در این مقاله به‌طور جامع به بررسی مفهوم فریمورک خواهیم پرداخت. همچنین انواع فریم‌ورک‌ها را معرفی کرده و کاربردهای آن‌ها را تشریح می‌کنیم، و به سؤالات احتمالی شما پاسخ خواهیم داد.

تعریف فریمورک

به زبان ساده، فریمورک (Framework) یک نرم‌افزار است که به برنامه‌نویسان در توسعه اپلیکیشن‌های جدید کمک می‌کند. فریمورک شامل کدی است که قابلیت استفاده مجدد دارد و امکانات خاصی را به توسعه‌دهندگان ارائه می‌دهد تا بتوانند برنامه‌های مختلف را بر اساس نیازهای خود ایجاد کنند.

چرا از فریم‌ورک‌ها استفاده می‌شود؟

دلایل زیر استفاده از فریم‌ورک‌ها را توجیه می‌کنند:
1. اعتمادپذیری کد: فریم‌ورک‌ها توسط جوامع بزرگ توسعه‌دهندگان ایجاد می‌شوند، بنابراین کد آن‌ها به دفعات آزمایش شده و قابل اعتماد است.
2. بهینه‌سازی مداوم: به‌روزرسانی‌های مکرر فریم‌ورک‌ها باعث بهینه‌تر و مطلوب‌تر شدن کد برای توسعه برنامه‌ها می‌گردد.
3. تمرکز بر عملکرد: فریم‌ورک‌ها به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا بر جنبه‌های سطح بالای نرم‌افزار تمرکز کنند، چراکه کنترل جنبه‌های سطح پایین‌تر به عهده خود فریم‌ورک است.

تفاوت کتابخانه و فریم‌ورک

برای تفکیک بین کتابخانه و فریم‌ورک، ابتدا باید بدانیم که کتابخانه چیست.

کتابخانه:
کتابخانه مجموعه‌ای از روتین‌های از پیش نوشته شده است که برنامه‌نویس می‌تواند از آن‌ها استفاده کند. این کتابخانه‌ها معمولاً شامل کدهایی هستند که به‌طور مکرر در برنامه‌ها به کار می‌روند و به‌راحتی در هر زمان قابل دسترسی هستند.

فریم‌ورک:
همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، فریم‌ورک طرح کاری است که برنامه‌نویسان برای توسعه نرم‌افزار بهره می‌برند. استفاده از فریم‌ورک فرآیند توسعه را ساده‌تر می‌کند، زیرا از نوشتن مکرر کد جلوگیری کرده و عملکرد و سازگاری کد را تضمین می‌کند. به عبارتی، فریم‌ورک مجموعه‌ای از ابزارها و ماژول‌هایی است که می‌توانند در پروژه‌های مختلف دوباره مورد استفاده قرار گیرند.

تفاوت کتابخانه با فریم‌ورک

هر دو فریم‌ورک‌ها و کتابخانه‌ها شامل کدهای نوشته‌شده توسط دیگران هستند که به شما کمک می‌کنند تا برخی از کارهای رایج را با روش‌های کارآمدتر انجام دهید.
فریم‌ورک کنترل برنامه را بر عهده می‌گیرد و به توسعه‌دهندگان می‌گوید که به چه چیزی نیاز دارند. اما کتابخانه این‌گونه عمل نمی‌کند. برنامه‌نویس زمانی که به کتابخانه نیاز دارد، آن را فراخوانی می‌کند.
مزایای استفاده از فریم‌ورک
استفاده از فریم‌ورک‌ها برای توسعه وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌ها مزایای بسیاری دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
1. سهولت در اشکال‌زدایی و نگهداری برنامه
2. کاهش قابل توجه طول کد
3. بهبود مهارت‌های پایگاه داده
4. تسریع در فرآیند توسعه
5. ارائه کدی تست‌شده و قابل اعتماد توسط جامعه بزرگ توسعه‌دهندگان
6. پیکربندی بهینه
7. دسترسی آسان و فوری به کتابخانه‌های موجود
8. امنیت بالای کد ارائه‌شده
9. بسیاری از فریم‌ورک‌ها به‌صورت متن‌باز و رایگان در دسترس هستند

معایب استفاده از فریم‌ورک

اگرچه استفاده از فریم‌ورک‌ها در توسعه اپلیکیشن‌ها و وب‌سایت‌ها مزایای قابل توجهی دارد، اما به این معنا نیست که بی‌عیب هستند. معایب استفاده از فریم‌ورک‌ها شامل موارد زیر می‌باشد:
1. محدودیت‌های قابل توجه
2. یادگیری گاها دشوار
3. انجام کارهای اضافی و غیرضروری
4. و چند مورد دیگر.

MVC در فریمورک‌ها به چه معنی است؟

MVC مخفف "Model-View-Controller" است. به‌طور کلی، MVC یک الگوی معماری برنامه‌نویسی است که نرم‌افزار را به سه بخش اصلی تقسیم می‌کند:
• Model (مدل): شامل تمام منطق داده‌ها است و مسئول ارتباط با پایگاه داده می‌باشد.
• View (نما): رابط کاربری گرافیکی (GUI) را مشخص می‌کند و نحوه نمایش داده‌ها را ارائه می‌دهد.
• Controller (کنترلر): نحوه پردازش درخواست‌های کاربر و مدیریت تعاملات بین Model و View را کنترل می‌کند.

این مفهوم برای اولین بار توسط Trygve Reenskaug معرفی شد و به‌عنوان روشی برای توسعه رابط‌های کاربری گرافیکی در برنامه‌های دسکتاپ پیشنهاد گردید. امروزه الگوی MVC در برنامه‌های کاربردی وب مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا به نرم‌افزار این اجازه را می‌دهد که مقیاس‌پذیر، قابل نگهداری و توسعه‌پذیر باشد. این الگو به شما کمک می‌کند کدهای فرانت‌اند و بک‌اند را به اجزای جداگانه تقسیم کنید و بدین‌ترتیب مدیریت و ایجاد تغییرات در هر بخش را بدون تداخل با یکدیگر آسان‌تر می‌کند.

انواع فریم‌ورک‌ها و کاربردهای هرکدام

فریم‌ورک‌ها در بسیاری از زمینه‌ها مانند توسعه وب، علم داده، هوش مصنوعی، توسعه اپلیکیشن موبایل و سایر حوزه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه، به بررسی فریم‌ورک‌ها در زمینه‌های توسعه وب، علم داده و توسعه اپلیکیشن موبایل می‌پردازیم.

فریم‌ورک‌های توسعه وب

فریم‌ورک‌های متنوعی برای توسعه وب وجود دارد که در این بخش به معرفی مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم:

Ruby on Rails:

Ruby on Rails یک فریم‌ورک است که توسط David Heinemeier Hansson در سال 2005 توسعه یافت. Rails به‌عنوان یک فریم‌ورک Model-View-Controller و با استفاده از زبان Ruby طراحی شده است و بر رندر سمتی سرور تأکید دارد. جامعه بزرگ کاربران و توسعه‌دهندگان Ruby سبب وجود منابع آموزشی متعددی برای کمک به مبتدیان در یادگیری این فریم‌ورک شده است. Ruby on Rails در شرکت‌هایی نظیر AirBnB، Shopify و GitHub مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فریم‌ورک آنگولار:

Angular یکی از فریم‌ورک‌های برتر برای توسعه فرانت‌اند است که به‌صورت متن‌باز در سال 2010 به بازار عرضه شد. این فریم‌ورک به‌طور خاص برای برنامه‌های کاربردی سمت مشتری و صفحات وب طراحی شده است. Angular ابتدا توسط گوگل با زبان جاوا اسکریپت توسعه یافت و در به‌روزرسانی‌های بعدی به TypeScript (یک ابر مجموعه جاوا اسکریپت) تبدیل شد. گرچه Angular دارای اشکالاتی مانند عدم سئو دوستانه بودن وب‌سایت‌های ساخته شده با آن و حجم بزرگ‌تر نسبت به دیگر فریم‌ورک‌ها است، اما در پروژه‌هایی مانند Netflix، PayPal و سامسونگ استفاده می‌شود.

فریمورک لاراول:

لاراول (Laravel) در سال 2011 توسط Taylor Otwell توسعه یافت و از زبان PHP به‌عنوان زبان اصلی خود بهره می‌برد. این فریم‌ورک به‌نسبت جدید است اما از پشتیبانی جامعه بزرگی برخوردار بوده و مجموعه‌ای از بسته‌ها و ابزارهای مدولار را برای گسترش قابلیت‌ها و عملکرد خود ارائه می‌دهد. لاراول نیز مانند Ruby on Rails از الگوی MVC (Model-View-Controller) پیروی می‌کند.
یادگیری لاراول نسبتا آسان است و منابع آموزشی فراوانی برای مبتدیان در دسترس است.

فریم‌ورک جنگو

جنگو (Django) یک فریم‌ورک متن‌باز است که در سال 2003 راه‌اندازی شد و برای توسعه برنامه‌های کاربردی وب سریع و با کیفیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. جنگو از زبان پایتون به‌عنوان زبان اصلی خود بهره می‌برد.

این فریم‌ورک از الگوی Model-View-Template (MVT) استفاده می‌کند و بر اصولی مانند «Convention Over Configuration» (قانون بر پیکربندی) و «Don’t Repeat Yourself» (DRY) تأکید دارد.

فریم‌ورک React

ری‌اکت (React) یک فریم‌ورک متن‌باز است که در سال 2013 توسط فیس‌بوک توسعه یافت و به‌طور خاص برای ساخت رابط‌های کاربری (UI) سمت کاربر طراحی شده است. ری‌اکت اولین فریم‌ورکی است که از Document Object Model (DOM) مجازی استفاده می‌کند؛ این ویژگی به طراحان این امکان را می‌دهد که داده‌ها را بدون تأثیر بر نمایش سمت کاربر تغییر دهند.
ری‌اکت از زبان جاوا اسکریپت به‌عنوان زبان اصلی توسعه استفاده می‌کند و همراه با فیس‌بوک دارای جامعه بزرگی از مشارکت‌کنندگان است، که به همین دلیل منابع فراوانی برای یادگیری این فریم‌ورک در دسترس وجود دارد.

فریم‌ورک‌های علم داده

در حوزه علم داده، فریم‌ورک‌های متعددی برای کار با داده‌ها وجود دارد. در این بخش، به معرفی معروف‌ترین آن‌ها خواهیم پرداخت.

فریم‌ورک TensorFlow

TensorFlow یک فریم‌ورک متن‌باز است که توسط شرکت گوگل توسعه یافته است. این فریم‌ورک عمدتاً برای انجام محاسبات عددی با استفاده از نمودارهای جریان داده طراحی شده و از زبان‌های برنامه‌نویسی مانند C، C++ و R برای ایجاد مدل‌های یادگیری عمیق پشتیبانی می‌کند. TensorFlow در رایانه‌های رومیزی و دستگاه‌های تلفن همراه نیز در دسترس است و یکی از پیاده‌سازی‌های آن، مترجم گوگل می‌باشد.

فریم‌ورک Scikit-learn

Scikit-learn یک فریم‌ورک بسیار شناخته‌شده و متن‌باز است که به منظور یادگیری ماشین استفاده می‌شود. این فریم‌ورک عمدتاً در برنامه‌های کاربردی کوچک برای وظایفی مانند طبقه‌بندی، رگرسیون، خوشه‌بندی و تجزیه‌وتحلیل به کار می‌رود. Scikit-learn مبتنی بر زبان برنامه‌نویسی پایتون است و به همین دلیل در توسعه سریع، ایمن و کارآمد است.
این فریم‌ورک به‌طور ویژه در بخش‌های مختلف بانک برای انجام فعالیت‌هایی مانند طبقه‌بندی، تجزیه‌وتحلیل پیش‌بینی‌کننده و وظایف یادگیری ماشین به کار می‌رود.

فریم‌ورک Pandas در علم داده

Pandas یک فریم‌ورک متن‌باز و مبتنی بر زبان پایتون است که مجموعه‌ای جامع از ابزارهای تحلیلی را برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها فراهم می‌کند. پانداها در حوزه‌های مختلفی همچون تجزیه‌وتحلیل داده‌ها، علم داده و یادگیری ماشین کاربرد دارند.

Pandas ویژگی‌هایی نظیر بارگیری، دستکاری، آماده‌سازی، مدل‌سازی و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها را ارائه می‌دهد. با استفاده از این فریم‌ورک، می‌توانید داده‌ها را به هم متصل کنید، آن‌ها را ادغام و تغییر شکل دهید و همچنین داده‌ها را از پایگاه‌های داده مختلف استخراج کنید.

فریم‌ورک PyTorch

PyTorch یک فریم‌ورک محبوب در زمینه یادگیری عمیق است که توسط شرکت فیس‌بوک برای کاربردهای هوش مصنوعی توسعه داده شده است. این فریم‌ورک به‌واسطه استفاده از نمودارهای به‌روز شده پویا کار می‌کند، به این معنا که شما می‌توانید در حین فرآیند ایجاد، تغییرات لازم در معماری مدل‌ها را اعمال کنید.

نام PyTorch از فریم‌ورک یادگیری عمیق مشعل (Torch) الهام گرفته‌شده است که به زبان برنامه‌نویسی Lua نوشته شده است.

فریم‌ورک NumPy

NumPy که کوتاه‌شده‌ی عبارت Numeric Python است، یک کتابخانه متن‌باز برای زبان پایتون به شمار می‌آید. این کتابخانه عمدتاً برای ایجاد آرایه‌های چندبعدی طراحی شده و به‌خاطر وجود توابع از پیش تعریف‌شده متعدد، برای انجام عملیات ریاضی بسیار مناسب است.
NumPy به عنوان کتابخانه استاندارد برای محاسبات علمی در پایتون شناخته می‌شود و ابزارهای قدرتمندی را برای ادغام کدهای نوشته‌شده به زبان‌های C/C++ و Fortran فراهم می‌کند.
این کتابخانه با انواع توابع داخلی آماری و عددی کار می‌کند که شامل موارد زیر است:

• توابع جبر خطی
• امکان انجام تبدیل فوریه
• توزیع گاوسی
• و سایر توابع

فریم‌ورک‌های توسعه اپلیکیشن موبایل

در زمینه توسعه اپلیکیشن‌های موبایل، فریم‌ورک‌های مختلفی وجود دارد. در این بخش، به معرفی دو تا از معروف‌ترین فریم‌ورک‌های توسعه موبایل می‌پردازیم.

فریم‌ورک توسعه موبایل Flutter

Flutter یک فریم‌ورک متقابل پلتفرمی برای توسعه اپلیکیشن‌های موبایل است که توسط گوگل طراحی و توسعه یافته است. Flutter به عنوان یک جعبه‌ابزار UI عمل می‌کند و این امکان را به شما می‌دهد که برنامه‌هایی برای موبایل، دسکتاپ و پلتفرم وب بسازید. این فریم‌ورک از Skia، یک کتابخانه گرافیکی دوبعدی، بهره می‌برد که به بهبود تجربه کاربری کمک می‌کند.

ویژگی‌های Flutter:

• قابلیت توسعه برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا.
• تنوع بالای ویجت‌ها برای استفاده در طراحی.
• رابط کاربری بسیار انعطاف‌پذیر که به توسعه‌دهندگان امکان سفارشی‌سازی برنامه بر اساس نیازها را می‌دهد.

فریم‌ورک React Native

React Native به عنوان یکی از معروف‌ترین فریم‌ورک‌های توسعه اپلیکیشن موبایل شناخته می‌شود و برای ساخت برنامه‌ها بر اساس جاوا اسکریپت طراحی شده است. این فریم‌ورک متن‌باز است و توسط فیس‌بوک توسعه یافته است. یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد React Native این است که امکان توسعه اپلیکیشن‌ها برای هر دو سیستم‌عامل اندروید و iOS به‌طور یکپارچه را فراهم می‌کند.

ویژگی‌های React Native

• نگهداری ساده و آسان.
• قابلیت ادغام با پلاگین‌های شخص ثالث.
• پشتیبانی از هر دو سیستم‌عامل iOS و اندروید.

نتیجه‌گیری

از آنچه در اینجا بیان شد، می‌توان دریافت که انواع مختلفی از فریم‌ورک‌ها و کتابخانه‌ها برای توسعه برنامه‌های کاربردی وجود دارد. انتخاب بین این فریم‌ورک‌ها به نیازهای برنامه و ترجیحات توسعه‌دهنده بستگی دارد و باید با توجه به الزامات پروژه، بهترین گزینه را انتخاب کرد.