نرم افزار و سخت افزار

در حوزه فناوری اطلاعات و IT، کامپیوتر‌ها از دو جزء پایه و اساسی تشکیل می‌شوند. این دو بخش چیزی جز نرم‌افزار و سخت‌افزار نیستند. فعالیت هردو به یکدیگر وابسته است و با هم یک کامپیوتر را قادر به کار کردن می کند. درک تفاوت بین نرم‌افزار و سخت‌افزار برای درک نحوه عملکرد یک کامپیوتر و همچنین نحوه عیب‌یابی و بهینه‌سازی عملکرد آن بسیار مهم است. در این مقاله، ما به تفاوت‌های نرم‌افزار و سخت‌افزار می‌پردازیم و ویژگی‌ها و اهمیت نرم افزار و سخت افزار را در دنیای کامپیوتر مشخص می‌کنیم.

سخت افزار چیست؟

سخت‌افزار به منظور اجزایی از یک سیستم است که به صورت فیزیکی در یک کامپیوتر مشاهده می‌شوند. این اجزای فیزیکی شامل پردازنده مرکزی (CPU)، رم (RAM)، هارد دیسک، مادربرد، کارت گرافیک و سایر تجهیزات جانبی مختلف مانند صفحه کلید و مانیتور است. هر قطعه سخت‌افزاری وظیفه خاصی دارد و دستورالعمل‌های ارائه شده توسط نرم‌افزار را انجام دهد.

CPU در کامپیوتر اغلب به عنوان مغز سیستم شناخته می‌شود محاسبه دستور‌عمل‌های کامپیوتر را بر عهده دارد و RAM به طور موقت داده‌ها را برای دسترسی سریع CPU ذخیره می‌کند.

از سوی دیگر هارد دیسک‌ دستگاه‌ ذخیره‌ساز غیرفراری است که داده‌ها را بر روی خود ذخیره می‌کند و حتی زمانی که کامپیوتر خاموش می‌شود داده‌ها را در خود نگه می‌دارد.

کارت‌های گرافیک نیز توانایی‌های کامپیوتر برای نمایش جلوه‌های بصری در مانیتور را افزایش و فعالیت‌ گیمر‌ها و طراحان گرافیک را با کامپیوتر‌های امروزی ممکن می‌کنند.

قطعات سخت‌افزاری با استفاده از مواد و فناوری‌های مختلف تولید می‌شوند. فرآیندهای ساخت این قطعات در طول زمان تکامل یافته‌ و باعث افزایش راندمان، افزایش قدرت و ابعاد کوچکتر در قطعات شده‌اند.

برای مثال، تراشه‌های CPU معمولاً از سیلیکون تشکیل شده‌اند که حاوی مدارهای الکتریکی و ترانزیستور هستند. این تراشه‌ها در گذشت زمان تعداد ترانزیستور و مدار‌های الکتریکی بیشتری را در خود جای داده‌اند.

سخت‌افزار به عنوان زیرساختی محسوب شده که نرم‌افزار بر اساس آن ساخته می‌شود. قدرت پردازش، ظرفیت حافظه و قابلیت ذخیره‌سازی مورد نیاز برای اجرای برنامه‌های نرم‌افزاری را فراهم می‌کند. برای مثال سرعت و قدرت یک CPU تعیین می‌کند که نرم‌افزار چقدر سریع و کارآمد می‌تواند محاسبات پیچیده را انجام دهد.

علاوه بر این، مشخصات سخت‌افزاری الزامات نرم‌افزار را تعیین می‌کند. برای مثال، برنامه‌های نرم‌افزاری با محاسبات سنگین و تخصصی مانند برنامه‌های ادیت ویدیو، اصلاح رنگ و نور تصویر یا نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی معمولاً برای عملکرد بهینه نیاز به پردازنده‌های قدرتمند، رم قابل توجه و کارت‌های گرافیک اختصاصی دارند. ولی برنامه‌هایی عمومی‌تری مانند مرورگرهای وب باید روی کانفیگ‌ها و قطعات سخت‌افزاری ضعیف‌تر نیز اجرا شوند.

نرم افزار چیست؟

نرم‌افزار به برنامه‌ها و داده‌هایی گفته می‌شود که به کامپیوتر دستور می‌دهند که چه وظایفی را باید انجام ‌بدهد. در حالی که سخت‌افزار زیرساخت فیزیکی یک کامپیوتر است، نرم‌افزار دستورالعمل‌های دیجیتالی است که عمل‌ کنترل و هماهنگ کردن سخت‌افزار را بر عهده دارد.

نرم‌افزار‌ با زبان‌های برنامه‌نویسی ماشین مانند C++، Java یا Python نوشته می‌شود که انسان می‌تواند آن‌ها را بفهمد، اما باید به زبان ماشین ترجمه شود تا در سخت‌افزار کامپیوتر اجرا شود. این فرآیند ترجمه معمولاً توسط کامپایلرها یا مفسرها انجام می‌شود که کد برنامه‌نویسی سطح بالا را به زبان ماشین تبدیل می‌کند که سخت‌افزار بتواند آن را اجرا کند. نرم‌افزارها را می‌توان به دو دسته‌بندی کلی تقسیم کرد:

نرم افزار‌های سیستمی:

نرم‌افزار‌های سیستمی وظیفه مدیریت و کنترل منابع کامپیوتر را بر عهده دارند و بستری را برای اجرای سایر برنامه‌ها فراهم می‌کنند. این نرم‌افزار‌ها شامل سیستم‌عامل‌ها(ویندوز، ‌مکینتاش، لینوکس و…)، درایور های دستگاه و موارد مشابه می‌شود. سیستم‌عامل به عنوان یک واسطه بین سخت‌افزار کامپیوتر و برنامه‌های مختلف عمل می‌کند و آن‌ها را قادر می‌سازد تا بر اساس ویژگی‌های آن با هم تعامل داشته باشند و وظایف را انجام دهند.

نرم افزار‌های کاربردی:

از طرف دیگر نرم افزار کاربردی شامل برنامه‌هایی است که وظایف خاصی را بر اساس نیاز کاربر انجام می‌دهند. این نرم‌افزارهای کاربردی شامل برنامه‌هایی همچون مرورگرهای وب، نرم‌افزارهای ویرایش عکس، بازی‌های ویدئویی و موارد مشابه می‌شوند. نرم‌افزار‌های کاربردی از منابع و قابلیت‌های ارائه شده توسط نرم‌افزار‌های سیستمی برای انجام وظایف خود استفاده می‌کند.

تفاوت های سخت افزار و نرم افزار:

تفاوت‌های نرم‌افزار و سخت‌افزار در ماهیت و هدف آن‌ها در یک سیستم کامپیوتری است. سخت‌افزار زیرساخت فیزیکی را تشکیل می‌دهد که توان محاسباتی و قابلیت‌های ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند که نرم‌افزار بر اساس آن کار می‌کند. از سوی دیگر، نرم افزار شامل دستورالعمل‌های دیجیتالی است که فعالیت‌های سخت‌افزار را کنترل می‌کند.

در ادامه به چند مورد از تفاوت‌های نرم‌افزار و سخت‌افزار می‌پردازیم.

ارتقا پذیری و قابلیت بروزرسانی:

یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌های نرم‌فزار و سخت‌افزار قابلیت ارتقا و بروزرسانی آن‌ها است.

نرم افزار ناملموس و بسیار سازگار است و امکان تکامل و به روزرسانی سریع را فراهم می‌کند. نرم‌افزار از تکامل سریع‌تر و در دسترس‌تری بهره می‌برد. توسعه‌دهندگان نرم‌افزار می‌توانند برنامه‌های خود را با انتشار بروزرسانی‌هایی که به راحتی دانلود و بر روی سیستم‌های موجود نصب می‌شوند، ارتقا دهند. این بروزرسانی‌ها می‌توانند اشکالات نرم‌افزار را برطرف کنند، عملکرد برنامه را بهبود بخشند و ویژگی‌های جدیدی را بدون نیاز به تغییرات فیزیکی اعمال کنند. پس ارتقا و بروزرسانی در نرم‌افزار از فرایند ساده‌ و نه چندان پیچیده‌ای برخوردار‌‌ است.

از طرفی پیشرفت‌های سخت‌افزاری معمولاً نیاز به تغییرات فیزیکی یا جایگزینی کامل قطعات دارند. با پیشرفت تکنولوژی، سازندگان سخت افزار نسخه های جدید و بهبود یافته ای از CPU ها، ماژول‌های رم و دستگاه‌های ذخیره‌سازی را توسعه می‌دهند که سرعت، ظرفیت و قابلیت‌های بیشتری را ارائه می‌دهند. این پیشرفت‌ها اغلب کاربران را ملزم به خرید سخت‌افزار جدید برای استفاده از آخرین ویژگی‌ها می‌کنند. بنابراین، سخت افزار از سرعت تکامل نسبتاً کندتر و به هزینه‌های ارتقای قابل توجهی نیاز دارد.

طول عمر سخت افزار و نرم افزار:

همان‌طور که احتمالا حدس زده‌اید قطعات سخت‌‌افزاری طول عمر محدودی دارند و در طول زمان به‌ دلیل فرسودگی، از کار میافتند. اما نرم‌‌افزار طول عمر بیشتری دارد زیرا می‌تواند بروزرسانی و برای کار با سخت‌‌افزار جدیدتر سازگار شود. برای مثال می‌توانید بازی‌های یک کنسول‌ قدیمی را ببینید که برای کامپیوتر‌های امروزی نیز توسعه داده شده و استفاده می‌شوند.

* توجه داشته باشید هرچند نرم‌افزار و سخت افزار تفاوت‌های بسیاری دارند اما کاملاً به یکدیگر وابسته هستند. بدون نرم‌افزار، سخت‌افزار به سادگی مجموعه‌ای از اجزای بی اثر است که هیچ دستورالعملی برای دنبال کردن ندارد. برعکس، بدون سخت افزار، نرم افزار ابزار فیزیکی برای اجرای دستورالعمل های خود ندارد.

اگر شما جز افرادی هستید که به مباحث اکتیو و پسیو شبکه علاقه دارید و مشتاق هستید که در حوزه ی سخت افزار و شبکه های کامپیوتری، اطلاعات کسب کنید، محتوای تیم مستر خطیب را دنبال کنید و با ارائه نظر، ما را در بهبود و ارتقای کیفیت مطالب یاری کنید.

هم چنین، در دوره ۰ تا ۱۰۰ اسمبل و سخت افزار، علاوه بر آشنایی کامل با قطعات سخت افزاری، به موارد بیشتری درمورد سخت افزار، مانند انتخاب درست قطعات برای سیستم، محاسبه پهنای باند و گلوگاه آنها، نصب (اسمبل) و راه اندازی و عیب یابی و.. پرداخته می شود.