O que é uma framework em programação e engenharia?
Em engenharia e programação de software, uma framework é uma coleção de componentes de software reutilizáveis que tornam mais eficiente o desenvolvimento de novas aplicações. A reutilização do desenvolvimento e da pesquisa existentes é um princípio essencial em todos os campos da engenharia. Por exemplo, engenheiros elétricos usam componentes eletrônicos existentes para criar novos dispositivos. Fabricantes de componentes seguem padrões e especificações predeterminados para garantir a usabilidade dos componentes. Da mesma forma, as frameworks de software contêm módulos de código reutilizáveis com base em padrões e protocolos de software específicos. Frameworks também podem definir e aplicar determinadas regras de arquitetura de software ou processos de negócios, para que novas aplicações possam ser desenvolvidas de maneira padronizada.
Quais são os benefícios de usar estruturas de software?
As estruturas de software mudam a forma como os desenvolvedores tradicionalmente trabalham ao criar softwares. Quando equipes e organizações de software usam estruturas de programação, elas se beneficiam de várias maneiras.
Melhore a qualidade do código
As estruturas de software contêm componentes de software projetados com um alto padrão de programação. Os desenvolvedores podem usar a estrutura de software com alta confiança de que menos bugs afetarão os códigos subjacentes. Além disso, as estruturas de software são estruturadas de forma a melhorar a legibilidade do código. As equipes de software podem colaborar com mais facilidade quando compartilham um entendimento comum do fluxo de trabalho de software que a estrutura abstrai.
Reduza o tempo de desenvolvimento
As estruturas de software melhoram a eficiência da programação, e as organizações podem usá-las para lançar aplicações funcionais mais rapidamente. Com uma boa estrutura de software, os desenvolvedores podem se concentrar em escrever códigos de alto nível que lidem com a lógica de negócios em vez de módulos de código básicos. Por exemplo, os desenvolvedores podem usar uma estrutura de código aberto para fornecer acesso ao banco de dados e desenvolver softwares de comércio eletrônico em cima dele.
Além disso, as estruturas ajudam os desenvolvedores a evitar escrever códigos redundantes e duplicados, que podem atrasar ou sobrecarregar as aplicações.
Melhor segurança de software
Com uma base de código mais ampla, é difícil para os desenvolvedores detectar e responder a problemas de segurança do código. Por outro lado, uma boa estrutura de software inclui pontos de verificação de segurança prontos, que facilitam para os desenvolvedores o fortalecimento da segurança do código e dos dados.
Revisão eficiente do código
Antes de lançar uma aplicação, os desenvolvedores testam o código em vários estágios do desenvolvimento. Cada função de software, API, estrutura de dados e módulo deve passar por requisitos específicos de revisão de código. Ao usar uma estrutura, as equipes de software podem validar suas aplicações com casos de teste e cobertura de código abrangentes. Além disso, para os desenvolvedores, é mais fácil depurar e corrigir problemas de código em uma estrutura bem-organizada.
Flexibilidade de desenvolvimento
Os desenvolvedores podem usar estruturas de software para serem mais ágeis ao implementar grandes mudanças no software. Eles podem reter o código específico do projeto enquanto trocam estruturas diferentes que atendam a suas metas. Isso reduz o número de vezes que os desenvolvedores precisam reescrever o código. Por exemplo, é possível atualizar uma aplicação de reconhecimento de imagem substituindo sua estrutura de machine learning (ML) existente por uma mais robusta.
Como funciona uma estrutura?
Uma estrutura fornece uma variedade flexível de componentes de software que ajudam os desenvolvedores a acelerar o desenvolvimento de software até a implantação em produção. Ele consiste em recursos criados para uma linguagem de programação, como APIs, bibliotecas de código, depuradores e compiladores. Por exemplo, Ruby on Rails é uma estrutura de aplicação Web desenvolvida na linguagem Ruby.
A seguir, explicamos os componentes comuns da estrutura:
- APIs são protocolos que permitem que diferentes softwares se comuniquem em um formato mutuamente compreensível
- As bibliotecas de código são uma coleção de funções de software reutilizáveis que os desenvolvedores podem conectar aos seus códigos
- Compiladores são ferramentas de software que os desenvolvedores usam para converter códigos-fonte em arquivos de aplicações implantáveis
- Os depuradores são ferramentas que ajudam os programadores a encontrar e corrigir erros nos códigos
Inversão do controle
Os desenvolvedores usam as partes de uma estrutura de software como blocos de construção para suas aplicações. Embora a estrutura forneça os recursos necessários para acelerar o desenvolvimento, ela também altera o fluxo processual da aplicação.
A inversão de controle (IoC) é um princípio de projeto que inverte o fluxo de controle em comparação com o fluxo de controle tradicional. Em vez de o código da aplicação controlar o fluxo e fazer chamadas para bibliotecas reutilizáveis, a aplicação principal passa o controle para a estrutura. A estrutura, então, fornece suporte e orientação adicionais ao código da aplicação por meio de vários mecanismos de software. Isso resulta em funções e classes de software fracamente acopladas, que melhoram a capacidade de manutenção, a flexibilidade e a escalabilidade do software.
Estrutura versus biblioteca
Tanto as estruturas quanto as bibliotecas são códigos reutilizáveis escritos por outra pessoa que ajudam os desenvolvedores a criar aplicações com mais eficiência. No entanto, uma biblioteca é uma coleção de utilitários ou funções que o código da aplicação chama quando necessário. As bibliotecas são específicas para tarefas, como permitir implementações de ML com códigos já escritos. A biblioteca atua como auxiliar e ferramenta para sua aplicação.
Por outro lado, uma estrutura é um esquema estrutural que determina o desenvolvimento de aplicações. Ele fornece um esqueleto em que os desenvolvedores preenchem os detalhes, personalizando uma parte de seu comportamento aderindo à sua arquitetura. Os desenvolvedores precisam moldar sua aplicação e sua arquitetura de acordo com as regras e estruturas da estrutura. O fluxo de controle também é passado para a estrutura, que pode chamar bibliotecas internamente, se necessário.
Quais são os tipos comuns de estruturas?
Os desenvolvedores usam vários tipos de estruturas para criar aplicações diferentes.
Estruturas de aplicações Web
As estruturas de aplicações Web consistem em ferramentas e recursos de programação para criar aplicações Web, sites, aplicações de página única e seus respectivos serviços de back-end. Elas ajudam os desenvolvedores a integrar vários componentes da Web e linguagens de programação para criar aplicações Web funcionais.
Estas são duas subcategorias de estruturas da Web usadas pelos desenvolvedores.
Estruturas de front-end
As estruturas de front-end fornecem componentes de software para estilizar e caracterizar o comportamento de uma interface Web voltada para o usuário. Por exemplo, desenvolvedores Web usam estruturas JavaScript, como Angular, Vue.js e React, para criar interfaces de usuário com código JavaScript.
Estruturas de back-end
As estruturas de back-end fornecem aos desenvolvedores componentes de back-end, como acesso a dados e serviços Web, para o desenvolvimento de aplicações do lado do servidor. Ruby on Rails e Django são estruturas de back-end populares na comunidade de desenvolvimento Web.
Estruturas de desenvolvimento móvel
As estruturas de desenvolvimento móvel reduzem as complexidades da criação de aplicações móveis nativas e multiplataforma. Ao contrário do desenvolvimento Web, a criação de uma aplicação para dispositivos móveis exige uma análise cuidadosa dos sistemas operacionais e das especificações de hardware do dispositivo.
As estruturas de desenvolvimento móvel reduzem o tempo de desenvolvimento ao fornecer as bibliotecas, compiladores e componentes móveis necessários para diferentes plataformas móveis. As equipes de software também podem usá-las para criar aplicações multiplataforma. Por exemplo, os desenvolvedores usam o Flutter para criar aplicações móveis usando uma única base de código que funciona em Android, iOS, Windows e macOS.
Estruturas de ciência de dados
Inteligência artificial e machine learning são assuntos complexos de ciência de dados que exigem um imenso conhecimento técnico. As estruturas de ciência de dados ajudam os desenvolvedores a criar e implantar aplicações baseadas em ML para processamento de dados em grande escala. Em vez de escrever códigos complexos de machine learning, eles usam as bibliotecas já escritas em suas aplicações de ML. Por exemplo, cientistas de dados usam estruturas populares, como TensorFlow e PyTorch, para desenvolver sistemas de processamento de linguagem natural (PLN).
Quais são os atributos de uma estrutura de alta qualidade?
Você pode escolher entre várias estruturas disponíveis para automatizar e simplificar todo o processo de desenvolvimento de softwares. Vários critérios ajudam a determinar uma boa estrutura de software que forneça uma base estrutural sólida para os desenvolvedores.
Consistência
Sua estrutura deve demonstrar um comportamento consistente e previsível ao aplicá-la às diferentes linguagens de programação e funcionalidades de software a que ela oferece suporte. Por exemplo, ao criar uma aplicação móvel com uma estrutura multiplataforma, espera-se que a aplicação seja executada adequadamente em telefones iOS e Android.
Qualidade
Uma boa estrutura é constantemente testada quanto a vulnerabilidades, revisada e atualizada para fornecer aos desenvolvedores bibliotecas de código, APIs e componentes de software seguros. Ela também tem boa extensibilidade com provisões para futuras atualizações. Dessa forma, os desenvolvedores podem se manter atualizados em relação às mudanças de software em desenvolvimento sem precisar substituir toda a estrutura.
Suporte
Sua estrutura deve ter documentação e exemplos suficientes que descrevam claramente a implementação da estrutura. Caso contrário, os desenvolvedores podem precisar de treinamentos adicionais de implementação para desenvolver softwares com ela. Os desenvolvedores podem se envolver com uma comunidade vibrante para discutir necessidades, buscar suporte e acessar recursos que os ajudem a usar a estrutura de maneira ideal.
Quais são os desafios de usar estruturas?
Os desenvolvedores podem usar estruturas de software para se concentrar em escrever códigos específicos para seus projetos e evitar gastar recursos desnecessários em tecnologias subjacentes.
Apesar de suas vantagens, o uso de uma estrutura requer uma avaliação atenta em determinadas circunstâncias. Por exemplo, se você estiver criando uma aplicação simples, talvez não precise de uma estrutura de software. Configurar uma estrutura e aprender a criar uma aplicação em torno dela demanda tempo. Além disso, a compilação da estrutura aumenta significativamente o peso do código de uma aplicação simples.
O uso de uma estrutura de programação também requer um amplo entendimento de como cada componente do software funciona. Mesmo com uma documentação extensa, os desenvolvedores podem precisar de mais tempo para se familiarizar com a estrutura. Ao usar uma estrutura para criar uma aplicação, você também confia mais no desempenho e na segurança que ela fornece. Se a estrutura tiver bugs ou vulnerabilidades latentes, todas as aplicações criadas sobre ela serão afetadas.
Como a AWS pode oferecer suporte aos seus requisitos de estrutura?
A Amazon Web Services (AWS) fornece várias estruturas robustas para dar suporte a suas necessidades de transformação digital.
Quer você deseje criar estratégias para a adoção da nuvem ou escalar aplicações Web modernas, pode economizar custos, tempo e recursos com essas estruturas baseadas na AWS:
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