وثيقة التحكم في الواجهة

وثيقة التحكم في الواجهة ، والتي تُعرف عادةً بالاختصار ICD ، هي وثيقة فنية تُستخدم لتسجيل وتحديد والتحكم في معلومات الواجهة بين الأنظمة أو الأنظمة الفرعية أو المعدات أو مكونات الأجهزة أو مكونات البرامج . ^{[ 1 ]}

في هندسة النظم ، يمكن فهم الواجهة على أنها حدود مشتركة بين الوحدات الوظيفية، وتُحدد بخصائص تتعلق بالوظائف، والتبادلات المادية للإشارات، وغيرها من السمات التقنية. ^{[ 2 ]} يُعد التحكم في هذه الواجهات ذا أهمية في المشاريع التي تتطلب تطوير أجزاء مختلفة من النظام، ودمجها، واختبارها، وصيانتها بطريقة متوافقة. ^{[ 3 ]}

تُستخدم وثيقة تعريف المكونات (ICD) بشكل أساسي في السياقات التي يتطلب فيها دمج العناصر التقنية تعريفًا دقيقًا للمعلومات المشتركة. قد تشمل هذه المعلومات الإشارات والرسائل وتنسيقات البيانات وبروتوكولات الاتصال والخصائص الفيزيائية ومتطلبات التوافق والمسؤوليات بين الأطراف المعنية. لهذا السبب، يرتبط هذا النوع من الوثائق بأنشطة التكامل والتحقق والتدقيق وإدارة التكوين والتحكم في التغييرات في المشاريع الهندسية. ^{[ 3 ]}

تسجل وثيقة التحكم في الواجهة، بطريقة مُحكمة، المعلومات اللازمة لضمان توافق العناصر المترابطة في النظام مع بعضها البعض. وهي بمثابة مرجع مشترك للفرق المشاركة في التطوير والتكامل والتحقق والتدقيق والصيانة والتحكم في التغييرات، مما يقلل من الغموض الذي قد ينشأ عندما تحتاج أجزاء النظام المطورة بشكل منفصل إلى تبادل البيانات أو الإشارات أو المعلومات المادية فيما بينها. ^{[ 3 ]}

يتمثل الهدف الرئيسي من وثيقة تعريف واجهة المستخدم (ICD) في وضع وصف مشترك للواجهة. يُمكّن هذا الوصف الفرق المختلفة من فهم كيفية تواصل عناصر النظام أو اتصالها، والمعلومات التي يجب تبادلها، والقيود التي يجب مراعاتها، والمعايير التقنية التي يجب أن تظل متوافقة. في المشاريع المعقدة، تكتسب هذه الوظيفة أهمية بالغة لأن أجزاءً مختلفة من النظام قد تُصمّم من قِبل فرق أو مؤسسات أو موردين مختلفين.

تصف وكالة ناسا وثائق التحكم في الواجهات بأنها وثائق تحدد وتوثق معلومات الواجهات وطلبات التغيير المعتمدة، وتشير إلى وثيقة التحكم في الواجهات أو رسم التحكم في الواجهات ضمن أنواع الوثائق المستخدمة في إدارة الواجهات. ^{[ 3 ]} في البرامج التقنية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، تُوصف وثائق التحكم في الواجهات بأنها وسائل رسمية لإنشاء الواجهات وتحديدها والتحكم فيها، وتوثيق معلومات تصميم الواجهات التفصيلية. ^{[ 4 ]}

يختلف محتوى وثيقة التصميم المتكاملة (ICD) تبعًا لمجال التطبيق، والعملية الهندسية المتبعة، ومدى تعقيد المشروع. وبشكل عام، قد يشمل ما يلي:

• تحديد الواجهة؛
• الأنظمة أو الأنظمة الفرعية أو المكونات المعنية؛
• إشارات الإدخال والإخراج؛
• الرسائل المتبادلة بين الأنظمة؛
• أنواع البيانات، ووحدات القياس، والمقاييس، والحدود، والتفاوتات؛
• دورية أو تردد الإرسال؛
• بروتوكولات الاتصال وتنسيقات الرسائل؛
• الموصلات والخصائص الفيزيائية؛
• الرسوم البيانية والرسومات والجداول؛
• المسؤوليات الفنية بين الأطراف المعنية؛
• تغيير التاريخ.

تصف وكالة الخدمات اللوجستية الدفاعية وثيقة معلومات الواجهة (ICD) بأنها سجل لمعلومات الواجهة التي تم إنشاؤها لمشروع ما، بما في ذلك الرسومات والمخططات والجداول والمعلومات النصية. ^{[ 1 ]}

في الواجهات الرقمية، قد يصف المستند حقول الرسائل، وتشفير البيانات، وترتيب الإرسال، ومعدل التحديث، والقيم الصالحة، والحالات الممكنة، وظروف الخطأ. أما في الواجهات المادية أو الكهروميكانيكية، فقد يسجل الموصلات، والأبعاد، والإشارات الكهربائية، وخصائص مصدر الطاقة، والقيود الميكانيكية، والظروف البيئية ذات الصلة بالتوافق بين العناصر المتصلة. ويعتمد المحتوى الدقيق على نوع النظام والممارسات المعتمدة من قبل الجهة المسؤولة عن المشروع.

قد تغطي وثيقة التحكم في الواجهة أنواعًا مختلفة من الواجهات، وذلك تبعًا لطبيعة النظام ومجال التطبيق. في هندسة النظم، قد تشمل الواجهات جوانب مادية، أو كهربائية، أو ميكانيكية، أو بشرية، أو وظيفية، أو متعلقة بالاتصالات. ^{[ 3 ]}

من بين أنواع الواجهات التي يمكن توثيقها في وثيقة تعريف الواجهات (ICD):

• الواجهات المادية، مثل الموصلات والأبعاد ونقاط التثبيت أو الخصائص الميكانيكية؛
• الواجهات الكهربائية، مثل مستويات الجهد والتيارات والإشارات المنفصلة أو خصائص مصدر الطاقة؛
• واجهات البيانات، مثل الرسائل والحقول وأنواع البيانات والوحدات وتنسيقات الترميز؛
• واجهات الاتصال، مثل البروتوكولات، والحافلات، وتردد الإرسال، وقواعد تبادل الرسائل؛
• واجهات الأجهزة والبرامج، عندما تعتمد وظائف البرامج على الإشارات أو السجلات أو أجهزة الاستشعار أو المشغلات؛
• واجهات التفاعل بين الإنسان والآلة، عندما يكون هناك تفاعل بين المشغلين أو المستخدمين أو الفرق التقنية والنظام.

يساعد التعريف الواضح لهذه العناصر على تقليل التفسيرات المتباينة بين الأطراف المشاركة في تطوير النظام وتكامله واختباره. ^{[ 3 ]}

ترتبط وثيقة التحكم في الواجهات بإدارة الواجهات، وهي نشاط هندسي للنظم يهدف إلى تعريف وتوثيق ومراقبة وصيانة الواجهات بين عناصر النظام. ووفقًا لوكالة ناسا، تشمل إدارة الواجهات تعريف الواجهات، وتحديد الخصائص الفيزيائية والكهربائية والميكانيكية والبشرية، والتحقق من التوافق، ومراقبة الواجهات طوال فترة المشروع. ^{[ 3 ]}

قد ترتبط وثائق التحكم في الواجهة أيضًا بعمليات إدارة التكوين ، حيث تشير ناسا إلى أن هذه المخرجات يتم الاحتفاظ بها واعتمادها من خلال عملية إدارة التكوين وتصبح جزءًا من حزمة البيانات الفنية للمشروع. ^{[ 3 ]}

في سياق إدارة الواجهات، يُسهم دليل تصميم الواجهات (ICD) في الحفاظ على إمكانية تتبع المتطلبات والتصميم والتكامل والاختبار. عند تغيير واجهة ما، يُمكن استخدام هذا الدليل كأساس لتحديد الأنظمة أو الأنظمة الفرعية أو الرسائل أو الإشارات أو المتطلبات التي قد تتأثر. وتكتسب هذه العلاقة مع التحكم في التكوين أهمية خاصة في المشاريع التي قد يؤثر فيها تغيير أحد معايير الواجهة على أجزاء متعددة من النظام.

يُعدّ التحكم في التغييرات جزءًا أساسيًا من استخدام وثائق التحكم في الواجهات. فبمجرد تعريف واجهة ما واعتمادها، قد تؤثر التغييرات التي تطرأ على معاييرها على الأنظمة أو الأنظمة الفرعية أو المكونات الأخرى المتصلة بها. ولذلك، غالبًا ما تتطلب التغييرات في الواجهات تحليلًا للأثر، واعتمادًا، وتحديثًا للوثائق ذات الصلة.

تشير وكالة ناسا إلى ضرورة صيانة وثائق واجهة المستخدم واعتمادها من خلال عمليات إدارة التكوين، لتصبح جزءًا من حزمة البيانات التقنية للمشروع. ^{[ 3 ]} وبهذا المعنى، لا يقتصر دور وثيقة تعريف واجهة المستخدم (ICD) على كونها وصفًا أوليًا للواجهة فحسب، بل تُعد أيضًا سجلًا مُحكمًا للتغييرات المعتمدة طوال دورة حياة النظام.

قد تشمل التغييرات التي تطرأ على واجهة المستخدم، على سبيل المثال، تعديلات على تنسيق الرسالة، أو وحدة القياس، أو نوع البيانات، أو تردد الإرسال، أو الموصل، أو بروتوكول الاتصال، أو حدود التشغيل. وبدون تحكم مناسب، قد تتسبب هذه التغييرات في عدم التوافق أثناء التكامل أو الاختبار أو التشغيل أو الصيانة.

في المشاريع المعقدة، قد يُستخدم دليل تصميم واجهة المستخدم (ICD) كمرجع أثناء تكامل النظام والتحقق منه والتحقق من صحته وتحليل تأثير التغييرات. وتشير وكالة ناسا إلى أن معلومات واجهة المستخدم والتغييرات المعتمدة قد تُستخدم كمدخلات لعمليات التحقق والتحقق من الصحة، لا سيما عندما تكون معلمات واجهة المستخدم ضرورية لتحديد أهداف الاختبار وخطط الاختبار. ^{[ 3 ]}

تُعدّ هذه العلاقة مهمة لأن النظام قد يعمل بشكل صحيح بمعزل عن غيره، ولكنه قد يُظهر أعطالاً عند دمجه مع أنظمة أخرى. وتساعد مراقبة الواجهات على التحقق من توافق الأجزاء المتصلة مع التعريفات التقنية نفسها.

أثناء عملية التكامل، يمكن استخدام وثيقة تعريف واجهة المستخدم (ICD) لمقارنة السلوك الفعلي للواجهة مع التعريف الموثق. وفي الاختبار، قد تساعد في تحديد المعلمات المتوقعة، وتنسيقات الإدخال والإخراج، والحدود المقبولة، وظروف التشغيل، ومعايير التوافق. وبالتالي، قد تدعم هذه الوثيقة كلاً من التحضير للاختبار وتحليل الأعطال التي تم اكتشافها أثناء التكامل.

تختلف المصطلحات والتقسيمات بين وثائق الربط باختلاف المنظمة والقطاع والعملية المعتمدة. وتشمل الوثائق ذات الصلة ما يلي:

• IRD — وثيقة متطلبات الواجهة ؛
• ICD — وثيقة التحكم في الواجهة أو رسم التحكم في الواجهة ؛
• IDD — وثيقة تعريف الواجهة ؛
• خطة التحكم في الواجهة ( ICP) .

تستشهد وكالة ناسا بهذه الوثائق كأنواع من الوثائق المتعلقة بإدارة الواجهات. ^{[ 3 ]}

بشكل عام، تميل وثائق متطلبات الواجهة إلى تسجيل الاحتياجات والقيود التي يجب أن تلبيها الواجهة، بينما تصف وثائق تعريف الواجهة أو التحكم بها الحل التقني المعتمد والبيانات اللازمة لتنفيذه والتحقق منه. وقد يختلف هذا التمييز تبعًا للعملية الهندسية المستخدمة.

تُستخدم وثائق التحكم في الواجهات في المجالات التي تتضمن التكامل بين الأنظمة أو المكونات المطورة بشكل منفصل. وتشمل هذه المجالات ما يلي:

• هندسة النظم ؛
• هندسة البرمجيات ؛
• التكامل بين الأجهزة والبرامج ؛
• أنظمة الفضاء الجوي؛
• أنظمة الأنظمة .

في أنظمة البرمجيات والأجهزة، قد يدعم دليل تصميم الدوائر المتكاملة (ICD) توثيق الواجهات بين المكونات التي تتبادل البيانات أو الإشارات أو الرسائل. وفي أنظمة الفضاء الجوي، يمكن استخدامه لتسجيل الواجهات بين المعدات والأنظمة الفرعية الإلكترونية وأجهزة الحاسوب الموجودة على متن المركبة والحمولات والمحطات الأرضية أو العناصر التقنية الأخرى.

في أنظمة الأنظمة، تظهر إدارة وثائق التحكم في الواجهة في الأدبيات الأكاديمية كنشاط مرتبط بالتكامل بين الأنظمة المكونة المختلفة. ^{[ 6 ]}

في المشاريع المعقدة، قد تُحفظ وثائق التحكم في الواجهات بصيغ رقمية، أو قواعد بيانات، أو أدوات هندسة النظم، أو بيئات إدارة المتطلبات، أو مستودعات مُتحكَّم في إصداراتها. والهدف من ذلك هو تسهيل التتبع والمراجعة والتحكم في الإصدارات وضمان الاتساق بين بيانات الواجهات وغيرها من العناصر التقنية للمشروع.

في الأدبيات المتعلقة بأنظمة الأنظمة، ارتبطت إدارة وثائق التحكم في الواجهات بنهج "التوثيق كشفرة برمجية" ، حيث تُعامل الوثائق التقنية معاملة الشفرة المصدرية، مع مراعاة التحكم في الإصدارات والمراجعة والتحقق الآلي. ^{[ 6 ]} قد يُسهم هذا النهج في الحفاظ على اتساق الواجهات في المشاريع التي تشمل أنظمة أو فرقًا أو مؤسسات متعددة.

• هندسة النظم
• تكامل الأنظمة
• هندسة البرمجيات
• إدارة التكوين
• التحقق والتدقيق