فریم ورک چیست و چه کاربردی دارد؟

23 اردیبهشت ، 1403
حانیه رضوی

اگر کارآموز برنامه‌نویسی باشید یا در حال یادگیری کدنویسی هستید، حتما تابه‌حال نام فریم‌ورک Framework را بارها شنیده‌‌اید. هر زمان که با هر زبان برنامه‌نویسی‌ای کار می‌کنید، حتماً به فریمورک‌های مختلفی بر اساس آن زبان برمی‌‌خورید. درک این اصطلاح برای توسعه‌دهندگان جدید قطعاً دشوار است؛ به همین دلیل در این متن به شما می‌گوییم فریم ورک چیست و چرا به فریم‌ورک‌ها نیاز دارید. اگر دوست دارید با انواع فریمورک‌های موجود آشنا شوید، خواندن مطلب پیش‌رو را به شما توصیه می‌کنیم.

فریم ورک FrameWork چیست

فریم ورک چیست

فریم ورک چیست؛ فریم ورک به زبان ساده

در مهندسی نرم‌افزار و برنامه‌نویسی، فریم ورک Framework یا چهارچوب مجموعه‌ای از اجزای نرم‌افزاری است که قابلیت استفادۀ مجدد دارد و توسعۀ برنامه‌های کاربردی جدید را کارآمدتر می‌کند. فریم‌ورک‌ها حاوی ماژول‌های کد هستند و قابلیت استفادۀ مجدد را بر اساس استانداردها و پروتکل‌های نرم‌افزاری خاص دارند. مهم‌ترین نکته در فریم‌ورک‌ها این است که می‌توان آن‌ها را به شیوۀ استاندارد توسعه داد.

اصطلاح چارچوب یا فریم ورک به یک ساختار اشاره می‌کند؛ ساختاری که می‌تواند یک سیستم، ساختمان، پروژه یا هر چیز دیگری باشد. به طور کلی، فریم‌ورک یک ساختار واقعی یا مفهومی است که به عنوان پشتیبان عمل می‌کند.

خبر خوب این است که با کمک گرفتن از فریم‌ورک‌ها دیگر نیاز نیست کدها را ابتدا بنویسید؛ چراکه فریم‌ورک‌ها یک پایه برای کدنویسی هستند، برای سهولت شما به کار گرفته می‌شوند و مانند یک الگو می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید یا حتی برای اصلاح پروژه‌تان آن‌ها را به کار بگیرید.

فریمورک شبیه به یک قالب است که می‌توانید آن را تغییر دهید و ویژگی‌های خاص و عملکردهای بالاتری را برای ایجاد پروژۀ پیچیده و گسترده‌تر به آن اضافه کنید. این نکتۀ مهم را در نظر داشته باشید که انواع Framework ها با زبان‌های برنامه‌نویسی خاصی مرتبط هستند و برای پروژه‌های مختلف باید فریمورک مناسب همان پروژه را انتخاب کنید.

برخی از فریمورک‌های محبوبی که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارت‌اند از: فریم ورک جنگو Django، فلاتر Flutter، انگولار Angular، ویو جی‌اس Vue، پایتورچ PyTorch، اسپرینگ بوت Spring Boot، ری‌اکت نیتیو React Native و ... . این فریم‌ورک‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا نرم‌افزارهایی با قابلیت‌های قوی و غنی ایجاد کنند.

چرا از فریم ورک استفاده کنیم؟

حال که فهمیدید فریم ورک چیست، نوبت آن است که به شما بگوییم چرا باید از فریم ورک‌ها استفاده کنید. نوشتن کد از ابتدا یک کار خسته‌کننده است که ضریب خطای بالایی دارد. شما باید کدهای مورد نظر را درست، تست‌شده و بدون اشکال و خطا بنویسید. همچنین در بسیاری اوقات درک کد و کار روی آن برای توسعه‌دهندگان دشوار است؛ به همین دلیل به شما توصیه می‌کنیم فریمورک‌هایی را برگزینید که نیازهای شما را برآورده می‌کند.

نوشتن کد پیچیده است و نوشتن کدی که دیگران بتوانند آن را بفهمند به مراتب دشوارتر است. فریم ورک الگویی ارائه می‌دهد که تقریباً همۀ وظایف کلی در آن انجام شده است و شما می‌توانید‌ به‌جای صرف وقت روی جزئیات فرایند، روی توسعۀ نرم‌افزار اصلی تمرکز کنید.

در ادامه، دلایل مهم برای استفاده از فریمورک را شرح می‌دهیم.

  • به شما کمک می‌کند از نوشتن کدهای تکراری و اضافی جلوگیری کنید.
  • گروهی از بهترین توسعه‌دهنگان در حال آزمایش این کدها هستند تا شما با اطمینان از فریم‌ورک مورد نظر استفاده کنید؛ به همین دلیل ضریب خطای کمتری دارد.
  • به شما در نوشتن کدهای تمیز و بدون خطا کمک شایانی می‌کند.
  • زمان مورد نیاز برای توسعه یک برنامه به صورت قابل‌توجهی کاهش می‌یابد و شما می‌توانید روی نوشتن کدهای خاص پروژه تمرکز کنید.

در حالت کلی، فریم‌ورک‌ها روند توسعۀ پروژه را با خطاهای کمتر برای شما راحت‌تر می‌کنند. این چهارچوب‌های نرم‌افزاری یا Framework یک الگوی عمومی هستند که می‌توانید به‌راحتی از آن استفاده کنید و مطابق با نیاز خود آن‌ها را تغییر دهید. همچنین اگر پروژه در ماه‌ها یا سال‌های بعد به برنامه‌‌نویس دیگری سپرده شود، درک کدهای شما برای دیگران آسان‌تر می‌شود؛ چراکه آن‌ها مانند شما با فریمورک‌ها آشنا هستند.

چالش های استفاده از فریم ورک چیست؟

علی‌رغم مزایای بسیاری که فریم ورک دارد، استفاده از یک چارچوب برای پروژه به شرایطی نیاز دارد. به عنوان مثال، اگر در حال ساخت یک برنامۀ کاربردی ساده هستید، ممکن است به یک چارچوب نرم‌افزاری یا Framework نیاز نداشته باشید.

راه‌اندازی فریم ورک و یادگیری ساختن یک برنامه بر اساس آن زمان می‌برد. علاوه‌براین، تدوین فریم‌ورک ردپای کد یک برنامه ساده را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

استفاده از فریم‌‌ورک مستلزم درک کامل نحوۀ عملکرد هر بخش از نرم‌افزار است. حتی با وجود مستندات گسترده، توسعه‌دهندگان ممکن است به زمان بیشتری برای آشنایی با فریم‌ورک نیاز داشته باشند. هنگامی که از فریمورک برای ساختن یک برنامه کاربردی استفاده می‌کنید، بیشتر روی عملکرد و امنیت آن مانور می‌دهید. اگر Framework اشکال یا آسیب‌پذیری‌های پنهانی داشته باشد، همۀ برنامه‌های ساخته‌شده روی آن تحت‌تأثیر قرار می‌گیرند.

بررسی انواع فریم ورک

پیش از شروع فرایند توسعۀ نرم‌افزار، باید انتخاب کنید که کدام زبان برنامه‌نویسی برای پروژه شما مناسب است. به عنوان مثال، اگر پروژۀ شما بر پایۀ کدهای جاوا اسکریپت ساخته شده است، باید دربارۀ فریم‌ورک‌های جاوا اسکریپت مانند انگولار Angular، نکس جی‌اس Next.js، ویو جی‌اس Vue.js، نود جی‌اس Node.js و ... تحقیق کنید و تصمیم بگیرید کدام فریم ورک برای پروژه شما مناسب‌تر است.

هر فریمورک مجموعه‌ای غنی از ویژگی‌ها و قابلیت‌ها را ارائه می‌دهد. این چهارچوب‌ها را می‌توان در توسعۀ نرم‌افزار، برنامه‌های کاربردی وب و موبایل و حوزۀ علمِ داده استفاده کرد. مهم است که الزامات پروژۀ خود را به طور واضح بشناسید و سپس با توجه به نیازهای خود کار با فریم‌ورک را آغاز کنید.

توسعۀ وب یعنی ایجاد یک ‌سایت که در اینترنت اجرا می‌شود. این وب‌سایت می‌تواند یک برنامه وب تک‌صفحه‌ای، سایت ثابت، وب‌سایت پویا یا هر چیز دیگری باشد. توسعه‌دهندگان از چندین نوع فریم ورک برای ساخت برنامه‌های مختلف استفاده می‌کنند که در ادامه مهم‌ترین آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

1. فریم ورک های فرانت اند

از فریم‌ورک‌های فرانت‌اند برای ایجاد رابط کاربری وب سایت استفاده می‌شود. فرانت‌اند یعنی نتیجۀ کلی اقدامات و کدهایی که کاربر هنگام ورود به نر‌م‌افزار یا سایت شما آن‌ها را می‌بیند. توسعه دهندگان وب چهارچوب‌های جاوا اسکریپت را مانند Angular، Vue.js و React برای ایجاد رابط کاربری با کدهای جاوا اسکریپت به کار می‌گیرند. از فریم‌ورک‌های محبوب توسعۀ وب می‌توان به انگولار front-end Angular و ویو جی‌اس Vue.js اشاره کرد. در ادامۀ مقالۀ «فریم ورک چیست» سه Framework محبوب فرانت‌اند را معرفی می‌کنیم.

الف) فریم ورک انگولار Angular 

فریم ورک انگولار Angular چهارچوب متن‌باز مبتنی‌بر TypeScript است که گوگل آن را ایجاد و نگهداری می‌کند. انگولار ویژگی‌ها و خدمات بسیاری را ارائه می‌دهد که به توسعه وب‌سایت‌ها و وب اپلیکیشن پیشرونده PWA کمک می‌کند.

از کد TypeScript می‌توان در وب‌سایت‌ها استفاده کرد تا بدون نوشتن کد اضافی، در زمان کمتری به ورودی کاربر پاسخ مناسب ‌دهد. بسیاری از شرکت‌های بزرگ و مهم جهان از جمله گوگل، نایک، پی‌پال و ... از فریمورک Angular استفاده می‌کنند.

ب) فریم ورک ویو جی اس Vue.js

فریم وریک ویو جی‌اس Vue.js یک چهارچوب توسعۀ وب مبتنی‌بر جاوا اسکریپت است و متن‌باز محسوب می‌شود. این فریم‌ورک با استفاده از HTML ،CSS و جاوا اسکریپت ساخته شده است، از معماری Model-View-View Model (MVVM( پشتیبانی می‌کند و یادگیری و درک آن آسان است. بسیاری از شرکت‌های مهم از جمله بیهنس Behance، تراست پایلوت Trustpilot و ... از ویو جی‌اس Vue.js استفاده می‌کنند.

ج) فریم ورک بوت استرپ Bootstrap

فریم ورک بوت استرپ یک چهارچوب متن‌باز مبتنی‌بر CSS و با کمک HTML ،CSS و جاوا اسکریپت توسعه یافته است. این فریم‌ورک به ایجاد سریع‌تر و آسان‌تر وب‌سایت‌های واکنش‌گرا کمک شایانی می‌کند. امروزه تمامی وب‌سایت‌ها به لطف بوت استرپ برای انواع دستگاه‌ها (گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و ...) مناسب هستند. بسیاری از شرکت‌ها از جمله نت‌فلیکس Netflix، اوبر Uber، ایر بی‌ان‌بی و ... از فریم ورک بوت استرپ Bootstrap استفاده می‌کنند.

2. فریم ورک های بک اند Backend

فریم ورک‌های بک‌اند Backend در سمت سرور برنامه استفاده می‌شود. بک‌اند به کلیۀ کارهایی گفته می‌شود که کاربر‌ان آن‌ها را نمی‌‌بینند و توسعه‌دهندگان برای عملکرد بهتر سایت در پایگاه داده مشغول به کار و مسئول رسیدگی به درخواست‌ها، ارتباط با APIها و ... هستند. برخی از فریم‌ورک‌های محبوب بک‌اند عبارت‌اند از: پی‌اچ‌پی PHP، جنگو Django، روبی آن ریلز Ruby on Rails و ... . در ادامه، سه فریم‌ورک مهم‌تر بک‌اند را معرفی می‌کنیم.

الف) فریم ورک روبی آن ریلز Ruby on Rails 

فریم ورک روبی آن ریلز Ruby on Rails یک چهارچوب متن‌باز مبتنی‌بر روبی و بر اساس معماری مدل View Controller (MVC) است. روبی مسئولیت ارائه نرم‌افزار ایمن و مقیاس‌پذیر را برعهده دارد.

ب) فریم ورک جنگو Django 

در پاسخ به سؤال پرتکرار شما مبنی‌بر اینکه فریم ورک جنگو چیست باید بگوییم که جنگوDjango یک چهارچوب وب متن‌باز مبتنی‌بر پایتون است. جنگو بر اساس معماری Model Template View (MTV) ساخته شده و با هر فریم ورک فرانت‌اند frontend سازگار است. بسیاری از شرکت‌های مهم مانند یوتیوب YouTube، اینستاگرام Instagram، اسپاتیفای Spotify و ... از فریم‌ورک جنگو استفاده می‌کنند.

ج) فرم ورک اسپرینگ بوت Spring Boot 

اسپرینگ بوت Spring Boot یک چهارچوب وب مبتنی‌بر جاوا اسکریپ و منبع‌باز است. توسعه‌دهندگان با استفاده از این فریم‌ورک برنامه‌های کاربردی را با انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری بالا برای وب‌سایت‌ها فراهم می‌کنند. بسیاری از شرکت‌های مهم مانند لینکدین LinkedIn، نت‌فلیکس Netflix، اوبر Uber، اینتویت Intuit و ... از Spring Boot استفاده می‌کنند.

3. فریم ورک های مخصوص توسعه موبایل

برخلاف توسعه وب، ساخت اپلیکیشن برای دستگاه‌های تلفن‌همراه نیازمند بررسی دقیق سیستم‌عامل و مشخصات سخت‌افزاری دستگاه است. فریم‌ورک‌های توسعه موبایل با ارائه کتابخانه‌ها و اجزای موبایل مورد نیاز برای پلتفرم‌های مختلف تلفن‌همراه، زمان توسعه را کاهش می‌دهند و تیم‌های نرم‌افزاری از آن برای ساخت اپلیکیشن‌های چندپلتفرمی استفاده می‌کنند.

فریم ورک‌های برنامه‌های موبایل در طراحی سایت و نرم‌افزار برای توسعه برنامه‌های موبایل اندروید و iOS استفاده می‌شود. برخی از بهترین فریم‌ورک‌ها برای توسعه اپلیکیشن موبایل عبارت‌اند از فلاتر Flutter، ری‌اکت نیتیو React Native و لانیک Ionic. در ادامه، دو فریم‌ورک مهم‌تر برای توسعه موبایل را معرفی می‌کنیم.

الف) فریم ورک فلاتر Flutter

فریم ورک فلاتر یک فریم‌ورک برنامه کاربردی تلفن‌همراه متن‌باز است که گوگل آن را توسعه و نگهداری می‌کند. این برنامه با زبان برنامه‌نویسی دارت Dart برای ایجاد برنامه‌های چندپلتفرمی سازگار با اندروید، iOS، وب و دسکتاپ کار می‌کند و از فریم ورک فلاتر Flutter برای توسعه برنامه‌های دستگاه‌های Android ،iOS ،Windows و macOS استفاده می‌شود. فلاتر در سال 2017 توسعه یافت و از آن زمان شرکت‌های بزرگی مانند علی بابا، آمازون، بی‌ام‌و و بسیاری از شرکت‌های دیگر از آن استفاده می‌کنند.

ب) فریم ورک ری اکت نیتیو React Native

فریم ورک ری‌اکت نیتیو React Native یک فریم‌ورک جاوا اسکریپت منبع‌باز است که متا Meta آن را ایجاد کرده و نگهداری می‌کند. ری‌اکت نیتیو برای توسعه برنامه‌های سازگار با Android ،iOS ،macOS، وب و ویندوز استفاده می‌شود. از فریم ورک ری‌اکت نیتیو React Native شرکت‌های بزرگی مانند فیس‌بوک، اینستاگرام، اسکایپ، تسلا و ... استفاده می‌کنند.

4. فریم ورک های علم داده

هوش مصنوعی و ماشین لرنینگ موضوعات پیچیده‌ای از علم داده هستند که به دانش فنی بسیاری نیاز دارند. در ادامۀ مقاله «فريم ورك چيست» به شما می‌گوییم علم داده چیست. علم داده رشته‌ای است که داده‌ها را از منابع مختلف جمع‌آوری و سپس با اعمال الگوریتم‌ها و آمارهای مختلف آن‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کند. به طور عمده، دانشمندان داده با زبان پایتون کار می‌کنند؛ از این رو بسیاری از فریم ورک های پایتون در علم داده استفاده می‌شوند.

دانشمندان با استفاده از فریم‌ورک‌های علم داده به‌جای نوشتن کدهای پیچیده، از کتابخانه‌های ازپیش‌نوشته‌شده در برنامه‌های ML استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، آن‌ها از داده‌های فریم‌ورک‌های محبوبی مانند تنسورفلو TensorFlow و پایتورچ PyTorch برای توسعه سیستم‌های پردازش زبان طبیعی (NLP) استفاده می‌کنند. در ادامه دو فریم‌ورک محبوب علم داده را بررسی می‌کنیم.

الف) فریم ورک پایتورچ PyTorch

فریم‌ورک پایتورچ PyTorch یک چهارچوب علم داده منبع‌باز بر اساس کتابخانه پایتون Python و Torch است و برای ایجاد مدل‌های یادگیری عمیق و توسعه شبکه‌های عصبی مصنوعی استفاده می‌شود. همچنین در پردازش زبان طبیعی (NLP)، طبقه‌بندی تصویر، تشخیص اشیا و موانع و ... کاربرد دارد.

ب) فریم ورک آپاچی اسپارک Apache Spark 

فریم ورک Apache Spark یک فریم‌ورک متن‌باز است که در تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ استفاده می‌شود. این برنامه از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی مانند اسکالا، پایتون و جاوا پشتیبانی می‌کند و دانشمندان علم داده به طور گسترده از آن استفاده می‌کنند. آپاچی اسپارک جریان‌های مورد استفاده در یادگیری ماشینی و تجزیه و تحلیل حجم فراوانی از داده‌ها را پردازش می‌کند.

انواع فریم ورک چیست

انواع فریم ورک چیست

تفاوت فریم ورک و کتابخانه در چیست؟

تصور اشتباهی بین برنامه‌‌نویسان وجود دارد که کتابخانه و فریم ورک را یک مفهوم می‌دانند. بهتر است بدانید که کتابخانه فقط یک ابزار در فریم‌ورک است.

کتابخانه‌ها از مجموعه‌ای اجزا تشکیل می‌شوند که هدف خاصی را دنبال می‌کنند؛ در حالی که فریم‌ورک از ابزارها و کتابخانه‌های بسیاری تشکیل شده است و فرایند توسعه را با خطاهای کمتر انجام می‌دهد. کتابخانه‌ها فقط یک عملکرد خاص را ارائه می‌دهند؛ در حالی که فریم ورک مجموعه‌ای از ابزارها و قابلیت‌ها را برای توسعه یک برنامه برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند. 

کدهای فریم‌ورک‌ و کتابخانه‌ را شخص دیگری نوشته است تا به توسعه‌دهندگان برای ایجاد برنامۀ کارآمدتر کمک کند. کتابخانه‌ها مجموعه‌ای از ابزارها یا توابع هستند که کدهای برنامه در صورت لزوم آن‌ها را فراخوانی می‌کنند و به عنوان کمک‌کننده و ابزاری برای برنامه شما عمل می‌کنند. فریم‌ورک اما یک طرح اولیه ساختاری است و اسکلتی را فراهم می‌کند که در آن توسعه‌دهندگان کاربرد و معماری آن را بر اساس قوانین و ساختارهای فریم‌ورک شکل دهند.

استفاده از فریم ورک؛ لذت بردن از کدنویسی بدون خطا

در این مطلب به شما گفتیم Framework فریم ورک چیست، چه مزایا و چالش‌هایی دارد و شما را با انواع فریم ورک ها آشنا کردیم. برای اینکه به طور مؤثر با فریم‌ورک کار کنید، باید دانش اولیه‌ای دربارۀ زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی (مخصوصاً زبان برنامه‌نویسی پروژه‌تان) داشته باشید. فریم‌ورک‌ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا به‌جای تمرکز بر جزئیات دقیق و نوشتن قابلیت‌های اساسی، روی منطق برنامه کار کنند.

تقریباً هر زبان برنامه‌نویسی فریم‌ورکی دارد که کار را برای شما آسان‌تر می‌کند. بهتر است پیش از آغاز به نوشتن کد، تحقیق کنید که کدام فریم‌ورک مطابق با نیازهای شما است. با استفاده از فریم‌ورک، از کدنویسیِ بدون خطا لذت ببرید.

سؤالات متداول

1. فریم ورک چیست؟

فریم ورک Framework یا چهارچوب، پلتفرمی است که پایه‌ای برای توسعه برنامه‌های کاربردی نرم‌افزاری را فراهم می‌کند. فریم‌ورک را به عنوان الگوی یک برنامه کاربردی در نظر بگیرید که با افزودن کدهای مورد نظر شما قابلیت اصلاح شدن را دارد.

2. چرا باید از فریم ورک استفاده کنیم؟

فریم ورک مجموعه‌ای از ابزارها و کتابخانه‌ها است که به شما کمک می‌کند پروژه خود را سریع‌تر و آسان‌تر توسعه دهید. فریم‌ورک‌ها یک ساختار کد، توابع و کتابخانه‌های ازپیش‌ساخته‌شده را در اختیار شما قرار می‌دهند تا روند طراحی و اتمام پروژه شما سریع‌تر طی شود. هدف فریم ورک‌ها ارائه یک ساختار مشترک است تا توسعه‌دهندگان مجبور نباشند از ابتدا کدها بنویسند و با تمرکز بیشتری روی پروژه کار کنند.

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی
6Le33BscAAAAAP0uVPo5fv9KjlFbPQFm84x9z7ZL