方塊圖

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表示微軟Windows 2000作業系統架構的方塊圖

方塊圖(block diagram)是有關系統示意圖英语Diagram,其中的主要機能或是零件用方塊表示,方塊之間有線連接,表示各方塊之間的關係[1]。方塊圖常用在硬體設計英语Hardware architecture電路設計软件设计制程流程圖英语process flow diagram

方塊圖一般是用在比較架構性、概念性的說明,不會有細部具體,有關實現細節的一些說明。像電路的方塊圖會有主要零件或是機能,不過和電路圖集成电路版图不同,電路圖會有實際的所有零件以及零件之間的連結方式,而集成电路版图會有零件實際的大小、位置以及佈線方式等說明。

用法[编辑]

收音機為例,收音機的方塊圖不會畫出每一個零件、接線、按鈕及旋鈕,不過電路圖就會。

若用真實世界的地圖來類比,方塊圖類似全國的高速公路圖,其中除了高速公路外,也會列出全國主要的城巿以及道路,而較小的城巿以及道路就會略過。在除錯時,最高層的方塊圖有助於縮小範圍,隔離發生故障的部份或是機能[2]

方塊圖是以黑箱原則為基礎,看不到各方塊其中的細部內容,目的可能是為了避免分心,也有可能是沒有方塊圖細節的資料,只知道方塊的輸入以及輸出,但不知道其中的細部內容[3][4]

電機工程中,設計會由非常高層的方塊圖開始,隨著設計的展開,會有越來越多的細節,最後方塊圖已有足夠的細節,知道要如何實現每一個方塊(此時的方塊圖其實也就是線路圖),這稱為從上到下設計英语Top-down design[4]。幾何圖案常用在方塊圖中,有輔助功能,可以澄清模組或是程序的意義。幾何圖案會有線連接,表示相關,若是用箭頭連接,表示有先後順序的關係。每個工程領域有其各自對幾何圖案的定義。也有許多用在非工程領域中,用來表達概念,或是用在教學上的幾何圖案,這類的資源相當寶貴[5][6]

过程控制中,方塊圖是一種描述複雜系統動作的視覺語言英语Visual language,其中的方塊都是黑箱,不是用來表達像處理器或是繼電器等實體,而是表達數學或是邏輯運算,其執行順序多半是從上到下,從左到右。可以用特定的PLC程式語言來創建上述的方塊,並實現上述的機能。

生物學中越來越多使用工程原理、分析技術以及繪圖方式的例子。在方塊圖和系統生物學圖解記號架構英语Systems Biology Graphical Notation之間有些相似性。這是系统生物学利用方塊圖以及控制工程技術的例子[7],而控制工程是控制理論的應用。

方塊圖的另一個例子是功能區塊圖,是IEC_61131-3定義PLC的五種程式語言中的一種,是高度公式化的程式語言(參考形式系統),其中也有嚴格定義方塊的畫法。直線可以連接輸入變數及模組輸入,或是連接模組輸出到輸出變數,或是其他模組的輸入。

參考資料[编辑]

  1. ^ SEVOCAB: Software and Systems Engineering Vocabulary. Term: block diagram. retrieved 31 July 2008.
  2. ^ American Radio Relay League (ARRL), ARRL Handbook for Radio Communications Eighty-Third, Amateur Radio Relay League, 2005, ISBN 0-87259-948-5 
  3. ^ Nilsson, James W., Electric Circuits Second, Addison Wesley Publishing Company, 1986 (October 1986), ISBN 0-201-12695-8 
  4. ^ 4.0 4.1 Hayes, John P., Computer Architecture and Organization Second, McGraw Hill Publishing Company: 89–92, 1988, ISBN 0-07-027366-9 
  5. ^ Iqbal, Sajid; 等. Concept Building through Block Diagram Using Matlab/Simulink. New Horizons. 2010, 66–67: 30–34. 
  6. ^ Mei, C. On teaching the simplification of block diagrams. International Journal of Engineering Education. 2002: 697–703. 
  7. ^ Cosentino, C. & Bates, D. 2011. Feedback control in systems biology. New York : CRC Press

相關條目[编辑]

外部連結[编辑]