الترميز الأخضر: ما هو ولماذا يجب أن تهتم؟
نشرت: 2022-09-08الترميز الأخضر هو نهج فعال ومستدام للحفاظ على البيئة. يشجع إنشاء خوارزميات الكمبيوتر التي تستهلك الحد الأدنى من الطاقة.
هذا لم يعد سرا. هناك حاجة إلى قدر كبير من الطاقة لتشغيل مراكز البيانات التي تديرها الشركات لاستضافة خدماتها.
في الواقع ، تبلغ كمية الطاقة التي تستهلكها مراكز البيانات في جميع أنحاء العالم حوالي 1٪ من الطلب العالمي على الكهرباء.
بينما تستثمر العديد من الشركات الوقت والمال في جعل مواقعها على الويب قوية وفعالة قدر الإمكان دون النظر إلى انبعاثات الكربون ، يختار البعض الآخر استخدام الترميز الأخضر لتشغيل برامجهم وخدماتهم.
على سبيل المثال ، تم تعيين Amazon Web Services لتشغيل عملياتها الكاملة باستخدام طاقة متجددة بنسبة 100٪ بحلول عام 2025. وبالمثل ، طورت Google أيضًا هدفًا طموحًا لتشغيل مركز البيانات بالكامل باستخدام طاقة خالية من الكربون بحلول عام 2030.
مع تزايد الطلب على الرقمنة ، سيزداد استخدام مراكز البيانات أيضًا. ومن ثم ، فمن الضروري للغاية تشغيل مراكز البيانات بالطاقة الخالية من الكربون والمتجددة وتقليل الطاقة المطلوبة لتشغيل مواقع الويب.
يمكن للمؤسسات تحقيق ذلك من خلال اعتماد ممارسات الترميز الخضراء التي تتكون من مبادئ وعمليات لمساعدة مهندسي البرمجيات على إنشاء الكود الأكثر كفاءة المتوافق مع المتطلبات.
لذلك ، دعونا نفهم الترميز الأخضر والمنهجيات التي تحتاج المؤسسة إلى تنفيذها من أجل تقليل استهلاك الطاقة.
ما هو الترميز الأخضر؟
الترميز الأخضر هو مصطلح حديث شائع بين المنظمات المختلفة لنيتها نحو الحفاظ على البيئة. إنه يمكّن مبرمجي ومطوري البرامج من إنشاء كود أو خوارزميات كمبيوتر يمكن أن تستهلك الحد الأدنى من الطاقة.
يجب أن يأخذ مهندسو البرمجيات في الاعتبار نوعين أثناء إنتاج مثل هذه الخوارزميات:
- الاعتبارات الهيكلية: وتشمل مقاييس الطاقة المتعلقة بكتل الكود.
- الاعتبارات السلوكية: هذا هو استهلاك الطاقة المرتبط بسيناريوهات المستخدم ، بما في ذلك التحقق من موجز Twitter ، وإرسال بريد إلكتروني ، وما إلى ذلك.
بدلاً من تطبيق مبادئ جديدة مقابل الممارسات الحالية ، يفكر مهندسو البرمجيات في كتابة وتصميم الكود لموازنة الوظائف واستخدام الطاقة. نظرًا لأنه يتم تحليل كل سطر من التعليمات البرمجية ، فإن الجهاز المستخدم لمعالجة الرمز يساعد في تعزيز انبعاثات الكربون. عندما يقوم الجهاز بمعالجة المزيد من التعليمات البرمجية في وقت معين ، يحدث مستوى أعلى من انبعاثات الكربون.
تشجع ممارسات الترميز الأخضر مبادئ الترميز الخالي من الهدر حيث ستكون هناك حاجة إلى حد أدنى من المعالجة لتقديم نتيجة وتطبيق مماثل. للحفاظ على بيئة خضراء ، يعطي مطورو مواقع الويب الأولوية للوسائط عالية الجودة ذات الملفات الأصغر لتحقيق أهدافهم. فيما يتعلق بهذا ، يمكن للمؤسسات تقليل استخدام الملفات الكبيرة لتمكين المستخدمين من تجربة الحد الأدنى من وقت التحميل.
علاوة على ذلك ، لا يساعد الترميز الأخضر الشركات على تقليل استهلاك الطاقة فحسب ، بل يساعد أيضًا في الاستدامة وتحسين محركات البحث. يمكن أيضًا تحقيق مستقبل أكثر اخضرارًا لتكنولوجيا المعلومات من خلال تقليل دقة صورة الشاشة مما يساعد المطورين على توفير المزيد من الوقت في التشغيل.
تقدم العديد من شركات التحول الرقمي التدريب على جميع المستويات من خلال اتخاذ خطوات مختلفة يمكن للشركة تنفيذها لمواصلة ممارسات الترميز الأخضر.
ثبت أن اعتماد خوادم صديقة للبيئة أمر بالغ الأهمية لتقليل استهلاك الطاقة. يمكن للشركات الحفاظ على الطاقة في مراكز بيانات المؤسسة باستخدام الخوادم الافتراضية لتوسيع نطاق الخوادم الخاصة بهم. على عكس المحاكاة الافتراضية ، تعد الحاوية خيارًا آخر يعد في الأساس تحسينًا على الأنظمة الافتراضية.
كيف يمكن أن تضر الأسطر الأكبر من التعليمات البرمجية بالبيئة؟
الكود هو ببساطة البرمجة التي يقوم بها مهندسو البرمجيات أو المطورون لتصميم البرمجيات وتطويرها. يمكن أن يكون ترميز المطور أنيقًا أو منمقًا أو أبهى أو موجزًا.
تتطلب بعض أنواع البرامج مساحة كبيرة على محرك الأقراص الثابتة بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وتتطلب موارد حوسبة ثقيلة للعمل. هذا يرجع إلى عدد كبير من سطور التعليمات البرمجية والوظائف غير المفيدة المستخدمة في التطوير.
ومع ذلك ، تقوم المعالجات بإجراء المزيد من العمليات الحسابية مقارنة بالبرامج البسيطة للحصول على النتيجة. من أجل تحقيق هذه النتيجة ، فإنه يستهلك المزيد من الطاقة ، مما يؤدي إلى المزيد من انبعاثات الكربون.
وبالتالي ، تعمل العديد من المنظمات على تقليل سطور التعليمات البرمجية أثناء إنشاء البرامج في محاولة لتنفيذ الترميز الأخضر.
أهداف الترميز الأخضر
يمكن أن يصبح الترميز أكثر اخضرارًا على الفور إذا اعتمدنا عملية تطوير مماثلة كما فعلنا منذ أكثر من 20 عامًا عندما كان التشفير صارمًا للأحجام والأطوال.
على مر السنين ، أصبحت قدرة المبرمجين على كتابة أكواد أقل دقة أو أطول بلا حدود مع الاستخدام المتزايد للمكتبات والأطر.
على الرغم من عدم وجود شك في أن هذه التقنيات تفيد العصر المتنامي للرقمنة والتحديث ، إلا أنها قد تكون ضارة أيضًا.
قد يؤدي استخدام عدد كبير من الأطر والمكتبات إلى تدهور جودة برامجك. ومن ثم ، عندما يتعين على البرنامج قراءة رموز البرمجة الأطول لمعالجة طلب معين ، فقد يؤدي ذلك إلى انبعاثات عالية.
في النهاية ، الوقت الحرج قريب جدًا منا ، ولا يمكن أن يكون هناك الوقت المناسب لاعتماد الترميز الأخضر أكثر من الآن إذا أردنا الحفاظ على البيئة.
الهدف الرئيسي من الترميز الأخضر هو إيجاد التوازن بين استخدام الطاقة وجودة البرمجة.
كثيرًا ما يتم نشر التطبيقات الحديثة في عالم التكنولوجيا سريع النمو اليوم عبر السحابة. أدى النمو المتسارع للخدمة القائمة على السحابة أيضًا إلى توسع مراكز البيانات المكثفة التي تستهلك قدرًا كبيرًا من الكهرباء.
وبالتالي ، فإن الجهود تتجه نحو التركيز على الترميز الأخضر لتقليل انبعاثات الكربون وتحسين الأجهزة. هذه التقنيات مفيدة حقًا في معالجة المشكلة ، ويمكن أن تساعد تدخلات البرامج المستدامة في فتح سيناريوهات جديدة لتوفير الطاقة.
ما هي الركائز الثلاث للترميز الأخضر؟
يعتمد الترميز الأخضر بالكامل على مبادئ المنظمة التي تدعمها ثلاث ركائز تُستخدم لكتابة الكود وتطويره وتشغيله.
- العمود الأول يخبرك "ما الذي يتم إنشاؤه من الشفرة نفسها" أو "هل هي فعالة بما يكفي من حيث الطاقة المستثمرة؟".
- يخبرك العمود الثاني "كيف يتم إنشاؤه" ، "هل دورة حياة التطوير فعالة؟" أو "هل يمكن إنشاء رمز مشابه بأقل استهلاك للطاقة".
- العمود الثالث يخبرك "أين يتم تشغيل البرنامج؟" أو "هل يلزم استهلاك المزيد من الطاقة لتشغيل الكود؟".
من خلال هذه الأسئلة ، يمكن لأحد المطورين بالتأكيد فهم كيفية التعامل مع الترميز من أجل بيئة أكثر اخضرارًا.
إذن ، الركائز الثلاث للترميز الأخضر هي:
منطق أكثر اخضرارا
كل قرار مهم في الترميز الأخضر. حتى التحسين الفردي يمكن أن يكون له تأثير كبير على البيئة. لجعل ذلك ممكنًا داخل المنظمة ، يمكنك الاهتمام بهذه الأشياء:
- كود صفر نفايات
- تردد الاستخدام
- القرب
- الموارد ذات البصمة المنخفضة
- المحتوى المرئي القائم على الفوائد
منهجية صديقة للبيئة
تجعل الأساليب المرنة والمرنة ممارسات الترميز الخضراء أسهل عبر تطوير البرامج. وبالتالي ، فإن التكامل المستمر والتسليم المستمر لهما تأثير على دورة حياة التطوير.
في جوهر البرامج المستدامة ، يتوفر الترميز الأخضر على نطاق واسع ، مما يساعد في تقليل انبعاثات الكربون.
منصة أكثر اخضرارا
لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة في استخدام الطاقة ، تطبق المنظمات رمزًا أخضر على منصة التطوير الخاصة بهم. يعتمد على ثلاث طرق:
- الاستخدام الأمثل: الحد الأدنى من التحسين هو نتيجة المبالغة في التقدير أثناء مرحلة التخطيط. قد يكون هذا أيضًا نتيجة لضغط الأسطر الأكبر من التعليمات البرمجية في سطور التعليمات البرمجية اللازمة.
- التكوين الدقيق
- المقاييس الشاملة
باستخدام هذه الركائز الثلاث ، يجب أن تكون قادرًا على كتابة الرموز الخضراء بسهولة.
ما هي لغات البرمجة الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة؟
لا ترتبط كفاءة الطاقة بالأجهزة فقط ؛ ينطبق أيضًا على البرامج ، بما في ذلك لغة البرمجة التي تستخدمها لإنشاء التعليمات البرمجية الخاصة بك.
هذا هو السبب في أنك إذا كنت ترغب في تنفيذ الترميز الأخضر ، فأنت بحاجة إلى التفكير في كفاءة استخدام الطاقة للغة البرمجة التي ستستخدمها.
تعتمد كفاءة لغة البرمجة على عدة عوامل - الطاقة والذاكرة والوقت الذي تستهلكه في التنفيذ. يمكن أيضًا تحسين الكفاءة من خلال جودة الأجهزة الافتراضية والمترجمات والمكتبات المحسّنة وكود المصدر الأفضل.
اليوم ، يعمل المهندسون والمطورون والباحثون على جعل الترميز صديقًا للبيئة قدر الإمكان. ومع ذلك ، درس فريق من الباحثين من البرتغال أكثر من 27 لغة برمجة مستخدمة لتحديد كفاءتها والإجابة - هل لغة البرمجة الأسرع أكثر كفاءة أم صديقة للبيئة؟
اختبر الباحثون كل هذه اللغات عن طريق تنفيذ أو تجميع البرامج باستخدام آلات افتراضية متقدمة ومجمعات ومكتبات ومترجمين فوريين. بعد ذلك ، قاموا بتحليل كفاءة كل لغة برمجة مع بقية استهلاك الطاقة ووقت التنفيذ واستخدام الذاكرة.
ونتيجة لذلك ، فإن أكثر 5 لغات برمجة موفرة للطاقة تم العثور عليها هي:
- ج
- الصدأ
- C ++
- آدا
- جافا
علاوة على ذلك ، وجدوا أيضًا أن لغات البرمجة الأسرع ليست دائمًا الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة. بينما تحتل Java مرتبة جيدة في كل من كفاءة الطاقة والسرعة ، تعد Python و Perl و Ruby وما إلى ذلك من بين لغات البرمجة الأقل كفاءة.
أفضل الممارسات لتوفير الطاقة وتقليل الانبعاثات
تبحث الشركات الآن عن طرق لتقليل التأثير البيئي لانبعاثات الكربون. حتى إيقاف تشغيل أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة وفصلها يستهلكان طاقة هائلة ، نظرًا لعدد الأجهزة المستخدمة في جميع أنحاء العالم. لذلك ، من خلال تنفيذ بعض ممارسات تكنولوجيا المعلومات ، يمكن تقليل الطاقة التي تشغل كل محطة عمل بسهولة إلى ما بين 17-74 بالمائة.
فيما يلي بعض الخطوات التي يمكن لمنظمات التحول الرقمي وشركات هندسة البرمجيات اتخاذها لتقليل الانبعاثات وتعزيز تكنولوجيا المعلومات المستدامة:
- تصغير الحجم: يمكنك تصغير حجم ملف الصور أو النص أو الفيديو باستخدام برنامج ضغط الوسائط. سيؤدي ذلك إلى خفض أحجام الملفات إلى النصف ، مما يعزز التنقل الأسرع واستخدام أقل للطاقة وتجربة مستخدم أفضل.
- تحديد الأولويات : يحتاج مطورو مواقع الويب إلى معرفة تحديد أولويات الوسائط عالية الجودة حتى يتم الحفاظ على جودة البرامج والتطبيقات.
- تقليل خطوط الترميز: يساعد الترميز الأخضر في تقليل خطوط الترميز ، مما يوفر نهجًا جميلًا تجاه الحفاظ على البيئة. لذلك ، بدلاً من استخدام المكتبات والأطر ، مما يؤدي إلى أطوال التعليمات البرمجية الكبيرة ، يمكنك استخدام ممارسات الترميز اليدوية القديمة الجيدة حيثما أمكن ذلك. لن يساعد في تقليل الانبعاثات فحسب ، بل سيوفر أيضًا جودة رمز فائقة.
- الاستخدام المناسب للمساحة : تعد زيادة مساحة مركز البيانات إلى الحد الأقصى خطوة جيدة لتقليل تكاليف التبريد والطاقة.
- نقل الخوادم: يمكن أن يؤدي نقل خوادمك إلى مناخات أكثر برودة إلى تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG) بنسبة 8٪.
- تنفيذ أفضل ممارسات مركز البيانات: يمكنك اتباع بعض أفضل ممارسات مركز البيانات لتقليل الانبعاثات غير المرغوب فيها. هذه الممارسات هي كما يلي:
- ركز على تبريد الهواء الخارجي
- أتمتة التحكم في الأمن والتبريد الخارجي والأضواء.
- بارد حسب الضرورة. يمكن أن يسبب التبريد المفرط فقدان الطاقة.
- افصل الممرات حسب درجات الحرارة الباردة والساخنة.
- يجب أن تكون فعالية استخدام الطاقة 1.2 أو أقل.
- قم بإزالة أو فصل خوادم الزومبي التي لا تقوم بالحوسبة أثناء توصيلها بالكهرباء.
- الترحيل إلى السحابة: تعد الطاقة السحابية أكثر كفاءة من حيث سهولة التوسع والفعالية من حيث التكلفة.
- استخدام تقنية المعلومات القوية والحديثة: تتطلب الأنظمة القديمة مزيدًا من القوة. تميل أحجامها الكبيرة للخوادم إلى توليد ناتج حراري كبير ، الأمر الذي يتطلب تبريدًا إضافيًا. يمكنك استخدام بعض الأدوات لتحديد وإصدار الأنظمة غير المفيدة.
- استخدام أجهزة الكمبيوتر المصنفة على أنها موفرة للطاقة: يجب على عمالقة تكنولوجيا المعلومات استخدام أنظمة موفرة للطاقة للحفاظ على تكنولوجيا المعلومات المستدامة. اسمح لفرقك باختيار طريقتها الخاصة في الترميز بدلاً من جعل العملية أكثر صعوبة واستهلاكًا للوقت واستهلاكًا للطاقة.
ممارسات تكنولوجيا المعلومات المستدامة ليست هي الوسيلة الوحيدة التي تتبعها الشركات. يمكن للأفراد أيضًا المشاركة في تقليل الطاقة التي يتم إنفاقها على الأجهزة. بعض الممارسات هي:
- ضبط الكمبيوتر على وضع السكون أثناء عدم استخدامه بدلاً من إبقائه في وضع الاستعداد.
- قد تؤدي الترقية إلى شرائح الطاقة الذكية إلى تقليل طاقة مصاصي الدماء التي تستهلكها الأجهزة.
- مشاركة الطابعات للعمل الضروري فقط.
- يبدو أن العمل عن بُعد فعال للغاية في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بسبب انخفاض البنية التحتية واحتياجات الصيانة.
خطوات نحو الترميز الأخضر
يعد الترميز الأخضر حلاً ممكنًا لتقليل انبعاثات الكربون وهو التزام بأرضنا الجميلة وكذلك صحتنا. هذه فكرة ناشئة ، وقد بدأت معظم المنظمات بالفعل العمل في المشروع لتطوير أفضل ممارسات الترميز الأخضر.
إليك كيفية تقدم الشركات أو عمالقة تكنولوجيا المعلومات نحو الترميز الأخضر:
- تقديم تدريب لمهندسي تكنولوجيا المعلومات الحاليين والجدد على الترميز الأخضر داخل الأعمال لتعزيز جودة الكود. هذا يمكن أن يرفع الوعي بأهمية الترميز الأخضر. علاوة على ذلك ، يشجع المطورين على العمل بدقة أكبر لتقليل سطور التعليمات البرمجية.
- شجع المطورين على استخدام الكود الأخضر من خلال تطوير المهارات والابتكار من خلال تحفيز المطورين داخل المؤسسة.
- قم بتضمين ثقافة وعقلية الكفاءة حول عملك من خلال جعل هذا جزءًا من الحمض النووي للمؤسسة ، مما يسمح للمطورين بتصميم الأكواد حسب الضرورة.
- ضع إستراتيجية مستدامة لجميع الفريق من خلال منح المرونة في الترميز من خلال الموارد المطلوبة.
استنتاج
يجب على كل شركة أن تسعى جاهدة للحفاظ على البيئة من خلال التركيز على ممارسات صديقة للبيئة لتقليل انبعاثات الطاقة. يعد الترميز الأخضر خطوة ممتازة نحو الحفاظ على البيئة التي لا تزال بحاجة إلى اعتماد أوسع في جميع أنحاء العالم.
لتقليل انبعاثات الكربون ، حاول تقليل سطور التعليمات البرمجية وتقليل استخدام المكتبات والأطر التي تضيف أسطرًا غير ضرورية من التعليمات البرمجية وتستهلك الكثير من الطاقة للتشغيل.
وبالتالي ، قم بتنفيذ الترميز الأخضر وأيضًا تشجيع موظفيهم وعملائهم والصناعات الأخرى على تبني ممارسات مستدامة. سيساعد هذا في المساهمة في تكنولوجيا المعلومات المستدامة والحفاظ على البيئة من الآثار الضارة للانبعاثات.
يمكنك أيضًا إلقاء نظرة على مقدمة حول الحوسبة الخضراء.