2. Виды и типы схем

Основным графическим документом в дипломном проекте является схема. Схемы содержат условные изображения или обозначения составных частей изделия и связи между ними.

В зависимости от вида элементов и связей, входящих в состав изделия, стандарт [табл. Г 1, № 12] подразделяет схемы на виды: электрические (обозначаемые буквой Э), кинематические (К) и др.; в зависимости от содержания – структурные (обозначаемые цифрой 1), функциональные (2), принципиальные (3), соединений (4) и др.

Код схемы, входящий в состав документации, состоит из обозначения (буквы) и типа (цифры), например: схема электрическая структурная – Э1, схема электрическая функциональная – Э2 и т.д.

Графика вычислительных процессов состоит из основных схем: системы, алгоритма, программы и данных [9]. Следуя вышеприведенному правилу, обозначим эти документы буквой Д, тогда схема системы будет иметь код Д1, алгоритма – Д2, программы – Д3 и данных – Д4.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба и без учета действительного расположения составных частей изделия, с наименьшим, как правило, количеством изломов и пересечений линий связи, располагаемых только вертикально или горизонтально. Расстояние между параллельными линиями связи – 3 мм, между двумя соседними линиями графического обозначения (просвет) – не менее 1,0 мм.

Расстояние между отдельными условными графическими обозначениями также не менее 2,0 мм, причем последние следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связи 0,21,0 мм в зависимости от формата схемы и размеров графических обозначений. Рекомендуемая толщина линий на листах ДП 0,8 1,0 мм.

При выполнении схем применяют условные графические обозначения (УГО):

- установленные в стандартах ЕСКД, а также построенные на их основе;

- прямоугольники;

- упрощенные внешние очертания (в том числе аксонометрические);

- нестандартные УГО для конкретной разработки.

Перечень элементов принципиальной электрической схемы помещают на первом листе схемы или выполняют в виде самостоятельного документа. Таблицу заполняют сверху вниз.

По схемам выпущено большое число разнообразных стандартов (см. прил. Г). Более подробные сведения о них можно получить, обратившись к указателю национальных стандартов по состоянию на 1 января данного года. Общие правила выполнения схем, и выполнение конкретных схем приведены в [6, пп. 1.8 – 1.12].

Здесь следует обратить внимание на систематизацию схем и их использование при системном проектировании (рис. Е6):

а) схемы цифровой вычислительной техники (аппаратная часть) выполняют в соответствии с правилами, установленными в стандартах [табл. Г1, № 13 и 14];

б) схемы обработки данных и их логическое описание выполняются по стандартам ЕСПД [9] и в виде граф-схем;

в) специфические документы описания электронной вычислительной аппаратуры (ЭВА) создаются по отраслевым стандартам.

2. Документы графики информационных технологий

Наряду с документами, определенными номенклатурой ЕСКД, для описания изделий электронной вычислительной аппаратуры (ЭВА) на основе информационных технологий используют специфические документы, часть из которых может быть включена в комплекты рабочих и эксплуатационных документов. Эти специфические документы Error: Reference source not foundв настоящее время выполняются по государственным и отраслевым стандартам, а также стандартам предприятий.

Номенклатуру специфических документов по их назначению можно разбить на пять групп:

- содержащие исходные данные для проектирования (техническое задание на изделие и данные для САПР);

- документы, оформляемые в соответствии с ЕСПД;

- результаты моделирования (системного, функционального, схемотехнического и конструкторского), например, временные диаграммы, чертежи печатных плат;

- документы, содержащие описание виртуальных моделей и видеокадров;

- получаемые с помощью САПР и включаемые в комплекты конструкторской документации, например, схемы соединений в табличной форме, таблицы проверки параметров и др.

Перечислим наиболее важные специфические документы, которые могут быть представлены в ДП: схемы системы, алгоритмов (функционирования или обработки потоков информации); схемы программ; схемы (или диаграммы) микропрограммной логики; временные диаграммы процессов; таблицы сигналов; таблицы проверки параметров.

Схема системы выполняется аналогично структурной схеме и отображает принцип работы изделия в самом общем виде. Укрупненной формой схемы системы является блок-схема. На схеме системы изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства, функциональные группы), а также основные взаимосвязи между ними. Действительное расположение составных частей изделия не учитывают и способ связи (проводная, индуктивная, количество проводов и т.д.) не раскрывают. Построение схемы должно дать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. Направление хода процессов, происходящих в изделии, обозначают стрелками на линиях взаимосвязи, если оно идет влево или вверх.

Функциональные части на схеме изображают в виде прямоугольников или принятых графических обозначений, при этом их наименования, типы и обозначения вписывают внутрь прямоугольников. На простых схемах функциональные части располагают в виде цепочки в соответствии с ходом рабочего процесса в направлении слева направо.

Схемы, содержащие несколько основных рабочих каналов, рекомендуется вычерчивать в виде параллельных горизонтальных строк. Дополнительные и вспомогательные цепи (элементы и связи между ними) следует выводить из полосы, занятой основными цепями.

Для сокращения длины сложной схемы и повышения наглядности рекомендуется по возможности основные цепи располагать горизонтально, а вспомогательные цепи – вертикально или горизонтально в промежутках между основными цепями. На схеме изделия необходимо указывать технические характеристики, поясняющие надписи и диаграммы, а также параметры элементов. Данные помещают рядом с графическими обозначениями или на свободном месте, что повышает информативность схемы.

Схемы алгоритмов широко используются в информатике, являясь сопровождающим материалом математического обеспечения, и дают наглядное представление об алгоритмах функционирования схемы или устройства, процессах обработки потоков информации, алгоритмах аналитического решения задачи.

Временные диаграммы (ВД) в ДП оформляются, как правило, в виде самостоятельных листов. Все множество ВД можно разбить на два вида: отображающие реальные формы сигналов и отображающие логическое состояние сигналов во времени (временную развертку сигналов) и их взаимное соответствие. Подробное описание выполнения временных диаграмм и примеры даны в книге [13, с. 203-207].

Логическое описание объектов выполняется на основе формализмов (рис. Е6), представленных различными видами графов.

Сети Петри − аппарат для моделирования динамических дискретных систем (преимущественно асинхронных параллельных процессов). Сеть Петри определяется четверкой <P, T, I, O>, где P и T ─ конечные множества позиций и переходов, I и O ─ множество входных и выходных функций. По виду сеть Петри представляет собой двудольный ориентированный граф, в котором позициям соответствуют вершины, изображаемые кружками, а переходам ─ вершины, изображаемые утолщенными черточками; функциям I соответствуют дуги, направленные от позиций к переходам, а функциям O ─ от переходов к позициям [2].

Расширением сетей Петри являются сети Мерлина и Е-сети. Первые позволяют отображать временные процессы, а вторые используются как средство описания моделей вычислительных систем.

Р-схемы (R-chart) − нагруженный по дугам ориентированный граф, изображаемый с помощью вертикальных и горизонтальных ортогональных линий и состоящий из структур (подграфов), каждая из которых имеет только один вход и один выход (ГОСТ 19.005─ 85).

Семантические сети реализуются в виде сетей фреймов и используются для представления знаний. Сами фреймы являются атомами информации, обеспечивающими преобразование информации внутри сети и связь его с другими фреймами. В сети могут быть незаполненные участки ─ слоты, которые могут заполняться в процессе активации и функционирования фрейма в соответствии с заданными условиями или предписаниями, которыми они сопровождаются.