عنوان: پیدایش نرم افزار و نفوذ آن به دنیای صنعت
مقدمه
بشریت همواره در تمام دوران زندگی به دنبال ابدء و یافتن روش های جدید و کاربردی جهت آسان نمودن کارهای روزمره ی خویش بوده. در همین راستا انسان ها همواره تلاش بر آن داشتند تا با بکار گیری ابزار آلات و خلق فناوری های جدید به آرمان ها و رویاهای خویش دست یابند. بدیهی است که انسانها همواره در این راه موفق ظاهر شده و خواهند شد.
یکی از پر افتخار و پر کاربرد ترین فناوری های خلق شده توسط بشر پدیده ای است که کامپیوتر (رایانه) نام دارد. در عصر حاضر زندگی تمام انسان ها در اکثر نقاط دنیا با این فناوری گره خورده بطوری که انکار و حذف آن از زندگی روز مره انسان ها امری بعید و غیر ممکن به نظر می رسد. در صفحات و فصل های بعد بیشتر به توضیح این مطلب پرداخته خواهد شد.
علوم پایه کاربردی و بکار گرفته شده در کامپیوتر
تعریفی ساده برای سخت افزار و نرم افزار
سخت افزار به ماهیت فیزیکی و اجزاء تشکیل دهنده ی کامپیوتر و نرم افزار به مجموعه ی داده ها و پکیج های (بسته ها) پردازش شده (محصول) گفته می شود.
در حقیقت سخت افزار را می توان به اتومبیلی تشبیه کرد که در خدمت دستورات راننده یعنی همان نرم افزار است. پس سخت افزارها تنها ماشین های خام و بی اراده ای هستند که نرم افزار ها به آنها جان می بخشند و آنها را به حرکت در می آورند. بدیهی است که تمامی سخت افزارها توانایی ها و کاربردهای تعریف شده و مشخصی را دارا هستند.
نرم افزار ها در واقع مجموعه ی دستور العمل های تعریف شده و مشخص هستند که به منظورهای مختلف طراحی شده اند.
شتاب گیری رشد صنایع به کمک نرم افزارها
نرم افزار ها در دو دهه ی گذشته باعث رشد چشمگیر و باور نکردنی صنایع شده اند. بزرگترین علت این امر سرعت و دقت باور نکردنی پردازش اطلا عات در کامپیوتر است. همین سرعت و دقت بالا موجب شده نرم افزار ها قابلیت های بسیار زیادی را دارا شوند. بدون هیچ محدودیتی در حجم و زمان پردازش دستور العمل ها و اطلاعات.
تا بحال به توانایی کامپیوتر های شخصی خود فکر کردید ؟ اصولا بصورت عمومی کامپیوتر های خانگی تنها ابزاری برای تفریح – گوش دادن به موسیقی- بازیهای سرگرم کننده – اینترنت و… هستند. متاسفانه عموما از این وسیله استفاده کاربردی نمی شود و از قابلیت ها و توانایی های آن استفاده نمی شود.
اگر شما یک دستگاه کامپیوتر شخصی باپردازشگر دو هسته ای پنتیوم 4 (نام تجاری) ساخت شرکت Intel با فرکانس 3/6Ghz و فرکانس Bus 800Mhz را در منزل دارا هستید و از آن به عنوان یک ابزار MultiMedia استفاده می کنید حتما تعجب خواهید کرد که بدانید پردازشگر کامپیوتر شما قادر است تمام محاسباتی را که روزانه 200 حسابدار انجام می دهند تنها در2/1 ثانیه انجام دهد. احتمال بروز خطا در پردازش و محاسبه در CPU کامپیوتر شما +0% است و در محاسبات 200 حسابدار ؟؟؟!!!!
ماشینهای کنترل عددی توسط کامپیوتر و انقلابی صنعتی
یکی از پدیده های وابسته به نرم افزار که سرعت رشد صنعت را 100 ها برابر کرد و حدودا از سال 1985 به بعد در اختیار صنعت جهان قرار گرفت ماشین آلاتی بودند که CNC (Computer Numerical Control) یا کنترل عددی به وسیله کامپیوتر نام داشتند. این خانواده از ماشین آلات روبات هایی بودند که از روش های مختلف قادر به ساخت و تولید انواع قطعات – صنعتی و… با دقتی بسیار بالا در حدود 001/0 میلی متر بودند و امروزه نیز در سراسر جهان کاربردهای بسیار زیادی دارند.
در این نوع ماشین آلات قطعه توسط نرم افزار کاملا به صورت سه بعدی طراحی و سپس مختصات آن برای روبات تعریف می شود. در نهایت محصول با سرعت باور نکردنی توسط روبات ساخته می شود. این خانواده از روبات ها توانستند پیشرفت بسیار چشمگیری را به دنیای صنعتی ببخشند.
اما دنیای دیجیتال نرم افزاری پیامدهای دیگری را نیز به همراه خود داشته است. یکی از مهمترین این پیامدها کاهش هزینه ها در تولید است که از اهمیت بسیار زیادی در بازار رقابت برخوردار است.
ازبرخی علل کاهش هزینه ها میتوان به نکات زیر اشاره کرد:
تولید بیشتر در زمان کمتر +
استفاده از نرم افزارها – روبات ها و ماشین آلات به جای نیروی انسانی
کم شدن خطا و اشتباهات
از بین رفتن روش های آزمون و خطا و جایگزینی شبیه سازی
استفاده از روش های تجاری و بازرگانی مدرن نرم افزاری ( تجارت الکترونیک) و فروش مستقیم محصولات.
در عصر حاضر تجارت الکترونیک به شما این امکان را می دهد تا در هر ساعتی از شبانه روز به هر کجای دنیا که می خواهید سفر کنید و از محصولات و یا خدمات بازدید کنید. و در صورت تمایل از آنها استفاده کنید. همه ی این پروسه تنها دقایقی بیش به طول نمی انجامد.
پس می توان فواید تجارت الکترونیک را بطور کلی اینگونه جمع بندی نمود:
1- کاهش هزینه ها و افزایش قابلیت ها
2-کوتاه شدن دست واسطه های تجاری (دلالها) و تبلیغاتی
3- از بین رفتن مرزها و جهانی شدن صنایع
4- ایجاد رقابت و افزایش کیفیت
در هزاره ی سوم میلادی می توان به جرات گفت که تمام صنایعی که به روش های سنتی فعالیت می کنند رو به نابودی هستند. چرا که قدرت نمائی نرم افزار ها دیگر جایی برای تردید باقی نگذاشته. یک نرم افزار به تنهائی به جای صدها انسان کاراِِئی دارد و می تواند هزاران برابر سریع تر و دقیق تر از انسان عمل کند.
پس میتوان نتیجه گرفت که تمامی واحد های کوچک و بزرگ صنعتی ضرورت دارند تا خیلی سریع و مطمئن به دنیای دیجیتال وارد شوند و تا آنجائی که امکان دارد در تمامی فرآیندها از نرم افزارها استفاده کنند. مقاومت در مقابل نرم افزارها امری غیر ممکن و بدون توجیح است.
سرعت و دقت مداری نرم افزارها
نرم افزارها خصوصیاتی دارند که آنها را متمایز می سازد. از جمله این خصوصیات می توان به دو نکته زیراشاره نمود:
سرعت در پردازش اطلاعات و داده ها
دقت در محاسبات و خروجی ها
کم حجم بودن اطلاعات از جهت ابعاد
سرعت دسترسی به حافظه ها و اطلاعات
جابجائی اطلاعات
شبکه های کامپیوتری – اینترنت
گویای سرعت پردازش اطلاعات در یک کامپیوتر شخصی بود. البته نرم افزار ها در رابطه با سرعت پردازش اطلاعات نقش زیادی را ایفا نمی کنند. در واقع این سخت افزار ها هستند که در سرعت پردازش اطلاعات تعیین کننده هستند و نرم افزارها تابع توانایی ماشین های خود (سخت افزارها) هستند.
در اولین کامپیوتر ها سرعت پردازش اطلاعات بسیار کم بود. چرا که کامپیوتر های اولیه بیشتر شبیه به یک ماشین مکانیکی بودند تا دستگاهی الکترونیک.
عوامل تاثیر گذار در سرعت پردازش اطلاعات بطور کاملا خلاصه:
فرکانس های پردازشگر اصلی
فرکانس های پردازشگر های جانبی
فرکانس- پهنای باند اطلاعاتی و میزان حافظه با دسترسی قالبلیت تصادفی
فرکانس و پهنای باند اطلاعاتی مربوط به منابع دخیره اطلاعات
فرکانس و میزان حافظه ی انبار (برگشتی) پردازشگرها
هماهنگی تمام سخت افزارها از لحاظ سرعت
سرعت در پردازش اطلاعات و داده ها
دقت در محاسبات و خروجی ها
یکی دیگر از خصوصیات نرم افزار ها دقت فوق الاده آنها در محاسبات است. نرم افزارها به ندرت خطا می کنند. اشتباهات نرم افزاری در حدی است که تقریبا می توان از آنها چشم پوشی کرد یعنی می توان گفت که +0% احتمال دارد که نرم افزار نیز اشتباه کند. البته ناگفته نماند که خطاهای نرم افزار ها عموما به علت اشتباهاتی در ساختار و پیکره خود آنهاست. یعنی در الگوریتم و برنامه نویسی آنها ایراد هایی وجود دارد که تمامی برنامه نویسان و شرکتهای بزرگ همواره در رفع این ایراد ها در نسخه های بعدی نرم افزارهای خود تلاش می کنند.
اما کاربرد و توانائی های نرم افزار ها به قدری وسیع و گسترده است که با وجود تمام ایرادهایی که در پیکره آنها ممکن است یافت شود هیچ جای حرفی برای هیچ کس باقی نمی گذارد.
کم حجم بودن اطلاعات از جهت ابعاد
یکی دیگر از مزایایی که نرم افزار به ما ارائه می کند حجم بسیار پائین اطلاعات ثبت شده از نظر ابعاد و اندازه است. برای مثال فکر می کنید برای ثبت کردن تمامی اطلاعات مربوط به مردم ایران (نام و مشخصات – عکس – اثر انگشت – آدرس و…) بر روی کاغذ نیاز به چند صد تن کاغذ دارید ؟ برای انبار کردن و طبقه بندی کردن آنها چطور ؟ نیاز به چه مقدار فضا دارید ؟؟؟؟!!!!!
حال فکر می کنید برای ثبت همین اطلا عات بر روی کامپیوتر نیاز به چه مقدار فضا دارید ؟ جواب این سوال کاملا آسان است. یک دیسک سخت 500 گرمی می تواند این امکان را برای شما فراهم سازد تا شما تمامی مشخصات مردم ایران را درون جیب خود بگذارید و به هرجا که می خواهید سفر کنید !!!
در این میان نرم افزار های Compressor (فشرده ساز) نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. چرا که آنها با استفاده از روش های زیادی قادرند اطلاعات را تا چندین برابر فشرده سازند.
سرعت دسترسی به حافظه و اطلاعات
دنیای دیجیتال برای ما این امکان را فراهم می سازد تا بدون اتلاف زمان در میان انبوهی از اطلاعات بتوانیم به اطلاعات دلخواه خود دسترسی پیدا کنیم. دیگر برای خرید و یا مطالعه کردن یک کتاب نیاز نیست که تمام وقت خود را صرف سر زدن به کتاب فروشیها و کتاب خانه ها کنیم. بلکه کافیست تا با صرف چند دقیقه تنها با وارد کردن نام کتاب در یکی از سایتهای جستجو آن را دانلود کرده و از آن استفاده کنید.
پلیس ها دیگر برای پیدا کردن مشخصات صاحب یک اتومبیل نیاز نیست تا بین میلیونها برگه به دنبال چند ورق کاغذ جستجو کنند. بلکه کافیست تا فقط شماره پلاک اتومبیل را در یکی از کامپیوتر های متصل به شبکه وارد نموده و سپس به اطلاعات مورد نظر دسترسی پیدا کنند.
جابجائی اطلاعات
جابجائی اطلاعات
یکی دیگر از مزایای نرم افزار ها جابجایی ساده اطلاعات است. امروزه به کمک استفاده از فناوری های روز دنیا انسانها قادر هستند تا حجم های زیادی از اطلاعات را به سادگی در شکلهای مختلف (انواع دیسکهای سخت – انواع حافظه های جانبی مانند Cool Diskes – Flash Memories) ثبت و از هر نقطه ای به نقطه دیگر جابجا کنند. بدون آنکه خطائی در ساختار اطلاعات حاصل شود.
شبکه های کامپیوتری – اینترنت
یکی دیگر از روشهای جابجائی اطلاعات انواع شبکه های کامپیوتری هستند. شبکه کامپیوتری به مجموعه ای از کامپیوتر ها گفته می شود که از طریق سخت افزارهای I/O (ورودی و خروجی) به کمک ماهواره ها – کابل ها – تلفن و… قادر هستند تبادل اطلاعات کنند.
این روش مزیت های بسیار زیادی نسبت به روش های دیگر جابجائی اطلاعات دارد. از جمله مهمترین این مزیت ها دارا نبودن هیچ محدودیتی در حجم و مسافت اطلاعات است که فواید بسیار زیادی را در پی دارد.
یکی از پر کاربرد ترین شبکه های جهانی شبکه اینترنت است که تقریبا همه با آن آشنائی دارند. این شبکه جهانی و توصیف ناپذیر که میلیونها کامپیوتر را هم زمان به هم متصل می سازد در زندگی روز مره انسانها – صنعت – تجارت – پزشکی و… کاربرد دارد.
تقریبا میتوان گفت که اینترنت به تمامی نقاط این کره خاکی نفوذ کرده و با سرعت هرچه تمام تر دنیا را در خود حل می کند.
پیدایش نرم افزار های شبیه ساز و تحولی عظیم
از پدیده های باور نکردنی دنیای دیجیتال نرم افزار ها می توان به نرم افزار های شبیه سازی "Simulation Softwares" اشاره کرد. این دسته از نرم افزارها حدودا از از سال 1993 وارد بازار نرم افزار ها شدند و از سال 2000 بشدت رشد کردند و در معرض استفاده های عمومی قرار گرفتند.
شبیه سازی نرم افزاری چیست ؟
شبیه سازی نرم افزاری به معنی بررسی اتفاقات در فرآیندهای فیزیکی و حقیقی در دنیای نرم افزار است. در این روش کاربر اطلاعاتی را در باره ی فرآیند مورد نظر به نرم افزار وارد نموده و سپس آنچه را که در واقعیت اتفاق مشاهده می کند
نرم افزارهای شبیه سازی از لحاظ صنعت گران یک معجزه بشمار می آیند. معجزه ای که خالق آن خود انسان ها هستند. این نرم افزارها هزینه ها را تا هزاران برابر کاهش می دهند و از اتلاف زمان بطور باور نکردنی جلوگیری می کنند. بسیاری از محاسباتی که در حالت معمولی ماه ها و شاید هم سالها به زمان نیاز داشت توسط این نرم افزار ها تنها در طی چند دقیقه انجام می شود.
شبیه ساز ها در واقع همان تعاریف و فرمول های ریاضیات – فیزیک – شیمی – الکترونیک و… را در الگوریتم خود جای داده اند. اما بواسطه سرعت پردازش فوق الاده اطلاعات در کامپیوتر و عدم وجود خطا از سرعت و دقت بسیار بالایی برخوردار هستند.
همچنین نرم افزار های شبیه سازی قادر به محاسبه و پیش بینی فرآیندهای بسیار پیچیده هستند. فرآیند هایی که انسان شاید هرگز خود به تنهایی قادر به محاسبه آن نباشد.
نرم افزارهای شبیه سازی در صنایع مختلفی کاربرد دارند. به برخی از این صنایع اشاره می کنیم که شبیه ساز ها در آنها کاربردهای بسیار وسیع و گسترده ای را دارا هستند.
1- مهندسی مکانیک
2- مهندسی عمران و معماری
3- مهندسی برق والکترونیک
4- صنایع گرافیک
در تمامی این صنایع نرم افزار های شبیه سازی جایگاه های بسیار مستحکم را پیدا کرده اند. در فصل هشتم به معرفی برخی از این نرم افزارها و توضیحاتی در باره کاربرد و توانایی آنها پرداخته خواهد شد.
بسیاری از دانشمندان و تحلیل گران علت رشد بی حد صنایع را در 10 سال گذشته پیدایش نرم افزارهای مهندسی CAE می دانند.
به تصاویری از یک پروژه ی عملی و حقیقی اجرا شده توسط گروه صنعتی پارسیان در سال 1383 توجه کنید:
نرم افزار ها بجای انسانها
با مطالعه چهار فصل گذشته به سادگی می توان دریافت که نرم افزار ها به سرعت روزانه در حال پیشرفت و تعداد آنها در حال افزایش است. امروزه در سال 2006 میلادی در هر روز بیش از 2000 نرم افزار کوچک و بزرگ به بازار داغ نرم افزار ها وارد می شوند که هر کدام به طریقی تلاش برای کاهش حجم فعالیت انسانی دارند.
در هزاره سوم میلادی نرم افزار ها بگونه ای به تمام فرآیندهای زندگی نفوذ کرده اند که تمامی انسان ها به آنها وابسته شدند و زین پس نیز وابسته تر خواهند شد. البته نرم افزارها فقط درون کامپیوتر شخصی شما وجود ندارند. اکثریت لوازم الکترونیکی مانند موبایل- ضبط پخش – ماشین لباس شوئی – تلویزیون – اتومبیل – ساعت مچی و صدها ابزار و وسیله دیگر از این فن آوری بهره می گیرند.
در سالهای گذشته درصد بسیار زیادی از مردم سراسر دنیا به واسطه ایفای نقش نرم افزار ها اجبارا از کار بی کار شده اند و یا درآمد آنها بطور چشم گیری کاهش پیدا کرده. این افراد عموما افرادی هستند که نتوانسته اند خود را با دنیای دیجیتال هماهنگ کنند و دانش خود را به روز سازند.
از همین رو سازمان بین الملل در سال 1995 اعلام کرد تمامی افرادی که از سال 2000 به بعد از کامپیوتر و نرم افزارها اطلاعاتی نداشته باشند از لحاظ جامعه جهانی بی سواد محسوب می شوند.
اگر دنیای دیجیتال با همین سرعت پیش رفت کند تا چند سال آینده تمام دنیا را فتح خواهد کرد و مطمئنان انسان هایی که از این فناوری بی بهره هستند مشکلات بسیار دشواری را در پیش خواهند داشت.
– امروزه می توان به جرات گفت که نرم افزار ها در هر صنفی نفوذ کردند و کارائی دارند. حتی سوپر مارکت ها نیز می توانند به کمک یک نرم افزار حسابرسی و انبار داری تغییرات اساسی در کار خود ایجاد نمایند.
– در این میان آرایشگاه ها نیز از این فن آوری بی بهره نخواهند بود. چرا که می توانند به کمک نرم افزار های شبیه سازی چهره شخص را بعد از اصلاح سر و… به مشتری ارائه کنند.
– اساتید نیز می توانند برای تدریس و بازده ای بهتر از انواع نرم افزارهای معرفی پروژه – شبیه ساز و… استفاده کنند.
– نرم افزارها حتی به کمک موسیقی دان ها و آهنگ ساز ها نیز آمده اند. چرا که دیگر نیازی به یک گروه ارکسراسیون 100 نفره نیست. نرم افزار های آهنگ سازی در کوتاه ترین زمان به جای 100 نوازنده می نوازند.
– در کارخانه شکلات سازی برای جدا سازی انواع شکلات های در هم و متفاوت نیازی به چشم انسان و نیروی انسانی نیست. چرا که نرم افزارهای کنترل کیفی با بررسی دائمی خط تولید و تشخیص نوع کالا (از طریق رنگ – ابعاد – ترکیبات شیمیایی و… ) به روبات دستور می دهد تا زحمت جدا سازی کالا ها را بکشد. مطمانا روبات ها صد برابر این کار را سریع تر و دقیق تر از انسان انجام می دهند.
علل جایگزین شدن نرم افزار ها به جای انسان ها:
کاهش هزینه های دست مزد کارگر و پرسنل
بالا بودن سرعت نرم افزار نسبت به سرعت عمل کرد نیروی انسانی.
بالا بودن دقت نرم افزار نسبت به دقت نیروی انسانی.
خستگی ناپذیر بودن نرم افزار ها و یا روباتها
توانائی های نرم افزار بیش از توانایی انسان است.
با تشکر از
حضور
سبز،
گرم
و مهربانتان