هندسة البرمجيات(Software Engineering) مصطلح مركب من كلمتين، الأولى هي الهندسة(Engineering)، وهي عملية تصميم وبناء شيء يخدم غرضًا معينًا ويجد حلاً فعالاً معقول التكلفة للمشكلات، والثانية هي البرمجيات(Software) وهي مجموعة من التعليمات البرمجية التي تتظافر للوصول إلى الوظائف المطلوبة. بوضع الكلمتين معا، ينتج مصطلح هندسة البرمجيات، وهو ذلك المجال الذي سنحاول استكشاف أهم جوانبه في هذه المقالة.
ما هي هندسة البرمجيات؟
هندسة البرمجيات هي عملية تصميم وتطوير واختبار ومتابعة البرمجيات، إنها طريقة منظمة ومنضبطة لتطوير البرمجيات تهدف إلى إنشاء برامج عالية الجودة وموثوقة وقابلة للمتابعة:
- تتضمن هندسة البرمجيات مجموعة متنوعة من التقنيات والأدوات والمنهجيات، بما في ذلك تحليل المتطلبات والتصميم والاختبار والمتابعة.
- هي مجال سريع التطور، حيث يتم تطوير أدوات وتقنيات جديدة باستمرار لتحسين عملية تطوير البرمجيات.
- باتباع مبادئها واستخدام الأدوات والمنهجيات المناسبة، يمكن لمطوري البرامج إنشاء برامج عالية الجودة وموثوقة وقابلة للمتابعة تلبي احتياجات مستخدميها.
- تُستخدم بشكل أساسي للمشاريع الكبيرة القائمة على أنظمة البرمجيات، وقد لا تظهر فائدتها مع البرامج الصغيرة أو التطبيقات الفردية.
- يضمن استخدامها أن البرامج المطورة ستكون متسقة وصحيحة وفي حدود الميزانية وتنجر في مواعيدها المحددة وفق المتطلبات المطلوبة.
وتعرف الخطوات المتتابعة لتطوير البرنمج بدورة حياة تطوير البرنامج (The Software Development Life/SDLC):
المبادئ الرئيسية لهندسة البرمجيات:
- قابلية التركيب(Modularity): تقسيم البرنامج قدر الإمكان إلى مكونات أصغر قابلة لإعادة الاستخدام يمكن تطويرها واختبارها بشكل مستقل.
- التجريد(Abstraction): إخفاء تفاصيل تنفيذ المكونات عن بعضها البعض، والتواصل فيما بينها عبر الواجهات للحصول على الوظائف التي تقدمها المكونات.
- التغليف(Encapsulation): تغليف بيانات ووظائف الكائنات البرمجية في وحدة واحدة، وحماية الحالة الداخلية لها من التعديلات الخارجية.
- إعادة الاستخدام(Reusability): إنشاء مكونات يمكن استخدامها في مشاريع متعددة، مما يوفر الوقت والموارد.
- المتابعة(Maintenance): تحديث البرنامج وتحسينه بانتظام لإصلاح الأخطاء وإضافة ميزات جديدة ومعالجة الثغرات الأمنية.
- الاختبار(Testing): التحقق من أن البرنامج يلبي المتطلبات وخال من الأخطاء.
- أنماط التصميم(Design Patterns): حل المشكلات المتكررة في تصميم البرمجيات من خلال توفير قوالب لحلها.
- منهجيات رشيقة(Agile methodologies): استخدام عمليات التطوير التكرارية والمتدرجة التي تركز على رضا العملاء والتسليم السريع للبرمجيات والمرونة.
- التكامل والنشر المستمر(Continuous Integration & Deployment): الإسراع بتنفيذ التغييرات المطلوبة ودمجها في المنتج البرمجي ومن ثم نشرها في بيئة الإنتاج.
أهداف لهندسة البرمجيات:
هندسة البرمجيات هي عملية منهجية ومنضبطة وقابلة للقياس الكمي لتصميم وتطوير وتشغيل ومتابعة البرمجيات.لذلك فإن استخدام هندسة البرمجيات يهدف إلى توفير عدد من السمات والخصائص في البرمجيات للوصول إلى أعلى جودة ممكنة، ومن أهم هذه الخصائص ما يلي:
- الكفاءة(Efficiency): توفر ضمانا بأن المنتج البرمجي يستهلك الموارد بطريقة فعالة.
- الموثوقية(Reliability): توفر ضمانا بأن المنتج سيقدم نفس النتائج عند استخدامه في بيئة عمل مماثلة.
- إعادة الاستخدام(Reusability): تتأكد هذه السمة من إمكانية استخدام الوحدة البرمجية في تطبيقات متعددة.
- قابلية المتابعة(Maintainability): إنها قدرة البرنامج على التعديل أو الإصلاح أو التحسين بسهولة عند تغير المتطلبات.
- الصحة(Correctness): يكون المنتج البرمجي صحيحا إذا تم تنفيذ المتطلبات المختلفة المحددة في وثيقة وصف متطلبات البرنامج(SRS Document) بشكل صحيح.
- قابلية الاختبار(Testability): وتعني قدرة البرنامج ممكن اجتياز علمية الاختبار وفق معايير الاختبار المختلفة.
- قابلية النقل(Portability): يكون البرنامج قابلا للنقل عندما يمكن نقله من نظام أو بيئة تشغيل إلى بيئة أخرى دون مشاكل.
الطبيعة المزدوجة للبرمجيات:
هناك دور مزدوج تلعبه البرمجيات، الأول هو كونها منتجا، والثاني كونها وسيلة لتسليم المنتج:
- البرمجيات كمنتج:
- يوفر إمكانات الحوسبة عبر الأجهزة والشبكات.
- يمكن الأجهزة من تقديم الوظائف المتوقعة.
- يعمل كمحول للمعلومات لأنه ينتج المعلومات أو يديرها أو يكتسبها أو يعدلها أو يعرضها أو ينقلها.
- البرمجيات كوسيلة لتسليم المنتجات:
- يوفر وظائف النظام(مثل: نظام توزيع كشوف المرتبات، التي يتم إنتاجها باستخدام أنظمة أخرى).
- يتحكم في البرامج الأخرى(مثل: نظام التشغيل).
- يساعد في بناء برامج أخرى(مثل: أدوات وبيئات تطوير البرمجيات).
اقرأ أيضا: اختبار البرمجيات،فن ضمان الجودة في عالم التطوير
فوائد هندسة البرمجيات:
يوفر الالتزام بمبادئ هندسة البرمجيات العديد من المزايا في مجال تطوير البرمجيات، مثل:
- تحسين الجودة(Improved Quality): باتباع مبادئ وتقنيات هندسة البرمجيات المعمول بها، يمكن تطوير البرمجيات بأخطاء أقل ووثوقية أعلى.
- زيادة الإنتاجية(Increased Productivity): يمكن أن يؤدي استخدام الأدوات والمنهجيات الحديثة إلى تبسيط عملية التطوير، مما يسمح للمطورين بأن يكونوا أكثر إنتاجية وإكمال المشاريع بشكل أسرع.
- قدرة أكبر على المتابعة(Better Maintainability): من السهل صيانة البرامج التي تم تصميمها وتطويرها باستخدام ممارسات هندسة البرمجيات السليمة وتحديثها بمرور الوقت.
- انخفاض التكاليف(Reduced Costs): من خلال تحديد المشكلات المحتملة ومعالجتها في وقت مبكر من عملية التطوير، يمكن أن تساعد هندسة البرمجيات في تقليل تكلفة إصلاح الأخطاء وإضافة ميزات جديدة لاحقا للمنتجات.
- زيادة رضا العملاء(Increased Customer Satisfaction): من خلال إشراك العملاء في عملية تطوير البرمجيات التي يرغبون في استخدامها وتلبي احتياجاتهم، يمكن أن تساعد هندسة البرمجيات في زيادة رضا العملاء.
- تعاون أوثق للفريق(Better Team Collaboration): باستخدام منهجيات Agile والتكامل المستمر، تسمح هندسة البرمجيات بتعاون أفضل بين أعضاء فريق التطوير.
- قابلية توسع أفضل(Better Scalability): من خلال تصميم البرامج مع وضع قابلية التوسع في الاعتبار، يمكن أن تساعد هندسة البرمجيات في ضمان قدرة البرامج على التعامل مع عدد متزايد من المستخدمين والمعاملات.
- أمان أفضل(Better Security): من خلال اتباع دورة حياة تطوير البرامج (SDLC) وإجراء اختبار الأمان، يمكن أن تساعد في منع الانتهاكات الأمنية وحماية البيانات الحساسة.
عيوب هندسة البرمجيات:
بينما تقدم هندسة البرمجيات العديد من المزايا والفوائد، إلا أن هناك أيضا بعض العيوب المحتملة التي يجب مراعاتها:
- تكاليف عالية مسبقا(High upfront costs): يمكن أن يكون تنفيذ نهج منظم ومنضبط لتطوير البرمجيات مستنزفا للموارد ويتطلب استثمارا كبيرا في الأدوات والتدريب.
- مرونة محدودة(Limited flexibility): يمكن أن يكون اتباع مبادئ ومنهجيات هندسة البرمجيات المعمول بها صارما مما يحد من القدرة على التكيف بسرعة مع المتطلبات المتغيرة.
- البيروقراطية(Bureaucratic): يمكن أن تخلق بيئة بيروقراطية مع الكثير من العمليات والأعمال الورقية، مما قد يبطئ عملية التطوير.
- التعقيد(Complexity): مع زيادة عدد الأدوات والمنهجيات، يمكن أن تكون معقدة ويصعب التعامل معها.
- الإبداع المحدود(Limited creativity): يمكن أن يؤدي التركيز على الهيكليات والعمليات إلى خنق الإبداع والابتكار بين المطورين.
- منحنى التعلم العالي(High learning curve): يمكن أن تكون عملية التطوير معقدة، وتتطلب الكثير من التعلم والتدريب، مما قد يمثل تحديا للمطورين الجدد.
- الاعتماد الكبير على الأدوات(High dependence on tools): تعتمد هندسة البرمجيات بشكل كبير على الأدوات ، وإذا لم يتم تكوين الأدوات بشكل صحيح أو لم تكن متوافقة مع البرنامج ، فقد يتسبب ذلك في حدوث مشكلات.
من المهم الموازنة بين الإيجابيات والسلبيات، وتحديد النهج الصحيح لكل مشروع برمجي، فوجود السلبيات لا يعني اهمال هندسة البرمجيات، بل يعني التفكير الصحيح ووضع هذه السلبيات في الاعتبار حتى لا ننساق معها ونغرق في تفاصيلها المزعجة. تضل هندسة البرمجيات رغم ذلك هي السبيل الوحيد والصحيح للمطورين لإنتاج برمجات ذات جودة عالية يمكن الوثوق بها وتحقق رضا الزبائن والمستخدمين.
لا توجد تعليقات