اگر شما یک کارآموز برنامه‌نویسی هستید یا در حال یادگیری کدنویسی، به‌احتمال زیاد نام فریم‌ورک (Framework) را به‌کرات شنیده‌اید. هر زمان که با زبان برنامه‌نویسی خاصی کار می‌کنید، به فریم‌ورک‌های مختلفی مرتبط با آن زبان برخورد می‌کنید. درک این اصطلاح برای توسعه‌دهندگان تازه‌کار ممکن است چالش‌برانگیز باشد؛ بنابراین در این متن به توضیح فریم‌ورک و ضرورت استفاده از آن می‌پردازیم. اگر مایلید با انواع مختلف فریم‌ورک‌ها آشنا شوید، توصیه می‌کنیم ادامه متن را بخوانید.
فریم‌ورک به زبان ساده
در زمینه مهندسی نرم‌افزار و برنامه‌نویسی، فریم‌ورک به مجموعه‌ای از اجزای نرم‌افزاری اطلاق می‌شود که قابلیت استفاده مجدد دارند و به تسهیل توسعه برنامه‌های کاربردی جدید کمک می‌کنند. فریم‌ورک‌ها شامل ماژول‌های کد هستند و بر اساس استانداردها و پروتکل‌های نرم‌افزاری خاص قابلیت استفاده مجدد را ارائه می‌دهند. نکته مهم در مورد فریم‌ورک‌ها این است که می‌توان آن‌ها را به شیوه‌ای استاندارد توسعه داد.
فریم‌ورک به زبان ساده
در زمینه مهندسی نرم‌افزار و برنامه‌نویسی، فریم‌ورک به مجموعه‌ای از اجزای نرم‌افزاری اطلاق می‌شود که قابلیت استفاده مجدد دارند و به تسهیل توسعه برنامه‌های کاربردی جدید کمک می‌کنند. فریم‌ورک‌ها شامل ماژول‌های کد هستند و بر اساس استانداردها و پروتکل‌های نرم‌افزاری خاص قابلیت استفاده مجدد را ارائه می‌دهند. نکته مهم در مورد فریم‌ورک‌ها این است که می‌توان آن‌ها را به شیوه‌ای استاندارد توسعه داد.
اصطلاح چارچوب یا فریم‌ورک به یک ساختار اشاره دارد که می‌تواند شامل یک سیستم، ساختمان، پروژه یا هر چیز دیگری باشد. به‌طور کلی، فریم‌ورک یک ساختار واقعی یا مفهومی است که به عنوان بنیانی برای پروژه‌ها عمل می‌کند.
خبر خوب این است که با استفاده از فریم‌ورک‌ها، نیازی نیست که کدها را از ابتدا بنویسید. فریم‌ورک‌ها به عنوان پایه‌ای برای کدنویسی عمل کرده و به شما کمک می‌کنند که به راحتی از آن‌ها استفاده کنید یا حتی پروژه‌تان را اصلاح کنید.
فریم‌ورک شبیه به یک قالب است که می‌توانید آن را تغییر دهید و ویژگی‌ها و عملکردهای خاصی را برای ایجاد پروژه‌ای پیچیده‌تر به آن اضافه کنید. باید توجه داشته باشید که فریم‌ورک‌ها با زبان‌های برنامه‌نویسی خاصی مرتبط هستند و انتخاب فریم‌ورک مناسب برای هر پروژه اهمیت دارد.
برخی از فریم‌ورک‌های شناخته‌شده و پرکاربرد شامل جنگو (Django)، فلاتر (Flutter)، انگولار (Angular)، ویو جی‌اس (Vue.js)، پایتورچ (PyTorch)، اسپریگ بوت (Spring Boot)، و ری‌اکت نیتیو (React Native) هستند. این فریم‌ورک‌ها به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که نرم‌افزارهایی با قابلیت‌های قوی و غنی توسعه دهند.
چرا از فریم‌ورک استفاده کنیم؟
پس از آگاهی از اینکه فریم‌ورک چیست، وقت آن است که به بررسی دلایلی بپردازیم که چرا باید از فریم‌ورک‌ها استفاده کنید. نوشتن کد از صفر می‌تواند کار خسته‌کننده و زمان‌بر باشد و همچنین احتمال وجود خطا در آن بالاست. شما باید کدهایی دقیق، تست‌شده و بدون اشکال بنویسید. علاوه بر این، درک کدها و کار بر روی آن‌ها برای توسعه‌دهندگان ممکن است چالش‌برانگیز باشد؛ به همین خاطر پیشنهاد می‌کنیم فریم‌ورک‌هایی را انتخاب کنید که نیازهای شما را برآورده کنند.
پس از آگاهی از اینکه فریم‌ورک چیست، وقت آن است که به بررسی دلایلی بپردازیم که چرا باید از فریم‌ورک‌ها استفاده کنید. نوشتن کد از صفر می‌تواند کار خسته‌کننده و زمان‌بر باشد و همچنین احتمال وجود خطا در آن بالاست. شما باید کدهایی دقیق، تست‌شده و بدون اشکال بنویسید. علاوه بر این، درک کدها و کار بر روی آن‌ها برای توسعه‌دهندگان ممکن است چالش‌برانگیز باشد؛ به همین خاطر پیشنهاد می‌کنیم فریم‌ورک‌هایی را انتخاب کنید که نیازهای شما را برآورده کنند.
نوشتن کد فرآیندی پیچیده است و تولید کدی که توسط دیگران قابل درک باشد، به مراتب دشوارتر. فریم‌ورک‌ها الگوهایی را ارائه می‌دهند که تقریباً تمام وظایف عمومی در آن‌ها پیاده‌سازی شده است. با این کار، شما می‌توانید به جای صرف وقت برای جزئیات فرآیند، بر روی توسعه نرم‌افزار اصلی تمرکز کنید. در ادامه به برخی از دلایل مهم برای استفاده از فریم‌ورک اشاره می‌کنیم:
• جلوگیری از تکرار کد: فریم‌ورک‌ها به شما کمک می‌کنند تا از نوشتن کدهای تکراری و اضافی خودداری کنید.
• کاهش خطا: گروهی از بهترین توسعه‌دهندگان در حال آزمایش این کدها هستند، بنابراین می‌توانید با اطمینان از فریم‌ورک مورد نظر استفاده کنید و احتمال خطا کمتر باشد.
• مدیریت کدهای تمیز: فریم‌ورک‌ها به شما کمک می‌کنند تا کدهایی تمیز و بدون خطا بنویسید.
• کاهش زمان توسعه: زمان لازم برای توسعه یک برنامه به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد و شما می‌توانید بر روی نوشتن کدهای خاص پروژه تمرکز کنید.
در کل، فریم‌ورک‌ها روند توسعه پروژه را با خطاهای کمتر آسان‌تر می‌کنند. این چهارچوب‌های نرم‌افزاری الگویی عمومی هستند که می‌توانید به راحتی از آن‌ها استفاده کرده و بر اساس نیاز خود تغییر دهید. همچنین، اگر پروژه شما در آینده به برنامه‌نویس دیگری واگذار شود، درک کدهای شما برای او آسان‌تر خواهد بود، زیرا او نیز ممکن است با فریم‌ورک‌ها آشنایی داشته باشد.
چالش‌های استفاده از فریم‌ورک چیست؟
با وجود مزایای فراوانی که فریم‌ورک‌ها دارند، استفاده از این چارچوب‌ها نیازمند شرایط خاصی است. به عنوان مثال، اگر شما در حال ساخت یک برنامه کاربردی ساده هستید، ممکن است نیازی به استفاده از یک فریم‌ورک نداشته باشید.
راه‌اندازی یک فریم‌ورک و یادگیری نحوه ساختن یک برنامه بر اساس آن زمان‌بر است. همچنین، استفاده از فریم‌ورک می‌تواند حجم کدهای یک برنامه ساده را به طور قابل‌توجهی افزایش دهد.
استفاده از فریم‌ورک مستلزم درک کامل از نحوه عملکرد هر بخش از نرم‌افزار است. حتی با وجود مستندات جامع، ممکن است توسعه‌دهندگان به زمان بیشتری برای آشنایی با فریم‌ورک نیاز داشته باشند. هنگام استفاده از فریم‌ورک برای ساخت یک برنامه کاربردی، بیشتر تمرکز شما بر روی عملکرد و امنیت آن خواهد بود. در صورتی که فریم‌ورک با اشکالات یا آسیب‌پذیری‌های پنهانی مواجه باشد، تمام برنامه‌های ساخته شده بر بستر آن تحت تأثیر قرار می‌گیرند.
بررسی انواع فریم‌ورک
پیش از آغاز فرآیند توسعه نرم‌افزار، باید انتخاب کنید که کدام زبان برنامه‌نویسی برای پروژه شما مناسب‌تر است. به عنوان مثال، اگر پروژه شما بر پایه کدهای جاوا اسکریپت ساخته شده است، باید در مورد فریم‌ورک‌های جاوا اسکریپت مانند انگولار (Angular)، نکس جی‌اس (Next.js)، ویو جی‌اس (Vue.js)، نود جی‌اس (Node.js) و ... تحقیق کنید و تصمیم بگیرید که کدام فریم‌ورک برای پروژه شما بهتر است.
هر فریم‌ورک مجموعه‌ای غنی از ویژگی‌ها و قابلیت‌ها را ارائه می‌دهد. این چارچوب‌ها می‌توانند در توسعه نرم‌افزار، ایجاد برنامه‌های کاربردی وب و موبایل و همچنین در زمینه علم داده مورد استفاده قرار گیرند. مهم است که الزامات پروژه خود را به وضوح بشناسید و سپس با توجه به نیازهای خود، کار با فریم‌ورک را آغاز کنید.
توسعه وب به معنای ایجاد وب‌سایتی است که در اینترنت اجرا می‌شود. این وب‌سایت می‌تواند شامل یک برنامه وب تک صفحه‌ای، سایت ثابت، وب‌سایت پویا و یا هر نوع دیگری باشد. توسعه‌دهندگان از انواع مختلف فریم‌ورک‌ها برای ساخت برنامه‌های مختلف بهره می‌برند که در ادامه به بررسی مهم‌ترین آن‌ها خواهیم پرداخت.
فریم‌ورک‌های فرانت‌اند
فریم‌ورک‌های فرانت‌اند برای طراحی و ایجاد رابط کاربری وب سایت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. فرانت‌اند به مجموعه اقداماتی اطلاق می‌شود که کاربر هنگام ورود به نرم‌افزار یا سایت، آن‌ها را مشاهده می‌کند. توسعه‌دهندگان وب از چهارچوب‌های جاوا اسکریپت مانند Angular، Vue.js و React برای طراحی رابط کاربری با کدهای جاوا اسکریپت استفاده می‌کنند. از فریم‌ورک‌های محبوب در توسعه وب می‌توان به Angular و Vue.js اشاره کرد. در ادامه، به سه فریم‌ورک محبوب فرانت‌اند اشاره خواهیم کرد.
1. فریم‌ورک انگولار (Angular)
فریم‌ورک انگولار یک چهارچوب متن‌باز است که بر پایه TypeScript توسعه یافته و توسط گوگل ایجاد و نگهداری می‌شود. انگولار ویژگی‌ها و خدمات متعددی را ارائه می‌دهد که به توسعه وب‌سایت‌ها و وب‌اپلیکیشن‌های پیشرفته (PWA) کمک بسیار می‌کند.
با استفاده از کد TypeScript، می‌توان بدون نوشتن کد اضافی و در زمان کمتر، به ورودی کاربر پاسخ مناسب داد. بسیاری از شرکت‌های بزرگ و شناخته‌شده نظیر گوگل، نایک، پی‌پال و... از فریم‌ورک انگولار بهره می‌برند.
2. فریم‌ورک ویو جی‌اس (Vue.js)
فریم‌ورک ویو جی‌اس یک چهارچوب توسعه وب متن‌باز است که بر پایه جاوا اسکریپت ساخته شده است. این فریم‌ورک با استفاده از HTML، CSS و جاوا اسکریپت طراحی شده و از معماری Model-View-View Model (MVVM) پشتیبانی می‌کند. یادگیری و درک ویو جی‌اس به سادگی امکان‌پذیر است. از جمله شرکت‌های معتبر که از ویو جی‌اس استفاده می‌کنند می‌توان به بیهنس (Behance) و تراست پایلوت (Trustpilot) اشاره کرد.
3. فریم‌ورک بوت استرپ (Bootstrap)
فریم‌ورک بوت استرپ یک چهارچوب متن‌باز مبتنی بر CSS است که با استفاده از HTML، CSS و جاوا اسکریپت توسعه یافته است. این فریم‌ورک به تسهیل و تسریع در ایجاد وب‌سایت‌های واکنش‌گرا کمک می‌کند. امروزه، با استفاده از بوت استرپ، تمامی وب‌سایت‌ها برای انواع دستگاه‌ها (گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و ...) بهینه شده‌اند. بسیاری از شرکت‌ها از جمله نت‌فلیکس (Netflix)، اوبر (Uber)، و ایر بی‌ان‌بی (Airbnb) از فریم‌ورک بوت استرپ بهره می‌برند.
فریم‌ورک‌های بک‌اند (Backend)
فریم‌ورک‌های بک‌اند در سمت سرور برنامه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. بک‌اند به تمامی فرآیندهایی اطلاق می‌شود که کاربران نمی‌توانند به‌صورت مستقیم مشاهده کنند. توسعه‌دهندگان در این بخش برای بهبود عملکرد سایت با پایگاه داده کار کرده و مسئول رسیدگی به درخواست‌ها، ارتباط با APIها و سایر وظایف مرتبط هستند. از جمله فریم‌ورک‌های پرکاربرد در بک‌اند می‌توان به PHP، جنگو (Django) و روبی آن ریلز (Ruby on Rails) اشاره کرد. در ادامه، به معرفی سه فریم‌ورک مهم‌تر در بک‌اند می‌پردازیم.
1. فریم‌ورک روبی آن ریلز (Ruby on Rails)
فریم‌ورک روبی آن ریلز یک چهارچوب متن‌باز است که بر پایه روبی و با استفاده از معماری مدل-ویو-کنترلر (MVC) طراحی شده است. این فریم‌ورک مسئولیت ارائه نرم‌افزارهایی امن و مقیاس‌پذیر را بر عهده دارد.
2. فریم‌ورک جنگو (Django)
فریم‌ورک جنگو یک چهارچوب وب متن‌باز است که بر پایه پایتون توسعه یافته و از معماری مدل-تمپلیت-ویو (MTV) پیروی می‌کند. جنگو با تمام فریم‌ورک‌های فرانت‌اند سازگار است. بسیاری از شرکت‌های مهم مانند یوتیوب (YouTube)، اینستاگرام (Instagram) و اسپاتیفای (Spotify) از این فریم‌ورک بهره می‌برند.
3. فریم‌ورک اسپرینگ بوت (Spring Boot)
اسپرینگ بوت یک چهارچوب وب مبتنی بر جاوا و متن‌باز است. با استفاده از این فریم‌ورک، توسعه‌دهندگان قادر به ایجاد برنامه‌های کاربردی به‌صورت انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیر برای وب‌سایت‌ها هستند. شرکت‌های بزرگ نظیر لینکدین (LinkedIn)، نت‌فلیکس (Netflix)، اوبر (Uber) و اینتویت (Intuit) از فریم‌ورک اسپرینگ بوت استفاده می‌کنند.
فریم‌ورک‌های مخصوص توسعه موبایل
برخلاف توسعه وب، ساخت اپلیکیشن برای دستگاه‌های تلفن‌همراه نیازمند دقت در بررسی سیستم‌عامل و مشخصات سخت‌افزاری دستگاه‌ها است. فریم‌ورک‌های توسعه موبایل با ارائه کتابخانه‌ها و اجزای لازم برای پلتفرم‌های مختلف تلفن‌همراه، زمان لازم برای توسعه را کاهش می‌دهند و به تیم‌های نرم‌افزاری این امکان را می‌دهند که اپلیکیشن‌های چندپلتفرمی را ایجاد کنند.
این فریم‌ورک‌ها در طراحی نرم‌افزار برای توسعه برنامه‌های موبایل اندروید و iOS مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از بهترین فریم‌ورک‌ها برای توسعه اپلیکیشن موبایل شامل فلاتر (Flutter)، ری‌اکت نیتیو (React Native) و آیونیک (Ionic) هستند. در ادامه، به معرفی دو فریم‌ورک مهم‌تر در توسعه موبایل می‌پردازیم.
1. فریم‌ورک فلاتر (Flutter)
فریم‌ورک فلاتر یک فریم‌ورک متن‌باز برای توسعه برنامه‌های موبایل است که توسط گوگل ساخته و نگهداری می‌شود. این فریم‌ورک با استفاده از زبان برنامه‌نویسی دارت (Dart) برای ایجاد برنامه‌های چندپلتفرمی که با اندروید، iOS، وب و دسکتاپ سازگار هستند، طراحی شده است. فلاتر امکان توسعه برنامه‌هایی برای دستگاه‌های Android، iOS، Windows و macOS را فراهم می‌کند. این فریم‌ورک از سال 2017 تا کنون مورد استفاده شرکت‌های بزرگی مانند علی‌بابا، آمازون، بی‌ام‌و و دیگر شرکت‌ها قرار دارد.
2. فریم‌ورک ری‌اکت نیتیو (React Native)
فریم‌ورک ری‌اکت نیتیو یک فریم‌ورک متن‌باز جاوا اسکریپت است که توسط متا (Meta) توسعه یافته است. این فریم‌ورک برای توسعه برنامه‌های سازگار با Android، iOS، macOS، وب و ویندوز مورد استفاده قرار می‌گیرد. شرکت‌های بزرگی مانند فیس‌بوک، اینستاگرام، اسکایپ و تسلا از فریم‌ورک ری‌اکت نیتیو بهره می‌برند.
فریم‌ورک‌های علم داده
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین از موضوعات پیچیده در علم داده هستند که نیازمند دانش فنی عمیقی دارند. علم داده رشته‌ای است که داده‌ها را از منابع مختلف جمع‌آوری کرده و با استفاده از الگوریتم‌ها و روش‌های آماری مختلف، آن‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کند. به‌طور عمده، دانشمندان داده بر روی زبان پایتون کار می‌کنند و به همین دلیل، بسیاری از فریم‌ورک‌های پایتون در علم داده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دانشمندان با استفاده از فریم‌ورک‌های علم داده می‌توانند به‌جای نوشتن کدهای پیچیده، از کتابخانه‌های از پیش نوشته‌شده در برنامه‌های یادگیری ماشین (ML) بهره ببرند. به عنوان مثال، آن‌ها از فریم‌ورک‌های محبوب مانند تنسورفلو (TensorFlow) و پایتورچ (PyTorch) برای توسعه سیستم‌های پردازش زبان طبیعی (NLP) استفاده می‌کنند. در ادامه، به بررسی دو فریم‌ورک محبوب علم داده می‌پردازیم.
1. فریم‌ورک پایتورچ (PyTorch)
فریم‌ورک پایتورچ یک چهارچوب متن‌باز بر اساس کتابخانه پایتون و Torch است که برای ایجاد مدل‌های یادگیری عمیق و توسعه شبکه‌های عصبی مصنوعی استفاده می‌شود. همچنین این فریم‌ورک در زمینه‌های پردازش زبان طبیعی (NLP)، طبقه‌بندی تصاویر، تشخیص اشیا و غیره نیز کاربرد دارد.
2. فریم‌ورک آپاچی اسپارک (Apache Spark)
فریم‌ورک آپاچی اسپارک یک فریم‌ورک متن‌باز است که برای تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ به کار می‌رود. این فریم‌ورک از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی مانند اسکالا، پایتون و جاوا پشتیبانی می‌کند و به طور گسترده توسط دانشمندان علم داده استفاده می‌شود. آپاچی اسپارک برای پردازش جریان‌های مورد استفاده در یادگیری ماشین و تحلیل حجم بالای داده‌ها بهینه‌سازی شده است.
تفاوت فریم‌ورک و کتابخانه در چیست؟
در بین برنامه‌نویسان، تصوری نادرست وجود دارد که کتابخانه و فریم‌ورک را هم‌معنی می‌دانند. اما باید بدانید که کتابخانه تنها یک ابزار درون فریم‌ورک به شمار می‌آید.
کتابخانه‌ها مجموعه‌ای از اجزا هستند که هدف خاصی را دنبال می‌کنند؛ در حالی که فریم‌ورک از ترکیب بسیاری ابزار و کتابخانه‌ها تشکیل شده و فرایند توسعه را با ایجاد خطاهای کمتر انجام می‌دهد. در حقیقت، کتابخانه‌ها تنها یک عملکرد خاص را ارائه می‌دهند، در حالی که فریم‌ورک یک مجموعه جامع از ابزارها و قابلیت‌ها را به توسعه‌دهندگان برای ساخت برنامه‌ها فراهم می‌کند.
کدهای هر دو فریم‌ورک و کتابخانه توسط دیگران نوشته شده‌اند تا به توسعه‌دهندگان کمک کنند برنامه‌ای کارآمدتر ایجاد کنند. کتابخانه‌ها معمولاً مجموعه‌ای از ابزارها یا توابع هستند که در صورت نیاز، کدهای برنامه به آن‌ها اشاره می‌کنند و به عنوان ابزاری مؤثر در برنامه شما عمل می‌کنند. اما فریم‌ورک به عنوان یک طرح اولیه عمل کرده و ساختاری فراهم می‌کند که توسعه‌دهندگان می‌توانند کاربرد و معماری آن را با توجه به قوانین و ساختارهای مشخص فریم‌ورک ایجاد کنند.
استفاده از فریم‌ورک؛ لذت بردن از کدنویسی بدون خطا
در این مطلب به مفهوم فریم‌ورک، مزایا و چالش‌های آن پرداخته‌ایم و شما را با انواع فریم‌ورک‌ها آشنا کرده‌ایم. برای کار مؤثر با فریم‌ورک، دانشی پایه در زبان‌های برنامه‌نویسی (به‌ویژه زبان مربوط به پروژه‌تان) ضروری است. فریم‌ورک‌ها به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که به جای تمرکز بر جزئیات ریز و نوشتن قابلیت‌های اساسی، بر روی منطق کلی برنامه تمرکز کنند.
تقریباً هر زبان برنامه‌نویسی یک فریم‌ورک دارد که کار را برای شما آسان‌تر می‌کند. بهتر است قبل از شروع به نوشتن کد، تحقیق کنید که کدام فریم‌ورک متناسب با نیازهای شماست. با استفاده از فریم‌ورک، از کدنویسی بدون خطا لذت ببرید.
چهارشنبه ۲۸ شهریور ۰۳
۱۴:۱۹
۱۴:۱۹
- ۸ بازديد
- ۰ ۰
- ۰ نظر