现代模块化的诞生

　　现代标准化前沿——模块化（三）

　　现代模块化的诞生

　　提要

　　■ 模块化是解决复杂问题的一种方法。

　　■ 我国北宋时代毕昇发明的活字印刷术就非常成功地运用了模块化。到了工业化时代，模块化更是大行其道。

　　众所周知，世界上第一台计算机是1944年诞生的。但是，直到1965年，计算机都是整机制造的，不同厂家、乃至同一厂家此前不同时期的产品，其操作系统、处理器、应用软件等都不能兼容。这不仅给用户带来极大麻烦，而且对计算机产业发展极为不利，系统兼容无疑成为突出的障碍。

　　20年的时间，计算机的设计师们为什么解决不了系统兼容问题？关键是计算机系统太复杂。因为系统越复杂，要素就越多，相互关联也越多；识别这些关联困难，解决和处理这些关联更困难。例如，当设计师对驱动系统做出某种决定后，便引起了与主板有关的问题，继而又引起与显示屏有关的问题；当设计师对显示屏的参数进行重新选择，又引起与主板的另一个问题，这又会反馈给驱动系统；重新调整驱动系统，又引起了线路结构问题。按下葫芦浮起瓢，这就是计算机这个复杂系统所造成的“复杂性灾难”。

　　模块化是解决复杂问题的一种方法。我国北宋时代毕昇发明的活字印刷术就非常成功地运用了标准件、互换性、通用性、分解与组合、重复利用等方法和原则，解决了雕版印刷所遇到的复杂性难题，是较早的模块化杰作。到了工业化时代，模块化更是大行其道，那么电脑设计师们为什么不能采用模块化的设计路线呢？

　　面对“复杂性灾难”，有人提出过模块化的主张，但由于计算机远比活字印刷或经典模块化产品复杂，把已有的系统推倒重来，根本无法在当时的系统中实施。在这个过程中，有学者把计算机系统界定为一种组合式制品，向模块化设计迈出了关键一步。进一步的构想是将设计方案核心模块化，即除软件之外，定义了内存、控制、运算单元、输入、输出和外部存储六大基本要素。按照这个构想，不同设计师可以分头开始每个功能单元的开发，解决每一单元的具体难题，并且最终能组合在一起实现完整的功能。如首选路径不成功，就可以转向另一条，这样在某个次级单元中解决问题的失败就不会妨碍另一个单元中问题的解决。这些构想对模块化基本理论的形成具有深远的、重大的影响。到1951年，微程序设计实现了紧密关联的计算机控制逻辑的模块化，即把控制逻辑从硬件中分离出来，把计算机分解为指令集、微程序设计和数据通路三个独立的模块。这意味着，尽管用户的处理器有大有小，但所有的机器均使用相同的指令集。正是微程序设计为IBM的工程师们提供了解决问题的方法，并且是基于模块化原理的方法。

　　虽然模块化的设计思路渐近成熟，但当时的计算机设计师们依旧围着大型机转，根本没有工业化批量生产的想法。而IBM的设计思路是开发一族兼容性好的计算机，目标是大批量、低成本的制造，这就必须使用标准化的、可以互换的组件。1948年，IBM的第一个标准化电子电路问世。1957年晶体管电路登上技术舞台，为IBM开发标准模块系统奠定了基础。自1958年开始，IBM的电路、卡片、电路板、电源、存储器、机身和外壳先后都实现了标准化。1964年年初，IBM建成固态逻辑技术。至此，模块化设计和模块化生产水到渠成。

　　1964年4月7日，在全世界77个城市同时举行的新闻发布会上，IBM宣布360系列计算机诞生，这为IBM带来了一个月内签下了1100份订单的业绩。IBM 360系统的模块化结构，因其无可置疑的优越性（兼容、扩展、升级）受到用户的极大欢迎。IBM 360系统的成功，标志着现代模块化的诞生，是标准化发展史上的一个重要里程碑。

　　40多年过去了，IBM 360系统所开拓的模块化之路，早已被计算机同行广为采用并已扩散到其他产业和行业。《中国质量报》