فرآیند طراحی نرم افزار؛ مراحل و انواع معماری

مقدمه داستانی

روز اولی که یک مدیر فروشگاه در تهران با ایده ایجاد یک سامانه سفارش آنلاین آمد همه چیز ساده به نظر می رسید. اما پس از ماه اول هزینه های دوباره کاری و کندی عملکرد آغاز شد. این تجربه نشان می دهد که لزوما ایده خوب کافی نیست بلکه پیروی از یک فرآیند طراحی نرم افزار ساختاریافته است که تفاوت بین شکست و موفقیت را رقم می زند

چرا داشتن یک فرآیند طراحی نرم افزار مهم است

وقتی فرآیند مشخصی ندارید تصمیمات معماری پراکنده و زمان توسعه طولانی می شود. هدف این بخش روشن کردن مزایا و پیامدهای نداشتن ساختار است

• کاهش ریسک فنی
• قابلیت نگهداری بیشتر
• افزایش شفافیت با ذی نفعان

چارچوب کلی فرآیند طراحی نرم افزار

در سطح کلان فرآیند طراحی نرم افزار شامل چند مرحله تکرارشونده می باشد که در ادامه هر کدام را توضیح و نکات اجرایی ارائه می کنیم

۱ تحلیل نیازمندی ها

این مرحله قلب پروژه است. بدون جمع آوری و مستندسازی دقیق نیازها، توسعه به خطا می رود

1. مصاحبه با ذی نفعان و کاربران نهایی
2. تهیه لیست نیازمندی های کارکردی و غیرکارکردی
3. اولویت بندی نیازها با تکنیک های MOSCOW یا Kano

نکته عملی

• از نمونه های واقعی کسب و کار استفاده کنید تا نیازها ملموس شوند
• برای کسب و کارهای محلی مانند شرکت در تهران یا تبریز، نیازمندی های محلی مثل پشتیبانی زبان و یکپارچه سازی با سرویس های محلی را وارد کنید

۲ طراحی سطح بالا معماری نرم افزار

تعیین معماری مناسب باعث می شود بخش های سیستم از هم تفکیک شوند و قابل تیمی توسعه باشند

فعالیت های کلیدی

• انتخاب الگوی معماری مثل میکروسرویس یا مونولیت
• تعریف نقاط انتهایی API و قرارداد های ارتباطی
• نقشه راه فنی برای توسعه دهندگان

مثال فنی

برای یک فروشگاه اینترنتی با ترافیک متوسط انتخاب معماری سرویس محور با پایگاه داده MSSQL و رابط های REST یا GraphQL مناسب است

۳ طراحی سطح پایین و دیتابیس

در این مرحله کلاس ها جدول ها و الگوریتم های مورد نیاز تعریف می شوند

• طراحی ER دیتابیس
• تعریف کلاس ها و اینترفیس ها با توجه به اصول SOLID
• مستندسازی جریان داده و نقشه های حالت

۴ پیاده سازی و کنترل نسخه

کدنویسی بر اساس استاندارد پیش از آنکه به تست برسد باید با کنترل نسخه مناسب همراه شود

1. استفاده از شاخه بندی مناسب در Git
2. نوشتن تست واحد و تست های یکپارچگی
3. کد ریویو تیمی پیش از ادغام به شاخه اصلی

۵ تست و تضمین کیفیت

تست چند لایه باعث کاهش خطا در محیط تولید می شود

• تست واحد
• تست یکپارچه
• تست بار و امنیت
• تست پذیرش کاربر

۶ استقرار و CI CD

اتوماسیون استقرار باعث تکرارپذیری و سرعت در ارائه می گردد

1. پیکربندی خطوط CI برای بیلد و اجرا تست ها
2. استقرار خودکار به محیط های آزمایشی و تولید
3. مانیتورینگ پس از استقرار

۷ نگهداری و بهبود مداوم

نگهداری شامل رفع اشکال افزودن ویژگی های جدید و بهینه سازی عملکرد است

انواع نگهداری

• اصلاحی
• تطبیقی
• بهبودی
• پیشگیرانه

الگوهای توسعه و انتخاب روش مناسب

شناخته شده ترین الگوها شامل Agile و Waterfall و DevOps می باشند هر کدام مناسب شرایط خاصی هستند

Agile زمانی مناسب است که

• نیازمندی ها متغیر هستند
• قابلیت تحویل تدریجی اهمیت دارد

Waterfall زمانی مناسب است که

• نیازمندی ها ثابت و قابل تعریف کامل هستند
• مستندسازی رسمی و قرارداد مهم است

ابزارها و تکنولوژی های پیشنهادی

شرکت برنامه نویسان دانش برتر سهند با بیش از بیست سال تجربه در طراحی و توسعه وب از مجموعه ای از تکنولوژی های روز برای پیاده سازی استفاده می کند

• Backend با ASP.NET Core برای قابلیت اطمینان و امنیت
• Frontend با Vue.js برای تجربه کاربری تعاملی
• دیتابیس MSSQL برای یکپارچگی و تراکنش پذیری
• Node.js برای سرویس های کمکی و ابزارهای اتوماسیون

برنامه زمانبندی و برآورد هزینه

بر اساس تجربه شرکت برنامه نویسان دانش برتر سهند طراحی آغازین پروژه ها از یک ماه شروع می شود و هزینه از سی میلیون تومان می باشد

پیشنهاد ساختار بودجه بندی

1. مرحله تحلیل و طراحی نخستین ده درصد کل بودجه
2. پیاده سازی و تست شصت درصد
3. استقرار و نگهداری سی درصد

مثال کاربردی کامل

فرض کنید می خواهید سامانه مدیریت سفارش برای رستوران های چندشعبه ای در تهران بسازید. مراحل کلیدی به ترتیب عبارتند از

1. شناسایی جریان سفارش تا تحویل
2. طراحی دیتابیس مشتری و سفارش
3. پیاده سازی API های ثبت سفارش و پرداخت
4. تست بار برای همزمانی سفارشات
5. راه اندازی مانیتورینگ برای خطاها و تاخیرها

اشتباهات رایج که باید از آنها اجتناب کرد

• شروع برنامه نویسی بدون مستندسازی نیازمندی ها
• نادیده گرفتن تست های عملکردی و امنیتی
• انتخاب فناوری صرفا بر اساس مد بودن آن
• عدم توجه به نگهداری و آموزش کاربران نهایی

شاخص های موفقیت پروژه

برای سنجش موفقیت باید شاخص های مشخصی تعریف شود

• نرخ خطای بحرانی در تولید
• زمان پاسخ گویی سرویس
• نرخ پذیرش کاربران نهایی
• زمان میانگین رفع اشکال

نکات ویژه برای کسب و کارهای محلی

برای کسب و کارهای تبریز و تهران موارد زیر را لحاظ کنید

• پشتیبانی از زبان محلی و نمایش محتوای محلی
• یکپارچه سازی با درگاه های پرداخت محلی
• درنظر گرفتن نیازهای شبکه و میزبانی داخل کشور

خلاصه راهنمای گام به گام برای مدیران

1. تعریف اهداف کسب و کار و معیارهای موفقیت
2. تحلیل نیازها با حضور همه ذی نفعان
3. انتخاب معماری مناسب و تکنولوژی
4. پیاده سازی کنترل کیفیت و تست
5. استقرار با CI CD و پایش
6. نگهداری و بهبود مستمر