الوحدة 2: دورة حياة تطوير النظام (SDLC)

أهداف التعلم

"من الفكرة إلى النظام: رحلة منهجية لبناء حلول تقنية فعالة"

بنهاية هذه الوحدة سيكون الطالب قادرًا على:

• فهم المراحل الأساسية لـ **دورة حياة تطوير النظام (SDLC)** وأهمية كل مرحلة.
• التعرف على نماذج تطوير النظام المختلفة (الشلال، التكرارية، الرشيقة).
• تطبيق مفاهيم الجدوى الفنية والاقتصادية في التخطيط.
• تحليل دور أصحاب المصلحة (Stakeholders) في كل مرحلة.

المحتوى التفصيلي: مراحل SDLC

**دورة حياة تطوير النظام (System Development Life Cycle - SDLC)** هي إطار عمل منظم يصف جميع المراحل المتضمنة في تطوير نظام معلومات، من الفكرة الأولية وحتى التخلص من النظام. تضمن SDLC أن يتم تطوير الأنظمة بطريقة منهجية ومنظمة، مما يقلل من المخاطر ويزيد من فرص النجاح.

1. مرحلة التخطيط (Planning)

هي المرحلة الأولى والأكثر أهمية، حيث يتم تحديد المشكلة والفرص والأهداف، وإعداد خطة شاملة للمشروع.

• **تحديد نطاق المشروع والأهداف:** ما الذي سيفعله النظام؟ وما الأهداف التي يسعى لتحقيقها؟
• **دراسة الجدوى (Feasibility Study):** تقييم ما إذا كان المشروع ممكنًا وذو قيمة.
  • **جدوى تقنية (Technical Feasibility):** هل التكنولوجيا اللازمة لتطوير وتشغيل النظام متاحة وممكنة؟ هل لدينا الخبرات التقنية؟
  • **جدوى اقتصادية (Economic Feasibility):** تحليل التكلفة والعائد (Cost-Benefit Analysis). هل الفوائد المتوقعة من النظام تفوق تكلفة تطويره وتشغيله؟ (مثال: حساب العائد على الاستثمار - ROI).
  • **جدوى تشغيلية (Operational Feasibility):** هل النظام المقترح سيتناسب مع بيئة العمل الحالية؟ وهل سيقبله المستخدمون النهائيون ويستخدمونه بفعالية؟
  • **جدوى قانونية/أخلاقية (Legal/Ethical Feasibility):** هل يلتزم النظام باللوائح والقوانين المعمول بها؟ وهل يراعي الجوانب الأخلاقية؟
  • **جدوى زمنية (Scheduling Feasibility):** هل يمكن إنجاز المشروع ضمن الإطار الزمني المحدد؟
• **إعداد خطة المشروع:** تتضمن تحديد الموارد (البشرية والمالية)، الجداول الزمنية (باستخدام مخطط جانت - Gantt Chart)، والمخاطر المحتملة.

2. مرحلة التحليل (Analysis)

بعد الموافقة على خطة المشروع، تبدأ مرحلة فهم المتطلبات بشكل معمق. الهدف هو تحديد "ماذا" يجب أن يفعله النظام، وليس "كيف" سيفعله.

• **جمع المتطلبات (Requirements Gathering):** التفاعل مع أصحاب المصلحة (Stakeholders) لفهم احتياجاتهم.
  • **المقابلات (Interviews):** التحدث مباشرة مع المستخدمين والمديرين.
  • **الاستبيانات (Questionnaires):** لجمع البيانات من عدد كبير من الأشخاص.
  • **الملاحظة (Observation):** مراقبة كيفية إنجاز المهام حاليًا.
  • **تحليل الوثائق (Document Analysis):** مراجعة التقارير، النماذج، والإجراءات الحالية.
• **تحليل المتطلبات (Requirements Analysis):** تصنيف وتنظيم المتطلبات.
  • **المتطلبات الوظيفية (Functional Requirements):** تصف سلوك النظام والوظائف التي يجب أن يؤديها (مثال: "يجب أن يسمح النظام للمستخدم بتسجيل الدخول"، "يجب أن يولّد النظام تقرير مبيعات يومي").
  • **المتطلبات غير الوظيفية (Non-Functional Requirements):** تصف كيفية أداء النظام لوظائفه (مثال: "يجب أن يستجيب النظام خلال ثانيتين"، "يجب أن يكون النظام آمناً ضد هجمات SQL Injection"، "يجب أن يدعم النظام 1000 مستخدم متزامن").
• **توثيق المتطلبات:** استخدام أدوات مثل مخططات حالات الاستخدام (Use Case Diagrams) من UML لوصف تفاعلات المستخدم مع النظام.

3. مرحلة التصميم (Design)

هنا يتم ترجمة المتطلبات المحددة في مرحلة التحليل إلى خطة مفصلة لكيفية بناء النظام. هذه المرحلة تجيب على سؤال "كيف؟".

• **التصميم المنطقي (Logical Design):** يركز على بنية النظام ووظائفه بشكل مجرد، دون النظر إلى تفاصيل التنفيذ التقنية.
  • مخططات تدفق البيانات (DFD): لتمثيل كيفية تدفق البيانات بين العمليات والكيانات الخارجية.
  • مخططات الكيانات والعلاقات (ERD): لتصميم هيكل قاعدة البيانات والعلاقات بين الجداول.
  • لغة النمذجة الموحدة (UML): لاستخدام مخططات مثل Class Diagrams لتصميم هيكل الكلاسات، وSequence Diagrams لتوضيح تسلسل التفاعلات بين الكائنات.
• **التصميم الفيزيائي (Physical Design):** يحدد التفاصيل التقنية اللازمة لتطوير النظام.
  • اختيار لغة البرمجة (Java, Python, C#).
  • اختيار نظام إدارة قاعدة البيانات (MySQL, PostgreSQL, MongoDB).
  • تصميم واجهات المستخدم (User Interface - UI) وتجربة المستخدم (User Experience - UX).
  • تصميم بنية الشبكة والأمن.

4. مرحلة التنفيذ (Implementation)

في هذه المرحلة، يتم تحويل التصميم إلى كود برمجي فعلي.

• **كتابة الكود:** يقوم المبرمجون بكتابة الكود البرمجي للوحدات والوظائف المختلفة وفقًا لخطط التصميم.
• **تطبيق منهجيات تطوير:** مثل Agile (الرشاقة) أو Waterfall (الشلال) أو غيرها.
• **إدارة الإصدارات (Version Control):** استخدام أنظمة مثل Git لتعقب التغييرات في الكود، والتعاون بين المطورين.
• **تكامل الوحدات:** دمج الوحدات البرمجية المنفصلة معًا لتكوين النظام المتكامل.

5. مرحلة الاختبار (Testing)

ضمان جودة النظام وخلوه من الأخطاء هو الهدف الأساسي لهذه المرحلة. يتم التحقق من أن النظام يلبي جميع المتطلبات المحددة ويعمل بشكل صحيح.

• **اختبار الوحدة (Unit Testing):** اختبار كل وحدة برمجية أو دالة بشكل منفصل لضمان عملها الصحيح.
• **اختبار التكامل (Integration Testing):** اختبار كيفية تفاعل الوحدات المختلفة مع بعضها البعض بعد دمجها.
• **اختبار النظام (System Testing):** اختبار النظام بأكمله ككل لضمان أنه يلبي المتطلبات الوظيفية وغير الوظيفية.
• **اختبار القبول من المستخدم (User Acceptance Testing - UAT):** يقوم المستخدمون النهائيون باختبار النظام للتأكد من أنه يلبي احتياجاتهم ويتوافق مع توقعاتهم.
• **الاختبار الآلي:** استخدام أدوات مثل Selenium لاختبار واجهات الويب بشكل آلي لزيادة الكفاءة والدقة.

6. مرحلة الصيانة (Maintenance)

بعد نشر النظام بنجاح، لا تتوقف دورة حياته. مرحلة الصيانة تضمن استمرار عمل النظام بكفاءة وتلبية الاحتياجات المتغيرة.

• **الصيانة التصحيحية (Corrective Maintenance):** إصلاح الأخطاء والمشاكل التي تظهر بعد نشر النظام.
• **الصيانة التحسينية (Perfective Maintenance):** تحسين أداء النظام أو إضافة ميزات جديدة بناءً على ملاحظات المستخدمين أو التغيرات في المتطلبات.
• **الصيانة التكيفية (Adaptive Maintenance):** تعديل النظام ليتوافق مع التغييرات في البيئة (مثل تحديث نظام التشغيل، تغييرات في اللوائح القانونية).
• **الصيانة الوقائية (Preventive Maintenance):** إجراء تحديثات أمنية وإصلاحات استباقية لمنع المشاكل المستقبلية.

نماذج تطوير النظام (SDLC Methodologies)

توجد عدة نماذج لتطبيق SDLC، كل منها له مميزاته وعيوبه ويناسب أنواعًا مختلفة من المشاريع:

الأنشطة التعليمية

لتعزيز فهمك العملي لدورة حياة تطوير النظام، إليك بعض الأنشطة المقترحة:

• **ورشة عمل: محاكاة مراحل SDLC على نظام افتراضي**
  • قسّموا أنفسكم إلى مجموعات.
  • اختاروا نظامًا افتراضيًا بسيطًا (مثال: تطبيق توصيل طعام، أو نظام حجز صالون تجميل).
  • قوموا بمحاكاة كل مرحلة من مراحل SDLC (التخطيط، التحليل، التصميم، التنفيذ، الاختبار، الصيانة) لهذا النظام، وقدموا مخرجات مختصرة لكل مرحلة.
• **تمرين عملي: استخدام أداة للرسم**
  • استخدموا أداة رسم المخططات على الإنترنت مثل Lucidchart (يمكن استخدام النسخة المجانية).
  • قوموا برسم مخطط تدفق بيانات (DFD) بسيط لنظام سحب بنكي (مثال: كيف يطلب العميل سحب نقدي، وكيف يتفاعل النظام مع البنك ومع قاعدة البيانات).
• **دراسة حالة: فشل مشروع Healthcare.gov**
  • ابحثوا عن معلومات حول مشروع Healthcare.gov في الولايات المتحدة وفشله الجزئي عند الإطلاق عام 2013.
  • ناقشوا كيف أن تجاهل أو ضعف تطبيق بعض مراحل SDLC (خاصة التحليل والاختبار) ساهم في هذا الفشل.
  • اكتبوا ملخصًا قصيرًا (150-200 كلمة) للدروس المستفادة.

أدوات التقييم

لتقييم مدى استيعابك للمفاهيم في هذه الوحدة:

• **مشروع جماعي (30%):**
  • تطوير نموذج أولي (Prototype) لنظام معلومات صغير. يجب على المجموعات أن تمر بالمراحل الأساسية لـ SDLC (التخطيط، التحليل، التصميم الأولي) وتقديم تقارير توضح مخرجات كل مرحلة (مثل: دراسة جدوى، قائمة متطلبات، DFD، ERD مبسط).
• **اختبار نظري (20%):**
  • أسئلة حول مراحل SDLC، أنواع الجدوى، ومقارنة بين نماذج تطوير النظام المختلفة (الشلال، التكرارية، الرشيقة).

الربط بالذكاء الاصطناعي (AI)

تطبيق SDLC لا يقتصر على الأنظمة التقليدية، بل يمتد ليشمل أنظمة الذكاء الاصطناعي أيضًا، مع بعض التعديلات في التركيز:

• **جمع البيانات (Data Collection):** في أنظمة الذكاء الاصطناعي، هذه المرحلة حاسمة لجمع مجموعات البيانات الضخمة التي ستُستخدم لتدريب النماذج.
• **تصميم النماذج (Model Design):** تشمل اختيار الخوارزميات (مثال: شبكات عصبية، شجرات قرار) وهيكلة النموذج.
• **التنفيذ والتدريب (Implementation & Training):** بناء النموذج وتدريبه باستخدام البيانات المجمعة. تتطلب موارد حاسوبية ضخمة.
• **الاختبار والتقييم (Testing & Evaluation):** تقييم أداء النموذج بدقة (مثال: الدقة، الاستدعاء، F1-score) والتأكد من عدم وجود تحيزات.
• **النشر والصيانة (Deployment & Maintenance):** دمج النموذج في التطبيق الفعلي ومراقبته باستمرار وإعادة تدريبه عند الحاجة.

المراجع

• "Systems Analysis and Design" – Kenneth Kendall.
• هناء الصباغ، تحليل نظم المعلومات.
• نعيمة البدري، تحليل وتصميم النظم.
• معايير ISO/IEC 12207 لإدارة دورة حياة البرمجيات.

ملخص الوحدة

لقد أكملتَ بنجاح الوحدة الثانية في مقرر "تحليل وتصميم النظم". في هذه الوحدة، استكشفتَ الإطار المنهجي الذي يُعد حجر الزاوية في تطوير أي نظام معلومات: **دورة حياة تطوير النظام (SDLC)**.

• فهمتَ المراحل الست الرئيسية لـ SDLC: التخطيط، التحليل، التصميم، التنفيذ، الاختبار، والصيانة.
• تعلمتَ أهمية كل مرحلة ودورها في ضمان نجاح المشروع، بدءًا من دراسة الجدوى وتحديد المتطلبات، وصولاً إلى بناء النظام واختباره وصيانته.
• تعرفتَ على نماذج تطوير النظام المختلفة مثل نموذج الشلال، والنموذج التكراري، والنموذج الرشيق، وكيفية اختيار الأنسب للمشاريع المختلفة.
• أدركتَ أن نجاح أي نظام يعتمد على اتباع خطوات منهجية متكاملة، وليس مجرد كتابة الكود.

هذه الوحدة هي جسر أساسي بين المفاهيم النظرية التي تناولتها في الوحدة الأولى وتطبيقها العملي في بناء الأنظمة. في الوحدة القادمة، سنتعمق بشكل أكبر في **دراسة الجدوى وتخطيط المشروع**، حيث ستتعلم كيفية تقييم المشاريع بشكل فعال ووضع خطط زمنية وموارد واقعية.