پیاده سازی نرم افزار فرآیند ساخت یک برنامه یا برنامه کامپیوتری است. درست کردن یک کیک خوشمزه مانند دستور العمل است. هر مرحله به گونه ای برنامه ریزی شده است که نرم افزار نهایی به خوبی کار کند. در پیاده سازی نرم افزار، یک سری مراحل واضح را دنبال می کنیم. این مراحل به ما در ایجاد و بهبود نرم افزار در طول زمان کمک می کند.
پیاده سازی نرم افزار به معنای گرفتن یک ایده و تبدیل آن به یک برنامه کاری است. تصور کنید می خواهید یک تصویر بکشید. ابتدا آنچه را که می خواهید بکشید برنامه ریزی می کنید، سپس طرحی را می سازید و در نهایت آن را رنگ آمیزی می کنید. به همین ترتیب پیاده سازی نرم افزار مراحل مختلفی دارد. هر مرحله برای اطمینان از عملکرد برنامه کامپیوتری همانطور که انتظار می رود مهم است.
این درس در مورد مراحل چرخه حیات توسعه نرم افزار (SDLC) به شما آموزش می دهد. SDLC راهنمای نحوه ساخت و تعمیر نرم افزار است. ما به هر مرحله نگاه خواهیم کرد و نقش آن را در پیاده سازی نرم افزار درک خواهیم کرد.
چرخه عمر توسعه نرم افزار به ما کمک می کند تا مراحل مورد نیاز برای ایجاد نرم افزار را درک کنیم. هر مرحله بر مرحله قبلی استوار است. در زیر مراحل اصلی آورده شده است:
جمع آوری نیازمندی ها اولین مرحله SDLC است. در این مرحله می آموزیم که نرم افزار چه کاری باید انجام دهد. به زمان برنامه ریزی یک جشن تولد فکر کنید. ابتدا، تصمیم می گیرید که چه بازی هایی را می خواهید انجام دهید، به چه غذایی نیاز دارید و چه فعالیت های سرگرم کننده ای را شامل می شوید.
در نرم افزار، جمع آوری نیازمندی ها به معنای پرسیدن سوالاتی مانند:
به عنوان مثال، اگر بخواهیم یک برنامه طراحی ساده ایجاد کنیم، می‌پرسیم: "آیا کاربران برای ترسیم به اشکال نیاز دارند؟ چه رنگ‌هایی را می‌توانند انتخاب کنند؟ آیا باید بتوانند اشتباهات را پاک کنند؟" اینها الزامات هستند، مانند تهیه لیست خرید قبل از رفتن به فروشگاه.
مرحله طراحی مانند ترسیم تصویری از چیزی است که می خواهید بسازید. پس از تصمیم گیری در مورد آنچه مورد نیاز است، نحوه عملکرد نرم افزار را برنامه ریزی می کنیم. در طراحی، ما به موارد زیر فکر می کنیم:
تصور کنید می خواهید خانه ای از بلوک بسازید. قبل از شروع ساخت، یک طرح ساده از خانه را ترسیم می کنید. شما برنامه ریزی می کنید که درب کجا باشد، پنجره ها را کجا قرار دهید و چند طبقه را می خواهید. در طراحی نرم افزار، مهندسان کامپیوتر نمودارها و تصاویری را ترسیم می کنند تا نحوه عملکرد برنامه را نشان دهند. آنها ممکن است فلوچارت ها و ماکت هایی ایجاد کنند که طرح و مراحل برنامه را توضیح دهد.
کدنویسی مرحله ای است که در آن دستورالعمل ها را برای کامپیوتر می نویسیم. کدنویسی مانند این است که به یک دوست بگویید چگونه یک بازی را مرحله به مرحله انجام دهد. دستورالعمل ها باید واضح و آسان باشد. در کدنویسی از زبان کامپیوتری استفاده می کنیم تا به کامپیوتر بگوییم چه کاری انجام دهد.
به یک دستور العمل ساده فکر کنید که در آن آرد، آب و تخم مرغ را مخلوط کنید تا خمیر درست شود. هر مرحله از دستور العمل شبیه به یک خط کد در یک برنامه است. کامپیوتر کد را می خواند و مراحل را درست مانند دستور العمل دنبال می کند. کد نویسی ایده های طراحی را می گیرد و آنها را به نرم افزار کار تبدیل می کند.
برای دانش‌آموزان جوان، نوشتن مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های ساده برای یک ربات اسباب‌بازی را تصور کنید: «به جلو حرکت کنید، به چپ بپیچید، سپس دوباره به جلو بروید». در نرم افزار، برنامه نویسان با استفاده از زبان های برنامه نویسی مانند پایتون، جاوا اسکریپت یا اسکرچ، کارهایی را برای کامپیوتر می نویسند. این دستورالعمل ها به رایانه کمک می کند تا بفهمد چه کاری باید انجام شود.
آزمایش بسیار مهم است. این مرحله به ما کمک می کند بررسی کنیم که نرم افزار همانطور که باید کار می کند. مانند بازی کردن یک بازی رومیزی جدید برای یادگیری قوانین است. در تست، قسمت های مختلف برنامه را امتحان می کنیم تا ببینیم درست کار می کنند یا خیر.
هنگامی که دوچرخه سواری می کنید، ممکن است آن را با یک مسافت کوتاه امتحان کنید تا مطمئن شوید که ترمزها کار می کنند. به طور مشابه، در تست نرم افزار، بررسی می کنیم که آیا همه دکمه ها و ویژگی ها به درستی پاسخ می دهند یا خیر. ما به دنبال اشتباهات یا اشکالات هستیم. اشکالات خطاهای کوچکی هستند، مانند زمانی که لاستیک دوچرخه شما پنچر است. پیدا کردن و رفع اشکالات ضروری است زیرا می توانند نرم افزار را از کارکرد صحیح جلوگیری کنند.
آزمایش کنندگان سناریوهای مختلفی را امتحان خواهند کرد. آنها ممکن است روی هر دکمه کلیک کنند، ورودی های غیرمعمول یا غیرمنتظره ایجاد کنند و ببینند که برنامه چگونه اشتباهات را مدیریت می کند. این بررسی دقیق مطمئن می شود که نرم افزار قوی و آماده برای استفاده است.
پس از تست، نرم افزار آماده استقرار است. استقرار مانند باز کردن یک فروشگاه جدید است که در آن مردم می توانند بیایند و آب نبات بخرند. در این مرحله نرم افزار منتشر می شود تا افراد دیگر بتوانند از آن استفاده کنند.
به عنوان مثال، اگر یک بازی روی رایانه ساخته اید، استقرار زمانی است که به دوستان خود اجازه می دهید بازی را انجام دهند. این نرم افزار از مرحله توسعه به یک محیط زنده منتقل می شود که در آن با کاربران واقعی کار می کند. استقرار می تواند شامل نصب برنامه بر روی بسیاری از رایانه ها یا در دسترس قرار دادن آن در اینترنت باشد.
این مرحله بسیار هیجان انگیز است. لحظه ای است که سخت کوشی نتایج خود را نشان می دهد. این نرم افزار از یک پروژه در رایانه به یک ابزار یا بازی مفید تبدیل می شود تا دیگران از آن لذت ببرند.
تعمیر و نگهداری یک مرحله مداوم است. حتی پس از انتشار نرم افزار، کار متوقف نمی شود. تعمیر و نگهداری به معنای سالم و به روز نگه داشتن نرم افزار است. درست مانند باغی که نیاز به آبیاری و مراقبت دارد، نرم افزار نیز نیاز به به روز رسانی و تعمیر دارد.
اگر اسباب بازی خراب شد، آن را نزد والدین یا کمکی می برید تا آن را تعمیر کند، یا ممکن است خودتان آن را تعمیر کنید. در نرم افزار، تعمیر و نگهداری می تواند شامل رفع اشکالاتی باشد که در طول آزمایش مشاهده نشدند، افزودن ویژگی های جدید، یا به روز رسانی برنامه برای کارکرد بهتر با سخت افزار جدید.
این مرحله به نرم افزار کمک می کند تا در طول زمان مفید بماند. در تعمیر و نگهداری منظم، برنامه نویسان ممکن است وصله ها یا به روز رسانی هایی را منتشر کنند که عملکرد و امنیت نرم افزار را بهبود می بخشد. مانند تمیز کردن یک کلاس درس یا تعمیر یک صندلی شکسته به طوری که برای مدت طولانی خوب بماند.
بیایید به چند مثال ساده که مربوط به زندگی روزمره است نگاه کنیم. تصور کنید در حال ساختن یک ابزار طراحی دیجیتال برای تبلت کامپیوتر خود هستید. شما با فهرست کردن ایده های خود (جمع آوری نیازها) شروع می کنید. شما تصمیم می گیرید که این ابزار باید به شما اجازه دهد شکل ها را بکشید، رنگ ها را انتخاب کنید و اشتباهات را پاک کنید. شما این ایده ها را مانند لیستی از میان وعده های مورد علاقه خود یادداشت می کنید.
سپس، تصویری از نحوه ظاهر ابزار (طراحی) می‌کشید. شما برنامه‌ریزی می‌کنید که هر دکمه کجا قرار می‌گیرد، درست مانند قرار دادن قسمت‌های یک پازل. سپس، برنامه را با استفاده از زبانی دوستانه می نویسید (کدنویسی) که به رایانه می گوید چگونه اشکال را بکشد و رنگ ها را انتخاب کند.
پس از کدنویسی، برنامه را با کلیک روی هر دکمه و رسم اشکال مختلف (تست) امتحان می کنید. اگر رنگ تغییر کرد یا اشکال طبق برنامه ظاهر نشدند، سعی کنید آنها را اصلاح کنید. هنگامی که ابزار به خوبی کار می کند، آن را با دوستان خود به اشتراک می گذارید (استقرار).
حتی پس از اینکه دوستان شما شروع به استفاده از ابزار طراحی دیجیتال کردند، شما به ایده های آنها گوش می دهید تا آن را حتی بهتر کنید (نگهداری). شاید آنها درخواست رنگ های بیشتر، براش های مختلف یا پس زمینه جدید کنند. با به روز رسانی ابزار، استفاده از آن را تازه و سرگرم کننده نگه می دارید.
مثال دیگر از ایجاد یک بازی ویدیویی ساده است. یک بازی را تصور کنید که در آن یک شخصیت باید از روی موانع بپرد. ابتدا، نحوه عملکرد بازی را بنویسید (جمع آوری نیازمندی ها). در مرحله بعد، طرحی از سطوح بازی و نحوه حرکت شخصیت (طراحی) ترسیم می کنید. وقتی شروع به کدنویسی می‌کنید، دستورالعمل‌های کاراکتر را می‌دهید، مانند پرش با فشار دادن یک دکمه. شما بازی را تست می کنید تا مطمئن شوید که شخصیت به درستی می پرد و گیر نمی کند. در نهایت، به همکلاسی‌های خود اجازه می‌دهید بازی کنند (استقرار)، و بعداً، سطوح یا ویژگی‌های جالب بیشتری را بر اساس بازخورد آنها (نگهداری) اضافه می‌کنید.
پیروی از چرخه عمر توسعه نرم افزار مزایای زیادی دارد. این فرآیند ایجاد نرم افزار را به راحتی درک می کند. در اینجا برخی از مزایا وجود دارد:
وقتی برنامه ای را دنبال می کنیم، همه چیز با دقت و توجه انجام می شود. این مانند دنبال کردن دستورالعمل ها برای ساخت مجموعه لگو است. اگر یک مرحله را رد کنید، مدل نهایی ممکن است درست به نظر نرسد. اما وقتی تمام دستورالعمل‌ها را دنبال می‌کنید، مجموعه لگو شما دقیقاً همانطور که باید ظاهر می‌شود.
فراتر از مراحل اصلی SDLC، چند ایده اضافی وجود دارد که درک آنها نیز مهم است.
قبل از شروع هر پروژه، برنامه ریزی و زمان بندی بسیار مهم است. این مرحله به ما می گوید که هر مرحله چه زمانی باید انجام شود. به آن به عنوان ایجاد یک جدول زمانی برای روز خود در مدرسه فکر کنید. اگر می دانید چه زمانی تعطیلات است یا چه زمانی ناهار است، می توانید فعالیت های سرگرم کننده خود را در اطراف آن برنامه ریزی کنید.
برنامه نویسان و مدیران پروژه در مورد ضرب الاجل تصمیم می گیرند. آنها می نویسند که هر قدم چقدر طول می کشد و پیشرفت را پیگیری می کنند. این برنامه ریزی به پروژه کمک می کند تا در مسیر خود باقی بماند. به عبارت ساده، به همه می گوید که چه کاری و چه زمانی انجام دهند.
پیاده سازی نرم افزار اغلب یک تلاش گروهی است. بسیاری از افراد با هم کار می کنند، درست مانند یک پروژه گروهی در مدرسه. هر فردی نقش خاصی دارد. برخی از افراد برنامه ریزی و طراحی می کنند، در حالی که برخی دیگر کد را می نویسند و نرم افزار را آزمایش می کنند. با همکاری یکدیگر می توانند یک پروژه را سریعتر و با خلاقیت بیشتری به پایان برسانند.
همکاری تیمی درس های مهمی مانند به اشتراک گذاشتن ایده ها، کمک به دیگران و گوش دادن دقیق به ما می آموزد. وقتی همه با هم کار می کنند، پروژه نهایی بسیار بهتر است.
Documentation یعنی نوشتن نحوه کار نرم افزار. این یادداشت‌ها برای هر کسی که می‌خواهد بعداً برنامه را بفهمد یا اصلاح کند، مفید است. مثل ترسیم نقشه برای گنج یابی فکر کنید. نقشه راه را نشان می دهد و به یافتن گنجینه های پنهان کمک می کند.
اسناد در پروژه های نرم افزاری شامل راهنماها، راهنماها و دستورالعمل ها می باشد. آنها توضیح می دهند که هر قسمت از برنامه چه کاری انجام می دهد. حتی اگر فردی که پروژه را شروع کرده است ترک کند، فرد جدید می تواند اسناد را بخواند و همه چیز را بفهمد. اسناد خوب نگهداری را آسان تر می کند.
تصور کنید در حال ساختن مدلی از مدرسه برای یک پروژه هستید. ابتدا تصمیم می گیرید به چه موادی مانند مقوا، قیچی و چسب (جمع آوری نیازمندی ها) نیاز دارید. سپس، طرحی از مدل ترسیم می‌کنید و انتخاب می‌کنید که کلاس‌ها، زمین بازی و راهروها کجا خواهند رفت (طراحی).
بعد، قطعات را برش داده و شروع به چیدن آنها در کنار هم می کنید (کدنویسی یا ساختن). هنگامی که مدل ساخته شد، بررسی می کنید که آیا همه چیز در جای خود قرار دارد (تست). پس از آن، مدل خود را در کلاس درس (استقرار) نمایش می دهید. با گذشت زمان، اگر چیزی خراب شد یا ایده جدیدی کشف کردید، می توانید مدل (نگهداری) خود را اصلاح یا بهبود بخشید.
پیاده سازی نرم افزار فقط برای برنامه های کامپیوتری روی لپ تاپ شما نیست. در بسیاری از مکان های اطراف شما استفاده می شود. در اینجا چند نمونه آورده شده است:
هر یک از این برنامه ها با یک ایده شروع می شود. برنامه نویسان کارهایی را که برنامه باید انجام دهد جمع آوری می کند. آنها نحوه ظاهر آن را طراحی می کنند، کد را می نویسند، بارها آن را آزمایش می کنند، آن را برای کاربران راه اندازی می کنند و آن را به روز نگه می دارند. این نشان می دهد که پیاده سازی نرم افزار بسیاری از زمینه های زندگی ما را تحت تاثیر قرار می دهد.
نرم افزاری که به خوبی پیاده سازی شده باشد، زندگی روزمره ما را آسان تر می کند. می تواند به ما در یادگیری، کار و بازی کمک کند. به عنوان مثال، هنگامی که از یک پد خودکار دیجیتالی در مدرسه استفاده می کنید، از ابزاری استفاده می کنید که با برنامه ریزی دقیق ایجاد شده است. نرم افزار به پد قلم می گوید که چگونه نقاشی ها یا نوشته های شما را ضبط کند. وقتی یک بازی آموزشی را روی رایانه لوحی انجام می‌دهید، این بازی به گونه‌ای ساخته شده است که شما را درگیر خود نگه دارد و به شما کمک کند تا ایده‌های جدید را بیاموزید.
نرم افزار موجود در چراغ راهنمایی به کنترل جریان خودروها کمک می کند و همه را ایمن نگه می دارد. حتی اسباب‌بازی‌های سرگرم‌کننده نیز برنامه‌های ساده‌ای در درون خود دارند که به آنها جان می‌بخشد و آنها را تعاملی می‌کند. به یاد داشته باشید، هر بار که از یک ابزار استفاده می کنید، شخصی از چرخه عمر توسعه نرم افزار برای ساخت آن استفاده کرده است!
یکی از ایده های مهم در پیاده سازی نرم افزار تکرار است. تکرار به معنای انجام یک مرحله بارها و بارها برای بهتر کردن آن است. گاهی اوقات، برنامه نویسان مجبورند به عقب برگردند و بخش هایی از کد را حتی پس از اینکه فکر می کنند تمام شده است، تغییر دهند.
تصور کنید یک تصویر بکشید و سپس بخشی را پاک کنید تا آن را تعمیر کنید. ممکن است دوباره روی آن بکشید تا بهتر شود. به همین ترتیب برنامه نویسان پس از تست نرم افزار، کار را بررسی کرده و آن را بهبود می بخشند. این چرخه آزمایش و به روز رسانی بسیار مفید است زیرا هیچ برنامه رایانه ای در اولین بار کامل نیست.
اگرچه ما مراحل چرخه عمر توسعه نرم افزار را دنبال می کنیم، ممکن است چالش هایی وجود داشته باشد. به عنوان مثال، گاهی اوقات ممکن است ایده تغییر کند. تصور کنید برای یک پیک نیک برنامه ریزی می کنید اما بعد از آن باران شروع به باریدن می کند. ممکن است به یک طرح پشتیبان نیاز داشته باشید. در نرم افزار، ممکن است الزامات تغییر کند، یا ممکن است پس از شروع کدنویسی، ایده های جدیدی به وجود بیاید.
چالش دیگر می تواند زمان باشد. گاهی اوقات، برای تکمیل یک مرحله زمان بیشتری از برنامه ریزی شده طول می کشد. درست مانند زمانی که یک پازل می‌سازید و برخی از قطعات گم شده‌اند یا به سختی جا می‌شوند، برنامه‌نویسان ممکن است بخش‌هایی از پروژه را دشوار ببینند. هنگامی که این چالش ها اتفاق می افتد، تیم برای یافتن بهترین راه حل با یکدیگر همکاری می کند.
ارتباط نیز بسیار مهم است. وقتی همه اعضای تیم صحبت می کنند و گوش می دهند، می توانند مشکلات را سریعتر حل کنند. در زندگی روزمره ما، اگر شما و دوستانتان روی یک پروژه مدرسه با هم کار کنید و ایده های خود را به اشتراک بگذارید، پروژه بسیار بهتر است. همین امر در مورد پیاده سازی نرم افزار نیز صادق است.
امروز آموختیم که پیاده سازی نرم افزار سفر تبدیل یک ایده به یک برنامه کاری است. ما مراحل چرخه عمر توسعه نرم افزار را بررسی کردیم:
همچنین یاد گرفتیم که برنامه ریزی، کار تیمی و مستندسازی بخش های مهمی از یک پروژه نرم افزاری موفق هستند. مثال‌های واقعی مانند سیستم‌های مدیریت مدرسه، بازی‌های آموزشی و اپلیکیشن‌های ساده نشان می‌دهند که این فرآیند در همه جا استفاده می‌شود. دیدیم که هر برنامه کامپیوتری با یک پلان شروع می شود و گام به گام ساخته می شود، درست مانند کشیدن یک تصویر یا ساختن یک پازل.
این درس به ما کمک می‌کند بفهمیم که دنبال کردن مراحل واضح کار را آسان‌تر می‌کند. مانند دستور پخت کیک، هر ماده و مرحله مهم است. با یادگیری پیاده‌سازی نرم‌افزار، نه تنها می‌فهمیم که فناوری چگونه ساخته می‌شود، بلکه یاد می‌گیریم که چگونه مشکلات را در زندگی روزمره خود برنامه‌ریزی و حل کنیم.
به یاد داشته باشید، پیاده سازی نرم افزار مانند یک سفر است. هر مرحله ما را به محصول نهایی نزدیک‌تر می‌کند که می‌تواند به افراد در یادگیری، بازی و کار به طرق مختلف کمک کند. وقتی بازی یا برنامه مورد علاقه خود را می بینید، می توانید به برنامه ریزی دقیق، طراحی، کدگذاری، آزمایش و به روز رسانی که برای ساخت آن انجام شده است فکر کنید. این سفر تکنولوژی را هیجان انگیز و پر از امکانات می کند!
با این دانش، اکنون اصول پیاده سازی نرم افزار و چرخه عمر توسعه نرم افزار را درک می کنید. هر قدم مهم است و هر پیشرفتی ما را به دنیای دیجیتال بهتر نزدیک‌تر می‌کند.
