تحلیل نرم‌افزار

تحلیل نرم‌افزار (Software Analysis) فرآیندی است که به منظور تحلیل و بررسی نرم‌افزارها و برای شناسایی مشکلات و بهبود کیفیت آن‌ها انجام می‌شود. تحلیل نرم‌افزار شامل استفاده از تکنیک‌های مختلفی برای تجزیه و تحلیل کد نرم‌افزار و شناسایی مشکلاتی مانند باگ‌ها، آسیب‌پذیری‌های امنیتی و محدودیت‌های عملکردی است. در فرآیند تحلیل نرم‌افزار، تحلیل‌گران نرم‌افزار با توسعه‌دهندگان و سایر اعضای تیم توسعه نرم‌افزار همکاری می‌کنند تا مشکلاتی که ممکن است در طول فرآیند توسعه پیش بیاید را شناسایی و برای آن راه‌حل پیش‌بینی کنند. در این مقاله، به بررسی جزئیات تحلیل نرم‌افزار، مزایا و معایب آن، روش‌ها، نرم‌افزارها، نقش تحلیل‌گران نرم‌افزاری و همکاری آن‌ها با دیگر اعضای تیم توسعه نرم‌افزار برای ایجاد نرم‌افزارهای موفق می‌پردازیم.

تحلیل نرم‌افزار چیست؟

تجزیه و تحلیل نرم‌افزار فرایندی است که با بررسی نرم‌افزار، ساختار، رفتار و کیفیت آن‌ها را مشخص و درک می‌کند. هدف اصلی تجزیه و تحلیل بهبود کیفیت و قابلیت اطمینان نرم‌افزار با شناسایی و رفع مشکلات آن مثل خطاها، آسیب‌پذیری‌ها و محدودیت‌های عملکردی است.

این فرآیند شامل استفاده از ابزارها و تکنیک‌های مختلف برای تحلیل کد نرم‌افزار، داده‌ها و رفتار آن است. پس از شناسایی و تحلیل نوبت به تصمیمات برای بهبود برنامه با کمک تحلیل‌های انجام شده، می‌رسد. تجزیه و تحلیل نرم‌افزار بخش مهمی  از چرخه توسعه نرم‌افزار است و به بهبود رضایت و نیازهای کاربران از نرم‌افزارها کمک می‌کند.

چرا تحلیل نرم‌افزار مهم است؟

تجزیه و تحلیل نرم افزار به چند دلیل اهمیت زیادی دارد که در ادامه آن‌ها را با هم بررسی می کنیم:

۱- تضمین کیفیت

تحلیل نرم‌افزار با شناسایی و رفع مشکلات موجود در کد باعث بهتر شدن کیفیت نرم‌افزار می‌شود. در نتیجه آن، نرم‌افزار قابل اطمینان‌تر و پایدارتری توسعه داده می شود که نیازهای کاربران را برطرف می‌کند.

۲- بهبود تجربه کاربری

تحلیل نرم افزار با شناسایی و رفع مشکلات موجود در برنامه، بهبود در تجربه کاربری را به ارمغان می آورد. این کار باعث می‌شود که کاربران هنگام استفاده از برنامه رضایت بیشتری داشته باشند و احتمال استفاده مجدد کاربر از محصول نرم‌افزاری افزایش پیدا می‌کنند.

۳- کاهش هزینه‌ها

شناسایی زودهنگام و رفع مشکلات با کمک تحلیل نرم افزار می‌تواند هزینه‌های مربوط به رفع مشکلات را در مراحل بعدی توسعه یا پس از انتشار برنامه کاهش دهد.

۴- بهبود امنیت

تحلیل نرم افزار می‌تواند بخشی‌هایی از برنامه که آسیب‌پذیری‌ امنیتی دارند را شناسایی کند و به توسعه دهندگان کمک کند تا قبل از انتشار، آن‌ها را برطرف کنند.

۵- رعایت مقررات

در بعضی از صنایع مانند بهداشت و درمان یا مالی، توسعه نرم‌افزارها باید از قوانین خاصی پیروی کند یا استانداردهای تعریف شده‌ای داشته باشد. تحلیل نرم‌افزار با شناسایی مشکلاتی که مانع از رسیدن به این استانداردها می‌شوند و برنامه‌ریزی مناسب به پیشرفت مسیر توسعه کمک می‌کنند.

تحلیل نرم افزار چه مزایایی دارد؟

استفاده از تحلیل در توسعه نرم‌افزار مزایای زیادی دارد که در ادامه به تعدادی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:

۱- بهره‌وری در هزینه

تحلیل نرم‌افزار با شناسایی مشکلات در ابتدای فرآیند توسعه، کاهش نیاز به باز طراحی و بازسازی گران‌قیمت در آینده را به همراه دارد.

۲- کاهش ریسک

تحلیل نرم‌افزار، با شناسایی و رفع آسیب‌پذیری‌های امنیتی، به کاهش ریسک نقض اطلاعات و حوادث امنیتی کمک می‌کند.

۳- امکان تصمیم‌گیری بهتر

 تحلیل نرم‌افزار با ارائه بینش‌ها و داده‌های قابل اعتماد به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا در مورد طراحی، توسعه و نگهداری نرم‌افزار تصمیمات بهتری بگیرند.

۴- ایجاد مزیت رقابتی

تحلیل نرم‌افزار به سازمان‌ها کمک می‌کند تا با توسعه نرم‌افزارهای با کیفیتی که نیازها و انتظارات مشتریان را برآورده می‌کنند، در رقابت با سایر رقبای خود پیشی گیرند و مهم‌ترین نتیجه آن می‌تواند افزایش سهم بازار و رشد درآمد شرکت باشد.

۵- مشارکت بهتر

تحلیل نرم‌افزار باعث بهبود مشارکت و همکاری بین توسعه‌دهندگان، تحلیل‌گران و سایر ذینفعان در فرآیند توسعه‌ی نرم‌افزار می‌شود. با کمک تحلیل نرم‌افزار رسیدن به درک مشترک از نیازها، مشکلات و نقاط قوت نرم‌افزار تسهیل می‌شود و همکاری بهتری شکل می‌گیرد.

۶- بهبود مستمر

تحلیل نرم‌افزار یک فرآیند مستمر است که می‌تواند باعث بهتر شدن نرم‌افزارها شود. با انجام مداوم تحلیل نرم‌افزار واجرایی کردن بهبودهای لازم، سازمان‌ها می‌توانند اطمینان حاصل کنند که نرم‌افزار آن‌ها همواره با تغییرات و نیازهای کاربران خود همگام است و کارآمدی خود را حفظ کرده است.

تحلیل نرم‌افزار چه چالش‌هایی دارد؟

در کنار مزایایی زیادی که برای تحلیل نرم‌افزار گفته شد، این کار چالش‌هایی هم دارد که باید در نظر گرفته شود. در ادامه به تعدادی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

۱- هزینه‌ اجرایی زیاد

تحلیل نرم‌افزار ممکن است هزینه‌هایی را برای شرکت به همراه داشته باشد، از جمله هزینه‌های نیروی انسانی و ابزارهای لازم برای انجام آن.

۲- زمان‌بر بودن

تحلیل نرم‌افزار زمان‌بر است و ممکن است باعث طولانی شدن فرایند توسعه نرم‌افزار شود.

۳- پیچیدگی

 تحلیل نرم‌افزار به دلیل ذات پیچیده و فرآیندهایش ممکن است، سخت باشد و برای تحلیل‌گران چالش‌هایی را فراهم کند.

۴- محدودیت منابع

تحلیلگران از ابزارهای مختلفی استفاده می‌کنند. بنابراین تحلیل نرم‌افزار نیازمند منابعی است که ممکن است امکان فراهم کردن آن‌ها برای یک سازمان وجود نداشته باشد. باید منابع در دسترس سازمان‌ها را در نظر گرفت.

۴- تغییر نیازمندی‌ها

نیازمندی‌های نرم‌افزار ممکن است به طور مداوم تغییر کنند که می‌تواند باعث دشواری در پیگیری آخرین تغییرات و تضمین اینکه تجزیه و تحلیل نرم‌افزار هنوز هم معتبر و قابل قبول است، شود.

انواع تحلیل نرم‌افزار

دو نوع اصلی تجزیه و تحلیل نرم‌افزار وجود دارد:

• تحلیل استاتیک

•  تحلیل دینامیک

 تحلیل استاتیک شامل تحلیل کدهای نرم‌افزار بدون اجرای آن است؛ در حالی که تحلیل دینامیک شامل تحلیل کد هنگام اجرای آن است. تحلیل استاتیک برای شناسایی خطاهای کدنویسی کاربرد دارد، در حالی که تحلیل دینامیک برای شناسایی مسائل  و مشکلات عملکردی و امنیتی استفاده می شود. هر دو نوع تجزیه و تحلیل مزایا و محدودیت‌های خود را دارند و انتخاب بهترین رویکرد به نیازهای پروژه بستگی دارد.

تحلیل استاتیک

تحلیل استاتیک ( Static Analysis) یک تکنیک تحلیل نرم‌افزار است که شامل تجزیه و تحلیل کد منبع (Source Code) یک برنامه بدون اجرای آن است. هدف تحلیل استاتیک پیدا کردن عیب‌ها یا آسیب‌پذیری‌های موجود در کد است که ممکن است منجر به خطا یا مشکلات امنیتی شوند.

ابزارهای تحلیل استاتیک، کد را برای مشکلاتی مانند خطاهای نحوی(Syntax Error)، خطاهای نوعی (Type Error)، متغیر بدون مقدار اولیه (Uninitialized Variable)، کد مرده (Dead Code) و آسیب‌پذیری‌های امنیتی احتمالی تحلیل می‌کنند.

تحلیل پویا یا دینامیک

تحلیل پویا (Dynamic Analysis) فرآیندی است که در آن کد نرم‌افزار در حال اجرا تحلیل می‌شود. این نوع تحلیل شامل تست برنامه‌های نرم‌افزاری در محیط واقعی برای شناسایی و تشخیص مسائل مربوط به عملکرد، امنیت و قابلیت اطمینان است.

ابزارهای تحلیل پویا، سناریوها، ورودی‌ها و شرایط مختلف را شبیه‌سازی می‌کنند تا رفتار نرم‌افزار را تست کنند و هرگونه خطا یا آسیب‌پذیری را شناسایی کنند. این نوع تحلیل برای مواردی مانند خطاهای زمان اجرا یا نشت حافظه که در تحلیل استاتیک مشخص نمی شوند، کاربرد دارد.

بهترین ابزارهای تحلیل نرم‌افزار چیست؟

برای تحلیل نرم‌افزار از ابزارهای مختلفی استفاده می‌شود که در ادامه با بعضی از آن‌ها آشنا می شویم.

• ابزارهای تحلیل استاتیک

این ابزارها بدون اجرای کد، آن را تحلیل می‌کنند. آن‌ها به تشخیص خطاهای برنامه‌نویسی، آسیب‌پذیری‌های امنیتی و مشکلات عملکردی در کد کمک می‌کنند. مثل SonarQube، ESLint ، PMD و …

• ابزارهای تحلیل دینامیک

 این ابزارها در حین اجرای کد، آن را تحلیل می‌کنند. آن‌ها به تشخیص مشکلات مربوط به مصرف حافظه، عملکرد و امنیت کمک می‌کنند. ابزارهای بررسی کد:

 این ابزارها برای بررسی کد به صورت دستی و شناسایی هر گونه خطاهای برنامه‌نویسی، آسیب‌پذیری‌های امنیتی و سایر مسائل مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثل Fiddler، Wireshark، JMeter و …

• ابزارهای پروفایلینگ (Profiling Tools)

ابزارهای پروفایلینگ برای شناسایی موانع عملکردی در نرم‌افزارها به کار می‌روند. آن‌ها به تشخیص بخش‌هایی از کد که منابع بیشتری را مصرف می‌کنند و باعث کاهش سرعت اجرای نرم‌افزار می‌شوند، کمک می‌کنند. مثل Java VisualVM، Microsoft Visual Studio Profiler، Xcode Instruments و …

• ابزارهای پوششی تست (Test Coverage Tools)

 ابزارهای پوششی تست برای اندازه‌گیری کارایی آزمایش‌ها به کار می‌روند. آن‌ها به تشخیص بخش‌هایی از کد که تست شده‌اند و بخش‌هایی که به تست نیاز دارند، کمک می‌کنند. مثل JaCoCo، NUnit، Cobertura و …

• ابزارهای دیباگ کردن (Debugging Tools)

 ابزارهای دیباگ کردن برای شناسایی و رفع خطاهای موجود در برنامه‌های نرم‌افزاری استفاده می‌شوند. آن‌ها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا علت اصلی مشکل را شناسایی کرده و آن را برطرف کنند. مثل gdb، Visual Studio Debugger، Xcode Debugger و …

• ابزارهای تجزیه و تحلیل وابستگی (Dependency Analysis Tools)

این ابزارها برای شناسایی وابستگی‌ها بین اجزای مختلف یک برنامه نرم‌افزاری استفاده می‌شوند. این ابزارها به شناسایی مشکلات محتمل مرتبط با وابستگی‌ها کمک می‌کنند و اطمینان حاصل می‌کنند که برنامه نرم‌افزاری مطمئن و پایدار باشد. مثل JDepend، NDepend و …

در یک سازمان چه کسی مسئول تحلیل نرم‌افزار است؟

مسئولیت تحلیل نرم‌افزار می‌تواند در هر سازمان یا پروژه متفاوت باشد. به طور کلی، تحلیل‌گران یا مهندسان نرم‌افزار، مسئول انجام تحلیل نرم‌افزار هستند. آن‌ها ممکن است به صورت مستقل یا به عنوان بخشی از یک تیم توسعه بزرگ، با سایر نقش‌های سازمان مانند توسعه‌دهندگان، تست‌کنندگان، مدیران پروژه و کاربران نهایی همکاری کنند. در نهایت، مسئولیت اطمینان از انجام تحلیل نرم‌افزار به صورت موثر و کارآمد بر عهده رهبری و مدیریت سازمان است.

تحلیلگر نرم‌افزار کیست و چه نقشی برعهده دارد؟

تحلیلگر نرم‌افزار (Software Analyst) مسئول ارزیابی نیازهای کاربران، تعیین مشخصات و ویژگی‌های سیستم، تجزیه و تحلیل مسائل و مشکلات مربوط به نرم‌افزار و ارائه راه‌حل‌های مناسب برای آن‌ها است.

این شخص باید با مهندسان نرم‌افزار، توسعه‌دهندگان و سایر اعضای تیم همکاری داشته باشد و به صورت دقیق اطلاعات مربوط به پروژه را دریافت و بررسی کند. تحلیلگران نرم‌افزار باید با تکنولوژی‌های جدید و روش‌های تحلیل نرم‌افزار آشنا باشند تا بتوانند فرایند بهینه‌سازی نرم‌افزار را تضمین کنند.

بعضی از مسئولیت‌های یک تحلیلگر شامل موارد زیر است:

• تحلیل نیازمندی‌ها و مشخصات نرم‌افزار

• شناسایی مشکلات و نواقص در نرم‌افزارها

• توسعه و پیاده‌سازی روش‌های تست نرم‌افزار

• همکاری با توسعه‌دهندگان و سایر تیم‌ها برای پیدا کردن راه حل مشکلات نرم‌افزار

• ارائه راهنمایی و پشتیبانی به تیم‌های توسعه در مورد الزامات کیفیت

• نظارت و گرفتن گزارش از تحقق معیارهای عملکردی و کیفیت نرم‌افزار

• اطمینان از انطباق نرم‌افزارها مطابق با الزامات قانونی و استاندارد‌های مربوط

• حفظ و به‌روزرسانی اسناد نرم‌افزار

برای موفقیت در این نقش، تحلیلگر نرم‌افزار باید مهارت‌های تحلیلی و حل مسئله قوی، درک خوب از روش‌های توسعه نرم‌افزار و تکنیک‌های تست، مهارت‌های ارتباطی و همکاری عالی داشته باشد و بتواند در کار تیمی موثر عمل کند.

آینده تحلیل نرم‌افزار

با توجه به پیشرفت روز افزون تکنولوژی، آینده تحلیل نرم‌افزار امیدوارکننده به نظر می‌رسد. پیشرفت‌های قابل توجهی در حوزه هوش مصنوعی، بیگ‌دیتا، فضاهای ابری و … در حال وقوع است به تسهیل فرایندهای تحلیل کمک زیادی می‌کنند. بطور کلی، آینده تحلیل نرم‌افزار به احتمال زیاد با افزایش پیچیدگی، اهمیت تحلیل پیوسته و نقش روز افزون هوش مصنوعی و یادگیری ماشین گره خورده است.

جمع‌بندی

تحلیل نرم‌افزار یک فرآیند ضروری برای اطمینان از کیفیت و کارایی سیستم‌های نرم‌افزاری است. این فرآیند، بررسی دقیق نرم‌افزار برای شناسایی مشکلات و بهبود عملکرد، امنیت و قابلیت اطمینان آن را شامل می‌شود. با این‌که تجزیه و تحلیل نرم‌افزار به دلیل عواملی نظیر پیچیدگی، تغییر در الزامات و منابع محدود می‌تواند چالش برانگیز باشد، اما ترندها و فناوری‌های پیشروی همچون تجزیه و تحلیل پیوسته، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، آن را آسان‌تر و موثرتر می‌کنند.

با پیچیده‌تر شدن سیستم‌های نرم‌افزاری، اهمیت تجزیه و تحلیل نرم‌افزار بیشتر خواهد شد. بنابراین، سازمان‌هایی که در تجزیه و تحلیل نرم‌افزار سرمایه‌گذاری می‌کنند، در موقعیت بهتری برای تولید یک نرم‌افزار با کیفیت و مطابق با نیازهای مشتریان خود قرار می‌گیرند.