يتحدث المقال عن دراسة علمية قام بها أحد طلاب الدكتوراه حيث طور تقنيات تساعد في تقليل عدد الحالات لفحص الأخطاء البرمجية عبر تقنية تسمى فحص النموذج. باستخدام هذه التقنية صار بالإمكان فحص الأخطاء في البرمجيات المعقدة بشكل أكثر ذكاءاً وسرعة.

تعد أجهزة الكمبيوتر والبرامج أكثر أهمية من أي وقت مضى. فأصبح تنفيذ البرمجيات بدون عيوب كبيرة أو “أخطاء” مطلب أساسي في أنظمة مثل السيارات والطائرات والأجهزة الطبية. طوّر طالب الدكتوراه توماس نيل من جامعة آيندهوفن للتكنولوجيا ثلاث تقنيات لفحص الأخطاء بشكل أكثر ذكاءً وسرعة بناءً على طريقة فحص النموذج (Model Checking).

تعد طريقة فحص النموذج (Model Checking) أحد أكثر الأساليب دقة للتحقق من البرمجيات. فهذه الطريقة تتحقق ما إذا كان البرنامج يعمل بالشكل المطلوب عن طريق البحث في جميع المهام الممكنة التي يمكن أن يقوم بها النظام البرمجي، والحالات التي يمكن أن يمر بها هذا النظام. غالبًا يكمن التحدي في أن البرامج تتكون من أجزاء كثيرة تعمل بالتوازي. يمكن أن يتسبب ذلك في حدوث زيادة كبيرة في عدد الحالات التي تحتاج إلى التحقق، مما يجعل فحص النموذج مكلفًا وربما متعذراً. اكتشف نيل طرقًا جديدة لمعالجة هذه المشكلة عن طريق تقليل عدد الحالات البرمجية التي يجب فحصها.

 مراعاة هدف البرنامج:

 طور نيل ثلاث تقنيات جديدة تشترك في شيء واحد: إنها تأخذ متطلبات حالات النظام البرمجي في الاعتبار. هذا يعني أنه من السهل معرفة أي الحالات لا تحتاج إلى تحقق. ولكي يتمكن نيل من النظر إلى سلوك النظام ومتطلباته في نفس الوقت قام أولاً بتطوير طريقة منظمة جديدة لدمج سلوك النظام ومتطلباته ضمن مركب واحد.

 تقلل التقنية الأولى من عدد حالات النظام البرمجي من خلال تجميع المتشابهات منها معًا. ذلك يجعل من الممكن العمل مع عدد لا حصر له من الحالات. أما التقنية الثانية فإنها تتحقق ما إذا كانت الأجزاء التي تعمل متوازية قد تعمل أحياناً بشكل مستقل تماماً فيصبح ليس من الضروري فحص جميع الحالات البرمجية الممكنة. أما التقنية الأخيرة فهي تتحقق مما إذا كانت عناصر بيانات معينة ذات صلة وتزيلها إذا لم تكن كذلك.

جعل البرمجيات أكثر أمانًا وأسرع:

في المستقبل، ستساعد هذه الأفكار على تقليل تكلفة تطوير برامج السلامة الحيوية ووقت طرحها في السوق. هذا يمكن أن يجعل من الرعاية الصحية ذو التقنية العالية ميسورة التكلفة وبالتالي تصبح في متناول الجميع. علاوةً على ذلك، يمكن أن تساعد تقنيات نيل في استبعاد الأخطاء الخطيرة من الأنظمة مثل أنظمة الطائرات. في الوقت الحاضر، يستلزم الكثير من الخبرة لتطبيق فحص النموذج (Model Checking) بشكل عام وأفكار نيل بشكل خاص. ولتمكين تبني هذه التقنيات على نطاق واسع، من الضروري تطوير نظام مؤتمت بالكامل يقرر الطريقة الأكثر ملاءمة لكل تطبيق أو استعمال معين.

المصدر: https://techxplore.com

ترجمة: هاجر زميع

مراجعة: عبد اللطيف الرباح

تويتر: @al3lm