ما المقصود بأتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات (SDLC)؟

قد تستغرق عملية تطوير البرمجيات بالأساليب التقليدية وقتًا طويلًا، كما تنطوي على مهام متكررة ومعرضة للأخطاء. ويحتاج المطورون إلى كتابة التعليمات البرمجية واختبارها بما يضمن امتثالها لجميع المتطلبات الأمنية والتنظيمية اللازمة، ثم نشرها في بيئة الإنتاج. ويمكن أن تسهم أتمتة هذه العمليات في تسريع تطوير البرمجيات وتيسير توسيع نطاقه، مع تعزيز ضمان الجودة (QA) والأمان. 

كما يمكن أن تساعد أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات في مواءمة تسليم البرمجيات مع أهداف الأعمال الأوسع نطاقًا. وتتسارع وتيرة الابتكار التكراري، فيما تستفيد المؤسسات من تعزيز المرونة التشغيلية وتقليل المخاطر. وأدى ظهور تطوير البرمجيات بمساعدة الذكاء الاصطناعي إلى توسيع إمكانات أتمتة مهام سير العمل، مما يعزز الإنتاجية ويحسّن عمليات DevOps باستخدام الذكاء الاصطناعي ضمن دورة حياة تطوير البرمجيات. 

وعلى مستوى المؤسسة، تعمل أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات كنموذج تشغيلي لتسليم البرمجيات. إذ تُدمج عمليات التطوير والتشغيل والأمان والحوكمة جميعها ضمن مهام سير عمل موحدة ومؤتمتة. 

تتضمن مكونات عملية دورة حياة تطوير البرمجيات المؤتمتة ما يلي:

• تنسيق مهام سير العمل
  
  
• التخطيط وجمع المتطلبات
  
  
• مسارات CI/CD
  
  
• أتمتة البنية التحتية
  
  
• الاختبارات المؤتمتة وضمان الجودة
  
  
• أتمتة الأمن
  
  
• المدعومة بالذكاء الاصطناعي

تنسيق مهام سير العمل هو استخدام الأتمتة لتنسيق المهام المترابطة والمؤتمتة وجدولتها وإدارتها عبر الأنظمة والفرق والتطبيقات. وفي حين تركز أتمتة مهام سير العمل على أتمتة كل مهمة على حدة، يجمع تنسيق مهام سير العمل هذه المهام ضمن منظومة رقمية مبسطة ومؤتمتة لسير العمل، مما يتيح إدارة المشروعات بسلاسة أكبر.

ويركز التنسيق على تنفيذ المهام من البداية إلى النهاية، وجدولتها وتشغيلها بالترتيب الصحيح مع مراعاة الاعتماديات. وتستخدم كثير من منصات تنسيق مهام سير العمل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (ML) وأدوات منخفضة التعليمات البرمجية لإنشاء مهام سير عمل التطوير وتحسينها. ويؤتمت التنسيق المهام باستخدام النصوص البرمجية وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) والمشغلات القائمة على الأحداث، إلى جانب أتمتة عمليات تسليم المهام.

في مراحل التخطيط، تستخدم الإدارة الآلية للأعمال المتراكمة مساعدي الذكاء الاصطناعي والقواعد المبرمجة لتحديد المهام المكررة أو القديمة وإزالتها، وإنشاء قصص المستخدمين وتقدير وقت وجهد إنجاز المهام. ويربط التحليل المؤتمت للمتطلبات وتتبعها احتياجات المشروع بعملية التطوير بصورة ديناميكية، مما يتيح إمكانية التتبع وتحليل الأثر في الوقت الفعلي.

تمثل مسارات CI/CD الركيزة التشغيلية لأتمتة تطوير البرمجيات. ومسار CI/CD هو إحدى مهام سير عمل DevOps التي تبسّط تسليم البرمجيات من خلال أتمتة ضمان جودة التعليمات البرمجية، مع الإبقاء على الإشراف البشري. 

وفي إطار التكامل المستمر، تُحفظ التعليمات البرمجية في مستودعات مركزية تديرها أنظمة التحكم في الإصدارات والتفريع، مما يتيح للمطورين العمل باستقلالية وفي الوقت نفسه قبل إرسال تغييراتهم إلى النظام. ويرسل المطورون تغييرات التعليمات البرمجية من خلال طلبات السحب، مما يؤدي إلى تشغيل مهام سير عمل مؤتمتة للإنشاء والاختبار والتحقق. ثم تُدمج التغييرات المعتمدة في الفرع الرئيسي.  

وبعد التحقق، يتولى التسليم المستمر نشر تغييرات التعليمات البرمجية المعتمدة في بيئات الاختبار أو ما قبل الإنتاج أو الإنتاج. أما نماذج النشر المستمر، فتنشر تلقائيًا تغييرات التعليمات البرمجية التي تم التحقق منها في بيئة الإنتاج.

يمكن للمؤسسات أتمتة تهيئة موارد البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات وإدارتها وتخصيصها، مثل الخوادم والحاويات والبنية التحتية السحابية. وتعمل البنية التحتية كتعليمات برمجية (IaC) على أتمتة توفير البنية التحتية وإدارتها باستخدام ملفات التهيئة بدلًا من العمليات اليدوية، مثل المخططات المرئية وجداول البيانات.

وبعد النشر، تراقب الأنظمة المؤتمتة مقاييس سلامة النظام، مثل زمن الانتقال ومعدلات الأعطال وسجلات الأخطاء. وعند اكتشاف خلل، يمكن للنظام الرجوع تلقائيًا إلى آخر إصدار مستقر معروف، مما يقلل فترة التعطل ويحافظ على تجربة المستخدم من دون تدخل يدوي. 

تجمع منصات قابلية الملاحظة المؤتمتة السجلات والمقاييس وبيانات التتبع عبر بيئات التطوير والإنتاج، مما يسرّع استكشاف المشكلات وإصلاحها ويتيح التحسين المستمر للأداء. 

وتُعد منصات البنية التحتية كتعليمات برمجية (IaC) مكونًا أساسيًا في ممارسات أتمتة إدارة التهيئة (CM)، التي تستخدم عمليات قائمة على السياسات والتعليمات البرمجية لإدارة الخوادم والشبكات والتطبيقات. وتساعد إدارة التهيئة على تجنب الأخطاء الناجمة عن العمليات اليدوية والحد من انحراف التهيئة، أي ابتعاد النظام تدريجيًا عن حالته المرجعية المقصودة. 

ويُعد توفير البيئات، وهو العملية المؤتمتة لتهيئة بيئة التطبيق وإدارتها، عنصرًا أساسيًا في النشر المستمر. وتتكون البيئات من البنية التحتية وإعدادات التهيئة والاعتماديات اللازمة لتشغيل التطبيق.

يمكن لفرق التطوير استخدام مجموعة من منهجيات الاختبار ضمن عمليات ضمان الجودة المؤتمتة. تشمل أساليب الاختبار المؤتمت ما يلي:

• تستخدم وحدات اختبار الوحدات المؤتمتة نصوصًا برمجية لاختبار مكونات التعليمات البرمجية المنفردة تلقائيًا، مثل الدوال والفئات والأساليب، وتوفر للمطورين حلقات تعليقات سريعة.
  
  
• يتحقق اختبار التكامل Integration Testing من التفاعلات بين البيئات والتطبيقات المختلفة لتقييم مدى تكاملها في العمل. ويمكن لحالات الاختبار الكشف عن حالات عدم التوافق المحتملة.
  
  
• يتحقق اختبار الانحدار من أن تغييرات التعليمات البرمجية لا تؤثر سلبًا في الوظائف القائمة ولا تُدخل أخطاء برمجية جديدة.
  
  
• يقيّم اختبار الأداء أداء النظام أو التطبيق في ظروف محددة. وتشمل أساليب الاختبار اختبارات الإجهاد، والتحميل، والارتفاع المفاجئ في الحمل، والحجم، والتحمل طويل الأمد.
  
  
• بوابات الجودة هي نقاط تحقق مؤتمتة ضمن مسارات CI/CD، توافق على تغييرات التعليمات البرمجية أو ترفضها وفقًا لمقاييس محددة مسبقًا. إذا استوفت التعليمات البرمجية المعايير المطلوبة، فإنها تنتقل إلى المرحلة التالية من عملية الإنتاج.
  
  
• تستخدم إعادة هيكلة التعليمات البرمجية بالذكاء الاصطناعي تقنيات الذكاء الاصطناعي لتعديل بنية التعليمات البرمجية القديمة مع الحفاظ على وظائفها.
  
  
• تستخدم مراجعة التعليمات البرمجية بالذكاء الاصطناعي وكلاء الذكاء الاصطناعي ونماذجه للتحقق من توافق التعليمات البرمجية مع المعايير والكشف عن الثغرات الأمنية.

تُعد أتمتة الأمان مكونًا أساسيًا في ممارسات DevSecOps، أي التطوير والأمان والعمليات، التي تدمج ضوابط الأمان مباشرةً في مهام سير عمل تسليم البرمجيات. ويمكن أن تساعد ممارسات DevSecOps في الحماية من الهجمات الإلكترونية من خلال تسريع الاستجابة وتقليل الأخطاء الناجمة عن العمليات اليدوية.

يجري فحص الثغرات الأمنية المؤتمت عمليات تحقق منهجية واستباقية في أنظمة تكنولوجيا المعلومات، مثل التطبيقات، للكشف عن الثغرات الأمنية المعروفة. ورغم أنه لا يستطيع اكتشاف الثغرات التي لم تُعرف من قبل، مثل تلك التي تستغلها هجمات الثغرات الأمنية الفورية، فإنه يظل قادرًا على المساعدة في اكتشاف الثغرات الأمنية الشائعة وحالات التعرض (CVEs) ومعالجتها.  

تتولى الإدارة المؤتمتة للأسرار تخزين بيانات الاعتماد الحساسة، مثل مفاتيح واجهات برمجة التطبيقات، وتدويرها وتوزيعها وإلغاءها، من دون مخاطر تضمين بيانات الاعتماد مباشرةً في التعليمات البرمجية أو التسبب في فترات تعطل. ويحلل الرسم المؤتمت لخريطة الاعتماديات العلاقات بين مكونات النظام للحفاظ على الأمان والامتثال. كما تسهم عمليات إنفاذ السياسات وفحوصات الامتثال المؤتمتة في تبسيط الممارسات الأمنية بدرجة أكبر. 

يستخدم الذكاء الاصطناعي لعمليات تقنية المعلومات (AIOps) تقنيات الذكاء الاصطناعي لأتمتة إدارة خدمات تكنولوجيا المعلومات وعملياتها وتحسينها، من خلال كشف الحالات الشاذة، وربط الأحداث، وتحليل السبب الأساسي، والمعالجة التنبؤية، إلى جانب حالات استخدام أخرى.

تتفوق نماذج التعلم الآلي في اكتشاف الحالات الشاذة التي قد تكشف عن تهديدات محتملة، مثل الارتفاع غير المعتاد في حركة مرور الشبكة. وعند اكتشاف خلل أو عيب أو اتجاه معين، يمكن لتحليل السبب الأساسي المدعوم بالذكاء الاصطناعي أن يساعد على تحديد مصدره. تستخدم المعالجة التنبؤية الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالعيوب المحتملة وإصلاحها قبل أن تتسبب في حدوث اضطرابات، على غرار الصيانة التنبؤية في المنشآت المادية.

تعمل أدوات الذكاء الاصطناعي المخصصة لتطوير البرمجيات على تبسيط بعض الجوانب الأكثر إرهاقًا في مهام سير عمل التطوير. ويمكن لمساعدي البرمجة المدعومين بالذكاء الاصطناعي توليد التعليمات البرمجية والمستندات تلقائيًا. يتولى إنشاء الاختبارات بالذكاء الاصطناعي كتابة حالات الاختبار وتنفيذها وصيانتها بصورة مستقلة، استنادًا إلى التعليمات البرمجية المصدرية أو موجّهات اللغة الطبيعية. 

يعمل IBM Bob مع المطورين داخل قاعدة التعليمات البرمجية وفق أوضاع قابلة للتهيئة قائمة على الوكلاء؛ إذ يحدد المطورون الطريقة التي يريدون أن يساعدهم بها Bob، ثم ينفذ Bob الدور المسند إليه ضمن دورة حياة تطوير البرمجيات. وتتيح قدرات معالجة اللغة الطبيعية (NLP) للمساعد Bob توليد التعليمات البرمجية استنادًا إلى موجّهات مكتوبة بلغة طبيعية. يوسّع Bob Shell نطاق مشاركة Bob في عملية التطوير، ويدمج الذكاء الاصطناعي في كل مرحلة من مراحل دورة حياة تطوير البرمجيات. 

تتفاعل مؤسسات كثيرة مع عملائها بصورة أساسية من خلال البرمجيات، مما يجعل تسليم برمجيات آمنة وموثوق بها على نطاق واسع عاملًا قويًا للتميز التنافسي. وتسهم دورات الإصدار الأسرع، والحوكمة الأقوى، والاتساق الأكبر في بناء مؤسسات أكثر مرونةً وقدرةً على اغتنام فرص السوق مع تقليل المخاطر.  

وعلى مستوى المؤسسة، يمكن لأتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات أن توائم بين فرق التطوير وأهداف الأعمال العليا، مما يحوّل تسليم البرمجيات إلى قدرة استراتيجية للأعمال. 

وفي دورة حياة تطوير البرمجيات التقليدية، قد تؤدي عمليات التطوير اليدوية إلى ارتفاع التكاليف التشغيلية، وظهور معوقات تطيل مدة التطوير، وعدم الاتساق بين البيئات والفرق.تساعد أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات المؤسسات على تسريع وتيرة التطوير مع الحفاظ على الحوكمة والامتثال والتحكم التشغيلي، مما يجعلها عنصرًا أساسيًا لتحقيق تحول رقمي فعّال. 

قد تشمل فوائد أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات ما يلي: 

• تسريع تسليم البرمجيات
  
  
• تحسين جودة البرمجيات 
  
  
• تعزيز الأمان والامتثال 
  
  
• تحسين قابلية التوسع والمرونة
  
  
• خفض التكاليف التشغيلية

يمكن أن تساعد أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات الفرق على تقصير دورات التطوير وتسريع طرح المنتجات في السوق. يمكن لتوليد التعليمات البرمجية المؤتمت التعامل مع التعليمات البرمجية النمطية، وتقديم اقتراحات الإكمال التلقائي، واقتراح الدوال، مما يساعد مهندسي البرمجيات على كتابة التعليمات البرمجية بسرعة أكبر.

يمكن أن تسهم أتمتة تسليم البرمجيات في إنتاج برمجيات عالية الجودة من خلال الاستعاضة عن معوقات ضمان الجودة اليدوية بضوابط مؤتمتة على امتداد مسار CI/CD. وتساعد اختبارات الوحدات والتكامل والأداء التي تُجرى مع كل تحديث للتعليمات البرمجية على منع إصدار برمجيات تتضمن أخطاءً برمجية. وتقلل الفحوصات المؤتمتة احتمالية وقوع الأخطاء البشرية، كما تتيح الفحوصات الفورية حلقات تعليقات أسرع لفرق التطوير.

بينما حين تُجرى عمليات التدقيق اليدوية التقليدية على فترات دورية، فإن المراقبة المستمرة للامتثال هي عملية مؤتمتة تتحقق في الوقت الفعلي من توافق البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات مع السياسات الداخلية والمتطلبات التنظيمية. ومن خلال الإنفاذ المؤتمت للسياسات، تحوّل المؤسسات سياسات الحوكمة والمخاطر إلى تعليمات برمجية، مما يتيح تطبيق ضوابط الوصول وغيرها من تدابير الحماية في الوقت الفعلي.

وفي البيئات القائمة على الحاويات، تستخدم التطبيقات القائمة على بنية سحابية أصلية التوسع التلقائي لتوفير الموارد آليًا، مع الحفاظ على مدة التشغيل من خلال إجراءات الإصلاح الذاتي. تسهّل أنظمة البنية التحتية كتعليمات برمجية (IaC) ومسارات CI/CD تشغيل الأنظمة الموزعة وعمل الفرق الموزعة. 

وعند التوسع، تحافظ إدارة التهيئة المؤتمتة على سلاسة تشغيل الأنظمة الكبيرة، بينما تكتشف المراقبة المدعومة بالذكاء الاصطناعي الحالات الشاذة تلقائيًا، وتطلق التنبيهات، وتنفذ عمليات التراجع عند الحاجة.

تساعد زيادة السرعة والجودة المؤسسات على الحفاظ على مستويات أعلى من الإنتاجية بتكاليف تشغيلية أقل. كما تساعد ضوابط الجودة والأمان المؤتمتة على الحفاظ على مدة التشغيل وتقليل نفقات الصيانة.

تتطلب أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات بأكملها تأييدًا واسعًا من الأطراف المعنية وتعاونًا بين مختلف الأقسام. تشمل تحديات تنفيذ أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات ما يلي: 

• منظومة تطوير مجزأة
  
  
• قيود الأنظمة القديمة 
  
  
• فجوات المهارات والمقاومة المؤسسية 
  
  
• الأمن والحوكمة 
  
  
• انتشار الأتمتة
  
  
• موثوقية الذكاء الاصطناعي والإشراف عليه

تسهم المنصات غير المترابطة، وتعقيد سلسلة الأدوات، وصوامع البيانات جميعها في تجزئة الأنظمة البنائية للتطوير. وتؤدي المنصات غير المترابطة أو المكررة إلى تخصيص الموارد بصورة غير فعالة وإعداد تقارير غير متسقة، في حين ترفع عمليات التكامل المصممة خصيصًا والأعمال المكررة التكاليف التشغيلية.  

كما تعيق الأدوات غير المترابطة جمع البيانات وتنظيمها بصورة شاملة، وهو أمر ضروري لتحقيق الأداء الأمثل للذكاء الاصطناعي ودعم اتخاذ قرارات فعالة قائمة على البيانات.

وغالبًا ما تتسم الأنظمة القديمة بتعليمات برمجية شديدة الاقتران، وقواعد بيانات أحادية مشتركة، واعتماديات هشة. لذلك، ينبغي للفرق تحديث الأنظمة مع مراعاة هذه القيود، بدلًا من الاعتماد على "إعادة كتابة شاملة دفعة واحدة" تنطوي على مخاطر عالية واحتمالات كبيرة للفشل. تشمل الحلول فصل البيانات، وإدخال الاختبارات المؤتمتة، واستخدام النقل بالحاويات.

وقد تتردد الفرق المعتادة على مجموعة تقنيات التطوير والبنية التحتية لديها في اعتماد تقنيات جديدة، ولا سيما عندما يكون الذكاء الاصطناعي جزءًا منها. وينبغي للمؤسسات دعم مبادرات الأتمتة بتغييرات ثقافية وتشغيلية تعزز نضج ممارسات DevOps وهندسة المنصات. وتقلل البنية التحتية المركزية ومهام سير العمل المجربة، المعروفة باسم المسارات الذهبية، العبء المعرفي وتساعد المطورين على العمل بكفاءة أكبر.

تحتاج الأنظمة المركزية إلى ضوابط وصول شاملة لحماية البيانات. وتنشئ ضوابط الوصول القديمة وغيرها من السياسات الأمنية ثغرات خطيرة عندما تدمج المؤسسات الذكاء الاصطناعي في بيئاتها المؤسسية. وينبغي لسياسات الحوكمة فرض الاستخدام المسؤول للذكاء الاصطناعي، مع تطبيق ضوابط وصول صارمة على البشر وأنظمة الذكاء الاصطناعي، والحماية من اعتماد الذكاء الاصطناعي من دون تصريح.

ومن دون استراتيجية موحدة للأتمتة، قد تكون النتيجة انتشار الأتمتة غير المنضبط، أي انتشار أدوات الأتمتة غير المترابطة، والنصوص البرمجية، والأنظمة متعددة الوكلاء، وغيرها من مهام سير العمل القائمة على الوكلاء من دون رقابة. ونتيجةً لذلك، تواجه المؤسسات مهام سير عمل مكررة ومجزأة، ومجموعات تقنيات متداخلة، وثغرات في الأمان أو الحوكمة. ويُعد إجراء تدقيق شامل الخطوة الأولى نحو معالجة انتشار الأتمتة غير المنضبط.

وقد يؤدي استخدام الذكاء الاصطناعي من دون ضوابط إلى نتائج كارثية. ففي ظل ضعف ضوابط الوصول والحوكمة، قد يكشف وكلاء الذكاء الاصطناعي بيانات حساسة لأطراف غير مصرح لها. كما قد يولّد مساعدو البرمجة بالذكاء الاصطناعي تعليمات برمجية غير آمنة تتضمن نقاط ضعف قابلة للاستغلال، مثل حقن SQL أو البرمجة النصية عبر المواقع. وتكون نماذج الذكاء الاصطناعي التوليدي عرضةً للهلوسة أيضًا، ولذلك ينبغي عادةً أن يراجع البشر المخرجات التي ينشئها الذكاء الاصطناعي قبل تطبيقها.

يمكن التغلب على جميع التحديات المرتبطة بأتمتة تطوير البرمجيات. تشمل أفضل الممارسات لتنفيذ أتمتة دورة حياة تطوير البرمجيات ما يلي: 

1. توحيد مهام سير عمل التطوير: اعتماد قوالب قابلة لإعادة الاستخدام، ومسارات قائمة على السياسات، وحوكمة مركزية.
    

2. إعطاء الأولوية للتغييرات ذات الأثر الكبير: تركيز جهود الأتمتة المبكرة على العمليات المتكررة التي تكثر فيها المعوقات وتستغرق وقتًا طويلًا.
    

3. دمج الأمان منذ البداية: اتباع مبادئ DevSecOps القائمة على نهج الاختبار المبكر.
    

4. قياس الأداء باستمرار: اعتماد مؤشرات أداء رئيسية قابلة للقياس، مثل أبحاث DevOps وتقييمها (DORA)، لتحقيق مستوى عالٍ من الوضوح وعائد استثمار (ROI) قابل للإثبات.
    

5. تعزيز التعاون بين التخصصات: إزالة الصوامع وتشجيع العمل الجماعي بين المطورين وفرق العمليات والأمان والأطراف المعنية في مجال الأعمال، لمواءمة الجهود مع استراتيجية المؤسسة.
    

6. تطبيق سياسات حوكمة قوية: بناء أنظمة ذكاء اصطناعي قابلة للتدقيق والتفسير، مع مستوى عالٍ من الوضوح وإشراف بشري موسع.