Photoshop (och Gimp, etc.) diskvalificeras egentligen direkt då det är en (generellt rasterbaserad) fotoredigerare och inte en "bildskapare" (från Adobes svit använder man snarare Illustrator).
Java skulle man kunna använda för att generera bilder, men det är väldigt generellt sagt: man använder i så fall ytterligare bibliotek, och det går att göra i vilket språk som helst som kan koppla till liknande bibliotek.
Excel — ja, vissa typer av enklare diagram kan man ibland enklast använda kalkylprogram för (se längre genomgång nedan), men det gäller generellt bara om man ändå av någon anledning redan har sina data i denna form. Börjar man "rita" i ett sådant program så bör man tänka om, i mina ögon (därmed inte sagt att vissa personer inte gör just detta och liknande hemskheter).
CAD-verktyg och annan modelleringsmjukvara används säkerligen för att skapa skisser av faktiska maskiner och komponenter, som ofta redan finns i sådan form och enkelt kan exporteras. Dock vore det väldigt märkligt att använda det till att rita flödesdiagram, grafer eller annan schematisk grafik.
För hand — om jag tolkar det som att "rita för hand med penna", så: förr i tiden gjordes det definitivt, men det finns vansinnigt många fördelar med att ha det datoriserat; inte minst enligt resonemanget med vektorbaserad grafik ovan. Man har idag generellt mjukvara som tolkar en ritplattas input till motsvarande vektoriserade linjer, vilket används konstant inom grafisk design så som exempelvis webbserier, men det passar generellt inte väl till sådana bilder som du gav exempel på, då det blir inexakt och ändå behöver manuellt justeras för att bli bra. Bättre att använda "rätt" verktyg från början.
Vektorbaserade ritprogram — exempelvis Inkscape. Du kan rita rätt fritt och skapa de former du vill. Den sista bilden på Stirlingcykeln du visar skulle mycket väl kunna ha varit gjord med Inkscape (men också med andra liknande program), om än den version du visar är rasteriserad (här PNG-format) snarare än vektoriserad (vanligen SVG- eller PDF-format). Forskar man lite så ser man att bilden ovan är baserad på detta vektoriserade original som har just
i sin källkod (jag slänger utan källhänvisning ur mig att en majoritet av liknande användargenererade bilder på Wikipedia nog är gjorda med just Inkscape). Inkscape kopplar väl direkt till exempelvis LaTeX, då det går att definiera text som sedermera renderas automatiskt av LaTeX när ett dokument kompileras, vilket gör att textstilar är enhetliga i figurer och dokument.
Liknande program innefattar Krita (åtminstone delvis), Adobe Illustrator, CorelDraw, med flera.
Xfig kan få ett separat omnämnande. Detta känns idag lite föråldrat, men inom teknisk litteratur från 1980–1990-tal ser man ofta karakteristiska Xfig-illustrationer. Det är också ett vektorbaserat program, men mer fokuserat på "rena figurer" snarare än frihandsillustrationer, samtidigt som det tillhandahåller färdiga element för exempelvis elektroniska komponenter. Jag har använt det för att skapa både schematiska bilder och kopplingsscheman. Programmet har en rätt tuff inlärningskurva innan det blir vidare bra resultat, men det är en "trotjänare" inom genren. En "killer feature" med Xfig när det kom var just LaTeX-integrationen, även om det inte är lika sensationellt idag.
Diagramverktyg — exempelvis Dia (Wikipedia). Tillhandahåller speciell funktionalitet för just flödesscheman och liknande diagram. Jag har personligen inte använt denna produktkategori, men jag kan se nyttan för de som gör det.
Alternativ inkluderar Microsoft Visio, OmniGraffle, yEd, Calligra Flow, med flera.
Makrouppsättningar för typsättningssystem — exempelvis PGF/TikZ, som är ett vansinnigt potent LaTeX-paket (med brutal inlärningskurva) med makron för att skapa vektoriserade figurer, flödesdiagram, relationsgrafer, kopplingsscheman och allt man kan tänka sig. Används i stor utsträckning (och borde användas i än större ) för både enkla och avancerade figurer i vetenskapliga dokument. Lite svårt att förklara exakt vad det kan göra för någon som inte sett det tidigare, men antingen kan man läsa den för närvarande 1165 sidor långa utomordentligt skrivna manualen [PDF] (övermäktigt, måhända, men de första kapitlen är en mer lättsmält "snabbstart") eller så kan man titta på en exempelsamling med grafik skapad med PGF/TikZ (det har även figurerat (aha) här på forumet).
En annan liknande variant är PSTricks, som vissa äldre uvar fortfarande svär vid. Yngre uvar går dock generellt till PGF/TikZ. Man kan också nämna MetaPost och Asymptote som några idag lite mer sällsynta alternativ.
Matematisk programvara — exempelvis Matlab. För grafer, histogram och liknande som bygger direkt på ett statistiskt eller åtminstone matematiskt underlag så kan liknande program generellt spotta ur sig vektoriserade och relativt tillrättalagda grafer direkt ur lådan. En stor fördel med att ha grafgenerering nära kopplad till ett sådant verktyg är att en liten ändring i indata bara betyder att man kör programmet en gång till för att omedelbart få sin produktionsklara bild, snarare än att man ska behöva pilla manuellt i vektorbaserade ritprogram och liknande. Även former och figurer kan definieras matematiskt för att man ska kunna utnyttja samma fördelar. Det är också lätt att skapa en generell stil som sedan kan hållas konsekvent genom ett dokument.
Här finns det massor med alternativ, beroende på vilken typ av beräkningar man sysslar med. R, Mathematica, Maple och Root är några ytterligare "kompletta" sviter inom respektive domäner. Alternativt kan man använda närapå vilken bakomliggande teknik man vill och skicka resultatet till ett paket som GnuPlot, som även erbjuder direkta bindningar till en mängd programmeringsspråk (C, C++, Fortran, Java, Python, Perl, …). Det finns också flera fulla matematiska programsviter som "bygger in" GnuPlot, så som Octave och Maxima.
Jag kan också nämna en korsning mellan denna och föregående kategori i PGFPlots, som är ett tilläggspaket till PGF/TikZ som kommer med datatolkningslager, funktionsutvärdering och mängder med makron för att skapa axlar av olika slag, så att man kan bygga grafer och histogram mer direkt i LaTeX-miljö, vilket har väldigt många fördelar; inte minst ur enhetlighetssynpunkt. Har man väl tagit sig över inlärningströskeln för PGF/TikZ (och LaTeX i sig, då) så är det lätt att lära sig använda PGFPlots, och resultaten kan för LaTeX-dokument i mina ögon bli märkbart bättre än med extern mjukvara.
Kalkylprogram — exempelvis Microsoft Excel, LibreOffice Calc. Lämpar sig för vissa typer av data som är vanligt inom vissa branscher, för att producera stapeldiagram, cirkeldiagram, etc.; i synnerhet om indata i fråga redan ligger i ett sådant kalkylblad.
Det finns givetvis många fler exempel, både på program inom nämnda kategorier och ytterligare kategorier i sig.
