توسعه فول استک چیست؟ — ساده و جامع

این مقاله به بررسی فناوری‌ها، فریمورک‌ها و استک‌های مختلف مرتبط با توسعه فول استک پرداخته و به شما کمک می‌کند تا با مهم‌ترین ابزارها و مهارت‌های مورد نیاز برای ورود به این حوزه آشنا شوید. از زبان‌های برنامه‌نویسی مانند جاوا اسکریپت و پایتون گرفته تا پایگاه داده‌ها و فریمورک‌های مختلف، همه این موارد در کنار هم، چشم‌انداز گسترده‌ای از توسعه وب را برای شما به ارمغان می‌آورند.

مقدمه

توسعه وب به یکی از مهم‌ترین و پرطرفدارترین حوزه‌ها در دنیای فناوری اطلاعات تبدیل شده است. از طراحی رابط‌های کاربری جذاب گرفته تا پیاده‌سازی سیستم‌های پیچیده بک‌اند، هر بخش از یک وب‌سایت یا برنامه وب نیاز به دانش و ابزارهای خاص خود دارد. در این راستا، مفهوم توسعه فول استک به عنوان یک رویکرد جامع و کامل در طراحی وب مطرح شده است. توسعه‌دهندگان فول استک قادرند به صورت همزمان هم روی فرانت‌اند «سمت کاربر» و هم روی بک‌اند «سمت سرور» کار کنند و با استفاده از مجموعه‌ای از فناوری‌ها، ابزارها و فریمورک‌ها، یک وب‌سایت یا اپلیکیشن کاملاً یکپارچه بسازند.

توسعه فول استک چیست؟

توسعه فول استک «full stack development» به فرآیند طراحی، توسعه و مدیریت برنامه‌های نرم‌افزاری است که شامل همه بخش‌های مورد نیاز از جمله فرانت‌اند «Front-End» و بک‌اند «Back-End» می‌شود. یک توسعه‌دهنده فول استک توانایی کار بر روی تمامی لایه‌های نرم‌افزار را دارد، از رابط کاربری گرفته تا سرور و پایگاه داده.

• فرانت‌اند «Front-end»: این بخش شامل تمام عناصری است که کاربران به طور مستقیم با آن تعامل دارند، مانند طراحی صفحه، رابط کاربری (UI)، تجربه کاربری (UX) و نمایش داده‌ها. معمولاً از زبان‌هایی مانند HTML، CSS و JavaScript برای توسعه فرانت‌اند استفاده می‌شود.
• بک‌اند «Back-end»: این بخش مربوط به منطق، پایگاه داده «Database» و پردازش‌های سمت سرور است که به کاربران و دستگاه‌ها اجازه می‌دهد به اطلاعات دسترسی پیدا کنند و عملیات مختلف را انجام دهند. برنامه‌نویسی سمت سرور معمولاً با زبان‌هایی مانند Python، Java، Node.js و PHP انجام می‌شود. این بخش شامل دیتابیس‌ها، API‌ها، و سیستم‌های پردازش و ذخیره‌سازی است.
• پایگاه داده «Database»: برنامه‌نویسان فول استک باید با انواع مختلف دیتابیس‌ها مانند SQL (MySQL، PostgreSQL) یا NoSQL (MongoDB) آشنا باشند و بدانند چگونه داده‌ها را ذخیره، بازیابی و مدیریت کنند.
• چگونگی کار کردن با API‌ها: API‌ها رابط‌هایی هستند که بین فرانت‌اند و بک‌اند ارتباط برقرار می‌کنند. توسعه‌دهندگان فول استک باید بتوانند API‌های RESTful یا GraphQL را طراحی و مدیریت کنند.
• توسعه‌دهندگان فول استک به دلیل تسلط بر تمام لایه‌ها و اجزای پروژه، قادرند برنامه‌ها یا وب‌سایت‌های کامل و یکپارچه بسازند.

توسعه دهنده وب فول استک کیست؟

توسعه‌دهندگان وب فول استک «Full-Stack Web Developers» به افرادی گفته می‌شود که توانایی کار کردن در تمامی لایه‌های توسعه وب را دارند. این لایه‌ها شامل فرانت‌اند «Frontend»، بک‌اند «Backend»، پایگاه داده «Database» و برخی جنبه‌های دیگر مانند اشکال‌زدایی «Debugging» و بهینه‌سازی عملکرد هستند. در ادامه این مقاله از سری مقالات آموزشی پی استور، توضیحات بیشتری در مورد هر یک از بخش‌ها و نقش‌های مختلف آن‌ها آورده شده است.

فناوری‌های مربوط به توسعه فول استک

فناوری‌های مورد استفاده در توسعه فول استک شامل ابزارها، فریم‌ورک‌ها، و زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف است که در هر بخش از فرآیند توسعه نرم‌افزار استفاده می‌شود. این فناوری‌ها به طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند:

۱- توسعه فرانت اند

توسعه فرانت‌اند «Frontend Development» به فرآیند طراحی و توسعه بخش‌های قابل مشاهده وب‌سایت‌ها یا برنامه‌های وب اشاره دارد که کاربران مستقیماً با آن‌ها تعامل دارند. این بخش از برنامه وب شامل تمامی عناصری است که در مرورگر نمایش داده می‌شوند، از جمله متن‌ها، تصاویر، دکمه‌ها، منوها، فرم‌ها و تعاملات دیگر که تجربه کاربری را شکل می‌دهند. در واقع، فرانت‌اند مسئولیت “چگونگی دیده‌شدن” و “چگونگی تعامل” کاربر با یک وب‌سایت را بر عهده دارد.

فناوری های فرانت اند

توسعه‌دهندگان فرانت‌اند برای ایجاد صفحات وب از زبان‌های اصلی زیر استفاده می‌کنند:

• HTML: مخفف Hyper Text Markup Language است. از HTML برای طراحی بخش فرانت‌اند صفحات وب با استفاده از زبان نشانه‌گذاری استفاده می‌شود. HTML ترکیبی از Hypertext (فرا متن) و Markup Language (زبان نشانه‌گذاری) است. فرا متن ارتباط بین صفحات وب را تعریف می‌کند و زبان نشانه‌گذاری برای تعریف مستندات متنی درون تگ‌هایی که ساختار صفحات وب را مشخص می‌کنند، به کار می‌رود.
• CSS: مخفف Cascading Style Sheets است و یک زبان طراحی ساده محسوب می‌شود که برای زیباتر کردن صفحات وب استفاده می‌شود. CSS این امکان را فراهم می‌کند که استایل‌های مختلفی را به صفحات وب اعمال کنید، مهم‌تر از آن، CSS به شما اجازه می‌دهد این کار را به‌طور مستقل از HTML انجام دهید.
• JavaScript: جاوا اسکریپت یک زبان اسکریپت‌نویسی محبوب است که برای ایجاد تعامل در وب‌سایت‌ها استفاده می‌شود. این زبان برای افزایش عملکرد وب‌سایت، اجرای بازی‌های جذاب و توسعه نرم‌افزارهای تحت وب به کار می‌رود.

فیلم آموزش HTML برای سایت نویسی (پیش نیاز آموزش برنامه نویسی وب)

کلیک کنید

کتابخانه ها و فریمورک های فرانت اند

در توسعه فرانت‌اند، کتابخانه‌ها و فریمورک‌ها ابزارهای مهمی هستند که به تسریع فرآیند توسعه کمک می‌کنند و ساختار مناسبی برای مدیریت پروژه‌ها ارائه می‌دهند. در زیر برخی از مهم‌ترین کتابخانه‌ها و فریمورک‌های فرانت‌اند آورده شده است:

• AngularJS: یک فریمورک متن‌باز جاوا اسکریپت برای توسعه برنامه‌های تک‌صفحه‌ای «SPAs – Single Page Applications» است. این فریمورک دائماً در حال رشد و توسعه بوده و روش‌های بهتری را برای ساخت برنامه‌های وب ارائه می‌دهد. AngularJS کدهای HTML استاتیک را به HTML پویا تبدیل می‌کند. این پروژه متن‌باز بوده و هر کسی می‌تواند از آن به‌صورت رایگان استفاده کرده و تغییرات لازم را اعمال کند. این فریمورک ویژگی‌هایی مانند Directives برای گسترش قابلیت‌های HTML و Data Binding برای اتصال داده‌ها به HTML را فراهم می‌کند.
• React.js: یک کتابخانه جاوا اسکریپت اعلانی، کارآمد و انعطاف‌پذیر برای ساخت رابط‌های کاربری است. ReactJS یک کتابخانه متن‌باز و مبتنی بر کامپوننت «Component-Based» است که تنها مسئول لایه نمایش «View Layer» برنامه است. این کتابخانه توسط فیسبوک توسعه و نگهداری می‌شود.
• Bootstrap: یک مجموعه ابزار رایگان و متن‌باز برای ایجاد وب‌سایت‌ها و برنامه‌های وب ریسپانسیو «واکنش‌گرا» است. Bootstrap محبوب‌ترین فریمورک HTML، CSS و JavaScript برای توسعه وب‌سایت‌های Mobile-First محسوب می‌شود.
• jQuery: یک کتابخانه متن‌باز جاوا اسکریپت است که تعامل بین HTML/CSS و JavaScript را ساده‌تر می‌کند. jQuery به تسهیل پردازش و تغییرات در سند HTML، مدیریت رویدادهای مرورگر، انیمیشن‌های DOM، درخواست‌های Ajax و توسعه جاوا اسکریپت در چندین مرورگر کمک می‌کند.
• SASS: یکی از قوی‌ترین، قابل‌اعتمادترین و پیشرفته‌ترین زبان‌های گسترش‌دهنده CSS است. SASS امکان استفاده از متغیرها، وراثت «Inheritance» و تودرتویی «Nesting» را در کدهای CSS فراهم می‌کند و باعث بهینه‌سازی و خوانایی بیشتر آن‌ها می‌شود.

برخی دیگر از کتابخانه‌ها و فریمورک‌های فرانت‌اند: Semantic-UI, Foundation, Materialize, Backbone.js, Ember.js و غیره.

نکات مهم دیگر

• استفاده از ویرایشگرهای متن: برای افزایش سرعت و بهره‌وری، از ویرایشگرهایی مانند Visual Studio Code، Atom، Sublime Text و غیره استفاده کنید.
• طراحی رابط کاربری واکنش‌گرا: با استفاده از سیستم گرید «Grid System»، رابط کاربری را واکنش‌گرا کنید.
• مدیریت نسخه (Version Control): یادگیری Git و دستورات آن مانند init، add، commit و غیره برای مدیریت نسخه‌ها و کار تیمی ضروری است.
• ابزارهای کمکی: شامل مدیران بسته مانند npm و yarn، پیش‌پردازنده CSS مانند SASS، و ابزارهای توسعه مرورگر مانند Chrome DevTools.
• درک و استفاده از APIها: یادگیری نحوه کار با HTTP، JSON، GraphQL برای دریافت داده‌ها از طریق axios یا ابزارهای مشابه.
• مهارت‌های طراحی: برای بهبود چیدمان و ظاهر وب‌سایت، داشتن مهارت‌های طراحی پایه‌ای نیز مفید است.

۲- توسعه بک اند

توسعه بک‌اند «Backend Development» به فرآیند ایجاد و مدیریت بخش‌هایی از یک برنامه یا وب‌سایت گفته می‌شود که برای کاربران قابل مشاهده نیستند. این بخش‌ها مسئولیت پردازش داده‌ها، ذخیره‌سازی اطلاعات، مدیریت درخواست‌ها و انجام عملیات‌های مختلف را دارند. در واقع، توسعه بک‌اند تمام مواردی که پشت‌صحنه اتفاق می‌افتند و باعث عملکرد صحیح برنامه می‌شوند را مدیریت می‌کند. این قسمت از توسعه بیشتر مربوط به سرورها، پایگاه داده‌ها، منطق برنامه و APIها است.

فناوری های بک اند

بک‌اند به توسعه سمت سرور یک برنامه وب یا وب‌سایت اشاره دارد و تمرکز اصلی آن بر نحوه عملکرد سایت است. این بخش مسئول مدیریت پایگاه داده از طریق کوئری‌ها و APIها بر اساس دستورات ارسال‌شده از سمت کاربر (فرانت‌اند) است.

یک وب‌سایت معمولاً از سه بخش اصلی تشکیل شده است: فرانت‌اند، بک‌اند، و پایگاه داده. بخش بک‌اند با استفاده از زبان‌ها، فریمورک‌ها و کتابخانه‌های مختلف ساخته می‌شود که در ادامه توضیح داده شده‌اند:

زبان ها و فناوری‌های بک‌اند

توسعه‌دهندگان بک‌اند برای ساخت برنامه‌های وب و مدیریت منطق سرور از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی استفاده می‌کنند. این زبان‌ها شامل موارد زیر هستند:

• PHP: یک زبان اسکریپت‌نویسی سمت سرور است که به‌طور خاص برای توسعه وب طراحی شده است. از آنجایی که کد PHP در سمت سرور اجرا می‌شود، به آن زبان اسکریپت‌نویسی سمت سرور گفته می‌شود.
• ++C: یک زبان برنامه‌نویسی چندمنظوره است که امروزه به‌طور گسترده در برنامه‌نویسی رقابتی استفاده می‌شود. همچنین از آن به‌عنوان زبان بک‌اند نیز استفاده می‌شود.
• Java: جاوا یکی از محبوب‌ترین و پراستفاده‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی و پلتفرم‌های توسعه است. این زبان مقیاس‌پذیری بالایی دارد و کامپوننت‌های آن به‌راحتی در دسترس هستند.
• Python: یک زبان برنامه‌نویسی است که به شما امکان می‌دهد سریع‌تر کار کنید و سیستم‌ها را کارآمدتر یکپارچه‌سازی کنید.
• Node.js: یک محیط اجرایی متن‌باز و چندسکویی برای اجرای کد جاوا اسکریپت در خارج از مرورگر است. باید توجه داشت که Node.js یک فریمورک یا زبان برنامه‌نویسی نیست. بسیاری از افراد به اشتباه تصور می‌کنند که Node.js یک فریمورک یا زبان است، اما در واقع یک محیط اجرا برای اجرای سرویس‌های بک‌اند مانند APIها برای وب اپلیکیشن‌ها و اپلیکیشن‌های موبایل است. شرکت‌های بزرگی مانند PayPal، Uber، Netflix، Walmart و بسیاری دیگر از Node.js در محیط تولید استفاده می‌کنند.
• Ruby: زبان Ruby به همراه فریم‌ورک محبوب Ruby on Rails یکی از گزینه‌های معروف برای توسعه سریع برنامه‌های وب است.
• #C (با فریم‌ورک .NET): زبان سی شارپ به همراه فریم‌ورک .NET برای ایجاد برنامه‌های وب و سرویس‌های تحت وب استفاده می‌شود.

پروژه رستوران آنلاین با PHP – طراحی وبسایت با پی اچ پی

کلیک کنید

فریمورک های بک اند

فریم‌ورک‌ها مجموعه‌ای از کتابخانه‌ها و ابزارهایی هستند که فرآیند توسعه بک‌اند را ساده‌تر می‌کنند. آن‌ها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا کدهای خود را سریع‌تر بنویسند و از امنیت و بهترین شیوه‌ها بهره‌مند شوند. برخی از فریم‌ورک‌های محبوب بک‌اند عبارتند از:

• Express.js «برای Node.js»: یک فریم‌ورک محبوب برای Node.js که توسعه برنامه‌های وب و API را آسان می‌کند.
• Django «برای Python»: فریم‌ورکی برای Python که برای ساخت برنامه‌های وب امن، مقیاس‌پذیر و سریع طراحی شده است.
• Rails «برای Ruby»: یک فریم‌ورک قدرتمند برای زبان Ruby که فرآیند ساخت برنامه‌های وب را تسهیل می‌کند.
• Laravel «برای PHP»: لاراول یک فریم‌ورک محبوب و متن‌باز برای زبان برنامه‌نویسی PHP است که به طور خاص برای توسعه برنامه‌های وب طراحی شده است.
• Spring «برای Java»: فریم‌ورکی برای زبان Java که امکان ساخت برنامه‌های وب و سرویس‌های RESTful را فراهم می‌کند.

علاوه بر زبان‌های ذکرشده، برخی دیگر از زبان‌ها و فناوری‌های بک‌اند عبارت‌اند از: C#، Ruby، REST، Go و ….

نکات مهم دیگر

• ساختاردهی کارآمد داده‌ها: داده‌ها باید به شکلی سازمان‌دهی شوند که پردازش و بازیابی آن‌ها سریع و بهینه باشد.
• مدیریت درخواست و پاسخ API: درخواست‌ها و پاسخ‌های API برای ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌ها باید به درستی مدیریت شوند.
• امنیت داده‌ها: حفاظت از داده‌ها یک اصل اساسی در توسعه بک‌اند است و باید از تکنیک‌های امنیتی مانند رمزنگاری، احراز هویت و جلوگیری از حملات استفاده شود.

نکته: جاوا اسکریپت برای تمام استک‌ها ضروری است، زیرا فناوری غالب در توسعه وب محسوب می‌شود.

۳- پایگاه داده

پایگاه داده مجموعه‌ای از داده‌های مرتبط به هم است که به بازیابی، درج و حذف کارآمد داده‌ها کمک می‌کند و اطلاعات را در قالب جداول، نماها (Views)، شِماها (Schemas) و گزارش‌ها (Reports) سازمان‌دهی می‌کند.

در توسعه فول استک از پایگاه‌های داده مختلف استفاده می‌شود:

• Oracle: یک پایگاه داده قدرتمند است که داده‌ها را به‌عنوان یک واحد مدیریت می‌کند. هدف اصلی این پایگاه داده، ذخیره و بازیابی اطلاعات مرتبط با درخواست‌های کاربران است. Oracle یک سرور پایگاه داده است که اطلاعات را مدیریت می‌کند.
• MongoDB: محبوب‌ترین پایگاه داده NoSQL است که به‌صورت متن‌باز و مبتنی بر اسناد «Document-Oriented» طراحی شده است. اصطلاح NoSQL به معنی غیر رابطه‌ای است، یعنی MongoDB برخلاف پایگاه داده‌های رابطه‌ای «Relational» که از جداول استفاده می‌کنند، مکانیزم متفاوتی برای ذخیره و بازیابی داده‌ها ارائه می‌دهد.
• SQL (Structured Query Language): یک زبان استاندارد پایگاه داده است که برای ایجاد، مدیریت و بازیابی داده‌ها در پایگاه داده‌های رابطه‌ای (Relational Database) استفاده می‌شود.

استک‌های محبوب

هر استک شامل مجموعه‌ای از نرم‌افزارها است که به‌طور هم‌زمان و در کنار یکدیگر کار می‌کنند تا یک سیستم یا اپلیکیشن وب را پشتیبانی کنند. در ادامه برخی استک‌های محبوب عبارتند از:

• MERN Stack: این استک به‌طور کلی برای ساخت اپلیکیشن‌های وب و موبایل مقیاس‌پذیر و مدرن استفاده می‌شود. MongoDB, Express.js, React.js, Node.js
• MEAN Stack: تفاوت اصلی MEAN و MERN در استفاده از AngularJS به جای React.js است. AngularJS یک فریم‌ورک کامل‌تر است، در حالی که React.js بیشتر یک کتابخانه است. MongoDB, Express.js, AngularJS, Node.js
• Django Stack:  برای توسعه اپلیکیشن‌های وب پیچیده و مقیاس‌پذیر مناسب است و در بسیاری از پروژه‌های صنعتی و تجاری استفاده می‌شود. Django, Python, MySQL (به‌عنوان پایگاه داده)
• Rails یا Ruby on Rails: یکی از محبوب‌ترین فریم‌ورک‌ها برای توسعه وب است که به‌ویژه برای پروژه‌های متوسط و بزرگ کاربرد دارد. Ruby, PHP, MySQL
• LAMP Stack: استک LAMP یک استک قدیمی و بسیار محبوب است که به‌ویژه برای پروژه‌های کوچک و متوسط کاربرد دارد. این استک به دلیل رایگان بودن و وجود ابزارهای پشتیبانی قوی، همچنان در بسیاری از پروژه‌های وب استفاده می‌شود. Linux, Apache, MySQL, PHP

مزایا و معایب تبدیل شدن یک توسعه‌دهنده وب فول استک

مزیت تبدیل شدن به یک توسعه‌دهنده وب فول استک عبارتند از:

• می‌توانید تمام تکنیک‌های مورد نیاز در یک پروژه توسعه را تسلط داشته باشید.
• می‌توانید به سرعت یک پروتوتایپ بسازید.
• می‌توانید به تمام اعضای تیم کمک کنید.
• می‌توانید هزینه پروژه را کاهش دهید.
• می‌توانید زمان مورد نیاز برای ارتباطات تیمی را کاهش دهید.
• می‌توانید بسته به نیازها بین توسعه فرانت‌اند و بک‌اند جابجا شوید.
• می‌توانید درک بهتری از تمام جنبه‌های تکنولوژی‌های جدید و آینده داشته باشید.

معایب

• راه‌حل انتخاب شده ممکن است برای پروژه مناسب نباشد.
• راه‌حل انتخاب شده ممکن است به مهارت‌های توسعه‌دهنده وابسته باشد.
• راه‌حل ممکن است باعث ایجاد ریسک فرد کلیدی شود.
• تبدیل شدن به یک توسعه‌دهنده فول استک به طور فزاینده‌ای پیچیده است.

نتیجه‌گیری

توسعه فول استک یک مهارت حیاتی برای هر توسعه‌دهنده وب است که می‌خواهد در دنیای پیچیده و در حال تغییر وب امروزی موفق باشد. با آشنایی و تسلط بر فناوری‌ها و ابزارهای مختلف مانند فرانت‌اند، بک‌اند، پایگاه داده‌ها، و فریمورک‌های مختلف، توسعه‌دهندگان قادر خواهند بود وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌هایی با کیفیت بالا و کارایی مناسب ایجاد کنند.

این مقاله به بررسی مهم‌ترین ابزارها و فریمورک‌های مورد استفاده در توسعه فول استک پرداخته و اهمیت استفاده از این فناوری‌ها را برای ایجاد برنامه‌های وب مدرن و مقیاس‌پذیر نشان داده است. با توجه به رشد روزافزون نیاز به توسعه‌دهندگان فول استک و استفاده گسترده از زبان‌های برنامه‌نویسی مانند جاوا اسکریپت، یادگیری این مهارت‌ها نه تنها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا در پروژه‌های پیچیده‌تر موفق باشند، بلکه فرصت‌های شغلی و حرفه‌ای جدیدی را نیز برای آن‌ها فراهم می‌آورد. بنابراین، توسعه‌دهندگان باید به صورت مداوم مهارت‌های خود را به روز کرده و با استفاده از جدیدترین فناوری‌ها به رشد و پیشرفت در این عرصه ادامه دهند.