ما المقصود بجودة التعليمات البرمجية؟

جودة التعليمات البرمجية هي طريقة للتحدث عن مدى كفاءة التعليمات البرمجية وقابليتها للقراءة والاستخدام. تكون كتابة التعليمات البرمجية مفتوحة بطبيعتها، ويمكنك حل المشكلة نفسها بلغة البرمجة ذاتها بطرق متعددة. جودة التعليمات البرمجية تقيس دقة التعليمات البرمجية وموثوقيتها، ولكن كونها خاليةً من الأخطاء وقابلة للنقل ليس هو المقياس الوحيد لجودتها. وهي تتضمن أيضًا مدى ملاءمة التعليمات البرمجية للمطورين. تصف جودة التعليمات البرمجية أيضًا مدى سهولة فهمها وتعديلها وإعادة استخدامها إذا لزم الأمر.

يمكنك كتابة وظيفة برمجية باستخدام عدة مئات من أسطر التعليمات البرمجية أو باستخدام مجرد عدة عشرات من الأسطر. يمكن أن يعتمد نهجك على مجموعة من الأشياء. على سبيل المثال، يمكنك التفكير في نمط البرمجة. يمكنك أيضًا تحليل أنماط التصميم، وطريقة حل المشكلات، وقدرات لغة البرمجة، واستخدامك للمكتبات الخارجية.

تمثل جودة التعليمات البرمجية كفاءة التعليمات البرمجية، ليس من حيث وظائفها فحسب، بل أيضًا في سهولة قراءتها وإدارتها على المدى الطويل.

تسهّل جودة التعليمات البرمجية مهمة الجميع من خلال توفير الوقت والموارد. فيما يلي تلخيص موجز حول مَن يستخدم جودة التعليمات البرمجية وكيف تساعده:

• تساعد جودة التعليمات البرمجية المطور في إعادة قراءة تعليماته البرمجية والبناء عليها وإعادة تصميمها.
• تساعد مطورين آخرين في فهم التعليمات 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 التعليمات البرمجية ونشرها وتأمينها.

مع مرور الوقت، تساعد التجربة المطورين في تحسين تقنيات وأساليب كتابة التعليمات البرمجية لإنتاج تعليمات برمجية عالية الجودة. 

المقاييس الكمية لجودة التعليمات البرمجية تكون مقاييس منفصلة وقابلة للقياس. من أمثلة تلك المقاييس عدد الأخطاء المرصودة في التعليمات البرمجية لتطبيق برمجي تم تشغيله لمدة 1000 ساعة.

المقاييس النوعية لجودة التعليمات البرمجية هي مقاييس موضوعية ووصفية. على سبيل المثال، يمكن للمطور الخبير التحقق من عمل المطور المبتدئ وإبداء التعليقات له.

من خلال الجمع بين التقييمات الكمية والنوعية، من الممكن تحقيق أفضل مقياس لجودة البرنامج. العوامل الأخرى التي تشكّل جودة التعليمات البرمجية تشمل التوثيق والكفاءة وسهولة الاستخدام بالنسبة إلى المستخدم النهائي والتوقيت والأمان.

نتناول فيما يلي مجالات القياس الستة الرئيسة المتعلقة بجودة التعليمات البرمجية.

الموثوقية

التعليمات البرمجية الموثوقة تعمل وفق ما هو مدوّن في كل مرة تقوم فيها بتشغيلها. التعليمات البرمجية الموثوقة تتسم أيضًا بالقوة والتميّز؛ حيث إنها تتعامل مع الإدخالات وحالات الانقطاع غير المتوقعة دون 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 يُشغل 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 الأوّلية. فيما يلي العوامل ذات الصلة بالتعليمات البرمجية القابلة للتمديد:

• البنية العامة للبرنامج
• النمطية
• الامتثال لمعايير كتابة التعليمات البرمجية
• طول قاعدة التعليمات البرمجية وحجمها ومستوى تعقيدها

توجد أدوات كثيرة، مثل التحليل الثابت وتعيين التبعيات، يمكنها رصد هذه المقاييس بعد أن تقرأ قاعدة التعليمات 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، يمكنك استخدام الأساليب التالية:

• تعيين الاختبارات للمتطلبات المكتوبة
• استخدام الأدوات التي تفحص تغطية الاختبارات للتعليمات البرمجية
• تنفيذ أدوات التعقيد السيكلومي، مثل مقاييس تعقيد Halstead، لتقييم مدى تعقيد التعليمة البرمجية

يمكن للمطورين أيضًا اتباع أنماط تطوير قائمة على الاختبارات وإجراء مراجعات يدوية منتظمة للتعليمات البرمجية لتحسين قابلية الاختبار.

القابلية للنقل

قد ترغب في أن يكون من السهل أخذ التعليمات البرمجية من بيئة ما وجعلها صالحة للعمل 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

التعليمات البرمجية عالية الجودة هي التعليمات النمطية المصممة بطريقة تتيح إعادة استخدامها. على سبيل المثال، يمكن إعادة استخدام وظيفة مصممة لإضافة مهام إلى قاعدة بيانات تتبع المهام في أجزاء مختلفة من مشروع برمجي معين، أو في مشروع برمجي مختلف تمامًا.

عادةً ما تُربط مكونات البرنامج المصممة لإعادة الاستخدام بواجهات برمجة التطبيقات (API). توفر واجهات برمجة التطبيقات (API) طريقةً قياسيةً للتفاعل مع وظائف التعليمات البرمجية القابلة لإعادة الاستخدام، بدلاً من مجرد نسخ وظيفة ولصقها.

توجد العديد من أنواع الأدوات المختلفة التي تساعد في التحقق من جودة التعليمات البرمجية وتحسينها. على سبيل المثال، يمكنك استخدام أُطُر وأدوات الاختبار في أغراض كثيرة:

• التحليل الثابت للتعليمات البرمجية
• إصدارات البرامج
• فحوصات أسلوب كتابة التعليمات البرمجية
• فحوصات تعقيد التعليمات البرمجية والتعقيد السيكلومي
• تغطية الاختبارات الشاملة
• 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 مشاريع برمجية عالية الجودة من البداية.

يمكنك أيضًا إضافة فحوصات مؤتمتة خاصة بجودة التعليمة البرمجية وأدوات مراجعة للتعليمة البرمجية يجري تشغيلها في أثناء أحداث التكامل المستمر والتطوير المستمر (CI/CD)، مثل إرسال التعليمة البرمجية إلى مستودع Git.

فيما يلي بعض الاستراتيجيات الأخرى التي تحسّن جودة التعليمة البرمجية.

قراءة بيئات التطوير المتكاملة (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 لاكتشاف مشكلات الجودة التي تغفل عنها البرمجة الفردية. يمكنك 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 التعليمات البرمجية، يمكنك تمييز التعليمات البرمجية التي توصي بإعادة تصميمها.

إعادة التصميم تعيد بناء التعليمة البرمجية نفسها 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. توجّه هذه المستندات تصميم البنية واختبارها بشكل فعّال وشامل. 

أدلة الأسلوب

تتناول أدلة الأسلوب مجموعةً من القواعد المتعلقة بتطوير التعليمات 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 يجرِ إنشاؤها وفقًا لهذه القواعد، فإن ذلك يقلل من الجودة من حيث القابلية للصيانة.

عندما تلتزم بأدلة الأسلوب، مثل PEP 8 في لغة Python، يمكن للمطورين إنشاء تعليمات 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 (SOP) في كيفية تطوير التعليمة البرمجية. وهي تتضمن إرشادات 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. يمكنك 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.

تقدم Amazon Web Services (AWS) حلولاً كثيرةً لمساعدة المطورين في إنشاء تعليمات برمجية عالية الجودة وقياس جودتها:

• يساعد Amazon Q Developer المطورين ومحترفي تكنولوجيا المعلومات في جميع مهامهم على مستوى دورة حياة تطوير البرامج؛ بدءًا من الترميز والاختبار والترقية إلى استكشاف الأخطاء وإصلاحها وإجراء المسح الأمني والإصلاحات وتحسين موارد AWS وإنشاء مسارات هندسة البيانات.
• أمان Amazon CodeGuru 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 تحديد أكثر أجزاء التعليمات البرمجية استهلاكًا للموارد في التطبيق. وهذا يساعدهم في فهم سلوك وقت تنفيذ تطبيقاتهم. يمكنهم تحديد وإزالة أوجه القصور الموجودة في التعليمات 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 عالية الجودة من خلال إنشاء حساب اليوم.