¿Qué es un marco en programación e ingeniería?
En ingeniería y programación de software, un marco es una colección de componentes de software reutilizables que hacen que sea más eficiente desarrollar nuevas aplicaciones. La reutilización del desarrollo y la investigación existentes es un principio esencial en todos los campos de la ingeniería. Por ejemplo, los ingenieros eléctricos utilizan los componentes electrónicos existentes para fabricar nuevos dispositivos. Los fabricantes de componentes siguen estándares y especificaciones predeterminados para garantizar la usabilidad de los componentes. Del mismo modo, los marcos de software contienen módulos de código reutilizables basados en estándares y protocolos de software específicos. Los marcos también pueden definir y hacer cumplir ciertas reglas de arquitectura de software o procesos comerciales, de modo que se puedan desarrollar nuevas aplicaciones de manera estandarizada.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar marcos de software?
Los marcos de software cambian la forma en que los desarrolladores trabajan tradicionalmente cuando crean software. Cuando los equipos y las organizaciones de software utilizan marcos de programación, se benefician de varias maneras.
Mejora de la calidad del código
Los marcos de software contienen componentes de software diseñados con un alto estándar de programación. Los desarrolladores pueden utilizar el marco de software con la firme confianza de que menos errores afectarán a los códigos subyacentes. Además, los marcos de software están estructurados de manera que mejoran la legibilidad del código. Los equipos de software pueden colaborar con más facilidad cuando comparten un entendimiento común del flujo de trabajo del software que abstrae el marco.
Reducción del tiempo de desarrollo
Los marcos de software mejoran la eficiencia de la programación y las organizaciones pueden usarlos para lanzar aplicaciones funcionales más rápido. Con un buen marco de software, los desarrolladores pueden centrarse en escribir un código de alto nivel que maneje la lógica empresarial en lugar de los módulos de codificación básicos. Por ejemplo, los desarrolladores pueden usar un marco de código abierto para proporcionar acceso a la base de datos y desarrollar un software de comercio electrónico sobre este.
Además, los marcos ayudan a los desarrolladores a no escribir códigos redundantes y duplicados que pueden ralentizar o sobrecargar las aplicaciones.
Mejor seguridad del software
Con una base de código más amplia, es difícil para los desarrolladores detectar y responder a los problemas de seguridad del código. Por el contrario, un buen marco de software comprende puntos de control de seguridad listos para usar que facilitan el refuerzo de la seguridad del código y los datos para los desarrolladores.
Revisión eficiente del código
Antes de lanzar una aplicación, los desarrolladores ponen el código a prueba en varias etapas de desarrollo. Cada función, API, estructura de datos y módulo del software debe cumplir requisitos específicos de revisión del código. Como los equipos de software usan un marco, pueden validar sus aplicaciones mediante casos de prueba completos y cobertura del código. Además, es más fácil para los desarrolladores depurar y corregir los problemas de código en un marco bien estructurado.
Flexibilidad de desarrollo
Los desarrolladores pueden usar los marcos de software para lograr una mayor agilidad cuando implementan cambios importantes en el software. Pueden retener el código específico del proyecto mientras intercambian diferentes marcos que se adapten a sus objetivos. Esto reduce las reescrituras de código que deben llevar a cabo los desarrolladores. Por ejemplo, puede actualizar una aplicación de reconocimiento de imágenes al sustituir el marco de machine learning (ML) existente por uno más sólido.
¿Cómo funciona un marco?
Un marco proporciona una gama flexible de componentes de software que ayudan a los desarrolladores a acelerar el desarrollo del software hasta su despliegue en la producción. Consiste en recursos creados para un lenguaje de programación, como las API, las bibliotecas de códigos, los depuradores y los compiladores. Por ejemplo, Ruby on Rails es un marco de aplicaciones web desarrollado en el lenguaje Ruby.
A continuación, explicamos los componentes del marco común:
- Las API son protocolos que permiten que diferentes softwares se comuniquen en un formato que sea mutuamente comprensible.
- Las bibliotecas de códigos son una colección de funciones de software reutilizables que los desarrolladores pueden incluir en sus códigos.
- Los compiladores son herramientas de software que los desarrolladores utilizan para convertir códigos origen en archivos de aplicaciones que pueden implementarse.
- Los depuradores son herramientas que ayudan a los programadores a encontrar y corregir errores en los códigos.
Inversión del control
Los desarrolladores utilizan las partes de un marco de software como bloques de creación para sus aplicaciones. Si bien el marco brinda los recursos necesarios para acelerar el desarrollo, también cambia el flujo de procedimiento de la aplicación.
La inversión de control (IoC) es un principio de diseño que invierte el flujo de control en comparación con el flujo de control tradicional. En lugar de que el código de la aplicación controle el flujo y realice llamadas a bibliotecas reutilizables, la aplicación principal pasa el control al marco. Luego, el marco proporciona soporte y dirección adicionales al código de la aplicación a través de varios mecanismos de software. El resultado son funciones y clases de software poco acopladas, lo que mejora la capacidad de mantenimiento, la flexibilidad y la escalabilidad del software.
Marco versus biblioteca
Tanto los marcos como las bibliotecas son códigos reutilizables escritos por otra persona y que ayudan a los desarrolladores a crear aplicaciones de manera más eficiente. Sin embargo, una biblioteca es un conjunto de utilidades o funciones a las que el código de la aplicación llama cuando es necesario. Las bibliotecas son específicas para cada tarea, como permitir implementaciones de ML con códigos ya escritos. La biblioteca funciona como una ayuda y una herramienta para la aplicación.
Por el contrario, un marco es un esquema estructural que dicta el desarrollo de las aplicaciones. Proporciona una estructura en la que los desarrolladores completan los detalles, personalizan una parte de su comportamiento y respetan su arquitectura. Los desarrolladores deben configurar su aplicación y su arquitectura en torno a las reglas y estructuras del marco. El flujo de control también se transfiere al marco, el cual puede llamar internamente a las bibliotecas si es necesario.
¿Cuáles son los tipos de marcos más comunes?
Los desarrolladores utilizan varios tipos de marcos para crear diferentes aplicaciones.
Marcos de aplicación web
Los marcos de aplicación web consisten en herramientas y recursos de programación para crear aplicaciones web, sitios web, aplicaciones de una sola página y sus respectivos servicios de backend. Estos ayudan a los desarrolladores a integrar varios componentes web y lenguajes de programación para crear aplicaciones web funcionales.
Estas son dos subcategorías de marcos web que utilizan los desarrolladores.
Marcos de frontend
Los marcos de frontend proporcionan componentes de software para diseñar y caracterizar el comportamiento de una interfaz web orientada al usuario. Por ejemplo, los desarrolladores web utilizan marcos de JavaScript, como Angular, Vue.js y React, para crear interfaces de usuario con código JavaScript.
Marcos de backend
Los marcos de backend proporcionan a los desarrolladores componentes de backend, como acceso a datos y servicios web, para desarrollar aplicaciones del lado del servidor. Ruby on Rails y Django son marcos de backend populares en la comunidad de desarrollo web.
Marcos de desarrollo móvil
Los marcos de desarrollo móvil reducen las complejidades de la creación de aplicaciones móviles nativas y multiplataforma. A diferencia del desarrollo web, la creación de una aplicación para dispositivos móviles requiere una consideración cuidadosa de los sistemas operativos y las especificaciones de hardware del dispositivo.
Los marcos de desarrollo móvil reducen el tiempo de desarrollo, ya que proporcionan las bibliotecas, los compiladores y los componentes móviles necesarios para las diferentes plataformas móviles. Los equipos de software también pueden utilizarlos para crear aplicaciones multiplataforma. Por ejemplo, los desarrolladores usan Flutter para crear aplicaciones móviles a partir de una única base de código que funciona en Android, iOS, Windows y macOS.
Marcos de ciencia de datos
La inteligencia artificial y el machine learning son temas complejos de la ciencia de datos que requieren un inmenso conocimiento técnico. Los marcos de ciencia de datos ayudan a los desarrolladores a crear e implementar aplicaciones basadas en ML para el procesamiento de datos a gran escala. En lugar de escribir códigos complejos de machine learning, utilizan las bibliotecas ya escritas en sus aplicaciones de ML. Por ejemplo, los científicos de datos utilizan marcos populares como TensorFlow y PyTorch para desarrollar sistemas de procesamiento de lenguaje natural (NLP).
¿Cuáles son las características de un marco de alta calidad?
Puede elegir entre varios marcos disponibles para automatizar y agilizar todo el proceso de desarrollo de software. Varios criterios ayudan a determinar un buen marco de software que proporcione una base estructural sólida para los desarrolladores.
Consistencia
El marco debe demostrar un comportamiento coherente y predecible cuando se lo aplica a los diferentes lenguajes de programación y funcionalidades de software que admite. Por ejemplo, cuando crea una aplicación móvil con un marco multiplataforma, espera que la aplicación se ejecute como corresponde, en teléfonos iOS y Android.
Calidad
Un buen marco se prueba constantemente para detectar vulnerabilidades, y se revisa y actualiza para proporcionar bibliotecas de códigos, API y componentes de software seguros a los desarrolladores. También tiene una buena extensibilidad con provisiones para futuras actualizaciones. De esta forma, los desarrolladores pueden mantenerse actualizados con los cambios en el software sin reemplazar todo el marco.
Soporte
El marco debe tener suficiente documentación y ejemplos que describan claramente las implementaciones del marco. De lo contrario, es posible que los desarrolladores necesiten formación de implementación adicional para desarrollar software con el marco. Los desarrolladores pueden participar en una comunidad dinámica para analizar las necesidades, buscar apoyo y acceder a los recursos que ayuden a utilizar el marco de manera óptima.
¿Cuáles son los desafíos de usar marcos?
Los desarrolladores pueden usar marcos de software para centrarse en escribir un código específico para sus proyectos y evitar gastar recursos innecesarios en tecnología subyacente.
A pesar de sus ventajas, en determinadas circunstancias, el uso de un marco requiere serias consideraciones. Por ejemplo, si está creando una aplicación sencilla, es posible que no necesite un marco de software. Se necesita tiempo para configurar un marco y aprender a crear una aplicación en torno a este. Además, la compilación del marco aumenta significativamente el espacio del código de una aplicación simple.
El uso de un marco de programación también requiere una comprensión profunda de cómo funciona cada componente del software. Incluso con una amplia documentación, es posible que los desarrolladores necesiten más tiempo para familiarizarse con el marco. Cuando utiliza un marco para crear una aplicación, también confía más en el rendimiento y la seguridad que este proporciona. Si el marco contiene errores o vulnerabilidades latentes, todas las aplicaciones creadas en este se ven afectadas.
¿Cómo puede AWS cumplir con los requisitos de su marco?
Amazon Web Services (AWS) proporciona varios marcos sólidos para respaldar sus necesidades de transformación digital.
Ya sea que desee diseñar una estrategia para la adopción de la nube o escalar aplicaciones web modernas, puede ahorrar costes, tiempo y recursos con estos marcos impulsados por AWS:
- AWS Cloud Adoption Framework (AWS CAF) acelera su preparación para la nube con prácticas recomendadas en distintas capacidades empresariales
- AWS Cloud Development Kit (AWS CDK) es un marco que los desarrolladores pueden usar para implementar recursos en la nube en sus lenguajes de programación preferidos
- Gracias a TensorFlow en AWS, los ingenieros de machine learning pueden entrenar e implementar rápidamente modelos de aprendizaje profundo en la nube
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