Блок -схема — это схема системы , в которой основные части или функции представлены блоками, соединенными линиями, которые показывают взаимосвязи блоков. [1] Они широко используются в инженерии при проектировании оборудования , электроники , программного обеспечения и схемах технологических процессов .
Блок-схемы обычно используются для более высокого уровня, менее подробных описаний, которые предназначены для пояснения общих концепций без учета деталей реализации. Сравните это с принципиальными схемами и схемами компоновки, используемыми в электротехнике, которые показывают детали реализации электрических компонентов и физической конструкции.
Например, блок-схема радио не должна показывать каждое соединение, циферблат и переключатель, но принципиальная схема показывает. Принципиальная схема радио не показывает ширину каждого соединения на печатной плате , но макет показывает.
Если провести аналогию с миром картографирования, то блок-схема похожа на карту автомагистралей всей страны. Крупные города (функции) перечислены, но второстепенные окружные дороги и городские улицы — нет. При устранении неполадок эта карта высокого уровня полезна для сужения и изоляции места возникновения проблемы или неисправности. [2]
Блок-схемы основаны на принципе черного ящика , где содержимое скрыто от глаз, либо чтобы не отвлекаться на детали, либо потому, что детали неизвестны. Мы знаем, что входит, мы знаем, что выходит, но мы не можем видеть, как ящик выполняет свою работу. [3] [4]
В электротехнике проектирование часто начинается с очень высокоуровневой блок-схемы, которая становится все более и более подробными блок-схемами по мере развития проектирования, и, наконец, заканчивается блок-схемами, достаточно подробными, чтобы каждый отдельный блок мог быть легко реализован (в этот момент блок-схема также является схематической диаграммой). Это известно как проектирование сверху вниз . [4] Геометрические фигуры часто используются в диаграмме для облегчения интерпретации и прояснения смысла процесса или модели. Геометрические фигуры соединены линиями для указания ассоциации и направления/порядка обхода. Каждая инженерная дисциплина имеет свое собственное значение для каждой фигуры. Блок-схемы используются в каждой инженерной дисциплине. Они также являются ценным источником построения концепций и образовательно полезны в неинженерных дисциплинах. [5] [6]
В управлении процессами блок-схемы представляют собой визуальный язык для описания действий в сложной системе, в которой блоки являются черными ящиками , представляющими математические или логические операции, которые происходят последовательно слева направо и сверху вниз, но не физические сущности, такие как процессоры или реле, которые выполняют эти операции. Можно создавать такие блок-схемы и реализовывать их функциональность с помощью специализированных языков программирования программируемых логических контроллеров (ПЛК).
В биологии все чаще используются инженерные принципы, методы анализа и методы построения диаграмм. Существует некоторое сходство между блок-схемой и тем, что называется графической нотацией системной биологии . В системной биологии используется метод блок-схемы, используемый в инженерии управления [7] , где последняя сама по себе является приложением теории управления .
Примером этого является диаграмма функциональных блоков , один из пяти языков программирования, определенных в части 3 стандарта IEC 61131 (см. IEC 61131-3 ), который является высокоформализованным (см. формальная система ), со строгими правилами построения диаграмм. Направленные линии используются для соединения входных переменных с входами блока, а выходов блока с выходными переменными и входами других блоков.
