Что такое интегрированная среда в программировании и проектировании?
В области программирования и проектирования программного обеспечения термин «интегрированная среда» означает набор повторно используемых программных компонентов, которые повышают эффективность разработки новых приложений. Повторное использование существующих разработок и изученной информации является важным принципом в проектировании. Например, инженеры-электрики используют существующие электронные компоненты для создания новых устройств. Производители компонентов следуют заранее определенным стандартам и спецификациям для обеспечения удобства и простоты при использовании компонентов. Аналогичным образом, интегрированные среды программного обеспечения содержат повторно используемые кодовые модули, основанные на конкретных программных стандартах и протоколах. Интегрированные среды также могут определять и обеспечивать соблюдение определенных правил архитектуры программного обеспечения или бизнес-процессов, что позволяет разрабатывать новые приложения стандартизированным образом.
Каковы преимущества использования программных фреймворков?
Программные фреймворки меняют традиционные процессы, применяемые разработчиками при создании программного обеспечения. Когда команды разработчиков программного обеспечения и организации используют программные фреймворки, они получают несколько преимуществ.
Повышение качества кода
Программные фреймворки содержат программные компоненты, разработанные в соответствии с высокими стандартами программирования. Разработчики могут использовать программный фреймворк с полной уверенностью в том, что на базовый код повлияет меньшее количество ошибок. Более того, программные фреймворки структурированы таким образом, чтобы улучшить читаемость кода. Команды разработчиков программного обеспечения могут более эффективно сотрудничать, если у них есть общее понимание процесса создания программного обеспечения, определяемого в общих чертах фреймворком.
Сокращение времени разработки
Программные фреймворки повышают эффективность программирования, и организации могут использовать их для более быстрого выпуска функциональных приложений. При наличии хорошего программного фреймворка разработчики могут сосредоточиться на написании высокоуровневого кода, обрабатывающего бизнес-логику, вместо базовых модулей кода. Например, разработчики могут использовать платформу с открытым исходным кодом для предоставления доступа к базе данных и разработки на ее основе ПО для электронной коммерции.
Более того, фреймворки помогают разработчикам избежать написания избыточного и дублированного кода, который может замедлить работу приложений или привести к увеличению их размера.
Усиленная защита программного обеспечения
Из-за расширения кодовой базы разработчикам сложно обнаруживать проблемы безопасности кода и реагировать на них. Напротив, хороший программный фреймворк включает готовые проверки безопасности, благодаря которым разработчикам проще усилить защиту кода и данных.
Эффективная проверка кода
Перед выпуском приложения разработчики тестируют код на нескольких этапах разработки. Все программные функции, API, структура данных и модуль должны соответствовать определенным требованиям проверки кода. Используя фреймворк, команды разработчиков программного обеспечения могут проверять свои приложения с помощью примеров для комплексного тестирования и покрытия кода. Кроме того, разработчикам легче выполнять отладку и устранять проблемы с кодом в хорошо структурированном фреймворке.
Гибкость разработки
Разработчики могут использовать программные фреймворки для повышения гибкости при внесении значительных изменений в программное обеспечение. Они могут сохранять код, специфичный для проекта, при этом меняя разные фреймворки, соответствующие их целям. Это сокращает время переписывания кода, которое приходится выполнять разработчикам. Например, можно обновить приложение для распознавания изображений, заменив существующую платформу машинного обучения на более надежную.
Как работает фреймворк?
Фреймворк предоставляет гибкий набор программных компонентов, которые помогают разработчикам ускорить разработку программного обеспечения до производственного развертывания. Он состоит из ресурсов, созданных для языка программирования, таких как API, библиотеки кода, отладчики и компиляторы. Например, Ruby on Rails – это фреймворк веб-приложений, разработанный на языке Ruby.
Далее мы расскажем об общих компонентах фреймворка:
- API – это протоколы, с помощью которых различное программное обеспечение взаимодействует во взаимопонятном формате.
- Библиотеки кода – это набор многократно используемых программных функций, которые разработчики могут добавлять в свой код.
- Компиляторы – это программные инструменты, которые разработчики используют для преобразования исходного кода в развертываемые файлы приложений.
- Отладчики – это инструменты, помогающие программистам находить и исправлять ошибки в коде.
Инверсия управления
Разработчики используют части программного фреймворка в качестве строительных блоков для своих приложений. Хотя фреймворк предоставляет необходимые ресурсы для ускорения разработки, он также изменяет процедурный поток приложения.
Инверсия управления (IoC) – это принцип проектирования, в соответствии с которым поток управления инвертируется по сравнению с традиционным потоком управления. Вместо того чтобы код приложения управлял потоком и вызывал повторно используемые библиотеки, основное приложение передает управление фреймворку. Затем фреймворк обеспечивает дополнительную поддержку и управление кодом приложения с помощью различных программных механизмов. Это приводит к слабо связанным функциям и классам программного обеспечения, что улучшает ремонтопригодность, гибкость и масштабируемость программного обеспечения.
Фреймворк в сравнении с библиотекой
И фреймворки, и библиотеки – это повторно используемый код, написанный кем-то другим, который помогает разработчикам создавать приложения более эффективно. Однако библиотека – это набор утилит или функций, которые при необходимости вызывает код приложения. Библиотеки предназначены для решения конкретных задач, например позволяют реализовывать машинное обучение с помощью уже написанных кодов. Библиотека выступает в качестве помощника и инструмента для вашего приложения.
Напротив, фреймворк – это структурная схема, определяющая разработку приложений. Он представляет собой основу, в которой разработчики учитывают специфику, настраивая часть поведения в соответствии с архитектурой. Разработчики должны формировать свое приложение и его архитектуру на основе правил и структур фреймворка. Поток управления также передается фреймворку, который при необходимости может внутренне вызывать библиотеки.
Каковы распространенные типы фреймворков?
Разработчики используют несколько типов фреймворков для создания различных приложений.
Фреймворки веб-приложений
Фреймворки веб-приложений состоят из инструментов программирования и ресурсов для создания веб-приложений, веб-сайтов, одностраничных приложений и соответствующих серверных сервисов. Они помогают разработчикам интегрировать различные веб-компоненты и языки программирования для создания функциональных веб-приложений.
Это две подкатегории веб-фреймворков, которые используют разработчики.
Фреймворки внешнего интерфейса
Фреймворки внешнего интерфейса предоставляют программные компоненты для стилизации и описания поведения пользовательского веб-интерфейса. Например, веб-разработчики используют такие фреймворки JavaScript, как Angular, Vue.js и React, для создания пользовательских интерфейсов с кодом JavaScript.
Серверные фреймворки
Серверные фреймворки предоставляют разработчикам серверные компоненты, такие как доступ к данным и веб-сервисы, для разработки серверных приложений. Ruby on Rails и Django – популярные серверные фреймворки в сообществе веб-разработчиков.
Фреймворки для разработки мобильных приложений
Эти фреймворки упрощают создание нативных и кроссплатформенных мобильных приложений. В отличие от веб-разработки, создание приложения для мобильных устройств требует тщательного рассмотрения операционных систем и аппаратных характеристик устройства.
Фреймворки для разработки мобильных приложений сокращают время разработки, предоставляя необходимые библиотеки, компиляторы и мобильные компоненты для различных мобильных платформ. Команды разработчиков программного обеспечения также могут использовать их для создания кроссплатформенных приложений. Например, разработчики используют Flutter для создания мобильных приложений на основе единой кодовой базы, работающих в Android, iOS, Windows и macOS.
Фреймворки анализа данных
Искусственный интеллект и машинное обучение – это сложные предметы анализа данных, требующие огромных технических знаний. Фреймворки анализа данных помогают разработчикам создавать и развертывать приложения на базе машинного обучения для крупномасштабной обработки данных. Вместо написания сложных кодов машинного обучения они используют уже написанные библиотеки в своих приложениях машинного обучения. Например, специалисты по анализу данных используют популярные фреймворки, такие как TensorFlow и PyTorch, для создания систем обработки естественного языка (NLP).
Каковы особенности высококачественного фреймворка?
Вы можете выбирать из различных доступных фреймворков для автоматизации и оптимизации всего процесса разработки программного обеспечения. С помощью нескольких критериев можно определить хороший программный фреймворк, который предоставит разработчикам надежную структуру в качестве основы.
Согласованность
Ваш фреймворк должен работать согласованно и предсказуемо при применении его к различным языкам программирования и поддерживаемым им функциям программного обеспечения. Например, создавая мобильное приложение с кроссплатформенным фреймворком, вы ожидаете, что приложение будет работать соответствующим образом на телефонах с iOS и Android.
качество,
Хороший фреймворк постоянно тестируется на наличие уязвимостей, пересматривается и обновляется, чтобы предоставить разработчикам безопасные библиотеки кода, API и программные компоненты. В нем также должны быть хорошие возможности для расширения и применения будущих обновлений. Таким образом, разработчики могут пользоваться самыми актуальными версиями, внося изменения в программное обеспечение без замены всего фреймворка.
Поддержка
К фреймворку должны прилагаться примеры и необходимая документация с четким описанием его реализации. В противном случае разработчикам может потребоваться дополнительное обучение по внедрению для разработки программного обеспечения с использованием фреймворка. Разработчики могут участвовать в деятельности активного сообщества, обсуждать потребности, обращаться за поддержкой и получать доступ к ресурсам, которые помогут им оптимально использовать фреймворк.
Каковы проблемы использования фреймворков?
Разработчики могут использовать программные фреймворки, чтобы сосредоточиться на написании кода, специфичного для их проектов, и не тратить без необходимости ресурсы на базовую технологию.
Несмотря на преимущества фреймворков, их использование в определенных обстоятельствах требует вдумчивого подхода. Например, если вы создаете простое приложение, вам может не понадобиться программный фреймворк. Чтобы настроить фреймворк и научиться создавать приложения на его основе, требуется время. Кроме того, компиляция фреймворка значительно увеличивает объем кода простого приложения.
Использование программного фреймворка также требует глубокого понимания работы каждого программного компонента. Даже при наличии обширной документации разработчикам может потребоваться больше времени для ознакомления с фреймворком. При использовании фреймворка для создания приложения вы также в большей степени полагаетесь на производительность и безопасность, которые он обеспечивает. Возможные скрытые ошибки или уязвимости фреймворка затронут все приложения, построенные на нем.
Как AWS может удовлетворить ваши требования к платформе?
Amazon Web Services (AWS) предоставляет несколько надежных платформ для удовлетворения ваших потребностей в цифровой трансформации.
Независимо от того, хотите ли вы разработать стратегию внедрения облачных технологий или масштабировать современные веб-приложения, вы можете сэкономить средства, время и ресурсы с помощью этих платформ на базе AWS:
- AWS Cloud Adoption Framework (AWS CAF) ускоряет подготовку к работе в облаке с помощью передовых методов использования различных бизнес-возможностей
- AWS Cloud Development Kit (AWS CDK) – это платформа, которую разработчики могут использовать для развертывания облачных ресурсов на предпочитаемых ими языках программирования
- С помощью TensorFlow на AWS инженеры по машинному обучению могут быстро обучать и развертывать модели глубокого обучения в облаке
Создайте аккаунт и начните работу с платформами на AWS уже сегодня.
AWS: дальнейшие шаги
Получите мгновенный доступ к уровню бесплатного пользования AWS.
