الاختبار وجودة المنتجات البرمجيات

أهمية اختبار البرمجيات

يُعد اختبار البرمجيات أمرًا أساسيًا لضمان عمل التطبيقات بشكل صحيح، وأدائها الجيد، وخلوها من الأخطاء الحرجة قبل وصولها إلى المستخدمين، فهو يساعد على تحديد المشكلات مبكرًا، وتحسين الجودة، وتحسين تجربة المستخدم.

الهدف الرئيسي من اختبار البرمجيات هو تحديد الأخطاء أو التناقضات أو المتطلبات غير المُلباة مقارنةً بالمعايير المطلوبة، مع أن هذا الفحص يتطلب استثمارًا هائلًا، من الضروري إدراك أن عواقب فشل هذه العملية قد تكون أكثر تكلفة بكثير.

أهم العوامل المؤثرة في رضا المستخدمين

سهولة الاستخدام
استقرار النظام
الدعم الفني وخدمة العملاء
سرعة الأداء
التكامل مع أنظمة أخرى

ضمان الجودة والموثوقية

في Alexapps نستخدم أنظمة عالية تلعب دورا هاما في منتجات عملائنا في مجال البرمجيات ونشتهر في الوطن العربي والشرق الأوسط بجودتنا وموثوقيتنا العالية، ونسعى جاهدين لتحسينهما بشكل أكبر سواء من حيث الموظفين أو العمليات أو المنتجات، هناك ثلاثة أسباب رئيسية تجعل تنفيذ ضمان الجودة فعال:

رضا العملاء: يساعد ضمان الجودة الشركة على ابتكار منتجات وخدمات تلبي احتياجات العملاء وتوقعاتهم ومتطلباتهم.
الثقة العامة: يوفر ضمان الجودة عروض منتجات وخدمات عالية الجودة تعمل على بناء الثقة والولاء. للمزيد
جودة المنتج: تحدد برامج ضمان الجودة المعايير والإجراءات التي تمنع بشكل استباقي عيوب المنتج والمشكلات الأخرى قبل ظهورها.

أنواع اختبارات البرمجيات

الاختبار

من المهم التمييز بين الاختبارات اليدوية والآلية، حيث يُجرى الاختبار اليدوي شخصيًا، بالنقر على التطبيق أو التفاعل مع البرنامج وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) باستخدام الأدوات المناسبة، هذا مُكلف جدا لأنه يتطلب من شخص ما إعداد بيئة وتنفيذ الاختبارات بنفسه، وقد يكون عرضة للخطأ البشري، إذ قد يرتكب المُختبِر أخطاءً مطبعية أو يحذف خطوات في نص الاختبار.

أكثر من 90% من الشركات تدرك أن اختبار البرمجيات ضروري لنجاح منتجاتها، هذا الرقم يعكس الإجماع على أن الاختبار لم يعد رفاهية بل ضرورة استراتيجية، ما يقرب من 80% من الشركات تخصص ميزانية محددة لاختبار البرمجيات، مما يدل على الاعتراف بقيمته الاستثمارية.

يُعدّ الاختبار الآلي عنصرًا أساسيًا في التكامل المستمر والتسليم المستمر، وهو وسيلة رائعة لتوسيع نطاق عملية ضمان الجودة مع إضافة ميزات جديدة إلى تطبيقك، مع ذلك، لا تزال هناك فائدة من إجراء بعض الاختبارات اليدوية، بما يُسمى الاختبار الاستكشافي.

أنواع الاختبارات

فيما يلي نذكر أهم الاختبارات الآلية واليدوية في المنتجات البرمجية وهي:

اختبارات الوحدة: هي اختبار الوظائف الفردية للفئات أو الوحدات التي يستخدمها البرنامج، عادةً ما تكون اختبارات الوحدات منخفضة التكلفة للأتمتة.
اختبارات التكامل: تتحقق من توافق الخدمات المختلفة التي يستخدمها تطبيقك، مثل اختبار التفاعل مع قاعدة البيانات، تُعد هذه الاختبارات أكثر تكلفةً لأنها تتطلب تشغيل أجزاء متعددة من التطبيق.
الاختبارات الوظيفية: تركز على متطلبات عمل التطبيق، فهي تتحقق فقط من مخرجات الإجراء، ولا تتحقق من الحالات الوسيطة للنظام عند تنفيذه.
الاختبارات الشاملة: تُحاكي الاختبارات الشاملة سلوك المستخدم مع البرنامج في بيئة تطبيق متكاملة، وتتحقق من أن تدفقات المستخدم المختلفة تعمل كما هو متوقع.
اختبارات القبول: يتطلب تشغيل التطبيق بأكمله أثناء الاختبار، مع التركيز على محاكاة سلوكيات المستخدم، ورفض التغييرات في حال عدم تحقيق أهداف معينة.
اختبارات الأداء: تساعد هذه الاختبارات على قياس موثوقية التطبيق وسرعته وقابليته للتوسع واستجابته، وقياس الاستقرار خلال الاستخدام. للمزيد
الأتمتة (Automation): تستخدم أتمتة الاختبار أدوات برمجية ونصوصًا لتنفيذ الاختبارات والتحقق من صحة النتائج وتبسيط عملية الاختبار مع الحد الأدنى من التدخل البشري. للمزيد

اختبار البرمجيات مجال حيوي ومتطور باستمرار، بينما تزداد الأتمتة وتظهر تقنيات جديدة مثل الذكاء الاصطناعي، تظل التحديات قائمة، خاصة فيما يتعلق بإدارة الموارد والوقت، ومع ذلك، فإن الاستثمار في اختبار البرمجيات يُنظر إليه بشكل متزايد على أنه استثمار حاسم لتقديم منتجات عالية الجودة وتنافسية في السوق.

الفرق بين الاختبار اليدوي والاختبار الآلي

فيما يلي بعض الاختلافات بين الاختبار اليدوي والاختبار الآلي:

الاختبار اليدوي:

الاختبار اليدوي ليس دقيقًا في جميع الأوقات بسبب الخطأ البشري، وبالتالي فهو أقل موثوقية. للمزيد
استثمار كبير في الموارد البشرية.
مستهلكًا للوقت بسبب التدخل البشري حيث يتم إنشاء حالات الاختبار يدويًا.
ليس هناك حاجة لمعرفة البرمجة لكتابة حالات الاختبار.
هناك احتمال أن حالات الاختبار التي يتم تنفيذها في المرة الأولى لن تكون قادرة على اكتشاف أخطاء الانحدار بسبب المتطلبات المتغيرة بشكل متكرر.

الاختبار الآلي:

يتم تنفيذه بواسطة أدوات و نصوص تابعة لجهات خارجية، فهو أكثر موثوقية.
الاستثمار في الأدوات وليس في الموارد البشرية.
بسبب استخدام الأدوات يكون التنفيذ أسرع مقارنة بالاختبار اليدوي. للمزيد
من المهم أن يكون لديك معرفة برمجية لكتابة حالات الاختبار.
يتم إجراء اختبار الانحدار لتحديد الأخطاء الناتجة عن التغييرات في الكود.

ختاما، يتفوق الاختبار اليدوي في الاختبار الاستكشافي واختبار قابلية الاستخدام، يتفوق الاختبار الآلي في اختبارات الانحدار والأداء، ويعتمد الاختيار بينهما على عوامل مثل متطلبات المشروع والجدول الزمني والميزانية وطبيعة التطبيق المُختَبَر.

استراتيجيات ضمان الجودة

ليست مجرد خارطة طريق للاختبار البرمجي؛ بل هي جزء لا يتجزأ من ضمان تلبية منتجك البرمجي لتوقعات المستخدمين من حيث الأداء عالي الجودة.

تضمن استراتيجية ضمان الجودة الصحيحة تحديد الأخطاء وحلها مبكرًا، واستخدام أتمتة الاختبار بفعالية، وعمل فريق التطوير بأكمله بتنسيق متكامل ولتقديم أفضل تجربة مستخدم ممكنة.

87% من الشركات التقنية توظف فرق مخصصة لضمان الجودة، 65% من المشاريع تعتمد على اختبارات تلقائية (Automated Testing) كجزء أساسي من استراتيجية ضمان الجودة.

كل 1 دولار يُستثمر في ضمان الجودة يوفر حتى 10 دولارات من تكاليف إصلاح الأخطاء لاحقًا (حسب تقرير Capers Jones).

المراجعة البرمجية

فحص الشيفرة من قبل فريق العمل لضمان جودتها، واليك كيفية تحقيق ذلك:

وضوح الهدف: فحص الكود لتحديد أنه يؤدي المطلوب بدقة وأعلى كفاءة.
نظافة الكود: تنظيم الكود حتى يكون سهل القراءة والصيانة فيما بعد.
الأمان: اكتشاف الثغرات التي تهدد أمان وبيانات التطبيق.
الالتزام بالمعايير: يجب أن يتوافق الكود مع قواعد الكتابة المتفق عليها.
الملاحظات: تقديم مراجعة كاملة عن الشيفرة البرمجية تساعد في تحسينها، وتطوير فريق العمل عليها.

تشير الدراسات إلى أن أكثر من 60% من أخطاء البرمجة يتم اكتشافها أثناء مراجعة الكود، كما أن فرق التطوير التي تعتمد مراجعة الكود بشكل دوري تقل فيها العيوب البرمجية بنسبة تصل إلى 35% مقارنةً بتلك التي لا تعتمدها.

الأتمتة في الاختبار (Automation)

تم ذكر هذا النوع من الاختبارات في الأعلى ولكن سنتطرق إليه في الحديث عن أدواته تفصيليا، لأنه مهم ويساعد في توفير الوقت وتقليل الأخطاء البشرية، وأشهر هذه الأدوات هي:

Selenium: أداة اختبار آلية تُستخدم لاختبار الانحدار،تتيح للمستخدمين كتابة حالات اختبار بلغات مثل جافا، وبايثون، وغيرها. للمزيد
Quick Test Professional: تُستخدم لاختبار تطبيقات الويب وسطح المكتب، تعتمد على لغة البرمجة VB.
Sikuli: تُستخدم للبحث عن واجهات المستخدم الرسومية وأتمتتها باستخدام لقطات الشاشة.
Appium: يسمح لمتخصصي ضمان الجودة بإجراء اختبارات تطبيقات آلية على منصات مختلفة مثل iOS وAndroid وWindows SDK. للمزيد
Jmeter: هو تطبيق Java مفتوح المصدر يستخدم لاختبار سلوك التطبيق الوظيفي وقياس الأداء. للمزيد

تحسين جودة المنتجات البرمجية

جودة البرمجيات هي مقياس لمدى تلبية نظام برمجي لاحتياجات مستخدميه، بالإضافة إلى معايير الصناعة وأفضل الممارسات، يؤدي البرنامج عالي الجودة وظائفه المقصودة دون أخطاء أو عيوب.

تحسين جودة المنتجات البرمجية يقلل من تكلفة الأخطاء بنسبة كبيرة قد تصل إلى 100 ضعف إذا تم معالجتها مبكرًا، ويزيد من إنتاجية الفرق البرمجية ورضا العملاء بنسبة تصل إلى 30%، وتشير الإحصائيات إلى أن استخدام الاختبارات التلقائية ومراجعة الكود يقلل العيوب بنسبة تصل إلى 80% ويساهم في رفع كفاءة التطوير بشكل ملحوظ.

استراتيجيات تحسين جودة البرمجيات

يستخدم 75% من فرق DevOps اختبارات تلقائية تقلل الأخطاء بنسبة 40–60%، وتُظهر مراجعة الكود أنها تقلل العيوب بنسبة 50–80%، وفيما يلي أهم استراتيجيات تحسين جودة المنتجات البرمجية:

الاختبار المبكر: مهم جدا حيث أنه يقلل دائمًا من تكلفة إصلاح الأخطاء، فالعيب الذي قد يكلف شركتك 100 دولار في مرحلة المتطلبات قد يكلفك 10,000 دولار أو أكثر في مراحل تنفيذ المنتج.
اختبار المتصفحات المتعددة: عمل البرنامج بسلاسة عبر مختلف متصفحات الويب، و أحجام الشاشات، وتطبيقات الجوال، مع طرح العديد من الأجهزة والنماذج في السوق، أصبح اختبار المتصفحات المتعددة جزءًا لا يتجزأ من كل مطور. للمزيد
استخدام ضوابط الجودة منذ البداية: يُحسّن النهج المنظم عمليات الاختبار بفعالية ويُقلل تكاليف الصيانة باستخدام أدوات الاختبار الأصلية. للمزيد
التسليم المستمر (CD) والتكامل المستمر (CI): يركز التسليم المستمر على إصدار التغييرات للعملاء بشكل تفاعلي، بينما يزيد التكامل المستمر من موثوقية الكود من خلال دمج التعديلات على المنتج عدة مرات يوميًا. للمزيد
توثيق متطلبات المشروع: يُحدد التوثيق الجيد نطاق المشروع، ومراحل إنجازه، ونتائجه، ومواصفاته الفنية، مما يضمن الالتزام بالمواعيد النهائية والالتزام بالمسار الصحيح.
التفكير خارج الصندوق: تقليد استراتيجيات منافسيك لا يكفي، فالناس يلجأون إلى الاختلاف، وتتميز إذا طوّرت منتجًا فريدًا لا يستطيع الآخرون تقليده.
تدريب الموظفين: ستظهر عيوب وثغرات أمنية لا يلاحظها فريقك عادةً أثناء تعامله مع المستخدم، يجب على الموظفين أيضًا العمل على تطوير مهاراتهم البرمجية للمساهمة في عملية تطوير البرمجيات. للمزيد
وضع خطة إدارة الجودة: تتضمن الخطة عناصر رئيسية مثل أدوات إعداد التقارير وسياسات ضمان الجودة، ومعايير الجودة، واستراتيجيات الاختبار، وأهداف جودة البرمجيات.
إجراء مراجعات فنية رسمية: إعطاء جميع المراجعين شرحًا شاملًا للمنتج، وفحص شفرة المصدر، واكتشاف الأخطاء، تُحسّن هذه المراجعات جودة البرنامج، وتُساعد المطورين على تحمل مسؤولية عملية إدارة الإنتاج.
إعداد تقارير الأخطاء: يشمل جميع السيناريوهات المحتملة وحالات الاستخدام، ويصف السلوكيات التي تظهر أثناء اختبار الميزات الجديدة. يمكنك إضافة لقطات شاشة لاستثناءات الأعطال في التقرير، وسرد جميع الحلول الممكنة، وملخص للأخطاء. للمزيد

التحديات الشائعة في اختبار البرمجيات

مع التطور المستمر في التكنولوجيا ، تتقدم عملية اختبار البرمجيات بشكل مستمر، لذلك، من الصعب جدًا على ضمان الجودة مواكبة أفضل الممارسات لإجراء اختبارات سريعة ودقيقة، فيما يلي نذكر حلول لأبرز التحديات التي نواجهها في اختبار البرمجيات:

ضعف التواصل: يجب أن تتعاون فرق التطوير والاختبار بشكلٍ دوري بحضور رئيس أو مديري المنتج لضمان توافق الجميع، كما تُساعد أعضاء الفريق على الالتزام بأهدافهم.
نقص التوثيق: يجب عمل وثائق شاملة تتضمن متطلبات المشروع المحددة بالتفصيل، كما ستساعد فرق ضمان الجودة على فهم نتائج المنتج المتوقعة وبناء الاختبارات الأكثر ملاءمة.
نقص الاختبارات: إن إيجاد التوازن الصحيح بين الاختبار اليدوي والآلي هو مفتاح نجاح الاختبار، لذلك يجب تقييم الاختبارات التي تتطلب أتمتة وتلك التي يجب تنفيذها يدويًا.
تدريب فريق العمل: استثمر في تطوير مهارات فريقك من خلال برامج التدريب، وورش العمل، إذا كان الوقت ضيقًا، يجب توظيف مختبري أتمتة ذوي خبرة لتوجيه الموظفين الحاليين.
التوقعات الواقعية: توعية الجهات المعنية بنطاق الأتمتة وقيودها، تُحسّن الأتمتة الكفاءة، لكنها تتطلب صيانة دورية، ولا يمكنها استبدال الاختبار اليدوي تمامًا.
رأس المال: ابدأ بمشاريع صغيرة باستخدام أدوات مفتوحة المصدر لتقليل التكاليف، مع التدرج في أتمتة حالات الاختبار ذات الأولوية العالية أولًا.
التعاون والتواصل: عقد اجتماعات منتظمة لضمان التوافق بين فرق التطوير والاختبار، استخدم أنظمة التحكم في الإصدارات مثل Git لتتبع ومشاركة نصوص الأتمتة بفعالية.
الاختبارات غير المستقرة: استخدم مُحدِّدات مواقع مستقرة للعناصر الديناميكية، طبّق أساليب مزامنة فعّالة، مثل الانتظارات الصريحة لمعالجة مشاكل التوقيت.
تغييرات التطبيق المتكررة: استخدم أنماط تصميم مثل نموذج كائن الصفحة (POM) لعزل تغييرات واجهة المستخدم وتقليل صيانة النصوص البرمجية.
تحديات اختبار الأداء: استخدم أدوات اختبار الأداء لمحاكاة حركة مرور البيانات وقياس سلوك النظام تحت الضغط، أجرِ اختبارات التحميل والضغط وقابلية التوسع بانتظام أثناء التطوير.

دور فرق الاختبار في تطوير البرمجيات

تلعب كفاءة فريق الاختبار دورًا بالغ الأهمية في عملية تطوير البرمجيات، قد يختلف تكوين فريق الاختبار المثالي حسب حجم المشروع وطبيعته، فيما يلي أبرز الأدوار الرئيسية في عملية اختبار البرمجيات:

مدير الاختبار: يضع استراتيجية الاختبار، ويخصص الموارد، ويضمن توافق أنشطة الاختبار مع أهداف المشروع، كما يتواصل مع أصحاب المصلحة، ويحافظ على معايير الاختبار.
قائد الاختبار: يتعاون بشكل وثيق مع مدير الاختبار لتنسيق وإدارة أنشطة الاختبار اليومية، يُوزّعان المهام على أعضاء الفريق، ويُراقبان التقدم، ويُقدّمان التوجيه، ويضمنان تنفيذ أنشطة الاختبار وفقًا لاستراتيجية الاختبار.
المختبرون: يتولون مسؤولية تصميم وتنفيذ حالات الاختبار بناءً على متطلبات المشروع، ويقومون بتحديد العيوب وتوثيقها، وإجراء أنواع مختلفة من الاختبارات، والتعاون مع أعضاء الفريق الآخرين لضمان استيفاء البرنامج لمعايير الجودة.
مدير بيئة الاختبار: يتولى مسؤولية إعداد بيئة الاختبار وصيانتها، ويضمن أن تكون مطابقة لبيئة الإنتاج، مما يقلل من التباينات التي قد تؤثر على نتائج الاختبار.
مدير بيانات الاختبار: يتولى إدارة إنشاء بيانات الاختبار وصيانتها ومعالجتها بشكل آمن، ويضمن أن تكون دقيقة وذات صلة، وتدعم سيناريوهات اختبار متنوعة.

مستقبل اختبار البرمجيات

إذا كان عام 2023 هو عام الذكاء الاصطناعي، فسيكون عام 2024 عام التعايش البشري مع التكنولوجيا. منذ إصدار Open AI لبرنامج Chat GPT في نوفمبر 2022، شهدنا تدفقًا مستمرًا من نماذج اللغات الكبيرة المتنافسة (LLMs) والتطبيقات المتكاملة لمهام محددة، بما في ذلك المحتوى ومعالجة الصور وإنتاج الأكواد البرمجية. لم يعد السؤال المطروح هو اعتماد الذكاء الاصطناعي؛ بل انتقلنا إلى كيفية دمج هذه التكنولوجيا في حياتنا اليومية على النحو الأمثل. هذه هي توقعاتي لقطاع اختبار ضمان جودة البرمجيات لعام 2024.

72% من المؤسسات حول العالم أشارت إلى أن أتمتة اختبارات البرمجيات أصبحت من أولوياتها القصوى في تحسين جودة المنتجات وتسريع وقت الوصول إلى السوق.

أكثر من 60% من فرق تطوير البرمجيات بدأت بالفعل في دمج الذكاء الاصطناعي في عمليات الاختبار لتحسين تغطية الاختبارات وتقليل التكاليف.

الذكاء الاصطناعي في الاختبارات

بدأت أدوات الاختبار تستخدم تقنيات الذكاء الاصطناعي لتحسين اكتشاف الأخطاء وتغطية السيناريوهات المعقدة، وإليك كيفية إجراء اختبارات الذكاء الاصطناعي:

تحديد المجالات المناسبة للذكاء الاصطناعي: بدأ بتحديد المجالات المتكررة، يمكن للذكاء الاصطناعي إضافة قيمة، مثل توليد حالات الاختبار، أو التنبؤ بالأخطاء، أو التحقق البصري.
جمع وتحليل البيانات التاريخية: استخدم السجلات، والعيوب السابقة، لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي، لأنه يساعد على اكتشاف الأنماط والتنبؤ بمناطق المشاكل في الإصدارات المستقبلية.
أتمتة توليد حالات الاختبار: استخدم أدوات الذكاء الاصطناعي التي تُولّد حالات الاختبار تلقائيًا بناءً على سلوك التطبيق، أو تدفقات المستخدم، أو تغييرات الكود.
تحديد أولويات الاختبارات الذكية: تُحلل خوارزميات التعلم الآلي المخاطر والتغييرات الحديثة لتحديد أولوية الاختبارات التي يجب إجراؤها أولًا.
تفعيل أتمتة الاختبارات ذاتية الإصلاح: يمكن لنصوص الاختبار المدعومة بالذكاء الاصطناعي تحديث نفسها تلقائيًا عند تغير عناصر واجهة المستخدم، مما يُقلل من جهد الصيانة وهشاشة الاختبار.
استخدم الذكاء الاصطناعي البصري: استخدم أدوات الرؤية الحاسوبية لإجراء فحوصات على مستوى البكسل لواجهة المستخدم واكتشاف الانحدارات البصرية التي قد تغفلها الاختبارات اليدوية أو التقليدية.

يهدف اختبار الذكاء الاصطناعي إلى تقييم قدرات البرنامج وكفاءته وموثوقيته من خلال أتمتة مهام مثل تنفيذ الاختبار، والتحقق من صحة البيانات، وتحديد الأخطاء.