ما هي بيئة التطوير المتكاملة (IDE)؟

على الرغم من أنها ليست ضرورية تمامًا لتطوير البرامج، حيث يمكن كتابة الكود باستخدام أي محرر نصوص وتنفيذه من سطر الأوامر، فإن بيئات التطوير المتكاملة تجمع بين الميزات التي تعمل على تحسين إنتاجية المطوِّر وجودة الكود. غالبًا ما تتضمن بيئات التطوير المتكاملة الحديثة المحوِّل البرمجي أو المفسِّر أو كليهما، وذلك حسب لغة البرمجة المستخدمة. 

تتضمن ميزات بيئة التطوير المتكاملة (IDE) الشائعة الأخرى الميزات المدرجة هنا:

• نظام التحكم في الإصدار: يعد التحكم في الإصدار جزءًا لا يتجزأ من هندسة البرمجيات الحديثة ويستخدم للتحكم في الإصدارات المختلفة من الرمز البرمجي وتنظيمها وتتبعها. تساعد أنظمة التحكم في الإصدار المطورين على مراقبة تغييرات الرمز البرمجي وتحديثاتها أثناء توثيق سجل الرمز البرمجي. على الرغم من استخدام الخيارات المستقلة مثل Git على نطاق واسع، إلا أن العديد من بيئات التطوير المتكاملة (IDE) تقدم أيضاً خيارات مضمنة متوافقة محتملة. 

• متصفحات الفئات: تمكّن متصفحات الفئات المبرمجين من تصفح أو استكشاف أو تصور بنية الرمز البرمجي الموجهة للكائنات. 

• متصفحات الكائنات: تسمح متصفحات الكائنات للمبرمجين بفحص حزم البرامج حسب العنصر. يمكنهم عرض التسلسل الهرمي للعناصر والخصائص والأحداث المرتبطة بالكائنات الفردية. 

• مخطط التسلسل الهرمي للفئات: يمكن أن توفر بيئات التطوير المتكاملة (IDE) مخططات التسلسل الهرمي للفئات والتي تعد ضرورية لهندسة البرمجيات القائمة على البرمجة الموجهة للكائنات. تصف هذه المخططات الثابتة بنية النظام الشاملة حسب فئة الكائن، بما في ذلك سماته وعملياته وعلاقاته بين الكائنات الأخرى.

على الرغم من أن بعض الميزات الأساسية تعتبر قياسية على مستوى بيئات التطوير المتكاملة (IDE)، إلا أنه لا توجد قائمة محددة بالوظائف الأساسية التي يجب أن تتوفر بالبرامج لكي تتأهل لتكون بيئة تطوير متكاملة (IDE). ومع ذلك، من المرجح أن تحتوي معظم بيئات التطوير المتكاملة (IDE) على درجة معينة من معظم (أو كل) الأدوات والميزات والوظائف مثل ما يلي:

• أتمتة تحرير الرمز البرمجي: تقدم بيئات التطوير المتكاملة (IDE) العديد من عمليات الأتمتة للمساعدة في تحرير وتصحيح أنواع مختلفة من رموز البرمجة. نظرًا لأن لغات البرمجة المختلفة تتبع قواعد مختلفة، يمكن لبيئات التطوير المتكاملة (IDE) التعرف على الحالات التي يرتكب فيها المطورون أخطاء في بناء الجملة أو ينحرفون بطريقة أخرى عن بنية اللغة الصحيحة والمساعدة في تصحيحها. 

• الإكمال التلقائي الذكي للرمز البرمجي: غالبًا ما تحتوي بيئات التطوير المتكاملة (IDE) على أدوات آلية (على غرار الإكمال التلقائي أو اقتراحات البحث) لمساعدة المبرمجين على كتابة الرمز البرمجي من خلال اقتراح عبارات أو مصطلحات شائعة بناءً على وظائف أو مقاصد الرمز البرمجي المعروفة. 

• تسليط الضوء على البنية النحوية: تستطيع بيئات التطوير المتكاملة تنسيق الكود المكتوب تلقائيًا من خلال تغيير ألوان الخطوط، أو جَعْل بعض الكلمات والعبارات والرموز غامقة أو مائلة. يمكن أن يوفر تسليط الضوء على البنية النحوية ملاحظات فورية حول الأخطاء النحوية المحتملة. تجعل هذه الخاصية في بيئة التطوير المتكاملة الكود المصدر أكثر وضوحًا للمبرمجين عند مراجعة عملهم.

• دعم إعادة الهيكلة: إعادة هيكلة الرمز هي العملية التي يتم فيها تنقيح الرمز المصدر النشط أو إعادة هيكلته أو إعادة كتابته ليس فقط لتقديم الوظيفة المقصودة بل أيضًا ليتوافق مع مبادئ البساطة المتفق عليها. يصبح الرمز البرمجي المُعاد هيكلته بشكل كاف أكثر كفاءة وأكثر قابلية للقراءة، مما يحافظ على الوظيفة المقصودة باستخدام البرمجة النصية الأساسية فقط. تعتبر إعادة الهيكلة جزءًا لا يتجزأ من تصميم البرامج عالية المستوى، على الرغم من أن العملية قد تكون مملة. في سيناريوهات معينة، تساعد بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المطورين على تحسين الرمز البرمجي الخاصة بهم عن طريق إعادة هيكلة الرمز المصدر تلقائياً بسرعة أكبر.

• أتمتة البناء المحلي: يمكن للمُعرّفات أتمتة العديد من مهام التطوير المتكررة التي عادةً ما تصاحب تحرير الرمز البرمجي، مثل تحديث أسطر الرمز البرمجي المكتوبة مسبقًا لتعكس التغييرات الجديدة.

• التجميع والتفسير: يكتب معظم المبرمجين بلغات البرمجة عالية المستوى؛ لأنها أكثر قابلية للقراءة من قِبَل البشر وبالتالي يسهُل العمل بها. ومع ذلك، قبل أن يعمل البرنامج، تجب ترجمته إلى لغة آلة منخفضة المستوى يمكن لنظام تشغيل مثل Linux أو Windows فهمها. المحوِّلات البرمجية والمفسِّرات هي أنواع من البرامج تعمل على أتمتة عملية الترجمة اعتمادًا على الكود المصدر الأصلي الخاص باللغة. وعلى الرغم من أن المحوِّلات البرمجية والمفسِّرات غالبًا ما يتم العثور عليهم كقطع مستقلة من البرامج، فإن العديد من بيئات التطوير المتكاملة الحديثة تقدِّم وظائف تجميع وتفسير مدمجة. 

• الاختبار: قبل دمج الرمز البرمجي المصدر الجديد مع الرمز البرمجي الحالي للمطور، تقدم بيئات التطوير المتكاملة (IDE) أدوات للمطورين لأتمتة اختبار الوحدات المحلية. توفر هذه العملية الأولية جولة أولى من مراقبة الجودة قبل اختبار الرمز البرمجي في بيئات إنتاج أكثر تعقيداً.

• تصحيح الأخطاء: يُستخدم مصطلح الخطأ البرمجي كمصطلح شامل لمجموعة واسعة من الأخطاء المحتملة التي يمكن العثور عليها في الرمز البرمجي غير المصحح. في حين أن بعض الأخطاء يمكن أن تظهر كأخطاء مطبعية أو نحوية بسيطة، فإن أي رمز برمجي يمنع وظيفة البرنامج المقصودة من العمل على النحو المنشود يمكن اعتباره خطأ. تتضمن عملية تصحيح الأخطاء مستويات عديدة من مراجعة الرمز البرمجي واختباره لتحقق من أن الرمز البرمجي يعمل كما هو مقصود في جميع الظروف. على الرغم من أن بيئات التطوير المتكاملة (IDE) غالباً لا تقدم عملية تصحيح لأخطاء الرمز البرمجي على نحو متكامل تماماً، إلا أنها توفر في كثير من الأحيان مجموعة من أدوات تصحيح الأخطاء. تساعد هذه الأدوات في القضاء على أكبر عدد ممكن من الأخطاء، غالباً في الوقت الفعلي أثناء كتابة الرمز البرمجي. إحدى الطرق التي تدعم بها بيئات التطوير المتكاملة (IDE) عملية تصحيح الأخطاء هي تسليط الضوء على الرمز البرمجي أثناء تشغيله، سطرًا بسطر، مما يساعد المطورين على فحص الرمز البرمجي والتحقق من صحة سلوكه. 

• تدقيق وتحليل الرمز البرمجي: يوفر تحليل الرمز البرمجي في الوقت الفعلي تعليقات فورية، على غرار المدققات الإملائية والنحوية التلقائية في برامج تحرير النصوص الشائعة. يمكن أن تتجاوز هذه الأدوات اكتشاف الأخطاء المطبعية البسيطة وتساعد في تحديد مجموعة واسعة من المشكلات المحتملة. تتضمن هذه المشكلات انتهاكات النمط التي يمكن أن تعيق قراءة الرمز البرمجي والصيانة، والأخطاء المحتملة، وأنماط اللغة غير الفعالة، والثغرات الأمنية الحساسة.

بالمقارنة مع محرر النصوص القياسي، فإن العمل ضمن بيئة تطوير متكاملة (IDE) أثناء تطوير التطبيقات يوفر للمبرمجين مجموعة واسعة من وسائل الراحة والفوائد. تساعد بيئات التطوير المتكاملة (IDE) في تبسيط عملية التطوير بأكملها، مما يسهل على المطورين كتابة الرمز البرمجي وتصحيحه والتعاون مع مديري المشاريع والفرق الموسعة.

تتضمن الفوائد المرتبطة بوظائف بيئات التطوير المتكاملة (IDE) ما يلي: 

لتلبية احتياجات المطورين، تتوفر بيئات التطوير المتكاملة (IDE) في مجموعة واسعة من الأشكال المتنوعة - بداية من المصدر المفتوح إلى الملكية الخاصة، ومن المناسبة للمبتدئين إلى الأكثر تعقيداً. تقدم العديد من بيئات التطوير المتكاملة (IDE) دعمًا متعدد المنصات، في حين أن بعضها يعتمد أكثر على اللغة. هناك بعض الأنواع الأكثر شيوعًا من بيئات التطوير المتكاملة (IDE).

يتم تثبيت بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المحلية وتشغيلها محلياً على الأجهزة الشخصية أو أجهزة العمل الخاصة بالمطور. وتتطلب بيئات التطوير المتكاملة (IDE) مكتبات موارد إضافية، والتي يجب على المطورين تنزيلها وتثبيتها محليًا بناءً على متطلبات المشروع والتفضيلات الشخصية.

تعد IDEs المحلية أكثر قابلية للتخصيص، وتستفيد من عدم وجود مشكلات في زمن الانتقال تقريبًا ويمكن أن تعمل بشكل كامل حتى بدون اتصال نشط بالإنترنت بعد اكتمال الإعداد. ومع ذلك، يمكن أن يكون إعداد بيئات تطوير متكاملة (IDE) محلية وتكوينها أمرًا مرهقًا، ويمكن أن تؤدي الاختلافات بين الجهاز المحلي وبيئة الإنتاج إلى أخطاء أو أعطال غير مقصودة في البرامج.

تعتمد بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المحلية أيضاً على الأجهزة المحلية. بالاعتماد على موارد الذاكرة المحلية للجهاز، يمكن أن تواجه الأجهزة المحلية صعوبة في تشغيل بيئة تطوير متكاملة (IDE) محلية، خاصةً عند العمل على كميات كبيرة من الرمز البرمجي المعقد.  

تتضمن أمثلة بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المحلية ما يلي:

• Microsoft Visual Studio

• Eclipse

• JetBrains IDEs مثل IntelliJ IDEA وPyCharm

على عكس بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المحلية، تعتمد بيئات التطوير المتكاملة (IDE) السحابية على المتصفح ولا تتطلب من المطورين تنزيل أي برامج أو مكتبات محددة على أجهزتهم المحلية. يتوقف هذا المتطلب على الحفاظ على اتصال إنترنت قوي للوصول إلى السحابة بشكل فعال.

بالمقارنة مع بيئات التطوير المتكاملة المحلية، تتمتع بيئات التطوير المتكاملة القائمة على السحابة بالعديد من المزايا. يمكن للفرق التي تعمل باستخدام بيئات التطوير المتكاملة القائمة على السحابة إنشاء بيئة تطوير موحَّدة، وتجنُّب الأخطاء التي قد تنشأ عن اختلافات تكوين الأجهزة المحلية.

يمكن أن تقدم بيئات التطوير المتكاملة (IDE) السحابية أيضاً أداء أفضل من بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المحلية باستخدام الموارد المستندة إلى السحابة. غالبًا ما تتطلب بعض وظائف بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المعقدة موارد حسابية كبيرة. ولمنع حدوث تباطؤ مع بيئات التطوير المتكاملة (IDE) المحلية، يمكن للمطورين نقل هذه المهام إلى مراكز بيانات قوية تعتمد على السحابة.

تتضمن أمثلة بيئات التطوير المتكاملة السحابية ما يلي:

• AWS Cloud9

• Replit

• CodeSandbox

تم تصميم هذه الأنواع من بيئات التطوير المتكاملة خصيصًا لتطوير تطبيقات الأجهزة المحمولة. تتميز بيئات التطوير المتكاملة (IDE) لتطوير تطبيقات الأجهزة المحمولة عادةً بمكتبات خاصة بتكنولوجيا الأجهزة المحمولة وميزات حصرية مثل دعم المحاكي. 

تتضمن أمثلة بيئات التطوير المتكاملة (IDE) لتطوير تطبيقات الأجهزة المحمولة ما يلي:

• مكونات Flutter IDE الإضافية لرمز VS، IntelliJ، وغيرها

• Android Studio لتطوير نظام Android

• Xcode لأجهزة Apple وتطوير تطبيقات iOS وتطوير macOS وwatchOS وtvOS

تتوفر برمجة قواعد البيانات مرفق بها مجموعتها الخاصة من الاعتبارات المميزة. تم تصميم هذه الأنواع من بيئات التطوير المتكاملة (IDE) مع أخذ تطوير قواعد البيانات في الاعتبار، مع ميزات خاصة مثل أدوات إنشاء الاستعلامات المدمجة وأدوات تحليل قواعد البيانات. 

تتضمن أمثلة بيئات التطوير المتكاملة الخاصة بقواعد البيانات ما يلي:

• طاولة عمل MySQL

• مطوّر Oracle SQL

• pgAdmin

على الرغم من أن العديد من بيئات التطوير المتكاملة تقدم دعمًا متعدد اللغات، فإن بعضها مصمم لاستيعاب المَعلمات الخاصة ببعض لغات البرمجة. وعلى نحو مماثل، تتخصص بيئات التطوير المتكاملة الأخرى اعتمادًا على الغرض من المشروع. بعض الأمثلة على بيئات التطوير المتكاملة الخاصة بلغات برمجة أو مشاريع معينة تشمل البيئات الموضحة هنا: 

Java

• IntelliJ IDEA: بيئة تطوير متكاملة قوية مصممة لدعم Java، مع إعادة هيكلة متقدمة وتحليل الرمز البرمجي وأتمتة البناء. 

• Eclipse: بيئة تطوير متكاملة (IDE) مفتوحة المصدر متعددة الاستخدامات تستفيد من نظام بنائي كبير للمكونات الإضافية متاح على المستودعات العامة مثل GitHub. 

• NetBeans: خيار بيئة تطوير متكاملة (IDE) مفتوحة المصدر شائع ومتوفر مجانًا.

Python

• PyCharm: يقدِّم هذا البرنامج دعمًا للحوسبة العلمية، ويوفر العديد من الميزات المفيدة للبرمجة بلغة Python. 

• Spyder: بيئة تطوير متكاملة أخرى مصممة لعلوم البيانات والحوسبة العلمية وهي لغة Python. 

• IDLE: تُعتبر بيئة التطوير المتكاملة البسيطة هذه مناسبة للمبتدئين الذين يتعلمون لغة Python. 

تصميم مواقع ويب

• Visual Studio Code: بفضل خفة وزنه وسهولة استخدامه، أصبحت بيئة التطوير المتكاملة هذه بيئة موثوقًا بها للمبرمجين الذين يعملون في تطوير الويب.

• WebStorm: بيئة تطوير متكاملة متخصصة مصممة للمبرمجين الذين يعملون باستخدام JavaScript وTypeScript والتقنيات المشابهة.