Cos’è un Framework nell’ingegneria del software, definizione e tipi di Framework

Sviluppando software, codice programma per la generazione di applicazioni di ingegneria del software, non c’è bisogno di ricominciare da zero ogni qualvolta si inizia un nuovo progetto.

Esistono sistemi e strumenti progettati per aiutare il programmatore per iniziare nuove applicazioni e manutenerle al meglio. I framework sono software sviluppati e utilizzati dagli sviluppatori per creare applicazioni.

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Che cos’è un framework ?

Poiché i framework sono spesso costruiti, testati e ottimizzati da diversi ingegneri e programmatori software esperti, i framework software sono versatili, robusti ed efficienti.

L’utilizzo di un framework software per sviluppare applicazioni consente di concentrarsi sulle funzionalità di alto livello dell’applicazione. Questo perché qualsiasi funzionalità di basso livello è gestita dal framework stesso.

Perché utilizziamo i Framework ?

Lo sviluppo di software è un processo complesso. Richiede una serie di attività a volte molto complesse e articolate: ideazione, raccolta requisiti, analisi, pianificazione, codifica, progettazione e test. Solo per la parte di codifica, i programmatori dovevano occuparsi della sintassi, delle dichiarazioni, delle istruzioni, delle eccezioni e altro ancora.

I framework software semplificano la vita agli sviluppatori consentendo loro di assumere il controllo dell’intero processo di sviluppo del software, o della maggior parte di esso, da un’unica piattaforma.

Vantaggi dell’utilizzo di un framework software:

• Aiuta a stabilire migliori pratiche di programmazione e un uso appropriato dei modelli di progettazione
• Il codice sviluppato con l’uso del framework, è più sicuro
• È possibile evitare codici duplicati e ridondanti
• Aiuta a sviluppare codice coerente con meno bug
• Semplifica il lavoro su tecnologie sofisticate
• Si potrebbe creare il proprio framework software o contribuire a framework open source. Quindi, c’è un miglioramento continuo nella funzionalità
• Diversi segmenti di codice e funzionalità sono precostruiti e pre-testati. Ciò rende le applicazioni più affidabili
• Il test e il debug del codice sono molto più semplici e possono essere eseguiti anche da sviluppatori che non possiedono il codice
• Il tempo necessario per sviluppare un’applicazione si riduce notevolmente

Da cosa è composto un Framework ?

Quando installi un framework software, la prima cosa di cui devi occuparti sono i requisiti di sistema. Una volta installato e configurato, un framework crea una struttura di directory.

Ad esempio, la seguente immagine illustra la struttura delle directory del Laravel Framework. Ognuna di queste cartelle potrebbe avere directory aggiuntive. Le directory possono inoltre contenere file, classi, routine di test, modelli e altro.

Differenza tra una libreria e un framework

Alcuni potrebbero pensare che un framework software sia una raccolta di librerie proprio come le librerie sono una raccolta di routine precompilate. Tuttavia, questo non è vero poiché non tutti i framework software utilizzano o dipendono dalle librerie.

La differenza tra una libreria e un framework è che quest’ultimo chiama il codice. Viceversa, il codice chiama la libreria del software. Vediamo un esempio:

curl è una libreria in PHP. Quando usi una delle funzioni curl, il codice PHP chiama quella particolare funzione nella libreria curl. Il tuo codice è il chiamante e il codice della libreria è il chiamato.

Quando si utilizza un framework PHP, come Laravel, la relazione viene invertita e quindi il framework software chiama il codice dell’applicazione scritto nel framework. Questo è tecnicamente noto come Inversion of Control (IoC).

Linguaggio di programmazione vs framework

Un linguaggio di programmazione dice al computer cosa deve fare. Ogni linguaggio di programmazione presenta una sintassi e un insieme particolare di regole, che devono essere seguite ogni volta che si scrive il codice.

Un framework software è costruito su un linguaggio di programmazione. Per esempio,

Rails, noto anche come Ruby on Rails, è un framework web basato sul linguaggio di programmazione Ruby.

Django e Flask sono due diversi framework web basati sul linguaggio di programmazione Python. Quindi, sono anche conosciuti come framework Python. React e Angular sono framework Web front-end basati sul linguaggio di programmazione JavaScript.

Tipi di Framework

Un programmatore dovrebbe cercare i framework che meglio si adattano alle sue esigenze. Che si tratti di lavorare su un sito Web, fare data science, gestione di database o applicazioni per mobile, esistono framework software per tutti i generi di programmazione software.

Esistono molti tipi di framework software per semplificare lo sviluppo di applicazioni per un’ampia gamma di domini di sviluppo di applicazioni. Vediamo qui di seguito alcuni dei framework software più usati:

Framework di applicazioni Web

1. Angular

Basato su typescript, un framework java script open source che semplifica la creazione di applicazioni sul Web. Angular supporta lo sviluppo delle applicazioni combinando modelli dichiarativi, inserimento delle dipendenze, strumenti end-to-end e molto altro.

Angular consente agli sviluppatori di creare applicazioni che risiedono su Web, dispositivi mobili e desktop.

Il popolare framework JavaScript viene utilizzato in applicazioni e siti rivolti al pubblico come Google Cloud Platform e AdWords, nonché in molti strumenti interni di Google.

Alcuni siti Web popolari sviluppati utilizzando AngularJS sono:

• Netflix
• Paypal
• Upwork
• Youtube
• Django

2. Django

Django è un framework di applicazioni Web gratuito e open source scritto in Python. Creato da un team di sviluppatori esperti, Django si occupa dello sviluppo web in modo che gli sviluppatori possano concentrarsi sulla scrittura di applicazioni senza reinventare cose già conosciute.

Le grandi organizzazioni utilizzano attivamente Django nel suo sviluppo. Alcuni siti Web popolari sviluppati utilizzando Django sono:

• Disqu
• Instagram
• Mozilla
• Pinterest

3. Laravel

Laravel è un framework per applicazioni web basato su PHP con una sintassi espressiva ed elegante. Il framework è open-source, e segue un modello di progettazione view-controller che è robusto e di facile comprensione.

Secondo Google Trends, Laravel è considerato il framework PHP più potente, che offre una piattaforma standardizzata e ricca di funzionalità per lo sviluppo di applicazioni Web PHP ad alte prestazioni.

Alcuni siti Web popolari sviluppati utilizzando Laravel sono:

• Alison.com
• Barchart.com
• Neighborhood Lender
• World Walking

Per la Data Science

1. Apache Spark

Apache Spark è un motore di analisi unificato per l’elaborazione dei dati su larga scala. Puoi scrivere rapidamente applicazioni in Java, Scala, Python, R e SQL utilizzando Apache Spark.

Oltre 3.000 aziende utilizzano Apache Spark, incluse grandi aziende come:

• Amazon
• Cisco
• Databricks
• Hortonworks
• Microsoft
• Oracle
• Verizon
• Visa

2. PyTorch

PyTorch è un framework open source di apprendimento automatico che accelera il processo dalla ricerca e dalla prototipazione all’implementazione della produzione.

Sviluppato principalmente dal gruppo di ricerca sull’intelligenza artificiale di Facebook, PyTorch può essere utilizzato con Python e C++. PyTorch viene utilizzato per Computer Vision e Natural Language Processing (NLP). Alcuni siti Web popolari sviluppati utilizzando PyTorch sono:

• Comcast
• Exelone
• Trifo
• Quadient

3. TensorFlow

TensorFlow è un framework open source end-to-end per l’apprendimento automatico (Machine Learning). Dispone di un ecosistema completo e flessibile di strumenti, librerie e risorse della comunità che consente ai ricercatori di immergersi nel Machine Learning e agli sviluppatori di creare e distribuire rapidamente applicazioni basate su ML.

Tre applicazioni tipiche per TensorFlow sono

• Reti neurali convoluzionali (CNN) per il riconoscimento e l’elaborazione di immagini.
• Modelli lineari su larga scala per l’analisi dei dati e semplici previsioni comportamentali.
• Modelli Sequence-to-Sequence (Seq2Seq) per le caratteristiche relative al linguaggio umano.

Framework per lo sviluppo di app per mobile

1. Ionic

Toolkit di interfaccia utente mobile gratuito e open source per lo sviluppo di applicazioni native multipiattaforma di alta qualità per Android, iOS e Web, il tutto da un’unica base di codice.

Ionic è una piattaforma di sviluppo per l’intero ciclo di vita dell’applicazione che consente ai team di creare applicazioni migliori e più veloci. Alcune delle applicazioni popolari sviluppate utilizzando Ionic sono:

• MarketWatch
• McDonald’s Turchia
• Pacifica

2. Xamarin

Piattaforma di sviluppo gratuita di applicazioni open source per la creazione di applicazioni su Android, iOS basato su .NET e C#. Xamarin fa parte della piattaforma .NET che ha una community attiva di oltre 60.000 sviluppatori provenienti da oltre 3.700 aziende.

Alcune delle applicazioni popolari sviluppate utilizzando Xamarin sono:

• Applicazione dei clienti di Alaska Airlines
• CA Mobile per servizi bancari mobili
• Novarum DX, un’app medica

3. Flutter

Flutter è il toolkit di Google per la UI, per la creazione di bellissime applicazioni compilate in modo nativo per dispositivi mobili, Web e desktop da un’unica base di codice. Ha un’interfaccia utente espressiva e flessibile e offre prestazioni native su piattaforme iOS e Android.

Alcune delle applicazioni popolari sviluppate utilizzando Flutter sono:

• Alibaba (e-commerce)
• Cryptography
• Google Ads (utility)

Cosa devi sapere prima di iniziare

È una buona idea apprendere e sviluppare abilità di codifica imparando le sfumature di un linguaggio di programmazione prima di utilizzare i framework per lo sviluppo di applicazioni. In caso contrario, potresti perdere un’esperienza preziosa con la tecnologia sottostante che esiste in un framework.

Se non sei già un programmatore esperto, è essenziale comprendere il codice che alimenta il framework. Questa conoscenza renderebbe più facile quando ti imbatti in sfide complesse e ti renderebbe uno sviluppatore esperto in generale.

Molti sviluppatori front-end contribuiscono a framework open source per supportare l’intera comunità di sviluppatori. Ad esempio, gli sviluppatori di Google creano AngularJS e Polymer, entrambi disponibili gratuitamente per tutti gli sviluppatori front-end.

Molti sviluppatori supportano la comunità front-end contribuendo anche alle librerie open source.

Concludendo

Il suggerimento di fondo per i programmatori che desiderano utilizzare framework software per lo sviluppo di applicazioni è imparare un nuovo linguaggio di programmazione in base alla necessità delle applicazioni che devono essere sviluppate.

Inoltre, analizza aree come front-end, back-end, gestione del cloud e tecnologia mobile, la potenziale quota di mercato della tecnologia, la sostenibilità e altro ancora e comprendi le caratteristiche della tecnologia prima di decidere di registrarne una.

Ercole Palmeri