فريمورک چيست و چرا در برنامه نويسي اهميت دارد؟

فریمورک چیست و چرا باید از آن استفاده کنیم؟

اگر بخواهیم یک تعریف ساده درباره این که «فریمورک چیست» ارائه دهیم؛ باید بگوییم که فریمورک ساختاری است که می توان روی آن نرم افزار های مختلف را ساخت. در اصل فریمورک ها نقش یک پایه را اجرا می کنند و این امکان را فراهم می کنند که دیگر کد نویسی را از ابتدا شروع نکنید. هر زبان برنامه نویسی نیز فریمورک های خاص خودش را دارد. شاید این تعریف به تنهایی کافی نباشد، پس به سراغ تعریف جامع تری از فریمورک ها می رویم تا با این قسمت یاری رسان در برنامه نویسی آشنا شویم و فریم ورک های مناسب هر حوزه را بشناسیم.

اجزای فریمورک ها

بهترین شروع برای رسیدن به جواب این سوال که فریمورک چیست، دانستن معنای فریمورک است. Framework در لغت به معنای چارچوب است. کاربرد فریمورک در برنامه نویسی؛ در قسمت راهنمایی و پشتیبانی ساختار های یک برنامه است. فریمورک یا چارچوب ابزاری است که اجزا یا راه حل های آماده ای را به برنامه نویس ارائه می دهد. اصلی ترین مزیت فریمورک ها؛ سرعت بخشیدن است که این فرایند هم در روند برنامه نویسی و هم در فرآیند خروجی و اجرا صورت می گیرد.

فریمورک ها از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که عبارت است از: کامپایلر ها، برنامه های پشتیبانی، کتابخانه ها، ابزار های کاربردی و API ها که همه این موارد در توسعه نرم افزار ها مورد استفاده قرار می گیرد. Framework های منبع باز دائما در حال بهبود و بروز رسانی هستند. فریمورک ها با هر ویژگی که باشند، در نهایت مطابق با اصل وارونگی کنترل یعنی؛ IoC تعریف می شوند.

قبل از آن که بپرسید اصل وارونگی کنترل چیست، چه کاربردی دارد و چه ربطی به سوال فریمورک چیست، دارد باید بگویم که به تمامی این سوالات پاسخ داده ام، پس به یادگیری را متوقف نکنید. اکثر افرادی که با  عبارت اصل وارونگی کنترل رو به رو می شوند، دچار سردرگمی شده و منظور آن را به خوبی درک نمی کنند.

The Inversion-of- Control که به اختصار به صورت (IoC) نوشته می شود، یک اصل یا الگو است که به عنوان یک واسطه عمل می کند و به جای آن که خودمان مستقیما وارد عمل شویم؛ تمامی تماس ها را کنترل می کند. به عبارت دیگر این الگو با هدف معکوس کردن انواع مختلف کنترل ها در طراحی شی گرا استفاده می شود تا وابستگی کد ها را به میزان چشم گیری کاهش دهد. نحوه عملکرد فریمورک ها نیز مطابق با این الگو است و به همین دلیل است که شما می توانید کد های بهتری و بهینه تری بنویسید.

هدف استفاده از فریمورک چیست؟

حالا که متوجه شدیم فریمورک چیست، نوبت به آن می رسد که بدانیم اصلا چرا از فریمورک ها استفاده می کنیم؟ توسعه نرم افزار ها کار پیچیده ای است، چرا که در طی فرایند توسعه ملزم به انجام کار های بسیاری چون کد نویسی، طراحی و  آزمون و خطا هستید. هدف اصلی استفاده از فریمورک ها صرفه جویی در زمان و سرعت بخشیدن به توسعه نرم افزار ها می باشد. برنامه نویسان می توانند با استفاده از فریم ورک ها؛ پروژه های خود را حرفه ای تر کنند و تمامی وظایفشان را تخصصی تر انجام دهند. حتما هنگام کد نویسی متوجه ناسازگاری کد ها شده اید. در یک بخش کد نویسی کرده اید و در بخشی دیگر ارور گرفته می شود.

به قول یکی از دوستان برنامه نویسم که می گفت «واقعا گیج شدم. یک طرف برنامه را درست می کنم، یه طرف دیگر خراب می شود». وقتی از او پرسیدم چگونه این ارور ها را درست می کند؛ گفت:« با فریمورک درستش می کنم. مگر بدون فریمورک می شود برنامه نویسی درست و حسابی کرد». اینجا بود که متوجه شدم کاربرد و مزیت فریمورک چیست و چگونه بر هر درد بی درمان دوا است و می تواند مشکلات برنامه نویسی و ناسازگاری هایی که پیش آمده را به بهترین نحو، در سریع ترین زمان و با کمترین میزان کد نویسی درست کند.

انواع فریمورک ها در برنامه نویسی

برای آن که جواب سوال فریمورک چیست را تکمیل تر کنیم؛ باید با انواع فریمورک آشنا شویم. فریمورک های مختلفی وجود دارد که هر کدام بر اساس یک زبان برنامه نویسی ساخته شده اند و عملکرد ویژه ای را از خود نشان می دهند. خواه روی یک برنامه وب یا اپلیکیشن های موبایلی پیاده سازی شوند، در هر صورت بهترین عملکرد را از خود نشان می دهند و برنامه نویسی را برای شما آسان تر و جذاب تر می کنند. در این بخش انواع فریمورک ها را معرفی و بررسی می کنیم تا در موقع لزوم بتوانید از آن ها استفاده کنید. امیدوارم در پایان این قسمت متوجه شوید فریمورک چیست و کاربردآن را در حوزه های متفاوت؛ متوجه شوید.

فریمورک های وب اپلیکیشن

در ابتدای مسیری هستیم که در آن متوجه می شویم فریمورک چیست و اصلا چه فریمورک هایی وجود دارد. فریمورک های کاربردی وب اپلیکیشن (WAF)  یا فریمورک های وب (WF)، از توسعه برنامه های کاربردی تحت وب و همچنین منابع و API های وب پشتیبانی می کنند. برنامه نویسان حرفه ای دائما در تلاش هستند تا بهترین فریمورک ها را در پروژه های خود پیاده سازی کنند. چرا که استفاده از فریم ورک ها موجب افزایش خلاقیت در برنامه نویسی می شود. فریم ورک ها در این قسمت به دو بخش بک اند و فرانت اند تقسیم می شود.

فریمورک های فرانت اند

در این قسمت از فریمورک چیست با فریمورک های فرانت اند آشنا می شویم. با استفاده از فریمورک های فرانت اند می توان ظاهر و قالب سایت را که در قسمت جلویی سایت است و کاربر مستقیما با آن سروکار دارد پیاد سازی کرد. اگر بخواهیم با یک مثال بیشتر توضیح دهیم.

فریمورک Angular

برای آن که متوجه شویم فریمورک چیست بهترین راه آوردن مثال است. بهترین مثال در اینجا نیز فریمورک Angular است. این فریمورک یکی از محبوب ترین فریمورک های فرانت اند است و مبتنی بر TypeScript است و به صورت منبع باز در دسترس برنامه نویسان قرار دارد. با استفاده از این فریمورک می توانید برنامه هایی بنویسید که در سه حالت دسکتاپ، وب و موبایل قابل نمایش است.

این فریمورک مجموعه ای بسیار بزرگ از ابزار ها را در اختیار دارد که کار را برای هر برنامه نویسی آسان می کند.اگر منتظر هستید کخ نام React JS را نیز در بین فریمورک های فرانت اند ببینید، باید شما را نا امید کنم؛ چرا که ری اکت کتابخانه است نه فریمورک، اما از آنجایی که خیلی قدرتمند است بعضی افراد به اشتباه آن را فریمورک می نامند. فریمورک Vue JS نیز در دسته فریمورک های فرانت اند قرار دارند. شرکت های معروفی که برای توسعه فرانت اند خود از این فریمورک استفاده می کنند؛ عبارت اند از :

• PayPal
• Up work
• Google Cloud Platform
• Nike
• Facebook
• Instagram
• Youtube
• Uber
•  Netflix
• Airbnb
•  Trust pilot
• Nintendo
• Google AdWords

فریمورک های بک اند

آیا پاسخ فریمورک چیست بدون معرفی فریمورک های بک اند کامل می شود؟ چون جواب «نه» محکمی است؛ پس بدون اتلاف وقت به سراغ معرفی فریمورک های بک اند می رویم. همانطور که از نام این نوع از فریمورک ها مشخص است؛ کارایی آن ها در قسمت بک اند و پشت صحنه سایت است. فریمورک های بک اند در توسعه سایت و بهبود عملکرد استفاده می شوند. انتخاب فریمورک باید متناسب با نیاز برنامه شما باشد و همچنین زبانی که برنامه نویسی می کنید، انتخاب شود. در این قسمت نیز بهتر است مثالی بیاوریم که مبحث فریمورک چیست را بیشتر درک کنید.

فریمورک Django

یکی از مثال هایی که در این بخش می توان زد فریمورک جنگو است. جنگو یکی از فریمورک های زبان برنامه نویسی پایتون است. این فریمورک به صورت منبع باز و رایگان است و به توسعه دندگان این امکان را می دهد که برنامه های خود را به صورت حرفه ای و با سرعت بالا پیش ببرند. برخی از پلتفرم های محبوبی که از جنگو استفاده می کنند عبارت اند از:

• Disqus
• Instagram
• Mozilla
• Pinterest

 

پیشنهاد ویژه: اگر قصد دارید جنگو را حرفه ای یاد بگیرید پیشنهاد میکنیم دوره فوق حرفه ای آموزش جنگو را از صفر تا صد مشاهده کنید با سرفصل های بسیار کامل و جذاب😎

 

فریمورک Laravel

مثال بعدی که می توان در این قسمت آورد، فریمورک Laravel است. این فریمورک وابسته به زبان برنامه نویسی PHP است. این فریمورک قابلیت اجرا در پلتفرم های مختلف را دارد. با استفاده از این فریمورک می توانید سرعت کد نویسی خود را بالا ببرید و حرفه ای تر برنامه نویسی کنید. سایر فریمورک های PHP یعنی CodeIgniter و CakePHP نیز؛ از دیگر فریمورک های بک اند هستند. تعدادی از سایت های نام آشنایی که از لاراول استفاده می کنند؛ عبارت اند از:

• Alison.com
• Barchart.com
• Neighborhood Lender
• World Walking

البته فریمورک های جنگو و لاراول تنها فریمورک های بک اند نیستند. فریمورک های قدرتمندی مانند ASP.NET و  ASP.NET Core نیز در بک اند استفاده می شوند.

فریمورک های توسعه اپلیکیشن موبایل

فریمورک های توسعه اپلیکیشن موبایل نیز یکی از بخش هایی است که به کامل کردن سوال فریمورک چیست ؛ کمک می کند. فریمورک های مورد استفاده در توسعه اپلیکیشن های موبایل به توسعه دهندگان کمک می کنند تا برنامه هوشمند تری بنویسند. اغلب این فریم ورک ها به صورت منبع باز هستند و برنامه نویسان می توانند متناسب با زبانی که برنامه نویسی می کنند؛ از آن ها استفاده کنند. از آن جایی بدون مثال نمی توان به جواب کاملی برای سوال فریمورک چیست رسید، پس چند مثال نیز در این قسمت نیز می گوییم تا به کامل ترین پاسخ برسیم.

فریمورک React Native

React Native یکی از فریمورک های جاوا اسکریپت است. این فریمورک منبع باز با هدف توسعه برنامه های اندروید، iOS، mac OS، tv OS، ویندوز، UWP و وب مورد استفاده قرار می گیرد. این فریم ورک در قسمت رابط کاربری اپلیکیشن های موبایلی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. شرکت های مطرحی که این فریم ورک را برای رابط کاربری خود انتخاب کرده اند عبارت اند از:

• Skype
• Facebook
• Tesla
• Instagram

فریمورک Xamarin

Xamarin یک فریمورک برای توسعه اپلیکیشن های موبایلی است که به صورت رایگان و منبع باز در دسترس کاربران است. زامارین در ساخت برنامه های اندروید و ios با سی شارپ و دات نت است. در اصل این فریمورک بخشی از NET. است و تعداد اپلیکیشن هایی که از این فریمورک استفاده کرده اند حدود 60000 برنامه است. برخی از برنامه های محبوبی که با زامارین نوشته شده اند؛ عبارت اند از:

• اپلیکشن پزشکی Novarum DX
• همراه بانک CA Mobile
• اپلیکیشن خطوط هوایی آلاسکا

برای آشنایی بیشتر با زامارین پیشنهاد میکنیم مقاله زامارین چیست را مطالعه بفرمائید.

فریمورک Flutter

Flutter فریم ورکی است که در قسمت رابط کاربری اپلیکیشن مورد استفاده قرار می گیرد. این فریم ورک محدودیت ندارد و برای سیستم عامل های اندروید و IOS ارائه شده است. جالب است بدانید که محبوب ترین برنامه های تلفن همراه با استفاده از فلاتر نوشته شده اند. تعدادی از این برنامه های تلفن همراه را در ادامه آورده ایم:

• Alibaba
• Cryptography
• Google Ads

فریمورک Ionic

Ionic یک فریمورک منبع باز و رایگان است و در توسعه اپلیکیشن های موبایلی استفاده می شود. اپلیکیشن هایی که با استفاده از این فریمورک نوشته می شوند از قدرتمند ترین و با کیفیت ترین اپلیکیشن ها هستند. این فریمورک به علت منبع باز بودن قابلیت استفاده در چندین پلتفرم را دارد. برخی از برنامه های محبوب توسعه یافته با Ionic عبارتند از:

• Pacifica
• MarketWatch
• McDonald's Türkiye

فریمورک های علم داده

علم داده حوزه ای بسیار وسیع است که عملکرد آن وابسته به آمار، الگوریتم ها و روش های علمی است. علم داده یکی از حوزه های بسیار پر طرفدار و پر رونق است که توانسته افراد زیادی را جذب کند و فرصت های شگفت انگیزی را به وجود بیاورد. زبان برنامه نویسی علم داده؛ پایتون است. به همین دلیل فریمورک های مورد استفاده در این حوزه نیز وابسته به پایتون است. در ادامه چند مورد از فریمورک های علم داده را معرفی می کنیم تا به کامل ترین جواب برای سوال فریمورک چیست برسیم.

فریمورک TensorFlow

TensorFlow یکی از فریمورک های علم داده است که به صورت منبع باز در اختیار کاربران قرار دارد. البته کاربرد آن بیشتر در قسمت ماشین لرنینگ است. تنسورفلو بسیار مجموعه ای کامل و انعطاف پذیر از ابزار ها و کتابخانه ها است که به برنامه نویسان این امکان را می دهد که کاربردی ترین برنامه های مربوط به ماشین لرنینگ را بنویسند. شاید فکرش را هم نمی کردید که علم داده هم جایی در مقاله فریمورک چیست داشته باشد. سه مورد از برنامه هایی که با استفاده از تنسور فلو نوشته شده اند عبارت اند از:

• شبکه های عصبی کانولوشن (Convolutional Neural Networks)  که برای تشخیص و پردازش تصویر استفاده می شود.
• مدل های خطی در مقیاس بزرگ که برای تجزیه و تحلیل داده ها و پیش بینی های رفتاری ساده مورد استفاده قرار می گیرد.
• مدل‌های  Sequence-to-Sequence که برای ویژگی‌های مرتبط با زبان انسان استفاده می شود.

فریمورک PyTorch

PyTorch یک چارچوب یادگیری ماشین لرنینگ است که به صورت منبع باز است. این فریمورک فرآیند را از تحقیق و نمونه سازی تا استقرار و تولید؛ سرعت می بخشد. PyTorch توسط تیم توسعه و تحقیق فیسبوک توسعه یافته است. این فریمورک علاوه بر زبان پایتون با زبان برنامه نویسی C++ نیز قابل پیاده سازی است.

این فریمورک علاوه بر ماشین لرنینگ در بینایی ماشین و پردازش زبان طبیعی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه تعدادی از سایت های معروفی را معرفی می کنیم که این سایت ها از PyTorch  استفاده کرده اند. این سایت ها عبارت اند از:

• Comcast
• Exelon
• Trifo
• Quadient

فریمورک Apache Spark

Apache Spark فریمورکی است که در تجزیه، تحلیل و پردازش داده های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از این فریمورک می توانید برنامه ها را به سرعت در پایتون، SQL، جاوا،  R و اسکالا بنویسید. بیش از 3000 شرکت در سراسر دنیا از این فریمورک استفاده می کنند. از جمله این شرکت ها می توانبه موارد زیر اشاره کرد:

• Amazon
• Cisco
• Databricks
• Hortonworks
• Microsoft
• Oracle
• Verizon
• Visa

فریمورک های مدیریت محتوا

چه کسی فکرش را می کرد زمانی که درباره این صحبت می کنیم که فریمورک چیست، به سیستم های مدیریت محتوا نیز اشاره کنیم. سیستم مدیریت محتوا یا همان CMS دسته بندی دیگری است که می تواند پاسخ فریمورک چیست را کامل تر کند. CMS نرم افزاری است که به کاربران اجازه می دهد تا انواع مختلف داده مانند پست وبلاگی، تصویر، ویدیو و بسیاری موارد دیگر را بسازند، مرتب کنند، تحویل دهند یا تغییر دهند. آمار ها نشان می دهد 42 درصد سایت ها از سیستم وردپرس استفاده می کنند.

سیستم های وردپرس بسیار کاربر پسند هستند و برای کاربررانی که از برنامه نویسی چیزی نمی دانند و می خواهند یک سایت داشته باشند، گزینه مناسبی است. اگر بخواهم جامعه کاربران آن را گسترده تر کنم و دقیق تر بگویم سیستم مدیریت محتوایی مانند وردپرس مناسب چه افرادی است، باید بگویم کاربرانی که قصد دارند فروشگاه اینترنتی راه اندازی کنند، افرادی که می خواهند یک وبلاگ کوچک را توسعه دهید و حتی افرادی که در حوزه خبر فعال هستند، می توانند از وردپرس استفاده کنند. کمپانی های که ورد پرس استفاده می کنند عبارت اند از:

• Sony Music
• Angry Birds
• BBC America
• New Yorker

خسته نباشید و خدا قوت به همه شما عزیزانی که تا اینجا اومدید و خواستید بدونید فریمورک چیست و ثابت کردید آدم راه سخت هستید. برای اینکه خستگی را فراموش کنید و با قدرت جلو برید؛ پیشنهاد می کنم آهنگ دوست دارم زندگی رو از سیروان خسروی گوش کنید.

فریمورک در مقابل کتابخانه

داستان فریمورک چیست به نقطه عطف خود رسیده است. در این قسمت متوجه می شویم چه اشتباهاتی که نکرده ایم و چه سوتی هایی که نداده ایم. حتما می پرسید چرا سوتی داده باشیم. تو این قسمت دقیقا می خواهم همین چرایی را پاسخ بدهم. البته بهتره بگم این سوتی برای تازه وارد ها است. یه پیام هم برای تازه وارد ها دارم.

دوست تازه کار عزیزم، هر برنامه نویس حرفه ای یک روزی مثل شما تازه کار بوده و این یعنی حرفه ای ها هم قطعا از ابتدا نمی دانستند فریمورک چیست. این افراد حتی فرق فریمورک و کتابخانه را نمی دانستند و سوتی هایی که می گوییم را این افراد نیز داشته اند. پس ناراحت نباشید و با قدرت جلو برید. به شما این قول را می دهم که اگر محتویات این قسمت رو خوب یاد بگیرید؛ دیگه هیچ وقت این سوتی های تاریخی رو نمی دید. وقت این است که بریم سر اصل مطلب. خانم ها و آقایان گوش جان بسپارید به این قسمت که یاد گرفتنش از هر واجبی؛ واجب تر است.

همانطور که در بالا؛ در بخش "اجزای فریمورک ها" توضیح دادم، کتابخانه بخشی از فریمورک است. فریمورک محیطی برای ساخت نرم افزار ها است و در طی این فرآیند از کتابخانه های بسیاری استفاده می کند. البته این مورد یک موضوع ثابت نیست و فریمورک هایی هم هستند که هیچ استفاده ای از کتابخانه ها نمی کنند. شاید بهتر باشد تعریفی از کتابخانه را نیز بگوییم تا بهتر متوجه شوید که فریمورک چیست و چه تفاوتی با کتابخانه دارد.

کتابخانه مجموعه ای از اجزای سطح پایین است که برای رسیدن به نتایج خاصی استفاده می شوند. دسترسی به کتابخانه ها نیز به دو صورت است. روش اول دسترسی مستقیم به کتابخانه ها است که در این روش مستقیما کتابخانه را فراخوانی می کنید که این کار با کد نویسی و فراخوانی انجام می شود. روش دوم نیز دسترسی با استفاده از فریمورک است. در این روش دسترسی با استفاده از فریمورک ها امکان پذیر است که این کار به وسیله فراخوانی انجام می شود. بگذارید با یک مثال توضیح بدهم تا متوجه شوید فریمورک چیست و چه تفاوتی با کتابخانه دارد.

PHP یکی از زبان های برنامه نویسی است و curl یکی از کتابخانه های آن است. زمانی که از این کتابخانه استفاده می کنید در واقع php تابعی خاص از این کتابخانه را فراهم کرده است. زمانی که از فریمورکی مانند لاراول استفاده می کنید؛ در واقع عکس این قضیه رخ می دهد و فریم ورک کد های نوشته شده نرم افزار را فراخوانی می کند. قطعا الان بهتر تفاوت متوجه می شوید که فریمورک چیست و چه تفاوتی با کتابخانه دارد.

فریمورک در مقابل زبان برنامه نویسی

برای آن که متوجه شویم فریمورک چیست و با زبان برنامه نویسی چه ارتبطی دارد؛ حتما به این قسمت توجه کنید. زبان های برنامه نویسی دارای نحو هستند که این نحو در هر زبان برنامه نویسی متفاوت است. در اصل زبان های برنامه نویسی هستند که به کامپیوتر می گویند در هر لحظه چه کاری انجام دهند.

در اصل فریم ورک ها روی زبان برنامه نویسی ساخته شده اند. یک مثال کوچک در این قسمت فریمورک Rails است که تحت عنوان Ruby on Rails نیز شناخته می شود. این فریمورک یک چارچوب تحت وب است که با استفاده از زبان برنامه نویسی روبی ساخته شده است. مثال بعدی از پادشاه زبان های برنامه نویسی؛ یعنی پایتون است. فریمورک های قدرتمند جنگو و فلاسک با استفاده از این زبان برنامه نویسی ساخته شده اند. اگر بخواهیم برای فرانت اند هم مثالی بیاوریم ، می توانیم به فریمورک های React و Angular  اشاره کنیم که با استفاده از زبان برنامه نویسی جاوا اسکریپت ساخته شده اند.

خلاصه ای درباره فریمورک چیست

به پایان آمد این دفتر و خوشبختانه یکی از مهم ترین مباحث در برنامه نویسی یعنی ؛ فریمورک ها را به طور کاملِ کامل توضیح دادم و خیالم راحت است که هر کسی از شما بپرسد فریمورک چیست، به خوبی جوابش را می دهید. با خواندن این مقاله متوجه می شوید که فریمورک چیست، چه کاربردی دارد، از چه اجزایی تشکیل شده است، هر حوزه برنامه نویسی از چه فریمورکی استفاده می کند، تفاوت کتابخانه و زبان های برنامه نویسی با فریمورک چیست.

امیدوارم این مطالب را دوست داشته باشید و از آن استفاده کنید. اگر خواستید به کسی بیاموزید که فریمورک ها چه چیزی هستند، حتما این مطلب را با او به اشتراک بگذارید. اگر فکر می کنید جای مطلبی در رابطه با این موضوع خالی است حتما به ما بگویید تا آن را نیز اضافه کنیم.

بی صبرانه منتظر سوالات و نظرات پر مهرتان هستم.