يشير تصميم البرنامج إلى عملية تحديد أساليب البرنامج ووظائفه وكائناته والهيكل العام والتفاعل بين المكونات التي يجب على البرنامج تنفيذها. إنه نظام غني من الناحية المفاهيمية ومتعدد الأوجه في هندسة البرمجيات، ويشمل كلاً من الهندسة المعمارية عالية المستوى والمكونات التفصيلية ذات المستوى المنخفض وتصميم بنية البيانات.
تاريخ نشأة تصميم البرمجيات وأول ذكر له
تعود جذور تصميم البرمجيات إلى الأيام الأولى للحوسبة. خلال ستينيات وسبعينيات القرن العشرين، مع انتشار أجهزة الكمبيوتر، أصبحت الحاجة إلى أساليب منهجية لتطوير البرمجيات واضحة. يمكن إرجاع أول ذكر لتصميم البرمجيات الرسمي إلى مؤتمري هندسة البرمجيات التابعين لمنظمة حلف شمال الأطلسي (الناتو) في عامي 1968 و1969. وهنا، بدأ مفهوم البرمجة والتصميم المنظم في اكتساب الاهتمام.
تطور تصميم البرمجيات
- الستينيات: البرمجة المنظمة المبكرة
- السبعينيات: مقدمة لمنهجيات تطوير البرمجيات
- الثمانينات: التصميم الموجه للكائنات
- التسعينيات: التصميم القائم على المكونات
- العقد الأول من القرن الحادي والعشرين: منهجيات التصميم رشيقة
- 2010 وما بعدها: DevOps والتكامل المستمر/النشر المستمر (CI/CD)
معلومات تفصيلية حول تصميم البرمجيات
يعد تصميم البرمجيات عملية معقدة تتضمن تطبيق منهجيات ومبادئ وأنماط مختلفة. الهدف هو إنشاء مخطط لبناء نظام برمجي يلبي متطلبات وقيود محددة.
المفاهيم الرئيسية
- تحليل المتطلبات: فهم ما يحتاج البرنامج إلى القيام به.
- التصميم المعماري: تحديد البنية عالية المستوى للبرنامج.
- تصميم المكونات: تفصيل الوظائف المحددة.
- تصميم واجهة المستخدم: تصميم كيفية تفاعل البرنامج مع المستخدمين.
- الاختبار والتحقق من الصحة: التأكد من أن البرنامج يلبي معايير الجودة.
الهيكل الداخلي لتصميم البرمجيات
يتكون الهيكل الداخلي لتصميم البرمجيات من مستويات ومكونات مختلفة تم تنظيمها بعناية لتعمل معًا بسلاسة.
مستويات التصميم
- تصميم عالي المستوى: يركز على كيفية تفاعل المكونات الرئيسية.
- تصميم منخفض المستوى: يركز على الأعمال الداخلية للمكونات الفردية.
عناصر
- الوحدات: وحدات قائمة بذاتها ذات وظائف محددة.
- الطبقات: تحديد أنواع الكائنات وتفاعلاتها.
- المهام: برامج فرعية مصممة لأداء مهمة محددة.
- هياكل البيانات: تنظيم وتخزين البيانات.
تحليل السمات الرئيسية لتصميم البرمجيات
تشمل الميزات الرئيسية لتصميم البرمجيات النمطية، والتجريد، والتغليف، والتماسك، وقابلية الصيانة، وقابلية التوسع.
نمطية
- تعريف: تقسيم نظام البرمجيات إلى وحدات أصغر يمكن التحكم فيها.
- أهمية: يعزز قابلية الصيانة ويسمح بالتطوير الموازي.
التغليف
- تعريف: إخفاء الأعمال الداخلية لأحد المكونات عن العالم الخارجي.
- أهمية: يحسن الأمن والبساطة.
قابلية التوسع
- تعريف: القدرة على النمو وإدارة الطلب المتزايد.
- أهمية: ضروري للتكيف مع احتياجات العمل المتغيرة.
أنواع تصميم البرمجيات
يمكن تصنيف تصميم البرمجيات إلى أنواع مختلفة بناءً على عوامل مختلفة.
على أساس مبادئ التصميم
| يكتب | وصف |
|---|---|
| تصميم منظم | يستخدم أسلوبًا من أعلى إلى أسفل، حيث يقسم النظام إلى أجزاء أصغر. |
| التصميم الموجه للكائنات | يركز على الأشياء والفئات، ويعزز إمكانية إعادة الاستخدام. |
| التصميم القائم على المكونات | يؤكد على نمطية وإعادة استخدام المكونات الموجودة مسبقا. |
| التصميم الموجه نحو الجانب | يفصل بين الاهتمامات الشاملة لتعزيز النمطية. |
على أساس منهجيات التنمية
- نموذج الشلال
- نموذج رشيق
- نموذج دوامة
- إطار سكروم
طرق استخدام تصميم البرمجيات ومشاكلها وحلولها
يتم تطبيق تصميم البرمجيات في مجالات مختلفة مثل تطوير الويب وتطوير التطبيقات والأنظمة المدمجة والمزيد. ومع ذلك، يمكن أن يكون عرضة لقضايا مثل التعقيد المفرط، وعدم الوضوح، والتناقضات.
المشاكل الشائعة
- تصاميم معقدة للغاية.
- عدم كفاية التواصل بين أعضاء الفريق.
- عدم الالتزام بالمعايير.
حلول
- تنفيذ مراجعات التصميم.
- اتباع أفضل الممارسات والمعايير.
- استخدام الوثائق المناسبة.
الخصائص الرئيسية ومقارنات أخرى مع مصطلحات مماثلة
| شرط | صفات | التشابه | اختلافات |
|---|---|---|---|
| تصميم البرمجيات | مخطط للتنمية | – | – |
| تطوير البرمجيات | تنفيذ تصميم البرمجيات | يتداخل مع تصميم البرمجيات | يركز على الترميز |
| هندسة النظم | هندسة النظم المعقدة | يشمل تصميم البرمجيات | أوسع نطاقا |
وجهات نظر وتقنيات المستقبل المتعلقة بتصميم البرمجيات
يتشكل مستقبل تصميم البرمجيات من خلال التقنيات والمنهجيات الناشئة، بما في ذلك:
- تصميم يعتمد على الذكاء الاصطناعي: استخدام الذكاء الاصطناعي لأتمتة أجزاء من عملية التصميم.
- بنية الخدمات المصغرة: تعزيز قابلية التوسع والمرونة.
- الاحصاء الكمية: نماذج جديدة لتصميم البرمجيات.
- التصميم المستدام: التركيز على كفاءة الطاقة والأثر البيئي.
كيف يمكن استخدام الخوادم الوكيلة أو ربطها بتصميم البرامج
يمكن للخوادم الوكيلة مثل تلك التي توفرها OneProxy أن تلعب دورًا حيويًا في تصميم البرامج وتطويرها. بعض التطبيقات تشمل:
- توزيع الحمل: توزيع الطلبات عبر خوادم متعددة.
- حماية: العمل كجدار الحماية والتصفية.
- المراقبة والتسجيل: تحليل حركة المرور من أجل التحسين والأمن.
- تسهيل الاختبار: محاكاة بيئات المستخدم المختلفة وظروف الشبكة.
يمكن لخدمات OneProxy تحسين كفاءة التطوير والأمان والأداء.
روابط ذات علاقة
- معايير هندسة البرمجيات IEEE
- ايه سي ام سيجسوفت
- الموقع الرسمي OneProxy
- أنماط تصميم البرمجيات
- تحالف رشيق
تغطي هذه النظرة الشاملة لتصميم البرامج تاريخها ومفاهيمها الأساسية وهياكلها الداخلية وميزاتها وأنواعها واستخداماتها ووجهات نظرها المستقبلية وارتباطها بخوادم بروكسي مثل OneProxy. إنه بمثابة مورد قيم لكل من محترفي البرمجيات المبتدئين وذوي الخبرة.
