ما هي هندسة تدفق البيانات؟

بنية تدفق البيانات عبارة عن سلسلة من الوظائف في برامج الكمبيوتر حيث يتم إنشاء كل خطوة تلقائيًا بواسطة إجراءات وظيفة سابقة. يُعرف أيضًا باسم البرمجة التفاعلية. نظرًا لأن كل دالة تمت برمجتها بشكل صريح ، فلا داعي لإعادة حساب القيم في متغير واحد عندما يتغير متغير آخر. يتيح ذلك وظيفة عمليات تدفق البيانات المتوازية حيث لا تركز الموارد على التكيف مع احتياجات كل أمر جديد.

تمت مقارنة مفهوم بنية تدفق البيانات بخط تجميع المصنع. كما هو الحال مع هذا النوع من النظام ، يتم تحسين كل حزمة من المعلومات لتحقيق أعلى أداء على حدة مع دمجها أيضًا في النظام بأكمله. يتم ترتيب المعلومات في نوع من خطوط الأنابيب ، حيث تنتقل من وظيفة إلى أخرى. تتمثل إحدى الطرق المهمة التي يختلف بها النظام في أن كل حزمة تحتوي على المعلومات اللازمة لربطها بالرابط التالي في سلسلة تدفق البيانات.

نظرًا لأن بنية تدفق البيانات تعتبر شكلاً بسيطًا من أشكال البرمجة ، فغالبًا ما يستخدمها المبرمجون الأقل خبرة. بهذه الطريقة ، يمكن برمجة نظام حزمة واحدة في كل مرة. ينجذب بعض المبرمجين أيضًا إلى بنية تدفق البيانات لأنها طريقة مباشرة لتنظيم مجموعات معقدة من المعلومات.

في حين أن بنية تدفق البيانات سهلة الاستخدام نسبيًا ، إلا أن لها أيضًا بعض القيود. مع الحزم المخصصة لمهام محددة ، يمكن للنظام أن يعمل بكفاءة ، ولكن بقدر معين فقط من المرونة. يمكن برمجة كل حزمة بشكل مختلف ، ولكن إذا كان النظام سيعمل ، فيجب أن يتبع مسارًا معينًا. نظرًا لأن بنية تدفق البيانات تحل الكثير من المشكلات المتأصلة في تدفق البيانات والتنظيم ، سيحاول العديد من المبرمجين استخدام مفاهيمها الأساسية أثناء إجراء التعديلات للتعامل مع احتياجات البرمجة الأكثر تعقيدًا.

يتعارض مفهوم بنية تدفق البيانات مع النمط التقليدي المعروف باسم فن العمارة فون نيومان. في هذا النوع من البرمجة ، يوجد قسم لكل وظيفة ، بدلاً من سلسلة من الحزم التي تحتوي على معلومات تسمح بعدة أنواع من الوظائف. اختلاف أساسي مع هذا الشكل من البرمجة لأنه غير قادر على التعامل مع العمليات المتوازية. تمت تسمية النظام على اسم عالم الكمبيوتر جون فون نيومان ، الذي كتب عن أساسيات المفهوم في ورقة بحثية عام 1945. على الرغم من قيودها ، يعد هذا أيضًا أسلوبًا بسيطًا وواسع الانتشار من البرمجة.