Khung trong lập trình và kỹ thuật là gì?

Các khung phần mềm thay đổi cách làm việc truyền thống của các nhà phát triển khi xây dựng phần mềm. Khi các đội ngũ và tổ chức phần mềm sử dụng các khung lập trình, họ sẽ được hưởng lợi theo nhiều cách. 

Cải thiện chất lượng mã

Các khung phần mềm chứa các thành phần phần mềm được thiết kế theo tiêu chuẩn lập trình khắt khe. Các nhà phát triển có thể sử dụng khung phần mềm với niềm tin vững chắc rằng lượng lỗi ảnh hưởng đến mã cơ bản sẽ ít hơn. Hơn nữa, các khung phần mềm được cấu trúc theo những cách để cải thiện khả năng đọc mã. Khung phần mềm cũng tóm tắt quy trình làm việc chung cho các đội ngũ phần mềm để họ cộng tác một cách dễ dàng hơn. 

Giảm thời gian phát triển

Các khung phần mềm cải thiện hiệu quả lập trình và các tổ chức có thể sử dụng chúng để phát hành nhanh hơn các ứng dụng hoạt động tốt. Với một khung phần mềm tốt, các nhà phát triển có thể tập trung vào việc viết mã cấp cao phụ trách xử lý logic kinh doanh thay vì viết các mô-đun mã hóa cơ bản. Ví dụ: các nhà phát triển có thể sử dụng khung nguồn mở để cung cấp quyền truy cập vào cơ sở dữ liệu và phát triển phần mềm thương mại điện tử trên đó.

Hơn nữa, các khung này còn giúp các nhà phát triển tránh được việc viết mã dư thừa và trùng lặp khiến ứng dụng có thể chậm chạp hoặc cồng kềnh. 

Bảo mật phần mềm tốt hơn

Với cơ sở mã rộng hơn, các nhà phát triển sẽ gặp khó khăn trong việc phát hiện và ứng phó với các vấn đề bảo mật về mã. Ngược lại, một khung phần mềm tốt sẽ có sẵn các điểm kiểm tra bảo mật, qua đó giúp các nhà phát triển dễ dàng tăng cường bảo mật cho mã và dữ liệu. 

Xem xét mã hiệu quả

Trước khi phát hành một ứng dụng, các nhà phát triển phải kiểm thử mã trại một vài giai đoạn trong quá trình phát triển. Mỗi chức năng phần mềm, API, cấu trúc dữ liệu và mô-đun phải đạt yêu cầu xem xét mã cụ thể. Bằng cách sử dụng chung một khung, các đội ngũ phần mềm có thể xác thực các ứng dụng của họ với các trường hợp kiểm thử và độ bao phủ mã toàn diện. Ngoài ra, các nhà phát triển cũng sẽ dễ gỡ lỗi và khắc phục các vấn đề mã hơn trên một khung phần mềm có cấu trúc tối ưu. 

Tính linh hoạt trong phát triển

Các nhà phát triển có thể sử dụng nhiều khung phần mềm để linh hoạt hơn khi thực hiện các thay đổi lớn về phần mềm. Họ có thể giữ lại mã liên quan đến dự án trong khi vẫn có thể hoán đổi các khung phần mềm khác nhau sao cho phù hợp với mục tiêu của họ. Điều này làm giúp các nhà phát triển giảm việc phải viết lại mã. Ví dụ: bạn có thể nâng cấp một ứng dụng nhận dạng hình ảnh bằng cách thay thế khung máy học (ML) hiện có của ứng dụng bằng một khung mạnh mẽ hơn. 

Các nhà phát triển sử dụng một số loại khung để xây dựng các ứng dụng khác nhau. 

Khung ứng dụng web

Các khung ứng dụng web bao gồm các công cụ lập trình và tài nguyên để xây dựng các ứng dụng web, trang web, ứng dụng một trang và các dịch vụ backend tương ứng của chúng. Các khung ứng dụng web này giúp các nhà phát triển tích hợp các thành phần web và ngôn ngữ lập trình khác nhau để xây dựng các ứng dụng web hoạt động tốt.

Đây là hai danh mục phụ của khung web mà các nhà phát triển sử dụng.

Khung frontend

Khung frontend cung cấp các thành phần phần mềm để tạo kiểu và mô tả hành vi của giao diện web tương tác với người dùng. Ví dụ: các nhà phát triển web sử dụng các khung JavaScript như Angular, Vue.js và React để tạo giao diện người dùng bằng mã JavaScript. 

Khung backend

Các khung backend cung cấp cho các nhà phát triển các thành phần backend, như truy cập dữ liệu và dịch vụ web, để phát triển các ứng dụng phía máy chủ. Ruby on Rails và Django là những khung backend phổ biến trong cộng đồng phát triển web. 

Khung phát triển di động

Các khung phát triển di động giúp giảm sự phức tạp của việc xây dựng các ứng dụng di động gốc và đa nền tảng. Khác với phát triển web, việc xây dựng một ứng dụng cho thiết bị di động đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các hệ điều hành và thông số kỹ thuật phần cứng của thiết bị.

Các khung phát triển di động giúp giảm thời gian phát triển bằng cách cung cấp các thư viện, trình biên dịch và các thành phần di động cần thiết cho các nền tảng di động khác nhau. Các đội ngũ phần mềm cũng có thể sử dụng các khung đó để xây dựng các ứng dụng đa nền tảng. Ví dụ: các nhà phát triển sử dụng Flutter để tạo các ứng dụng di động từ một cơ sở mã duy nhất hoạt động trên cả Android, iOS, Windows và macOS. 

Khung khoa học dữ liệu

Trí tuệ nhân tạo và máy học là những chủ đề khoa học dữ liệu phức tạp đòi hỏi kiến thức kỹ thuật đồ sộ. Các khung khoa học dữ liệu giúp các nhà phát triển xây dựng và triển khai các ứng dụng hỗ trợ ML để xử lý dữ liệu trên quy mô lớn. Thay vì viết các mã máy học phức tạp, khung khoa học dữ liệu sử dụng các thư viện đã được viết sẵn trong các ứng dụng ML của chúng. Ví dụ: các nhà khoa học dữ liệu sử dụng các khung phổ biến như TensorFlow và PyTorch để phát triển các hệ thống xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP). 

Các nhà phát triển có thể sử dụng khung phần mềm để tập trung vào việc viết mã dành riêng cho các dự án của họ và tránh tiêu tốn tài nguyên không cần thiết vào công nghệ cơ bản.

Mặc dù có những ưu điểm, việc sử dụng khung đòi hỏi cân nhắc kỹ lưỡng trong các tình huống nhất định. Ví dụ: nếu bạn đang xây dựng một ứng dụng đơn giản, bạn có thể không cần khung phần mềm. Việc thiết lập khung và học cách xây dựng một ứng dụng xung quanh khung đó sẽ tốn thời gian. Hơn nữa, việc biên dịch khung làm tăng đáng kể dấu chân mã của một ứng dụng đơn giản. 

Sử dụng một khung lập trình cũng đòi hỏi sự hiểu biết thấu đáo về cách hoạt động của mỗi thành phần phần mềm. Ngay cả với tài liệu rộng lớn, các nhà phát triển có thể vẫn cần thêm thời gian để tự làm quen với khung. Khi bạn sử dụng một khung để xây dựng ứng dụng, bạn cũng phụ thuộc nhiều hơn vào hiệu năng và tính bảo mật mà khung cung cấp. Nếu khung có các lỗi hoặc lỗ hổng tiềm ẩn, tất cả các ứng dụng được xây dựng dựa trên khung đó đều bị ảnh hưởng.