فریم ورک (Framework) چیست؟
اطلاعات مطلب
تاریخ انتشار:
آخرین ویرایش:
تعداد بازدید:
دسته بندی:
فهرست مطالب
همراه با ایزی وب
برای درک بهتر نقش یک فریم ورک در برنامه نویسی، بیایید آن را با فعالیت های روزمره و حرفه ای مقایسه کنیم.
تصور کنید که شما به عنوان یک سازنده، قصد احداث یک ساختمان جدید را دارید. اولین و حیاتی ترین مرحله، آماده سازی فوندانسیون (پی ساختمان) و برپا کردن اسکلت بندی اصلی آن است.
از لحاظ تئوری، شما توانایی این را دارید که تمامی اجزای اسکلت فلزی یا بتنی و حتی مواد اولیه مورد نیاز برای ترکیب بتن فوندانسیون را خودتان از صفر تولید کنید. اما در عمل، هیچ سازنده ای این کار را انجام نمی دهد!
چرا؟ زیرا این کار زمان بر، پرهزینه و غیر منطقی است. در عوض، شما از اجزای از پیش ساخته شده، مصالح استاندارد و قطعات آماده استفاده می کنید و تمامی تمرکز و وقت ارزشمند خود را بر روی طراحی خاص، معماری داخلی و چالش های مهم تر پروژه می گذارید. فریم ورک دقیقا نقش این مصالح آماده و اسکلت استاندارد را در کد نویسی ایفا می کند.
مثال دیگری که این مفهوم را به خوبی روشن می کند، دنیای مهندسی برق و الکترونیک است. وقتی یک مهندس برق یا الکترونیک قصد ساخت یک وسیله جدید را دارد، او هرگز شروع به ساخت اجزای ریز و درشت پایه ای آن مانند:
نمی کند. بلکه این قطعات را به صورت پیش ساخته و کاملا استاندارد خریداری کرده و آنها را در فرآیند طراحی و تولید دستگاه مورد نظر، مورد استفاده قرار می دهد. در واقع، این قطعات آماده و قابل اعتماد، شالوده اصلی کار مهندس را تشکیل می دهند.
درست مانند مثال های ساخت و ساز و مهندسی که پیش تر به آنها پرداختیم، در دنیای مهندسی نرم افزار و برنامه نویسی نیز رویکرد مشابهی اتخاذ می شود.
برنامه نویس های حرفه ای و باتجربه هرگز تمامی کدهای مورد نیاز برای یک برنامه یا سیستم نرم افزاری را از نقطه صفر و ابتدا نمی نویسند. این کار نه تنها به شدت زمان بر است، بلکه منجر به تولید کدهایی با کیفیت و امنیت پایین تر نسبت به کدهای آزموده شده می شود.
به جای آن، برنامه نویس ها برای تسریع فرآیند کد نویسی، افزایش کیفیت و تضمین استانداردها، از ساختارهای آماده و سازمان یافته ای به نام «فریم ورک» (Framework) استفاده می کنند.
هدف ما در این مقاله چیست؟
در ادامه این مطلب، ما به صورت کامل و دقیق این سوال اساسی را پاسخ خواهیم داد: فریم ورک در برنامه نویسی چیست؟
ما علاوه بر ارائه یک تعریف جامع، به بررسی نکات کلیدی دیگری نیز خواهیم پرداخت:
در حوزه مهندسی نرم افزار، فریم ورک ها (Frameworks) را می توان به عنوان یک مجموعه سازمان یافته از کامپوننت ها و ابزارهای نرم افزاری تعریف کرد که قابلیت استفاده مجدد دارند.
این ساختارهای آماده، در واقع پایه و زیربنای اصلی کدهای یک برنامه را شکل می دهند و به برنامه نویسان این امکان را می دهند که بخش بزرگی از کدهای تکراری و زیرساختی را ننویسند و از نوشتن کدها از صفر مطلق (Scrath) اجتناب کنند.
یک فریم ورک، صرفا یک کتابخانه نیست؛ بلکه یک مجموعه کامل و هوشمند است که شامل:
این مجموعه کامل، طبق استانداردها و قواعد یک زبان برنامه نویسی خاص (مثل پایتون یا جاوا اسکریپت) ایجاد شده و هدف اصلی آن، سرعت بخشیدن چشمگیر به فرآیند توسعه است.
فریم ورک به عنوان الگو (Template)
شما می توانید از فریم ورک در برنامه نویسی به عنوان یک الگو (Template) یا اسکلت کلی برای پروژه های خود استفاده کنید. نکته مهم اینجاست که این الگوها ثابت نیستند؛ بلکه انعطاف پذیر هستند و شما می توانید آن را بسته به نیازمندی ها و منطق منحصر به فرد هر پروژه، تغییر داده و شخصی سازی کنید.
استفاده از فریم ورک ها یک انتخاب اختیاری نیست، بلکه یک ضرورت در پروژه های مدرن و حرفه ای محسوب می شود. دلایل اصلی و مهمی که نیاز به استفاده از فریم ورک ها هنگام کد نویسی را ایجاب می کنند، عبارتند از:
قبل از اینکه فرآیند توسعه و کد نویسی یک برنامه آغاز شود، گام بسیار مهمی که باید برداشته شود، انتخاب زبان برنامه نویسی مناسب برای آن پروژه است. پس از انتخاب زبان، مرحله بعدی، انتخاب فریم ورک مناسب بر اساس همان زبان است.
برای مثال، اگر شما زبان جاوا اسکریپت را انتخاب کرده اید، باید در میان فریم ورک های قوی و پرطرفدار جاوا اسکریپت مانند Angular، Vue.js یا Next.js به دنبال ابزار مناسب خود بگردید.
هر فریم ورک دارای مجموعه ای منحصر به فرد از قابلیت ها و ابزارها است. از این رو، فریم ورک های گوناگون را می توان در زمینه های بسیار متنوعی مانند توسعه نرم افزارهای وب، اپلیکیشن های موبایل، علم داده و حتی بازی سازی به کار گرفت.
این فریم ورک ها هسته اصلی ایجاد صفحات وب پویا و اپلیکیشن های پیشرفته مبتنی بر وب هستند. آنها ابزارها و قابلیت های کلیدی مانند مدیریت منابع وب، سرویس ها و رابط های برنامه نویسی (API) را در اختیار برنامه نویس ها قرار می دهند.
فریم ورک های وب به طور سنتی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
این ابزارها برای توسعه رابط کاربری سایت یا همان بخش دیداری پروژه که در سمت کاربر (Client) نمایش داده می شود، استفاده می شوند.
نام فریم ورک
زبان اصلی
ویژگی کلیدی و محبوبیت
Angular
جاوا اسکریپت (TypeScript)
توسعه داده شده و پشتیبانی شده توسط گوگل. دارای یک کامیونیتی (جامعه کاربری) بسیار قوی است و برای ساخت برنامه های سازمانی بزرگ (Enterprise) مناسب است. (مانند PayPal، Google)
Vue.js
جاوا اسکریپت
فریم ورکی سبک، انعطاف پذیر و با یادگیری آسان تر. با استفاده از HTML، CSS و جاوا اسکریپت نوشته شده و از الگوی MVVM پشتیبانی می کند.
Bootstrap
HTML, CSS, JavaScript
یک فریم ورک متن باز (Open-Source) برای طراحی وب سایت های کاملا ریسپانسیو (Responsive) و سازگار با انواع صفحه نمایش ها. (مانند Netflix، Uber)
این فریم ورک ها ستون فقرات برنامه ها هستند و برای توسعه برنامه های سمت سرور استفاده می شوند. وظایف آنها شامل مدیریت منطق تجاری، پردازش درخواست ها، تعامل با پایگاه داده ها و ارتباط با سایر API ها است.
ویژگی کلیدی و معماری
Django
پایتون
یک فریم ورک متن باز که فلسفه "باتری ها گنجانده شده اند" را دنبال می کند؛ یعنی با ابزارهای زیادی همراه است. بر پایه معماری MTV (Model-Template-View) است. (مانند اینستاگرام، اسپاتیفای)
Ruby on Rails
روبی
بر پایه معماری MVC (Model-View-Controller) نوشته شده و برای توسعه سریع اپلیکیشن ها مشهور است.
Spring Boot
جاوا
فریم ورکی بسیار محبوب، قدرتمند و متن باز بر پایه اکوسیستم جاوا. به ویژه برای ساخت میکروسرویس ها و برنامه های بزرگ سازمانی استفاده می شود.
Express
جاوا اسکریپت (Node.js)
یک فریم ورک بسیار سبک، حداقلی و انعطاف پذیر برای محیط Node.js. یکی از اجزای اصلی مجموعه MEAN/MERN است.
این فریم ورک ها به توسعه دهندگان اجازه می دهند تا برنامه هایی با کیفیت بالا برای دستگاه های هوشمند بسازند. بسیاری از آنها کراس پلتفرم (Cross-Platform) هستند و با یک بار کد نویسی، خروجی برای سیستم عامل های iOS و اندروید ارائه می دهند.
تولید برنامه های پیچیده یادگیری ماشین (Machine Learning) و هوش مصنوعی (AI) به دانش فنی و ریاضیاتی بسیار بالا نیاز دارد. این فریم ورک ها ابزارهای آماده ای برای انجام عملیات های پیچیده تجزیه و تحلیل داده و ساخت مدل ها ارائه می دهند.
به جای نوشتن الگوریتم های پیچیده از صفر، برنامه نویسان می توانند از فریم ورک های اثبات شده ای مانند:
استفاده کنند و تمرکز خود را بر روی آموزش مدل ها و نتایج خروجی بگذارند.
این فریم ورک ها به توسعه دهندگان بازی اجازه می دهند تا منطق بازی، رندر گرافیکی، مدیریت ورودی ها و فیزیک را به سادگی پیاده سازی کنند. تنوع آنها بر اساس زبان برنامه نویسی بسیار بالاست:
زبان برنامه نویسی
نمونه فریم ورک های محبوب
C و C++
SDL (Simple Direct Media Layer)، SFML، Cocos-2dx
C#
Monogame، FNA (بیشتر برای توسعه بازی های دو بعدی)
HTML/JavaScript
Phaser، BabylonJS، Three.js (مخصوص بازی های تحت وب و سه بعدی)
Rust
Bevy، Fyrox
Ruby
DragonRuby
Lua
LÖVE، Solar2D
Java
libGDX
Haxe
Shiro Game Stack
این تنوع گسترده به برنامه نویس اجازه می دهد تا متناسب با تخصص و نوع بازی مورد نظر (دو بعدی، سه بعدی، وب یا موبایل) بهترین ابزار را انتخاب کند.
برای درک کامل ماهیت فریم ورک، باید تفاوت آن را با مفاهیم نزدیک دیگر در برنامه نویسی مشخص کنیم.
کتابخانه ها و فریم ورک ها اغلب به اشتباه به جای یکدیگر استفاده می شوند، در حالی که تفاوت اصلی آنها در "کنترل جریان برنامه" است.
به طور خلاصه، قابلیت های کتابخانه ها خاص و محدود هستند، اما فریم ورک ها دارای طیف گسترده ای از ابزارها برای کل چرخه توسعه اپلیکیشن هستند.
تفاوت بین زبان برنامه نویسی و فریم ورک، مانند تفاوت بین ابزار و پلتفرم کاری است:
در نتیجه، زبان برنامه نویسی به شما اجازه می دهد کد بنویسید؛ اما فریم ورک به شما کمک می کند تا برنامه های پیچیده را به صورت طراحی شده و استاندارد بسازید و معماری آنها را مدیریت کنید.
با وجود تمام مزایای بیشماری که فریم ورکها در توسعه نرمافزار ایجاد میکنند، استفاده از آنها بدون چالش نیست و توسعه دهندگان باید از این نکات آگاه باشند:
مدل MVC در فریم ورک ها به چه معناست؟ (Model-View-Controller)
عبارت MVC که مخفف سه واژه Model, View, Controller است، یکی از رایج ترین و مهم ترین الگوهای معماری در دنیای برنامه نویسی و به خصوص در فریم ورک ها محسوب می شود. این الگو یک روش استاندارد و هوشمندانه برای سازماندهی کدهای برنامه است.
در این شکل از برنامه نویسی، کدهای برنامه به صورت منطقی به سه بخش اصلی و مستقل تقسیم می شوند. این تقسیم بندی، برنامه را به صورت سه لایه مجزا از هم در می آورد که وظایف مشخصی دارند:
اهمیت استفاده از MVC
استفاده از الگوی MVC باعث می شود که لایه های برنامه از هم جدا (Decoupled) باشند. این جداسازی به برنامه نویسان اجازه می دهد تا هر بخش را بدون تاثیر مستقیم بر بخش های دیگر، توسعه داده و اصلاح کنند. این امر، مدیریت و تست پروژه های بزرگ را بسیار آسان می کند.
پاسخ: فریم ورک ها نقش حیاتی در بازار کار دارند. امروزه، شرکت ها به جای برنامه نویسانی که فقط با زبان خام کار می کنند، به دنبال متخصصانی هستند که در یک یا چند فریم ورک پرطرفدار (مانند React, Django, Spring) مهارت داشته باشند. تسلط بر فریم ورک ها نشان دهنده توانایی فرد در تولید سریع و کارآمد محصولات استاندارد است، در نتیجه، آشنایی با فریم ورک های روز بازار، کلید اصلی برای پیدا کردن فرصت های شغلی با درآمد بالا است.
پاسخ: فریم ورک های Full-Stack ابزارهایی هستند که همزمان هم وظایف فرانت اند و هم وظایف بک اند را پوشش می دهند. این فریم ورک ها امکان توسعه یک اپلیکیشن کامل را از ابتدا تا انتها، با استفاده از یک مجموعه ابزار واحد فراهم می کنند. به عنوان مثال، Next.js (برای جاوا اسکریپت) یا Ruby on Rails، به توسعه دهنده اجازه می دهند که پایگاه داده، منطق سرور و رابط کاربری را بدون نیاز به ترکیب فریم ورک های متعدد، مدیریت کند. این کار توسعه را برای پروژه های کوچک و متوسط بسیار ساده و سریع می کند.
پاسخ: انتخاب فریم ورک باید بر اساس نیازهای واقعی پروژه انجام شود، نه فقط محبوبیت آن. عوامل مهم در این تصمیم گیری عبارتند از:
پاسخ: کدهای تکراری یا Boilerplate Code به آن دسته از کدهایی گفته می شود که باید در تقریباً هر پروژه ای نوشته شوند، اما وظیفه خاصی برای آن پروژه ندارند. مثال های رایج شامل: اتصال اولیه به پایگاه داده، مدیریت نشست کاربر (Session Management)، راه اندازی سرور محلی یا اجرای اولیه احراز هویت (Login/Register) است. فریم ورک ها این کدهای تکراری را از پیش آماده کرده و به صورت خودکار فراهم می کنند و به توسعه دهنده اجازه می دهند تا مستقیماً روی منطق منحصر به فرد برنامه تمرکز کند.
در طول این مقاله، ما به طور جامع به بررسی مفهوم فریم ورک (Framework) و کاربردهای گسترده آن در دنیای برنامه نویسی پرداختیم.
همانطور که دیدیم، فریم ورک ها به عنوان اسکلت بندی یا ساختار پایه ای برای پروژه ها عمل می کنند و به کار برنامه نویس سرعت فوق العاده ای می دهند. این ابزارهای استاندارد، توسعه دهندگان را از نوشتن کدهای پایه ای و تکراری بی نیاز می کنند.
فریم ورک ها بر اساس نوع زبان برنامه نویسی (مانند جاوا اسکریپت یا پایتون) و کاربردی که در توسعه برنامه ها دارند، به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند:
در نهایت، فریم ورک ها ابزاری حیاتی هستند که با اعمال یک ساختار و معماری استاندارد (مانند MVC)، به تیم های توسعه کمک می کنند تا نرم افزارهایی با کیفیت بالاتر، امنیت بیشتر و در زمان کوتاه تر تولید کنند.
مقالات مرتبط
ثبت نظر
نام الزامی می باشد
ایمیل الزامی می باشد آدرس ایمیل نامعتبر می باشد
درج نظر الزامی می باشد
من را از نظرات بعدی از طریق ایمیل آگاه بساز
دیدگاهها
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.