مقدمة في هندسة البرمجيات وأنماط التصميم

كشف النقاب عن سحر أنماط التصميم

تخيل أنك ساحر ، وأنماط التصميم هي حيلك السحرية. إنها حلول مجربة لمشاكل شائعة ، مثل سحب أرنب من القبعة أو صنع عملة معدنية تختفي. في عالم البرمجيات ، يمكن أن تتمثل هذه "الحيل" في إنشاء كائن أو إعداد اتصال قاعدة بيانات أو إدارة الذاكرة. بمجرد أن تتعلم هذه الأنماط ، يمكنك استخدامها مرارًا وتكرارًا ، لإثارة إعجاب جمهورك (أو المستخدمين في هذه الحالة) في كل مرة.

فهم أساسيات هندسة البرمجيات

بعد ذلك ، دعنا نفكر في هندسة البرمجيات على أنها مخطط للمنزل. إنها الخطة التي توضح أين يذهب كل شيء ، من الأشياء الكبيرة مثل الجدران والأسقف ، وصولاً إلى التفاصيل الصغيرة مثل المنافذ ومفاتيح الإضاءة. في البرمجيات ، الهندسة المعمارية هي البنية عالية المستوى للنظام ، والطريقة التي تتلاءم بها أجزائه معًا. يتعلق الأمر باتخاذ قرارات كبيرة ، مثل لغة البرمجة التي يجب استخدامها ، أو كيفية تدفق البيانات عبر النظام ، أو كيفية تفاعل المستخدمين معه.

أهمية هندسة البرمجيات

إذن ، لماذا تعتبر هندسة البرمجيات مهمة جدًا؟ حسنًا ، تخيل محاولة بناء منزل بدون مخطط. قد ينتهي بك الأمر مع حمام في المطبخ أو درج لا يؤدي إلى أي مكان. بالطريقة نفسها ، بدون بنية برامج جيدة ، قد ينتهي بك الأمر برمز يصعب فهمه ، أو يصعب تغييره ، أو حتى أسوأ من ذلك ، لا يعمل على الإطلاق.

حلول مجربة في المعارك

تمامًا مثل المحارب المخضرم ، يعتمد مهندس البرمجيات الجيد على الحلول المختبرة في المعارك. هذه هي الاستراتيجيات والتقنيات التي تم تجربتها واختبارها في الميدان ، وثبت أنها تعمل في مجموعة متنوعة من المواقف. إنهم مثل سيفك ودرعك الموثوق بهما ، ومستعدان دائمًا لمساعدتك في مواجهة أي تحد.

قوة إعادة الاستخدام

أخيرًا ، لنتحدث عن قابلية إعادة الاستخدام ، إحدى القوى الخارقة لتصميم البرامج الجيد. تخيل لو أنك في كل مرة تحتاج فيها إلى فنجان قهوة ، كان عليك أن تزرع نبتة بن من الصفر. تبدو مرهقة ، أليس كذلك؟ في البرنامج ، تعني إعادة الاستخدام إنشاء أجزاء من الكود الخاص بك (مثل الوظائف أو الفئات أو الوحدات) بطريقة يمكن استخدامها مرارًا وتكرارًا. إنه يوفر الوقت ويقلل من الأخطاء ويجعل الكود الخاص بك أسهل في الفهم.

الرحلة من مطور إلى مهندس معماري

دور مهندس البرمجيات

فكر في مهندس برمجيات باعتباره العقل المدبر وراء مشروع برمجي. إنهم مثل مخرج الفيلم ، يشرفون على كل شيء من الصورة الكبيرة إلى التفاصيل الدقيقة. يقررون كيفية هيكلة البرنامج ، والتقنيات التي سيتم استخدامها ، وكيف سيتناسب كل شيء معًا. إنها خطوة كبيرة للأمام من كونك مطورًا ، حيث غالبًا ما تركز على كتابة التعليمات البرمجية وحل مشكلات معينة.

رحلة إلى ولادة أنماط التصميم

لم تظهر أنماط التصميم من العدم. لقد ولدوا من تجارب ورؤى عدد لا يحصى من المطورين والمهندسين المعماريين ، الذين لاحظوا أنهم غالبًا ما كانوا يحلون نفس أنواع المشكلات مرارًا وتكرارًا. أصبحت هذه الحلول المشتركة أنماط التصميم الأولى ، وطريقة للمطورين لمشاركة معارفهم والتعلم من بعضهم البعض.

تعرف على عصابة الأربعة الأسطورية

في عالم أنماط التصميم ، تشبه عصابة الأربعة فرقة البيتلز. إنهم مجموعة من أربعة مهندسي برمجيات كتبوا كتابًا في عام 1994 غيّر طريقة تفكيرنا في تصميم البرمجيات. قدم الكتاب 23 نمط تصميم ، كل منها حل مثبت لمشكلة شائعة في تصميم البرمجيات.

كتاب عام 1994 الرائد

كان الكتاب ، المسمى "أنماط التصميم: عناصر البرامج الموجهة للكائنات القابلة لإعادة الاستخدام" ، بمثابة تغيير في قواعد اللعبة. لم يكن الأمر يتعلق بالكود فقط ، بل كان يتعلق بالتفكير بشكل مختلف في تصميم البرامج. أظهر للمطورين كيفية استخدام الأنماط لكتابة كود أكثر كفاءة ومرونة وقابلية للصيانة. لا يزال أحد أكثر الكتب تأثيرًا في هندسة البرمجيات اليوم.

23 نمطًا غيرت اللعبة

تشبه أنماط التصميم الـ 23 التي قدمتها Gang of Four الأدوات الموجودة في صندوق أدوات المطور. وهي تتضمن أنماطًا لإنشاء الكائنات ، وهيكلة التعليمات البرمجية ، وإدارة التفاعلات بين الكائنات. كل نمط هو حل مثبت لمشكلة شائعة ، وتعلمها يمكن أن يساعدك في أن تصبح مطورًا ومهندسًا أفضل. سنقوم بتغطيتها بتفسيرات بسيطة في الأقسام التالية.

استكشاف 23 أنماط تصميم GoF

بعد ذلك ، سوف نستكشف أنماط التصميم الـ 23 التي قدمتها Gang of Four (GoF). هذه الأنماط هي مثل اللبنات الأساسية لتصميم البرمجيات. تم تجميع أنماط التصميم الـ 23 التي غيرت اللعبة في ثلاث فئات: إبداعية وهيكلية وسلوكية. فيما يلي شرح موجز لكل منها:

الأنماط الخلقية:

تتعامل أنماط التصميم الإبداعي مع آليات إنشاء الكائنات ، وتحاول إنشاء كائنات بطريقة تناسب الموقف. دعنا نستكشف كل واحد:

1. مصنع الملخص : تخيل أنك طاهٍ في مطبخ. لا يهمك من أين تأتي مكوناتك ، كل ما تحتاجه هو أن تكون طازجة وعالية الجودة. هذا ما يدور حوله نمط Abstract Factory. يوفر واجهة لإنشاء مجموعات من الكائنات ذات الصلة أو التابعة دون تحديد فئاتها الملموسة. إنه مثل مصنع من المصانع!
2. Builder : تخيل نفسك تلعب بمجموعة Lego. أنت تضيف قطعة واحدة في كل مرة ، خطوة بخطوة ، حتى تنتهي من بناء تحفتك الفنية. هذا هو جوهر نمط البناء. إنه يفصل بناء كائن معقد عن تمثيله ، مما يسمح لنفس عملية البناء بإنشاء تمثيلات مختلفة.
3. طريقة المصنع : فكر في هذا كمدير توظيف. لا يحتاجون إلى معرفة كل التفاصيل المتعلقة بالمرشحين ، بل يحتاجون فقط إلى معرفة أنه يمكنهم القيام بالمهمة. يحدد نمط Factory Method واجهة لإنشاء كائن ، لكنه يتيح للفئات الفرعية تحديد الفئة التي سيتم إنشاء مثيل لها. الأمر كله يتعلق بالتفويض!
4. النموذج الأولي : تخيل أنك رسمت صورة جميلة وتريد الآن عمل نسخ منها. هذا هو المكان الذي يأتي فيه نمط النموذج الأولي. فهو يحدد أنواع الكائنات التي يتم إنشاؤها باستخدام مثيل نموذجي ويخلق كائنات جديدة عن طريق نسخ هذا النموذج الأولي. إنها مثل آلة تصوير الأشياء!
5. سينجلتون : فكر في رئيس دولة. لا يوجد سوى واحد في أي وقت. يضمن نمط Singleton أن يكون للفصل مثيل واحد فقط ويوفر نقطة وصول عالمية إليه. الأمر كله يتعلق بالحصرية!

الأنماط المعمارية

الأنماط المعمارية هي طريقة لالتقاط الهياكل عالية المستوى للتطبيقات. دعنا نتعمق في كل واحد:

1. العمارة متعددة الطبقات : تخيل مبنى متعدد الطوابق. كل طابق له مسؤولياته الخاصة. قد يكون الطابق الأرضي عبارة عن ردهة ، وقد يكون الطابق التالي عبارة عن مكاتب ، وما إلى ذلك. هذه هي الطريقة التي تعمل بها Layered Architecture. ينظم الوظائف ذات الصلة في طبقات مميزة ، مثل طبقات الوصول إلى البيانات والعرض التقديمي والأعمال.
2. الهندسة المعمارية التي يحركها الحدث : تخيل مدينة صاخبة. عندما تتغير إشارة المرور ، تتفاعل السيارات. عندما يفتح متجر ، يدخل العملاء. هذا هو جوهر العمارة المدفوعة بالحدث. الأمر كله يتعلق بالتفاعل مع الأحداث. تتواصل المكونات مع بعضها البعض من خلال إنتاج واستهلاك الأحداث.
3. بنية الخدمات المصغرة : فكر في فريق حيث يكون لكل عضو دور محدد. إنهم يعملون بشكل مستقل ولكن من أجل هدف مشترك. هذه هي بنية الخدمات المصغرة. يقوم ببناء التطبيق كمجموعة من الخدمات غير المترابطة ، والتي تنفذ قدرات الأعمال.
4. الهندسة المعمارية الموجهة للخدمة (SOA) : تخيل مركزًا للتسوق. يقدم كل متجر خدمة محددة ، ويعملون جميعًا معًا لتوفير تجربة تسوق رائعة. هذا SOA. إنه نمط من تصميم البرامج حيث يتم تقديم الخدمات للمكونات الأخرى بواسطة مكونات التطبيق ، من خلال بروتوكول اتصال عبر الشبكة.

تعد أنماط التصميم الإبداعي والأنماط المعمارية مفاهيم أساسية في تصميم البرامج ، لكنها تعمل على مستويات مختلفة من التجريد ولها أغراض مختلفة.

أنماط التصميم الإبداعي تدور حول إنشاء الكائن. إنها تجرد عملية إنشاء مثيل لها وتساعد في جعل النظام مستقلاً عن كيفية إنشاء كائناته وتكوينها وتمثيلها. إنها تلخص المعرفة حول الفئات الملموسة التي يستخدمها النظام وتخفي كيفية إنشاء مثيلات هذه الفئات وتجميعها معًا. تشمل الأمثلة مصنع Abstract ، Builder ، Factory Method ، النموذج الأولي ، وأنماط Singleton.

من ناحية أخرى ، فإن الأنماط المعمارية هي استراتيجيات عالية المستوى تتعلق بالمكونات واسعة النطاق والخصائص العالمية وآليات النظام. أنها توفر بنية يمكن أن تساعد في إدارة تعقيد نظام البرمجيات. غالبًا ما تعتمد الأنماط المعمارية على تقسيم التطبيق إلى طبقات. ومن الأمثلة على ذلك العمارة متعددة الطبقات ، والهندسة القائمة على الأحداث ، وهندسة الخدمات الدقيقة ، والهندسة المعمارية الموجهة للخدمة.

الآن ، كيف تتفاعل الأنماط الإبداعية والأنماط المعمارية؟

يمكن استخدام أنماط التصميم الإبداعي في سياق أنماط معمارية مختلفة لإدارة إنشاء كائنات خاصة بتلك الهندسة المعمارية. على سبيل المثال:

• في بنية الطبقات ، قد تستخدم طريقة المصنع لإنشاء كائنات تؤدي عمليات خاصة بطبقة معينة. يمكن أن يساعد هذا في الحفاظ على فصل الاهتمامات بين الطبقات.
• في بنية الخدمات المصغرة ، قد تستخدم كل خدمة مصغرة أنماطًا إبداعية مختلفة وفقًا لاحتياجاتها. على سبيل المثال ، يمكن استخدام نمط Singleton لخدمة تدير الوصول إلى مورد مشترك.
• في الهندسة المعمارية التي يحركها الحدث ، يمكن استخدام نمط النموذج الأولي لإنشاء كائنات حدث جديدة بناءً على مثيل نموذجي.
• في الهندسة المعمارية الموجهة للخدمة ، يمكن استخدام مصنع Abstract لإنشاء مجموعة من الخدمات ذات الصلة دون تحديد فئات محددة.

الآن ، دعنا نتابع بقية أنماط التصميم الـ 23:

الأنماط الهيكلية:

6. المحول : فكر في نمط المحول كمحول طاقة عالمي. أنت تسافر وتدرك أن قابس جهازك لا يتناسب مع المنفذ الأجنبي. ماذا تفعل؟ أنت تستخدم محول! في مصطلحات البرامج ، يسمح نمط المحول للفئات ذات الواجهات غير المتوافقة بالعمل معًا. الأمر كله يتعلق بجعل الأشياء مناسبة!
7. الجسر : تخيل أنك تنظر إلى جسر متحرك. يمكن أن يكون الجسر لأعلى أو لأسفل أو جزئيًا أو جزئيًا. حالة الجسر مستقلة عن نوع الجسر. هذا هو جوهر نمط الجسر. إنه يفصل تجريدًا عن تنفيذه بحيث يمكن أن يختلف الاثنان بشكل مستقل. كل شيء عن المرونة!
8. مركب : تخيل شجرة. لها فروع ، وتلك الفروع لها أوراق. الشجرة والفروع والأوراق كلها جزء من نفس التكوين. هذا هو النمط المركب بالنسبة لك. يسمح لك بتكوين كائنات في هياكل شجرية لتمثيل التسلسلات الهرمية جزئيًا. كل شيء عن بناء الهياكل المعقدة!
9. المصمم : تخيل أنك تزين شجرة عيد الميلاد. تبدأ بشجرة عادية ، ثم تضيف الأضواء والزخارف والزينة ونجمة في الأعلى. كل زخرفة تضيف إلى جمال الشجرة. هذا هو نمط الديكور. يسمح بإضافة السلوك إلى كائن فردي ، إما بشكل ثابت أو ديناميكي ، دون التأثير على سلوك الكائنات الأخرى من نفس الفئة. الأمر كله يتعلق بإضافة المزيد!
10. الواجهة : فكر في واجهة المبنى. إنه يخفي تعقيد ما وراءه. هذا هو نمط الواجهة. يوفر واجهة مبسطة لمجموعة أكبر من التعليمات البرمجية ، مما يخفي تعقيده. الأمر كله يتعلق بجعل الأمور أبسط!
11. وزن الذبابة : تخيل أنك أمين مكتبة. لديك آلاف الكتب ، لكنك لست بحاجة إلى آلاف النسخ من كل كتاب. تحتاج فقط إلى نسخة واحدة وطريقة لتتبع عدد النسخ المتداولة. هذا هو نمط Flyweight. يقلل من تكلفة إنشاء عدد كبير من الكائنات المتشابهة ومعالجتها. كل شيء عن الكفاءة!
12. الوكيل : فكر في الوكيل كبديل بديل. انها مثل حيلة مزدوجة في فيلم. يوفر نمط الوكيل بديلاً أو عنصرًا نائبًا لكائن آخر للتحكم في الوصول إليه. الأمر كله يتعلق بالتحكم!

سمات جودة هندسة البرمجيات

سمات الجودة هي المتطلبات غير الوظيفية التي تجعل النظام قويًا. إنها مثل الفيتامينات والمعادن في نظام غذائي صحي. دعنا نستكشف كل واحد:

1. الأداء : يتعلق هذا كله بمدى سرعة أداء نظامك في ظل عبء عمل معين. إنها مثل سرعة سيارة السباق. تريدها أن تكون بأسرع ما يمكن!
2. الأمان : يتعلق الأمر بحماية النظام من الهجمات الضارة وخروقات البيانات. إنه مثل قفل بابك الأمامي. تريد أن تكون آمنة قدر الإمكان!
3. قابلية التعديل : يتعلق الأمر بمدى سهولة إجراء تغييرات على النظام. إنها مثل مجموعة Lego. تريد أن تكون قادرًا على إضافة أو إزالة أو تغيير القطع بسهولة!
4. قابلية الاستخدام : يتعلق الأمر بمدى سهولة فهم النظام واستخدامه. إنه مثل دليل المستخدم لأداة جديدة. تريد أن يكون واضحًا وسهل الفهم!

الآن ، دعنا نستكشف العلاقة بين أنماط التصميم الإنشائي وسمات جودة هندسة البرمجيات ، ولماذا جمعناها معًا تحت مظلة واحدة.

تعد أنماط التصميم الإنشائي وخصائص الجودة جانبين أساسيين لتصميم البرمجيات وهندستها ، ولكنها تخدم أغراضًا مختلفة وتعمل على مستويات مختلفة.

أنماط التصميم الإنشائي حول كيفية تكوين الفئات والكائنات لتشكيل هياكل أكبر. إنها توفر طرقًا بسيطة لتحقيق العلاقات بين الكيانات ، مما يضمن سهولة فهم النظام وصيانته وتوسيع نطاقه.

سمات الجودة ، من ناحية أخرى ، هي المتطلبات غير الوظيفية للنظام ، مثل الأداء والأمان وقابلية التعديل وقابلية الاستخدام. يحددون مدى جودة أداء النظام لوظائفه.

الآن ، كيف تتفاعل الأنماط الهيكلية وسمات الجودة؟

يمكن أن تؤثر أنماط التصميم الإنشائي بشكل مباشر على سمات الجودة. يمكن أن يؤثر اختيار النمط على مدى تلبية النظام لمتطلباته غير الوظيفية. على سبيل المثال:

• يمكن لأنماط المحول والواجهة والوكيل قابلية الاستخدام من خلال تبسيط الواجهة التي تراها المكونات أو الأنظمة الأخرى وتتفاعل معها. إنها تخفي التعقيد وتوفر واجهة أبسط أو أكثر ملاءمة.
• يمكن لنمط الديكور قابلية التعديل من خلال السماح بإضافة السلوكيات إلى الكائنات ديناميكيًا. هذا يجعل من السهل تعديل سلوك النظام دون تغيير الكود الحالي.
• يمكن أن يؤثر النمط المركب الأداء . يسمح للعملاء بمعالجة الأشياء والتراكيب الفردية بشكل موحد. إذا كان على النظام التعامل مع بنية كبيرة ومعقدة ، فيمكن للنمط المركب أن يساعد في إدارة هذا التعقيد ويحتمل أن يحسن الأداء.
• يمكن أن يعزز نمط الجسر قابلية التعديل من خلال فصل تجريد عن تنفيذه ، مما يسمح للاثنين بالتنوع بشكل مستقل. هذا يعني أن التغييرات في التطبيق لن تؤثر على التجريد والعكس صحيح.
• يمكن أن يحسن نمط Flyweight الأداء من خلال مشاركة الكائنات وتقليل استخدام الذاكرة وتسريع وقت التنفيذ في سيناريوهات معينة.

تستمر رحلة أنماط التصميم الـ 23.

الأنماط السلوكية:

13. سلسلة المسؤولية : هذا النمط يشبه لعبة البطاطا الساخنة. يقوم بتمرير طلب على طول سلسلة من المعالجات المحتملة حتى يقوم أحدهم بمعالجة الطلب. الأمر كله يتعلق بالتفويض والمرونة! سلسلة حتى يتعامل معها كائن.
14. القيادة : تخيل أنك جنرال في الجيش. أنت تعطي الأمر وتقوم قواتك بتنفيذها. هذا هو نمط القيادة. إنه يغلف طلبًا ككائن ، مما يسمح لك بتحديد معلمات للعملاء بقوائم الانتظار والطلبات والعمليات.
15. المترجم : هذا النمط يشبه المترجم. يترجم لغة إلى أخرى. في مصطلحات البرامج ، يوفر نمط المترجم الفوري وسيلة لتقييم قواعد اللغة أو التعبير عنها.
16. التكرار : فكر في هذا كقارئ كتاب. يسمح لك باجتياز الحاوية والوصول إلى عناصر الحاوية. يوفر نمط التكرار طريقة للوصول إلى عناصر كائن مجمع بالتسلسل دون الكشف عن تمثيله الأساسي.
17. الوسيط : هذا النمط يشبه جهاز التحكم في حركة المرور. يتعامل مع التواصل بين الفصول. يحدد نمط الوسيط كائنًا يلخص كيفية تفاعل مجموعة من الكائنات.
18. Memento : تخيل أنك تلعب لعبة فيديو. أنت تحفظ لعبتك ، لذا يمكنك الرجوع إليها لاحقًا. هذا هو نمط Memento. إنه يلتقط الحالة الداخلية للكائن ويخرجها بحيث يمكن استعادة الكائن إلى هذه الحالة لاحقًا.
19. المراقب : هذا النمط يشبه الاشتراك في الأخبار. أنت تشترك في صحيفة ، ويتم توصيلها إلى عتبة داركم. يحدد نمط Observer تبعية واحد لكثير بين الكائنات بحيث عندما يغير كائن واحد حالته ، يتم إخطار كل العناصر التابعة له وتحديثها تلقائيًا.
20. الحالة : هذا النمط يشبه التبديل. يمكن أن يكون في وضع التشغيل أو الإيقاف. يسمح نمط الحالة للكائن بتغيير سلوكه عندما تتغير حالته الداخلية.
21. الإستراتيجية : فكر في هذا كنظام ملاحة. تقوم بإدخال وجهتك ، وتمنحك العديد من الطرق المختلفة التي يمكنك اتباعها. يحدد نمط الإستراتيجية مجموعة من الخوارزميات ، ويغلف كل منها ، ويجعلها قابلة للتبادل.
22. طريقة القالب : هذا النمط يشبه الوصفة. إنه يوفر طريقة في فئة فائقة ، عادة ما تكون فئة فائقة مجردة ، ويحدد الهيكل العظمي لعملية ما من حيث عدد من الخطوات عالية المستوى.
23. الزائر : يشبه هذا النمط زائرًا يزور مدينة. يمثل نمط الزائر عملية يتم إجراؤها على عناصر بنية الكائن دون تغيير الفئات التي يعمل عليها.

تقييم هندسة البرمجيات

1. تقنيات تقييم الهندسة المعمارية : هناك العديد من التقنيات لتقييم بنية البرامج ، مثل طريقة تحليل مبادلة الهندسة (ATAM) ، وطريقة تحليل فوائد التكلفة (CBAM) ، وطريقة تحليل هندسة البرمجيات (SAAM).
2. دور المراجعات والتدقيق : تلعب المراجعات والتدقيق دورًا حاسمًا في تقييم هندسة البرمجيات. أنها تساعد في تحديد القضايا والمجالات المحتملة للتحسين.
3. التحسين المستمر في الهندسة المعمارية : التحسين المستمر هو مفتاح الحفاظ على بنية قوية وفعالة. إنه ينطوي على تقييم وتحديث الهيكل بانتظام لتلبية الاحتياجات المتغيرة ومعالجة القضايا المحددة.

متابعة جانب حاسم في تطوير البرمجيات . يخدم كل من أنماط التصميم السلوكية وتقييم بنية البرمجيات أغراضًا مختلفة ويعملان على مستويات مختلفة من التجريد.

أنماط التصميم السلوكي حول تحديد أنماط الاتصال الشائعة بين الكائنات وإدراك هذه الأنماط. يتعاملون مع الخوارزميات وإسناد المسؤوليات بين الأشياء. لا يصفون أنماط الكائنات فحسب ، بل يصفون أيضًا أنماط الاتصال بينهم.

من ناحية أخرى ، فإن تقييم هندسة البرمجيات هو عملية تحقق في جودة هندسة البرمجيات. يتضمن تقييم البنية للتأكد من أنها تلبي سمات الجودة المطلوبة مثل الأداء والأمان وقابلية التعديل وسهولة الاستخدام. يمكن أن يساعد التقييم في تحديد المخاطر والقضايا المحتملة التي قد تنشأ أثناء التطوير أو بعد النشر.

ومع ذلك ، لا يزالون مرتبطين في بعض الجوانب ويتفاعلون مع بعضهم البعض.

يمكن أن تؤثر أنماط التصميم السلوكي على نتيجة تقييم هندسة البرمجيات. يمكن أن يؤثر اختيار النمط السلوكي على مدى تلبية النظام لمتطلباته غير الوظيفية. على سبيل المثال:

• يمكن لأنماط مثل Observer و Mediator قابلية التعديل من خلال تعزيز الاقتران السائب بين الكائنات. هذا يمكن أن يجعل النظام أسهل في التعديل والتوسيع ، وهو ما سيكون نقطة إيجابية في تقييم البنية.
• الأوامر تحسين قابلية الاستخدام من خلال تغليف الطلب ككائن ، مما يسمح للنظام بتحديد معلمات للعملاء بقوائم الانتظار والطلبات والعمليات . هذا يمكن أن يجعل النظام أكثر مرونة وأسهل في الاستخدام.
• يمكن أن يؤثر نمط الحالة على الأداء من خلال السماح لكائن ما بتغيير سلوكه عندما تتغير حالته الداخلية. يمكن أن يجعل هذا النظام أكثر كفاءة ، لأنه يتجنب المنطق الشرطي ويمكن أن يؤدي إلى تعليمات برمجية أكثر وضوحًا وسرعة في التنفيذ.
• يمكن أن يعزز نمط التكرار قابلية الاستخدام من خلال توفير طريقة للوصول إلى عناصر كائن مجمع بالتسلسل دون الكشف عن تمثيله الأساسي. هذا يمكن أن يجعل النظام أسهل في الاستخدام من خلال توفير واجهة بسيطة للتكرار على الهياكل المعقدة.

توثيق هندسة البرمجيات

يعد توثيق هندسة البرمجيات بمثابة مخطط لمبنى. يوفر نظرة عامة شاملة على بنية البرنامج ، بما في ذلك مكونات النظام والعلاقات بينها والقواعد التي تحكم ترتيبها وتفاعلها.

1. أهمية التوثيق : التوثيق هو قلب هندسة البرمجيات الخاصة بك. إنه الدليل الذي يساعد الجميع على فهم تصميم النظام وكيفية عمل مكوناته معًا. بدونها ، أنت مثل سفينة بدون بوصلة. من الأهمية بمكان توصيل التصميم إلى أصحاب المصلحة ، من أجل جهود الصيانة والتعزيز المستقبلية ، ولتقييم سمات جودة النظام.
2. تقنيات التوثيق الفعالة : التوثيق الجيد لا يحدث فقط ؛ إنها نتيجة التخطيط والتنفيذ الدقيقين. يجب أن يكون واضحًا وموجزًا ​​ومستهدفًا لجمهوره. استخدم المخططات لتصور العمارة ، والنصوص لوصف ما لا تستطيع المخططات. تذكر أن الهدف هو نقل تصميم النظام بوضوح.
3. أدوات توثيق العمارة : هناك العديد من الأدوات لمساعدتك في التوثيق. يمكن استخدام أدوات الرسم التخطيطي مثل UML والمخططات الانسيابية ولغات وصف العمارة (ADLs) لتصور النظام. يمكن أن تساعد أدوات التوثيق مثل Wikis أو محرّر مستندات Google أو أدوات توثيق البرامج المخصصة في إدارة وتنظيم الوثائق الخاصة بك.

خاتمة ونظرة إلى المستقبل

احتضان المستقبل بأنماط التصميم

تشبه أنماط التصميم الصلصة السرية لهندسة البرمجيات. إنها حلول مجربة للمشاكل الشائعة ، ويمكنها أن تجعل التعليمات البرمجية أكثر مرونة ، وقابلة للصيانة ، وقابلة لإعادة الاستخدام.

1. الممارسة تجعلها مثالية : تمامًا مثل تعلم آلة موسيقية ، فإن مفتاح إتقان أنماط التصميم هو الممارسة. كلما زاد استخدامك لها ، أصبحت أكثر راحة ، وكلما بدأت في رؤية فوائدها.
2. فهم جوهر أنماط التصميم : تعد أنماط التصميم أكثر من مجرد حلول للمشكلات الشائعة. إنها طريقة للتفكير في تصميم البرامج. إنها تساعدك على تحديد التجريدات وفصل المكونات ، مما يؤدي إلى كود أكثر مرونة وقابلية للصيانة.
3. الدور الحيوي لحل المشكلات في هندسة البرمجيات : تتعلق هندسة البرمجيات أساسًا بحل المشكلات ، وتعد أنماط التصميم أداة قوية في مجموعة أدوات حل المشكلات. أنها توفر مفردات مشتركة لمناقشة الحلول ونموذج لتنفيذها.
4. أنماط التصميم كمفردات مشتركة : توفر أنماط التصميم لغة مشتركة للمطورين. بدلاً من شرح هيكل تصميم معقد ، يمكنك ببساطة أن تقول ، "إنه فردي" أو "استخدمنا أسلوب المصنع" ، وسيفهم المطورون الآخرون ما تعنيه.

الاتجاهات الناشئة في هندسة البرمجيات

بينما نتطلع إلى المستقبل ، هناك العديد من الاتجاهات التي تشكل مجال هندسة البرمجيات:

1. البنى السحابية الأصلية : تم تصميمها للاستفادة الكاملة من منصات الحوسبة السحابية. إنها قابلة للتطوير بدرجة عالية ومرنة ورشيقة ، مما يسمح بالتسليم السريع للبرامج عالية الجودة.
2. البنى بدون خادم : تعمل هذه على تجريد طبقة الخادم ، مما يسمح للمطورين بالتركيز على منطق الأعمال. إنها قابلة للتطوير بدرجة عالية وفعالة من حيث التكلفة ، حيث إنك تدفع فقط مقابل وقت الحوسبة الذي تستهلكه.
3. البنى القائمة على الذكاء الاصطناعي : تستفيد من الذكاء الاصطناعي لتحسين الوظائف وتجربة المستخدم. إنهم قادرون على التعلم من البيانات ، والتنبؤ ، والتحسين بمرور الوقت.