14. Структурная, функциональная, принципиальная и монтажная схемы.
Звенья на схеме изображаютв виде прямоугольников или условных графических обозначений, которые соединяются линиями взаимосвязи. Эти линии стоит обозначать стрелками для указания направления хода процессов между звеньями.Каждое звено изделия на схеме должно иметь наименование или обозначение. Наименование может бытьв форме условного обозначения и описывать тип элемента. В структурной схеме допускается использование дополнительных графиков, диаграмм и таблиц, а также можно указывать параметры и характеристики. Структурная схема должна давать представление о взаимодействии звеньев изделия.
Элементы функциональной структуры
В данном разделе указывается состав функциональной структуры системы, приводится перечень подсистем в соответствии с техническим заданием на ее создание.
В составе Системы выделяются следующие функциональные подсистемы:
- подсистема сбора, обработки и загрузки данных — предназначена для реализации процессов сбора данных из систем источников, приведения указанных данных к виду, необходимому для наполнения подсистемы хранения данных;
- подсистема хранения данных — предназначена для хранения данных в структурах, нацеленных на принятие решений;
- подсистема формирование и визуализации отчетности — предназначена для формирования бизнес-ориентированных витрин данных и отчетности.
Принципы построения функциональной схемы
Функциональная схема дает понять, что происходитв отдельных узлах устройства, объясняет принцип его работы. Функциональные части устройства и связи между ними обозначаютс виде специальных графических условных обозначений. Отдельные функциональные части допускается изображатьв виде прямоугольников.Если устройство или звено изображенов виде прямоугольника, то должен быть указан его тип и документ, на основании которого это устройство используется.
Каждому элементу функциональной схемы должно быть присвоено условное обозначение. Рекомендуется указывать технические характеристики каждой функциональной части устройства. Для каждой группы функциональных элементов должно быть указано обозначение, присвоенное ей на схеме, или ее наименование.
На функциональной схеме допускается изображение дополнительных графиков, диаграмм, таблиц, определяющих последовательность проходящих в устройстве процессов по времени, а также указание характеристик отдельных элементов и точек (напряжение, сила тока, импульсы и т.д.).
Схемы электрические. Типы схем
Привет Хабр! Чаще в статьях приводят вместо электрических схем красочные картинки, из-за этого возникают споры в комментариях. В связи с этим, решил написать небольшую статью-ликбез по типам электрических схем, классифицируемых в Единой системе конструкторской документации (ЕСКД)
. На протяжении всей статьи буду опираться на ЕСКД. Рассмотрим
ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению
. Данный ГОСТ вводит понятия:
- вид схемы
— классификационная группировка схем, выделяемая по признакам принципа действия, состава изделия и связей между его составными частями; - тип схемы
— классификационная группировка, выделяемая по признаку их основного назначения.
Сразу договоримся, что вид схем у нас будет единственный — схема электрическая (Э)
. Разберемся какие типы схем описаны в данном ГОСТе.
| Тип схемы | Определение | Код типа схемы |
| Схема структурная | Документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи | 1 |
| Схема функциональная | Документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом | 2 |
| Схема принципиальная (полная) | Документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и, как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы изделия (установки) | 3 |
| 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.) | 4 |
| Схема подключения | Документ, показывающий внешние подключения изделия | 5 |
| Схема общая | Документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации | 6 |
| Схема расположения | Документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей), трубопроводов, световодов и т.п. | 7 |
| Схема объединенная | Документ, содержащий элементы различных типов схем одного вида | 0 |
| Примечание — Наименования типов схем, указанные в скобках, устанавливают для электрических схем энергетических сооружений. | ||
Далее рассмотрим каждый тип схем более подробно применительно для электрических схем. Основной документ:
ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем
. Так, что же такое и с чем «едят» эти схемы электрические? Нам даст ответ ГОСТ 2.702-2011:
Схема электрическая
— документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи
.
Схемы электрические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:
Схема электрическая структурная (Э1)
На структурной схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними. Графическое построение схемы должно обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии. Пример схемы электрической структурной:
Схема электрическая функциональная (Э2)
На функциональной схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы), участвующие в процессе, иллюстрируемом схемой, и связи между этими частями. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности процессов, иллюстрируемых схемой. Пример схемы электрической функциональной:
Схема электрическая принципиальная (полная) (Э3)
На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии установленных электрических процессов, все электрические взаимосвязи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.д.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи. На схеме допускается изображать соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые в изделии по конструктивным соображениям. Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении. Пример схемы электрической принципиальной:
Схема электрическая соединений (монтажная) (Э4)
На схеме соединений следует изображать все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.д.), а также соединения между этими устройствами и элементами. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии. Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов должно примерно соответствовать их действительному размещению в устройстве или элементе. Пример схемы электрической соединений:
Схема электрическая подключения (Э5)
На схеме подключения должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т.д.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) внешнего монтажа, около которых помещают данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей и (или) адреса). Размещение изображений входных и выходных элементов внутри графического обозначения изделия должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. На схеме следует указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия. Пример схемы электрической подключений:
Схема электрическая общая (Э6)
На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), соединяющие эти устройства и элементы. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии. Пример схемы электрической общей:
Схема электрическая расположения (Э7)
На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости связи между ними — конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены. Пример схемы электрической расположения:
Схема электрическая объединенная (Э0)
На данном виде схем изображают различные типы, которые объединяются между собой на одном чертеже. Пример схемы электрической объединенной:
Это моя первая статья на Хабре не судите строго.
Исключение элементов
Графы часто изображают обобщенно, пропуская при этом несущественные шаги и детали. В таких случаях может оказаться, что от состояния нескольких разных подсистем будет зависеть тот путь, по которому пойдет командная функция. Условие, при выполнении которого произойдет такой переход, как правило, указывают рядом с дугой (стрелкой). В этом случае функциональная схема показывает, что в устройстве присутствуют два элемента. Ими являются блоки проверки и исполнения операций. Управление при этом будет переходить из одной подсистемы в другую согласно стрелкам. В устройстве могут присутствовать и иные компоненты. Однако функциональная схема их не отображает. Они именуются средой. Эти подсистемы никогда не получат управления, что и обуславливает их отсутствие на графе.
Функции и задачи подсистем Системы
Для каждой подсистемы приводится перечень выполняемых ею функций и задач. Перечень функций и задач берется из раздела «Требования к функциям, выполняемым системой» технического задания.
Подсистема сбора, обработки и загрузки данных
| Функция | Задача |
| Управляет процессами сбора, обработки и загрузки данных | Создание, редактирование и удаление процессов сбора, обработки и загрузки данных |
| Формирование последовательности выполнения процессов сбора, обработки и загрузки данных (регламентов загрузки данных) | |
| Определение и изменение расписания процессов сбора, обработки и загрузки данных | |
| Выполнение процессов сбора, обработки и загрузки данных из источников в ХД | Запуск процедур сбора данных из систем источников, загрузка данных в область временного, постоянного хранения |
| Обработка и преобразование извлечённых данных | |
| Поддержка медленно меняющихся измерений | |
| Протоколирует результаты сбора, обработки и загрузки данных | Ведение журналов результатов сбора, обработки и загрузки данных |
| Оперативное извещение пользователей о всех нештатных ситуациях в процессе работы подсистемы |
Подсистема хранения данных
| Функция | Задача |
| Создание и сопровождение структуры базы данных | Поддержка (разработка, модификация) модели ХД |
| Создание таблиц, представлений, материализованных представлений, последовательностей, табличных пространств, функций, пакетов, триггеров | |
| Запись, хранения и модификация данных | Выполнение операций в терминах языка SQL (Insert, Update, Delete) |
| Сохранение значений ранее загруженных данных в случае их изменения | |
| Архивирование малоиспользуемой информации | |
| Резервное копирование данных | Осуществление полного холодного копирования |
| Осуществление логического копирования | |
| Осуществление инкрементального резервного копирования | |
| Предоставление данных | Выполнение операции предоставления данных в терминах языка SQL (Select) |
| Протоколирование результатов работы подсистемы | Ведение журналов событий СУБД |
| Оперативное извещение администратора СУБД о всех нештатных ситуациях |
Подсистема формирования и визуализации отчетности
| Функция | Задача |
| Создание и сопровождение логического представления информации | Создание логического представления информации в виде бизнес описания хранящихся данных |
| Модификация логического представления информации | |
| Создание и сопровождение запросов и отчетности | Создание шаблонов запросов данных |
| Настройка табличных форм и графиков анализа данных | |
| Предоставление отчетности и инструментов анализа данных | Предоставление возможности проведения математических операций над показателями |
| Предоставление возможности выполнения групповых операции над данными (SUM, MIN, MAX и др.) в режиме реального времени | |
| Визуализация преднастроенной OLAP отчетности в табличном и графическом видах |
Линейная схема
Для неё характерным является наличие вертикального типа связей. Имеется высший руководитель, который управляет линейными. Они, в свою очередь, отдают приказы исполнителям. Конечно, структура может быть значительно усложнена. Так, можно добавить отдельные функциональные подразделения. Но это характерно для больших компаний. Линейная структура строится на базе выделения и передачи функций конкретным людям или подразделениям. Структурные схемы управления такого типа просты и позволяют конкретизировать обязанности, но требуют наличия квалификации.
Противоречия
При построении функциональной системы важно обратить внимание на разъяснение ряда моментов. В процессе изображения могут выявиться некоторые противоречия, которые, однако, можно снять соответствующими пояснениями. В действительности, например, когда говорят, что собака вертит хвостом, бежит, лает, имеют в виду множество различных конкретных состояний животного. Однако здесь есть некоторое противоречие. Под состоянием принято понимать нечто статичное. Действие же — явление динамичное. Оно выступает в большей степени как смена состояний. Если, например, на фото хвост собаки находится в плоскости симметрии, это еще не означает, что в действительности он застыл в неподвижности. Животное может им и вертеть, а на снимке запечатлен только один момент — статичное состояние. Данное противоречие можно снять соответствующим замечанием. Можно пояснить, что в состояние включаются не только такие категории, как «положение», но и такие, как «скорость», «ускорение» и так далее. В рассматриваемом примере с собакой в описание состояния включается указание на напряженность мышц хвоста, возбужденность нейронов, которыми осуществляется регулирование положения мускулатуры.
Организационная структура предприятия
Её особенность заключается в том, что она должна уметь адаптироваться к изменениям, которые происходят во внешней среде. Необходимо понимать, что организационной структурой предприятия называют совокупность звеньев (подразделений) и связей между ними. На её формирование оказывают влияние такие факторы:
- Сфера деятельности.
- Тип, номенклатура и ассортимент выпускаемой продукции.
- Организационно-правовая форма функционирования предприятия.
- Масштабы компании (исчисляются в объеме производства, численности персонала, денежном доходе).
- Рынки сбыта, на которых функционирует или куда выходит предприятие при совершении своей хозяйственной деятельности.
- Технологии, что применяются при производственном процессе.
- Информационные потоки, что циркулируют внутри фирмы и за её рамками.
- Степень обеспеченности ресурсами для производства.
Выполнение действия
Разъясняя функциональную схему, можно отойти еще дальше от структурного изображения. Передача операции по выработке команд в некоторый элемент означает его активацию. Другими словами, выполняется то действие, для которого предназначается эта подсистема. Однако не всегда известно, какой именно элемент отвечает за наблюдаемое состояние. В этом случае вершины графа будут отождествляться непосредственно с самим действием. Другие элементы будут показывать переход от одного состояния в другое. Под действием как таковым следует понимать обобщенное состояние. Это возвращает к первому, абстрактному определению схемы функциональной структуры.
Как производится построение?
Структуры обычно разрабатываются сверху вниз. То есть сначала выделяют цель и конечный результат, а потом их разбирают на отдельные части, из которых схема будет состоять. В виде списка этапы проектирования можно представить таким образом:
- Объект разделяется по горизонтали на широкие функциональные блоки.
- Устанавливается соотношение прав и возможностей влияния.
- Определяются обязанности каждого субъекта.
Чтобы закрепить знания, предлагаем рассмотреть структурные схемы организации. Мы рассмотрим также то, как она управляется.
Как отличить структурную схему от функциональной
Схема — это чертеж или изображение, описывающее основную идею какого-либо устройства или сооружения. Может выполняться без соблюдения масштаба и условных обозначений. В конструкторской документации описывает составные части изделия, соединения между ними.
Структурная схема
Структурная схема дает общее представление о принципе действия устройства. На ней изображена совокупность звеньев объекта, связь между ними. Каждое звено является частью объекта и отвечает за какую-то элементарную функцию.
Принципы построения структурной схемы
Звенья на схеме изображаютв виде прямоугольников или условных графических обозначений, которые соединяются линиями взаимосвязи. Эти линии стоит обозначать стрелками для указания направления хода процессов между звеньями.Каждое звено изделия на схеме должно иметь наименование или обозначение.
Наименование может бытьв форме условного обозначения и описывать тип элемента. В структурной схеме допускается использование дополнительных графиков, диаграмм и таблиц, а также можно указывать параметры и характеристики. Структурная схема должна давать представление о взаимодействии звеньев изделия.
Принципы построения функциональной схемы
Функциональная схема дает понять, что происходитв отдельных узлах устройства, объясняет принцип его работы. Функциональные части устройства и связи между ними обозначаютс виде специальных графических условных обозначений. Отдельные функциональные части допускается изображатьв виде прямоугольников.Если устройство или звено изображенов виде прямоугольника, то должен быть указан его тип и документ, на основании которого это устройство используется.
Каждому элементу функциональной схемы должно быть присвоено условное обозначение. Рекомендуется указывать технические характеристики каждой функциональной части устройства. Для каждой группы функциональных элементов должно быть указано обозначение, присвоенное ей на схеме, или ее наименование.
На функциональной схеме допускается изображение дополнительных графиков, диаграмм, таблиц, определяющих последовательность проходящих в устройстве процессов по времени, а также указание характеристик отдельных элементов и точек (напряжение, сила тока, импульсы и т.д.).
Структурная и функциональная схемы: структурные схемы пакетов программ, программного комплекса, программной системы; функциональная схема-схема данных, основные обозначения по гост 19.701-90.
структуры, т. е. определения структурных компонентов и связей между ними. Результат уточнения структуры может быть представлен в виде структурной и/или функциональной схем и описания (спецификаций) компонентов.
Структурная схема разрабатываемого программного обеспечения. Структурной называют схему, отражающую состав и взаимодействие по управлению частей разрабатываемого программного обеспечения.
Структурные схемы пакетов программ не информативны, поскольку организация программ в пакеты не предусматривает передачи управления между ними. Поэтому структурные схемы разрабатывают для каждой программы пакета, а список программ пакета определяют, анализируя функции, указанные в техническом задании.
Самый простой вид программного обеспечения — программа, которая в качестве структурных компонентов может включать только подпрограммы и библиотеки ресурсов. Разработку структурной схемы программы обычно выполняют методом пошаговой детализации.
Структурными компонентами программной системы или программного комплекса могут служить программы, подсистемы, базы данных, библиотеки ресурсов и т. п.
Структурная схема п р о г р а м м н о г о к о м п л е к с а демонстрирует передачу управления от программы-диспетчера соответствующей программе.
Структурная схема п р о г р а м м н о й с и с т е м ы, как правило, показывает наличие подсистем или других структурных компонентов. В отличие от программного комплекса отдельные части (подсистемы) программной системы интенсивно обмениваются данными между собой и, возможно, с основной программой. Структурная же схема программной системы этого обычно не показывает.
Более полное представление о проектируемом программном обеспечении с точки зрения взаимодействия его компонентов между собой и с внешней средой дает функциональная схема.
Функциональная схема. Функциональная схема или схема данных (ГОСТ 19.701-90) – схема взаимодействия компонентов программного обеспечения с описанием информационных потоков, состава данных в потоках и указанием используемых файлов и устройств. Для изображения функциональных схем используют специальные обозначения, установленные стандартом.
Функциональные схемы, более информативны, чем структурные. Все компоненты структурных и функциональных схем должны быть описаны. При структурном подходе особенно тщательно необходимо прорабатывать спецификации межпрограммных интерфейсов, так как от качества их описания зависит количество самых дорогостоящих ошибок. К самым дорогим относятся ошибки, обнаруживаемые при комплексном тестировании, так как для их устранения могут потребоваться серьезные изменения уже отлаженных текстов.
Проектирование структуры программного обеспечения с использованием метода пошаговой детализации: основное правило и рекомендации по применению.
Структурный подход к программированию в том виде, в котором он был сформулирован в 70-х годах XX в., предлагал осуществлять декомпозицию программ методом пошаговой детализации.
Результатом декомпозиции является структурная схема программы, которая представляет собой многоуровневую иерархическую схему взаимодействия подпрограмм по управлению.
Минимально такая схема отображает два уровня иерархии, т. е. показывает общую структуру программы. Однако тот же метод позволяет получить структурные схемы с большим количеством уровней.
Метод пошаговой детализации реализует нисходящий подход и базируется на основных конструкциях структурного программирования. Он предполагает пошаговую разработку алгоритма. Каждый шаг при этом включает разложение функции на подфункции. Так на первом этапе описывают решение поставленной задачи, выделяя общие подзадачи, на следующем аналогично описывают решение подзадач, формулируя при этом
подзадачи следующего уровня. Таким образом, на каждом шаге происходит уточнение функций проектируемого программного обеспечения. Процесс продолжают, пока не доходят до подзадач, алгоритмы решения которых очевидны.
Декомпозируя программу методом пошаговой детализации, следует придерживаться основного правила структурной декомпозиции, следующего из принципа вертикального управления: в первую очередь детализировать управляющие процессы декомпозируемого компонента, оставляя уточнение операций с данными напоследок. Это связано с тем, что приоритетная детализация управляющих процессов существенно упрощает структуру компонентов всех уровней иерархии и позволяет не отделять процесс принятия решения от его выполнения: так, определив условие выбора некоторой альтернативы, сразу же вызывают модуль, ее реализующий.
Детализация операций со структурами в последнюю очередь позволит отложить уточнение их спецификаций и обеспечит возможность относительно безболезненной модификации этих структур за счет сокращения количества модулей, зависящих от этих данных.
Кроме этого, целесообразно придерживаться следующих рекомендаций:
• не отделять операции инициализации и завершения от соответствующей обработки, так как модули инициализации и завершения имеют плохую связность (временную) и сильное сцепление(по управлению);
• не проектировать слишком специализированных или слишком универсальных модулей, так как проектирование излишне специальных модулей увеличивает их количество, а проектирование излишне универсальных модулей повышает их сложность;
• избегать дублирования действий в различных модулях, так как при их изменении исправления придется вносить во все фрагменты программы, где они выполняются — в этом случае целесообразно просто реализовать эти действия в отдельном модуле;
• группировать сообщения об ошибках в один модуль по типу библиотеки ресурсов, тогда будет легче согласовать формулировки, избежать дублирования сообщений, а также перевести сообщения на другой язык.
При этом, описывая решение каждой задачи, желательно использовать не более 1—2-х структурных управляющих конструкций, таких, как цикл-пока или ветвление, что позволяет четче представить себе структуру организуемого вычислительного процесса.
Использование метода пошаговой детализации обеспечивает высокий уровень технологичности разрабатываемого программного обеспечения, так как он позволяет использовать только структурные способы передачи управления.
Разбиение на модули при данном виде проектирования выполняется эвристически, исходя из рекомендуемых размеров модулей (20-60 строк) и сложности структуры (две-три вложенных управляющих конструкции). В принципе в качестве модуля (подпрограммы) можно реализовать решение подзадач, сформулированных на любом шаге процесса детализации, однако
определяющую роль при разбиении программы на модули играют принципы обеспечения технологичности модулей.
Как отличить структурную схему от функциональной
Структурная схема дает общее представление о принципе действия устройства. На ней изображена совокупность звеньев объекта, связь между ними. Каждое звено является частью объекта и отвечает за какую-то элементарную функцию.
Принципы построения структурной схемы
Наименование может быть в форме условного обозначения и описывать тип элемента. В структурной схеме допускается использование дополнительных графиков, диаграмм и таблиц, а также можно указывать параметры и характеристики. Структурная схема должна давать представление о взаимодействии звеньев изделия.
Принципы построения функциональной схемы
Функциональная схема дает понять, что происходит в отдельных узлах устройства, объясняет принцип его работы. Функциональные части устройства и связи между ними обозначают с виде специальных графических условных обозначений. Отдельные функциональные части допускается изображать в виде прямоугольников. Если устройство или звено изображено в виде прямоугольника, то должен быть указан его тип и документ, на основании которого это устройство используется.
Каждому элементу функциональной схемы должно быть присвоено условное обозначение. Рекомендуется указывать технические характеристики каждой функциональной части устройства. Для каждой группы функциональных элементов должно быть указано обозначение, присвоенное ей на схеме, или ее наименование.
На функциональной схеме допускается изображение дополнительных графиков, диаграмм, таблиц, определяющих последовательность проходящих в устройстве процессов по времени, а также указание характеристик отдельных элементов и точек (напряжение, сила тока, импульсы и т.д.).