ダイアグラム

ダイアグラムとは、幾何学的な図示を指す。情報を整理し象徴的に表現しモデル化する。

点とそれらを繋ぐ線とから構成される図示
集合の相互関係などの図示関数などのそれはグラフと呼ぶ。

1. 概要
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1.1. 「ダイアグラム」という言葉
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「ダイアグラム」という言葉には通常2つの意味がある。

視覚情報の表現手段を表す集合名詞。「イラストレーション」のような代表用語として用いられ、グラフやテーブルを含む種類全体を表す。
定性的なデータを表現する特定の視覚表示の種類。線、矢印、その他の視覚的リンクでつながった図形によって表現される。科学分野では、両方の意味で使われる。例えばマイケル・アンダーソンは、「ダイアグラムとは、絵画であり、さらに言えば抽象絵画であり、また情報の表現でもある。地図、線グラフ、棒グラフ、工学分野の青図、そして建築家・設計士の描く見取図から模式図などまで - これらはすべてダイアグラムである。写真やビデオはダイアグラムではない。」と語っている。他方、リチャード・K・ロウは、ダイアグラムを「それが表現する主題の抽象的なグラフ描画」と定義する。そこにはフローチャート、アイディア図、PERTのような視覚表現だけが含まれる。

「ダイアグラム」という言葉は、「チャートとダイアグラム」というように、しばしば「チャート」という言葉と一緒に使われる。ダイアグラムは量的な概念よりも質的な概念を表すために使われるが、チャートは量的・質的両方の情報を包含する。「チャートとダイアグラム」という言葉は、質的な情報を伝えるための種類、という説明をする場合に特によく使われる。

1.2. 特徴
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ダイアグラムとチャートは、情報を直接的に表現するコンピュータグラフィックスや製図などとは対照的に、「抽象的」である。本質的には、ダイアグラムとは、

視覚的な形式を決めるための表現手段であり、
量的なデータではなく関係性と抽象的な情報を表示するものであり、
図形と線・矢印・位置・その他の視覚的リンクによってつながった図形により表現される。本質的な意味を伝えるため、ダイアグラムはよく簡略化された図やカリカチュアを使う 。ジャン・V・ホワイトによると、良いダイアグラムは、優雅で、明瞭で、平易で、模範的で、簡易で、そして妥当である、という特徴を持つ。ホワイトにとっての優雅さとは、ダイアグラムで表現されたものが、ある問題に対する最も簡潔かつ最も適切な解決策である、ということを意味する。

1.3. 応用
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ダイアグラムとチャートは、動作・プロセス・事象・概念を表現するのに適している。さらに、視覚を好む多くの人々に対して思考の手助けとなる視覚的手段を提供する。それらは意思決定プロセスにおいて使用される。プログラマにとっては、構造化されたダイアグラムが正確性・迅速な開発・自動確認・関連付け・標準化の手助けとなる。

リー・E・ブラッスールによると、ダイアグラムとは、テキスト付きのドローイングであり、概念を伝える線および図形から構成される。広義のドローイングは生物や物体の写実的描写を含むが、ダイアグラムは抽象的な構造を示すためのドローイングの1種類である。状況や概念の「本質」に近いものを提供するもの、と考えることができる。

2. 歴史
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マイケル・フレンドリーによると、視覚化の必要性は、航海や探検に必要な地図を作成するために作られた、星と他の天体の位置を記した表の中の幾何図形の中で、初めて生じた。それらの起源は有史以前に遡り、各古代文明にはそれぞれ独自の様式があった。16世紀までには、正確な観測および量の計測のための技法や器具が生み出され、視覚化の生まれる土壌となった。17世紀には、大きな理論的進展と実践的応用が見られ、解析幾何学・測定誤差理論・確率論・人口統計・政治算術などが生まれた。

18世紀・19世紀になると、人口や社会・道徳・医療・経済に関する統計が、大規模かつ定期的に取られるようになり、行政計画およびその正当性の検証のためのこれら大量データの有用性が認識され始め、視覚思考がなされるようになった。ダイアグラムは数学的証明と関数を説明するためにも使用され、ノモグラムは計算を支援するために生み出された。さらに、収集された数値データの特性を知るために、様々な種類のグラフが発明された。これらにより傾向や分布を簡単に理解・伝達することが可能になり、また視覚検査が可能となった。このうち、円グラフや折れ線グラフ、棒グラフなど主要なグラフはウィリアム・プレイフェアによって生み出された。

統計学という言葉は国に由来するが、統計学と地理学の進展により、収集された数値データが地図上で視覚的に表現されるようになった。現在では主題地図と呼ばれている。

3. 主なダイアグラムの種類
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主要な種類を紹介する。

3.1. グラフ・ベースのダイアグラム
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ここで言う「グラフ」は、グラフ  ではなくグラフ理論のほうのグラフである。アイテムの集合およびそれらの関係性を2次元上に位置付けることにより表現する。アイテムの接続または重なりによってその関係が表現される。以下に例を示す。

樹形図
ネットワーク図
クラスタ図
フローチャート
オイラー図、 ベン図、 存在グラフ

3.2. チャート
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離散的または連続的な値の範囲において、2つの変数の関係性を示す。以下に例を示す。

ヒストグラム、 棒グラフ
円グラフ
関数グラフ
散布図
テーブル / 行列

3.3. その他のダイアグラム
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交通機関運行表 - 列車ダイヤなど。折れ線チャート状の図表を用いることに由来する名称である。
地図
分解組立図他にも多数のダイアグラム技法が存在する。次節ではそのいくつかを紹介する。

4. 様々なダイアグラム
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A-Z

Express-G図
HCPチャート
HIPO
IDEF0 - 実体関連モデルに基づくデータモデリング手法。
IDEF1X - 実体関連モデルに基づくデータモデリング手法。
N2チャート
OBASHI法 - ビジネスITモデリングで使用される。
PERT
SLP
SSADM - ソフトウェア工学で使用される。
TQM図

あ行

アクティビティ図 used in UML and SysML
依存関係図
イベント駆動型プロセス連鎖
インターロックブロック図 - SysMLで使用される。
イーディー＝ホフステー図
インフォグラフィック
運動図
エマグラム
オイラー図
オブジェクト図 – UMLダイアグラム。

か行

概念マップ
回路図
可換図
拡張ファンクショナルフローブロック図
家系図、系図
カテゴリ理論ダイアグラム
カルトグラム – 記述したい属性値が面積や距離などに比例するよう変形させた地図。たとえば各国の面積をその国の人口に比例させたものなど。
カルノーサイクル・グラフ
カルノー図
ガントチャート – タスクやアクティビティのタイミングを表示

わ行

ワーニエ・オア図

5. 出典
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6. 参考文献
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Michael Anderson, Peter Cheng, Volker Haarslev  . //Theory and Application of Diagrams: First International Conference, Diagrams 2000//. Edinburgh, Scotland, UK, September 1-3, 2000. Proceedings.

7. 関連項目
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可視化
統計図表
ダイアグラム作成ソフトウェア
グラフ作成ソフト
図的推論
グラフ技法の一覧
グラフ理論
数学的ダイアグラム
プロット 
インフォグラフィック
ダイアグラムの種類 - 様々なダイアグラムを見ることができる。
ダイアグラム関連のリソース