درسنامه آموزشی پودمان 1 دانش فنی پایه دهم شبکه و نرم افزار رایانه

آیا تا به حال اندیشیده‌اید

1- برنامه‌هایی مثل «word» و بازی‌ها جزء کدام نوع نرم‌افزارها هستند؟
2- اگر رایانه یا گوشی شما فقط روشن شود، ولی هیچ برنامه‌ای نداشته باشد، چه کارهایی می‌توانید با آن انجام دهید؟
3- سیستم عامل‌ها هم یک نوع نرم‌افزار هستند؟

از هنرجو انتظار می‌رود

1- نرم‌افزار را تعریف و دسته‌بندی کند.
2- انواع نرم‌افزارهای رایج را نام ببرد.
3- کاربرد هر نوع نرم‌افزار را توضیح دهد.
4- برای هر دسته از نرم‌افزار، مثال‌هایی بیان کند.

استاندارد عملکرد

با مفاهیم اولیه نرم‌افزار و انواع آن و کاربردهای نرم‌افزار آشنا شود و عملکرد هریک را تشریح کند.

مفاهیم اولیه نرم‌افزار

نرم‌افزار شامل انواع مختلفی از برنامه‌ها و دستورالعمل‌ها است که برای انجام وظایف خاصی طراحی شده‌اند. دو نوع اصلی نرم‌افزار شامل نرم‌افزار کاربردی و نرم‌افزار سیستمی می‌باشد.

نرم‌افزار کاربردی (Application Software)

نرم‌افزارهای کاربردی به برنامه‌هایی گفته می‌شود که برای انجام وظایفی خاص طراحی شده‌اند و به‌طور مستقیم توسط کاربران مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نرم‌افزارها به دو دستۀ کلی نرم‌افزار کاربردی عمومی (General Application Software) و نرم‌افزارهای کاربردی سفارشی (Customized Application Software) تقسیم‌بندی می‌شوند که به اختصار به توضیح آن‌ها می‌پردازیم.

نرم‌افزار کاربردی عمومی

به دسته‌ای از نرم‌افزارهای کاربردی گفته می‌شود که برای طیف گسترده‌ای از کاربران و برای انجام وظایف گوناگون طراحی شده‌اند. این نرم‌افزارها معمولاً برای انجام کارهای روزمره و رایج در محیط‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند که مهم‌ترین ویژگی آن‌ها، کاربرد گسترده، کاربری آسان و سازگاری با سیستم عامل‌های مختلف می‌باشد. در ادامه مثال‌هایی برای این نرم‌افزار آورده شده است:

- مجموعه نرم‌افزارهای Office
- زبان‌های برنامه‌نویسی
- مرورگرهای وب
- نرم‌افزارهای انیمیشن‌سازی
- نرم‌افزارهای گرافیکی
- نرم‌افزارهای نقشه‌کشی و...

نرم‌افزارهای کاربردی سفارشی:

این نوع از نرم‌افزارها به‌طور اختصاصی برای نیازها و خواسته‌های خاص یک سازمان، شرکت یا فرد طراحی و توسعه داده می‌شود و آن‌ها را در دستیابی به اهداف کسب و کارشان کمک می‌کند. مهم‌ترین ویژگی این دسته از نرم‌افزارها، تطابق کامل با نیازها، انعطاف‌پذیری بالا، ایجاد مزیت رقابتی، امنیت بالا و مالکیت معنوی می‌باشد. در زیر نمونه‌هایی از این نوع نرم‌افزار آورده شده است:

- نرم‌افزارهای مالی سفارشی
- نرم‌افزارهای پزشکی سفارشی
- نرم‌افزارهای تولیدی سفارشی
- و...

نرم‌افزار سیستمی (System Software)

نرم‌افزار سیستم، برنامه‌هایی هستن که به کارکرد صحیح سخت‌افزار کمک می‌کنند و امکان استفاده از رایانه را برای کاربر فراهم می‌کنند. با درنظر گرفتن سیستم رایانه‌ای به‌عنوان یک مدل لایه‌ای، نرم‌افزار سیستمی رابط بین سخت‌افزار و برنامه‌های کاربردی است.

وظایف اصلی نرم‌افزارهای سیستمی عبارت‌اند از:

مدیریت سخت‌افزار: نرم‌افزارهای سیستمی همه منابع سخت‌افزاری رایانه را مدیریت می‌کنند و اطمینان می‌دهند که نرم‌افزارهای کاربردی به درستی اجرا شوند.

مدیریت فایل‌ها:

نرم‌افزارهای سیستمی سازماندهی، ذخیره و بازیابی فایل‌ها و داده‌ها را انجام می‌دهند.

مهم‌ترین نرم‌افزارهای سیستمی شامل موارد زیر می‌باشد:

سیستم عامل‌ها (Operating Systems)

سیستم عامل‌ها، مهم‌ترین نرم‌افزار سیستم است و مدیریت کل رایانه را برعهده دارد و به‌عنوان واسط بین نرم‌افزارهای کاربردی و سخت‌افزار عمل می‌کنند. به‌طورکلی سیستم عامل‌ها وظیفۀ مدیریت سخت‌افزار، نرم‌افزار و کنترل دستگاه‌های ورودی و خروجی را برعهده دارند. کاربردی‌ترین سیستم‌عامل‌ها شامل موارد زیر می‌باشد:

سیستم عامل‌های دسکتاپ:

این سیستم عامل‌ها برای رایانه‌های شخصی (PC) و لپ‌تاپ‌ها طراحی شده‌اند. مانند سیستم عامل‌های Windows, macOs, Linux.

سیستم عامل‌های گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها:

مانند: Android و ios.

سیستم عامل‌های سرور:

این سیستم عامل‌ها برای سرورها در شبکه‌های رایانه‌ای طراحی شده‌اند. مانند: Linux, Unix, Windows server.

وظایف اصلی سیستم عامل، شامل موارد زیر است:

• مدیریت سخت‌افزار: شامل مدیریت پردازنده، حافظه و دستگاه‌های ورودی و خروجی می‌باشد.
• مدیریت نرم‌افزار و اجرای برنامه‌ها: شرایط مورد نیاز برای اجرای نرم‌افزارهای کاربردی را فراهم می‌کند.
• مدیریت فایل‌ها: فایل‌ها و پوشه‌ها را مدیریت و سازماندهی می‌کند.
• رابط کاربری: واسط کاربری برای تعامل کاربر با سیستم می‌باشد.

راه‌اندازها (Drivers):

راه‌انداز نرم‌افزارهایی هستند که به سیستم عامل امکان می‌دهند تا با سخت‌افزارهای مختلف ارتباط برقرار کرده و از آن‌ها استفاده بهینه کنند. به‌عنوان مثال، سیستم عامل به تنهایی نمی‌داند چطور باید هر قطعه سخت‌افزاری کار کند؛ درایور مانند مترجم عمل می‌کند و اجازه می‌دهد سیستم عامل بتواند فرمان‌هایی به سخت‌افزار بدهد و اطلاعاتی از آن بگیرد. (شکل زیر) برای اینکه سیستم عامل بتواند از سخت‌افزارهایی مانند کارت گرافیک یا کارت صدا و دستگاه‌هایی مانند پرینتر یا اسکنر استفاده کند، نیاز به راه‌اندازهای اختصاصی آن دستگاه دارد. اهمیت استفاده از راه‌اندازها موارد زیر می‌باشد:

- ارتباط بین سخت‌افزار و سیستم عامل
- عملکرد صحیح سخت‌افزار
- تضمین سازگاری بین سخت‌افزار و سیستم عامل

مترجم‌ها: کامپایلرها (Compilers) و مفسرها (Interpreters):

کامپایلرها و مفسرها ابزارهایی هستند که کد منبع نوشته شده توسط برنامه‌نویسان را به زبان ماشین یا یک زبان میانی تبدیل می‌کنند و در ادامه به تفاوت آن‌ها اشاره شده است.

کامپایلر یک برنامه است که کد نوشته شده را به یکباره می‌خواند و آن را به کد ماشین یا یک کد میانی تبدیل می‌کند و سپس توسط پردازنده اجرا می‌شود. اگر خطایی درکد باشد، قبل از اجرا همه خطاها را نشان می‌دهد. مانند کامپایلر c, c++, java

مفسر یک برنامه است که کد نوشته شده برنامه‌نویس در زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی را خط به خط می‌خواند، ترجمه می‌کند و اجرا می‌کند. ولی فایل اجرایی نمی‌سازد. اگر خطایی در کد وجود داشته باشد در زمان اجرا متوقف و خطا نشان داده می‌شود. مانند python و Javascript

میان افزار (Firmware)

نرم‌افزاری که روی تراشه‌های سخت‌افزاری نصب شده و عملکرد اولیه دستگاه را کنترل می‌کند.

نرم‌افزارهای کمکی (Utilities):

ابزارهایی برای نگهداری، بهینه‌سازی و امنیت سیستم. مانند آنتی‌ویروس، نرم‌افزار پاک‌سازی دیسک، فشرده‌ساز فایل‌ها.

روش‌های نصب نرم‌افزار

1- نصب از روی CD/DVD یا حافظه USB: نرم‌افزارهایی که به‌صورت فیزیکی روی یک دیسک یا فلش هستند.

برای نصب نرم‌افزار مراحل زیر را انجام دهید:

- وارد کردن دیسک یا فلش
- باز کردن فایل Setup یا Install
- دنبال کردن مراحل نصب (Next → Install → Finish)

2- نصب از طریق اینترنت (مانند دانلود مرورگر Firefox از سایت رسمی): فایل نصب این نرم‌افزارها از یک وب‌سایت رسمی یا فروشگاه نرم‌افزار دانلود می‌شود.

3- نصب خودکار (Auto Installer یا One-click install): بعضی از نرم‌افزارها مانند نصب افزونه‌های مرورگر یا بعضی برنامه‌های سبک بدون نیاز به تنظیمات خاص با یک کلیک به‌صورت کامل و خودکار نصب می‌شوند.

4- نصب از فروشگاه نرم‌افزار مانند (Microsoft Store): مخصوص سیستم عامل‌هایی است که فروشگاه رسمی دارند که امن‌تر و برای کاربران مبتدی ساده‌تر هستند.

روش‌های حذف نرم‌افزار

1- حذف از طریق کنترل پنل (در ویندوز): رایج‌ترین روش حذف برنامه‌ها

Control Panel → Programs → Uninstall a program → انتخاب برنامه → Uninstall

2- حذف از طریق تنظیمات (در ویندوز 10 و 11)

Settings → Apps → Installed apps → انتخاب برنامه → Uninstall

3- استفاده از نرم‌افزارهای حذف‌کننده (Uninstaller Tools): برخی نرم‌افزارها مانند Remove installer به‌طور کامل‌تر و دقیق‌تر برنامه‌ها را حذف می‌کنند (حتی فایل‌های مخفی).

4- حذف دستی: پاک کردن پوشه برنامه بدون استفاده از روش‌های استاندارد که ممکن است فایل‌هایی باقی بمانند یا سیستم دچار اختلال شود.

به‌روزرسانی نرم‌افزارها (Update)

به‌روزرسانی یا آپدیت (Update) یعنی نصب نسخه جدیدتر یک نرم‌افزار که نسبت به نسخه قبلی بهبود یافته و اشکالاتش برطرف شده است.

چرا نرم‌افزارها را به‌روزرسانی می‌کنیم؟ (جدول زیر)

انواع روش‌های به‌روزرسانی در جدول زیر آورده شده است.

آپدیت خودکار Automatic Update	بعضی نرم‌افزارها خودشان به‌طور خودکار آپدیت می‌شوند.	مرورگر Chrome، آنتی‌ویروس‌ها
آپدیت دستی Manual Update	کاربر باید خودش نسخه جدید را دانلود و نصب کند.	آپدیت دستی نرم‌افزارهای گرافیکی مثل فتوشاپ
از طریق فروشگاه نرم‌افزار	در ویندوز، اندروید یا مک، می‌توان نرم‌افزارها را از فروشگاه رسمی به‌روزرسانی کرد.	Google Play, Microsoft Store

مجوزها و نوع‌های نرم‌افزار (License)

مجوز (License) یعنی اجازه‌ای که شرکت سازنده نرم‌افزار به کاربر می‌دهد تا از آن نرم‌افزار استفاده کند. این اجازه ممکن است رایگان، محدود یا با پرداخت هزینه باشد. (جدول زیر)

چرا شناخت مجوزها مهم است؟

• جلوگیری از مشکلات قانونی
• حفظ امنیت سیستم
• احترام به حقوق تولیدکنندگان نرم‌افزار

1- نرم‌افزار رایگان (Freeware)

نرم‌افزاری است که می‌توان آن را بدون پرداخت هزینه نصب و استفاده کرد، اما کدهای داخلی آن قابل مشاهده یا ویرایش نیستند.

ویژگی‌ها:

• رایگان است، ولی مالکیت آن متعلق به شرکت سازنده است.
• نمی توان در آن تغییر ایجاد کرد یا آن را فروخت.
• معمولاًً محدودیت زمانی ندارد.

2- نرم‌افزار متن‌باز (Open Source)

نرم‌افزاری است که علاوه بر رایگان بودن، کدهای برنامه‌نویسی آن برای همه قابل مشاهده و ویرایش است.

ویژگی‌ها:

• قابل استفاده، تغییر و توسعه توسط هر برنامه‌نویس یا شرکت دیگر
• مناسب برای آموزش و پروژه‌های گروهی
• بعضی از نسخه‌های آن ممکن است هزینه‌ای برای پشتیبانی یا خدمات داشته باشند.

3- نرم‌افزار تجاری (Commercial Software)

نرم‌افزاری است که برای استفاده از آن باید هزینه پرداخت شود. این هزینه ممکن است به‌صورت یک‌باره یا برای هر نسخه باشد.

ویژگی‌ها:

• دارای پشتیبانی رسمی از شرکت تولیدکننده
• کدهای داخلی مخفی و محافظت شده دارند
• استفاده بدون مجوز از آن غیرقانونی است.

4- نرم‌افزار اشتراکی (Subscription Software)

این نرم‌افزارها به‌جای خرید کامل، به‌صورت اشتراک ماهیانه یا سالیانه در اختیار کاربر قرار می‌گیرند.

ویژگی‌ها:

• دسترسی به نسخه‌های به روز و جدید تا زمانی که اشتراک فعال باشد.
• در صورت پایان اشتراک، نرم افزار دیگر قابل استفاده نخواهد بود.
• گاهی خدمات ابری (cloud services) نیز همراه آن ارائه می‌شود.

ایمنی در استفاده از نرم‌افزارها

امروزه بسیاری از اطلاعات شخصی، درسی و حتی کاری ما در رایانه‌ها ذخیره می‌شود. اگر هنگام استفاده از نرم‌افزارها نکات ایمنی را رعایت نکنید، اطلاعات شما ممکن است به سرقت برود، سیستم آلوده شود یا آسیب ببیند.

1- نصب نرم‌افزار فقط از منابع معتبر

- نرم‌افزار را از سایت رسمی یا فروشگاه‌های نرم‌افزاری شناخته‌شده مانند Microsoft Store ،Google Play یا سایت سازنده دانلود و نصب کنید.
- از نصب نرم‌افزارهایی که از طریق فلش‌های ناشناس یا لینک‌های نامعتبر ارائه می‌شوند، خودداری کنید.

2- استفاده از نسخه‌های قانونی و دارای مجوز

- نرم‌افزارهای کرک شده یا غیرقانونی ممکن است دارای ویروس، تروجان یا کدهای مخرب باشند.
- این نرم‌افزارها اغلب به سیستم آسیب می‌زنند و حتی می‌توانند موجب از بین رفتن داده‌ها شوند.

3- به‌روزرسانی منظم نرم‌افزارها

- به‌روزرسانی باعث می‌شود اشکالات امنیتی نرم‌افزارها برطرف شود.
- نرم‌افزارهای قدیمی‌تر، معمولاً آسیب‌پذیرتر هستند و بیشتر در معرض هک شدن قرار دارند.

4- مراقبت از رمزهای عبور و اطلاعات شخصی

- نرم‌افزارهایی که برای ورود نیاز به حساب کاربری دارند باید رمز عبور قوی داشته باشند.
- رمز عبور را نباید در داخل فایل‌های قابل دسترسی ذخیره کرد.

5- بررسی دسترسی‌های نرم‌افزار

- بعضی نرم‌افزارها هنگام نصب، اجازه‌هایی (permissions) مانند دسترسی به فایل‌ها یا اینترنت می‌خواهند.
- فقط زمانی این دسترسی‌ها را بدهید که به نرم‌افزار اعتماد دارید.

6- نصب آنتی‌ویروس و فعال بودن فایروال

- داشتن یک آنتی‌ویروس فعال و به‌روز می‌تواند جلوی اجرای نرم‌افزارهای آلوده را بگیرد.
- فایروال هم از ورود یا خروج داده‌های مشکوک جلوگیری می‌کند.

7- عدم اشتراک‌گذاری نرم‌افزارهای شخصی

- از کپی کردن یا دادن نرم‌افزارهای نصب شده خود به دیگران (مخصوصاً با لایسنس خصوصی) خودداری کنید.