جافا وإنترنت الأشياء. كيف تصبح مطور إنترنت الأشياء ناجحًا؟

لقد كان مفهوم إنترنت الأشياء (IoT) موجودًا منذ فترة طويلة - وقد كان مدرجًا في قائمة المجالات الرائجة للمستقبل منذ عدة سنوات حتى الآن. إلى جانب البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي وعدد من الصناعات الأخرى الشائعة والمتطورة بسرعة. لكن في السنوات الأخيرة، بدأت إنترنت الأشياء تخترق حياتنا اليومية بشكل نشط، ويتزايد عدد التطورات في هذا المجال باستمرار، وهو ما ينعكس في ظهور عدد متزايد من الوظائف الشاغرة الجديدة لمطوري إنترنت الأشياء. هذا هو المكان الذي يصبح فيه هذا الموضوع مثيرًا للاهتمام، لأن معظم مبرمجي إنترنت الأشياء يستخدمون Java كلغة برمجة أساسية في هذا المجال (ليس مفاجئًا، ولكن المزيد عن ذلك لاحقًا). من حيث الشعبية في بيئة برمجة إنترنت الأشياء، فإن Java تتخلف كثيرًا عن اللغات الأخرى مثل C وPython وC++.

إنترنت الأشياء - من مفهوم مستقبلي إلى الحياة اليومية

مادة اليوم مخصصة لاستخدام Java في إنترنت الأشياء، وكيف يمكن لمطور Java زيادة قدرته التنافسية في إنترنت الأشياء، بالإضافة إلى أحدث الاتجاهات في هذا المجال. لكن عليك أولاً أن تفهم سبب شهرة Java في بيئة إنترنت الأشياء، ولهذا لن يضر تذكير القارئ بشكل عام بماهية إنترنت الأشياء. إنترنت الأشياء هو مفهوم يتم فيه حوسبة العديد من الأجهزة اليومية والإلكترونيات الاستهلاكية، من الغسالات إلى الغلايات، وتوصيلها بالإنترنت. وهذا يفتح العديد من الفرص الجديدة: على وجه الخصوص، تتيح أجهزة إنترنت الأشياء إمكانية جمع وتحليل كميات هائلة من البيانات الجديدة، وتكييف تشغيل الأجهزة مع كل مستخدم. ويجري تنفيذ مفهوم إنترنت الأشياء بشكل نشط، إلى جانب عدد من التقنيات ذات الصلة مثل التشغيل الآلي للمنزل، وتحليلات الفيديو، والذكاء الاصطناعي. على سبيل المثال، في المجال الطبي، يكتسب مجال إنترنت الأشياء شعبية من خلال تقديم أجهزة مبتكرة يمكنها مراقبة حالة المرضى الموجودين في المواقع النائية. تكمن خصوصية إنترنت الأشياء في أن كل جهاز أو مستشعر لجمع البيانات يجب أن يكون مزودًا بتطبيق مدمج لتنفيذ كل هذه الوظائف، وهو أساس مفهوم إنترنت الأشياء. ولإنشاء مثل هذه التطبيقات المضمنة، يفضل المبرمجون استخدام جافا.

Java وIoT - كما لو تم تصميمهما لبعضهما البعض

في الواقع، تم إنشاء Java في الأصل لهذا الغرض على وجه التحديد، لذلك ليس من المستغرب أن تكون مناسبة تمامًا لإنشاء تطبيقات إنترنت الأشياء. في أوائل التسعينيات (بدأ تطوير اللغة في عام 1990، وتم إصدار النسخة الأولى في عام 1996) ظهرت Java كلغة لكتابة التطبيقات لأجهزة المساعد الرقمي الشخصي (PDA)، أسلاف الهواتف الذكية الحديثة. لاحقًا، على مدار الأعوام العشرة التالية تقريبًا، تطورت Java تدريجيًا لتصبح منصة أكثر عالمية حيث تبين أن اللغة رائعة لبناء التطبيقات التي تعمل على مجموعة متنوعة من الأجهزة المحمولة الحديثة. أحد الأسباب التي تجعل Java وIoT ثنائيًا رائعًا هو أن التطبيقات المكتوبة بلغة Java تميل إلى أن تكون قليلة جدًا في الموارد. والحقيقة هي أنه في التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت الأجهزة في ذلك الوقت تحتوي على كميات محدودة من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وقوة حوسبة قليلة. عدة مرات أقل من تلك الحالية. وقد تم تصميم Java خصيصًا للاستخدام في هذه البيئة كثيفة الموارد التي تتطلب تطبيقات وظيفية ذات الحد الأدنى من قوة المعالجة. من المؤكد أن هذه السمة الرائعة استمرت حتى يومنا هذا، مما يسمح لتطبيقات Java لإنترنت الأشياء بأن تكون لها متطلبات متواضعة للغاية، مع الحد الأدنى من موارد الكمبيوتر والذاكرة.

الخبراء: إن مفتاح النجاح في تطوير إنترنت الأشياء هو المرونة

مع ازدياد ذكاء المنازل والسيارات والمكاتب والثلاجات وآلات صنع القهوة، أي مع نمو البنية التحتية لإنترنت الأشياء، تزداد أيضًا الحاجة إلى المطورين الذين سيضمنون التشغيل الصحيح والآمن لهذه الأجهزة. وهذا يفتح الكثير من الفرص لمبرمجي Java، فقط امتلك الوقت لإرسال سيرتك الذاتية. ما هي المعرفة والمهارات التي يجب تحسينها من قبل أولئك الذين لا يريدون تفويت هذه الفرصة ويعتزمون أن يصبحوا مطورًا محترمًا، والأهم بالطبع، مطور إنترنت الأشياء ذو ​​الأجر المرتفع؟ لسوء الحظ، لا توجد إجابة بسيطة هنا. "يتم تفسير مصطلح "مطور إنترنت الأشياء" على نطاق واسع جدًا اليوم. ففي مجال إنترنت الأشياء بشكل عام، هناك عدد من التخصصات المهمة، بما في ذلك الأمن وتقنيات الشبكات وهندسة النظم والبرمجة السحابية وبرمجة الأجهزة. لذلك، من المنطقي السعي لتحقيق أقصى قدر من التنوع بحيث "تكون مرنًا وتتولى أدوارًا مختلفة في فريق التطوير"، كما ينصح جريج جورمان، مدير مشروع النظام البيئي لمطور إنترنت الأشياء في IBM، وفقًا لكارين بانيتا، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة آي بي إم. "جامعة تافتس. على عكس المطورين الآخرين، يستفيد العاملون في مجال إنترنت الأشياء بشكل كبير من وجود فهم أساسي على الأقل لأجهزة الاستشعار والاتصالات اللاسلكية. "بعيدًا عن الحوسبة، يعد إنترنت الأشياء أيضًا عالم الهندسة الميكانيكية والمدنية، حيث تقوم أجهزة الاستشعار بجمع البيانات المادية. قال بريان كيستر، رئيس تطوير إنترنت الأشياء في شركة Autodesk: "إنه أمر صعب للغاية - يجب أن تكون مهتمًا بالعالم، وأن تكون، بمعنى ما، "رجل النهضة".

تدرب على Raspberry Pi وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة الأخرى

ينصح إليوت شروك، المؤسس والمطور الرئيسي لشركة Thryv، المبرمجين بالتدرب من خلال إكمال المشاريع لأجهزة Raspberry Pi. "إن Raspberry Pis عبارة عن أجهزة كمبيوتر صغيرة جدًا ومنخفضة التكلفة تُستخدم غالبًا لاختبار إثبات مفهوم مشاريع إنترنت الأشياء. وبالمناسبة، إنها أيضًا أداة رائعة لتعلم كيفية لحام الدوائر البسيطة معًا وربطها بالبرمجيات. ويتفق معه خبراء آخرون. أشارت سوز هينتون، المبشر التقني في Microsoft، أيضًا إلى أن المعرفة العملية بالأجهزة غالبًا ما تكون مفيدة جدًا لمبرمجي إنترنت الأشياء. "إن استخدام أجهزة مثل Tessel 2 أو Particle Photon أو حتى Raspberry Pi المتواضع يساعد المطورين على إتقان الأجهزة بسرعة واكتساب مهارات أساسية جديدة. في الواقع، إحدى السمات الرئيسية لكتابة كود إنترنت الأشياء هي تعلم الكتابة لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة جدًا والأبطأ.

يجب أن يكون مطور إنترنت الأشياء "مهووسًا" بالتقنيات الجديدة

يتفق الخبراء الآخرون أيضًا على فكرة تحقيق أقصى قدر من التنوع والتعلم المستمر لأشياء جديدة حتى تصبح مطورًا ناجحًا لإنترنت الأشياء. وفقًا لإيلي داو، عالم الأبحاث في شركة IBM، فإن معرفة منصة واحدة وامتلاك مجموعة واحدة متخصصة من المهارات ليس كافيًا. "قد تصبح المنصة التي تكتب لها قديمة في غضون ستة أشهر إلى سنة. قال الخبير: "إن أنظمة الاستشعار تتغير باستمرار، وتستمر أجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة الواحدة وغيرها من المنصات المدمجة في التطور، ويجب أن تكون قادرًا على التكيف باستمرار مع تغييرات النظام الأساسي وهذه الوتيرة المحمومة". "يجب أن يكون مطورو إنترنت الأشياء الناجحون مهووسين بالتقنيات الجديدة، وأن يتابعوا الأخبار، وأن يعرفوا جميع الاتجاهات الحالية في الصناعة - ما هو الشائع الآن، وما لم يعد ذا صلة، وما يمكن أن يكون التقدم التالي. وأضاف إيرين إسيكس، المدير الإبداعي في Webonise، أن هذا يوفر الأساس اللازم لإتقان التكنولوجيا والقدرة على إنتاج تعليمات برمجية عالية المستوى حقًا.

اتجاهات

إذا اتبعنا نصيحة الخبراء وبدأنا في دراسة اتجاهات صناعة إنترنت الأشياء، فسنقتنع بأنهم يعرفون ما يتحدثون عنه. يتطور إنترنت الأشياء بسرعة كبيرة، ويجد تطبيقًا نشطًا في المزيد والمزيد من المجالات الجديدة. دعونا نتحدث عن تلك التي بدأت فيها إنترنت الأشياء في اكتساب شعبية والتي لا تتبادر إلى الذهن أولاً عند ذكر إنترنت الأشياء.

ذكاء الأعمال وجمع البيانات

على عكس الاعتقاد الشائع، لا يقتصر إنترنت الأشياء على الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية فقط. يغطي إنترنت الأشياء جميع مجالات الأعمال تقريبًا. ولهذا السبب من المهم للمطورين أن يفهموا كيف يمكن للشركات استخدام أجهزة إنترنت الأشياء لجمع البيانات ثم تحليلها. يمكن أن تختلف أنواع البيانات اختلافًا كبيرًا، اعتمادًا على نوع الجهاز وأجهزة الاستشعار الخاصة به، بدءًا من تحديد الموقع الجغرافي وحتى معدل ضربات القلب وتفضيلات الطعام. يعد جمع البيانات باستخدام إنترنت الأشياء بالتأكيد أحد الاتجاهات المهمة التي بدأت الآن تكتسب زخماً. لذلك، من المهم للمطورين أن يفهموا كيفية عمل العمليات المسؤولة عن تلقي هذه البيانات ومعالجتها وتخزينها، وكذلك استخدامها لاحقًا. يجري تطوير أنظمة خاصة لجمع البيانات وتحليلها، والتي سيكون من الصعب جدًا فهمها دون المعرفة الأساسية على الأقل بتحليلات الأعمال.

التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي

اتجاه آخر في المستقبل القريب. على الرغم من أن أجهزة إنترنت الأشياء لا تستخدم التعلم الآلي اليوم، إلا أن عددها سيزداد باستمرار في المستقبل. التعلم الآلي هو أحد تطبيقات الذكاء الاصطناعي (AI) الذي يتضمن منح أجهزة الكمبيوتر إمكانية الوصول إلى البيانات التي تستخدمها للتعلم. نظرًا لأن أجهزة إنترنت الأشياء قادرة على جمع كميات هائلة من البيانات، فإن إمكاناتها للتعلم الآلي هائلة. هناك عدد كبير من الطرق لاستخدام هذه التكنولوجيا: بدءًا من التخصيص البسيط، أي قدرة الأجهزة على التكيف مع مستخدم معين، إلى حلول أكثر عالمية مثل المدن "الذكية".

أمان

لا يعد الأمن في مجال إنترنت الأشياء اتجاهًا جديدًا، ولكنه يكتسب أهمية. نظرًا لأن أجهزة إنترنت الأشياء تتصل بالإنترنت وتشكل أيضًا شبكة واحدة مع الأجهزة الأخرى، فإن أمانها يصبح مشكلة. يُطلق على الأمان أحد العوائق الرئيسية أمام الانتشار الواسع لإنترنت الأشياء، نظرًا لأن أجهزة إنترنت الأشياء غالبًا ما تتمتع بإمكانية الوصول إلى الكثير من البيانات حول الحياة اليومية للمستخدمين. لذلك ينصح العديد من الخبراء مبرمجي إنترنت الأشياء بالاهتمام بالتعليم الذاتي في هذا المجال. علاوة على ذلك، لا يشمل ذلك الحماية ضد القرصنة في حد ذاتها فحسب، بل يشمل أيضًا مفاهيم مثل أخلاقيات البيانات والسرية والموقف المسؤول تجاه المعلومات الخاصة. يجب أن يؤخذ كل هذا في الاعتبار عند تطوير تطبيقات إنترنت الأشياء، حتى لا نواجه مشاكل وسخطًا عادلاً من المستخدمين النهائيين.

الاستنتاجات

لتلخيص ذلك، تتلخص التوصيات العامة لمطوري إنترنت الأشياء في التوجيه المعروف "التعلم والدراسة والدراسة مرة أخرى". يعد إنترنت الأشياء مجالًا سريع النمو حيث سيكون من السهل جدًا على مطور Java المؤهل العثور على استخدام له. علاوة على ذلك، رغم أن إنترنت الأشياء لا يزال مكانًا متخلفًا نسبيًا، إلا أنه يفتح مجالًا واسعًا لتحقيق الذات. ولكن للقيام بذلك، لا تحتاج فقط إلى "البقاء في طليعة التقدم"، وتتبع جميع الأخبار وأحدث الاتجاهات، ولكن أيضًا لتعميق معرفتك العملية من خلال دراسة الجوانب المختلفة لهذا المجال، وليس مقتصرًا على البرنامج فقط. شفرة.