互换的功能单元(模块),通过标准化接口进行组合。这种设计理念强调模块的功能独立性、接口标准化以及组合灵活性,广泛应用于工程、制造、软件开发和产品设计领域。
模块独立性
每个模块具备特定功能,可独立设计、测试、修改或替换,例如计算机中的内存条、电源单元均可单独升级而不影响整机结构。
标准化接口
模块间通过预定义的物理或逻辑接口连接(如USB接口、API协议),确保兼容性。国际标准组织(ISO)的ISO 9001质量管理体系明确要求接口规范化以保障组件互操作性[^iso]。
系统可扩展性
通过增减模块灵活调整系统功能,如乐高积木通过相同卡扣结构实现无限组合,体现了模块化设计的核心优势[^norman]。
模块化设计遵循「高内聚、低耦合」原则:
$$ text{Modularity} = sum{i=1}^{n} (e{ii} - ai) $$ 其中 $e{ii}$ 为模块内连接强度,$a_i$ 为模块间连接占比(Newman, 2006)[^newman]。
参考文献
[^iso]: ISO 9001:2015 Quality management systems. https://www.iso.org/standard/62085.html
[^norman]: Norman, D. A. (2013). The Design of Everyday Things. Basic Books. https://mitpress.mit.edu/9780262525671/
[^ieee]: IEEE Std 15408-2: Security functional requirements. https://ieeexplore.ieee.org/document/7178260
[^newman]: Newman, M. E. J. (2006). Modularity and community structure in networks. PNAS. https://doi.org/10.1073/pnas.0601602103
[^fairphone]: Fairphone Modular Design. https://www.fairphone.com/en/sustainable-design/
[^mckinsey]: McKinsey & Company (2019). The future of automotive modular architecture. https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights
模块化设计(Modular Design)是一种将复杂系统分解为独立、可互换的功能模块的设计方法。每个模块具有明确的接口和单一职责,能够独立开发、测试、维护或升级,最终通过组合实现整体功能。以下是其核心特点和应用:
独立性
模块之间通过标准化接口连接,但内部实现相互独立。例如计算机硬件(如内存条、显卡)可单独更换,不影响其他部件()。
可重用性
同一模块可重复应用于不同系统。例如软件开发的函数库或UI组件库()。
灵活性
支持按需增减模块。如乐高积木自由组合,或手机通过APP扩展功能()。
易维护性
单个模块的故障或升级不会导致整个系统停机,降低维护成本()。
通过模块化设计,复杂系统变得更易管理和扩展,尤其在快速迭代的科技领域优势显著。
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