单片机小白学步(16) 单片机/计算机系统概述：模块化思想

思想篇对后面的具体知识学习进行整体的框架介绍，解释一些基础名词，以及对学习思想方法进行总结。思想篇的内容，对于后面的学习有很大的指导作用，尤其是模块化思想将会贯穿整个学习篇的知识体系。思想篇并不仅限于接下来的几篇文章，还会在学习篇中通过话题的形式穿插讲解。

阅读建议：如果还没有涉及到实践，阅读时不一定能对思想方法有深刻的认识，看的时候有个大致的认识就可以了。在具体实践的时候，可以根据需要再回来看一看。

==================================

为了让大家更好的理解单片机，从本文开始，会先对单片机/计算机系统进行一个整体的介绍。让大家对单片机的学习和单片机系统的设计有个比较准确的把握，更好的分清后面各种知识点之间的联系，以及它们之间的轻重主次，学习起来更加得心应手。

在这几篇里，会涉及到大量新的名词术语，而这些也正是很多初学者遇到的巨大的困难。我会用通俗的语言对它们进行介绍，不需要理解的很透彻，只要有一个大致的认识就可以了。同时，也会涉及单片机和计算机系统的各种设计思想，以及学习时的思路技巧等。

因为单片机和计算机本质上没有太大的区别，所以这里介绍的内容绝不是仅仅局限于51单片机，也不只是单片机，而是包含计算机在内的各种微机系统。废话不多说，下面进入正题。

模块化思想

模块化是一个很重要的思想，它的应用不仅仅局限在单片机等技术方面，还体现在我们的身体构造，体现在人类社会生产生活中的方方面面。何为模块化思想呢？按照我的理解，模块化思想有几个特点，下面一一道来。

1、分工合作与专一

对生物学有基本认识的人都知道，包括人在内的很多动物是由多种器官构成的，例如大脑负责思考，心脏负责输送血液等。每个器官或组织负责几项功能，各个器官之间协调工作，共同构成一个复杂的整体。

在人类社会中，分工合作的现象也是很常见的。生活中需要吃饭穿衣，在比较落后的年代，可能有一些自给自足的经济形式，自己劳动满足最基本的生活需求。而在现代社会，人的需求越来越多，不可能全部靠自己生产。每个人都专注于自己的特长，例如农民负责种植粮食，服装工人负责制造衣服，养殖户负责养殖，程序员负责编写程序等。各种人分工合作，最后互相交换劳动成果。当一个人长期专注于一件事，而不用担心自己其他的需求时，这个人能把这件事做得更好，总体上来看，社会的生产力也就大大提高了。

2、模块抽象

如果对电脑的基本组成有所了解，可以知道电脑由CPU、内存、硬盘、主板、显示器等几部分组成。如果想在电脑中存储更多的电影，可以考虑更换更大的硬盘。我们只需要知道硬盘是电脑中负责存储的部件，而不关注硬盘内部的构造。因为每个模块都是高度抽象的，内部原理可能很复杂，但是对外部而言，它只是一个能完成特定功能的黑盒子。这样抽象的好处，就是在更换硬盘时，只需要从外部对硬盘有一个抽象的认识，就能轻松解决问题，剩下的就只是花钱购买硬盘了。

3、分层

如果让你管理一个庞大的公司，你会怎么管理？分层管理将会是一个很好的选择。

你可以根据实际情况将公司分为几个部门，研发部、营销部、财务部、人事后勤部等。每个部门指派几个负责人进行管理，每个部门负责指定的工作。而具体到研发部，管理人员为了便于管理，又可能将其分为软件部、硬件部等；而到了软件部，又会有不同的团队，移动客户端开发、服务器端开发等等。这样一层一层进行分下来，每个人各司其职，也体现了分工合作的特点。

如果你是公司的老总，当发现这个月公司的软件产品开发进度非常慢时，可能会直接叫来研发部的总管大发雷霆：“公司的XX软件开发太慢了，你看人家公司的同类产品早就发布出去了。这件事你得尽快给我搞定，要不然就走人！”然后指令一层一层的下达到了最下层的员工，最底层的程序猿们就又要加班加点拼命的干活了。研发进度慢或许只是因为有几个程序员最近有事请假了，但是在这个过程中，你不需要过多关注底层的细节，你也没有太多精力去关注，而只是把整个研发部当做一个抽象的整体去对待，这也体现了模块抽象的特点。

模块化设计的方法原则

前面说了模块化思想的特点，模块化思想应用很广泛，而根据这种思想设计系统，就是模块化设计了。不只是单片机系统，计算机软硬件系统也可以充分利用模块化设计。这里先说一说模块化设计的方法思路。

对于初学者，对此只需要先有个大概的认识，没有实际设计过，对这些思想也不容