ما المقصود بأداة إنشاء التعليمات البرمجية؟

كما تعمل مولدات التعليمات البرمجية على أتمتة إنشاء التعليمات البرمجية المصدرية أو الآلية حسب مدخلات محددة، كالقوالب مثلاً أو التكوينات أو الأنماط. حيث تفيد هذه الأتمتة في تقليل جهد كتابة التعليمات البرمجية اليدوي وزيادة الكفاءة والحفاظ على الاتساق مع تعاقب المشاريع.

تُستخدم مولدات التعليمات البرمجية بشكل شائع في البرمجة التي تعتمد على القوالب والمُجمِّعات واللغات الخاصة بالمجال، مما يساعد على تحويل التعليمات البرمجية التي يمكن قراءتها من قِبل الإنسان إلى تعليمات برمجية يمكن قراءتها من قِبل الآلة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للأدوات المدعومة بالذكاء الاصطناعي (AI) وخاصة الذكاء الاصطناعي التوليدي، إنشاء التعليمات البرمجية، مما يعزز الإنتاجية بشكل أكبر.

بشكل عام، مولدات التعليمات البرمجية

• تقلل من الخطأ البشري عن طريق أتمتة عملية كتابة التعليمات البرمجية المتكررة أو ذات النمط المعياري النموذجي.
• تتيح للمطورين تخصيص التعليمات البرمجية المُنشأة بما يتوافق مع متطلبات المشروع المحددة.
• تدعم إنشاء تعليمات برمجية لمختلف اللغات أو المنصات المتعددة. قد يكون أيضًا خاصًا بلغة معينة أو عموميًا، لتلبية احتياجات مختلف المشاريع.

تعمل مولدات التعليمات البرمجية على تبسيط المهام المتكررة، وتقليل الخطأ البشري، وتسهيل النماذج الأولية السريعة عن طريق تحويل المواصفات عالية المستوى إلى تعليمات برمجية وظيفية. حيث تتيح هذه الأدوات للمطورين إعطاء الأولوية لحل المشكلات والإبداع وتحقيق تطورات جديدة بدلاً من قضاء الوقت في كتابة التعليمات البرمجية.

تساعد مولدات التعليمات البرمجية على ضمان التوافق بين الإصدارات، مما يسهِّل للمطورين صيانة أنظمة البرامج وإعادة استخدامها وتوسيع نطاقها، مما يقلل من الوقت اللازم لتطوير البرامج ويقلل تكاليفها.

علاوة على ذلك، فإن دمج ميزات الأمن، مثل مصادقة العوامل، في التعليمة البرمجية الناتجة سيؤدي إلى تحسين الوضع الأمني العام للتطبيق الجاري تطويره.

ومعظم مولدات التعليمات البرمجية تدعم لغات برمجة متعددة، تشمل ++C و#C وJava وJavaScript وPython وRuby وPHP وSQL. وبينما نجد أن بعض هذه المولدات يقتصر على لغة واحدة معينة، إلا أنه يمكن تكوين العديد منها أو تخصيصه للعمل مع اللغة المطلوبة من قِبل المطور.

تبدأ عملية توليد التعليمات البرمجية في الغالب بأن يقوم المولِّد بقراءة وتحليل بيانات الإدخال، مثل الأوصاف أو النماذج أو القوالب عالية المستوى. ثم يعالج المحللُ اللغوي بيانات الإدخال هذه، ويحولها إلى تمثيل وسيط.

ثم يتم استخدام هذا التمثيل الوسيط لإنشاء تعليمة برمجية مصدرية أو آلية وظيفية بالكامل. ومن خلال أتمتة إنشاء التعليمة البرمجية الأساسية، تتخلص مولدات التعليمات البرمجية من الجوانب الرتيبة والمعرضة للخطأ في كتابة التعليمات البرمجية اليدوية، مما يضمن التنفيذ المتسق والدقيق لممارسات كتابة التعليمات البرمجية بشكل يتوافق مع معايير الصناعة.

علاوة على توليد التعليمات البرمجية الأساسية، تقدم العديد من مولدات التعليمات البرمجية ميزات أخرى متقدمة تعزز عملية التطوير بشكل كبير. فهناك ميزات إكمال واقتراح التعليمات البرمجية، والتي تقترح بذكاء سطور التعليمات البرمجية بناءً على السياق الحالي، مما يقلل من الكتابة ويسرِّع التطوير. وهناك قوالب ووحدات ماكرو تتيح للمطورين استخدام قوالب تعليمات برمجية جاهزة ووحدات ماكرو مكتوبة مسبقًا لإدراج أشهر الوظائف البرمجية، مما يوفر الوقت ويضمن اتساق قاعدة التعليمات البرمجية.

كما أن هناك مولدات تعليمات برمجية تتكامل مع أنظمة التحكم في الإصدارات مثل Git، للتتبُّع التلقائي للتغييرات التي تطرأ على التعليمات البرمجية التي يتم توليدها ولتسهيل التعاون بين فِرق التطوير.

تمثل مولدات التعليمات البرمجية دورًا مهمًا في تحسين قابلية إعادة استخدام نفس التعليمات البرمجية وصيانتها عن طريق إنشاء بنية تعليمات برمجية تلتزم بأنماط تصميم ثابتة وممارسات راسخة.

تُستخدم مولدات البرمجية بشكل كبير في مجالات مثل التطوير السريع للتطبيقات وتطوير إطار العمل وأنظمة إدارة قواعد البيانات وتطوير واجهة برمجة التطبيقات (API)، حيث تكون القدرة على إنشاء تعليمات برمجية موثوق بها وقابلة للتطوير بسرعة أمرًا بالغ الأهمية.

من أهداف التصميم الفعَّال لمولدات التعليمات البرمجية: السلامة وقابلية الصيانة وقابلية الاختبار والكفاءة. ومع ذلك، هناك العديد من العيوب المتأصلة في استخدامها. التعليمات البرمجية التي يتم توليدها لها مرونة محدودة، وقد تكون أقل قابلية للتكيف من التعليمات البرمجية المكتوبة بخط اليد.

قد يكون من الصعب صيانة مولد التعليمات البرمجية، حيث يتطلب تحديثات دورية بانتظام لمواكبة التقنيات والمعايير المتطورة. قد يؤدي استخدام مولد التعليمات البرمجية أيضًا إلى زيادة الاعتماد على الأدوات أو المكتبات الخارجية، مما يعقد عملية التطوير ويتسبب في مشكلات في التوافق.

تصحيح أخطاء التعليمات البرمجية المولَّدة يواجه صعوبات أكثر غالبًا من تصحيح أخطاء التعليمات البرمجية المكتوبة بخط اليد، مما يصعِّب من تحديد الأخطاء وإصلاحها. ويعد الأداء مصدر قلق آخر، إذ إن التعليمة البرمجية الناتجة قد لا تتطابق دومًا مع كفاءة التعليمة البرمجية المكتوبة يدويًا والمُحسَّنة جدًا. يحتاج فهم واستخدام مولدات التعليمات البرمجية بشكل فعال إلى منحنى تعلُّم عميق، مما يتطلب جهدًا ووقتًا كبيرين لإتقانه.

قد يؤدي الاعتماد بشكل كبير على مولدات التعليمات البرمجية أيضا إلى انخفاض مهارات البرمجة. يمكن أن يؤدي الاعتماد المفرط على الأدوات الآلية إلى تقليل قدرة المطور على كتابة وفهم التعليمات البرمجية المعقدة، وهو أمر ضروري لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتحسين البرامج.

لذلك ، في حين أن أدوات إنشاء الرموز البرمجية هي أدوات قوية يمكن أن تعزز الإنتاجية، إلا أنه يجب استخدامها بحكمة، مع إدراك حدودها وتأثيرها المحتمل على عملية التطوير.

لاستخدام مولد التعليمات البرمجية بشكل فعال، اتبع نهجًا منهجيًا. أولاً، حدد بنية أو نمط التعليمات البرمجية المطلوب على وجه التحديد، وذلك من خلال فهم متطلبات المشروع وتحديد العناصر المتكررة أو القياسية التي من الممكن أتمتتها.

ثم بعد فهم احتياجات المشروع بوضوح، عليك أن تحدد مولِّد التعليمات البرمجية الملائم الذي يدعم لغة البرمجة المطلوبة والميزات المنشودة. ابحث واختر الأداة المناسبة، حيث هناك مولدات مختلفة وتقدم مستويات مختلفة من التخصيص والدعم للغات المختلفة.

ثم بعد ذلك، افهم تمامًا خيارات التكوين والتخصيص المتاحة للأداة المحددة. وغالبًا ما تحتوي مولدات التعليمات البرمجية على إعدادات مختلفة تسمح للمستخدمين بتخصيص المخرجات لتلبية احتياجاتك المحددة. والتعرف الجيد على هذه الخيارات يضمن أن تتوافق التعليمات البرمجية التي يتم توليدها مع متطلبات المشروع.

ثم بعد تكوين الأداة، قم بتوفير معلمات أو مواصفات الإدخال اللازمة، وتتضمن عادةً قوالب أو نماذج أو تعليمات عالية المستوى يستخدمها المولِّد لإنتاج التعليمات البرمجية.

بعد توليد التعليمات البرمجية، راجعه بعناية للتأكد من أنه يلبي متطلبات مشروعك ويلتزم بمعايير ترميز الصناعة. وقم بإجراء أي تعديلات ضرورية قبل التنفيذ للحفاظ على جودة قاعدة البيانات واتساقها.

تعد بيئة التطوير المتكاملة (IDE) أمرًا بالغ الأهمية لاستخدام مولدات التعليمات البرمجية بشكل فعال. حيث إن التكامل مع بيئات التطوير المتكاملة (IDE) يسمح لمولدات التعليمات البرمجية بالعمل بسلاسة مع أدوات مثل أدوات التحرير ومصححات الأخطاء وأنظمة التحكم في الإصدارات، مما يؤكد سير عمل التطوير السلس.

كما يتيح التوافق مع بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المختلفة للمطورين استخدام الأدوات المفضلة لديهم، مما يعزز الكفاءة والتخصيص حسب الاحتياجات.

وتدعم بيئات التطوير المتكاملة (IDE) تكوين إعدادات مولدات التعليمات البرمجية، مما يساعد المطورين على تخصيص التعليمات البرمجية حسب احتياجات ومعايير المشروع المحددة. وتعمل أطر عمل الاختبارات داخل بيئات التطوير المتكاملة (IDE) على التحقق من صحة التعليمات البرمجية التي يتم توليدها، مما يضمن الجودة العالية.

تحافظ أدوات التعاون والتحكم في الإصدارات في بيئات التطوير المتكاملة (IDE) على دوام الاتساق في مشروعات الفريق، مما يسهل إدارة التعليمات البرمجية ومراجعتها بأفضل شكل ممكن. تعمل بيئة وقت التشغيل في بيئات التطوير المتكاملة (IDE) على ضمان تحقيق الأداء الأمثل وحل مشكلات وقت التشغيل.

يتضمن إنشاء التعليمات البرمجية المدعوم بالذكاء الاصطناعي استخدام أدوات برمجية متقدمة مدعومة بالذكاء الاصطناعي (AI)، ومعالجة اللغة الطبيعية (NLP) والتعلّم الآلي (ML) لكتابة التعليمة البرمجية الحاسوبية. وبدلًا من الكتابة اليدوية للتعليمات البرمجية، يوفر المستخدمون لهذه الأدوات المدعومة بالذكاء الاصطناعي أوصافًا باللغة الطبيعية للوظائف التي يريدونها.

تستخدم أدوات إنشاء التعليمات البرمجية المدعومة بالذكاء الاصطناعي نماذج لغوية كبيرة (LLMs) وتقنيات الذكاء الاصطناعي التوليدي (gen AI) لتوليد الاقتراحات أو إنتاج تعليمات برمجية بناءً على إدخال المستخدم.

يعمل توليد التعليمات البرمجية بالذكاء الاصطناعي على تحسين أدوات توليد التعليمات البرمجية التقليدية من خلال تقديم اقتراحات أعقد وأكثر وعيًا بالسياق. فهو يعتمد على مجموعات بيانات كبيرة، مما يُتيح للذكاء الاصطناعي فهم وتوليد التعليمات البرمجية التي تتوافق بشكل وثيق مع متطلبات المستخدم..

ورغم أن التعليمات البرمجية التي يتم توليدها قد لا تكون أحسن شيء، إلا أنها تمثل للمطورين نقطة بدء قوية، حيث تجعل كتابة التعليمات البرمجية المعقدة أسرع وأبسط، بغض النظر عن مستوى مهارات المطورين.

وغالبًا ما يُنظَر إلى توليد التعليمات البرمجية المدعوم بالذكاء الاصطناعي على أنه مساعد مفيد في كتابة التعليمات البرمجية، حيث إنه يحسِّن إنتاجية المطورين ويرتفع بكفاءتهم. يقوم المبرمجون بإدخال مطالبات نصية عادية، وتستجيب أدوات الذكاء الاصطناعي التوليدي من خلال اقتراح مقتطفات التعليمات البرمجية أو إنشاء وظائف كاملة.

تؤدي هذه الأتمتة إلى تبسيط سير عمل كتابة التعليمات البرمجية بفضل نجاح التعامل مع المهام المتكررة وتقليل جهود كتابة التعليمات البرمجية اليدوية. يمكن للذكاء الاصطناعي التوليدي أيضًا كتابة التعليمات البرمجية بلغات برمجة مختلفة، مما يزيد من تسريع عملية توليد التعليمات البرمجية وبالتالي يتفرغ المطورون للتركيز على مهام التصميم وحل المشكلات ذات المستوى الأعلى.

يعتمد توليد التعليمات البرمجية بالذكاء الاصطناعي على خوارزميات التعلم الآلي المدرَّبة باستخدام التعليمات البرمجية المصدر الحالية ، التي غالبًا يتم الحصول عليها من مشاريع مفتوحة المصدر. تعمل هذه العملية عبر ثلاث طرق أساسية لتسريع مهام كتابة التعليمات البرمجية:

• أداة إكمال التعليمات البرمجية: يبدأ المطورون في كتابة التعليمات البرمجية وتحاول أداة الذكاء الاصطناعي إكمالها تلقائيًا استنادًا إلى الأنماط المكتسبة والمستفادة من مجموعة بيانات التدريب. تساعد هذه الميزة على تبسيط كتابة التعليمات البرمجية من خلال التنبؤ بإدخال اللغة الطبيعية والتفاعل المباشر.
  
  
• مدخلات اللغة الطبيعية: يقوم المطورون بالتعبير عما بداخلهم على شكل مدخلات باللغة الطبيعية، مما يدفع أداة الذكاء الاصطناعي إلى توليد اقتراحات برمجية تتماشى مع أهدافهم. يتيح ذلك للمطورين وصف ما يريدون بلغة واضحة، مما يجعل كتابة التعليمات البرمجية أكثر سهولة.
  
  
• التفاعل المباشر: ينخرط المطورون في محادثات مباشرة مع الذكاء الاصطناعي باستخدام واجهة روبوت محادثة في الوقت الفعلي، لإصدار طلبات محددة أو أوامر لإصلاح الأخطاء. وتُظهر هذه القدرة الحوارية مرونة وسهولة استخدام الأدوات المدعومة بالذكاء الاصطناعي.

بينما يوفر توليد التعليمات البرمجية الذكاء الاصطناعي فوائد كبيرة، إلا أن هناك عيوبًا وتحديات عديدة محتملة.. أثارت دراسة أجرتها جامعة ملبورن مخاوف بشأن موثوقية وجودة كود ChatGPT الذي تم إنشاؤه بواسطة OpenAI، مما يسلط الضوء على المخاطر المحتملة المرتبطة باستخدامه على نطاق واسع. فيما يلي بعض المخاوف الأخرى:

هل لنا أن نطمئن إلى التعليمات البرمجية التي يتم توليدها بالذكاء الاصطناعي والوثوق بها؟ أظهرت الدراسات على GitHub Copilot أنه رغم موثوقية مساعِدي الذكاء الاصطناعي بشكل عام، إلا أن أحيانًا قد تنتج تعليمات برمجية تحتوي على أخطاء برمجية أو غير آمنة.

على سبيل المثال، وجدت الأبحاث التي أجريت على التعليمات البرمجية التي تم توليدها باستخدام Copilot أنه من بين 164 مشكلة تم اختبارها، تم حل 28٪ بشكل صحيح، و 51٪ منها كانت صحيحة جزئيًا و 20٪ منها غير صحيحة. وهذا يؤكد مدى الحاجة إلى مراجعات صارمة للتعليمات البرمجية لضمان الجودة والأمن.

في محاولة لتلبية الوظائف المطلوبة، قد يُنتج الذكاء الاصطناعي التوليدي تعليمات برمجية أعقد من اللازم. قد تؤدي هذه الهندسة المفرطة إلى عمليات تجريد (حذف التفاصيل) غير ضرورية، أو وجود طبقات مفرطة من التعليمات البرمجية أو منطق معقد جدًا. يمكن لهياكل التعليمات البرمجية المعقدة والملتفة هذه أن تصعِّب الصيانة وتصحيح الأخطاء والتعاون في المستقبل.

يمكن لنماذج الذكاء الاصطناعي التوليدي إعطاء الأولوية لتوليد التعليمات البرمجية الصحيحة من ناحية التحليل التركيبي على الجودة أو الكفاءة أو قابلية الصيانة المحسَّنة. لكن هذا يعني الحصول على تعليمات برمجية يصعب فهمها أو تعديلها أو توسيعها، مما يزيد من مخاطر تأجيل بعض الأعمال أثناء التطوير، مع مرور الوقت.

يشعر بعض المطورين بالقلق من أن الاعتماد بشكل زائد على مساعِدي الذكاء الاصطناعي سيقلل من مهاراتهم وخبراتهم في كتابة التعليمات البرمجية. ومع ذلك ، يكمن المفتاح في النظر إلى الذكاء الاصطناعي كأداة قيمة بدلا من بديل للحكم البشري والتفكير النقدي. لكن السر يكمن في النظر إلى الذكاء الاصطناعي كأداة مساعدة قيِّمة وليست بديلاً عن التفكير النقدي وإصدار الحُكم البشري.

يمكن لمولدات التعليمات البرمجية المدعومة بالذكاء الاصطناعي تحسين كتابة التعليمات البرمجية عن طريق أتمتة المهام الروتينية وتقديم اقتراحات مفيدة. تفيد المراجعات الشاملة التي تراجع التعليمات البرمجية، والتعلم المستمر، والحفاظ على نهج متوازن لاستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي، في مساعدة المطورين على الاستفادة المثلي من توليد التعليمات البرمجية بالذكاء الاصطناعي مع التخفيف من مخاطرها.