مهندسی نرم افزار

مهندسی نرم افزار چیست

امروزه میلیاردها دستگاه فیزیکی در سراسر جهان وجود دارد که به اینترنت متصل می‌شوند. این دستگاه‌ها همواره در حال جمع‌‌آوری و به اشتراک‌گذاری داده‌ها هستند. به همین دلیل تمام صنایع به سرعت به سمت صنایع مبتنی بر فناوری حرکت می‌کنند. در حال حاضر سرمایه‌گذاری‌های زیادی روی مهندسی نرم افزار انجام می‌شود. دلیل این اتفاق چیزی جز افزایش اعتماد به فناوری موبایل و پیچیدگی روزافزون فناوری و صنایع در حال ظهور نیست.

به نظر می‌رسد تقاضا برای مهندس نرم افزار ماهر و توانمند پایان ندارد. چه بسا که این تقاضا با تغییر چشم‌انداز اقتصادی و نیاز به راه‌حل‌های فناوری تقویت هم می‌شود.

به عبارت دیگر، مهندسی نرم افزار شاخه‌ای از علوم کامپیوتر است که شامل توسعه و ساخت نرم‌افزار سیستم‌های کامپیوتری و اپلیکیشن‌هاست. نرم‌افزار سیستم‌های رایانه‌ای از برنامه‌هایی تشکیل می‌شود که شامل ابزارهای محاسباتی و سیستم‌های عملیاتی است. اپلیکیشن‌ها شامل برنامه‌های کاربرمحوری از جمله مرورگرهای وب، برنامه‌های پایگاه داده و غیره می‌شوند.

• مهندس نرم افزار

مهندس نرم افزار دانش گسترده‌ای در مورد زبان‌های برنامه‌نویسی، توسعه نرم‌افزار و سیستم‌عامل‌های رایانه دارد. او اصول مهندسی را در ساخت نرم‌افزار به کار می‌برد. یک مهندس نرم افزار با استفاده از این اصول مهندسی در هر مرحله از فرایند توسعه، از تجزیه و تحلیل الزامات گرفته تا پردازش نرم‌افزار، می‌تواند سیستم‌های سفارشی را برای هر مشتری خاص ایجاد کند.

همانطور که یک مهندس عمران اطمینان حاصل می‌کند که یک پل پایه مستحکمی دارد، یک مهندس نرم افزار هم با از مطالعه دقیق نیازها شروع می‌کند و روند توسعه را به روشی سیستماتیک انجام می‌دهند.

• معرفی شغل مهندس نرم افزار

یکی از شغل‌های بسیار محبوب در سراسر جهان از جمله ایران مهندسی کامپیوتر نرم افزار است. با رشد بی‌نظیر تکنولوژی و کامپیوتر، مهندس نرم‌افزار می‌تواند در بسیاری از صنایع و در هر زمینه‌ای ازجمله فناوری، مراقبت‌های بهداشتی، تولید خودرو، انرژی سبز، سنجش از دور، هوانوردی، امور مالی، سازمان‌های دولتی و خصوصی و غیره فعالیت کند.

یک مهندس نرم افزار برای طراحی و توسعه نرم‌افزارهای رایانه‌ای از تجزیه و تحلیل ریاضی و اصول علوم کامپیوتر استفاده می‌کند. انواع مختلفی از نرم‌افزارها وجود دارد که مهندس نرم افزار می‌تواند آن را توسعه دهد؛ مانند سیستم‌عامل‌ها، بازی‌های رایانه‌ای، میان‌افزارها، برنامه‌های تجاری و سیستم‌های کنترل شبکه. تغییر در فناوری و ظهور زمینه‌های جدید تخصصی این حرفه را با سرعت بالایی توسعه داده و تکامل می‌بخشد.

در بسیاری از موارد کار مهندس نرم افزار در ارتباط مستقیم با مشتری‌ها است. در این زمان‌ها مهندس نرم افزار نیازهای مشتری را تجزیه تحلیل کرده، سپس نرم‌افزار کامپیوتر را طراحی و آزمایش می‌کند. در نهایت آن را به گونه‌ای توسعه می‌دهد که پاسخگوی نیازهای مشتری باشد.

مهندسان کامپیوتر در واقع در سیستم‌های محاسبات، ساختار نرم‌افزار و شناخت محدودیت‌های سخت‌افزار موجود تخصص دارند. این یک فرایند گاهی بسیار پیچیده می‌شود؛ از همین رو، آن‌ها برای ارتباط برقرار کردن با کامپیوتر و دادن دستورات به آن، از نمودارها، فلوچارت‌ها و الگوریتم‌ها استفاده می‌کنند. تبدیل این دستورات به زبان کامپیوتر (کدینگ و برنامه‌نویسی) معمولا بر عهده یک برنامه‌نویس کامپیوتر است.

از دیگر الزامات مهندسی نرم افزار کامپیوتر، مهارت‌های بین فردی است. مهندس نرم افزار باید بتواند ارتباط موثری با کاربران برقرار کند تا بتواند به آموزش، آزمایش و رفع باگ‌های محصول نهایی بپردازد. آن‌ها معمولا از همان مراحل اولیه برنامه‌ریزی نرم‌افزار تا مرحله آزمایش، توسعه، آموزش و پشتیبانی به فعالیت می‌پردازند.

مهندسان نرم‌افزار را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:

• مهندسان اپلیکیشن

این مهندسان با تجزیه و تحلیل نیازهای کاربر نهایی، اپلیکیشن‌ها را برای کسب‌وکارها و سازمان‌ها ایجاد یا تنظیم می‌کنند. آن‌ها این برنامه‌ها و اپلیکیشن‌ها را طراحی، ایجاد، نصب و نگهداری می‌کنند.

• مهندسان سیستم‌ها

مهندسان سیستم‌ها وظیفه ایجاد، نگهداری و رشد سیستم‌های کامپیوتری سازمان‌ها و کسب‌وکارها و همچنین یک‌پارچه‌سازی آن‌ها را به عهده دارند. مهندسان سیستم نیازهای بخش‌ها را با یکدیگر هماهنگ کرده، آن‌ها را به هم لینک می‌کنند و شبکه تشکیل می‌دهند.

• مزایای مهندسی نرم افزار

مهندسی نرم افزار یک مسیر امن برای طراحی و ساخت یک نرم افزار کاربردی، مفید و بی‌نقص را ایجاد می‌کند. این امر را می‌توان بزرگترین مزیت مهندسی نرم افزار دانست. کار مهندسی نرم افزار به همینجا ختم نمی‌شود. این علم روش‌ها و راه‌حل‌هایی را برای نگهداری راحت‌تر و توسعه بهتر نرم‌افزار ارائه می‌کند. علاوه بر این‌ها مزایای زیاد دیگری را می‌توانیم برای مهندسی نرم افزار برشمریم:

• کاهش پیچیدگی‌ها

نرم‌افزارهای بزرگ همواره با دشواری و پیچیدگی‌های زیادی همراهند. مهندسی نرم افزار با ارائه راه‌حل‌های فوق‌العاده این مشکلات را از سر راه بر می‌دارد. مهندسی نرم افزار ابتدا مشکلات بزرگ را به قسمت‌های کوچکتر تقسیم می‌کند. طبیعتا حل مشکلات کوچک‌تر آسان‌تر و سریع‌تر بوده و پیچیدگی‌های کمتری دارد.

• به حداقل رساندن هزینه نرم افزار

بعضی از نرم‌افزارها برای اجرا شدن به سخت‌افزارهای قوی نیاز دارند. این ممکن است هزینه را برای کاربران نهایی افزایش دهد. از طرفی الگوریتم‌های نادرستی که در نرم‌افزارها استفاده می‌شود، توسعه آن‌ها را با مشکلات سنگینی مواجه می‌کند. اما مهندسی نرم افزار می‌تواند با برنامه‌ریزی اصولی موارد اضافی را حذف کرده و کدها را بهینه کند. حتی ارائه راه‌حل‌های علمی برای تولید نرم‌افزار می‌تواند اشتباهات را کاهش داده و هزینه‌های مالی و زمانی را به شدت کم کند.

• کاهش زمان

پروسه ساخت یک نرم افزار از شروع تا رسیدن به نتیجه نهایی بسیار وقت‌گیر است و اگر طبق برنامه پیش نرود، مدیریت زمان آن با مشکل مواجه خواهد شد. مخصوصا ایجاد نرم‌افزارهای بزرگ که به هزاران خط کد نیاز دارند. رویکرد مهندسی نرم افزار با انجام برنامه‌ریزی دقیق و استفاده از روش‌های اصولی به میزان چشم‌گیری زمان انجام فرایند را کاهش می‌دهد.

• انجام پروژه‌های بزرگ

انجام پروژه‌های بزرگ نیازمند زمان و صبر زیاد هستند. در این مدت مهندس نرم‌افزار باید طبق برنامه پیش برود و پروژه خود را به خوبی مدیریت کند. مهندسی نرم افزار امکان بخش‌بندی فعالیت‌های مختلف را فراهم می‌کند؛ به عنوان مثال برنامه‌ریزی، جهت‌دهی به کارها، تقسیم کار، آزمایش و نگهداری در یک بخش مجزا قرار می‌گیرد. این کار انجام پروژه‌های بزرگ را بسیار راحت‌تر از قبل می‌کند.

• محصول قابل اطمینان

 کار مهندس نرم افزار تنها طراحی و تولید نرم‌افزار نیست. آزمایش، رفع باگ‌ها و تعمیر و نگهداری از دیگر کارهایی است که در مهندسی نرم افزار به دقت انجام می‌شود. از این رو نرم‌افزارهایی که توسط مهندسان کامپیوتر ارائه می‌شوند معمولا قابل اطمینان هستند.

• اثربخشی

مهندسی نرم افزار روی اثربخشی نرم افزار هم توجه ویژه‌ای دارد. اثربخشی بدین معناست که چقدر از نیازهای مشتری برآورده شده و نتیجه موردنظر او حاصل شده است. مهندسی نرم افزار از آنجا که مطابق با استانداردها پیش می‌رود، عملکردی موثر را به ارمغان خواهد آورد. 

• اهمیت مهندسی نرم افزار

برای آگاهی از اهمیت مهندسی نرم افزار کافی است نگاهی به اطرافمان بیندازیم. دنیای امروز بدون تکنولوژی و ارتباطات هیچ معنایی ندارد. استفاده از موبایل، کامپیوتر و بسیاری از وسایل الکترونیکی در اطرافمان را مدیون مهندسی نرم افزار هستیم. به همین دلیل مهندسی نرم افزار یکی از استراتژیک‌ترین و پولسازترین رشته‌های دنیاست. مهندسی نرم افزار درصورتی می‌تواند بیشترین اثرگذاری را داشته باشد که رویکرد اقتصاد تولیدمحور بر جامعه حاکم باشد. بنابراین اگر تولید انبود نرم‌افزارهای باکیفیت مورد هدف قرار نگیرد، آموزش برنامه‌ نویسی می‌تواند پاسخگوی نیازهای مشتریان باشد.

کشورهای در حال توسعه برای پیشرفت و مطرح کردن خودشان در دنیا روی مهندسی نرم افزار سرمایه‌گذاری‌های کلانی می‌کنند. چرا که ابزارهای تولید در آن به نسبت سایر رشته‌های مهندسی بسیار ارزان‌تر است و قابلیت استفاده مجدد را دارد. از طرفی متخصص شدن در این حوزه خسارت‌ها و هزینه‌های سنگینی به بار نمی‌آورد. در این رشته فرد می‌تواند از طریق دوباره نویسی کدهای نادرست، اشتباهات خود را اصلاح کرده یا حتی کارایی محصول خود را افزایش دهد. تولید انبوه و توزیع نرم‌افزار بسیار کم‌هزینه‌تر از محصولات سخت‌افزاری است. درواقع این کار با استفاده از اینترنت و شبکه‌های کامپیوتری قابل انجام است.

چالش‌های مهندسی نرم افزار

مهندسی نرم افزار هم مانند تمام رشته‌های فنی و غیر فنی دیگر سختی‌ها و چالش‌های خاص خود را دارد. به عنوان مثال مهم‌ترین چالش‌های یک مهندس نرم افزار عبارتند از:

• هزینه خرابی نرم‌افزار در مناطقی که از نظر حیاتی اهمیت دارند، بسیار سنگین است و حتی می‌تواند جان انسان‌ها را به خطر بیاندازد. مانند فضا، هواپیما، نیروگاه‌های هسته‌ای و غیره.
• وجود پیچیدگی‌های زیاد در اپلیکیشن‌های جدید
•  ارزان بودن نرم‌افزارها نسبت به زمان و انرژی صرف‌شده برای آن‌ها
• افزایش تنوع در نرم‌افزارها

علاوه بر این‌ها مهندسی نرم افزار در ایران با مشکلات دیگری ازجمله کمبود زیرساخت‌های IT، عدم اطمینان شرکت‌ها و سازمان‌ها به نرم‌افزارهای جدید، عدم سرمایه‌گذاری روی تولید نرم‌افزار و غیره روبه‌رو است.

• افراد مناسب برای مهندسی نرم افزار

مهندسی نرم افزار برای افرادی که در تفکر سمت چپ و راست مغز مهارت کافی دارند، یک انتخاب شغلی فوق‌العاده است؛ ازجمله مهارت‌های تحلیلی و مهارت‌های حل مسئله. افرادی که به طور ذاتی حل‌کننده مشکل هستند، در کار با دیگران تبحر دارند و تا رسیدن به موفقیت روی کارشان متمرکز هستند، می‌توانند در این شغل موفقیت‌های خوبی کسب کنند.

یک مهندس نرم‌افزار باید در موارد زیر هم مهارت داشته باشد:

• برنامه ‌نویسی و کدینگ
• مبانی مهندسی نرم افزار و علوم کامپیوتر
• طراحی و معماری
• الگوریتم‌ها و ساختار داده‌ها
• تجزیه و تحلیل اطلاعات
• نرم‌افزار رفع باگ
• نرم‌افزار تست

ارتباط رشته نرم افزار کامپیوتر با سایر رشته‌ها

موفقیت در رشته نرم افزار مستلزم این است که علاوه بر مهارت‌های نرم‌افزاری به جنبه‌های دیگر آن هم بپردازید. این رشته با سایر رشته‌ها هم‌پوشانی‌هایی دارد که عبارتند از:

• علوم کامپیوتر: پایه و اساس رشته نرم‌افزار مانند مهندسی برق با فیزیک ارتباط دارد.
• علوم مدیریت: مهندسی نرم افزار یک کار پرمشغله است که علاوه بر کنترل فنی، به کنترل مدیریتی هم نیاز دارد. بنابراین از آن به طور گسترده در علم مدیریت هم استفاده می‌شود.
• اقتصاد: در این بخش مهندسی نرم افزار به شما در تخمین منابع و کنترل هزینه کمک شایانی می‌کند. سیستم محاسبات باید توسعه داده شود و داده‌ها به طور منظم در بودجه مشخص نگه داشته شوند.
• مهندسی سیستم: بیشتر نرم‌افزارها جزئی از یک سیستم بسیار بزرگ‌تری هستند؛ مانند یک نرم‌افزار در سیستم نظارت صنعتی یا نرم‌افزار پرواز در هواپیما. برای مطالعه این نوع از سیستم‌ها باید از روش‌های مهندسی نرم افزار استفاده شود.

تحصیل در رشته نرم افزار

همانطور که می‌دانید رشته مهندسی کامپیوتر از محبوب‌ترین و پرکاربردترین رشته‌های تحصیلی است. مهندسی نرم افزار، مهندسی سخت‌افزار و فناوری اطلاعات سه گرایش اصلی این رشته هستند. اکثر دانشگاه‌های ایران این رشته را ارائه می‌کنند. از مهم‌ترین و برجسته‌ترین آن‌ها می‌توان به دانشگاه صنعتی شریف، تهران، امیر کبیر، خواجه نصیر، علم و صنعت و دانشگاه صنعتی اصفهان اشاره کرد.

دروس مهندسی نرم افزار طبق سرفصل‌های وزارت علوم در تمام دانشگاه‌های ایران یکسان است. اگر مایل به تحصیل در این رشته هستید، می‌توانید آن‌ها را از چارت مهندسی نرم افزار موجود در سایت دانشگاه موردنظرتان مشاهده کنید. در دوران کارشناسی تمام مباحث مرتبط با رشته کامپیوتر را فرا می‌گیرید؛ از پایه‌ای‌ترین مباحث تا کاربردی‌ترین آن‌ها.

تحصیل در دوره ارشد مهندسی کامپیوتر هم در ایران و هم در خارج از کشور امکان‌پذیر است. از جمله گرایش‌های ارشد کامپیوتر می‌توان نرم‌افزار، هوش مصنوعی، شبکه‌های کامپیوتری، رایانش امن، معماری کامپیوتر و بیوانفورماتیک را نام برد. بیوانفورماتیک از به‌روزترین علم‌های جهان است که اخیرا محبوبیت بیشتری پیدا کرده است. دوره آموزشی علم داده تقریبا به این مباحث می‌پردازد.

• مهندسی نرم افزار و آموزش برنامه ‌نویسی

بسیاری از افراد مهندسی نرم افزار را با برنامه‌نویسی یکی می‌دانند. این یک تصور اشتباه است. برنامه‌نویسی تنها یک مهارت در مهندسی نرم‌افزار است. البته اهمیت آن را اصلا نمی‌توان نادیده گرفت؛ چرا که در تمام شاخه‌ها و دروس مهندسی نرم افزار ردپایی از برنامه‌نویسی هم به چشم می‌خورد. برای اینکه تفاوت این دو مفهوم را بهتر متوجه شوید، به مثال زیر دقت کنید.

امروزه نوجوانان بسیاری قبل از ورود به دانشگاه و حتی کودکان برای یادگیری برنامه‌نویسی تلاش می‌کنند. اما نمی‌توان آن‌ها را مهندس نرم افزار نامید. یا بسیاری از افراد در رشته‌های دیگر به یادگیری برنامه‌نویسی می‌پردازند. از همین رو برنامه‌نویسی تنها یک رکن از ارکان مهندسی نرم افزار است و تنها در صورتی که تمام ارکان آن کامل باشد، این علم در وضعیت ایده‌آل خود قرار می‌گیرد.

مهندسی نرم افزار از بهترین و محبوب‌ترین رشته‌های تحصیلی است. اگر مهارت‌های این رشته را به خوبی کسب کنید، آینده شغلی‌تان را می‌توانید تضمین کنید. بنابراین اگر به رشته مهندسی نرم افزار علاقه دارید، می‌توانید با شرکت در دوره‌های متنوع مرتبط با این رشته شرکت کنید. مکتب‌خونه بهترین دوره‌های آموزش مهندسی نرم افزار در این زمینه را برای شما عزیزان فراهم آورده است.