مبادئ هندسة البرمجيات | الوحدة الأولى | الدرس الأول

منهجيات تطوير البرمجيّات (Software Development Methodologies)

تختلف عملية تطوير نظم المعلومات الضخمة بشكل جوهري عن عملية تطوير البرامج الصغيرة والتطبيقات، حيث يتطلب تطوير البرمجيات الضخمة كأنظمة المؤسسات الحكومية والشركات التجارية جهدًا كبيرًا وقد يستغرق شهورًا أو سنوات وقد يشكل فهم متطلبات العملاء وطبيعة وظائف تلك الأنظمة أو البرامج تحديًا لفريق التطوير.

تهدف هندسة البرمجيات إلى تطوير الأساليب والبروتوكولات وطرق سير العمل والمراقبة للتغلب على هذه التحديات، وتوجد العديد من منهجيات تطوير البرمجيات، ويستخدم كل منها لأغراض مختلفة، ومن أكثر المنهجيات شيوعًا ما يلي:

منهجية الشلال The Waterfall Methodology

تعد هذه المنهجية من أقدم منهجيات تطوير البرمجيات، وقد سميت بذلك لأن مراحل تطورها تتسلسل من مرحلة إلى أخرى بشكل أحادي الاتجاه، وعند اكتمال مرحلة معينة من التطوير يتم الانتقال إلى المرحلة الثانية دون العودة إلى المراحل السابقة، وتمثل مخرجات كل مرحلة مدخلات للمرحلة التالية.

تمر منهجية الشلال بكافة مراحل تطوير النظام بصورة متسلسلة، فكل مرحلة تعتمد على مخرجات المراحل التي تسبقها كما يلي:

1. مرحلة التحليل Analysis Stage

يتم في هذه المرحلة جمع المتطلبات بالطرق التي تم شرحها سابقًا، ويتم توثيقها بدقة وبالتفصيل عند الانتهاء من العمل. يتم التحقق من هذه المتطلبات والموافقة عليها من قبل العميل قبل البدء في مرحلة التصميم، ويمكن أن تسبب التغيرات التي يتم إجراؤها على المتطلبات لاحقًا في العملية إلى تأخير كبير أو مشاكل خطيرة في النظام.

2. مرحلة التصميم Design Stage

تتم ترجمة المتطلبات الموثوقة من المرحلة السابقة في تصميم يوضح مخطط النظام ويحدد احتياجاته من الموارد، ويعكس تصميم النظام كيفية تنفيذ المتطلبات من ناحية فنية والتسلسل المنطقي للعمليات التي تتم به.

3. مرحلة التطوير Development Stage

يتم في هذه المرحلة إنشاء النظام وكتابة البرامج بناء على مخرجات النظام.

4. مرحلة الاختبار Testing Stage

يتحقق مختبرو النظام في هذه المرحلة استيفاء النظام للمتطلبات الموثوقة في المراحل السابقة، ويقومون بالتحقق فيما إذا كانت هناك أي أخطاء يجب إصلاحها، ويطلع العميل على المنتج الحقيقي لأول مرة في هذه المرحلة.

5. مرحلة التنفيذ Implementation Stage

يتم في هذه المرحلة تنفيذ النظام وتسليمه للعميل، ويتم تدريب المستخدمين أو تأهيلهم، كما يتم وضع وتشغيل آليات مراقبة أداء النظام للتأكد من عدم وجود أخطاء أثناء التنفيذ.

6. مرحلة الصيانة Maintenance Stage

تتضمن هذه المرحلة إصلاح الأخطاء التي تظهر أثناء الاستخدام اليومي للنظام، بالإضافة إلى إجراء بعض التطويرات والتحسينات على النظام.

مزايا منهجية الشلال في التطوير:

• تعد المراحل في هذه المنهجية واضحة ومحددة، ولا تتداخل مع بعضها البعض.
• يعد تخطيط المشروع وإدارته أمرًا سهلاً وذلك بسب وضوح المراحل.
• تناسب هذه المنهجية المشاريع الصغيرة ذات المتطلبات الواضحة والثابتة.

تحديات منهجية الشلال:

• في هذه المنهجية يصعب تعديل مرحلة ما بالعودة إلى سابقتها، وذلك لاعتماد كل مرحلة على المرحلة السابقة، ويؤثر الرجوع وإجراء التغييرات في المراحل السابقة على المراحل التالية بشكل كبير، ويزيد من تكلفة التطوير.
• غير مناسبة للأنظمة والبرامج الكبيرة والمعقدة.
• غير مناسبة للبرامج والأنظمة التي قد تخضع متطلباتها للتغير في خلال مراحل المشروع.
• لا يمكن البدء في مرحلة جديدة في هذه المنهجية قبل إتمام المرحلة السابقة، ويؤدي هذا الأمر إلى تأخير اكتشاف أي خلل في فهم متطلبات العميل، والذي قد يظهر في مرحلة متأخرة، مما يجعل التعديل بعد ذلك عملية صعبة ومكلفة، بل ويفاقم من احتمال فشل المشروع.