Blokinė schema yra vizualinis ir grafinis proceso, sistemos ar algoritmo vaizdas. Jis naudojamas nuosekliai iliustruoti proceso veiksmus ir sprendimus, leidžiant aiškiai ir glaustai jį suprasti. Šios diagramos sudarytos iš standartinių simbolių ir rodyklių, nurodančių žingsnių ir sprendimų seką, todėl jas lengva suprasti tiek technikos specialistams, tiek žmonėms, neturintiems patirties šioje srityje.
Blokinės schemos plačiai naudojamos įvairiose srityse, įskaitant programavimą, inžineriją, projektų valdymą ir verslo procesų dokumentaciją. Sistemos blokinė schema - tai supaprastintas grafinis vaizdas, kuris parodo pagrindinius sistemos komponentus ir jų tarpusavio ryšius. Ši schema padeda suprasti, kaip informacija ir energija teka per sistemą, ir kaip atskiri komponentai veikia kartu, kad pasiektų bendrą tikslą.
Blokinės schemos plačiai naudojamos įvairiose srityse, įskaitant kompiuterių inžineriją, programavimą, elektronikos inžineriją ir kitas technines disciplinas. Jos ypač naudingos projektuojant sudėtingas sistemas, nes leidžia inžinieriams ir dizaineriams vizualizuoti sistemos struktūrą ir užtikrinti, kad visi komponentai tinkamai integruoti.
Štai kaip galėtų atrodyti supaprastinta kompiuterio sistemos blokinė schema:
Termino Kilmė ir Apibrėžimas
Pavadinimas kilęs iš dviejų žodžių - „blokas“ ir „diagrama“, todėl vertimas yra tiesioginis ir atitinka terminologiją, naudojamą ir kitose kalbose. Blokinis - tai prieveiksmio (arba būdvardžio) „blokas“ formos darinys, kuris yra priesaginis. Lietuvių kalboje priesaga „-inis“ dažnai naudojama siekiant sukurti būdvardžius arba savybines formas, apibūdinančias tam tikrą objektą ar savybę.
Diagrama - tai žodis, kilęs iš graikų kalbos „διάγραμμα“ (diágramma), reiškiantis „rašytinį ženklą“, „brėžinį“ arba „schemą“. Graikiškas žodis buvo perimtas į lotynų kalbą ir tapo „diagramma“, o vėliau į daugelį Europos kalbų.
„Blokinė diagrama“ arba „blokinis diagrama“ dažniausiai naudojama kaip universalus terminas, apibūdinantis diagramą, sudarytą iš įvairių blokų, kurie yra sujungti linijomis ir rodyklėmis, parodančiomis procesų ar sistemų tarpusavio ryšius. Blokinis diagrama lietuvių kalboje yra konkretus techninis terminas, dažnai pasitelkiamas moksluose, susijusiuose su sistemų analizė ir modeliavimo metodais, tačiau pačiam žodžiui nėra didelių semantinių variantų.
Blokinės Schemos Elementai
Blokinis diagrama - tai grafinis vaizdas, kuriame naudojami stačiakampiai blokai (kvadratai, stačiakampiai) ir rodyklės, siekiant pavaizduoti sistemos, proceso ar algoritmo struktūrą, veikimo principą ar komponentų sąveiką. Atskirus algoritmo veiksmus (veiksmų grupes) grafiškai priimta vaizduoti skirtingomis geometrinėmis figūromis vadinamomis blokais. Projektuojant arba analizuojant algoritmo blok-schemą nustatoma sprendimo proceso valdymo perdavimo, iš vieno bloko į kitą, tvarka.
Kiekvienam algoritmui privalu turėti pradžios ir pabaigos blokus. Valdymo procesas prasideda PRADŽIOS bloke, nuosekliai praeina visus algoritmo blokus ir bagiasi PABAIGOS bloke. Priimta tuos blokus vaizduoti tam tikrų matmenų ovalais, su juose įrašytais žodžiais PRADŽIA ir PABAIGA.
Kiekvieną bloką rėminanti linija kairiajame viršutiniame kampe privalo būti trūki, čia įrašomas bloko numeris. Visi blokai numeruojami pradedant pradžios ir baigiant pabaigos bloku. Kadangi PRADŽIOS ir PABAIGOS blokai yra unikalūs, tai jų numeracija nebūtina.
Paprastai sprendimą (algoritmą) sudaro nuosekli veiksmų kompozicija, todėl pageidautina ir blokus numeruoti pagal valdymo perdavimo eigą. Nesudėtingame algoritme, kai jo blokinė schema telpa į vieną lapą, blokus numeruojame sveikais skaičiais. Jeigu algoritmas sudėtingas ir jam pavaizduoti reikia kelių lapų, tai bloko numeracija gali turėti kelias dalis, atskirtas taškais: pvz. -2.12 (lapo numeris.bloko numeris).
Santakos blokus (paprastai tai atitinkamo spindulio apskritimai, kurių viduje nurodytas vardas) įvardinti taip pat galima skaičiais, bet galima ir raidėmis.
Pagrindiniai blokinės schemos elementai:
- Aritmetinių ir loginių veksmų blokas vaizduojamas stačiakampiu, su jame įrašytais aritmetinių (loginių) išraiškų sakiniais.
- Sąlygos tikrinimo blokui vaizduoti naudojama rombo forma, jo viduje įrašoma tikrinama sąlyga.
- Informacijos įvedimo/išvedimo blokui panaudota lygiagretainio forma, kur įvedami/išvedami duomenys užrašomi skliaustuose. Įvedimo bloko kairiojoje pusėje įrašomas požymis IN, išvedimo bloke-požymis OUT.
- Kreipimosi į paprogramę blokas turi stačiakampio su dvigubom šoninėm linijom formą, jame nurodoma, kuriai paprogramei bus perduodamas valdymas.
Visi algoritmo blokai tarpusavyje sujungiami taip vadinamomis valdymo linijomis, kurios gali būti tik vertikalios arba tik horizontalios. Valdymo krypčiai nurodyti valdymo linijos užsibaigia rodyklėmis.
Jeigu valdymas perduodamas į dešinę arba žemyn, linijos gale rodyklės nebūtinos. Išskyrus blokus, kuriuose vienaip ar kitaip tikrinama sąlyga, valdymo linijos į bloką patenka tik iš viršaus, išeina tik iš apačios. Į sąlygos tikrinimo blokus valdymas gali patekti tik iš viršaus, išeiti - tik per šonus.
Valdymo linijos gali sueiti į vieną vietą, ji žymima apskritimu ir vadinama sąntakos bloku. Apskritimo viduje gali būti nurodyta sąntakos žymė. Į sąntaką valdymo linijos gali įėiti ir išėiti iš bet kurios pusės, tačiau keliama sąlyga-įėjimai gali būti keli, išėjimas tik vienas. Kai algoritmo schema gaunasi sudėtinga, neimanoma išvengti valdymo linijų kryžiavimosi, tenka linijas nutraukti. Nutraukimo vietose dedamos ŽYMĖS, rodančios iš kur ateina nutrauktoji linija (iš kurio bloko) ir kur ji nueina toliau (į kurį bloką).
Pavyzdžiai:
- Blokai gali rodyti pagrindinius komponentus: įvesties įrenginiai (klaviatūra, pelė) → centrinis procesorius → atmintis → išvesties įrenginiai (monitorius, spausdintuvas).
- Užsakymo gavimas → Apmokėjimo patikrinimas → Prekių paruošimas → Pristatymas → Užsakymo užbaigimas.
- Pradžia → Įvesti skaičių → Ar skaičius lyginis? (šakinis blokas su "Taip/Ne") → Jei taip: Atspausdinti "Lyginis" → Pabaiga.
Algoritmai ir Blokinės Schemos
ALGORITMU vadinama baigtinė nuoseklių veiksmų seka, kurią procesorius turi atlikti su pradiniais duomenimis, kad gautų uždavinio sprendinį. Reikia priminti, kad kompiuteris pats dar nėra išsprendęs nei vieno uždavinio, o sprendžia uždavinį tik tuomet, kai žmogus sudaro to uždavinio sprendimo ALGORITMĄ ir jį užkoduoja (parašo programą) taip, kad būtų “aišku” kompiuteriui.
Žmogus paprastai k u r i a uždavinio sprendimo algoritmą, o kompiuteris tik v y k d o sukurtą ir patikrintą algoritmą. Kūrimo ir tikrinimo procese naudotina informatyviausia - grafinė algoritmo forma, pvz., algoritmo blokinė schema.
Žodinis algoritmo pavyzdys (dviejų sveikų skaičių bendro didžiausio daliklio radimui, naudojant Euklido algoritmą):
- Pradžia
- Užrašyti du sveikus teigiamus skaičius M ir N
- Nustatyti, kuris iš užrašytųjų skaičių yra didesnis. Didesnįjį skaičių pavadinti TURiniu, o mažesnįjį - ATĖminiu
- Rasti TURinio ir ATĖminio skirtumą (SKIR=TUR-ATĖ)
- Patikrinti ar skirtumas nelygus nuliui (SKIR<>0 ?)
- Jeigu TAIP (SKIR<>0), eiti į 6 punktą
- Jeigu NE (SKIR=0), eiti į 11 punktą
- Patikrinti ar gautas SKIRtumas didesnis už buvusį ATĖminį (SKIR>ATĖ ?)
- Jei TAIP, eiti į 7 punktą
- Jei NE, eiti į 8 punktą
- Naujam TURiniui priskirti buvusiojo SKIRtumo reikšmę ir eiti į 9 punktą
- Naujam TURiniui priskirti buvusiojo ATĖminio reikšmę, o naujajam ATĖminiui priskirti buvusio SKIRtumo reikšmę.
- Rasti naują SKIRtumo reikšmę
- Eiti į 5 punktą
- Bendru didžiausiu dalikliu (BDD) pavadinti paskutiniojo skirtumo veiksmo ATĖminį (BDD=ATĖ)
- Atsakymas: Dviejų sveikų skaičių MM= ir N= bendras didžiausias daliklis BDD=
- Pabaiga
Pavyzdinė Blokinė Schema
Priešavarines treniruotes rekomenduojama rengti kartu su priešgaisrinėmis. Bendros priešavarinės ir priešgaisrinės treniruotės, taip pat ir atskirai organizuojamos priešgaisrinės treniruotės turi atitikti „Gaisrų gesinimo elektros įrenginiuose ir energetikos objektuose instrukcijos“ (Vilnius, 1996 m.) reikalavimus. Svarbu atsižvelgti į sezoninius reiškinius, keliančius pavojų įrenginių normaliam darbui (stiprus vėjas, perkūnija, lijundra, potvynis, labai žema oro temperatūra ir t. t.).
Aptarsime kelis blokinės schemos pavyzdžius:
Blokinės avarinės treniruotės pavyzdys
- Tikslas: Išmokyti personalą veiksmų, įvykus avarijai bloke.
- Vieta: Katilų ir turbinų baras.
- Vadovas: KTB viršininkas.
- Dalyviai: Visas bloko operatyvinis personalas.
- Sąlygos: Dirba 1 blokas, apkrova 60 MW, kuras - mazutas.
- Avarijos eiga:
- Staiga padidėja 1 turbinos vibracija. 2, 3 guolių visų trijų dedamųjų vibracijos greitis padidėja daugiau kaip 11,2 mm/s. Veikia turbinos apsauga ir stabdo turbiną, o kartu ir visą bloką su vakuumo nutraukimu.
- Užgesus katilui, krenta slėgis rezerviniame garo kolektoriuje (RGK). Atjungiami garo vartotojai, paliekant garą maitinimo vandens deaeracijai.
- Panaudojamas K-1 akumuliuotas garas. Ventiliuojamas ir kuriamas K-1, jungiamas RAĮ-1 ir leidžiamas garas į RGK. Prijungiami garo vartotojai.
- Personalo veiksmai: KTB viršininkas koordinuoja veiksmus. Vyr. mašinistas informuoja apie situaciją. Kiti darbuotojai atlieka reikiamus veiksmus pagal instrukcijas.
Gaisro gesinimo treniruotės pavyzdys
- Tikslas: Išmokyti personalą veiksmų, kilus gaisrui katilo bloke.
- Vieta: Katilų ir turbinų baras.
- Vadovas: KTB viršininko pavaduotojas.
- Dalyviai: Visas bloko operatyvinis personalas.
- Sąlygos: Dirba 1 blokas, apkrova 130 MW, kuras - mazutas.
- Avarijos eiga:
- Išsisandarinus K-1 1-o degiklio mazuto kiekio daviklio srieginei impulsinės linijos jungčiai, mazutas čiurkšle pradėjo lietis 9,0 m aukštyje ir patekęs ant karšto oro kanalo užsidegė. "Gaisras K-1 9,0 m aukštyje".
- Katilo apeivis praneša BVP, jog K-1 1-o degiklio rajone kilo gaisras, į aikštelę pilasi mazutas ir gaisras sparčiai plinta visame 9,0 m aukštyje.
- Personalo veiksmai:
- BVP - 1, 2 vyr. mašinistas apie susidariusią padėtį bloke informuoja KTB pamainos viršininką ir elektrinės budintįjį inžinierių ir dėl 1 bloko avarinio stabdymo pareikalauja nedelsiant atjungti 1-ą mazuto magistralę K-1 + K-4 rajone.
- Kol atvyks priešgaisrinės apsaugos padaliniai, gaisro gesinimo vadovas - KTB pamainos viršininkas. K-1, 2 apeivis ir BVP-1, 2 vyr. gesina gaisrą pirminėmis priemonėmis.
- K-3, 4 apeivis ir bloko vyr. atjungia mazuto tiekimą. Atvykus į gaisro vietą kitam budinčiajam personalui, gaisro gesinimo vadovas jiems paveda (pagal susidariusią situaciją) padėti gesinti gaisrą.
Šie pavyzdžiai iliustruoja, kaip svarbu rengti blokines schemas ir reguliarias treniruotes, kad personalas būtų pasiruošęs avarinėms situacijoms ir galėtų greitai bei efektyviai reaguoti.
Sistemos Blokinės Schemos Pavyzdys
Šiame pavyzdyje nagrinėsime supaprastintą kompiuterio sistemos blokinę schemą. Kompiuteris susideda iš kelių pagrindinių komponentų, kurie veikia kartu, kad apdorotų informaciją ir atliktų vartotojo užduotis.
Pagrindiniai kompiuterio komponentai:
- Centrinis procesorius (CPU): Atsakingas už instrukcijų vykdymą ir duomenų apdorojimą.
- Atmintis (RAM): Laikinai saugo duomenis ir instrukcijas, kurias CPU naudoja vykdymo metu.
- Įvesties įrenginiai: Leidžia vartotojui įvesti duomenis į kompiuterį (pvz., klaviatūra, pelė).
- Išvesties įrenginiai: Pateikia apdorotą informaciją vartotojui (pvz., monitorius, spausdintuvas).
- Atminties įrenginiai: Ilgalaikiam duomenų saugojimui (pvz., kietasis diskas (HDD), SSD diskas).
Duomenų srautai:
- Duomenys iš įvesties įrenginių į atmintį: Vartotojas įveda duomenis, kurie saugomi RAM atmintyje.
- Duomenys iš atminties į CPU: CPU gauna instrukcijas ir duomenis iš RAM, kad galėtų juos apdoroti.
- Duomenys iš CPU į atmintį: CPU saugo apdorotus duomenis RAM atmintyje.
- Duomenys iš CPU į išvesties įrenginius: CPU siunčia apdorotus duomenis į išvesties įrenginius, kad vartotojas galėtų juos matyti arba atspausdinti.
- Duomenys iš atminties į atminties įrenginius: Duomenys saugomi ilgalaikiam saugojimui.
- Duomenys iš atminties įrenginių į atmintį: Duomenys įkeliami į RAM, kai jų reikia apdorojimui.
Blokinės schemos suteikia keletą privalumų:
- Vizualizacija: Padeda vizualizuoti sudėtingų sistemų struktūrą.
- Supratimas: Palengvina sistemos veikimo principų supratimą.
- Projektavimas: Padeda projektuoti ir optimizuoti sistemas.
- Komunikacija: Palengvina komunikaciją tarp inžinierių ir kitų specialistų.
- Trikčių šalinimas: Padeda identifikuoti ir šalinti problemas sistemoje.
Kiti Sistemos Blokinės Schemos Pavyzdžiai
Be kompiuterio sistemos, blokinės schemos gali būti naudojamos atvaizduoti įvairias kitas sistemas, pvz.:
- Programinės įrangos architektūra: Parodo programos modulius ir jų tarpusavio ryšius.
- Elektronikos grandinės: Atvaizduoja elektronikos komponentus ir jų jungtis.
- Valdymo sistemos: Rodo sensorius, valdiklius ir kitus valdymo sistemos elementus.
Kiekviena blokinė schema yra pritaikyta konkrečiai sistemai ir turi atspindėti jos unikalias savybes ir komponentus.
Struktūrinės schemos - tai diagramos, kuriose rodomi proceso veiksmai. Be pagrindinės struktūrinės schemos šablono, programoje „Visio“ pateikiama įvairių šablonų, skirtų konkretesnių tipų diagramoms, pvz., duomenų srauto diagramoms, laiko planavimo juostoms ir programinės įrangos modeliavimui. Norėdami sužinoti daugiau apie įvairius šablonus, žr. Sujunkite struktūrinės schemos figūras laikydami pelės žymiklį virš pirmosios figūros, tada spustelėdami pasirodžiusią mažą rodyklę, kuri rodo į norimą prijungti figūrą.
Norėdami į figūrą arba jungtį įtraukti teksto, pažymėkite ją, tada įveskite. Kai atidarote pagrindinės struktūrinės schemos šabloną, taip pat atidaromas ir pagrindinės struktūrinės schemos figūrų šablonų rinkinys. Kiekvienos forma šablonų rinkinyje atitinka skirtingo tipo proceso veiksmą. Tačiau nėra standartinių, universalių figūrų prasmių - bet kuri figūra gali reikšti bet kokį veiksmą, kurį sutars žymėti žmonės, kursiantys ir skaitysiantys šias struktūrines schemas. Taip sakant, „Visio“ figūrų pavadinimai nurodo dažniausią jų naudojimo paskirtį.
Procesas - Ši figūra yra tipinis jūsų proceso veiksmas.
Sprendimas - Ši figūra nurodo tašką, kuriame sprendimo rezultatas apibrėžia kitą veiksmą.
Antrinis procesas - Šią figūrą naudokite veiksmų, kurie sujungiami, kad sukurtų antrinį procesą, apibrėžtą kitur (dažnai kitame to paties dokumento puslapyje, rinkiniui.
Duomenys - Ši figūra nurodo, kad informacija į procesą patenka iš išorės arba išeina iš proceso.
Puslapio nuoroda - Šis mažas apskritimas nurodo, kad kitas (arba ankstesnis) veiksmas yra kažkur kitur piešinyje.
Pagrindiniai Sistemos Blokinės Schemos Elementai
Prieš pradedant nagrinėti pavyzdį, svarbu suprasti pagrindinius elementus, kurie sudaro blokinę schemą:
- Blokai: Atvaizduoja pagrindinius sistemos komponentus arba funkcinius vienetus. Kiekvienas blokas paprastai žymi tam tikrą operaciją arba procesą.
- Linijos (jungtys): Rodo ryšius tarp blokų. Linijos gali atvaizduoti duomenų srautus, valdymo signalus arba kitus informacijos perdavimo būdus.
- Rodyklės: Nurodo informacijos srauto kryptį tarp blokų.
- Žymos: Apibūdina kiekvieno bloko funkciją ir ryšio tipą.
Blokinės Schemos Elementai
Pagrindiniai blokinės schemos elementai yra:
- Blokai: Vaizduoja sistemos komponentus (pvz., procesus, funkcijas, įrenginius).
- Linijos/Rodyklės: Vaizduoja ryšius arba duomenų srautą tarp blokų.
- Simboliai: Naudojami specialių operacijų ar sąlygų žymėjimui (pvz., sprendimų priėmimas, įvestis/išvestis).
Blokinių Schemų Tipai
Yra įvairių tipų blokinių schemų, priklausomai nuo jų paskirties ir sudėtingumo:
- Pagrindinės blokinės schemos: Vaizduoja pagrindinius sistemos komponentus ir jų ryšius.
- Detalios blokinės schemos: Pateikia išsamesnę informaciją apie kiekvieną komponentą.
- Duomenų srautų diagramos: Vaizduoja duomenų srautą sistemoje.
- Valdymo srautų diagramos: Vaizduoja valdymo srautą sistemoje.
Laidų jungtys: veržiamos ar spyruoklinės? Palyginimas
Blokinių Schemų Naudojimo Pavyzdžiai
Blokinės schemos gali būti naudojamos įvairiose srityse:
- Programinės įrangos kūrimas: Programos logikos vizualizavimas ir dokumentavimas.
- Inžinerija: Sistemos projektavimas ir analizė.
- Gamyba: Gamybos procesų optimizavimas.
- Verslas: Verslo procesų analizė ir tobulinimas.
Blokinės schemos padeda suprasti sistemos veikimą, identifikuoti galimus trūkumus ir optimizuoti procesus.
Privalumai Naudojant Blokines Schemas
- Aiškus ir suprantamas sistemos vaizdavimas.
- Lengvesnis bendravimas tarp komandos narių.
- Galimybė greitai identifikuoti problemas ir trūkumus.
- Patogesnis sistemos dokumentavimas.
Kaip Sukurti Efektyvią Blokinę Schemą
Norint sukurti efektyvią blokinę schemą, svarbu laikytis šių principų:
- Naudokite aiškius ir suprantamus simbolius.
- Laikykitės nuoseklios schemos išdėstymo.
- Venkite per didelio sudėtingumo.
- Įsitikinkite, kad schema yra lengvai skaitoma.
Blokinės schemos yra galinga priemonė, padedanti suprasti ir optimizuoti sistemas. Jos gali būti naudojamos įvairiose srityse, pradedant programinės įrangos kūrimu ir baigiant verslo procesų analize.
| Elementas | Aprašymas |
|---|---|
| Blokai | Vaizduoja sistemos komponentus |
| Linijos/Rodyklės | Vaizduoja ryšius tarp blokų |
| Simboliai | Žymi specialias operacijas |