آزمایشگاه شیمی

الگو اسکرام


اسکرام یک روش چابکِ تکرارشونده و افزایشی برای مدیریت پروژه است که معمولاً در الگوی تولید نرم‌افزار چابک به عنوان نوعی متدولوژی توسعه نرم‌افزار دیده می‌شود. با اینکه روش اسکرام در واقع برای مدیریت محصولات تولید و توسعه پروژه‌ها پیشنهاد شده بود، اما استفاده آن در مدیریت پروژه‌های تولید نرم‌افزار متمرکز شد؛ همچنین امکان دارد جهت مدیریت تیم نگهداری نرم‌افزار، مدیریت پروژه‌ها یا برنامه‌های عمومی مدیریت خط مشی‌ها استفاده شود.








الگوهای بهبودسازی

الگوی تکامل قابلیت یکپارچه سازی (CMMI)

الگوی تکامل قابلیت یکپارچه‌سازی (CMMI) یکی از الگوهای پیشنهادی و تکنیک‌های پیشتاز است. ارزیابی سازمان‌های مستقل و رتبه‌بندی در مورد کیفیت چگونگی تعریف فرایندهای آن سازمان‌ها را دنبال می‌کند، نه بر کیفیت خود فرایندها یا نرم‌افزار تهیه شده است. الگوی CMMI جایگزین الگوی CMM شده است.








ایزو ۹۰۰۰

ایزو ۹۰۰۰ یک استاندارد رسمی سازماندهی فراینده ساخت محصولات و روشی برای مدیریت و نظارت پیشرفت کارهاست. در اصل این استاندارد برای بخش تولید وساخت(صنعتی) ایجاد شد.ایزو ۹۰۰۰ همچنین برای فرایند تولید نرم‌افزار نیز به خوبی استفاده شده.مانند الگو CMMI مدرک ایزو ۹۰۰۰ هیچ تضمینی راجع به کیفیت نتایج نهایی ندارد و فقط فرایندهای کاری را فرموله و قالب استاندارد رسمی می دهد.








ایزو ۱۵۵۰۴

ایزو ۱۵۵۰۴ که با عنوان فرایند تشخیص و تعیین بهبود قابلیت نرم‌افزار (به انگلیسی: Software Process Improvement and Capability Determination)(مخفف انگلیسی: SPICE) نیز شناخته می‌شود، چارچوبی برای ارزیابی فرایندهای نرم‌افزار است. این استاندارد تنظیمات قالب روشنی برای مقایسه فرایندها به شمار می‌رود. SPICE خیلی شبیه CMMI استفاده می‌شود. فرایندهای این الگو برای مدیریت، کنترل، راهنمایی و نظارت تولید نرم‌افزار است. این الگو جهت سنجش سازماندهی تولید و توسعه یا تیم پروژه بصورت واقعی در طول مدت تولید نرم‌افزار استفاده می‌شود. تجزیه و تحلیل این اطلاعات برای شناسایی نقاط ضعف و حرکت به سمت بهبود پروژه استفاه می‌شود. همچنین برای تشخیص نقاط قوت پروژه که می تواند برای سازمان یا تیم پروژه ادامه پیدا کند یا برای امور مشترک یکپارچه شود.







برنامه‌ریزی

برنامه ریزی، فرایندی برای رسیدن به اهداف است. بسته به فعالیتها، هر برنامه می تواند که بلند مدت، میان مدت یا کوتاه مدت باشد. برای مدیرانی که در جستجوی حمایت‌های بیرونی هستند، برنامه ریزی، مهمترین و کلیدی‌ترین سند برای رشد است.برنامه ریزی می تواند، نقش مهمی در کمک به جلوگیری از اشتباهات یا تشخیص فرصتهای پنهان بازی کند. برنامه ریزی به پیش بینی آینده و ساختن آینده تا حدودی قابل تصور کمک می کند. آن پلی است بین آنجایی که هستیم و آنجایی که می خواهیم برویم. برنامه ریزی به آینده می نگرد.

برنامه‌ریزی یا طرح‌ریزی یعنی اندیشیدن از پیش. متخصصین از زوایای متعدد برای برنامه‌ریزی تعاریف متعددی ارائه کرده‌اند که برخی از آنها از این قرار است:

تعیین هدف، یافتن و ساختن راه وصول به آن،
تصمیم‌گیری در مورد اینکه چه کارهایی باید انجام گیرد،
تجسم و طراحی وضعیت مطلوب در آینده و یافتن و ساختن راه‌ها و وسایلی که رسیدن به آن را فراهم کند،
طراحی عملیاتی که شیئی یا موضوعی را بر مبنای شیوه‌ای که از پیش تعریف شده، تغییر بدهد.

برنامه ریزی، نوعی پدیده عینی اجتماعی است و خصوصیت های ویژه خود را دارد در عین حال، یک رویداد منحصربه‌فرد نیست که دارای یک ابتدا و انتهای مشخص باشد بلکه یک فرایند مستمر و دائمی و منعکس کننده تغییرات و در صدد رسیدن به اهداف است. در سازمان های پیچیده امروزی، بدون برنامه ریزی های دقیق، امکان ادامه حیات نیست و برنامه ریزی، مستلزم آگاهی از فرصت ها و تهدیدهای آتی و پیش بینی شیوه مواجهه با آنها است.






مدیران، برنامه ریزی و تصمیم گیری

تصمیم گیری، رکن اساسی تمام وظایف مدیریتی و در عین حال، مبنای برنامه ریزی است چرا که نمی توان گفت برنامه ای وجود دارد مگر اینکه تصمیمی اتخاذ شده باشد. به عبارت بهتر، تصمیم گیری، هسته مرکزی مدیریت است که در تمامی وظایف دیگر، نموددارد، به همین دلیل برخی (مانند هربرت سایمون) مدیریت و تصمیم گیری را دو واژه مترادف می دانند!

به جرأت می توان گفت برنامه ریزی و تصمیم گیری، برای نیل به اهداف سازمان مکمل اند اما نوع اتخاذ تصمیم نیز نقش به سزایی ایفا می کند با وجودی که تصمیم گیری به کلیه وظایف مدیریتی مربوط می شود، اما اساس برنامه ریزی به شمار می آید و نمی توان گفت برنامه ای وجود دارد بدون اینکه تصمیمی گرفته شده باشد. از این رو، تصمیم گیری از ارکان اساسی فعالیت های مدیریتی به شمار می رود چرا که هر مدیری برای اجرای هریک از وظایف خود، همواره با مواردی مواجه می شود که نیاز به تصمیم گیری دارد.






برنامه ریزی به عنوان وظیفه مدیران

برنامه ریزی از وظایف بسیار مهم مدیران است و با سایر وظایف آنها ارتباطی تنگاتنگ دارد. اگر نگرش مبتنی بر برنامه ریزی در سراسر زندگی فردی و سازمانی تسری یابد، نوعی تعهد به عمل بر مبنای تعقل و تفکر آینده نگر و عزم راسخ بر استمرار آن ایجاد می شود. به نوعی، تحقق اهداف فردی و سازمانی، مستلزم برنامه ریزی است. نیاز به برنامه ریزی از آنجا است که همه سازمان ها با فعالیت در محیطی پویا، مترصد آن هستند که منابع محدودشان را برای رفع نیازهای متنوع و فزاینده خود صرف نمایند و این پویایی محیط و وجود تلاطم و عدم اطمینان ناشی از تغییرات محیطی، بر ضرورت انکار ناپذیر برنامه ریزی می افزاید.

با پذیرفتن اصول پنج گانه مدیریتی، و مبنای برنامه ریزی برای این اصول، به این اجماع نظر می رسیم که برنامه ریزی، فرایندی است دارای مراحل مشخص و بهم پیوسته برای تولید یک خروجی منسجم در قالب سیستمی هماهنگ از تصمیم هاکه در این فرایندی، مراحل مشخص و بهم پیوستهای برای تولید یک خروجی منسجم در قالب سیستمی هماهنگ از تصمیم ها وجود دارد. طی این فرایند، به پیش بینی و تدوین فعالیت هایی پرداخته می شود که باید در جهت نیل به اهداف سازمانی صورت گیرد. به عبارت بهتر در فرایند برنامه ریزی، به: چه کسی؟ کجا؟ کِی؟ چه چیزی؟ چرا؟ چگونه؟ پرداخته می شود و پاسخ به این پرسش ها به انتخاب مأموریت ها، هدف ها و اقداماتی برای نیل به آنها می انجامد که مستلزم تصمیم گیری و انتخاب از میان راه های مختلف است. برنامه ریزی می تواند، نقش مهمی در کمک به جلوگیری از اشتباهات یا تشخیص فرصت های پنهان بازی کند. برنامه ریزی به پیش بینی آینده و ساختن آینده تا حدودی قابل تصور کمک می کند. آن پلی است بین آنجایی که هستیم و آنجایی که می خواهیم برویم. برنامه ریزی به آینده می نگرد.






تعریف برنامه ریزی

نگاهی به واژه نامه های عمومی و تخصصی، کافی است تا تعاریفی از این دسته را پیش روی ما قرار دهد. اغلب واژه نامه های عمومی برنامه ریزی را کار یا فعالیت برنامه ریز؛ شکل گیری برنامه ها؛ ساخت یا ترسیم یک طرح یا نمودار؛ کشیدن طرح، طراحی، تدبیر کردن دانسته‌اند واژه نامه های تخصصی نیز آن را، شیوه و فرایند سیستماتیک و گام به گامی دانسته اند که به تعریف، ایجاد و ترسیم فعالیت های ممکنی می پردازد که با نیازها، علایق و مشکلات موجود یا آینده مطابقت داشته باشند

به عبارت دیگر، برنامه ریزی فرایندی است منظم مداوم وحساب شده ومنطقی جهت دار و دورنگر به منظورهدایت وارشاد فعالیتهای جمعی برای رسیدن به هدف مطلوب است .برنامه ریزی بایدمداومت داشته باشد. اهداف برنامه ریزی به شرح زیراست 1)پیش بینی آینده: برنامه آینده نگر 2)برنامه ساختن وشکل دادن به آینده: برنامه آینده ساز 3)برنامه برای انتخاب یک شکل خاص برای آینده :آینده گزین.

متخصصین ، برنامه ریزی را با توجه به حوزه ی فعالیت خود تعریف نموده اند. این واژه، در زمینه علوم و فنون بیشتر با واژه طراحی (designing) عجین شده. هر چند که:این برداشت تقلیل گرایانه و البته این واژه در متون مدیریتی جایگاهی ندارد!






مزایای برنامه ریزی

برخی از مزایای برنامه ریزی عبارتند از:

افزایش احتمال تحقق اهداف سازمان
ایجاد فرصتِ اجرای منظم تصمیم ها
صرفه اقتصادی
انطباق با شرایط متغیر محیطی
استفاده صحیح از منابع
فراهم شدن ابزارهای کنترل
امکان سنجش میزان پیشرفت
آگاهی کارکنان از اهداف سازمان و نقش خود
تقویت کار گروهی
رسیدن به اهداف شخصی

چالش های برنامه ریزی:

چالش های عمده برنامه ریزی از دید برخی منتقدان این امر عبارتند از:

1. حوادث غیر منتظره ای که می تواند تمام پیش بینی ها را نقش بر آب کند! 2.عوض شدن فکر

تغییر رویه هایی که ممکن است مقاومت ایجاد نماید.

1. صرف هزینه و وقت. 2. محدودیت های کوتاه مدت و مقطعی.






تصمیم گیری

واژه تصمیم در لغت به معنای عزم و اراده به انجام کاری است و از دید علم مدیریت، به معنای انتخاب یک راه از راه های مختلف و در حقیقت، انتخاب بهترین راه برای نیل به اهداف است. تصمیم گیری، بیش از آنکه کاری ساده باشد، فرایندی مرحله دار است.






گونه شناسی تصمیم گیری

گونه های مختلفی از تصمیم گیری را از دیدگاه های مختلف می توان شناسایی نمود. برخی از این گو نه ها عبارتند از:

تصمیم گیری به اعتبار برنامه (برنامه ریزی شده و برنامه ریزی نشده)
تصمیم گیری به اعتبار میزان اطلاعات
تصمیم گیری به اعتبار تصمیم گیرنده (فردی و گروهی)
تصمیم گیری به اعتبار درجه استقلال
تصمیم گیری به اعتبار میزان ساختار یافتگی
سایر موارد







مراحل تصمیم گیری

برآیند نسبتاً کلی از مراحلی که برای فرایند تصمیم گیری در متون مختلف طرح شده است را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:

اطمینان از وجود نیاز به تصمیم
تعیین معیارهای تصمیم گیری
تشخیص میزان اهمیت معیارها
کشف راه حل ها
ارزیابی راه حل ها
انتخاب بهترین راه حل








برنامه‌سازی مفرط
برنامه‌سازی مفرط (به انگلیسی: extreme programming) که به اختصار XP نیز خوانده می‌شود، یک متدولوژی توسعه نرم‌افزار است که در آن هدف افزایش کیفیت نرم‌افزار و پاسخ‌گویی به نیازمندی‌های در حال تغییر کاربر است. به عنوان گونه‌ای از توسعه چابک نرم‌افزار (agile software development) از انتشار (release)های متناوب در چرخه‌های کوتاه توسعه با هدف بهبود قابلیت تولید و معرفی نقاط کنترلی (Check Point) برای تطابق با نیازمندی‌های جدید کاربر، دفاع می‌کند.








اسکرام
چارچوب یا فرایند مدل اسکرام یک چارچوب تکرارپذیر و افزایشی برای کنترل پروژه (مدیریت نرم‌افزار) است که معمولاً در زیر شاخه مدل فرایند تولید نرم‌افزار چابک و سریع است. و یک نوع مدل تولید نرم‌افزار در مهندسی نرم‌افزار بحساب می‌رود.اسکرام یک چارچوب تولید نرم‌افزار از سری روشهای تفکر چابک (Agile) می‌باشد. اسکرام یک چارچوب یا فرایند؟ مسئله این است، دراین موضوع کاملاً بین متخصصان اسکرام دوگانگی وجود دارد. اشخاصی مانند کن شوئبر (مبدع اسکرام) دائماً از لفظ چارچوب(framework) استفاده می‌کنند و تاکید می‌نمایند که همه باید این مورد را قبول داشته باشند ولی بعضی دیگر از دوستان از لفظ فرایند و یا متدولوژی برای اسکرام استفاده می‌کنند.






تاریخچه

این روش در سال ۱۹۸۶ توسط هیروتاکا تاکوچی و ایکوجیرو نوناکا بعنوان یک خط مشی جدید برای تولید نرم‌افزارهای تجاری که باید قابلیت سرعت در تولید و انعطاف پذیری را داشته باشند، عرضه شده گردید. اسم اسکرام از یک نوع بازی در فوتبال راگبی آمده است

اسکرام (Scurm) یک متدولوژی افزایشی (Incremental) برای مدیریت پروژه‌های نرم‌افزاری است و از رده متدولوژی‌های Agile محسوب می‌شود. این متدولوژی اولین بار در ژاپن اختراع شد و بعدها در سال ۱۹۹۱ توسط Stahl و Degrace توسعه داده شد. درسال ۱۹۹۵ این متدولوژی توسط Ken Schwober و Jeff Stherland بعنوان یک متدولوژی رسمی برای تولید نرم‌افزار بکار گرفته شد.






مشخصات

با اینکه روش اسکرام در واقع یک روش برای کل فرایند تولید نرم‌افزار در پروژه‌ها به شمار می‌رود اما اختصاصاً برای کنترل پروژه نرم‌افزار استفاده می‌گردد، همچنین امکان استفاده از این روش در نگهداری و پشتیبانی نرم‌افزار به عنوان برنامه و خط مشی عمومی وجود دارد.

اسکرام دربردارنده مجموعه‌ای از روش (Practice)ها و نقش‌های از قبل تعریف شده است اما سه ویژگی است که پایه‌های وجودی اسکرام هستند:

۱- شفافیت و روشنی Transparency: یعنی اینکه تمام جنبه‌های مختلف فرایند که بر خروجی آن اثر می‌گذارد بایستی برای آنهایی که فرایند را کنترل می‌کنند مشهود و قابل دید باشد. نه فقط این جنبه‌ها باید شفاف باشد بلکه بایستی مشخص و معلوم هم باشند یعنی اگر کسی که فرایند را ممیزی می‌کند تشخیص دهد که چه چیزی انجام شده، این باید مطابق با تعریف انجام شده Done از دید تمام افراد درگیر در پروژه باشد. اگر توافقی بین همه طرف‌های درگیر در پروژه بر سر معانی و مفاهیم نباشد، مشهود بودن اینکه یک قابلیت یا ویژگی انجام شده یا خیر، دیگر محلی از اعراب ندارند.

۲- ممیزی و وارسی Inspection: جنبه‌های مختلف فرایند تولید نرم‌افزار بایستی مدام به اندازه‌ای در حال وارسی و چک باشند که انحرافات فرایند قابل تشخیص باشد.

۳- انطباق Adaption: اگر بازرس و ممیز فرایند پس از بازرسی فرایند، تشخیص داد که یک یا چند جنبه از فرایند خارج از حدود قابل قبول است و باعث غیر قابل پذیرش شدن محصول تولیدی می‌شود، آن شخص باید فرایند یا آنچه که فرایند بر روی آن انجام می‌شود را تنظیم و تعدیل کند. این کار باید در سریعترین زمان ممکنه انجام شود تا از انحرافات بیشتر جلوگیری شود.






نقشها

نقش‌های عمده در اسکرام عبارتند از:

ScrumMaster که وظیفه نگهداری و حفظ فرایند را برعهده دارد.
Product Owner که نماینده ذینفعان (Stakeholders)های پروژه و business است.
Team Member عضوی از یک گروه cross-function است که معمولاً بیش از ۷ نفر نیستند. این افراد عملیات تحلیل٫ طراحی٫ پیاده سازی، تست و... را انجام می‌دهند.

تعریف هر نوع نقش یا سمت به جز سه نقش گفته شده در اسکرام ممنوع است. به عنوان مثال اعضای تیم نمی‌توانند سمت‌های متفاوتی داشته باشند.
روند کار اسکرام

مثل تمام متدولوژی‌های Incremental و Iterative اینجا هم ما دوره‌های زمانی یا iteration داریم که در طی آنها محصول نهایی پروژه بتدریج تکمیل می‌شود. این دوره‌های زمانی را در اسکرام اصطلاحاً sprint نامیده می‌شوند.

در طی یک Sprint که معمولاً یک دوره دو تا چهار هفته است (طول دوره را تیم مشخص می‌کند) اعضاء تیم یک محصول بالقوه قابل ارائه و قابل استفاده را تدریجاً تولید می‌کنند. بطور رسمی دوره هر sprint یک ماه یا سی روز در نظر می‌گیرند.

مجموعه ویژگی‌هایی از محصول نهایی پروژه که در یک sprint محقق می‌شود از یک Requirements Repository بنام Sprint Backlog استخراج می‌شود.

اصطلاح Product Backlog نامی است که به بانک اطلاعاتی نیازمندهای عملیاتی و غیر عملیاتی کل یک پروژه اطلاق می‌شود و در حقیقت مجموعه‌ای اولویت بندی شده از نیازمندی‌های سطح بالای سیستمی است که در نهایت بایستی تحویل داده شود.







Sprint Planning Meeting

مواردی از Product Backlog که در طی یک sprint بایستی انجام شود در طول جلسه برنامه ریزی sprint مشخص می‌شود. اصطلاحاً این جلسه را Sprint Planning Meeting می‌نامند.

در طول این جلسه، Product Owner اعضاء تیم را دربارهٔ مواردی از Product Backlog محصولی که می‌خواهند تکمیل شود، آگاه می‌کند. سپس اعضاء تیم مشخص می‌کنند که چه مقدار از موارد مشخص شده توسط Product Owner را می‌توانند در این sprint انجام دهند و چه میزان از آنرا در sprintهای بعدی.

مواردی از Product Backlog که قرار است در یک Sprint انجام شود را اصطلاجاْ Sprint Backlog می‌نامند. مفاد Sprint Backlog در واقع توافقی است بین اعضاء تیم و Product Owner برای انجام بخشی از نیازمندی‌های پروژه در طول sprint جاری و بهرحال طبیعی است که بعد از تصویب شدن مفاد یک sprint، هیچکس نمی‌تواند آنرا در طول sprint تغییر دهد. در طول دوره، نیازمندی‌های لحاظ شده در Sprint Backlog از Product Backlog بر داشته می‌شوند. اما امکان دارد به دلایلی که در ادامه می‌آید این نیازمندی‌های دوباره به Product Backlog برگردد.

مانند تمام متدولوژی‌های iterative توسعه نرم‌افزار در اسکرام نیز Time Boxed است، به این معنی که sprint بایستی دقیقاً سروقت تمام شود و اگر نیازمندی‌های اشاره شده در Spring Backlog به هر علتی تکمیل نشده باشند آنها را کنار گذاشته و دوباره وارد Product Backlog می‌کنند.

بعد از خاتمه یک sprint، اعضاء تیم طی جلسه‌ای به Product Owner و سایر ذینفعان پروژه نشان می‌دهند که چکار کرده‌اند و چطور از نسخه جاری نرم‌افزار می‌شود استفاده کرد.

در ساده‌ترین روش معمولاً از نرم‌افزارهای صفحه گستره (Spread Sheet) همچون LibreOffice Calc یا Microsoft Excel برای ساختن و نگهداری Product Backlog و Sprint Backlog استفاده می‌شود، اما می‌توان از طیف وسیعی از ابزارهای نرم‌افزاری که برای استفاده در تیمهای Agile نوشته شده‌اند نیز استفاده کرد.








توسعه‌دهنده نرم‌افزار

تولیدکننده نرم‌افزار یا توسعه‌دهنده نرم‌افزار (به انگلیسی: Software developer) در مبحث توسعهٔ نرم‌افزار به هر کسی اطلاق می‌شود که بخشی از فرایند تولید نرم‌افزار را برعهده داشته باشد. یعنی هر یک از موقعیت‌های زیر جزو توسعه‌دهندگان محسوب می‌شوند:

مدیر پروژهٔ نرم‌افزار
تحلیل‌گر کسب و کار نرم‌افزار
طراح نرم‌افزار
برنامه‌نویس
آزمون‌گر نرم‌افزار

برای هر برنامه یا نرم‌افزاری ممکن است تمام یا بخشی از اعضای این تیم حاضر باشند.







توسعه نرم‌افزاری چابک

توسعه چابک نرم‌افزار یا توسعه نرم‌افزاری چابک گروهی از متدهای توسعهٔ نرم‌افزار مبتنی بر تکرار و به شکل تدریجی است که در آنها، راه‌حل‌ها از طریق خودسازمان‌دهی و همکاری بین تیم‌های مختلف کاری، انجام می‌شوند. این روش برنامه‌ریزی تطبیقی، توسعه و تحویل تکاملی و رویکرد زمان بسته‌بندیِ تکرارشونده را ارتقا می‌بخشد و پاسخ‌های سریع و انعطاف‌پذیر برای انجام تغییرات را تقویت می‌کند. در واقع چابک‌سازی یک چارچوب مفهومی است که پیش‌بینی تعاملات در سراسر چرخهٔ توسعه را بهبود می‌بخشد. مانیفست چابک در سال ۲۰۰۱ این اصطلاح را معرفی کرد.






تاریخچه
سوابق

متدهای توسعهٔ افزایشی نرم‌افزار به سال ۱۹۵۷ برمی‌گردند. در سال 1974، E.A. Edmonds در مقاله‌ای فرایند توسعهٔ تطبیقی نرم‌افزار را معرفی کرد. هم‌زمان و به طور مستقل متدهای مشابه توسعه یافت و توسط مرکز توسعهٔ سیستم‌های شرکت تلفن نیویورک زیر نظر Dan Gielan گسترش یافت. اوایل دههٔ 1970، Tom Gilb شروع به انتشار مفاهیمی در مورد کنترل تحولی پروژه (EVO) کرد، که به مهندسی رقابتی توسعه یافت. در طول نیمه تا انتهای دههٔ 1970 Gielan به طور گسترده در ایالات متحده در مورد این متدولوژی، تجارب و فواید آن سخنرانی‌هایی ارائه داد.

متدهای توسعهٔ به اصطلاح چالاک و چابک نرم‌افزار اواسط دههٔ ۱۹۹۰ به صورت یک عکس‌العمل در مقابل متدهای سنگین آبشاری مطرح شد، که توسط منتقدان آن به صورت یک مدل توسعهٔ به شدت منظم، دسته‌بندی‌شده، میکرو مدیریتی و آبشاری توصیف شده است. استدلال‌کنندگان متدهای چالاک و چابک ادعا می‌کنند، این متدها به منزلهٔ بازگشت به تجارب توسعهٔ نرم‌افزار در اوایل تاریخ هستند. پیاده‌سازی‌های اولیهٔ متدهای چابک، شامل Rational Unified Process (1994)، Scrum (1995)، Crystal Clear، برنامه‌نویسیExtreme (1996)، توسعهٔ تطبیقی نرم‌افزار، توسعهٔ ویژگی‌محور و متد توسعهٔ سیستم‌های دینامیک (DSDM، 1995) می‌شود. بعد از انتشار مانیفست چابک در سال ۲۰۰۱، اکنون این‌ها به طور معمول به متدولوژی‌های چابک برمی‌گردند.






مانیفست چابک

در فوریهٔ ۲۰۰۱، تعداد ۱۷ توسعه‌دهنده‌ی نرم‌افزار، در Snowbird یوتا ملاقاتی داشتند تا در مورد متدهای توسعه‌ی چالاک گفتگو کنند.

آنها برای توصیف رویکردی که اکنون به عنوان «توسعه‌ی چابک نرم‌افزار» شناخته می‌شود، مانیفستی برای توسعه‌ی چابک نرم‌افزار منتشر کردند. بعضی از نویسندگان این مانیفست اتحاد Agile را ایجاد کردند ، یک سازمان غیرانتفاعی که توسعه‌ی نرم‌افزار را بر اساس اصول مانیفست ترویج می‌دهند.







تمام مانیفست چابک به شرح زیر است:

ما با توسعه نرم‌افزار و کمک به دیگران در انجام آن، در حال کشف راه های بهتری برای توسعه نرم‌افزار هستیم. از این کار به ارزش های زیر می­رسیم :

۱- افراد و تعاملات بالاتر از فرایندها و ابزارها

۲- نرم‌افزار کار کننده بالاتر از مستندات جامع

۳- مشارکت مشتری بالاتر از قرارداد کاری

۴- پاسخگویی به تغییرات بالاتر از پیروی از یک برنامه
با آنکه موارد سمت چپ ارزشمند هستند ولی ما برای موارد سمت راست ارزش بیشتری قائل هستیم.

معنی آیتم‌های سمت راست مانیفست در مفهوم توسعه‌ی چابک نرم‌افزار در زیر توضیح داده شده است:






افراد و تعاملات بالاتر از فرایندها و ابزارها

افراد مهمترین نقش را در پیروزی یک پروژه دارند. یک فرایند عالی بدون نیروی مناسب منجر به شکست می­گردد و بر عکس افراد قوی تحت فرایند ضعیت ناکارآمد خواهند بود.

یک نیروی قوی لازم نیست که برنامه نویسی عالی باشد، بلکه کافیست که یک برنامه نویسی معمولی با قابلیت همکاری مناسب با سایر اعضای تیم باشد. کار کردن با دیگران، تعامل درست و سازنده با سایر اعضای تیم خیلی مهمتر از این که یک برنامه نویس با هوش باشد. برنامه نویسان معمولی که تعامل درستی با یکدیگر دارند به مراتب موفقتر هستند از تعداد برنامه نویسی عالی که قدرت تعامل مناسب با یکدیگر را ندارند.

در انتخاب ابزارها آنقدر وقت نگذارید که کار اصلی و تیم را فراموش کنید. به عنوان مثال می­توانید در شروع به جای بانک اطلاعاتی از فایل استفاده کنید، به جای ابزار کنترل کد گرانقیمت از برنامه رایگان کد باز استفاده کنید. باید به هیچ ابزاری عادت نکنید و صرفاً به آنها به عنوان امکانی جهت تسهیل فرایندها نگاه کنید.






نرم‌افزار کار کننده بالاتر از مستندات جامع

نرم‌افزار بدون مستندات، فاجعه است. کد برنامه ابزار مناسبی برای تشریح سیستم نرم‌افزاری نیست. تیم باید مستندات قابل فهم مشتری بسازد تا ابعاد سیستم از تجزیه تحلیل تا طراحی و پیاده سازی آن را تشریح نماید.

با این حال، مستندات زیاد از مستندات کم بدتر است. ساخت مستندات زیاد نیاز به وقت زیادی دارد و وقت بیشتری را می گیرد تا آن را با کد برنامه به روز نمایید. اگر آنها با یکدیگر به روز نباشند باعث درک اشتباه از سیستم می شوند.

بهتر است که همیشه مستندات کم حجمی از منطق و ساختار برنامه داشته باشید و آن را به روز نماید. البته آنها باید کوتاه و برجسته باشند. کوتاه به این معنی که ۱۰ تا ۲۰ صفحه بیشتر نباشد و برجسته به این معنی که طراحی کلی و ساختار سطح بالای سیستم را بیان نماید.

اگر فقط مستندات کوتاه از ساختار و منطق سیستم داشته باشیم چگونه می توانیم اعضای جدید تیم را آموزش دهیم؟ پاسخ کار نزدیک شدن به آنها است. ما دانش خود را با نشستن در کنار آنها و کمک کردن به آنها انتقال می­دهیم. ما آنها را بخشی از تیم می­کنیم و با تعامل نزدیک و رو در رو به آنها آموزش می­دهیم.






مشارکت مشتری بالاتر از قرارداد کاری

نرم‌افزار نمی­تواند مثل یک جنس سفارش داده شود. شما نمی‌توانید یک توصیف از نرم‌افزاری که می خواهید را بنویسید و آنگاه فردی آن را بسازد و در یک زمان معین با قیمت مشخص به شما تحویل دهد. بارها و بارها این شیوه با شکست مواجه شده است.

این قابل تصور است که مدیران شرکت به اعضای تیم توسعه بگویند که نیازهای آنها چیست، سپس اعضای تیم بروند و بعد از مدتی برگردند و یک سیستمی که نیازهای آنها را برآورده می کند، بسازند. اما این تعامل به کیفیت پایین نرم‌افزار و در نهایت شکست آن می انجامد. پروژه های موفق بر اساس دریافت بازخورد مشتری در بازه های زمانی کوتاه و مداوم است. به جای وابستگی به قرارداد یا دستور کار، مشتری به طور تنگاتنگ با تیم توسعه کار کرده و مرتباً اعمال نظر می­کند.

قراردادی که مشخص کننده نیازمندیها، زمانبندی و قیمت پروژه است، اساساً نقص دارد. بهترین قرارداد این است که تیم توسعه و مشتری با یکدیگر کار کنند.
پاسخگویی به تغییرات بالاتر از پیروی از یک برنامه

توانایی پاسخ به تغییرات اغلب تعیین کننده موفقیت یا شکست یک پروژه نرم‌افزاری است. وقتی که طرحی را می­ریزیم باید مطمئن شویم که به اندازه کافی انعطاف پذیر است و آمادگی پذیرش تغییرات در سطح بیزنس و تکنولوژی را دارد.

مسیر یک پروژه نرم‌افزاری نمی­تواند برای بازه زمانی طولانی برنامه ریزی شود. اولاً احتمالاً محیط تغییر می­کند و باعث تغییر در نیازمندی ها می­شود. ثانیاً همین که سیستم شروع به کار کند مشتریان نیازمندی­های خود را تغییر می دهند. بنابراین اگر بدانیم که نیازها چیست و مطمئن شویم که تغییر نمی­کنند، قادر به برآورد مناسب خواهیم بود، که این شرایط بعید است.

یک استراتژی خوب برای برنامه ریزی این است که یک برنامه ریزی دقیق برای یک هفته بعد داشته باشیم و یک برنامه ریزی کلی برای سه ماه بعد.






اصول چابک

بر اساس نظرات Kent Beck، مانیفست چابک، بر ۱۲ اصل استوار است:

رضایت مشتری از طریق تحویل سریع نرم‌افزار مفید؛
استقبال از تغییرات نیازمندی‌ها، حتی در اواخر توسعه؛
نرم‌افزار کار زود به زود تحویل می‌شود (هفتگی به جای ماهانه)؛
نرم‌افزار کار مقیاس اصلی پیشرفت است؛
توسعه‌ی پایدار، قادر به حفظ سرعت ثابت است؛
همکاری نزدیک و روزانه بین افراد کسب‌وکار و تیم توسعه؛
مکالمه‌ی رو در رو بهترین شکل ارتباطات است (محل مشترک)؛
پروژه‌ها در اطراف افراد باانگیزه، که باید به آنها اعتماد کرد، شکل می‌گیرند؛
توجه مستمر به برتری فنی و طراحی خوب؛
سادگی- هنر به حداکثر رساندن کارهای انجام‌نشده- ضروری است؛
تیم‌های خودسازمان‌دهی؛
انطباق با تغییرات محدودیت‌ها به طور منظم.

در سال ۲۰۰۵، گروهی به ریاست Alistair Cockburn و Jim Highsmith ضمیمه‌ای تحت عنوان «اعلامیه‌ی وابستگی» برای اصول مدیریت پروژه نوشتند، که مدیریت پروژه‌های نرم‌افزاری را بر اساس متدهای توسعه‌ی نرم‌افزار پیش ببرد..






مشخصات

متدهای توسعه‌ی چابک مشخص زیادی وجود دارند، که بیشترشان توسعه، کار تیمی، همکاری و سازگاری فرایند در چرخه‌ی حیات پروژه را ترفیع می‌دهند. متدهای چابک وظایف را به گام‌های کوچک با کمترین میزان برنامه‌ریزی می‌شکنند که به طور مستقیم با برنامه‌ریزی‌های طولانی‌مدت درگیر نیستند. تکرارها فریم‌های (بسته‌های زمانی) کوتاه‌مدتی هستند که معمولاً بین یک تا چهار هفته طول می‌کشند. هر تکرار دارای یک تیم متقابل عملکردی در تمام مأموریت‌ها است: تحلیل نیازمندی‌ها، طراحی، کدنویسی، واحد تست، و قبولی در تست. در پایان هر تکرار یک محصول کاری به ذی‌نفعان نشان داده می‌شود. این، ریسک کلی را به حداقل رسانده و اجازه می‌دهد پروژه خیلی سریع با تغییرات منطبق شود. ممکن است یک تکرار قابلیت کافی برای تضمین پخش در بازار را نیفزاید، اما هدف، انتشار در دسترس (با حداقل شکاف) در پایان هر تکرار است. شاید تکراهای چندگانه نیاز به انتشار یک محصول یا ویژگی‌های جدید داشته باشند. ترکیب تیم در یک پروژه‌ی چابک معمولاً عملکردی متقابل و خودسازمان‌دهی است، بدون توجه به هرگونه سلسله‌مراتب شرکتی یا نقش‌های شرکتی اعضای تیم. اعضای تیم به طور معمول مسئولیت وظایفی را که قابلیت نیازهای تکرار را ارائه می‌دهد، بر عهده می‌گیرند. آنها به صورت جداگانه تصمیم می‌گیرند که چگونه با نیازمندی‌های یک تکرار مواجه شوند.

متدهای چابک، وقتی تیم‌ها با هم در یک مکان هستند، بر ارتباطات رو در رو برای تمام مستندات نوشته‌شده تأکید دارد. بیشتر تیم‌های چابک در یک دفتر تک‌واحدی (به نام bullpen) کار می‌کنند، که چنین ارتباطاتی را تسهیل می‌کند. به منظور ساده کردن ارتباطات و همکاری تیمی، گروه معمولاً کوچک (بین 5 تا 9 نفره) است. پروژه‌های بزرگ توسعه می‌توانند توسط تیم‌های کاری چندگانه در راستای یک هدف رایج یا در بخش‌های متفاوت یک پروژه تحویل شوند. ممکن است این امر نیاز به هماهنگی اولویت‌های تمام تیم‌ها داشته باشد. وقتی تیمی در مکان‌های مختلفی کار می‌کند، افراد ارتباط روزانه‌شان را از طریق ویدئو کنفرانس، صدا، ایمیل و... حفظ می‌کنند.

مهم نیست چه دیسیپلین‌های توسعه‌ای لازم است، هر تیم چابک، یک پاسخگوی مشتری دارد. این شخص توسط ذی‌نفعان به نمایندگی انتخاب می‌شود و یک تعهد فردی ایجاد می‌کند که برای پاسخگویی به سؤالات اواسط تکرار، در دسترس توسعه‌دهندگان باشد. در انتهای هر تکرار، ذی‌نفعان و نماینده‌ی مشتریان پیشرفت را بررسی می‌کنند، اولویت‌ها را با دید بهینه‌سازی بازگشت سرمایه (ROI) مجدداً می‌سنجند و از انطباق نیازهای مشتری با اهداف شرکت اطمینان حاصل می‌کنند. بیشتر پیاده‌سازی‌های چابک از ارتباطات غیر رسمی، روزانه و رو در رو در میان اعضای تیم بهره می‌گیرند. این به طور خاص شامل نماینده‌ی مشتری و هر کدام از ذی‌نفعان علاقه‌مند به عنوان ناظر می‌شود. در یک جلسه‌ی مختصر، هر کدام از اعضای تیم گزارش می‌دهند که در روز گذشته چه کرده‌اند، قصد دارند در روز جاری چه کارهایی انجام دهند و موانع پیش روی‌شان کدامند. این ارتباطات رو در رو مشکلات را به محض بروز، افشا می‌کند. «این جلسات روزانه، گاهی به صورت ایستاده یا نشست‌های اسکرام هر روز در یک زمان و مکان ثابت بر‌گزار می‌شوند و نباید بیش از 15 دقیقه طول بکشند. معمولاً جلسات ایستاده این نقش را دارند.»

توسعه‌ی چابک بر کار نرم‌افزار به عنوان مقیاس اصلی پیشرفت تأکید دارد، که با مزیت ارتباطات رو در رو در هم آمیخته شده، و نسبت به سایر متدها مستندات مکتوب کمتری تولید می‌شود. متد چابک ذی‌نفعان را به اولویت‌بندی «خواسته‌ها» با نتایج حاصل از سایر تکرارها، بر اساس ارزش کسب‌وکار مشاهده‌شده در ابتدای تکرار (که با عنوان ارزش‌محور شناخته می‌شود) ترغیب می‌کند.

ابزارها و تکنیک‌های خاص، مانند یکپارچه‌سازی مستمر، تست اتوماتیک یا xUnit، برنامه‌نویسی دوجزئی، توسعه‌ی آزمون‌محور، الگوهای طراحی، طراحی دامنه‌محور، code refactoring و دیگر تکنیک‌ها اغلب برای بهبود کیفیت و افزایش چابکی پروژه به کار می‌روند.

توسعه‌ی کمی‌چابک (LAD) چاشنی متدولوژی چابک است که تکنیک‌های دست‌چین را (از طیف وسیع‌تری از پروژه‌های چابک) برای شرکت‌های مناسب مختلف، تیم‌ها، موقعیت‌ها و محیط‌های توسعه به کار می‌بندد. یکی دیگر از جنبه‌های کلیدی LAD متمایل به کاربرمحور بودن است، در درجه‌ی اول بر تجارب کاربر و واسط‌های نرم‌افزاری قابل‌استفاده تمرکز می‌کند و برای تحویل آنها متدولوژی‌های چابک را به کار می‌بندد. بیشتر پیاده‌سازی‌های چابک دنیای واقعی در عمل واقعاً LAD هستند، چون ارزش اصلی متدولوژی به انعطاف‌پذیری، معقول بودن و تمرکز بر کارهایی که انجام شده، است.

در توسعه‌ی چابک نرم‌افزار، یک رادیاتور اطلاعات، صفحه‌نمایشی فیزیکی (معمولاً بزرگ) واقع در صدر دفتر کار است، جایی که رهگذران بتوانند آن را ببینند. این صفحه‌نمایش خلاصه‌ای از آخرین وضعیت محصول(های) نرم‌افزاری را نمایش می‌دهد. این نام توسط Alistair Cockburn ابداع و در کتاب «توسعه‌ی چابک نرم‌افزار» در سال 2002 توصیف شد. ممکن است یک نشانگر نوری برای آگاه کردن اعضای تیم در مورد وضعیت فعلی پروژه‌شان به کار رود.
12:02 am

آغاز کیمیا (۳۰۰–۷۰۰ پ. م.)

در گذشته مردم بسیار مشتاق بودند که بتوانند فلزهایی ارزان را به فلزی گرانبها همچون طلا تبدیل کنند. به اعتقاد آنان ماده‌ای که می‌توانست چنین کاری انجام دهد، سنگ فلاسفه بود. همین موضوع سبب شد که علمی به نام کیمیا* پدید آید.





کیمیا تنها به دنبال تبدیل فلزهای ارزان به فلزهای گرانبها نبود. آن زمان این امید وجود داشت که کیمیا بتواند کمکی کند تا دارویی ساخته‌شود که منجر به بهبودی مردم شود. مردم امیدوار بودند که کیمیاگران بتوانند ماده‌ای به نام آب حیات یا اکسیر زندگی به وجود بیاورند تا به کمک آن مرگ انسان‌ها را به تأخیر بیندازند. اما هرگز سنگ جادو و آب حیات به وجود نیامد.




از کیمیاگری به شیمی (۷۰۰–۱۵۰۰)

در جهان عرب، دانشمندان مسلمان شروع به ترجمهٔ آثار علمی یونان باستان کردند و شیوه‌های علمی آن‌ها را آزمایش کردند. توسعهٔ شیمی مدرن بسیار آهسته و دشوار بود اما یک شیوه علمی برای شیمی در میان مسلمانان در حال پیدایش بود. در قرن هشتم میلادی، جابر بن حیان که او را پدر علم شیمی نیز می‌نامند، و از شاگردان امام ششم شیعیان بوده است یک رویکرد منظم و همراه با آزمایش را معرفی کرد. تحقیقات او بر خلاف کیمیاگران یونانی و مصری که بیشتر تنها در ذهن خود به تفکر می‌پرداختند، در آزمایشگاه صورت می‌گرفت. او وسیله‌ای به نام عنبیق اختراع کرد و با آن مواد شیمیایی را بررسی می‌کرد. عنبیق وسیله‌ای ساده برای تقطیر مواد بود. این ظرف برای گرم کردن مخلوط‌ها و جمع‌آوری و هدایت بخارهای حاصل به کار می‌رفت. از کارهای جابر بن حیان تفاوت قائل شدن میان اسید و باز، و ساخت صدها دارو بود.

سایر شیمی‌دانان مؤثر مسلمان از قبیل ابن سینا، ابویوسف کندی، ابوریحان بیرونی و امام جعفر صادق برخی نظریه‌های کیمیا از جمله داستان سنگ فلاسفه را رد کردند. خواجه نصیر طوسی نیز به گونه‌ای پایستگی جرم را ارائه کرد. او اشاره کرد که یک ماده تنها می‌تواند تغییر کند اما نمی‌تواند ناپدید شود. محمد زکریای رازی نیز نظریهٔ عناصر چهارگانهٔ ارسطو را برای اولین بار رد کرد. او با به‌کارگیری آزمایشگاه مدرن و طراحی و توصیف بیش از بیست ابزار آزمایشگاهی که برخی از آن‌ها هم‌اکنون نیز کاربرد دارند، یک بنیان مستحکم برای شیمی مدرن بنا کرد.





آغاز شیمی نوین (۱۵۰۰–۱۸۰۰)

مشاهده کردن، اندیشیدن و نتیجه‌گیری کردن ابزارهای یونانیان باستان برای مطالعهٔ علوم طبیعی بود. کیمیاگران نیز تا پیش از آغاز دوران شیمی مدرن تنها از این سه ابزاره استفاده می‌کردند. در سال ۱۶۰۵، فرانسیس بیکن کتاب مهارت و پیشرفت فراگیری را منتشر کرد که حاوی توضیحاتی بود که بعدها به روش علمی معروف شد. در سال ۱۶۱۵ ژان بگن برای اولین بار از معادله شیمیایی استفاده کرد. رابرت بویل، دانشمند بریتانیایی در سال ۱۶۶۱ در کتاب شیمی‌دان شکاک، شیمی را علمی تجربی خواند. او از محققان خواست تا علاوه بر سه ابزار اصلی یونانیان پژوهش‌های علمی نیز انجام دهند. بویل عقیدهٔ ارسطو را که جهان از چهار عنصر آب، هوا، خاک و آتش تشکیل شده‌است را رد کرد و به جای آن سه عنصر نمک، گوگرد و جیوه را عناصر سازندهٔ جهان دانست. در عوض او مفهومی جدید ارائه کرد که ذرات اولیه با ایجاد پیوند با یکدیگر ترکیب‌های جدید می‌سازند. این تعبیر ساده‌ترین و در عین حال معقول‌ترین تعبیری بود که ارائه شد. پس از آن برای توجیه پدیده‌های طبیعی به جای نظریهٔ ارسطو از نظریهٔ بویل استفاده‌شد. در سال ۱۶۶۹ هنینگ براند توانست فسفر را از ادرار به دست‌آورد و فسفر اولین عنصری بود که با شیوهٔ شیمیایی کشف شد. هنری کاوندیش برای اولین بار در سال ۱۷۶۶ توانست گاز هیدروژن (H2) را از سار گازها تمیز دهد. لاووازیه در سال ۱۷۹۳ نام این گاز را هیدروژن نهاد.

آنتوان لاووازیه در سال ۱۷۸۹ قانون پایستگی جرم را مطرح کرد که به قانون لاووازیه نیز مشهور شد. در این هنگام قوانین شیمی کمی قوی‌تر شد به گونه‌ای که پیش‌بینی‌های درست‌تری صورت می‌گرفت.

جوزف بلک در سال ۱۷۵۴ توانست کربن دی‌اکسید که او به آن هوای ثابت می‌گفت را جداسازی کند. کارل ویلهلم شیله و جوزف پریستلی هر یک در سال‌های ۱۷۷۱ و ۱۷۷۴ به طور مستقل توانستند اکسیژن را با گرم کردن جیوه (II) اکسید و نیترات‌ها جداسازی کنند. جوزف پروس نیز با کشف «قانون نسبت‌های معین» باعث پیشرفتی بزرگ در شیمی شد. بر اساس این قانون مواد شیمیایی با نسبت‌های معین با یکدیگر واکنش می‌دهند. در سال ۱۸۰۰ آلساندرو ولتا با ساخت اولین باتری شیمیایی باعث سرآغاز دانش الکتروشیمی شد. در سال ۱۸۰۱، جان دالتون نظریهٔ اتمی خود را در هفت بند منتشر کرد. او در نظریهٔ خود اتم را تجزیه‌ناپذیر خواند. در آن زمان نظریهٔ دالتون بسیار تاثیرگذار بود به طوری که در قرن نوزدهم، شیمی‌دانان به دو گروه تقسیم می‌شدند. گروه اول کسانی بودند که نظریهٔ اتمی جان دالتون را دنبال می‌کردند و گروه دوم کسانی همانند ارنست ماخ بودند که به این نظریه اعتقاد نداشتند.

در سالنامهٔ علوم (به فرانسوی: L'année de la science) مربوط به سال ۱۹۹۰ راجر کراتینی بیان می‌کند که انگلیسی‌ها بدون تردید اظهار دارند که جوزف پریستلی پدر شیمی جدید است و فرانسوی‌ها نیز آنتوان لاووازیه را پدر شیمی جدید می‌دانند.

اگرچه شیمی در دورهٔ تمدن بابل و مصر باستان آغاز شد و ایرانیان و عرب‌ها در دورهٔ تمدن اسلامی فعالیت‌های زیاد انجام دادند، با این حال شیمی مدرن پس از فعالیت‌های لاووازیه شکوفا شد. اصلی‌ترین دلیل آن اکتشافات او دربارهٔ پایستگی جرم، نظریهٔ ماهیت آتش و واکنش سوختن در سال ۱۷۸۳ بود. پیش از آن فرض می‌شد که ماهیت آتش ماده‌ای‌است که از مادهٔ سوختنی آزاد می‌شود.

پس از آنکه واکنش سوختن به طور علمی بررسی و حل و فصل شد، فریدریش وهلر، که در سال ۱۸۲۸ موفق به ساخت ترکیب اوره شده‌بود، بحث دیگری را دربارهٔ ارتباط شیمی و حیات و تمایز مواد آلی و مواد معدنی آغاز کرد. پیش از آن در دانش شیمی هرگز به ترکیب مواد آلی و مواد معدنی پرداخته‌نشده‌بود. همین امر سرآغاز یک رشته جدید در شیمی شد به طوری که در اواخر قرن نوزدهم میلادی دانشمندان می‌توانستند صدها ترکیب آلی به وجود بیاورند. مهم‌ترین آن‌ها جوهرهای مصنوعی بنفش، سرخابی و سایر رنگ‌ها و نیز آسپیرین بود. کشف شیوهٔ مصنوعی تهیهٔ اوره کمک بسیار بزرگی به کشف ترکیبات همپار کرد. چراکه آمونیوم سیانید و اوره دارای فرمول تجربی یکسان هستند.

مایکل فارادی در سال ۱۸۲۵ توانست بنزن را از گاز درخشان آزاد شده از پیرولیز روغن وال به دست بیاورد و آن را بی‌کابورت هیدروژن نامید. بنزن اولین و ساده‌ترین ترکیب آروماتیک کشف شده‌است. ساختار بنزن توسط فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۵ میلادی شناسایی شد.



شیمی نوین

پیش از قرن بیستم، شیمی به عنوان دانشی برای شناخت طبیعت مواد و دگرگونی آن‌ها شناخته‌می‌شد. تفاوت عمدهٔ شیمی با فیزیک این بود که در شیمی از ریاضیات استفاده نمی‌شد و بیشتر علمی تجربی بود. برای نمونه، اوت کنت در سال ۱۸۳۰ نوشت:

هر تلاشی برای به‌کارگیری شیوه‌های ریاضیاتی در مطالعهٔ شیمی، کاملاً غیرمنطقی و بر خلاف روح شیمی‌است. اگر روزی آنالیزهای ریاضی یک بخش برجستهٔ شیمی را به عهده بگیرد، باعث انحطاط آن می‌شود.

به هر حال در نیمهٔ دوم قرن نوزدهم شرایط تغییر کرد و فریدریش آگوست ککوله در سال ۱۸۶۷ نوشت:

من انتظار دارم که روزی یک توضیح ریاضیاتی-مکانیکی برای آنچه که امروزه به آن اتم می‌گوییم، خواهیم‌یافت و به کمک آن خواص اتم‌ها را بررسی خواهیم‌کرد.

پس از اکتشافات ارنست رادرفورد و نیلز بور دربارهٔ ساختار اتم و اکتشافات ماری و پیر کوری دربارهٔ پرتوزایی، دانشمندان مجبور بودند دیدگاه خود را نسبت به طبیعت مواد تغییر دهند. بنابراین شیمی به عنوان دانش مواد و مطالعهٔ ترکیب، ساختار و خاصیت‌های مواد و تغییراتی که دستخوش آن‌ها می‌شود، تعریف شد. در تعریف شیمی، ماده همان اتم‌ها و مولکول‌ها هستند و در شیمی واکنش‌های هسته‌ای و شکافت هسته‌ای نادیده گرفته‌می‌شوند. ولی این به آن معنا نیست که شیمی با دانش هسته‌ای ارتباطی ندارد چرا که شاخه‌هایی همچون شیمی هسته‌ای و شیمی کوانتومی نیز وجود دارد اما آنچه امروزه به عنوان کاربرد شیمی از آن یاد می‌شود بررسی مفاهیمی دربارهٔ مواد چه در مقیاس بزرگ و چه در مقیاس مولکولی و اتمی‌است. مطالعه‌های شیمی به بررسی کل یک مولکول تا تأثیر یک پروتون تنها روی یک اتم می‌پردازد.



جدول تناوبی

جان نیولندز، شیمی‌دان انگلیسی در سال ۱۸۶۵ دریافت که با گذر از هر هشت عنصر، خواص فیزیکی تکرار می‌شوند.[۷۱] او این خواص مشابه را نیز یادداشت کرد.[۷۲] دیمیتری مندلیف، شیمی‌دان روسیه‌ای اولین کسی بود که یک جدول تناوبی مشابه جدول‌های تناوبی امروزی را به وجود آورد. او عناصر را برحسب جرم اتمی کنار یکدیگر قرار داد و همانند بازی سولیتیر، روی کارت‌هایی نام و خواص عناصر را نوشت و با کنار یکدیگر قرار دادن آن‌ها به شباهت خواص آن‌ها پی برد. او عناصری که به یکدیگر شبیه بودند را در جدولی زیر یکدیگر قرار داد و جدولش را در یک مجلهٔ ناشناخته روسی منتشر کرد و کمی بعد در نشریهٔ آلمانی «مجلهٔ شیمی» (به آلمانی: Zeitschrift für Chemie) منتشر شد.

مندلیف به دلیل تکرار تناوبی خواص متوجه شد که بعضی عناصر هنوز کشف نشده‌اند. او مجبور شد جای این عناصر را در جدولش خالی بگذارد. او وجود سه عنصر ژرمانیم، گالیوم و اسکاندیم را حدس زد و نام آن‌ها را به ترتیب اکاسیلیسیوم، اکاآلومینیوم و اکابور نهاد. وی همچنین توانست برخی خواص همچون جرم و رنگ آن‌ها را حدس بزند که پس از کشف این عناصر پیش‌بینی‌های او با واقعیت مطابقت می‌کردند.



جایزهٔ نوبل شیمی

آلفرد نوبل، کارآفرین سوئدی و مخترع دینامیت در آخرین وصیت‌نامه‌اش که در ۲۷ نوامبر ۱۸۹۵ آن را تنظیم کرد، خواست که ثروتش صرف ایجاد مراسمی برای اهدای جوایز به «کسی که بیشترین سود را به نوع بشر» در زمینهٔ فیزیک، شیمی، صلح، فیزیولوژی یا داروسازی و ادبیات می‌رساند، شود. نوبل ۹۴٪ ثروتش را که معادل ۳۱ میلیون کرون سوئد* بود وقف ایجاد این پنج جایزه کرد.

در ۱۰ دسامبر ۱۹۰۱ اولین جوایز نوبل اهدا گردید. اولین جایزهٔ نوبل شیمی را یاکوبوس هنریکوس وانت‌هوف به علت کشف قوانین دینامیک شیمیایی و فشار اسمزی در محلول‌ها دریافت کرد.



مدل‌های اتمی

اتم‌ها تا سال ۱۸۹۷ کوچک‌ترین جزء ماده و تجزیه‌ناپذیر تلقی می‌شدند. جوزف جان تامسون در سال ۱۸۹۷ طی تحقیقات روی پرتوهای کاتدی، الکترون را کشف کرد. او با قرار دادن یک میدان الکتریکی در اطراف پرتوهای کاتدی متوجه انحراف پرتوها شد و به وجود الکترون در اتم پی برد و در نتیجه تجزیه‌ناپذیر بودن اتم را رد کرد. پس از آن با استناد بر آزمایش خود، یک مدل اتمی ارائه کرد که به مدل کیک کشمشی یا مدل هندوانه‌ای معروف شد. بر اساس این مدل بار مثبت به صورت فضای ابرگونه‌ای سراسر اتم پخش شده‌است و الکترون‌ها در این فضا پراکنده شده‌اند. او مدل خود را به کیک کشمشی تشبیه کرد به طوری که الکترون‌ها همان کشمش‌ها و بار مثبت کیک است.

مدل تامسون در سال ۱۹۰۹ توسط ارنست رادرفورد، یکی از شاگردان قدیمی تامسون رد شد. رادرفورد و هانس گیگر آزمایش ورقهٔ طلا را ابداع کردند. آن‌ها در این آزمایش یک ورقه نازک طلا را در معرض پرتوهای آلفا قرار دادند. آن‌ها انتظار داشتند که بر اساس مدل تامسون پرتوهای آلفا با انحراف بسیار کمی از ورقهٔ طلا عبور کنند اما بسیاری از پرتوها با زاویهٔ بیشتر از ۹۰° بازگشتند.

رادرفورد نتیجه گرفت که اتم دارای هسته‌ای متمرکز است و مدل اتمی خود را ارئه کرد. او کشف کرد که بیشتر جرم اتم مربوط به بار مثبت است و بار مثبت در یک فضای کوچک به نام هسته در مرکز اتم فشرده شده‌است. الکترون‌ها نیز در فضایی اطراف هسته قرار دارند.

مدل اتمی رادرفورد در دو مورد پایداری اتم و طیف ناپیوستهٔ تابشی اتم پاسخی نداشت. بر اساس مدل رادرفورد اتم نمی‌توانست پایدار باشد؛ زیرا اگر فرض شود الکترون‌ها ثابت هستند، الکترون به دلیل بار منفی جذب هسته می‌شود و اگر فرض شود که الکترون‌ها مانند سیارات منظومهٔ شمسی در حال حرکت به دور هسته هستند و نیروی مرکزگرا همان نیروی الکتریکی‌است، الکترون‌ها باید موج الکترومغناطیسی تابش کنند که در این صورت انرژی الکترون‌ها کاهش یافته و به تدریج روی اتم سقوط می‌کنند. نیلز بور در سال ۱۹۱۳ با توجه به نظریه‌های کوانتومی پلانک و اینشتین، با تجدیدنظر بنیادی در فیزیک کلاسیک، مدل اتمی خود را بیان کرد. او در نظریهٔ خود اعلام کرد که الکترون‌ها در هر مداری نمی‌توانند پایدار بمانند و فقط در مدارهای مجازی به نام «مدارهای مانا» می‌توانند پایدار بمانند و به دور هسته بچرخند. او نیروی مرکزگرا را نیز همان نیروی الکتریکی فرض کرد. تا زمانی که الکترون روی مدار مانا حرکت کند، موج الکترومغناطیسی تابش نمی‌کند و انرژی آن مانا است. در مدل بور شعاع مدار الکترون‌ها نمی‌تواند هر مقداری باشد و شعاع‌ها کوانتیده هستند و الکترون‌ها تنها هنگام جهش از یک مدار پایه به یک مدار با انرژی بیشتر تابش می‌کنند و مقدار انرژی آن‌ها نیز کوانتیده‌است.




شیمی کوانتومی

کشف معادله شرودینگر توسط اروین شرودینگر و مقالهٔ والتر هایتلر و فریتز لندن که در سال ۱۹۲۷ منتشر شد، به عنوان سرآغاز شیمی کوانتومی شناخته‌می‌شود. به این ترتیب شیمی‌دانان توانستند پیوند اتمی را توجیه کنند. در دههٔ ۱۹۴۰ بسیاری از فیزیک‌دانان مانند روبرت اوپنهایمر و ادوارد تلر از مقیاس مولکولی و اتمی فیزیک به فیزیک هسته‌ای روی آوردند. در سال ۱۹۲۶ میلادی، شرودینگر بر مبنای رفتار دوگانهٔ ذره‌ای و موجی الکترون و با تأکید بر رفتار موجی آن، محدود کردن الکترون به یک مدار دایره شکل را درست ندانست و از حضور الکترون در یک محیط سه بعدی سخن گفت. او یک مدل کوانتومی برای اتم ارائه کرد. کلمنز روتان نیز در سال ۱۹۵۱ مقاله‌ای دربارهٔ معادلات روتان منتشر کرد.

شیمی کوانتوم قوانین مکانیک کوانتوم را در مسائل مربوط به شیمی مورد استفاده قرار می‌دهد. به کمک شیمی کوانتومی می‌توان بسیاری از خاصیت‌های مولکول‌ها مانند طول و زاویهٔ پیوندی، قطبیت پیوند، قطبیت مولکول و طیف‌های مولکولی را مطالعه‌کرد. لینوس پاولینگ نیز برروی طبیعت پیوندهای شیمیایی و ساختار کمپلکس‌ها تحقیقاتی انجام داد که باعث شد در سال ۱۹۵۴ جایزهٔ نوبل شیمی را دریافت کند.همچنین وی یکی از بزرگ‌ترین شیمی‌دانان قرن بیستم شناخته می‌شود.
 

ساعت : 12:02 am | نویسنده : admin | مطلب قبلی | مطلب بعدی
آزمایشگاه شیمی | next page | next page