Blockdiagramm. Die Struktur des Systems.

Was sind Blockdiagramme, warum sind sie wichtig und welche Eigenschaften und Elemente besitzen Blockdiagramme?

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Blockdiagramm mit Elementen und Beziehungen

Was ist ein Blockdiagramm?

Ein Blockdiagramm ist eine grafische Darstellung eines Systems, mit Hilfe derer eine funktionale Sicht auf dieses System eingenommen werden kann. Blockdiagramme dienen dazu, ein besseres Verständnis für Funktion des und Zusammenhänge innerhalb des Systems zu erzeugen. Blockdiagramme haben ihren Namen von den meist rechteckig gezeichneten Elementen in diesem Diagrammtyp. Blockdiagramme werden zur Beschreibung von Hardware- oder Softwaresystemen sowie zur Darstellung von Abläufen und Prozessen verwendet. In Blockdiagrammen werden Blöcke hinsichtlich ihrer Funktion und Struktur sowie ihrer Beziehung zu anderen Blöcken beschrieben und definiert.

Was ist ein Block?

Blöcke – auch Systembausteine genannt – sind die modulare Struktureinheit innerhalb der SysML (Systems Modeling Language) und stellen statische Konzepte und Gegenstände des zu Grunde liegenden Systems dar. In der Softwareentwicklung beschreibt ein Block beispielsweise ein Datenelement, einen Operator oder ein Kontrollflusselement. Ein Block in einem Blockdiagramm beschreibt eine Menge an eindeutig identifizierbaren Eigenschaften, deren Gemeinsamkeit die Definition des jeweiligen Blocks ist. Blöcke beschreiben ein System als eine Ansammlung von Teilen, die im spezifischen Kontext eine bestimmte Rolle spielen.

Warum sind Blockdiagramme wichtig?

Das Blockdiagramm ist eine grundlegende Technik bei der Entwicklung und Beschreibung von Hardware- oder Softwaresystemen sowie bei der Darstellung von Abläufen und Prozessen. Eine ebenfalls weit verbreitete Form der Blockdiagramme sind Blockschaltbilder. Diese spezielle Form eines Blockdiagramms wird in der Elektrik/Elektronik verwendet um elektrische/elektronische Systeme und Verschaltungen abzubilden, also beispielsweise mechatronische Systeme für Kraftfahrzeuge.

Blockdiagramme werden meist dann verwendet, wenn die Visualisierung von Daten- und/oder Kontrollflüssen oder zeitlichen/inhaltlichen Abläufen von Bedeutung sind. So werden häufig komplexe Regelalgorithmen grafisch dargestellt oder der Datenfluss oder die Kommunikation zwischen einzelnen Bestandteilen (Komponenten) eines großen Systems, wie zum Beispiel einer Anlage für die Massenfertigung, abgebildet. In diesen wie in zahlreichen anderen Fällen ist die grafische Darstellung in einem Blockdiagramm für den Menschen meist leichter zu verstehen und nachzuvollziehen als eine textuelle Repräsentation.

Das Blockdiagramm ermöglicht eine detaillierte Beschreibung von Systemen, deren Schnittstellen sowie anderen Aspekten der Systemstruktur.

Blöcke und ihre Eigenschaften

In einem Blockdiagramm werden Hierarchien und Verbindungen zwischen den einzelnen Bausteinen eines Systems beschrieben. Diese Bausteine werden als Block dargestellt. Im Blockdiagramm werden Abhängigkeiten und Beziehungen zwischen Blöcken, ihre Eigenschaften, ihre Werte, ihre Zusammensetzung und ihr Verhalten beschrieben. Blockdiagramme eignen sich besonders für die vereinfachte Darstellung von Funktionsabläufen und von Beziehungen zwischen den einzelnen Bausteinen eines Systems. Wie die Eigenschaften beziehungsweise die Teile eines Blocks interagieren, kann in einen weiterem Diagrammtyp, dem internen Blockdiagramm, beschrieben werden.

Interne Blockdiagramme

In internen Blockdiagrammen werden die Struktur und die Flüsse innerhalb eines Systembausteins (Block) mit den Mitteln der OMG SysML™ (Systems Modeling Language) beschrieben. Interne Blockdiagramme bieten eine einfache Übersicht darüber, wie die Teile (Parts) eines Blocks interagieren  und welche Art von Daten, Informationen, Signalen oder Materialien in welche Richtungen fließen. Dabei lassen sich auch beliebige Schachtelungstiefen darstellen.

Elemente im Blockdiagramm

Block Systembaustein zur Beschreibung von logischen und physikalischen Systemkomponenten.

Part Alle Teile, mit denen der Block per Komposition verbunden ist.

Referenz Alle Teile, die per Aggregation oder Assoziation modelliert sind.

Standard-Port Interaktionspunkt eines Systembausteins mit seiner Umgebung.

Flow-Port Interaktionspunkt, über den Objekte in oder aus dem Systembaustein fließen können.

Beziehungen in Blockdiagrammen

Die Assoziation beschreibt die Kommunikation zwischen zwei Blöcken.

Eine Aggregation zeigt auf, wie sich etwas Ganzes aus seinen Teilen logisch zusammensetzt.

Eine Komposition ist eine strenge Form der Aggregation, bei der die Existenz eines Objekts, das Teil eines Ganzen ist, von der Existenz des Ganzen abhängig ist.

Eine Generalisierung ist eine gerichtete Beziehung zwischen Blöcken, bei der der spezielle Block implizit über alle Merkmale des generelleren Blocks verfügt.

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Was bedeutet Traceability und wie kann sie auch beim Arbeiten mit Blockdiagrammen gewährleistet werden?

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Blockdiagramm mit Tool

Wenn die Struktur Ihres Systems definiert ist, ist der erste Schritt zur neuen Software getan. Doch diese Struktur muss nun all denen zugänglich gemacht werden, die Ihre Software entwickeln. Die Weiterverarbeitung der Ergebnisse entscheidet also darüber, ob die Bemühungen um die Struktur auch Früchte tragen wird. Am besten ist es, ein entsprechendes Tool zu nutzen, mit dem Sie im gemeinsam im Team arbeiten können und das allen Projektbeteiligten die Ergebnisse der Analysen und Überlegungen in Echtzeit zur Verfügung stellt.

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