تصميم النظام بطريقة تسهل التحديثات والصيانة، وتقلل من التعقيد في إدارة النظام، وتقيس مرونة النظام وقابليته للصيانة مدى سهولة وقابلية ربح النظام بعد تطبيق الصيانة والتحديثات الجديدة، وفي هذا المقال سوف نستعرض سويا مفهوم مرونة النظام وقابلية الصيانة، وكيفية قياس هذه المفاهيم واستخدامها في أفضل الممارسات.

مقدمة في مرونة النظام وقابليته للصيانة

يشير مفهوم مرونة النظام في بناء وتصميم أنظمة البرمجيات إلى قدرة البرامج أو الأجهزة أو البنية التحتية على التأقلم والتطور بناء على متطلبات العميل ومتغيرات السوق، وتشير المرونة في حد ذاتها إلى عدة مفاهيم أخرى مهمة، مثل: قابلية التوسع (Scalability)، والوحدات (Modularity)، والتوافقية (Interoperability)، والقدرة على التأقلم (Adaptability)، والانفتاح (Openness)، وعدة مفاهيم أخرى.

بينما تشير قابلية الصيانة إلى إمكانية تعديل مكونات نظام البرمجيات، أو إضافة بعض المميزات والخدمات التي تساعد في بقاء النظام داخل المنافسة، أو إصلاح المشاكل والأخطاء التي تحدث بشكل مستمر، ويقال أن النظام قابل للصيانة عندما يتم تصميمه وتنفيذه بطريقة تقلل من الجهد المبذول أثناء عملية الصيانة.

الجوانب الرئيسية في مرونة النظام وقابليته للصيانة

 

• قابلية التوسع (Scalability): لابد من تصميم الأنظمة بحيث تكون قادرة على العمل مع مستويات مختلفة من الأحمال والطلبات، مثل العمل بكفاءة في كلا من قلة وزيادة عدد المستخدمين، ويمكن تحقيق هذه الميزة من خلال قابلية التوسع، التي تتيح استيعاب الطلب المتزايد على النظام، من خلال إضافة الموارد.

• الوحدات (Modularity): تصميم النظام بناء على نمط الوحدات يساعد في إمكانية استبدال المكونات الرئيسية في النظام أو تحديثها بدون التأثير على باقي النظام، ومفيد جدا في إصلاح المشاكل والأخطاء التي تقع في جزء معين داخل النظام، مع عمل النظام بشكل صحيح، فيتيح ذلك مرونة النظام وقابليته للصيانة وإضافة ميزات جديدة.
• التوافقية (Interoperability): يفضل أن تكون الأنظمة والمكونات الداخلية قادرة على التواصل والعمل بأريحية، بغض النظر عن اختلاف لغات البرمجة والتقنيات المكتوبة بها هذه المكونات، ويفيد توافق أجزاء النظام في التكامل مع الأنظمة والأدوات الأخرى، وتحسين تجربة المستخدم من خلال إضافة خدمات مميزة.

• المرونة (Resilience): من أهم الجوانب، حيث توضح مدى قدرة النظام على العمل واستمرار تقديم الخدمة في مواجهة الفشل والاضطرابات التي تحدث أحيانا، ويمكن تنفيذ ذلك من خلال تقنيات التكرار (Redundancy)، وتجاوز الفشل (Failover)، وتساهم في مرونة النظام وقابليته للصيانة عن طريق تقليل وقت توقف العمل.
• الانفتاح (Openness): البرامج مفتوحة المصدر والمعايير تشجع على مرونة الأنظمة في عالم البرمجيات، عن طريق السماح للمطورين من مختلف دول العالم ومختلف التخصصات بالتعديل في هذه الأنظمة، وإضافة المميزات، أو التكامل مع أدوات أخرى، ويعزز الانفتاح الابتكار والتعاون، مما يساعد الأنظمة في تحقيق المتطلبات وسرعة التطور.
• الحوسبة السحابية (Cloud Computing): البنية التحتية المبنية على الخدمات السحابية تقدم مرونة النظام وقابليته للصيانة، من خلال تخصيص الموارد بسهولة، والسماح للمؤسسات بالتوسع حسب الطلب، كما تقدم مجموعة مميزة من نماذج النشر المهمة، مثل النشر بشكل عام (Public)، والنشر الخاص (Private)، والنشر المختلط (Hybrid).

قياس مرونة النظام وقابليته للصيانة

التكرار في الكود Code Duplication

نسبة أسطر الكود المكرر تعد مؤشر مهم لقياس مدى قابلية صيانة النظام، ويحدث تكرار الكود في حالة ظهور مجموعة من الأكواد موجودة في عدة أماكن داخل النظام بنفس الشكل، وفي تلك الحالة التغيير في هذه الأكواد في أحد الأماكن يحتاج إلى التعديل في الأماكن الأخرى، ويمكن قياس التكرار من خلال أدوات تحليل الكود.

مؤشر الصيانة Maintainability Index

يوفر النسبة النهائية التي توضح قابلية الصيانة لجزء معين داخل النظام، أو وحدات محددة، أو النظام بأكمله، وتختلف الصيغة الحسابية لمؤشر الصيانة باختلاف أدوات كتابة الكود (IDE)، حيث يجمع بشكل أساسي بين التعقيد والتكرار وعوامل أخرى لإنتاج قيمة محددة.

مؤشر الصيانة المرتفع يشير إلى قابلية الصيانة بشكل مميز، ويستخدم معظم المطورين هذا المقياس لتحديد الاماكن التي تتطلب تعديلات على مستوى الكود.

حدود الاختبار Test Coverage

من المؤشرات التي تقيس مدى تغطية الاختبارات للكود بأكمله، وتتضمن تطبيق عمليات الاختبار والتحقق، مثل: اختبار الوحدات (Unit Testing)، ويساعد هذا المؤشر في منع الانحدار (Regression)، وتعمل الأدوات التي تساعد في قياس هذا المؤشر بتقييم الحدود الأكواد التي تم اختبارها، والتعبير عنها كنسبة مئوية.

التوثيق Documentation

التوثيق الجيد للنظام يقلل منحنى التعلم للمطورين الجدد داخل الفريق، ويساعد فرق التطوير في الفهم الجيد والاستيعاب أثناء عملية الصيانة، والتوثيق الجيد هو الذي يساعد المنضمين الجدد في فهم جوانب المشروع، لاحتوائه على قرارات تصميم النظام، وبناء الهيكلية، ومراجع التصميم والتنفيذ، ومراجع واجهة برمجة التطبيقات (API).

البيئة التعاونية Collaborative Culture

تواجدك في بيئة تعاونية ضمن فريق التطوير، يساعد في مشاركة المعرفة بينك وبين الآخرين، وتنفيذ برامج نقل المعرفة، وتوجيه المنضمين حديثا للفريق، والعمل الجماعي على مرونة النظام وقابليته للصيانة، وتنفيذ المهام المطلوبة، ويساعد ذلك تطور أعضاء الفريق سويا، والتأكد أن جميع الأشخاص لا يواجهون صعوبة في تأدية وظائفهم.

قيود الوقت والموارد Time and Resource Constraints

من المهم التوازن بين سرعة التطوير، وسرعة الصيانة، حيث يقع الكثير من المطورين في فخ الوقت القليل والتسليم في أقل وقت ممكن، مما يؤدي إلى التطوير بشكل سريع للمنتج قبل موعد التسليم، وعدم اعتبار معايير قابلية الصيانة والتنفيذ الجيد، وبالتالي تعقيد عمليات الصيانة المستقبلية، وزيادة المجهود اللازم للتنفيذ.

التغييرات على الكود Code Churn

من المؤشرات التي تقيس تكرار التغييرات على الكود بمرور الوقت باستخدام بيانات أدوات التجكم في الإصدار (Git)، فالصيانة الفعالة والمنتظمة مهمة في تحسين النظام وحل المشكلات، ولكن التغيير المبالغ فيه على مستوى الكود يشير إلى عدم الاستقرار، والاحتياج إلى الاختبارات المستمرة.

كيفية تحقيق مرونة النظام وقابليته للصيانة

اتباع أنماط التصميم Following Design Patterns

أنماط التصميم مثل: نمط Model-View-Controller، ومبادئ SOLID، تهدف إلى بناء أنظمة مرنة، وتتبع نمط الوحدات، واتباع هذه الأنماط يحسن من معمارية النظام بشكل كامل، وبالتالي يسهل من عملية الصيانة.

تناسق الكود Code Consistency

كتابة الكود بشكل قابل للقراءة، وتوضيح المتغيرات واستخدام التعليقات المهمة، والتوثيق الجيد تساعد في سلاسة مهمات الصيانة، لذا من المهم اتباع قوانين كتابة الكود بقدر الإمكان.

التطوير القائم على الاختبارTest-Driven Development (TDD)

اعتبار هذا المعيار أثناء التطوير يؤكد على ضرورة اختبار الحالات قبل تنفيذ الكود، ويساعد المطورين في فهم الأكواد، وحل المشكلات بسهولة.

التخطيط للتغيير Plan for Change

تصميم النظام بطريقة التخطيط يسهل إضافة مميزات جديدة في النظام، والتأقلم على تغير المتطلبات بناء على التحديثات اليومية.

أتمتة عمليات الاختبار والنشر Automate Testing and Deployment

أتمتة هذه العمليات تساعد في تقليل الأخطاء البشرية، وتحسن من استقرار النظام أثناء تطبيق التحديثات الجديدة، وأيضا توفر الوقت والجهد المبذول من قبل أعضاء الفريق، والسماح لهم بالتركيز على أمور أخرى في النظام.

تلعب هذه العوامل والمؤشرات دورا هاما في ضمان مرونة النظام وقابليته للصيانة، وعلى الرغم من استهانة البعض بهذه المعايير، ولكنها مهمة في بناء أنظمة قابلة للتحسين والإضافة المستمرة، ومرنة بشكل كافي للتأقلم على التغييرات الجديدة.