ما المقصود بجودة التعليمة البرمجية؟
جودة التعليمة البرمجية (Code quality) هي طريقة للتحدث عن مدى كفاءة التعليمة البرمجية وقابليتها للقراءة واستخدامها. كتابة التعليمات البرمجية هي مفتوحة بطبيعتها، ويمكنك حل نفس المشكلة بنفس لغة البرمجة بطرق متعددة. جودة التعليمة البرمجية تقيس دقة التعليمة البرمجية وموثوقيتها، ولكن كونها خاليةً من الأخطاء وقابلة للنقل ليس هو المقياس الوحيد لجودة التعليمة البرمجية. كما يتضمن أيضًا مدى ملاءمة التعليمة البرمجية للمطورين. جودة التعليمة البرمجية تصف أيضًا مدى سهولة فهمها وتعديلها وإعادة استخدامها إذا لزم الأمر.
ما سبب أهمية جودة التعليمة البرمجية؟
يُمكنك كتابة وظيفة برمجية باستخدام عدة مئات من أسطر التعليمة البرمجية أو باستخدام مجرد عدة عشرات من الأسطر. يمكن أن يعتمد نهجك على مجموعة من الأشياء. على سبيل المثال، يُمكنك التفكير في نمط البرمجة. يُمكنك أيضًا تحليل أنماط التصميم، وطريقة حل المشكلات، وقدرات لغة البرمجة، واستخدامك للمكتبات الخارجية.
جودة التعليمة البرمجية تمثل كفاءة التعليمة البرمجية، ليس فقط من حيث وظائفها ولكن أيضًا في سهولة قراءتها وإدارتها على المدى الطويل.
تعمل جودة التعليمة البرمجية على تسهيل مهمة الجميع من خلال توفير الوقت والموارد. فيما يلي تلخيص موجز حول من يستخدم جودة التعليمة البرمجية وكيف تساعده:
- جودة التعليمة البرمجية تساعد المطور في إعادة قراءة تعليمته البرمجية والبناء عليها وإعادة تصميمها.
- تساعد مطورين آخرين في فهم التعليمة البرمجية لشخص آخر والتعاون معهم بشأنها.
- تساعد مهندس الأنظمة أو قائد المشروع في التحقق من الالتزام بهيكلة جهود عمل الفريق وتنسيقها.
- وهي تساعد أصحاب مصلحة آخرين، مثل فرق الأمان أو فرق العمليات، في تطوير البرمجيات وفي اختبار التعليمة البرمجية ونشرها وتأمينها.
مع مرور الوقت، تساعد التجربة المطورين في تحسين تقنيات وأساليب كتابة التعليمات البرمجية لإنتاج تعليمة برمجية عالية الجودة.
كيف تقيس جودة التعليمة البرمجية؟
المقاييس الكمية لجودة التعليمة البرمجية هي مقاييس منفصلة وقابلة للقياس. من أمثلة تلك المقاييس عدد الأخطاء المرصودة في التعليمة البرمجية لتطبيق برمجي تم تشغيله لمدة 1000 ساعة.
المقاييس النوعية لجودة التعليمة البرمجية هي مقاييس موضوعية ووصفية. على سبيل المثال، يُمكن للمطور الخبير التحقق من عمل المطور المبتدئ وإبداء التعليقات له.
من خلال الجمع بين التقييمات الكمية والتقييمات النوعية، من الممكن تحقيق أفضل مقياس لجودة البرنامج. العوامل الأخرى التي تُشكّل جودة التعليمة البرمجية تشمل التوثيق والكفاءة وسهولة الاستخدام بالنسبة للمستخدم النهائي والتوقيت والأمان.
نتناول فيما يلي مجالات القياس الستة الرئيسية المتعلقة بجودة التعليمة البرمجية.
الموثوقية
التعليمة البرمجية الموثوقة تعمل وفق ما هو مدوّن في كل مرة تقوم فيها بتشغيلها. التعليمة البرمجية الموثوقة تتسم أيضًا بالقوة والتميز؛ حيث إنها تتعامل مع الإدخالات وحالات الانقطاع غير المتوقعة بدون تعطل أو سلوكيات أخرى خارجة عن المألوف.
لقياس الموثوقية، قم بتضمين مقاييس التتبع مثل عدد حالات فشل النظام خلال فترة زمنية معينة، ومتوسط مدة الفشل، وعدد الأخطاء المعروفة.
القابلية للتمديد
قد يتم تشغيل البرنامج بشكل مثالي في كل مرة، ولكن ماذا لو كانت التعليمة البرمجية بحاجة إلى تغيير بسيط؟ أو ماذا لو كانت بحاجة إلى استخدامها في إنشاء وظائف جديدة؟ ماذا لو لم يعد المطور الذي كتب التعليمة البرمجية في الأصل متاحًا؟
إذا كانت التعليمة البرمجية قابلةً للتمديد، فمن السهل تحديث التعليمة البرمجية أو تعديلها بعد أن تكون مكتملةً وصحيحةً في المواصفات الأولية. فيما يلي العوامل ذات الصلة بالتعليمة البرمجية القابلة للتمديد:
- البنية العامة للبرنامج
- النمطية
- الامتثال لمعايير كتابة التعليمات البرمجية
- طول قاعدة التعليمة البرمجية وحجمها وتعقيدها
توجد أدوات كثيرة، مثل التحليل الثابت وتعيين التبعيات، يمكنها رصد هذه المقاييس بعد أن تقرأ قاعدة التعليمة البرمجية.
القابلية للاختبار
يجب أن يكون جزء من التعليمات البرمجية سهلاً من حيث تطوير الاختبارات له وتشغيل الاختبارات عليه.
على سبيل المثال، من الصعب كتابة اختبارات تتناول كل سيناريو إذا كانت وظيفة واحدة تحتوي على عدة خطوات منطقية أو تشير إلى أجزاء أخرى من البرنامج. في المقابل، يؤدي تقسيم البرنامج إلى أجزاء أو وحدات منفصلة منطقيًا إلى تسهيل الاختبار.
لقياس قابلية الاختبار، يُمكنك استخدام الأساليب التالية:
- تعيين الاختبارات للمتطلبات المكتوبة
- استخدام الأدوات التي تفحص تغطية الاختبارات للتعليمة البرمجية
- تنفيذ أدوات التعقيد السيكلومي مثل مقاييس تعقيد Halstead لتقييم مدى تعقيد التعليمة البرمجية
يُمكن للمطورين أيضًا اتباع أنماط تطوير قائمة على الاختبارات وإجراء مراجعات يدوية منتظمة للتعليمة البرمجية لتحسين قابلية الاختبار.
القابلية للنقل
قد ترغب في أن يكون من السهل أخذ التعليمة البرمجية من بيئة ما وجعلها تعمل مرةً أخرى في بيئة أخرى. إذا كان الأمر كذلك، فيمكنك قياس القابلية للنقل.
على سبيل المثال، إذا كنت ترغب في استخدام أحد تطبيقات Android ونقله إلى iOS، فما مقدار العمل المطلوب؟ إذا أنتجت تعليمةً برمجيةً مع مراعاة حالات استخدامها في الأنظمة الأساسية المختلفة، فسيصبح الانتقال إلى نظام مستهدف جديد أمرًا سهلاً نسبيًا.
تعتمد القابلية للنقل على مدى اقتران التعليمة البرمجية بنظامها المستهدف الأساسي الخاص بالبرامج والأجهزة. تتطلب التعليمة البرمجية محكمة الاقتران تشغيل أجهزة افتراضية فائقة التخصص.
في المقابل، يمكن تشغيل التعليمة البرمجية المنشورة في حاويات في أي بيئة. في بعض الحالات، قد تكون إعادة التصميم الشامل للتعليمة البرمجية ضروريةً لإلغاء اقتران الوظائف بالنظام المستهدف.
القابلية لإعادة الاستخدام
التعليمة البرمجية عالية الجودة هي التعليمة النمطية المصممة بطريقة تتيح إعادة استخدامها. على سبيل المثال، يُمكن إعادة استخدام وظيفة مصممة لإضافة مهام إلى قاعدة بيانات تتبع المهام في أجزاء مختلفة من مشروع برمجي، أو في مشروع برمجي مختلف تمامًا.
مكونات البرنامج المصممة لإعادة الاستخدام يتم ربطها في الغالب بواجهات برمجة التطبيقات (APIs). توفر واجهات برمجة التطبيقات (APIs) طريقةً قياسيةً للتفاعل مع وظائف التعليمة البرمجية القابلة لإعادة الاستخدام، بدلاً من مجرد نسخ وظيفة ولصقها.
ما بعض النصائح التي تحسّن جودة التعليمة البرمجية؟
توجد العديد من أنواع الأدوات المختلفة التي تساعد في التحقق من جودة التعليمة البرمجية وتحسينها. على سبيل المثال، يُمكنك استخدام أُطُر وأدوات الاختبار في أغراض كثيرة:
- التحليل الثابت للتعليمة البرمجية
- إصدار البرنامج
- فحوصات أسلوب كتابة التعليمة البرمجية
- فحوصات تعقيد التعليمة البرمجية والتعقيد السيكلومي
- تغطية اختبارات شاملة
- اختبار الأداء
- التحقق من الأمان
من خلال دمج أداة واحدة أو أكثر في دورة حياة تطوير البرمجيات، يصبح من السهل إنشاء تعليمة برمجية عالية الجودة مع كل مشروع. احرص على دمج الأدوات في بيئة التطوير المتكاملة (IDE) حتى يتمكن المطورون من بناء مشروعات برمجية عالية الجودة من البداية.
يُمكنك أيضًا إضافة فحوصات مؤتمتة خاصة بجودة التعليمة البرمجية وأدوات مراجعة للتعليمة البرمجية يجري تشغيلها أثناء أحداث التكامل المستمر والتطوير المستمر (CI/CD)، مثل إرسال التعليمة البرمجية إلى مستودع Git.
فيما يلي بعض الإستراتيجيات الأخرى التي تحسّن جودة التعليمة البرمجية.
اقرأ عن بيئات التطوير المتكاملة المحلية (IDE) »
المراجعات
تساعد أدوات الأتمتة والأدوات البرمجية المتخصصة في مراجعة جودة التعليمة البرمجية، ولكن أيضًا توجد مزايا كثيرة في المراجعات اليدوية للتعليمة البرمجية.
تعمل أنشطة البرمجة الثنائية على حث المطورين على التحقق من التعليمة البرمجية لبعضهم البعض لاكتشاف مشكلات الجودة التي تغفل عنها البرمجة الفردية. يُمكنك المراجعة بناءً على إرشادات أنماط البرمجة وأنماط التصميم مثل البرمجة الموجهة للكائنات، والبرمجة الوظيفية، والنمط "نموذج-عرض-وحدة تحكم".
إعادة التصميم
بعد أن تتوصّل اختبارات جودة التعليمة البرمجية ومراجعة التعليمة البرمجية إلى انخفاض جودة التعليمة البرمجية في قاعدة التعليمة البرمجية، يُمكنك وضع علامة على التعليمة البرمجية توصي بإعادة تصميمها.
إعادة التصميم تعيد نفس التعليمة البرمجية لزيادة جودتها أو تحسين أدائها. يجب اختبار التعليمة البرمجية جيدًا قبل إعادة التصميم وبعدها لضمان عدم وجود أخطاء في عملية التطوير.
الوثائق
لإنشاء تعليمة برمجية عالية الجودة، تحتاج إلى وثائق متطلبات عالية الجودة. من المفترض أن تحدد هذه الوثائق بصفة مستمرة ودقة المتطلبات الوظيفية وغير الوظيفية ومتطلبات أداء النظام. هذه المستندات تقدم إرشاداتٍ حول تصميم بنية فعّالة وشاملة وحول الاختبارات.
أدلة الأسلوب
تتناول أدلة الأسلوب مجموعةً من القواعد المتعلقة بتطوير التعليمة البرمجية. تتناول هذه القواعد الجوانب المستندة إلى الأسلوب مثل التنسيق والتسمية والمسافة البادئة. على الرغم من أن التعليمة البرمجية قد تستمر في العمل حتى وإن لم يجري إنشاؤها وفقًا لهذه القواعد، إلا أن ذلك يقلل من الجودة من حيث القابلية للصيانة.
عندما تلتزم بأدلة الأسلوب، مثل PEP 8 في لغة Python، يُمكن للمطورين إنشاء تعليمة برمجية يستطيع المطورون الآخرون قراءتها وصيانتها.
معايير كتابة التعليمات البرمجية
تتجاوز معايير كتابة التعليمات البرمجية القواعد الأسلوبية الأساسية الواردة في أدلة الأسلوب. تصبح هذه المعايير أشبه بإجراءات التشغيل القياسية (SOPs) في كيفية تطوير التعليمة البرمجية. وهي تتضمن إرشاداتٍ حول أنماط التصميم المطلوب استخدامها، والقواعد المتعلقة بالتصميم، وكيفية معالجة الأخطاء.
قد تكون معايير كتابة التعليمات البرمجية قائمةً على المجتمع، مثل معيار كتابة التعليمات البرمجية SEI CERT الخاص بكتابة تعليمات برمجية آمنة. يُمكنك أيضًا وضع هذه المعايير داخليًا للحصول على إرشادات خاصة بمؤسستك أو مشروعاتك.
تساعد كل من أدلة الأسلوب ومعايير كتابة التعليمات البرمجية في تحديد جودة التعليمة البرمجية قبل وقت طويل من بدء المشروع.
كيف تساعدك AWS في تحسين جودة التعليمات البرمجية؟
تقدم Amazon Web Services (AWS) حلولاً كثيرةً لمساعدة المطورين في إنشاء تعليمة برمجية ذات جودة وقياس جودة التعليمة البرمجية:
- يساعد Amazon Q Developer المطورين ومحترفي تكنولوجيا المعلومات في جميع مهامهم عبر دورة حياة تطوير البرامج - بدءًا من الترميز والاختبار والترقية إلى استكشاف الأخطاء وإصلاحها وإجراء المسح الأمني والإصلاحات وتحسين موارد AWS وإنشاء مسارات هندسة البيانات.
- Amazon CodeGuru Security هي إحدى أدوات اختبار أمان التطبيقات الثابت (SAST) التي تجمع بين تعلّم الآلة (ML) والاستدلال المؤتمت. إنها تكتشف الثغرات الأمنية الموجودة في التعليمة البرمجية، وتقدم توصياتٍ حول كيفية إصلاح الثغرات الأمنية، وتتتبع حالة الثغرات الأمنية حتى إغلاقها.
- يساعد جامع بيانات Amazon CodeGuru المطورين في العثور على أغلى سطر في التعليمة البرمجية للتطبيق. وهذا يساعدهم في فهم سلوك وقت تشغيل تطبيقاتهم. يُمكنهم تحديد وإزالة أوجه القصور الموجودة في التعليمة البرمجية، وتحسين الأداء، وتحقيق انخفاض كبير في تكاليف الحوسبة.
- AWS Cloud9 عبارة عن بيئة تطوير متكاملة قائمة على السحابة توفر البرامج والأدوات التي تحتاج إليها في عملية التطوير بلغات برمجة ديناميكية. وتشمل هذه اللغات JavaScript وPython وPHP وRuby وGo وC++.
يمكنك أيضًا الاختيار من بين العديد من أدوات جودة التعليمات البرمجية لأغراض متعددة في AWS Marketplace.
ابدأ اليوم بإنشاء تعليمات برمجية ذات جودة من خلال إنشاء حساب.
