Схема — понятие, виды и применение¶
Схема (от греч. σχῆμα — «форма, вид, расположение») — наглядное представление объекта, процесса или системы в виде условных изображений, знаков и связей между ними, отражающее структуру или принцип действия. Схемы используются в технике, науке, математике, логике, картографии и повседневной жизни для упрощения восприятия сложной информации.
¶Происхождение термина
Слово «схема» пришло в русский язык из греческого языка, где σχῆμα означает «форма», «образ», «положение». В европейских языках аналогичные слова (нем. Schema, англ. scheme, фр. schéma) вошли в обиход в XVI–XVII веках вместе с развитием научной графики и книгопечатания. В философии Канта «схема» означает правило построения воображением образа для понятия; в логике и математике термин получил значение абстрактной структуры или шаблона.
¶Классификация схем
По назначению и содержанию схемы делятся на несколько основных групп:
| Тип схемы | Назначение | Примеры |
|---|---|---|
| Функциональная | Показывает назначение элементов и связей в системе | Структурная схема устройства, схема процесса |
| Принципиальная | Раскрывает физический или технический принцип работы | Электрическая схема, схема химической реакции |
| Монтажная / установочная | Указывает расположение элементов в пространстве | План разводки труб, монтажная схема платы |
| Топологическая | Отражает только взаимосвязи без учёта геометрии | Схема метро, карта сети |
| Дескриптивная (описательная) | Текстовое или знаковое описание структуры | Организационная схема, блок-схема алгоритма |
Дополнительно выделяют схемы по предметной области: электрические, гидравлические, пневматические, технологические, геологические, астрономические и другие.
¶Схемы в технике
¶Электрические схемы
Электрическая схема — это графическое изображение соединений между электрическими элементами (резисторами, конденсаторами, транзисторами, источниками питания). В России электрические схемы выполняются в соответствии с ГОСТ 2.701–2008 «ЕСКД. Схемы. Виды и типы» и ГОСТ 2.721–74, которые устанавливают условные графические обозначения элементов. Различают структурные, функциональные, принципиальные, объединённые, монтажные и схемы подключения.
¶Блок-схемы алгоритмов
Блок-схема — графическое представление алгоритма, в котором отдельные операции изображаются в виде прямоугольников (действия), ромбов (условия), параллелограммов (ввод-вывод) и стрелок (направление переходов). Стандарт блок-схем определяется ГОСТ 19.701–90 «Схемы алгоритмов». Блок-схемы широко используются в программировании и системном анализе.
¶Схемы в радиоэлектронике
В радиотехнике и электронике различают принципиальные схемы (показывающие все элементы и связи), структурные (только основные блоки), монтажные (с указанием расположения деталей на плате) и схемы печатных плат. Российские обозначения регулируются системой ЕСКД (Единая система конструкторской документации).
¶Схемы в математике и логике
В математике схема может означать шаблон построения объектов определённого типа. Например, «схема индукции» — метод доказательства, «схема категорий» — формальное понятие теории категорий. В математической логике схема формул (аксиоматическая схема) — это шаблон формул, порождающий бесконечное множество конкретных формул подстановкой.
В теории множеств термин «схема» используется в конструкциях Цермело — Френкеля, а в теории категорий — в определении топоса.
¶Схемы в картографии и визуализации
Схематическое изображение — упрощённое изображение местности или объекта, в котором сохраняются относительные положения и связи, но отбрасываются точные размеры и форма. Примеры: схема метро (впервые создана Гарри Беком для лондонского метро в 1933 году), схема дорог, схема расселения. В России схемы метрополитенов составляются по стандартам, близким к лондонскому прототипу.
¶Схемы в повседневной жизни
Схемы используются для инструкций по сборке мебели, планов эвакуации, схем электропроводки в жилых помещениях, схем прокладки коммуникаций. В юриспруденции и менеджменте применяются организационные схемы, отражающие иерархию подразделений.
¶См. также
- Диаграмма
- Граф (теория графов)
- Условные обозначения
- ЕСКД
- Техническая документация
¶Источники
- ГОСТ 2.701–2008. ЕСКД. Схемы. Виды и типы.
- ГОСТ 19.701–90. Схемы алгоритмов.
- ГОСТ 2.721–74. Обозначения условные графические в схемах.
- Большая советская энциклопедия, статья «Схема».
- Советский энциклопедический словарь.