تطوير البرمجيات
يمثل مصطلح تطوير البرمجيات (بالإنجليزية: Software Development) مجموعة من العمليات التي تشمل إنتاج وإنشاء البرامج الإلكترونية. يعرف هذا المجال أيضاً بأنه عملية تصميم وإنشاء برنامج محدد باستخدام إحدى لغات البرمجة، ويتضمن ذلك كتابة سلسلة مترابطة من الأوامر البرمجية. تتميز عملية تطوير البرمجيات بأنها تتسم بالمنطق والتكرارية، حيث تهدف إلى إنتاج برنامج مُهيأ لإنجاز مهام أو عمليات معينة.
يُطلق على الشخص الذي يقوم بكتابة الأكواد البرمجية على البرامج المختلفة والمشرف على تطويرها اسم المبرمج. لكن تجدر الإشارة إلى أن تطوير البرمجيات لا يقتصر على المبرمجين فحسب؛ إذ يقوم مطورو الأجهزة التقنية أيضاً بإنشاء أكواد برمجية متعلقة بأجهزتهم، حتى وإن لم يكونوا يعتبرون مطوري برمجيات في الأساس.
تاريخ تطوير البرمجيات
يمتد تاريخ تطوير البرمجيات لأكثر من 125 عاماً قبل ظهور جهاز الحاسوب، حيث بدأت البرمجة في بعض المجالات الصناعية. تم إنتاج نوع من البرمجيات للتحكم في آلة النسج جاكوارد (بالإنجليزية: Jacquard Loom) باستخدام بطاقات مثقوبة لتوليد أنواع مختلفة من المنسوجات. وفي عام 1948، وُلد أول برنامج حقيقي في التاريخ من تصميم توم كيلبورن وزميله، عندما قاموا بتطوير الآلة التجريبية مانشستر التي استخدمت لإجراء عمليات حسابية استغرقت حوالي ساعة، وقد كان ذلك يعتبر سريعاً في ذلك الوقت.
ظهرت لغات البرمجة المنظمة لأول مرة في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين، مثل لغة فورتان (Fortran) ولغة ليسب (Lisp)، وهذه اللغات شكلت الأساس في تطوير البرمجيات خلال منتصف القرن. ثم ظهرت البرمجة الشيئية في السبعينيات، وشهد العقد التالي من القرن الماضي تطوراً ملحوظاً في تطوير البرمجيات، حيث ظهرت برامج مثل AutoCAD وMicrosoft Word على الحواسيب الشخصية.
في تسعينيات القرن العشرين، بدأ الاهتمام بالبرمجيات مفتوحة المصدر، التي سمحت للمستخدمين بالتعديل عليها. وفي المرحلة الراهنة، أصبحت البرمجيات ترتبط بشكل كبير بتطوير الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة، وتدخل البرمجيات في كل جانب من جوانب حياتنا، باستخدام الكثير من لغات البرمجة التقليدية والحديثة.
مراحل تطوير البرمجيات
تمر البرمجيات خلال تطويرها بمجموعة من المراحل المعروفة بدورة حياة تطوير الأنظمة (بالإنجليزية: Software Development Life Cycle)، والتي تشمل جميع الخطوات بدءًا من التخطيط وحتى الصيانة. وهذه المراحل هي:
- مرحلة التخطيط: حيث يجمع مطورو البرمجيات متطلبات العميل والأهداف المرجوة من البرمجية، مع تحديد كيفية عملها، وترتبط هذه المرحلة عادةً بتحليل لاستطلاعات السوق في مجال البرمجية المحددة.
- مرحلة تحليل الجدوى: في هذه المرحلة، يتم إجراء تحليل شامل لمتطلبات العميل، وتحديد كيفية تنفيذها، حيث يتم إنشاء مستند يسمى مواصفات متطلبات البرنامج (SRS) يتضمن جميع المتطلبات اللازمة لإكمال المشروع.
- مرحلة التصميم: خلال هذه المرحلة، يتم تصميم وحدات النظام الكلي للبرمجية من خلال تحديد وظيفة كل وحدة وكيفية تفاعلها مع الأطراف الأخرى.
- مرحلة كتابة الكود: يبدأ المبرمجون في كتابة الأكواد البرمجية وفقاً للأدوات المتاحة ومعايير الشركة المنفذة للمشروع.
- مرحلة الاختبار: تُجرى فيها عملية البحث عن الأخطاء أو العيوب في البرنامج المُنشأ، والتأكد من عمله بشكل صحيح مع الأجهزة والبرامج الخارجية.
- مرحلة النشر والصيانة: يتم في هذه المرحلة تقديم البرمجية في صورتها النهائية.
- مرحلة الصيانة: تتم صيانة البرمجيات وتطويرها وفقاً للتغييرات في بيئة النظام التي قد تعمل عليها مستقبلاً.
أنواع البرمجيات التي يتم تطويرها
توجد أربعة أنواع رئيسية من البرمجيات، وهي:
- برمجيات النظام: (بالإنجليزية: System Software)، التي تشمل أنظمة التشغيل، إدارة الأقراص، والأجهزة وغيرها من الضروريات التشغيلية.
- برمجيات البرمجة: (بالإنجليزية: Programming Software)، وهي البرمجيات المخصصة لتطوير البرامج، مثل محررات النصوص والأدوات الخاصة بكتابة وتصحيح الأكواد البرمجية.
- برمجيات التطبيقات: (بالإنجليزية: Application Software)، التي تتعلق بتطوير التطبيقات لمساعدة المستخدمين في إنجاز مهام محددة، مثل برامج إدارة البيانات، وتطبيقات الهواتف الذكية، ومواقع التواصل الاجتماعي.
- البرمجيات المُضمنة: (بالإنجليزية: Embedded Software)، التي تُستخدم للتحكم في الآلات والأجهزة الإلكترونية التي لا تعتبر أجهزة حاسوب، مثل الروبوتات الصناعية وغيرها من الآلات.
نماذج تطوير البرمجيات
تتضمن عملية تطوير البرمجيات عدة نماذج ضمن دورة حياة تطوير الأنظمة (SDLC)، حيث يختار فريق المطورين النموذج الذي يرغبون في اتباعه لتطوير البرمجية. وفيما يلي بعض من النماذج الهامة:
- نموذج الشلال: (بالإنجليزية: Waterfall Model)؛ يعتمد على تنفيذ البرمجية بطريقة خطية، حيث يتم إكمال كل مرحلة من مراحل تطوير البرمجيات بشكل متتابع قبل الانتقال للمرحلة التالية، مع أن مُخرجات كل مرحلة تكون مدخلات للمرحلة التالية.
- النموذج الحلزوني: (بالإنجليزية: Spiral Model)؛ يجمع بين أنواع مختلفة من نماذج تطوير البرمجيات، وفيه يتم تقديم النماذج الأولية، مع تنسيق العمل بين فرق المبرمجين والمصممين.
- نمذجة الأجايل: (بالإنجليزية: Agile Model)؛ يتضمن تقسيم المطورين إلى فرق، حيث يُعهد إلى كل فريق بإكمال مرحلة معينة من التطوير في نفس الوقت، مما يساعد على إنهاء المشروع في وقت قصير، ويُعتبر هذا النموذج الأكثر استخداماً في السنوات الأخيرة.
- النموذج السريع: (بالإنجليزية: Rapid Model)؛ يركز على تقديم نسخ أولية سريعة من البرنامج، مع الالتزام بجداول زمنية قصيرة، وتأجيل تحسينات التصميم إلى إصدارات لاحقة.