یک شبکه رایانه‌ای (به انگلیسی: Computer Network)، که اغلب به طور خلاصه به آن شبکه گفته می‌شود، گروهی از رایانه‌ها و دستگاه‌هایی می‌باشد که توسط کانال‌های ارتباطی به هم متصل شده‌اند. شبکه رایانه‌ای باعث تسهیل ارتباطات میان کاربران شده و اجازه می‌دهد کاربران منابع خود را به اشتراک بگذارند.
معرفی
یک شبکه رایانه‌ای اجازه به اشتراک گذاری منابع و اطلاعات را میان دستگاههای متصل شده به هم، می‌دهد. در دهه ۶۰ میلادی، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA)، بودجه‌ای را به منظور طراحی شبکه آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPANET) برای وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا اختصاص داد. این اولین شبکه رایانه‌ای در جهان بود. توسعه شبکه از سال ۱۹۶۹ و براساس طرحهای توسعه یافته دهه ۶۰ آغاز شد.
هدف
شبکه‌های رایانه‌ای را میتوان برای اهداف مختلف استفاده کرد:
تسهیل ارتباطات: با استفاده از شبکه، افراد می‌توانند به آسانی از طریق رایانامه (E-mail)، پیام‌رسانی فوری، اتاق گفتگو (Chat room)، تلفن، تلفن تصویری و ویدئو کنفرانس، ارتباط برقرار کنند.
اشتراک گذاری سخت افزارها: در یک محیط شبکه‌ای، هر کامپیوتر در شبکه میتواند به منابع سخت افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آنها استفاده کند؛ مانند چاپ یک سند به وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده‌است.
اشتراک گذاری پرونده‌ها، داده‌ها و اطلاعات: در یک محیط شبکه‌ای، هر کاربر مجاز میتواند به داده‌ها و اطلاعاتی که بر روی رایانه‌های دیگر موجود در شبکه، ذخیره شده‌است دسترسی پیدا کند. قابلیت دسترسی به داده‌ها و اطلاعات در دستگاههای ذخیره سازی اشتراکی، از ویژگی‌های مهم بسیاری از شبکه‌های است.
اشتراک گذاری نرم‌افزارها: کاربرانی که به یک شبکه متصل اند، می‌توانند برنامه‌های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.
تعریف
شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل متصل به یکدیگرند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می‌کنند. مستقل بودن کامپیوترها بدین معناست که هر کدام دارای واحدهای کنترلی و پردازشی مجزا بوده و بود و نبود یکی بر دیگری تاثیرگذار نیست.
متصل بودن کامپیوترها یعنی از طریق یک رسانه فیزیکی مانند کابل، فیبر نوری، ماهواره‌ها و... به هم وصل می‌باشند. دو شرط فوق شروط لازم برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری می‌باشند اما شرط کافی برای تشکیل یک شبکه کامپیوتری داشتن ارتباط و تبادل داده بین کامپیوترهاست.
این موضوع در بین متخصصین قلمرو شبکه مورد بحث است که آیا دو رایانه که با استفاده از نوعی از رسانه ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند تشکیل یک شبکه می‌دهند. در این باره بعضی مطالعات می‌گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ۳ رایانه متصل به هم است. یکی از این منابع با عنوان «ارتباطات راه دور: واژه‌نامه اصطلاحات ارتباطات راه دور»، یک شبکه رایانه‌ای را این طور تعریف می‌کند: «شبکه‌ای از گره‌های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده‌اند». در همین سند عبارت «شبکه» این طور تعریف شده‌است: «اتصال سه با چند نهاد ارتباطی». رایانه‌ای که به وسیله‌ای غیر رایانه‌ای متصل شده‌است (به عنوان نمونه از طریق ارتباط «اترنت» به یک پرینتر متصل شده‌است) ممکن است که یک شبکه رایانه‌ای به حساب آید.
در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، «اتصالات»، «ارتباطات» و «خدمات». اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند.
دسته بندی شبکه‌های رایانه‌ای
فهرست زیر، دسته‌های شبکه‌های رایانه‌ای را نشان می‌دهد.
بر اساس نوع اتصال
شبکه‌های رایانه‌ای را میتوان با توجه به تکنولوژی سخت افزاری و یا نرم‌افزاری که برای اتصال دستگاههای افراد در شبکه استفاده می‌شود، دسته بندی کرد؛ مانند فیبر نوری، اترنت، شبکه محلی بی‌سیم، HomePNA، ارتباط خط نیرو یا G.hn.
اترنت با استفاده از سیم کشی فیزیکی دستگاه‌ها را به هم متصل می‌کند. دستگاههای مستقر معمول شامل هاب‌ها، سوئیچ‌ها، پل‌ها و یا مسیریاب‌ها هستند.
تکنولوژی شبکه بی‌سیم برای اتصال دستگاه‌ها، بدون استفاده از سیم کشی طراحی شده‌است. این دستگاه‌ها از امواج رادیویی یا سیگنالهای مادون قرمز به عنوان رسانه انتقال استفاده می‌کنند.
فناوری ITU-T G.hn از سیم کشی موجود در منازل (کابل هم‌محور، خطوط تلفن و خطوط برق) برای ایجاد یک شبکه محلی پر سرعت (تا۱ گیگا بیت در ثانیه) استفاده می‌کند.
بر اساس تکنولوژی سیم کشی
زوج به‌هم‌تابیده: زوج به‌هم‌تابیده یکی از بهترین رسانه‌های مورد استفاده برای ارتباطات راه دور می‌باشد. سیم‌های زوج به‌هم‌تابیده، سیم تلفن معمولی هستند که از دو سیم مسی عایق که دو به دو به هم پیچ خورده‌اند درست شده‌اند. از زوج به‌هم‌تابیده برای انتقال صدا و داده‌ها استفاده می‌شود. استفاده از دو سیم به‌هم‌تابیده به کاهش تداخل و القای الکترومغناطیسی کمک می‌کند. سرعت انتقال داده، دامنه‌ای از ۲ میلیون بیت درهر ثانیه تا ۱۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه، دارد.
کابل هم‌محور: کابل هم‌محور به طور گسترده‌ای در سیستم‌های تلویزیون کابلی، ساختمان‌های اداری، و دیگر سایتهای کاری برای شبکه‌های محلی، استفاده می‌شود. کابل‌ها یک رسانای داخلی دارند که توسط یک عایق منعطف محصور شده‌اند، که روی این لایهٔ منعطف نیز توسط یک رسانای نازک برای انعطاف کابل، به هم بافته شده‌است. همهٔ این اجزا، در داخل عایق دیگری جاسازی شده‌اند. لایه عایق به حداقل رساندن تداخل و اعوجاج کمک می‌کند. سرعت انتقال داده، دامنه‌ای از ۲۰۰ میلیون تا بیش از ۵۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه دارد.
فیبر نوری: کابل فیبر نوری شامل یک یا چند رشته از الیاف شیشه‌ای پیچیده شده در لایه‌های محافظ می‌باشد. این کابل میتواند نور را تا مسافت‌های طولانی انتقال دهد. کابلهای فیبر نوری تحت تاثیر تابش‌های الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرند. سرعت انتقال ممکن است به چند تریلیون بیت در ثانیه برسد.
بر اساس تکنولوژی بی سیم
ریزموج (مایکروویو) زمینی: ریزموج‌های زمینی از گیرنده‌ها و فرستنده‌های زمینی استفاده می‌کنند. تجهیزات این تکنولوژی شبیه به دیش‌های ماهواره‌است. مایکروویو زمینی از دامنه‌های کوتاه گیگاهرتز استفاده می‌کند، که این سبب می‌شود تمام ارتباطات به صورت دید خطی محدود باشد. فاصله بین ایستگاه‌های رله (تقویت سیگنال) حدود ۳۰ مایل است. آنتن‌های ریزموج معمولاً در بالای ساختمان‌ها، برج‌ها، تپه‌ها و قله کوه نصب می‌شوند.
ماهواره‌های ارتباطی: ماهواره‌ها از ریزموج‌های رادیویی که توسط جو زمین منحرف نمی‌شوند، به عنوان رسانه مخابراتی خود استفاده می‌کنند.
ماهواره‌ها در فضا مستقر هستند؛ به طور معمول ۲۲۰۰۰ مایل (برای ماهواره‌های geosynchronous) بالاتر از خط استوا. این سیستم‌های در حال چرخش به دور زمین، قادر به دریافت و رله صدا، داده‌ها و سیگنالهای تلویزیونی هستند.
تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس: تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس از چندین فناوری ارتباطات رادیویی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها به مناطق مختلف جغرافیایی تقسیم شده‌اند. هر منطقه دارای فرستنده‌های کم قدرت و یا دستگاههای رله رادیویی آنتن برای تقویت تماس‌ها از یک منطقه به منطقه بعدی است.
شبکه‌های محلی بی سیم: شبکه محلی بی سیم از یک تکنولوژی رادیویی فرکانس بالا (مشابه سلول دیجیتالی) و یک تکنولوژی رادیویی فرکانس پایین استفاده می‌کند. شبکه‌های محلی بی سیم از تکنولوژِی طیف گسترده، برای برقراری ارتباط میان دستگاههای متعدد در یک منطقه محدود، استفاده می‌کنند. نمونه‌ای از استاندارد تکنولوژی بی سیم موج رادیویی، IEEE است.
ارتباطات فروسرخ: ارتباط فروسرخ، سیگنالهای بین دستگاه‌ها را در فواصل کوچک (کمتراز ۱۰ متر) به صورت همتا به همتا (رو در رو) انتقال می‌دهد؛ در خط انتقال نباید هیچ گونه شی ای قرار داشته باشد.
بر اساس اندازه
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس اندازه یا گستردگی ناحیه‌ای که شبکه پوشش می‌دهد طبقه‌بندی شوند. برای نمونه «شبکه شخصی» (PAN)، «شبکه محلی» (LAN)، «شبکه دانشگاهی» (CAN)، «شبکه کلان‌شهری» (MAN) یا «شبکه گسترده» (WAN).
بر اساس لایه شبکه
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای مطابق مدلهای مرجع پایه‌ای که در صنعت به عنوان استاندارد شناخته می‌شوند مانند «مدل مرجع ۷ لایه OSI» و «مدل ۴ لایه TCP/IP»، بر اساس نوع «لایه شبکه»ای که در آن عمل می‌کنند طبقه‌بندی شوند.
بر اساس معماری کاربری
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس معماری کاربری که بین اعضای شبکه وجود دارد طبقه‌بندی شود، برای نمونه معماری‌های Active Networking، «مشتری-خدمتگذار» (Client-Server) و «همتا به همتا» Peer-to-Peer (گروه کاری).
بر اساس همبندی (توپولوژی)
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس نوع همبندی شبکه طبقه‌بندی شوند مانند: «شبکه باس» (Bus)، «شبکه ستاره» ((Star، «شبکه حلقه‌ای» (Ring)، «شبکه توری» (Mesh)، «شبکه ستاره-باس» (Star-Bus)، «شبکه درختی» (Tree) یا «شبکه سلسله مراتبی» (Hierarchical) و ترکیبی و غیره.
همبندی شبکه را میتوان بر اساس نظم هندسی ترتیب داد. همبندی‌های شبکه طرحهای منطقی شبکه هستند. واژه منطقی در اینجا بسیار پرمعنی است. این واژه به این معنی است که همبندی شبکه به طرح فیزیکی شبکه بستگی ندارد. مهم نیست که رایانه‌ها در یک شبکه به صورت خطی پشت سر هم قرار گرفته باشند، ولی زمانیکه از طریق یک «هاب» به یکدیگر متصل شده باشند تشکیل همبندی ستاره می‌کنند نه باس. و این عامل مهمی است که شبکه‌ها در آن فرق می‌کنند، جنبه ظاهری و جنبه عملکردی.
بر اساس قرارداد
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس «قرارداد» ارتباطی طبقه‌بندی شوند. انواع شبکه‌های رایانه‌ای از نظر اندازه
شبکه شخصی (PAN)
«شبکه شخصی» (Personal Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که برای ارتباطات میان وسایل رایانه‌ای که اطراف یک فرد می‌باشند (مانند «تلفن»ها و «رایانه‌های جیبی» (PDA) که به آن «دستیار دیجیتالی شخصی» نیز می‌گویند) بکار می‌رود. این که این وسایل ممکن است متعلق به آن فرد باشند یا خیر جای بحث خود را دارد. برد یک شبکه شخصی عموماً چند متر بیشتر نیست. موارد مصرف شبکه‌های خصوصی میتواند جهت ارتباطات وسایل شخصی چند نفر به یکدیگر و یا برقراری اتصال این وسایل به شبکه‌ای در سطح بالاتر و شبکه «اینترنت» باشد.
ارتباطات شبکه‌های شخصی ممکن است به صورت سیمی به «گذرگاه»های رایانه مانند USB و فایروایر برقرار شود. همچنین با بهره‌گیری از فناوری‌هایی مانند IrDA، «بلوتوث» (Bluetooth) و UWB میتوان شبکه‌های شخصی را به صورت بی‌سیم ساخت.
شبکه محلی (LAN)
«شبکه محلی» (Local Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که محدوده جغرافیایی کوچکی مانند یک خانه، یک دفتر کار یا گروهی از ساختمان‌ها را پوشش می‌دهد. در مقایسه با «شبکه‌های گسترده» (WAN) از مشخصات تعریف‌شده شبکه‌های محلی میتوان به سرعت (نرخ انتقال) بسیار بالاتر آنها، محدوده جغرافیایی کوچکتر و عدم نیاز به «خطوط استیجاری» مخابراتی اشاره کرد.
دو فناوری «اترنت» (Ethernet) روی کابل «جفت به هم تابیده بدون محافظ» (UTP) و «وای‌فای» (Wi-Fi) رایج‌ترین فناوری‌هایی هستند که امروزه استفاده می‌شوند، با این حال فناوری‌های «آرکنت» (ARCNET) و «توکن رینگ» (Token Ring) و بسیاری روشهای دیگر در گذشته مورد استفاده بوده‌اند.
شبکه کلان‌شهری (MAN)
«شبکه کلان‌شهری» (Metropolitan Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» بزرگ است که معمولاً در سطح یک شهر گسترده می‌شود. در این شبکه‌ها معمولاً از «زیرساخت بی‌سیم» و یا اتصالات «فیبر نوری» جهت ارتباط محل‌های مختلف استفاده می‌شود.
شبکه گسترده (WAN)
«شبکه گسترده» (Wide Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که نسبتاً ناحیه جغرافیایی وسیعی را پوشش می‌دهد (برای نمونه از یک کشور به کشوری دیگر یا از یک قاره به قاره‌ای دیگر). این شبکه‌ها معمولاً از امکانات انتقال خدمات دهندگان عمومی مانند شرکت‌های مخابرات استفاده می‌کند. به عبارت کمتر رسمی این شبکه‌ها از «مسیریاب»ها و لینک‌های ارتباطی عمومی استفاده می‌کنند.
شبکه‌های گسترده برای اتصال شبکه‌های محلی یا دیگر انواع شبکه به یکدیگر استفاده می‌شوند. بنابراین کاربران و رایانه‌های یک مکان می‌توانند با کاربران و رایانه‌هایی در مکانهای دیگر در ارتباط باشند. بسیاری از شبکه‌های گسترده برای یک سازمان ویژه پیاده‌سازی می‌شوند و خصوصی هستند. بعضی دیگر به‌وسیله «سرویس دهندگان اینترنت» (ISP) پیاده‌سازی می‌شوند تا شبکه‌های محلی سازمانها را به اینترنت متصل کنند.
شبکه متصل (Internetwork)
دو یا چند «شبکه» یا «زیرشبکه» (Subnet) که با استفاده از تجهیزاتی که در لایه ۳ یعنی «لایه شبکه» «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند مانند یک «مسیریاب»، به یکدیگر متصل می‌شوند تشکیل یک شبکه از شبکه‌ها یا «شبکه متصل» را می‌دهند. همچنین میتوان شبکه‌ای که از اتصال داخلی میان شبکه‌های عمومی، خصوصی، تجاری، صنعتی یا دولتی به وجود می‌آید را «شبکه متصل» نامید.
در کاربردهای جدید شبکه‌های به هم متصل شده از قرارداد IP استفاده می‌کنند. بسته به اینکه چه کسانی یک شبکه از شبکه‌ها را مدیریت می‌کنند و اینکه چه کسانی در این شبکه عضو هستند، میتوان سه نوع «شبکه متصل» دسته بندی نمود:
شبکه داخلی یا اینترانت (Intranet)
شبکه خارجی یا اکسترانت (Extranet)
شبکه‌اینترنت (Internet)
شبکه‌های داخلی یا خارجی ممکن است که اتصالاتی به شبکه اینترنت داشته و یا نداشته باشند. در صورتی که این شبکه‌ها به اینترنت متصل باشند در مقابل دسترسی‌های غیرمجاز از سوی اینترنت محافظت می‌شوند. خود شبکه اینترنت به عنوان بخشی از شبکه داخلی یا شبکه خارجی به حساب نمی‌آید، اگرچه که ممکن است شبکه اینترنت به عنوان بستری برای برقراری دسترسی بین قسمت‌هایی از یک شبکه خارجی خدماتی را ارائه دهد.
شبکه داخلی (Intranet)
یک «شبکه داخلی» مجموعه‌ای از شبکه‌های متصل به هم می‌باشد که از قرارداد IP و ابزارهای مبتنی بر IP مانند «مرورگران وب» استفاده می‌کند و معمولاً زیر نظر یک نهاد مدیریتی کنترل می‌شود. این نهاد مدیریتی «شبکه داخلی» را نسبت به باقی قسمتهای دنیا محصور می‌کند و به کاربران خاصی اجازه ورود به این شبکه را می‌دهد. به طور معمول‌تر شبکه درونی یک شرکت یا دیگر شرکت‌ها «شبکه داخلی» می‌باشد.
به طور مثال شبکه ملی در ایران نوعی از شبکه‌های داخلی (اینترانت) می‌باشد.
شبکه خارجی (Extranet)
یک «شبکه خارجی» یک «شبکه» یا یک «شبکه متصل» است که به لحاظ قلمرو محدود به یک سازمان یا نهاد است ولی همچنین شامل اتصالات محدود به شبکه‌های متعلق به یک یا چند سازمان یا نهاد دیگر است که معمولاً ولی نه همیشه قابل اعتماد هستند. برای نمونه مشتریان یک شرکت ممکن است که دسترسی به بخش‌هایی از «شبکه داخلی» آن شرکت داشته باشند که بدین ترتیب یک «شبکه خارجی» درست می‌شود، چراکه از نقطه‌نظر امنیتی این مشتریان برای شبکه قابل اعتماد به نظر نمی‌رسند. همچنین از نظر فنی میتوان یک «شبکه خارجی» را در گروه شبکه‌های دانشگاهی، کلان‌شهری، گسترده یا دیگر انواع شبکه (هر چیزی غیر از شبکه محلی) به حساب آورد، چراکه از نظر تعریف یک «شبکه خارجی» نمی‌تواند فقط از یک شبکه محلی تشکیل شده باشد، چون بایستی دست کم یک اتصال به خارج از شبکه داشته باشد.
شبکه اینترنت (Internet)
شبکه ویژه‌ای از شبکه‌ها که حاصل اتصالات داخلی شبکه‌های دولتی، دانشگاهی، عمومی و خصوصی در سرتاسر دنیا است. این شبکه بر اساس شبکه اولیه‌ای کار می‌کند که «آرپانت» (ARPANET) نام داشت و به‌وسیله موسسه «آرپا» (ARPA) که وابسته به «وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا» است ایجاد شد. همچنین منزلگاهی برای «وب جهان‌گستر» (WWW) است. در لاتین واژه Internet برای نامیدن آن بکار می‌رود که برای اشتباه نشدن با معنی عام واژه «شبکه متصل» حرف اول را بزرگ می‌نویسند.
اعضای شبکه اینترنت یا شرکت‌های سرویس دهنده آنها از «آدرسهای IP» استفاده می‌کنند. این آدرسها از موسسات ثبت نام آدرس تهیه می‌شوند تا تخصیص آدرسها قابل کنترل باشد. همچنین «سرویس دهندگان اینترنت» و شرکت‌های بزرگ، اطلاعات مربوط به در دسترس بودن آدرس‌هایشان را بواسطه «قرارداد دروازه لبه» (BGP) با دیگر اعضای اینترنت مبادله می‌کنند.
اجزای اصلی سخت‌افزاری
همه شبکه‌ها از اجزای سخت‌افزاری پایه‌ای تشکیل شده‌اند تا گره‌های شبکه را به یکدیگر متصل کنند، مانند «کارتهای شبکه»، «تکرارگر»ها، «هاب»ها، «پل»ها، «راهگزین»ها و «مسیریاب»ها. علاوه بر این، بعضی روشها برای اتصال این اجزای سخت‌افزاری لازم است که معمولاً از کابلهای الکتریکی استفاده می‌شود (از همه رایجتر «کابل رده ۵» (کابل Cat5) است)، و کمتر از آنها، ارتباطات میکروویو (مانند آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۱) و («کابل فیبر نوری» Optical Fiber Cable) بکار می‌روند.
کارت شبکه (network adapter)
«کارت شبکه»، «آداپتور شبکه» یا «کارت واسط شبکه» (Network Interface Card) قطعه‌ای از سخت‌افزار رایانه‌است و طراحی شده تا این امکان را به رایانه‌ها بدهد که بتوانند بر روی یک شبکه رایانه‌ای با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این قطعه دسترسی فیزیکی به یک رسانه شبکه را تامین می‌کند و با استفاده از «آدرسهای MAC»، سیستمی سطح پایین جهت آدرس دهی فراهم می‌کند. این شرایط به کاربران اجازه می‌دهد تا به وسیله کابل یا به صورت بی‌سیم به یکدیگر متصل شوند.
تکرارگر (repeater)
«تکرارگر» تجهیزی الکترونیکی است که سیگنالی را دریافت کرده و آن را با سطح دامنه بالاتر، انرژی بیشتر و یا به سمت دیگر یک مانع ارسال می‌کند. بدین ترتیب میتوان سیگنال را بدون کاستی به فواصل دورتری فرستاد. از آنجا که تکرارگرها با سیگنالهای فیزیکی واقعی سروکار دارند و در جهت تفسیر داده‌ای که انتقال می‌دهند تلاشی نمی‌کنند، این تجهیزات در «لایه فیزیکی» یعنی اولین لایه از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند.
هاب (جعبه تقسیم)- hub
«هاب» قطعه‌ای سخت‌افزاری است که امکان اتصال قسمتهای یک شبکه را با هدایت ترافیک در سراسر شبکه فراهم می‌کند. هاب‌ها در «لایه فیزیکی» از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند. عملکرد هاب بسیار ابتدایی است، به این ترتیب که داده رسیده از یک گره را برای تمامی گره‌های شبکه کپی می‌کند. هاب‌ها عموماً برای متصل کردن بخش‌های یک «شبکه محلی» بکار می‌روند. هر هاب چندین «درگاه» (پورت) دارد. زمانی که بسته‌ای از یک درگاه می‌رسد، به دیگر درگاه‌ها کپی می‌شود، بنابراین همه قسمتهای شبکه محلی می‌توانند بسته‌ها را ببینند.
پل (bridge)
یک «پل» دو «زیرشبکه» (سگمنت) را در «لایه پیوند داده» از «مدل مرجع OSI» به هم متصل می‌کند. پل‌ها شبیه به «تکرارگر»ها و «هاب»های شبکه‌اند که برای اتصال قسمتهای شبکه در «لایه فیزیکی» عمل می‌کنند، با این حال پل با استفاده از مفهوم پل‌زدن کار می‌کند، یعنی به جای آنکه ترافیک هر شبکه بدون نظارت به دیگر درگاه‌ها کپی شود، آنرا مدیریت می‌کند. بسته‌هایی که از یک طرف پل وارد می‌شوند تنها در صورتی به طرف دیگر انتشار می‌یابند که آدرس مقصد آنها مربوط به سیستم‌هایی باشد که در طرف دیگر پل قرار دارند. پل مانع انتشار پیغام‌های همگانی در قطعه‌های کابل وصل‌شده به آن نمی‌شود.
پل‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
پل‌های محلی: مستقیماً به «شبکه‌های محلی» متصل می‌شود.
پل‌های دوردست: از آن میتوان برای ساختن «شبکه‌های گسترده» جهت ایجاد ارتباط بین «شبکه‌های محلی» استفاده کرد. پل‌های دور دست در شرایطی که سرعت اتصال از شبکه‌های انتهایی کمتر است با «مسیریاب»ها جایگزین می‌شوند.
پل‌های بی‌سیم: برای «اتصال شبکه‌های محلی» به «شبکه‌های محلی بی‌سیم» یا «شبکه‌های محلی بی‌سیم» به هم یا ایستگاه‌های دوردست به «شبکه‌های محلی» استفاده می‌شوند.
راهگزین (switch)
«راهگزین» که در پارسی بیشتر واژه «سوئیچ» برای آن بکار برده می‌شود، وسیله‌ای است که قسمتهای شبکه را به یکدیگر متصل می‌کند. راهگزین‌های معمولی شبکه تقریباً ظاهری شبیه به «هاب» دارند، ولی یک راهگزین در مقایسه با هاب از هوشمندی بیشتری (و همچنین قیمت بیشتری) برخوردار است. راهگزین‌های شبکه این توانمندی را دارند که محتویات بسته‌های داده‌ای که دریافت می‌کنند را بررسی کرده، دستگاه فرستنده و گیرنده بسته را شناسایی کنند، و سپس آن بسته را به شکلی مناسب ارسال نمایند. با ارسال هر پیام فقط به دستگاه متصلی که پیام به هدف آن ارسال شده، راهگزین «پهنای باند» شبکه را به شکل بهینه‌تری استفاده می‌کند و عموماً عملکرد بهتری نسبت به یک هاب دارد.
از نظر فنی میتوان گفت که راهگزین در «لایه پیوند داده» از «مدل مرجع OSI» عمل کنند. ولی بعضی انواع راهگزین قادرند تا در لایه‌های بالاتر نیز به بررسی محتویات بسته بپردازند و از اطلاعات بدست آمده برای تعیین مسیر مناسب ارسال بسته استفاده کنند. به این راه گزین‌ها به اصطلاح «راهگزین‌های چندلایه» (Multilayer Switch) می‌گویند.
مسیریاب (router)
«مسیریاب»ها تجهیزات شبکه‌ای هستند که بسته‌های داده را با استفاده از «سرایند»ها و «جدول ارسال» تعیین مسیر کرده، و ارسال می‌کنند. مسیریاب‌ها در «لایه شبکه» از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند. همچنین مسیریاب‌ها اتصال بین بسترهای فیزیکی متفاوت را امکان‌پذیر می‌کنند. این کار با چک کردن سرایند یک بسته داده انجام می‌شود.
مسیریاب‌ها از «قراردادهای مسیریابی» مانند ابتدا کوتاه‌ترین مسیر را انتخاب کردن استفاده می‌کنند تا با یکدیگر گفتگو کرده و بهترین مسیر بین هر دو ایستگاه را پیکربندی کنند. هر مسیریاب دسته کم به دو شبکه، معمولاً شبکه‌های محلی، شبکه‌های گسترده و یا یک شبکه محلی و یک سرویس دهنده اینترنت متصل است. بعضی انواع مودم‌های DSL و کابلی جهت مصارف خانگی درون خود از وجود یک مسیریاب نیز بهره می‌برند.
پول
پول در تعریف ابتدایی آن وسیله، قطعه، شی، یا چیزیست که انسان‌ها برای تبادل خواسته‌ها، خدمات، کالاهای نیازها از آن استفاده می‌کنند. به صورت کلّی هر چیزی میتواند به عنوان پول مورد استفاده قرار گیرد. در زمانهای قدیم کالاها معمولاً به عنوان پول مورد استفاده قرار می‌گرفتند و در بسیاری کشورهای جهان طلا و نقره به عنوان پول رایج بودند. در حال حاضر تقریباً تمام پول مورد استفاده در تمامی کشورهای دنیا اصطلاحاً پول فیات است که به پولی اطلاق می‌شود که دارای ارزش ذاتی نبوده و کنترل ارزش آن در اختیار حکومت است. پول ظاهراً کلمه یونانی است (فرهنگ..)الفاظی شبیه پول در انگلیسی داریم. در بیشتر کشورهای دنیا پول در گردش دارای دو بخش پول مسکوک و پول بانکی است که پول بانکی اکثریت مقدار پول در گردش را تشکیل می‌دهد.
تاریخ پول
پول: پولیس پولی بود که با مس ساخته می شد . بعضی از علمای لغت می گویند کلمه پولس در آغاز در فنیقیه وضع شد و از آنجا به کشور های دیگر سرایت کرد و کلمه فلوس که هنوز در برخی از کشور های خاور نزدیک و خاور میانه مصطلح است همین پولس است و کلمه پول که در زبان فارسی امروزی متداول است از ریشه پولوس گرفته شده است و بر خلاف تصور بعضی از ریشه فولاد نیست. (ذبیح الله منصوری سرزمین جاوید ص 2199) در جوامع اولیه معمولاً مبادله کالا به صورت مبادله پایاپای انجام می‌گردید. در چنین سیستمی معمولاً مقدار معینی از یک کالا با مقدار معینی از کالای دیگر به صورت پایاپای مبادله می‌گردید. این سیستم تنها در اجتماعهای کوچک قابل استفاده است و با بزرگتر شدن جوامع انسانی نیاز به مبادله به وسیله پول شکل گرفت. در قدیم معمولاً پول یکی از کالاهای موجود در آن جامعه بود. به طور مثال در زمان قدیم در خاورمیانه جو به عنوان پول مورد استفاده قرار می‌گرفت و یا در قاره آمریکا صدف به عنوان پول استفاده می‌شد. به نوشته هرودت، مردم لیدیا اولین کسانی بودند که به استفاده از سکه نقره روی آوردند. با گسترش بانکها استفاده از رسیدهای بانکی به عنوان پول گسترش گرفت. در بین قرنهای ۱۷ تا ۱۹ میلادی در بیشتر کشورهای اروپایی استاندارد طلا مورد استفاده بود که در آن پول کاغذی دارای ارزش معین و ثابتی نسبت به طلا بود. بعد از جنگ جهانی دوم در کنفرانس برتون وودز بیشتر کشورهای دنیا به استفاده از پول فیات که به دلار آمریکا ثابت شده بود روی آوردند و دلار آمریکا تنها پولی بود که ارزش آن نسبت به طلا ثابت شده بود. در سال ۱۹۷۱ و در زمان ریچارد نیکسون آمریکا به صورت یکطرفه پیمان برتون وودز را لغو نمود و از این زمان به بعد تمامی پول مورد استفاده در دنیا تبدیل به پول فیات گردید.
در اقتصاد
در مفهوم اقتصادی پول بسیار متفاوت از تعریف عمومی آن است. حجم پول آثار کاملاً بارزی در اقتصاد داشته و بر نرخ تورم، بهره، بیکاری و تولید تأثیر گذار است. در مفهوم اقتصادی پول واحدی برای اندازه گیری تولید اقتصادی و نیز واحدی برای ذخیره ارزش اقتصادی می‌باشد. پول رایج باید ۵ ویژگی داشته باشد:
۱)مورد قبول عموم باشد.
۲)بادوام باشد.
۳)استفاده از آن آسان بوده و قابل تقسیم به قسمتهای کوچکتر باشد.
۴) دارای ارزش ثابت باشد.
۵) تولید ان محدود باشد.
انواع پول
در بیشتر تاریخ پول مورد استفاده در تمامی کشورهای دنیا، پول کالایی بوده است. حال آنکه اکتون در تمامی کشورهای دنیا پول فیات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پول کالایی
در این نوع پول هر کالایی میتواند مورد استفاده قرار گیرد. کالاهای رایج مورد استفاده فلزات نایاب مانند طلا و نقره و یا مس بوده ولیکن گاهی مواد دیگری نظیر مواد غذایی، سنگ، سیگار و غیره نیز مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
پول فیات
پول فیات پولی است که فاقد هرگونه ارزش ذاتی بوده و ارزش آن تنها وابسته به حکومت است. در این نوع سیستم با از بین رفتن حکومت پول ضرب شده توسط آن حکومت نیز بی ارزش می‌شود. در زمان قدیم پول تمامی کشورها معمولاً به فلزات گرانبها نظیر طلا و نقره متصل بود. ولیکن بعد از لغو پیمان برتون وودز در سال ۱۹۷۱ به صورت یکجانبه از طرف آمریکا، در تمامی کشورهای دنیا پول مورد استفاده پول فیات است. به طور مثال در پشت اسکناسهای دلار آمریکا نوشته شده است که این پول legal tender است که معنی آن این است که قبول نکردن این پول برای مبادلات، غیرقانونی می‌باشد. پول فیات دارای این برتری نسبت به پول کالایی است که در صورت مخدوش شدن آن دولت صادر کننده پول هنوز آن را قبول می‌کند. به طور مثال میتوان اسکناس دارای پارگی را با اسکناس نو تعویض نمود ولیکن مشابه چنین کاری در مورد پول کالایی وجود ندارد.
مسکوکات
مسکوکات در واقع پول ضرب شده توسط حکومت می‌باشد که میتواند به صورت سکه و یا اسکناس باشد.
پول بانکی
پول بانکی پولی است که در یک حساب بانکی بوده و قابل برداشت از شعب بانک و یا دستگاههای خودپرداز است. در تقریباً تمامی بانکهای دنیا بانک از سیستم بانکداری ذخیره کسری استفاده می‌کند که در آن بانک تنها بخشی از سپرده‌ها را به عنوان ذخیره نگه می‌دارد. پول بانکی دارای این تفاوت با پول مسکوک است که اولاً به صورت غیر فیزیکی بوده و تنها یک عدد در دفترچه حساب صاحب حساب است و ثانیاً اینکه در صورت از بین رفتن آن موسسه بانکی، پول ذخیره شده در آن نیز از بین می‌رود. سیستم بانکداری ذخیره کسری دارای خطرات تورمی زیادی است زیرا در هر بار پول جدیدی به پول در گردش هر کشور اضافه می‌شود. در تمامی کشورها بانک مرکزی میزان ذخیره مورد نیاز بانک را مشخص می‌کند. پول در گردش هر کشور معمولاً مجموع پول مسکوک و پول درون حسابهای بانکی است.
مکتبهای اقتصادی
دیدگاه کلاسیک
پول فقط وسیله مبادله است. و این دیدگاه توسط آلفرد مارشال مطرح شد. که از حاصل ضرب سرعت گردش پول برابر ارزش تولیدات حاصل می‌شود.
دیدگاه کینز
در دیدگاه کینز نقش بیشتری برای بخش دولتی در نظر گرفته شده است. این نوع تقکر در بعد از جنگ جهانی دوم در دنیا قدرت گرفت. در این دیدگاه عامل برای تقاضای پول تعیین شده است: 1-انگیزه معاملاتی: مردم پول نگه می‌دارند تا فاصله و شکاف زمانی موجود میان دریافت درآمدهای خود و هزینه‌هایی را که موجب پرداخت می‌شوند را بپوشانند.
2-انگیزه احتیاطی پول: افراد به حوادث پیش بینی نشده مقداری پول خود را نگهداری می‌کنند.
3-انگیزه سفته بازی یا بورس بازی: مردم یا داری‌های خود را به صورت نقد نکهداری می‌کنند یا اوراق قرضه نگهداری می‌کنند. اگر نرخ بهره پول افزایش یابد مردم کمتر تمایل دارند تا اوارق قرضه یا بورس بازی کنند و اگر نرخ بهره پول کاهش یابد مردم بیشتر تمایل دارند که پول خود را اوراق قرضه یا بورس بازی کنند.
اقتصاد اتریشی
اقتصاد اتریشی معتقد به نقش بسیار کم برای دولت در مسائل اقتصادی است. در این نوع طرز فکر چرخه پول به این صورت است که وقتی بانک با پایین نگهداشتن بیش از حد بهره پول زیاد تولید کند اثرات حبابی ایجاد شده و پس انداز از بین می‌رود.
پول الکترونیکی
در سال‌های اخیر، مصرف کنندگان تمایل چشمگیری برای انجام مبادلات الکترونیکی از خود نشان داده‌اند. کاهش هزینه و افزایش سرعت دسترسی به اینترنت و مزایای اقتصادی و اجتماعی تجارت الکترونیکی از دلایل اصلی توجه مردم به اینگونه مبادلات است. تجارت الکترونیک واژه‌ای است که برای تجارت از طریق سیستم‌های اطلاعاتی- ارتباطی بکار می‌رود. در این گزارش مقدمه‌ای در مورد تجارت الکترونیکی آورده شده‌است که هدف از آن، آشنایی با ابعاد و زیرساخت‌های تجارت الکترونیکی و تبیین نقش و جایگاه انتقال الکترونیکی وجوه و بانکداری الکترونیکی در آن می‌باشد. سپس توضیحاتی در رابطه با بانکداری الکترونیکی، پرداخت الکترونیکی، مزایا و معایب آنها ذکر شده‌است. در ادامه پول الکترونیکی که یکی از مهمترین زیر سیستم‌های پرداخت الکترونیکی است معرفی می‌گردد و مزایا و معایب آن بررسی می‌شود. در واقع پول الکترونیکی یک مکانیسم پرداخت ارزش ذخیره شده یا پیش پرداخت شده‌است که در آن مقداری از وجوه یا ارزش که برای مصرف کننده قابل استفاده‌است، در یک وسیله و قطعهٔ الکترونیکی ذخیره شده و در تصرف مشتری است.
بانکداری الکترونیکی
بانکداری الکترونیک (ای-بانک) را میتوان استفاده از تکنولوژی پیشرفته شبکه‌ها و مخابرات، جهت انتقال منبع (پول) در سیستم بانکداری معرفی کرد. در تعریفی دیگر، بانکداری الکترونیکی عبارت از ارائه کلیه خدمات بانکی به صورت الکترونیک و از طریق واسطه‌های ایمن و بدون نیاز به حضور فیزیکی مشتری است. در کشورهای پیشرفته دنیا مذاکرات بین خریدار و فروشنده، سفارش خرید، تهیه بیمه نامه، انتقال پول، حمل و نقل کالا و ترخیص از گمرکات به صورت الکترونیکی پشتیبانی می‌شود و روشهای نقل و انتقال پول به صورت الکترونیکی و حمل و نقل کالا بر اساس در خواست‌های الکترونیکی است که در این راستا بانکداری الکترونیکی از ارکان اصلی و لازمه تحقق این امر می‌باشد.
پرداخت الکترونیکی
زمان شروع پرداخت الکترونیکی را میتوان سال ۱۹۱۸ دانست، یعنی هنگامی که بانکهای فدرال رزرو آمریکا به انتقال وجوه از طریق تلگراف می‌پرداختند. پرداخت الکترونیکی اشکال گوناگونی دارد که میتوان آن را به دو دستهٔ اصلی تقسیم کرد:
سیستم‌های پرداخت برای معاملات عمده فروشی
در چنین مکانیسم‌هایی پرداخت به صورت برخط نیز وجود دارد و از طریق بررسی و کنترل زاویای مختلف سیستم، اعمال می‌شود. تعدادی از ابداعات در محدودهٔ پرداخت‌های الکترونیکی جزیی (خرده فروشی) به عنوان پول الکترونیکی شناخته شده‌اند. این ابداعات که در حال حاضر نیز در مرحلهٔ اول توسعه و پیشرفت قرار دارند، بالقوه دارای این قدرت هستند که قواعد حاکم بر پول نقد را در مورد پرداخت‌های خرده فروشی به چالش کشیده و در عین حال می‌توانند معاملات خرده فروشی را هم برای مصرف کننده و هم برای تجار، ساده تر و ارزانتر گردانند. در این زمینه ادعا شده‌است که پول الکترونیکی مفهومی جدید از کیف پول را ارایه نموده، سیستم پرداخت تجاری را برای اینترنت به وجود آورده و راه دولت‌ها را برای پرداخت به صورت الکترونیکی، تغییر داده و انقلابی را در گردش ارزش (پول) از طریق خطوط تلفن و امواج (الکترونیکی) پدید آورده‌است.
ویژگی‌های سیستم‌های پرداخت الکترونیکی
امنیت: ایمن ساختن اطلاعات به معنای جلوگیری از تحریف و دستیابی به اطلاعات توسط افراد غیر مجاز
تقسیم پذیری: بیشتر فروشندگان تنها کارتهای اعتباری را برای دامنه‌ای حداقل و حداکثر قبول می‌کنند بنابراین هرچه دامنه قبول پرداختها را زیادتر کند امکان پذیرش بیشتری دارد
قابلیت بررسی: سیستم باید تمام عملیات مالی را ثبت کند تا در صورت لزوم بتوان اشکالات و خطاهای احتمالی را ردیابی کرد
قابلیت اطمینان: سیستم باید بقدر کافی مستحکم باشد تا کاربران در صورت قطع برق پولها را از دست ندهند.
گمنامی: این مطلب با حریم خصوصی ارتباط دارد یعنی برخی خریداران تمایل دارند هویت و مشخصات خرید هایشان گمنام باقی بماند
عدم تکذیب : یک سیستم پرداخت اینترنتی باید گروههای درگیر را مطمئن و متعهد سازد که گروهی نتواند معاملات را انکار کرده و یا بطور غیر قانونی از زیر آن شانه خالی کند.
طراح
طراح به کسی می‌گویند که طراحی می‌کند.بخش‌های اصلی طراحی شامل نقاشی، مجسمه
سازی و معماری است که هنرهای بزرگی هستند.
عامل اصلی طراحی حالات روحی روانی فرد است و یکی از عوامل مهم در پدید آمدن آن
خط است . خط و حرکت دو پدیده ای هستند که همیشه با هم ایجاد می شوند و به هم
مربوطند.هر گونه جلوه ی بصری که با خط ایجاد می شود به حالات روانی و فیزیکی
طراح مربوط می شود .
حالات هیجانی طراح ،شادی و نشاط ، غم و تاثر،آرامش و ضعف و حتی دعا و نیایش .پس
می توان نتیجه گرفت که خط وسیله ی ثبت و ضبط هیجانات درونی طراح و عکس العمل
های او نسبت به جهان خارج است . مطلب دیگر اینکه دستگاه بینایی همه ی افراد
مشابه است اما، ما طرحهای متنوعی از هنرمندان را مشاهده می کنیم که این امر
ناشی از حالات روانی و سیستم عصبی هر فرد می باشد که دنیا را به نحوی خاص خود
می بیند.
طراحی
طراحی به دانش ایجاد یک طرح یا نمایه از هر تصویر ذهنی یا واقعی گفته می‌شود.
در هنرهای تجسمی، طراحی یا به‌صورت یک اثر مستقل و یا به‌عنوان پیش طرحی برای
اثر اصلی انجام می‌شود که در این صورت طرح
مقدماتینیز خوانده می‌شود. طراحی به دو حوزهٔ کلی تقسیم می‌شود. یکی حوزهٔ
drawing (رسم) است که شامل برداشت‌های شخصی یا تجربه‌های آزاد طراح از موضوعات
گوناگون با بیان مستقل و به روش های متنوع می‌باشد و دیگری حوزهٔ design
(طراحی) است که شامل مراحل ترکیب عناصر بصری و فضا بر پایهٔ اصول طرح است و
جنبهٔ کاربردی دارد، مانند رشته‌های طراحی صنعتی، طراحی معماری و طراحی
لباس.نقشی که فقط با خط رسم شود و سایه‌روشن یا لکه‌های رنگی نداشته باشد طرح
خطینامیده می‌شود. مهمترین موضوع در طرحهای خطی، خطوط پیرامونی اشیاء
است.طراحی فنی و مهندسی با خط‌کش، پرگار، گونیا و ابزارهایی مانند آنها انجام
می‌شود.
الگوی طراحی
الگوی طراحی مستنداتی هستند که از راه‌حل‌های موفق برای رده خاصی از مشکلات
بوجود آمده و از آنها در حل مسائل آتی استفاده می‌شود. در ابتدا یک مهندس
معمار به نام کریستوفر الکساندر از الگوهای طراحی در زمینه کاری خود استفاده
نمود، بعدها این ایده در زمینه‌های کاری دیگر نیز گسترش یافته و مخصوصا در
برنامه‌نویسی بسیار پررنگ گردید.
الگوی طراحی در مهندسی نرم‌افزار
انواع الگوهای طراحی
در ابتدا چندین الگوی طراحی زیربنایی در زمینه مهندسی کامپیوتر مطرح گشت که
تعداد آنها حدود ۲۰ عدد بود. ولی اکنون الگوهای طراحی به بیش از ۱۰۰ عدد رسیده
به طوری که دیگر نمی‌توان تمامی آنها را در یکجا نام برد.
تعدادی از معروفترین الگوهای طراحی را در زیر نام می‌بریم:
الگوی طراحی آداپتور
الگوی طراحی دستور
الگوی طراحی پل
الگوی طراحی دکوراتور
الگوی طراحی کارخانه
الگوی طراحی وارونگی کنترل
هسته تفکری
با وجود اینکه تعداد الگوهای طراحی در طول زمان افزایش یافته و همچنان افزایش
می‌یابد، تفکر اصلی‌ای که برروی تمامی آنها سایه افکنده و مانند موتور محرکه
برای الگوهای طراحیست دو قانون کلی مهندسی نرم‌افزار است:
پیاده‌سازی را از واسط برنامه(interface) جدا کنید.
هیچگاه پیاده‌سازی را استفاده نکرده بلکه تنها از واسط‌های برنامه استفاده
کنید. همچنین عده‌ای بر این نظرند که الگوهای طراحی به دلیل مشکلاتی که نوع
تفکر در یک زبان برنامه‌نویسی دارد بوجود آمده‌اند و اگر به طرز تفکری ایده‌آل
در زمینه زبان‌های نرم‌افزاری برسیم دیگر نیازی نیست تا راه‌کارهایی غیرمعمول
برای مشکلات استفاده کنیم.در هر حال تا رسیدن به آن نقطه آرمانی میتوان از
الگوهای طراحی برای حل مشکلات خاص استفاده نمود.
طراحی رایانه‌ای
طراحی رایانه‌اییا کَد، به انگلیسی (Computer Aided Design) به استفاده از
فناوری رایانه در فرایند طراحی و مستندسازی طراحی گفته می‌شود.
امروزه بسیاری از مراحل طراحی قطعات و اجزاء مختلف توسط رایانه انجام می‌شود.
بسیاری از قطعات تحت شرایط مختلف باید آزمایش شوند و اگر بخواهیم تحت آزمایش
واقعی قرار دهیم مستلزم هزینه‌های بسیار زیاد می‌شود. با نرم‌افزارهای بسیار
متنوع میتوان این شبیه سازی را انجام داد.
نرم‌افزارهای طراحی رایانه‌ای، به نرم‌افزارهایی اطلاق می‌شود که کار ایجاد و
ویرایش اشکال را به کمک رایانه انجام می‌دهند. امروزه بیشتر نرم‌افزارهای
طراحی به کمک رایانه، نه تنها توانایی ایجاد و ویرایش نقشهٔ دوبعدی و سه‌بعدی
قطعات را دارند، بلکه توانایی وارسی (تحلیل) قطعات از نظر مسائل تنش، گرما و
مسائل مکانیکی با استفاده از روش المان محدود را دارند
.تمام رشته‌های مهندسی برای طراحی از نرم‌افزارهای مناسب خود استفاده می‌کنند.
نرم‌افزارهای مورد استفاده در طراحی معماری و طراحی صنعتی اغلب نرم‌افزارهای
گرافیکی هستند. از نرم‌افزارهای سه بعدی که بیشتر در طراحی معماری و طراحی
صنعتی استفاده می‌شوند میتوان به اتوکد، سالیدورکس، اینونتور، سالید اج و
مکانیکال دسکتاپ اشاره کرد. علاوه بر این موارد، نرم‌افزارهای گرافیکی دو بعدی
مانند فتوشاپ، کورل‌دراو و فری‌هند نیز بسیار پر کاربرد هستند. کتیا ،
یونیگرافیکس و پرو/اینجینیر هم از بهترین نرم‌افزارهای گرافیکی مورد
استفاده‌است که با امکان محاسبات پیچیده مهندسی از قبیل محاسبات تنشهای محوری
وهزاران قابلیت حرفه‌ای دیگر به طراحان کمک کرده‌اند.
طراحی هوشمند
طراحی هوشمند (به انگلیسی: Intelligent design) یا آفرینش هوشمند، ایده‌ای است
که هواداران آن معتقدند، بهترین توضیح برای جهان و موجودات زنده با فرض وجود
علتی هوشمند محقق می‌شود، و جهان آن‌چنان ساده نیست که توسط طبیعت ساخته شود.
طرفداران این مدل می گویند می‌بایست وجودی هوشمند بر این جهان احاطه داشته
باشد. آفرینش هوشمند بیانگر آن است که جهان تنها با تکامل شکل نگرفته است.
این مدل -که قرائت جدیدی از برهان نظم است- توسط گروهی از متفکران دارای صبغهٔ
دانشگاهی پیش کشیده شده است. این متفکران عقیده دارند که شواهد تجربی علم
زیست‌شناسی و نیز برهان‌های ریاضی موید ادعاهای آن‌هاست. آنها بر خلاف طرفداران
سنتی آفرینش به وقوع تغییرات بسیار جزیی در موجودات در طول زمانهای طولانی
معتقدند و نیز به عمر طولانی حیات در کرهٔ زمین (و نه ۶۰۰۰ سال که در کتاب مقدس
آمده) اذعان دارند.
اما آنچه که سبب شهرت سریع و گستردهٔ این نظریه شد، جنجال رسانه‌ای موافقان و
مخالفان گنجاندن این نظریه در برنامهٔ درس علوم مدارس امریکا و سپس کشیده شدن
این مسئله به دادگاه در سال ۲۰۰۵ بود.
نظریه‌پردازان
ویلیام دمبسکی و جان جونز از نظریه پردازان مشهور حوزهٔ آفرینش هوشمند هستند.از
اصلی‌ترین کتبی که اخیراً در این خصوص نگاشته شده، می توان به امضا در سلول:DNA
و شواهدی بر طراحی هوشمند، تالیف استفان مایر اشاره نمود.
استدلال ها
پیچیدگی‌های مشخص شده
این مفهوم که برای اولین بار توسط ویلیام دمبسکی ارایه شد، بر وجود دو خصیصه
همزمان در دستگاههای کاینات تاکید می‌کند که به زعم مبدع آن- دمبسکی- نشانگر
آفرینش جهان توسط طراح هوشمندی است. دمبسکی این دو خصیصه را اولاً وجود پیچیدگی
و ثانیاً کاملاً مشخص بودن آن بر می‌شمرد.
او پیچیدگی را امری میداند که احتمال وقوع آن به خودی خود بسیار کم است و مشخص
بودن آنرا در آن میداند که شما بتوانید آن امر را با توصیفاتی بسیار کوتاه،
بطوری که برای همگان قابل فهم باشد مشخص کنید. به عنوان مثال‌هایی که هر دو این
خصیصه را در خود دارند میتوان به دنباله طولانی‌ای از اعداد اول اشاره کرد که
طولانی بودن آن نشانه پیچیدگی و اول بودن آن نشانه مشخص بودنش است، یا یک غزل
از شکسپیر که از کنار هم قرار گرفتن بسیاری حروف الفبا تشکیل شده است که طولانی
بودنش دلیلی بر پیچیدگی‌اش و با معنی بودنش نشانه‌ای از مشخص بودنش است.
دمبسکی می‌گوید که اگر شما یک گیرنده رادیویی برای دریافت امواج فضایی داشته
باشید و روزی مثلاً امواجی به شکل دنباله اعداد اول را از فضا دریافت کنید
مطمئناً ارسال کننده آنرا یک موجود هوشمند خواهید شمرد.
ثوابت فیزیکی تنظیم شده
نظریه‌پردازان آفرینش هوشمند استدلال می‌کنند که ثوابت فیزیکی جهان هستی به
شکلی کاملاً دقیق تنظیم شده‌اند. به نحوی که اگر در مقادیرشان، کوچکترین تغییری
وجود می‌داشت، حیات به شکل کنونی‌اش ابداً قابل شکل‌گیری نمی‌بود.
از جمله این ثوابت می‌شود ثابت کیهانشناختی، ثابت گرانش، ثابت ساختار ریز، سرعت
نور، ثابت پلانک و برخی دیگر را نام برد .
پیچیدگی‌های غیر قابل فروکاست و اجزای مرتبط
بعضی دستگاههای دارای اجزای متعدد، دارای این ویژگی هستند که فقط و فقط در
صورت وجود تک تک اجزای‌شان قادر به کار کردن هستند، به شکلی که شما نمی‌توانید
یکی از اجزای آنها را از آنها جدا کرده و دستگاه کماکان قادر به کار کردن باشد.
بعنوان مثال می‌توانید یک موتور خودرو را در نظر بگیرید که برای حرکت نیازمند
تمامی اجزای خود است.
پیچیدگی‌های موجود در این دستگاه‌ها را اصطلاحاً پیچیدگی‌های کاهش‌ناپذیر
می‌نامند. طرفداران نظریه آفرینش هوشمند معتقدند که دستگاههای دارای
پیچیدگی‌های کاهش‌ناپذیر، نمی‌توانند از تکامل تدریجی و انتخاب طبیعی به وجود
آمده باشند چرا که هر تغییر جزیی در آنها به قیمت از کار افتادنشان تمام
می‌شود.
ریچارد داوکینز در پاسخ می‌نویسد:
«این پرسش‌ها که «نصف یک چشم به چه کار می‌آید؟» و یا «نصف یک بال به چه کار
می‌آید؟» نمونه‌هایی از برهان «پیچیدگی فرونکاستنی» هستند. یک واحد کارکردی را
هنگامی دارای پیچیدگی فرونکاستنی می‌دانیم که برداشتن یکی از اجزای آن واحد،
موجب اختلال کلی در کارکرد آن شود. این برهان فرض می‌گیرد که چشم و بال پیچیدگی
فرونکاستنی دارند. اما همین که یک لحظه بیندیشیم، بی درنگ مغالطه را درمی
یابیم. اگر عدسی چشم یک بیمار مبتلا به آب مروارید را با جراحی برداریم، او
دیگر بدون عینک نمی‌تواند تصاویر را به وضوح ببیند، اما آن قدر بینایی دارد که
با درخت برخورد نکند و یا از صخره فرونیفتد. درست است که داشتن نصف بال، به
خوبی داشتن یک بال کامل نیست، اما مسلماً از بال نداشتن بهتر است. موقع سقوط از
درختی به ارتفاع معین، بال نصفه میتواند شدت ضربهٔ برخوردتان به زمین را
تخفیف، و جان تان را نجات دهد. و اگر ۵۱ درصد از یک بال را داشته باشید،
می‌توانید از درختی اندکی بلند تر بیافتید و باز زنده بمانید. هر کسری از بال
را که داشته باشید، ارتفاعی هست که با داشتن آن بال، جان تان نجات می‌یابد، در
حالی که اگر بال تان اندکی کوچک تر بود از آن ارتفاع معین جان بدر نمی‌بردید.
این آزمایش فکری دربارهٔ سقوط از درخت‌هایی با ارتفاع‌های معین، یک شیوهٔ درک
این مطلب است که، به لحاظ نظری، منحنی مزیت بال باید شیب ملایمی داشته باشد که
از ۱ تا ۱۰۰ درصد امتداد می‌یابد. جنگل‌ها پر از جانوران هواسُر یا چَترباز
هستند. این جانوران عملاً مراحل مختلف این شیب صعودی بال به قلهٔ محال را نشان
می‌دهند.
اگر بخواهیم برای کاربرد چشم هم مثالی مشابه کاربرد بال‌های ناقص هنگام افتادن
از درختان با ارتفاعات مختلف بزنیم، به راحتی می‌توانیم موقعیت‌هایی را تصور
کنیم که در آنها نصف یک چشم، جان جانور را نجات می‌دهد، در حالی که ۴۹ درصد آن
چشم چنین نمی‌کند. این شیب‌های ملایم تکاملی چشم را میتوان در تغییرات شرایط
نوری، و تغییرات فاصلهٔ تشخیص شکارچی – یا شکار– یافت. و درست مانند وضعیت
بال‌ها و سطوح پروازی، حالت‌های میانی چشم هم نه تنها قابل تصور اند، بلکه در
سراسر دنیای وحش فراوان اند. کِرم پَهن، چشمی دارد که با هر معیار معقولی،
محقرتر از نصف چشم انسان است. حلزون دریایی ناوتیلوس چشمی دارد که در میانهٔ
راه چشم کرم پَهن و چشم انسان است. برخلاف چشم کرِم پَهن که فقط نور و سایه را
تشخیص می‌دهد، اما تصاویر را نمی‌تواند ببیند، چشم ناوتیلوس شبیه دوربینی بی
عدسی است که میتواند یک تصویر حقیقی بسازد؛ اما تصویر آن در مقایسه با تصویر
چشم ما تیره و تار است. هیچ آدم عاقلی نمی‌تواند انکار کند که چشم داشتن برای
این جانور بی مهره و بسیاری جانواردان دیگر، بهتر از چشم نداشتن است و همگی این
چشم‌ها در جایی روی این شیب پیوسته و ملایم به سوی قلهٔ محال جای می‌گیرند. بر
روی این شیب، چشم ما نزدیک به یک قله‌است – هرچند نه مرتفع ترین قله، اما یکی
از مرتفع ترین قله‌ها. در کتاب صعود به قلهٔ محال من یک فصل کامل را به چشم و
یک فصل را نیز به بال اختصاص داده‌ام، و نشان داده‌ام که این دو به چه سادگی
توانسته‌اند آهسته (وحتی شاید نه چندان آهسته) این مراتب صعودی را بپیمایند. در
اینجا این موضوع را ختم می‌کنم .»
انتقاد نسبت‌به حوزه‌هایی که هنوز بی‌پاسخ‌اند
با پیشرفت زیست شناسی، منتقدان توجه خود را به سیستم‌های پیچیده سلولی مانند
سیستم ایمنی و ساختارهای پیچیده مولکولی مانند موتور تاژک باکتری‌ها معطوف
کردند. با اینکه شیوهٔ فرگشت پیچیده‌ترین سیستم‌های زیستی شناخته شده یا در دست
تحقیق است.در مقابل مدافعان فرگشت، این انتقاد را نوعی مغالطه توسل به جهل می
دانند.
واکنش‌ها و تاثیرات
انتقادات دانشمندان
بسیاری گفته اند که تا کنون، مبنای علمی چندان مستحکمی برای این مدل ارائه نشده
است.دانشمندان از این مدل با عناوینی همچون junk science و semi science یاد می
کنند؛ زیرا مبنای علمی ندارد.
دادگاه
در سپتامبر سال ۲۰۰۵، والدین ۱۱ دانش‌آموز مدرسه‌ای در منطقه داور در ایالت
پنسیلوانیا از مسوولان مدرسهٔ منطقه‌ای داور بسبب گنجاندن نظریه آفرینش هوشمند
در برنامه درسی دانش‌آموزان و تدریس آن به عنوان نظریه‌ای علمی در کنار نظریه
تکامل شکایت کردند.
قاضی دادگاه فدرال، جان جونز، در نهایت مسوولان مدرسه داور را به علت تخلف از
متمم اول قانون اساسی امریکا مجرم شناخت. دادگاه همچنین حکم به خارج کردن تدریس
این نظریه از برنامه درس علوم دانش‌آموزان مدرسه داد.
طراحی وب
طراحی وب به مهارت ساخت و راه‌اندازی صفحات وب گفته می‌شود.
تیم برنرز لی، مخترع وب، با برپایی یک سایت وب در اوت ۱۹۹۱، نام خود را به
عنوان نخستین سازندهٔ وب در تاریخ نگاشت. او در نخستین وب‌سایتش، از اَبَرمتن و
پیوندی برای ایمیل (پست الکترونیک) استفاده کرده بود.
در آغاز، سایتهای وب با کُدهای ساده «اچ‌تی‌ام‌ال» نوشته می‌شدند، گونه‌ای از
زبان کُدنویسی که ساختار ساده‌ای به وب‌گاه‌ها می‌داد، شامل سرتیتر و پاراگراف،
و توانایی پیوند دادن به صفحه‌های وب دیگر، با اَبَرمتن. در مقایسه با روشهای
دیگر، این راه تازه و متفاوتی بود که کاربران به سادگی می‌توانستند با یک
مرورگر، صفحه‌های پیوند خورده را باز کنند.
با پیشرفت وب و هنر طراحی آن، زبان کُد نویسی اش، اَبَرمتن یا اچ‌تی‌ام‌ال،
پیچیده‌تر و پرانعطاف‌تر شد. ابزاری مانند جدول‌ها که بیشتر برای نمایش
نمودارهای داده‌ای بودند، بزودی مورد استفاده نادرست، برای چیدمان‌های پنهان در
صفحه‌های وب قرار گرفتند. با پیدایش الگوهای آبشاری وب یا «CSS»، روش نادرست
طراحی با جدول‌های پنهان در صفحه از گردونه خارج، و بجای آن استفاده مناسب از
زبان کمکی «CSS» جایگزین شد.
فناوری‌های یکپارچه سازی داده‌گاه‌ها (Database)، مانند زبان‌های کُدنویسی سمت
سرور (Server-Side Scripting) مانند CGI، PHP، ASP.NET، ASP، JSP و ColdFusion،
و استانداردهای طراحی مدرن با الگوها (CSS)، ساختار سایتهای وب را باز هم
تغییر داده و آنرا پیشرفته تر کرده اند.
همچنین با آمدن نگاره‌های جاندار و فناوری‌های پویانمایی به صفحه ها، مانند
فلَش (Flash)، چهره وب بیشتر از پیش تغییر کرد و توانمندی‌های تازه به سازندگان
رسانه و طراح‌های وب داده شد، و توانایی‌های بیشتر و کارایی‌ها تازه مرورگرها
برای اچ‌تی‌ام‌ال.