امروزه در دنیای برنامه نویسی، توسعه دهندگان به دنبال ابزارهایی هستند تا بتوانند فرایند برنامه نویسی را برای خود ساده‌تر و سریع‌تر کنند. برخی از این برنامه‌های برای کمک به پروژه‌های مختلف طراحی شده‌اند و از این رو توسعه دهندگان دیگر نیازی نیست همه کارها را از صفر شروع کنند. به صورت کلی می‌توان گفت که فریم ورک ها برای رسیدن به این هدف طراحی و ایجاد شده‌اند.
فریم ورک ها برنامه‌هایی هستند که برنامه نویسان برای ساخت اپلیکیشن‌های مختلف از آنها استفاده می‌کنند. در ادامه این مطلب سعی داریم تا به صورت کامل و جامع به معرفی و بررسی فریم ورک و انواع آن بپردازیم؛ پس در ادامه با ما همراه باشید.
فهرست موضوعات در این آموزش
فریم ورک (framework) چیست؟
فریم ورک یا چهارچوب نرم افزاری یک ساختار برای توسعه برنامه‌های نرم افزاری است. در واقع فریم ورک اساسی را ایجاد می‌کند تا برنامه نویسان نرم افزار بتوانند برای یک پلتفرم خاص با استفاده از یک زبان برنامه نویسی اپلیکیشنی بسازند.
فرم ورک یک ساختار است که به شما اجازه می‌دهد روی آن نرم افزار بسازید. فریم ورک مانند پایه و اساس کار عمل می‌کند و شما با استفاده از آن دیگر لازم نیست همه کارها را از صفر شروع کنید. فریمورک های معمولا به یک زبان برنامه نویسی مربوط می‌شوند و برای انجام کارهای مختلفی مناسب هستند.
فریم ورک ها شامل کلاس‌ها و توابع از پیش مشخص شده هستند که می‌تواند برای پردازش ورودی، مدیریت سیستم‌های سخت افزاری و تعامل با نرم افزار سیستم مورد استفاده مناسب باشد. این موضوع باعث رفع پیچیدگی‌های توسعه و برنامه نویسی می‌شود؛ چرا که توسعه دهندگان هر بار که قصد دارند یک برنامه جدید را توسعه دهند، نیازی ندارند که برای راه اندازی آن همه چیز را از اول و از صفر شروع کنند. در واقع با استفاده از فریم ورک دیگر نیازی به کد نویسی اضافی نخواهید داشت.
یک فریم ورک می‌تواند شامل کتابخانه‌های کد، کامپایلر و… باشد که در فرایند برنامه نویسی و توسعه نرم افزارهای مختلف کاربرد زیادی دارند. در حال حاضر چندین نوع مختلف از فریم ورک وجود دارند که روی سیستم عامل‌های ویندوز، اندروید، IOS و MAC قابلیت اجرا دارند. در اکثر موارد برای نصب و اجرا فریم ورک ها نیازی به نصب نرم افزار خاصی نیست و سیستم عامل‌ها از بسیاری از فریمورک ها پشتیبانی می‌کنند.
همچنین بخوانید : بهترین زبان های برنامه نویسی در سال 2024
چه تفاوتی بین کتابخانه و فریم ورک وجود دارد؟
برخی از افراد ممکن است تصور کنند که فریم ورک ها یک مجموعه از کتابخانه‌های هستند و فرق زیادی به کتابخانه‌های زبان‌های برنامه نویسی ندارند! در حالی که اصلا این‌گونه نیست و این فرض کاملا اشتباه است. بسیاری از فریمورک ها از کتابخانه‌های برنامه نویسی استفاده نمی‌کنند و به آنها وابسته نیستند. برای اینکه بیشتر با تفاوت بین کتابخانه‌های و چارچوب‌های نرم افزاری آشنا شوید، در ادامه کتابخانه را به صورت کامل و جامع به شما معرفی می‌کنیم:
کتابخانه‌های برنامه نویسی مجموعه‌ای از کدهای نوشته شده و آماده هستند که هر برنامه نویسی می‌تواند از آنها در کد نویسی استفاده کند. برنامه نویسان در زمان استفاده از کتابخانه‌ها می‌توانند همه چیز را کنترل کنند و کد هایی که می‌خواهند را جستجو کرده و پیدا کنند.
این در حالی است که فریم ورک ها یک ساختار از پیش تعیین شده هستند. چارچوب‌های نرم افزاری مثل اسکلت یک ساختمان هستند. برنامه نویس زمانی که از یک فریم ورک برای توسعه نرم افزار یا وب‌سایت استفاده می‌کند، باید برای سایر بخش‌های برنامه نیز از همان فریم ورک بهره بگیرد. عبارت دیگر توسعه برنامه در فریم ورک انعطاف پذیری کمتری دارد.
چه تفاوتی بین کتابخانه و فریم ورک وجود دارد؟
فریم ورک ها چه مزایایی دارند؟
همچنین باید اضافه کرد که استفاده از فریم ورک ها می‌تواند مزایای زیادی داشته باشند که از جمله مهمترین آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تمرکز روی حوزه توسعه: فریمورک ها باعث ایجاد روش‌های برنامه نویسی بهتر و همچنین استفاده مناسب از الگوهای طراحی می‌شوند.
- بهره وری بهبود یافته: با استفاده از فریمورک های می‌توان از کدهای تکرار یا اضافی جلوگیری کرد و کدهای با باگ‌ها و اشکالات کمتر ایجاد کرد. همچنین این چارچوب‌ها کار روی فناوری‌های پیچیده را نیز آسان می‌کنند.
- تست بهتر و آسان‌تر: فریمورک ها برای شما فضایی را فراهم می‌کنند تا بتوانید برنامه‌های خود را تست کرده و اشکال زدایی کنید. این کار حتی توسط افرادی که مالک کد نیستند، قابل انجام است.
- سرعت بالا: زمان مورد نیاز برای توسعه یک برنامه به میزان زیادی کاهش پیدا می‌کند.
- قابل اطمینان و منحصر به فرد: چندین بخش کد و عملکرد از پیش ساخته و از پیش آزمایش شده‌اند. همین موضوع باعث می‌شود تا برنامه‌ها قابل اعتماد تر باشند و بدون مشکل خاصی اجرا شوند.
- امنیت بالا: فریم ورک ها می‌توانند فضای ایمنی را برای شما فراهم کنند و امنیت برنامه‌ها و کدهای شما بالاتر از زمانی که است که از صفر کد نویسی را شروع می‌کنید.
فریم ورک ها چه معایبی دارند؟
در کنار مزایای که این چارچوب‌های نرم افزاری دارند، فریم ورک های دارای معایبی نیز هستند که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- فریم ورک هایی که معمولا به صورت رایگان ارائه می‌شوند، پشتیبانی مناسبی ندارند و این می‌تواند یکی از اصلی‌ترین معایب این فریم ورک ها باشد.
- معمولا فریم ورک ها شامل کدهای زیادی هستند که به صورت پیش‌فرض بارگذاری می‌شوند، حتی اگر بیشتر این کد ها مورد نیاز برنامه شما نباشند. همین موضوع می‌تواند باعث کند شدن روند توسعه برنامه شما شود.
- فریم ورک های پیچیده می‌توانند برای یادگیری و برای کسانی که تازه کار هستند مشکلاتی ایجاد کنند و به همین خاطر توسعه دهندگان کم تجربه باید زمان زیادی را برای یادگیری اختصاص دهند.
- فریم ورک ها معمولا به صورت استاندارد طراحی و ساخته شده‌اند و انعطاف پذیری زیادی ندارند. بهتر است از فریم ورکی استفاده شود که با برنامه‌های شما همسو باشد.
معرفی انواع مختلف فریم ورک
از فریم ورک ها می‌توان برای توسعه وب‌سایت، برنامه‌های کاربردی موبایل، علم داده و و… مورد استفاده قرار داد. در ادامه این مطلب برخی از محبوب‌ترین فریم ورک ها را به شما معرفی می‌کنیم:
فریم ورک توسعه وب
فریم‌های توسعه وب مجموعه‌ای از کدهای آماده هستند که به برنامه نویسان و توسعه دهندگان وب کمک می‌کنند تا برنامه‌های کاربردی وب را بتوانند سریع‌تر و آسان‌تر طراحی و ایجاد کنند. این نوع از فریم ورک ها برای مدیریت و انجام وظایف مختلفی مثل مدیریت پایگاه داده، اعتبار سنجی فرم‌ها و… مناسب هستند و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فریم ورک های فرانت اند (front-end)
فریم ورک های فرانت اند برای ایجاد یک رابط کاربری وب‌سایت که توسط کاربران دیده می‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرد. فریم‌های محبوب توسعه وب برای فرانت اند شاملAngular، Vue.JS ،Bootstrap می‌شوند که در ادامه هر کدام را به صورت کامل به شما معرفی می‌کنیم:
فریم ورک انگولار
یکی از انواع مختلف فریم ورک مناسب فرانت اند، انگولار (Angular) است که در سال 2010 طراحی و توسعه داده شده است. انگولار یک چارچوب اپن سورس بر پایه TypeScript است که توسط خود گوگل ایجاد و نگهداری می‌شود. این فریم ورک در وب‌سایت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و بدون نیاز به نوشتن هیچ کد اضافی، در مدت زمان کمتری به ورودی کاربران پاسخ مناسبی می‌دهد. در حال حاضر بسیاری از شرکت‌های مطرح دنیا مثل Google، PayPal، Upwork از این فریم ورک استفاده می‌کنند.
فریم ورک بوت استرپ
فریم ورک بوت استرپ (Bootstrap) با استفاده از HTML، CSS و جاوا اسکریپت طراحی و توسعه داده شده است. امروزه نیز به لطف وجود این فریم ورک بسیاری از دستگاه‌ها مثل دسکتاپ، تبلت، تلفن‌های همراه هوشمند و… توسعه پیدا کرده‌اند. شرکت‌های توسعه داده شده با استفاده از این فریم ورک شامل Uber، Netflix و… می‌شوند.
فریم ورک های بک‌اند (back-end)
فریم ورک های بک‌اند اتصالی بین زبان‌های برنامه نویسی و پایگاه‌های داده ایجاد می‌کنند تا توسعه دهندگان و برنامه نویسان بتوانند به راحتی داده‌های کاربردی و مورد نیاز را در فرانت اند برنامه مورد نظر به نمایش بگذارند. از جمله محبوب‌ترین فریم ورک های بک‌اند می‌توان به Ruby on Rails، Django و Spring Boot اشاره کرد.
Ruby on Rails
یکی از فریم‌های متن باز بر پایه روبی، Ruby on Rails است. روبی مسئول ارائه برنامه‌ها و نرم افزارهای ایمن و مقیاس پذیر است. Ruby on Rails در سال 2005 توسط فردی به اسم David Heinemeier Hansson توسعه داده شد. این فریم ورک توسط شرکت‌های مختلفی مثل CafePress، Shopify، Github و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.
Django
جنگو یک فریم ورم اپن سورس بر پایه پایتون است که توسعه برنامه‌های کاربردی وب را برای شما فراهم می‌کند. جنگو بر اساس معماری Model Template View طراحی و ساخته شده است و با هر فریم ورک فرانت اند سازگاری دارد. شرکت‌های مطرحی که از این فریم ورک استفاده می‌کنند شامل YouTube، Instagram و… می‌شوند.
Spring Boot
Spring Boot یک فریم روک بر پایه جاوا است که این امکان را برای توسعه دهندگان و برنامه نویسان ایجاد می‌کند تا بتوانند برنامه‌های کاربردی را آماده و توسعه دهند. این فریم ورک انعطاف پذیری و هچنین مقیاس پذیری بسیار بالایی دارد. از جمله شرکت‌های معروفی که از این فریم ورک استفاده می‌کنند می‌توان به Netflix، LinkedIn و… اشاره کرد.
معرفی انواع مختلف فریم ورک framework
فریم ورک های کاربردی برای اپلیکیشن
این نوع از فریم ورک ها برای توسعه نرم افزارهای اندرویدی و IOS مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله بهترین فریم ورک های مناسب برای توسعه نرم افزار ها می‌توان بهFlutter، React Native و Ionic اشاره کرد.
فلاتر
فلاتر یکی از فریم ورک های اپن سورس است که توسط شرکت گوگل طراحی و توسعه داده شده است و دارای یک جعبه ابزار UI است که با زبان برنامه نویسی دارت برای طراحی و توسعه نرم افزارهای چند پلتفرمی سازگار با اندروید، IOS، وب و دسکتاپ کار می‌کند. این فریم ورک توسط بسیاری از شرکت‌ها مثل گوگل، مایکروسافت، آمازون و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.
React Native
React Native یک فریم ورک منبع باز جاوا اسکریپت است که توسط متا ایجاد و توسعه داده شده است. اکثرا برنامه نویسان از React Native برای توسعه نرم افزارهای سازگار با اندروید، IOS، مک، وب و ویندوز استفاده می‌کنند. این فریم ورک در حال حاضر توسط شرکت‌های مطرحی مثل فیس‌بوک، اینستاگرام، تسلا و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.
Ionic
فریم ورک Ionic یک جعبه ابزار رابط کاربری به حساب می‌آید که در طراحی و توسعه نرم افزارهای چند پلتفرمی با عملکرد مناسب کاربرد دارد. معماری و طراحی این فریم ورک بر اساس رابط کاربری اپلیکیشن‌ها یا تجربه کاربری آنها است.
فریم ورک های علم داده
علم داده در واقع رشته‌ای است که اطلاعات و داده‌ها را از منابع مختلف جمع آوری کرده و با اعمال الگوریتم‌ها و آمارهای مختلف این داده‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کند. معمولا دانشمندان داده از زبان برنامه نویسی پایتون استفاده می‌کنند و به همین خاطر بسیاری از فریم ورک ها پایتون در علم داده مورد استفاده قرار گرفته و کاربرد دارند.
PyTorch
فریم ورک PyTorch یکی از محبوب‌ترین فریم ورک های منبع باز است که توسط فیس‌بوک برای هوش مصنوعی طراحی و توسعه داده شده است. این فریم ورک برای ایجاد مدل‌های یادگیری عمیق و توسعه شبکه‌های عصبی مصنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاربرد دارد.
Apache Spark
Apache Spark یک فریم ورک منبع باز به حساب می‌آید که در تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فریم ورک از زبان‌های برنامه نویسی مختلفی مثل اسکالا، پایتون، جاوا و… پشتیبانی می‌کند.
یک فریم ورک خوب باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد؟
حتما تا به اینجا متوجه شدید که یک فریم ورک مناسب می‌تواند در زمان شما صرفه‌جویی کرده و بهره وری را تا حد زیادی افزایش دهد. در حال حاضر بیشتر فریم ورک های محبوب به صورت رایگان در دسترس هستند. ولی قبل از هر چیز باید با ویژگی‌هایی که یک فریم ورک خوب باید در خود داشته باشد آشنا شد!
- عملکرد: فریم ورک نباید باعث کاهش عملکرد برنامه شود و به گونه‌ای طراحی شده باشد که از منابع سیستم به خوبی استفاده کند.
- مشارکت جوامع: یکی دیگر از ویژگی‌های مناسب فریم ورک، مشارکت جوامع است. فریم ورک ها نیز مانند هر ابزاری برای راحتی افراد، پشتیبانی، ارتباط آنلاین و اسناد مختلف را در اختیار کاربران قرار می‌دهند.
- مستندات: فریم ورک هایی که دارای اسناد و مستندات هستند، می‌توانند باعث افزایش سرعت عملکرد برنامه نویسان و توسعه دهندگان شوند.
سخن پایانی
در شیوه‌های برنامه نویسی امروزی، فریم ورک ها یکی از بخش‌های اصلی برنامه نویسی به حساب می‌آیند؛ چرا که استفاده از این چارچوب‌های نرم افزاری کار را برای برنامه نویسان ساده‌تر، سریع‌تر و ایمن‌تر می‌کند. در این مطلب سعی کردیم تا شما را با مفهوم فریم ورک و مزایای، معایب و همچنین انواع مختلف آن آشنا کنیم. پیشنهاد اصلی ما این است که اگر می‌خواهید از فریم ورک های نرم افزاری برای توسعه برنامه استفاده کنید، شروع به یادگیری یک فریمورک یا یک زبان برنامه نویسی جدید و مرتبط به کار خود کنید!
سوالات متداول درباره فریم ورک
- فریم ورک چیست؟
فریم ورک به مجموعه‌ای از ابزارها و استانداردها اطلاق می‌شود که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا پروژه‌های نرم‌افزاری را به صورت سازمان‌یافته‌تر و سریع‌تر ایجاد کنند. این ابزارها شامل کتابخانه‌ها، الگوها و best practices هستند.
- چه نوع فریم ورک‌هایی برای توسعه سیستم‌های تهویه مطبوع وجود دارد؟
فریم ورک‌های متنوعی وجود دارند که بسته به نیاز می‌توان از آنها استفاده کرد، مانند Django، Flask (برای وب) و Spring (برای برنامه‌های جاوا) که می‌توانند در سیستم‌های پردازش داده و مدیریت آنها کاربرد داشته باشند.
