بررسی 15 موضوع متنوع و مفید در مهندسی نرم‌افزار

1. یکپارچه مدولار (Modular Monolithic)

یکپارچه مدولار یک معماری نرم‌افزار است که براساس آن سیستم به مجموعه‌ای از ماژول‌های مستقل تقسیم می‌شود؛ هر ماژول وابستگی زیادی به ماژول‌های دیگر ندارد و بدون تاثیر ماژول‌های دیگر قابل توسعه، اصلاح یا تست می‌باشد. در این معماری تغییرات سریع‌تر و آسان‌تر انجام می‌شود. همچنین توسعه مستقل ماژول‌ها باعث آسان‌تر شدن طراحی، استقرار و مدیریت می‌شود. هر ماژول از معماری لایه‌ای پیروی می‌کند بنابراین در هر ماژول، ساخت یا تغییر هر لایه بدون تاثیر بر لایه دیگر انجام می‌شود.

(منبع)

2. خدمات وب آمازون (Amazon Web Services)

خدمات وب آمازون یا AWS، یک شرکت تابع آمازون است که پلتفرم محاسبات ابری را برای افراد و سازمان‌ها به منظور استفاده از خدمات ابری ارائه می‌دهد. این خدمات شامل محاسبات، ذخیره‌سازی، پایگاه‌داده، ابزارهای نرم‌افزاری و غیره می‌باشد که از طریق شبکه‌ای از سرورها در سراسر جهان به مشتریان ارائه می‌شود. درواقع AWS با ارائه یک زیرساخت ابری مقیاس‌پذیر، برای کاربران این امکان را فراهم می‌کند تا بدون نیاز به استفاده از منابع فیزیکی گران قیمت، براساس نیازهای خود از خدمات ابری استفاده کنند. مشتریان می‌توانند با استفاده از امکان اندازه‌گیری خودکار برآورد هزینه و پرداخت را انجام دهند.

(منبع)

3. رویکرد API-first

رویکرد API-first، یک رویکرد آینده نگرانه برای توسعه نرم‌افزار توسط شرکت‌ها است. این رویکرد به این موضوع اشاره دارد که درمقابل درنظر گرفتن APIها پس از توسعه برنامه، APIها را به عنوان بلوک‌های اصلی نرم‌افزار در ابتدای توسعه اولویت بندی کرده و درنظر بگیریم. براین اساس، پیش از نوشتن کد برنامه، APIها را اولویت بندی می‌کنیم و نقش آن‌ها و شرکا را در سازمان تشخیص دهیم. این رویکرد باعث می‌شود که با برنامه‌های داخلی و خارجی به صورت یکپارچه ارتباط برقرار کرده و برای کاربران نهایی قابل دسترس باشد.

از مزایای این رویکرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بهره‌وری: در این رویکرد، به دلیل اینکه فضای کاری برای توسعه‌دهندگان شناخته شده‌است و APIها متمرکز هستند، همکاری سریع‌تر بوده و بهره‌وری افزایش می‌یابد.
• کیفیت: استفاده از این رویکرد باعث می‌شود که اشکالات پیش از تولید رفع شوند، بنابراین توسعه‌دهندگان می‌توانند نرم‌افزاری بهتر و انعطاف‌پذیرتر در زمان کوتاه تولید کنند که این موضوع به‌طور مستقیم باعث افزایش کیفیت می‌شود.
• ساده‌سازی و انطباق: در این رویکرد، معماران می‌توانند قوانین طراحی و راهبری را در مرحله طراحی و توسعه پیاده‌سازی کنند.

(منبع)

4. پایگاه‌داده‌‌های NoSQL

ساختار سنتی موجود در پایگاه‌داده‌های رابطه‌ای (ساختار جدولی) به مرور زمان نیاز به انعطاف پذیری بیشتری پیدا کرد تا بتواند مجموعه داده‌های بزرگ و بدون ساختار را مدیریت کرده و مقیاس‌پذیر باشد. از این رو، NoSQL (که به‌عنوان not only SQL و non-SQL نیز شناخته می‌شود) به‌عنوان رویکردی برای طراحی پایگاه‌داده که امکان ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌ها را در قالب ساختار داده فراهم می‌کند، پدید آمد. گسترش میکروسرویس‌ها و محدودیت استفاده از پایگاه‌داده‌های رابطه‌ای برای هر کامپوننت، باعث رشد NoSQL شده‌است.

از مزایای پایگاه‌داده‌‌های NoSQL می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انعطاف‌پذیری: مدل داده انعطاف‌پذیر بوده و همچنین حجم زیادی از داده‌های درحال تغییر را می‌تواند مدیریت کند.
• قابلیت اطمینان: داده‌ها در چندین سرور ذخیره‌ شده بنابراین دربرابر از دست رفتن محافظت می‌شوند. همچنین در زمان‌های از کار افتادگی اطمینان از دسترسی وجود دارد.
• سرعت: امکان ذخیره‌سازی و پردازش سریع را برای استفاده کاربران فراهم می‌کند.
• هزینه: NoSQL باعث کاهش منابع و به حداقل رساندن هزینه‌ها می‌شود.

(منبع)

5. معماری بدون سرور (Serverless Architecture)

معماری بدون سرور یک رویکرد طراحی نرم‌افزار است که با انتقال مسئولیت مدیریت سرورها به ارائه‌دهندگان سرور ابری (مانند AWS)، تیم توسعه به‌جای نگرانی درمورد سرورها، بر روی توسعه و استقرار کد تمرکز دارد.

از مزایای این معماری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• هزینه: هزینه سرور ابری براساس سرورها و ماشین‌های مجازی استفاده شده درخواست می‌شود. بنابراین می‌تواند باعث کاهش هزینه شود.
• مقیاس‌پذیری: سرورهای ابری در مقابل تغییرات به صورت خودکار مقیاس پذیر هستند.
• بهره‌وری: با انتقال مسئولیت مدیریت سرورها و کاهش مسئولیت توسعه‌دهندگان، سرعت تحویل و به طورکلی بهره‌وری افزایش می‌یابد.

این مزایا باعث افزایش قابل توجه استفاده شرکت‌ها کوچک و بزرگ از معماری بدون سرور شده‌است.

از معایب این رویکرد می‌توان به مسائل امنیتی، عدم کنترل بر مشکلات سرور و وابستگی به ارائه‌دهنده و مشکلات مربوط به تست اشاره کرد.

(منبع)

6. طراحی دامنه محور (Domain Driven Design)

طراحی دامنه محور یک رویکرد طراحی نرم‌افزار است که براساس آن، تمرکز اصلی بر روی دامنه و منطق تعیین شده توسط کارشناسان برنامه است. از آنجایی که نرم‌افزار براساس ویژگی‌های یک مشکل و برای حل آن طراحی شده‌است، بنابراین اجزای مختلف برنامه مانند ساختار و زبان کد نرم‌افزار باید با دامنه کسب‌وکار مطابقت داشته باشد.

مفاهیم اصلی در طراحی دامنه محور به صورت زیر است:

• منطق دامنه: منطق دامنه، به بخشی از دامنه گفته می‌شود که نحوه دسترسی، ذخیره‌سازی و تغییر داده‌ها را مشخص می‌کند.
• مدل دامنه: مدل دامنه به جزئیات مشکل و راه حل آن اشاره دارد.
• زیر دامنه: به دلیل جزئیات زیاد دامنه و پیچیدگی آن، زیر دامنه به‌وجود آمد. سه زیر دامنه اصلی، پشتیبان و عمومی در طراحی دامنه محور وجود دارد.

(منبع)

7. معماری شش‌ضلعی (Hexagonal architecture)

معماری شش‌ضلعی، که به آن معماری پورت‌ها و آداپتورها نیز گفته می‌شود، یک الگوی معماری برای طراحی نرم‌افزار و جایگزین معماری لایه‌ای سنتی است. هدف این معماری، ایجاد کامپوننت‌های آزاد قابل تعویض است که به سادگی با استفاده از پورت‌ها و آداپتورها به محیط نرم‌افزاری متصل شوند. این کامپوننت‌های آزاد شامل هسته برنامه، پایگاه‌داده، اسکریپت‌های تست، رابط کاربری و غیره می‌باشند. در این معماری اتصال کامپوننت‌ها از طریق پورت‌ها و باتوجه به اهداف پروتکل‌های تعریف شده انجام می‌پذیرد. معماری تمیز پیشنهاد شده توسط رابرت مارتین ترکیبی از اصول معماری شش ضلعی معماری لایه‌ای و چند معماری دیگر است.

(منبع)

8. منبع‌یابی رویداد (Event Sourcing)

منبع‌یابی رویداد روشی برای ذخیره‌سازی وضعیت برنامه براساس تاریخچه رویدادهایی است که در گذشته اتفاق افتاده است. در روش‌های سنتی، برای ذخیره‌سازی وضعیت برنامه، فقط وضعیت فعلی ذخیره می‌شد، درصورتی‌که مسیرهای مختلفی برای رسیدن به این وضعیت وجود داشت. همچنین استفاده از یک مدل جداگانه برای ذخیره تاریخ اقدامات منجر به وضعیت فعلی، باعث بروز پیچیدگی می‌شود. در منبع‌یابی رویداد، هر رویداد نشان دهنده یک تغییر در برنامه است و به عبارت دیگر منبعی از آنچه که در برنامه اتفاق افتاده، می‌باشد.

از مزایای منبع‌یابی رویداد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حسابرسی
• آنالیز
• انعطاف‌پذیری طراحی
• گزارش‌های زمانی

(منبع)

9. پلتفرم‌های کم کد (Low code platforms)

پلتفرم‌های کم کد، یک رویکرد توسعه نرم‌افزار است که وابستگی به رویکردهای برنامه‌نویسی سنتی را کاهش داده و با استفاده از کمترین کد برنامه‌نویسی، امکان تحویل سریع برنامه را فراهم می‌کند. در پلتفرم کم کد، خودکارسازی فرآیند توسعه با استفاده از رابط‌های کاربری گرافیکی و ویژگی کشیدن و رها کردن، به بهبود فرآیند توسعه کمک می‌کند. همچنین قابلیت‌های ابزارهای کم کد باعث بهبود فرآیند DevOps و تخصیص زمان بیشتر برای نوآوری می‌شود.

در کنار پلتفرم‌های کم کد، پلتفرم‌های بدون کد نیز وجود دارد. در پلتفرم‌های بدون کد که کاربران می‌توانند بدون نیاز به مهارت‌های برنامه‌نویسی و توسعه، برنامه‌های کسب و کار خود ایجاد کنند.

(منبع)

10. سیستم مدیریت فرایند کسب و کار (Business Process Management Systems)

سیستم مدیریت فرایند کسب و کار یا BPMS، سیستمی برای کمک به کسب و کار و بهینه‌سازی فرآیندها است. این سیستم امکان مدل سازی، طراحی، اجرا و نگهداری فعالیت‌های تجاری و کارکنان در بخش‌های مختلف را فراهم می‌کند.

نحوه عملکرد این سیستم به این صورت است که امکان ایجاد فرآیند کسب و کار را در بخش‌های مختلف، نظارت برای اطمینان از کارایی فرآیند و تغییر و بهبود فرآیندهای موجود را فراهم می‌کند.

(منبع)

11. صف پیام (Message Queue)

صف پیام امکان ذخیره‌سازی موقت پیام را در زمانی که برنامه مشغول است، برای برنامه کاربردی فراهم می‌کند. درواقع، زمانی که پیام‌ها توسط تولید کننده ایجاد می‌شوند، به صف پیام ارسال می‌شوند و تا زمانی که توسط مصرف کننده مورد استفاده قرار گیرند، نگهداری می‌شوند. انتقال پیام‌ها بین فرآیندها یا سیستم‌ها، با اضافه کردن کارگزار پیام مانند RabbitMQ، Kafka یا LavinMQ انجام می‌شود.

از مزایای صف پیام می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• افزایش قابلیت اطمینان، مقیاس‌پذیری و اطمینان‌پذیری سیستم
• استقلال تولید کننده و مصرف کننده
• برای محاسبات توزیع شده، زمان‌بندی وظیفه و مدیریت گردش‌کار می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد

(منبع)

12. ارکستراسیون کانتینر (Container orchestration)

ارکستراسیون کانتینر به طور خودکار استقرار، مدیریت، مقیاس‌بندی و راه‌اندازی شبکه برای تعداد زیادی از کانتینرها را امکان‌پذیر می‌کند. کانتینرها کامپوننت‌های سبک و اجرایی هستند که امکان اجرای برنامه‌ها در محیط‌های مختلف بدون نیاز به طراحی و ساخت مجدد را فراهم می‌کنند. از محبوب‌ترین ارکستراتورهای کانتینری می‌توان به Kubernetes ،Docker Swarm و OpenShift اشاره کرد.

نحوه کار ارکستراسیون کانتینر به این صورت است که توسعه دهنده یک فایل پیکربندی که یک حالت پیکربندی مطلوب مورد نظر را تعریف می‌کند، می‌نویسد؛ سپس ارکستراتور به طور مداوم از هوش و منابع خود برای رسیدن به حالت مورد نظر استفاده می‌کند.

از مهم‌ترین مزایای ارکستراسیون کانتینر می‌توان به خودکارسازی اشاره کرد. خودکارسازی، پیچیدگی و تلاش مدیریت یک برنامه بزرگ کانتینری را کاهش داده و از رویکرد چابک برای توسعه و استقرار در چرخه‌های سریع و تکراری پشتیبانی می‌کند.

(منبع)

13. ابزارهای مدیریت لاگ (Log Management Tools)

ابزارهای مدیریت لاگ، نحوه تعامل کاربران با برنامه‌ها و سیستم‌ها را به‌صورت زمان واقعی مجسم می‌کنند. این ابزارها با جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل و حفظ داده‌ها می‌تواند قابلیت اطمینان و امنیت را افزایش داده و قادر به نظارت و بهبود عملکرد و پیدا کردن مشکلات و نقص‌ها می‌باشند. ابزارهای مدیریت لاگ داده‌های جمع‌آوری شده را فیلتر کرده و آن‌ها را به اطلاعات قابل کنترل تبدیل می‌کند و برای درک فعالیت‌های سازمان، با استفاده از نمودارها و خلاصه‌های ساده‌ و غیره یک نمایش واضح و بصری از نحوه عملکرد سیستم را به‌صورت زمان واقعی ایجاد می‌کنند.

(منبع)

14. ابزارهای پایش (Monitoring tools)

ابزارهای پایش برای ارزیابی و نظارت بر برنامه‌ها و سیستم‌ها و بررسی وضعیت، سلامت، عملکرد محیط و زیرساخت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. نظارت مداوم بر سیستم به مدیریت عملکرد، قابلیت اطمینان و صرفه‌جویی در زمان برای تفسیر رویدادها کمک می‌کند که در نهایت باعث رضایت مشتریان از عملکرد سیستم می‌شود.

یکی از ابزارهای منبع باز برای پایش و ارزیابی برنامه‌ها، ابزار Prometheus است. این ابزار داده‌ها را در بازه‌های زمانی به عنوان معیار، جمع‌آوری و ذخیره کرد و این اطلاعات را از طریق داشبورد نمایش می‌دهد. این اطلاعات شامل آمار حجم کار، اطلاعات بحرانی، وضعیت درحال اجرا و غیره می‌باشند.

جمع‌آوری این داده‌ها می‌تواند به دلایل زیر مفید باشد:

• هشدار و رسیدگی به مشکلات پیش از رخداد
• نظارت و تجزیه و تحلیل فرآیند
• مقایسه داده‌های پیشین

(منبع)

15. تجزیه و تحلیل ایستا کد (Static Code Analysis)

تجزیه و تحلیل ایستا کد یک رویکرد محبوب در توسعه نرم‌افزار است که براساس آن توسعه‌دهندگان کد منبع را پیش از اجرا و در اوایل فرایند توسعه، برای شناسایی آسیب‌پذیری‌های پنهان و خطاها و رعایت دستورالعمل‌ها و استانداردهای برنامه‌نویسی، بررسی می‌کنند.

از مزایای تجزیه و تحلیل ایستا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سازگاری کد با استانداردهای برنامه‌نویسی
• امنیت بالاتر با یافتن نقص‌های امنیتی در ابتدای کار
• قابلیت نگهداری بهتر با رفع سریع مشکلات
• صرفه‌جویی در هزینه‌ها

در کنار تجزیه و تحلیل ایستا، تجزیه و تحلیل پویا قرار دارد. تجزیه و تحلیل ایستا مشکلات را پیش از اجرای برنامه شناسایی می‌کند اما در تجزیه و تحلیل پویا شناسایی مشکلات پس از اجرای برنامه انجام می‌شود.

(منبع)