Che cos'è un framework di programmazione e ingegneria?
Nell'ingegneria e nella programmazione del software, un framework è una raccolta di componenti software riutilizzabili che rendono più efficiente lo sviluppo di nuove applicazioni. Il riutilizzo dello sviluppo e della ricerca esistenti è un principio fondamentale in tutti i campi dell'ingegneria. Ad esempio, gli ingegneri elettrici utilizzano componenti elettronici esistenti per creare nuovi dispositivi. I produttori di componenti seguono standard e specifiche predeterminati per garantire la fruibilità dei componenti. Allo stesso modo, i framework software contengono moduli di codice riutilizzabili basati su standard e protocolli software specifici. I framework possono anche definire e applicare determinate regole di architettura software o processi aziendali, in modo che sia possibile sviluppare nuove applicazioni standardizzate.
Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di framework software?
I framework software modificano il tradizionale lavoro degli sviluppatori quando creano software. I team e le organizzazioni software godono di diversi vantaggi quando utilizzano framework di programmazione.
Migliora la qualità del codice
I framework software contengono componenti software progettati con un elevato standard di programmazione. Gli sviluppatori possono utilizzare il framework software con la certezza che un minor numero di bug influirà sui codici sottostanti. Inoltre, i framework software sono strutturati in modo da migliorare la leggibilità del codice. I team software possono collaborare più facilmente se comprendono il flusso di lavoro del software strutturato dal framework.
Riduci i tempi di sviluppo
I framework software migliorano l'efficienza della programmazione; le organizzazioni possono utilizzarli per rilasciare più rapidamente applicazioni funzionali. Quando sfruttano un buon framework software, gli sviluppatori possono concentrarsi sulla scrittura di codice di alto livello che gestisca la logica aziendale, invece dei moduli di codifica di base. Ad esempio, gli sviluppatori possono utilizzare un framework open source per fornire l'accesso al database e svilupparvici un software di e-commerce.
Inoltre, i framework aiutano gli sviluppatori a evitare di scrivere stringhe di codice ridondanti e duplicate che possono rallentare o gonfiare le applicazioni.
Migliore sicurezza del software
Con una base di codice più ampia, gli sviluppatori faticano a rilevare e reagire a problemi di sicurezza del codice. Al contrario, un buon framework software include controlli di sicurezza già pronti, che consentono agli sviluppatori di rafforzare più facilmente la sicurezza di codice e dati.
Revisione efficiente del codice
Prima di rilasciare un'applicazione, gli sviluppatori testano il codice in diverse fasi di sviluppo. Ogni funzione software, API, struttura dati e modulo deve soddisfare requisiti specifici di revisione del codice. Utilizzando un framework, i team software possono convalidare le loro applicazioni con casi di test completi e copertura del codice. Inoltre, gli sviluppatori che utilizzano un framework ben strutturato fanno meno fatica a rimediare ai problemi di codice ed eseguire il debug.
Flessibilità di sviluppo
Gli sviluppatori possono utilizzare i framework software per essere più agili nell’implementare importanti modifiche al software. Possono mantenere il codice specifico del progetto scambiando diversi framework che servono ai loro obiettivi. Ciò riduce le riscritture del codice da parte degli sviluppatori. Ad esempio, è possibile aggiornare un'applicazione di riconoscimento delle immagini sostituendo il framework esistente di machine learning (ML) con uno più robusto.
Come funziona un framework?
Un framework fornisce una gamma flessibile di componenti software, che aiuta gli sviluppatori ad accelerare lo sviluppo del software fino all'implementazione in produzione. Consiste in risorse create per un linguaggio di programmazione, come API, librerie di codice, debugger e compilatori. Ad esempio, Ruby on Rails è un framework di applicazioni web sviluppato nel linguaggio Ruby.
Qui di seguito spieghiamo i componenti comuni del framework:
- Le API sono protocolli che consentono a software diversi di comunicare in un formato comunemente comprensibile
- Le librerie di codici sono una raccolta di funzioni software riutilizzabili che gli sviluppatori possono inserire nei loro codici
- I compilatori sono strumenti software che gli sviluppatori utilizzano per convertire i codici sorgente in file applicativi distribuibili
- I debugger sono strumenti che aiutano i programmatori a trovare e correggere gli errori nei codici
Inversione del controllo
Gli sviluppatori utilizzano le parti di un framework software come mattoni per creare le loro applicazioni. Oltre a fornire le risorse necessarie per accelerare lo sviluppo, il framework modifica anche il flusso procedurale dell'applicazione.
L'inversione del controllo (IoC) è un principio di progettazione che inverte il flusso di controllo rispetto al flusso tradizionale. Il codice dell'applicazione non controlla il flusso né effettua chiamate a librerie riutilizzabili, passando il controllo al framework. Il framework fornisce quindi supporto e indicazioni aggiuntive al codice dell'applicazione attraverso vari meccanismi software. Ciò si traduce in funzioni e classi software accoppiate liberamente, che migliorano la capacità di manutenzione, la flessibilità e la scalabilità del software.
Framework e libreria
Framework e librerie sono composte da un codice riutilizzabile scritto da terzi, che aiuta gli sviluppatori a creare applicazioni in modo più efficiente. Tuttavia, la libreria è una raccolta di utilità o funzioni che il codice dell'applicazione richiama quando serve. Le librerie sono specifiche per attività, come ad esempio abilitare implementazioni ML con codici già scritti. La libreria funge da aiuto e strumento per la tua applicazione.
Al contrario, un framework è uno schema strutturale che determina lo sviluppo delle applicazioni. Fornisce uno scheletro all’interno del quale gli sviluppatori compilano le specifiche, personalizzando una parte del suo comportamento aderendo alla sua architettura. Gli sviluppatori devono modellare la loro applicazione e architettura rispettando le regole e le strutture del framework. Anche il flusso di controllo passa al framework, che quando necessario può richiamare le librerie.
Quali sono i tipi più comuni di framework?
Gli sviluppatori utilizzano diversi tipi di framework per creare applicazioni diverse.
Framework per applicazioni web
I framework per applicazioni web sono costituiti da strumenti e risorse di programmazione per la creazione di applicazioni web, siti web, applicazioni a pagina singola e i loro servizi di backend. Aiutano gli sviluppatori a integrare vari componenti web e linguaggi di programmazione per creare applicazioni web funzionali.
Esistono due sottocategorie di framework web utilizzate dagli sviluppatori.
Framework di frontend
I framework di frontend forniscono componenti software per impostare stile e comportamento di un'interfaccia web rivolta all'utente. Ad esempio, gli sviluppatori web utilizzano framework JavaScript come Angular, Vue.js e React per creare interfacce utente utilizzando codice JavaScript.
Framework di backend
I framework di backend offrono agli sviluppatori componenti come l'accesso ai dati e i servizi web, per lo sviluppo di applicazioni lato server. Ruby on Rails e Django sono framework di backend molto utilizzati nella comunità di sviluppo web.
Framework di sviluppo per dispositivi mobili
I framework di sviluppo per dispositivi mobili riducono la complessità della creazione di applicazioni mobili native e multipiattaforma. A differenza dello sviluppo per il web, la creazione di un'app per dispositivi mobili necessita di particolare attenzione nei confronti dei sistemi operativi e delle specifiche hardware del dispositivo.
I framework di sviluppo mobile riducono i tempi di sviluppo fornendo librerie, compilatori e componenti necessari per diverse piattaforme mobili. I team software possono utilizzarli anche per creare applicazioni multipiattaforma. Ad esempio, gli sviluppatori utilizzano Flutter per creare app mobili partendo da un'unica base di codice che funzionano su Android, iOS, Windows e macOS.
Framework per data science
Intelligenza artificiale e machine learning sono argomenti complessi di data science che richiedono enormi conoscenze tecniche. I framework di data science aiutano gli sviluppatori a creare e implementare applicazioni basate su ML per l'elaborazione di dati su larga scala. Invece di scrivere codici di machine learning complessi, utilizzano le librerie già esistenti nelle loro applicazioni ML. Ad esempio, i data scientist utilizzano framework popolari come TensorFlow e PyTorch per sviluppare sistemi di elaborazione del linguaggio naturale (NLP).
Quali sono le funzionalità di un framework di alta qualità?
Puoi scegliere tra vari framework disponibili per automatizzare e semplificare l'intero processo di sviluppo del software. Diversi criteri aiutano a determinare un buon framework software, in grado di fornire una solida base strutturale per gli sviluppatori.
Consistenza
Il framework deve dimostrare un comportamento coerente e prevedibile se applicato ai diversi linguaggi di programmazione e funzionalità software che supporta. Ad esempio, quando crei un'app mobile con un framework multipiattaforma, ti aspetti che l'app funzioni correttamente su telefoni iOS e Android.
Qualità
Un buon framework viene testato costantemente per individuare eventuali vulnerabilità e viene rivisto e aggiornato per fornire agli sviluppatori librerie di codice sicure, API e componenti software. Ha anche una buona estensibilità, pronto per futuri aggiornamenti. In questo modo gli sviluppatori possono rimanere aggiornati sulle modifiche del software in evoluzione senza sostituire l'intero framework.
Supporto
Il tuo framework deve fornire una quantità sufficiente di documentazione ed esempi che descrivono chiaramente le implementazioni del framework. In caso contrario, gli sviluppatori potrebbero necessitare di formazione aggiuntiva sull'implementazione per sviluppare software con il framework. Gli sviluppatori possono entrare a far parte di una vivace community per discutere delle esigenze, richiedere supporto e accedere a risorse che li aiutino a utilizzare il framework in modo ottimale.
Quali sono le sfide legate all'utilizzo dei framework?
Gli sviluppatori possono utilizzare i framework software per concentrarsi sulla scrittura di codice specifico per i loro progetti, evitando di destinare risorse alla tecnologia di base.
Nonostante i vantaggi, l'utilizzo di un framework in alcune circostanze richiede un’attenta valutazione. Ad esempio, se stai creando un'applicazione semplice, potrebbe non servirti un framework software. Ci vuole tempo per configurare un framework e imparare a crearvi un’applicazione intorno. Inoltre, la compilazione del framework aumenta in modo significativo l'impronta del codice di un'applicazione semplice.
L'utilizzo di un framework di programmazione richiede anche una conoscenza approfondita del funzionamento di ogni componente software. Anche con una documentazione completa, agli sviluppatori potrebbe servire più tempo per prendere confidenza con il framework. Quando si utilizza un framework per creare un'applicazione, ci si affida di più anche alle prestazioni e alla sicurezza che fornisce. Se il framework contiene bug o vulnerabilità latenti, tutte le applicazioni basate su di esso ne sono interessate.
In che modo AWS può supportare i tuoi requisiti di framework?
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