信号流图

信号流图（Signal-flow graph）最早是由克劳德·香农所发明 ，但因为美国麻省理工学院的塞缪尔·杰斐逊·梅森于20世纪50年代初提出这个词，因为也称梅森图（Mason graph），信号流图是特殊的流向图，属于有向图，其中的节点表示系统的变数，而连接两节点的边表示二个变数之间的函数关系。信号流图的理论是以有向图为基础，不过是应用有向图来表示系统，和有向图的原理差异较大。
信号流图最常用来表示物理系统和其控制器（网宇实体系统或控制系统）之间的关系，不过在许多电子电路、运算放大器电路、数位滤波器、状态变数滤波器及类比滤波器的分析中也会用到信号流图。在许多文献中，信号流图都可以转换为一组线性方程或是线性微分方程，而各组变数之间的增益则用边上的系数来表示，也有些信号流图会用特殊方式来表示非线性系统。而利用梅森增益公式可以找到输入和输出之间的关系。

线性信号流图

线性信号流图只针对线性非时变系统。在为系统建立模型时，第一步是找到确认系统行为的方程式，先不考虑因果关系（这称为acausal modeling），之后可以由方程式推出信号流图。
线性信号流图也是由节点及箭头组成，不过箭头上会有加权的系数。节点是线性方程组的变数，而加权的系数则是方程组中的系数，信号只会依节点的方向，由一个节点流到另一个节点。线性信号流图中只能表达信号和系数相乘，以及数个信号的相加，这已足以表示线性方程组。当一信号延著箭头一个节点到另一个节点时，此信号就乘以箭头上的系数，若几个箭头指到同一个节点时，这几个信号会相加（若需要相减，可以调整对应系数为负即可）。
针对用线性代数方程或是微分方程来表示的系统，线性信号流图在数学上等效于其方程式，看信号流图上各节点信号的来源以及箭头上的系数即可得到方程式。箭头上的系数多半会是实数或是某种参数组成的线性函数（例如拉氏转换的变数s）。

分析及设计中的信号流图

信号流图也可以用来分析系统，用来了解一个已有系统的模型，也可以用来合成，确认不同设计的特质。

用在设计合成的信号流图

信号流图也用在设计空间探索（DSE），一个趋近实际呈现的过渡表示方式。设计空间探索会在许多不同的选项中找一个适合的解。典型的分析流程会先针对待确认的系统，以其各元件的物理方程式来建模。设计空间探索不同，其设计合成的规格是想要的传递函数。例如，不同的策略会产生不同的信号流图，可由此推导出对应的实现方式。
另一个使用有说明的信号流图的例子是连续时间行为的表示方式，作为架构生成器的输入。

香农公式以及香农-哈普公式

香农公式（Shannon's formula）是计算类比电脑中互联放大器增益的解析表示法。在二次大战时，香农在探就类比电脑的功能运作时，发展了香农公式。因为战争期间的的限制，香农当时没有发表他的研究。塞缪尔·杰斐逊·梅森在1952年重新发现了相同的公式。
哈普将香农公式扩展到在图形上封闭的系统。香农-哈普公式（Shannon-Happ formula）可以计算传递函数、灵敏度、误差函数等。
对于一致的单边线性方程，香农-哈普公式可以用直接替代的方式求解（非迭代法）。
NASA的电路计算软件NASAP就是以香农-哈普公式为基础。

非线性的信号流图

梅森在导入线性信号流图的同时，也导入了非线性信号流图。梅森提到：“线性信号流图就是相关系统是线性的信号流图”"