Информативная емкость схемы и чертежа в научной работе – —

Построение гистограмм, диаграмм и номограмм

отпадает необходимость включения в рукопись отдельных рисунков с изображением приборов и аппаратов, являющихся частью схемы.

Чертеж — основной вид иллюстраций в инженерных работах. Он используется, когда надо максимально точно изобразить конструкцию машины, механизма или их части.

Любой чертеж должен быть выполнен в точном соответствии с правилами черчения и требованиями соответствующих стандартов. Чертеж в научной работе не является рабочим чертежом, по которому изготовляется деталь или агрегат. Это прежде всего иллюстрация, которую по сравнению с рабочим чертежом значительно упрощают, избавляясь от всего, что не требуется для понимания конструкции объекта либо характера его действия или устройства. Названия узлов и деталей на таком чертеже обычно не пишутся.

Если по содержанию текста требуется указать отдельные детали, то они нумеруются на чертеже арабскими цифрами (слева направо, по часовой стрелке). Расшифровку этих цифр (позиций) дают либо в тексте по ходу изложения, либо в подписи под чертежом.

Разрезы и сечения па чертежах, а также стрелки, указывающие расположения проекций, обозначают буквами русского алфавита. При этом слова «Сечение» и «Разрез» не пишут.

Таковы самые общие правила использования и оформления схем и чертежей. Однако следует при этом учитывать некоторые различия между схемой и чертежом, логически вытекающие из их сущности.

Схема может изображать не только предметы, вещные объекты, но и процессы, коммуникации, траектории движения и т. п. Ясно, что все это не допускает своего выражения в форме чертежа или такое выражение нерационально.

Но есть класс объектов, которые не могут быть отображены в виде схемы либо которые нерационально отображать в виде схемы, так как она или не дает представления об объекте, или не будет отличаться от чертежа.

Таким образом, существуют классы объектов, поддающиеся выражению только в виде схемы, и классы объектов, допускающие свое отображение только в виде чертежа. Между этими граничными классами имеется обширный класс объектов, допускающий свое отображение как в виде схемы, так и в виде чертежа.

Сравнивая информативную емкость схемы и чертежа, легко убедиться, что в чертеже она значительно большая. Однако качество информации в схеме и чертеже не одинаково. Если схема несет самую существенную, самую важную и определяющую информацию о выражаемом объекте, то чертеж наряду с такой информацией содержит и менее существенную, более детальную информацию.

Подбор фотографий и технических рисунков

Фотография — особенно убедительное и достоверное средство наглядной передачи действительности. Она применяется тогда, когда необходимо с документальной точностью изобразить предмет или явление со всеми его индивидуальными особенностями. Во многих отраслях науки и техники фотография — это не только иллюстрация, но и научный документ (изображение ландшафта, вида растения или животного, расположение объектов наблюдения и т. п.).

В некоторых случаях в научных работах оправдано включение ранее опубликованных фотографий. Вполне закономерна также иллюстрация этих работ

studfiles.net

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ | sibac.info

Камарали Анастасия Олеговна

класс 11 «И» школа № 149, г. Красноярск

Е-mail: 

«>anastasia.kamarali@yandex.ru

Борисенко Ирина Геннадьевна

научный руководитель, доцент кафедры начертательной геометрии и черчения института педагогики, психологии и социологии Сибирского федерального университета, г. Красноярск

 

Любая область человеческой деятельности в той или иной мере связана с передачей графической информации, т. е. сведений о предметах или явлениях окружающего нас мира. Графика всегда была и остается верным помощником в жизни людей.

«Инженерная графика» является уникальным графическим языком человеческой культуры. Будучи одним из древнейших языков мира, она отличается своей лаконичностью, точностью и наглядностью. Если проследить путь развития чертежа от древних времен до наших дней, можно выделить два основных направления: первое — строительные чертежи, предназначенные для строительства жилища, промышленные здания, мосты и другие сооружения; второе — промышленные чертежи, по которым создавали различные инструменты, приспособления, машины [1].

Задолго до того, как люди создали письменность, они научились рисовать окружающие их предметы. Сначала материалом служила земля, стены пещер, камни, на которых выцарапывались рисунки. Затем использовали бересту, кожу, папирус, пергамент, бумагу и другие материалы, на которые изображения наносились чернилами или тушью с помощью гусиного пера. Только в конце 18 века для построения графических изображений стали применять карандаши.

Возникновение строительных чертежей относится к тому времени, когда люди для постройки жилища или помещения для хранения утвари или зимовки скота на земле в натуральную величину разбивали планы помещений и на них возводили постройки. Делалось это с помощью примитивных приспособлений. Линейные размеры откладывали разметочным циркулем, окружности проводили с помощью веревки и двух колышков. Один колышек вбивали в землю, он играл роль центра, а другим, натягивали веревку, проводили окружность.

 

Рисунок 1. Схема гробницы Рамзеса

 

В античной Греции графика использовалась при проектировании монументальных сооружений, для иллюстрации математических трудов. Зарождение точных и естественных наук дало большой толчок развитию графики.

В V—IV тыс. до н. э. в Египте и Вавилоне в связи со строительством оросительных систем, начинают использовать некоторые землемерные инструменты и такие приспособления, как измерительный шест, отвес, нивелирование с помощью воды. В этот период развивается и измерение затопленных площадей, заложившее начала геометрии. Для строительства крупных объектов, какими являлись пирамиды, храмы, дамбы, каналы, нужны были рабочие чертежи, эскизы. Самым древним свидетельством появления чертежей служит сохранившийся до сих пор чертеж плана дома XXIV—XXIII вв. до н. э. из района Месопотамии. Древние египтяне имели хорошо развитое представление о планиметрических и пространственных отношениях и навыки составления технических эскизов. Об этом свидетельствуют сохранившиеся строительные и различные вспомогательные планы сооружений того времени, например план гробницы египетского фараона Рамзеса IV (около XII в. до н. э.) или нубийских золотых рудников — XIII в. до н. э [2].

Графический показ архитектуры на плоскости характерен для древнеегипетского искусства, которое, основываясь на своих канонах, следовало принципу ортогональных проекций. Известно, что на этой основе выработанные приемы использовались, например, в форме нанесения прямоугольных сеток, позволявших упорядочивать и размечать планировку, переносить конфигурации, модули и применять правила геометрии. В изображениях на плоскости изначально сложились два подхода представления: пластический, с выявлением объемности, и схематический, с выявлением объективных качеств образа.

А)                                           Б)

Рисунок 2. А) Леонардо да Винчи; Б) Гаспар Монж

 

Крупный вклад в теорию технического изображения внесли Леонардо да Винчи, гениальный итальянский художник, учёный эпохи Возрождения, французский геометр и архитектор Жирар Дезарг, которому удалось дать первые научные обоснования правил построения перспективы, и французский инженер Гаспар Монж, опубликовавший в 1798 году свой труд «Начертательная геометрия», который лёг в основу проекционного черчения, используемого и в настоящее время. Отдавая должное Гаспару Монжу, обобщившему метод прямоугольного проецирования предметов на две взаимно перпендикулярные плоскости проекций, мы не должны забывать, что задолго до появления начертательной геометрии в отдельных русских чертежах уже применялись некоторые правила, которые обобщил Монж [3].

 

А)                                               В)

Рисунок 3. А) Чертеж моста; В) Башня Смоленской крепости

 

В России сведения о чертежах относятся к ХVI веку. Эти чертежи выполнялись для нужд картографии, строительства, промышленности и военного дела.

Русские зодчие умели выполнять достаточно сложные чертежи. По проекту Федора Коня в 1586 году для отражения вражеских нашествий была построена в Москве огромная каменная стена с многочисленными башнями толщиной пять метров и длиной семь километров. Так же впечатляет и Смоленская крепость, созданная по его же проекту.

А)                                                В)

Рисунок 4. А) Псков; В) «Годуновский» чертеж Кремля

 

Древнейшие чертежи относятся к XYI веку, например, перспективное изображение города Пскова, выполненное в 1518 году.

В XVI веке в Москве по приказу Ивана Грозного был создан «Пушкарский приказ», который ведал инженерным и артиллерийским делом. Там были уже чертежники, которых тогда называли «чертещиками». Чертежи выполнялись с помощью чертежных инструментов: линейки (правило) и циркуля (кружало). По распоряжению Ивана Грозного по всему Московскому государству специальными людьми собирался географический материал, который лег в основу составленного в XVI веке «Большого чертежа» всей Московской Руси.

В начале XVII века при Борисе Годунове был составлен «Годуновский» чертеж Кремля, изображавший дворцовые палаты и оборонительные укрепления, расположенные вокруг Кремля. Все сооружения строились по разработанным чертежам.

Рисунок 5. Чертеж шлюпа

 

В начале XVIII века в период правления Петра 1 в России бурно развивается кораблестроение, горнорудная промышленность, строятся машины и заводские силовые установки. Все это требовало умелого выполнения чертежей. В связи с этим по указу Петра 1 вводится преподавания черчения в специальных учебных заведениях, появляются первые учебники по черчению: «Приемы циркуля и линейки» и «Практические геометрию». В это время появляются первые чертежи заводских сооружений, где изображения выполнялись в двух видах. Сохранился чертеж двадцатидвухвесельного шлюпа, выполненный лично Петром 1 в 1719 году.

С развитием производства на смену мелким ремесленным мастерским приходят крупные мануфактуры, где широко применяется разделение труда. Теперь одно изделие выполняется несколькими мастерами. Появились промышленные чертежи. Сначала они выполнялись без размеров, затем на поле чертежа стали делать надписи, указывающие основные размеры.

 

Рисунок 6. Чертеж паровой машины

 

С развитием техники чертежи усложнялись, и их выполнение требовало более высокой точности исполнения. Стали применять масштабы, проекционную связь, выполняя разрезы, без которых невозможно было понять внутренние устройство изделия и принцип его работы. Эти чертежи были уже близки к современным чертежам, но на них не было размеров. Они определялись с помощью масштабной шкалы, изображенной на поле чертежа. Примером таких чертежей могут служить чертежи паровой машины И.И. Ползунова, выполненные в 1763 году. Чертеж выполнен в одной ортогональной проекции.

На чертежах изображены поперечный разрез машины, на котором показаны применяемые материалы (кирпич, древесина, грунт), отдельные детали, что является прообразом современного чертежа.

Продолжателями дела И.И. Ползунова в развитии отечественной техники и совершенствовании чертежа были русские механики отец и сын Черепановы. В 1824 году по их чертежам была построена первая паровая машина.

Рисунок 7. И.П. Кулибин

 

Талантливым механиком — изобретателем, внесшим большой вклад в совершенствование чертежа, был И.П Кулибин. В его проекте однопролетного арочного моста через реку Неву были чертежи поперечного разреза моста, отдельных конструкций, а также вид сверху и сбоку.

 

Рисунок 8 Чертежи частей моста

 

С развитием машинного производства чертеж приобретает значение важного технического документа, содержащего данные не только о форме и размерах детали, но и о чистоте обработки поверхностей, термической обработке и сведения, необходимые для изготовления этой детали [5].

 

 

Рисунок 9. Рудоподъемная машина

 

Во второй половине XVIII века встречаются чертежи, выполненные в наглядном изображении. Это уже зарождение будущей аксонометрии. Примером может служить чертеж К.Д. Фролова. «Рудоподъемная машина».

В Советском Союзе новое студенчество подняло значение графических дисциплин. При втузах организовались самостоятельные кафедры, объединившие все виды графических дисциплин.

Рисунок 10. Д.И. Каргин

 

Вслед за организацией кафедр начался рост научной мысли. В стране резко выросло количество диссертационных работ по теоретической и прикладной графике. Первой такой работой явилась докторская диссертация Д.И. Каргина о точности графических расчетов, применяемых в различных отраслях инженерного дела. Профессор Каргин Д.И. проводил исследования по точности графических расчетов, был выдающимся специалистом в области шрифтовой графики [4].

Большую роль в развитии и совершенствовании теории инженерной графики, методики ее преподавания и в создании учебных пособий сыграли такие отечественные ученые, как И.Г. Попов, С.М. Куликов, A.M. Иерусалимский, Н.А. Попов, В.О. Гордон, В.И. Каменев, Н.Ф. Четверухин.

С началом Второй мировой войны темпы научно-исследовательских работ немного поубавились, но полностью не замерли. К средине 40-х годов ХХ столетия оживление научной мысли поставило вопрос о плановой подготовке научных кадров, в ведущих вузах Москвы, Ленинграда, Киева и др. были организованы специальные секции графики.

В 1925 г. был создан Комитет по стандартизации при Совете Труда и Обороны, а в 1929 г. вышел первый выпуск стандартов по черчению. 1 мая 1935 г. Комитет по стандартизации издает постановление, согласно которому соблюдение стандартов на чертежи становится обязательным. Методам изображения предметов и общим правилам черчения обучает Инженерная графика [1].

 

Рисунок 11. Современные чертежи

 

С середины XX века интенсивно развивается машинная графика. Разработанные системы автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для выполнения проектных работ с применением математических методов и компьютерной техники. Современная компьютерная графика дает возможность изучить построение моделей изображений посредством их генерации в соответствии с некоторыми  алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. Результатом такого моделирования является электронная геометрическая модель, которая используется на всех стадиях ее жизненного цикла.

Развитие новых технологий постоянно предъявляют все более жесткие требования к современному инженеру-конструктору. Уже давно остались в прошлом те времена, когда все конструкторские расчеты, чертежи и документы выполнялись вручную, а главными инструментами проектировщика были карандаш и кульман. За последних два десятилетия информационные технологии коренным образом изменили принципы конструирования, ускорив при этом процесс разработки изделия, повысив его точность и надежность в десятки раз.

Таким образом, графическая грамотность необходима всем так же, как и умение правильно говорить и писать. Основам этой грамоты обучают в фундаментальной науке «Инженерная графика», которая является одной из составляющих инженерно-технического образования [1]. Независимо от способа выполнения чертежа — ручного механизированного или автоматизированного — знание инженерной графики является фундаментом, на котором базируется инженерное образование, инженерное творчество и система создания технической документации.

 

Список литературы:

1.В.С. Левицкий Машиностроительное черчение: учебник для студентов вузов / В.С. Левицкий. — М.:Высш.шк.,1988. — 352 с.

2.Виргинский В., Хотеенков В. Очерки истории науки и техники с древнейших времен до середины XV века — М.: Просвещение, 1993.

3.Г. Монж Начертательная геометрия./ Комментарии и редакция

4.Д.И. Каргина. — М.: Изд-во АН СССР, 1974. — с. 291.

5.Курдюмов В.И. Курс начертательной геометрии «Проекции ортогональные» Издательство Петербургского института инженеров путей сообщения, — СПб, 1985.

sibac.info

59.Требования к оформлению таблиц, схем и графиков в научных работах.

Иллюстрации (фотографии, чертежи, схемы, графики, карты) и таблицы следует располагать в работе непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые или на следующей странице. Иллюстрации и таблицы, которые расположены на отдельных листах работы, включают в общую нумерацию страниц. Таблицу, рисунок или чертеж, размеры которого больше формата А4, учитывают как одну страницу и располагают в соответствующих местах после упоминания в тексте или в приложении.

Иллюстрации обозначают словом «Рисунок» и нумеруют последовательно в исследования.

Таблицы нумеруют последовательно (за исключением таблиц, приведенных в приложении) в пределах главы. В правом верхнем углу над соответствующим заголовком таблицы помещают надпись «Таблица» с указанием её номера. Номер таблицы должен состоять из номера главы и порядкового номера таблицы, разделённых точкой, например: «Таблица 1.2» (вторая таблица первой главы). Если в работе одна таблица, её не нумеруют и слово «Таблица» не пишут.

При переносе части таблицы на другой лист (страницу) слово «Таблица» и номер ее указывают один раз справа над первой частью таблицы, над другими частями пишут слово «Продолжение». Если в работе несколько таблиц, то после слова «Продолжение» указывают номер таблицы, например «Продолжение таблицы 1.2».

Примечания к тексту и таблицам, в которых указывают справочные и поясняющие данные, нумеруют последовательно в пределах одной страницы. Если примечаний на одной странице несколько, то после слова «Примечания» ставят двоеточие, например:

Примечания:

Если имеется одно примечание, то его не нумеруют и после слова «Примечание» ставят точку.

Качество иллюстраций должно обеспечивать их четкое воспроизведение (электрографическое копирование, микрофильмирование и т.п.). Рисунки должны быть выполнены чернилами, тушью или пастой черного цвета на белой непрозрачной бумаге.

В работе следует применять только штриховые рисунки и цветные, черно-белые или сканированные фотографии.

Иллюстрации должны быть расположены так, чтобы их было удобно рассматривать без поворота работы или с поворотом по часовой стрелке.

Цифровой материал, как правило, оформляется в виде таблицы.

Каждая таблица должна иметь заголовок, который располагают над таблицей и печатают симметрично тексту. Заголовок и слово «Таблица» начинают с прописной буквы. Заголовок не подчеркивают.

Заголовки граф таблицы должны начинаться с прописных букв, подзаголовки – со строчных, если они составляют одно предложение с заголовком, и с прописных, если они самостоятельные. Делить головки таблицы по диагонали не допускается. Высота строк должна быть не менее 8 мм. Графу «№ п.п.» в таблицу включать не следует.

Таблицу размещают после первого упоминания о ней в тексте таким образом, чтобы её можно было читать без поворота работы или с поворотом по часовой стрелке. Таблицу с большим количеством строк допускается переносить на другую страницу. При переносе таблицы заголовок помещают только над ее первой частью. Таблицу с большим количеством граф допускается делить на части и помещать одну часть под другой в пределах одной страницы. Если строки или графы таблицы выходят за формат страницы, то в первом случае в каждой части таблицы повторяется ее головка, во втором случае – боковик.

Если повторяющийся в графе таблицы текст состоит из одного слова, его допускается заменять кавычками; если из двух и более слов, то при первом повторении его заменяют словами «То же», а далее – кавычками. Ставить кавычки вместо повторяющихся цифр, марок, знаков, математических и химических символов не допускается. Если цифровые или иные данные в какой-либо строке не приводят, то в ней ставят прочерк.

studfiles.net

Использование схем и чертежей — Студопедия.Нет

Схема ~- это изображение, передающее обычно с помощью ус­ловных обозначений и без соблюдения масштаба основную идею ка­кого-либо устройства, предмета, сооружения или процесса и показы­вающее взаимосвязь их главных элементов.

Любая схема, отображающая технический объект, представляет собой продукт абстрагирования с целью показа лишь самого сущест­венного, принципиального в изучаемом объекте. Понятно, что это «существенное», «принципиальное» вариантно и зависит от аспекта изучения объекта. Именно поэтому каждый технический объект может быть представлен различными схемами.

На схемах различных устройств вся измерительная и коммуника­ционная аппаратура: электрические, электронные, кинематические, тепловые и другие виды приборов и механизмов — должна быть изо­бражена с использованием обозначений, установленных соответству­ющими стандартами.

На схемах всех видов должна быть выдержана толщина линий изображения основных и вспомогательных, видимых и невидимых деталей и толщина линий их связей.

Сложные кинематические схемы различных механизмов машин с большим количеством перекрывающих друг друга деталей рекоменду­ется изображать в аксонометрии так, чтобы отчетливо были видны все детали и их связи.

В некоторых диссертациях пространственные схемы различных систем изображаются в виде прямоугольников с простыми связями — линиями. Такие схемы обычно называют блок-схемами. Однако для большей ясности и наглядности при вычерчивании блок-схем нужно стремиться к натурному изображению приборов и аппаратов, выдер­живая примерно их размеры. При таком способе изображения схем отпадает необходимость включения в рукопись отдельных рисунков с изображением приборов и аппаратов, являющихся частью схемы.

Чертеж — основной вид иллюстраций в инженерных диссертаци­ях. Он используется, когда надо максимально точно изобразить кон­струкцию машины, механизма или их части. Любой чертеж должен быть выполнен в точном соответствии с правилами черчения и тре­бованиями соответствующих стандартов.

Чертеж в диссертации не является рабочим чертежом, по которо­му изготовляется деталь или агрегат*. Это прежде всего иллюстрация, которую по сравнению с рабочим чертежом значительно упрощают,

* В тех случаях, когда авторы диссертационных работ занимаются разработкой кон­кретных механизмов или приборов, они помещают в такие работы и рабочие черте-

избавляясь от всего, что не требуется для понимания конструкции объекта либо характера его действия или устройства.

Названия узлов и деталей на таком чертеже обычно не пишутся. Если по содержанию текста требуется указать отдельные детали, то они нумеруются на чертеже арабскими цифрами (слева направо, по часовой стрелке). Расшифровку этих цифр (позиций) дают либо в тексте по ходу изложения, либо в подписи под чертежом.

Разрезы и сечения на чертежах, а также стрелки, указывающие расположения проекций, обозначают буквами русского алфавита. При этом слова «Сечение» и «Разрез» не пишут.

Таковы самые общие правила использования и оформления схем и чертежей. Однако следует при этом учитывать некоторые раз­личия между схемой и чертежом, логически вытекающие из их сущ­ности.

Схема может изображать не только предметы, вещные объекты, но и процессы, коммуникации, траектории движения и т.п. Ясно, что все это не допускает своего выражения в форме чертежа или такое выражение нерационально.

Но есть класс объектов, которые не могут быть отображены в виде схемы либо которые нерационально отображать в виде схемы, так как она или не дает представления об объекте, или не будет отли­чаться от чертежа.

Таким образом, существуют классы объектов, поддающиеся вы­ражению только в виде схемы, и классы объектов, допускающие свое отображение только в виде чертежа. Между этими граничными клас­сами имеется обширный класс объектов, допускающий свое отобра­жение как в виде схемы, так и в виде чертежа.

Сравнивая информативную емкость схемы и чертежа, легко убе­диться, что в чертеже она значительно большая. Однако качество ин­формации в схеме и чертеже не одинаково. Если схема несет самую существенную, самую важную и определяющую информацию о выра­жаемом объекте, то чертеж наряду с такой информацией содержит и менее существенную, более детальную информацию.

studopedia.net

Схемы и их выполнение

Схема – это документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними.

В современной технике широко используются механические, пневматические, гидравлические электрические устройства. Изучение принципа и последовательности действия таких устройств по чертежам общих видов и сборочным чертежам часто весьма затруднительно. Поэтому кроме чертежей часто составляются специальные схемы, позволяющие значительно быстрее разобраться в принципе и последовательности действия устройств. Схема должна пояснять основные принципы действия и (или) последовательность процессов при работе устройства, механизма, прибора и т.д., и также указывать необходимые данные для проектирования, регулирования, контроля, ремонта и эксплуатации соответствующего изделия.

Разновидности схем.

ГОСТ 2.701–2008 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению» устанавливает виды и типы схем, их обозначение и общие требования к выполнению схем (кроме электрических схем).

Стандартом установлены также термины, используемые в конструкторской документации, и их определения.

Элемент схемы – составная часть схемы, которая выполняет определенную функцию в изделии и не может быть разделена на составные части, имеющие самостоятельное назначение и собственные условные обозначения (резистор, контакт реле, труба, насос, муфта и т.п

Устройство – совокупность элементов, представляющих единую конструкцию (блок питания, плата, механизм, клапан распределительный). Устройство может не иметь в изделии определенного функционального назначения.

Функциональная группа – совокупность элементов, выполняющих в изделии определенную функцию и не объединенных в единую конструкцию (усилитель, модулятор, генератор).

Функциональная часть – элемент, функциональная группа или устройство, выполняющее определенную функцию.

Функциональная цепь – совокупность элементов, функциональных групп и устройств (или совокупность функциональных частей) с линиями взаимосвязей, образующих канал или тракт определенного назначения (канал звука, видеоканал, тракт СВЧ и т.п.).

Линия взаимосвязи – отрезок линии, указывающий на наличие связи между функциональными частями изделия.

Установка – условное наименование объекта в энергетических сооружениях, на которые выпускается схема, например, главные цепи.

Схемы, в зависимости от видов элементов и связей, входящих в состав изделия (установки), подразделяются на следующие виды, которые обозначаются в конструкторских документах прописными буквами русского алфавита:

вакуумные – В, гидравлические – Г, деления – Е, кинематические – К, оптические – О, пневматические – П, комбинированные – С, энергетические – Р, газовые – Х, электрические – Э.

Схемы, в зависимости от основного назначения, подразделяются на следующие типы, которые обозначаются цифрами:

структурные – 1; функциональные – 2; принципиальные – 3; соединений (монтажные) – 4; подключения – 5; общие – 6; расположения –7; объединенные – 0.

Структурная схема – документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи.

Схемы структурные разрабатывают при проектировании изделий (установок) на стадиях, предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими для общего ознакомления с изделием (установкой).

Функциональные части изображают на схеме в виде прямоугольников или иных плоских фигур с вписанными в них обозначениями типов элементов. Ход процессов, происходящих в изделии, поясняют линиями взаимосвязи со стрелками.

Функциональная схема – документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом. Функциональные части между ними на схеме изображают в виде условных графических обозначений. Отдельные функциональные группы допускается изображать в виде прямоугольников. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности процессов, иллюстрируемых схемой.

Схемами функциональными пользуются для изучения принципов работы изделий (установок), а также при их накладке, контроле и ремонте.

Принципиальная схема (полная) – документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и, как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы изделия (установки).

Схемами принципиальными пользуются для изучения принципов работы изделий (установок), а также при их наладке, контроле и ремонте. Они служат основанием для разработки других конструкторских документов, например схем соединений (монтажных) и чертежей.

Схема соединений (монтажная) – документ, показывающий соединения составных частей изделия (установки) и определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъемы, платы, зажимы и т.п.).

Схемами соединений (монтажными) пользуются при разработке других конструкторских документов, в первую очередь, чертежей, определяющих прокладку и способы крепления проводов, жгутов, кабелей или трубопроводов в изделии (установке), а также для осуществления присоединений и при контроле, эксплуатации и ремонте изделий (установок).

Схема подключения – документ, показывающий внешние подключения изделия. Изделие на схеме изображают в виде прямоугольника, а его входные и выходные элементы – в виде условных графических обозначений. На схеме должны быть указаны позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия.

Схемами подключения пользуются при разработке других конструкторских документов, а также для осуществления подключений изделий и при их эксплуатации.

.

studfiles.net

Блок-схемы алгоритмов. ГОСТ. Примеры — Блог программиста

Схема — это абстракция какого-либо процесса или системы, наглядно отображающая наиболее значимые части. Схемы широко применяются с древних времен до настоящего времени — чертежи древних пирамид, карты земель, принципиальные электрические схемы. Очевидно, древние мореплаватели хотели обмениваться картами и поэтому выработали единую систему обозначений и правил их выполнения. Аналогичные соглашения выработаны для изображения схем-алгоритмов и закреплены ГОСТ и международными стандартами.

На территории Российской Федерации действует единая система программной документации (ЕСПД), частью которой является Государственный стандарт — ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов программ, данных и систем» [1]. Не смотря на то, что описанные в стандарте обозначения могут использоваться для изображения схем ресурсов системы, схем взаимодействия программ и т.п., в настоящей статье описана лишь разработка схем алгоритмов программ.

Рассматриваемый ГОСТ практически полностью соответствует международному стандарту ISO 5807:1985.

Содержание:

1. Элементы блок-схем алгоритмов
2. Примеры блок-схем
3. Нужны ли блок-схемы? Альтернативы

Элементы блок-схем алгоритмов

Блок-схема представляет собой совокупность символов, соответствующих этапам работы алгоритма и соединяющих их линий. Пунктирная линия используется для соединения символа с комментарием. Сплошная линия отражает зависимости по управлению между символами и может снабжаться стрелкой. Стрелку можно не указывать при направлении дуги слева направо и сверху вниз. Согласно п. 4.2.4, линии должны подходить к символу слева, либо сверху, а исходить снизу, либо справа.

Есть и другие типы линий, используемые, например, для изображения блок-схем параллельных алгоритмов, но в текущей статье они, как и ряд специфических символов, не рассматриваются. Рассмотрены лишь основные символы, которых всегда достаточно студентам.

Терминатор начала и конца работы функции	Терминатором начинается и заканчивается любая функция. Тип возвращаемого значения и аргументов функции обычно указывается в комментариях к блоку терминатора.
Операции ввода и вывода данных	В ГОСТ определено множество символов ввода/вывода, например вывод на магнитные ленты, дисплеи и т.п. Если источник данных не принципиален, обычно используется символ параллелограмма. Подробности ввода/вывода могут быть указаны в комментариях.
Выполнение операций над данными	В блоке операций обычно размещают одно или несколько (ГОСТ не запрещает) операций присваивания, не требующих вызова внешних функций.
Блок, иллюстрирующий ветвление алгоритма	Блок в виде ромба имеет один вход и несколько подписанных выходов. В случае, если блок имеет 2 выхода (соответствует оператору ветвления), на них подписывается результат сравнения — «да/нет». Если из блока выходит большее число линий (оператор выбора), внутри него записывается имя переменной, а на выходящих дугах — значения этой переменной.
Вызов внешней процедуры	Вызов внешних процедур и функций помещается в прямоугольник с дополнительными вертикальными линиями.
Начало и конец цикла	Символы начала и конца цикла содержат имя и условие. Условие может отсутствовать в одном из символов пары. Расположение условия, определяет тип оператора, соответствующего символам на языке высокого уровня — оператор с предусловием (while) или постусловием (do … while).
Подготовка данных	Символ «подготовка данных» в произвольной форме (в ГОСТ нет ни пояснений, ни примеров), задает входные значения. Используется обычно для задания циклов со счетчиком.
Соединитель	В случае, если блок-схема не умещается на лист, используется символ соединителя, отражающий переход потока управления между листами. Символ может использоваться и на одном листе, если по каким-либо причинам тянуть линию не удобно.
Комментарий	Комментарий может быть соединен как с одним блоком, так и группой. Группа блоков выделяется на схеме пунктирной линией.

Примеры блок-схем

В качестве примеров, построены блок-схемы очень простых алгоритмов сортировки, при этом акцент сделан на различные реализации циклов, т.к. у студенты делают наибольшее число ошибок именно в этой части.

Сортировка вставками

Массив в алгоритме сортировки вставками разделяется на отсортированную и еще не обработанную части. Изначально отсортированная часть состоит из одного элемента, и постепенно увеличивается.

На каждом шаге алгоритма выбирается первый элемент необработанной части массива и вставляется в отсортированную так, чтобы в ней сохранялся требуемый порядок следования элементов. Вставка может выполняться как в конец массива, так и в середину. При вставке в середину необходимо сдвинуть все элементы, расположенные «правее» позиции вставки на один элемент вправо. В алгоритме используется два цикла — в первом выбираются элементы необработанной части, а во втором осуществляется вставка.

Блок-схема алгоритма сортировки вставками

В приведенной блок-схеме для организации цикла используется символ ветвления. В главном цикле (i < n) перебираются элементы необработанной части массива. Если все элементы обработаны — алгоритм завершает работу, в противном случае выполняется поиск позиции для вставки i-того элемента. Искомая позиция будет сохранена в переменной j в результате выполнения внутреннего цикла, осуществляющем сдвиг элементов до тех пор, пока не будет найден элемент, значение которого меньше i-того.

На блок-схеме показано каким образом может использоваться символ перехода — его можно использовать не только для соединения частей схем, размещенных на разных листах, но и для сокращения количества линий. В ряде случаев это позволяет избежать пересечения линий и упрощает восприятие алгоритма.

Сортировка пузырьком

Сортировка пузырьком, как и сортировка вставками, использует два цикла. Во вложенном цикле выполняется попарное сравнение элементов и, в случае нарушения порядка их следования, перестановка. В результате выполнения одной итерации внутреннего цикла, максимальный элемент гарантированно будет смещен в конец массива. Внешний цикл выполняется до тех пор, пока весь массив не будет отсортирован.

Блок-схема алгоритма сортировки пузырьком

На блок-схеме показано использование символов начала и конца цикла. Условие внешнего цикла (А) проверяется в конце (с постусловием), он работает до тех пор, пока переменная hasSwapped имеет значение true. Внутренний цикл использует предусловие для перебора пар сравниваемых элементов. В случае, если элементы расположены в неправильном порядке, выполняется их перестановка посредством вызова внешней процедуры (swap). Для того, чтобы было понятно назначение внешней процедуры и порядок следования ее аргументов, необходимо писать комментарии. В случае, если функция возвращает значение, комментарий может быть написан к символу терминатору конца.

Сортировка выбором

В сортировке выбором массив разделяется на отсортированную и необработанную части. Изначально отсортированная часть пустая, но постепенно она увеличивается. Алгоритм производит поиск минимального элемента необработанной части и меняет его местами с первым элементом той же части, после чего считается, что первый элемент обработан (отсортированная часть увеличивается).

Блок-схема сортировки выбором

На блок-схеме приведен пример использования блока «подготовка», а также показано, что в ряде случаев можно описывать алгоритм более «укрупнённо» (не вдаваясь в детали). К сортировке выбором не имеют отношения детали реализации поиска индекса минимального элемента массива, поэтому они могут быть описаны символом вызова внешней процедуры. Если блок-схема алгоритма внешней процедуры отсутствует, не помешает написать к символу вызова комментарий, исключением могут быть функции с говорящими названиями типа swap, sort, … .

На блоге можно найти другие примеры блок-схем:

Часть студентов традиционно пытается рисовать блок-схемы в Microsoft Word, но это оказывается сложно и не удобно. Например, в MS Word нет стандартного блока для терминатора начала и конца алгоритма (прямоугольник со скругленными краями, а не овал). Наиболее удобными, на мой взгляд, являются утилиты MS Visio и yEd [5], обе они позволяют гораздо больше, чем строить блок-схемы (например рисовать диаграммы UML), но первая является платной и работает только под Windows, вторая бесплатная и кроссплатфомренная. Все блок-схемы в этой статье выполнены с использованием yEd.

Нужны ли блок-схемы? Альтернативы

Частные конторы никакие блок-схемы не используют, в книжках по алгоритмам [6] вместо них применяют словесное описание (псевдокод) как более краткую форму. Возможно блок-схемы применяют на государственных предприятиях, которые должны оформлять документацию согласно требованиям ЕСПД, но есть сомнения — даже для регистрации программы в Государственном реестре программ для ЭВМ никаких блок-схем не требуется.

Тем не менее, рисовать блок-схемы заставляют школьников (примеры из учебников ГОСТ не соответствуют) — выносят вопросы на государственные экзамены (ГИА и ЕГЭ), студентов — перед защитой диплом сдается на нормоконтроль, где проверяется соответствие схем стандартам.

Разработка блок-схем выполняется на этапах проектирования и документирования, согласно каскадной модели разработки ПО, которая сейчас почти не применяется, т.к. сопровождается большими рисками, связанными с ошибками на этапах проектирования.

Появляются подозрения, что система образования прогнила и отстала лет на 20, однако аналогичная проблема наблюдается и за рубежом. Международный стандарт ISO 5807:1985 мало чем отличается от ГОСТ 19.701-90, более нового стандарта за рубежом нет. Там же производится множество программ для выполнения этих самых схем — Dia, MS Visio, yEd, …, а значит списывать их не собираются. Вместо блок-схем иногда применяют диаграммы деятельности UML [6], однако удобнее они оказываются, разве что при изображении параллельных алгоритмов.

Периодически поднимается вопрос о том, что ни блок-схемы, ни UML не нужны, да и документация тоже не нужна. Об этом твердят программисты, придерживающиеся методологии экстремального программирования (XP) [7], ходя даже в их кругу нет единого мнения.

В ряде случаев, программирование невозможно без рисования блок-схем, т.к. это один процесс — существуют визуальные языки программирования, такие как ДРАКОН [8], кроме того, блок-схемы используются для верификации алгоритмов (формального доказательства их корректности) методом индуктивных утверждений Флойда [9].

В общем, единого мнения нет. Очевидно, есть области, в которых без чего-то типа блок-схем обойтись нельзя, но более гибкой альтернативы нет. Для формальной верификации необходимо рисовать подробные блок-схемы, но для проектирования и документирования такие схемы не нужны — я считаю разумным утверждение экстремальных программистов о том, что нужно рисовать лишь те схемы, которые помогают в работе и не требуют больших усилий для поддержания в актуальном состоянии [10].

Список использованных источников:

1. ГОСТ 19.701–90 (ИСО 5807–85) «Единая система программной документа­ции».
2. Алгоритм. Свойства алгоритма \ https://pro-prof.com/archives/578
3. Алгоритмы сортировки слиянием и быстрой сортировки \ https://pro-prof.com/archives/813
4. yEd Graph Editor \ https://www.yworks.com/products/yed
5. Книги: алгоритмы \ https://pro-prof.com/books-algorithms
6. Рамбо Дж., Якобсон А., Буч Г. UML: специальный справочник. -СПб.: Питер, 2002. -656 с.
7. Кент Бек Экстремальное программирование: разработка через тестирование – СПб.: Питер – 2003
8. Визуальный язык ДРАКОН \ https://drakon.su/
9. Шилов Н.В. Верификация шаблонов алгоритмов для метода отката и метода ветвей и границ. Моделирование и анализ информационных систем, ISSN 1818 – 1015, т.18, №4, 2011
10. Брукс Ф., Мифический человеко — месяц или как создаются программные системы. СПб. Символ Плюс, 1999 — 304 с. ил.

pro-prof.com

2.2 Таблица составных частей изделия чертежей и схем

Изображённые на чертеже (схеме) составные части (элементы) вносят в перечень составных частей (элементов) на первом листе чертежа (схемы) или оформляют перечень в виде самостоятельного документа на листах формата А4. Предпочтительнее таблицу с перечнем составных частей (элементов) располагать на листе чертежа (образец показан в приложении). Рекомендуемая форма таблицы показана на рисунке 6.

Рисунок 6

Перечень таблицы составных частей (элементов) на листе чертежа (схемы) располагают над основной надписью. Расстояние от основной надписи до нижней строки перечня не менее 20мм. Продолжение перечня составных частей (элементов), при необходимости, размещают слева от основной надписи с повторением головки таблицы. Расстояние между таблицами min 5мм. Пример показан на рисунке 7.

Рисунок 7

Для сборочных чертежей и чертежей общего вида рекомендуется выполнять спецификацию (рисунок 8) , в том случае если выполняется деталировка этого чертежа. Если деталировка не выполняется, рекомендуется применять таблицу перечня составных частей изделия показанную на рисунке 6. Спецификацию можно располагать над основной надписью на листе чертежа, а можно на отдельном листе формата А4.

Рисунок 8 – Спецификация

2.3 Общие требования выполнения схем (гост 2.701-84)и чертежей

Схемы выполняют без соблюдения масштаба и действительного пространственного расположения составных частей изделия.

На схемах, как правило, используют стандартные условные графические обозначения. Если необходимо использовать нестандартизованные обозначения некоторых элементов, то на схеме делают соответствующие пояснения (на листе схемы размещают «Условные обозначения»).

На схемах допускается помещать различные технические данные, характеризующие схему в целом и отдельные ее элементы. Эти сведения помещают либо около графических обозначений, либо на свободном поле схемы, как правило, над основной надписью.

2.3.1 Кинематические схемы

На принципиальной кинематической схеме изображают:

валы, оси, стержни, шатуны, кривошипы и т.д. – сплошными основными линиями толщиной S;

зубчатые колёса, червяки, шкивы, кулачки и иные элементы в виде упрощённых внешних очертаний – сплошными линиями толщиной — S/3;

кинематические связи между сопряжёнными парами звеньев, вычерчиваются раздельно, — штриховыми линиями толщиной S/2;

кинематические связи между элементами или между ними и источником движения через немеханические энергетические участки — двойными штриховыми линиями толщиной S/2.

2.3.2 Гидравлические, пневматические и вакуумные схемы

На схеме соединений помимо гидравлических, пневматических или вакуумных элементов и устройств показывают трубопроводы и элементы трубопроводов. Элементы и устройства изображают в виде упрощённых внешних очертаний сплошными тонкими линиями, а трубопроводы – сплошными основными линиями.

На линиях связи помечают направления потоков рабочей среды. Линии связи с различной рабочей средой или различного назначения выполняют линиями разного начертания или вводят цифровые обозначения в разрывах линий связи с последующей расшифровкой этих знаков на поле схемы.

Порядковые номера элементов надписывают арабскими цифрами справа или сверху в соответствии с последовательностью расположения элементов и устройств на схеме в направлении сверху вниз и слева направо.

2.3.3 Электрические схемы

Электрические элементы на схеме изображают условными графическими обозна­чениями, в размерах, установленных в стандартах на условные графические обозначения .

Графические обозначения следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связи.

При выполнении иллюстративных схем на больших форматах можно все условные графические обозначения пропорционально увеличивать по сравнению с приведёнными в стандартах.

2.3.4 Чертежи

На чертежах применяют условные обозначения установленные в государственных стандартах (рисунок 9, 10).

Допускается применять условные обозначения, не предусмотренные в государственных стандартах. В этих случаях условные обозначения разъясняют на поле чертежа («Условные обозначения»).

Рисунок 9 — Образец выполнения чертежа

Рисунок 10 — Образец выполнения чертежа

2.3.5 Строительные чертежи

Планы этажей выполняют в масштабах, предусмотренных ГОСТ 21.501—80 (рисунок 10, 11).

На планах этажей, видах и развертках внутренних поверхностей стен и их фрагментах указывают:

координационные оси здания, расстояния между ними и крайними осями;

подъемно-транспортное оборудование;

мебель;

элементы монументально-декоративного оформления.

Рисунок 11 — Образец выполнения чертежа

studfiles.net