فریم ورک NET. چیست ؟ ( راهنمای جامع پلتفرم برنامه نویسی NET.)

مقدمه: آیا می خواهید با بهبود بازدیدکنندگان وب سایت خود، کسب و کار خود را به اوج برسانید؟ وب‌سایت شما اولین چیزی است که کاربران می‌بینند، و یک تصور ایجاد می‌کند. انتخاب چارچوبی که به شما در ساخت وب سایت هایتان کمک می کند اکنون به یک کار مهم تبدیل شده است. Microsoft .NET Framework فناوری است که می تواند وب سایت ها و برنامه های کاربردی وب را توسعه دهد و به کسب و کار کمک کند تا به هدف خود دست یابند. با توجه به بهترین توانایی خود در برآوردن نیازهای بازار، یک شرکت توسعه دهنده معروف مایکروسافت net. به شما در ساخت برنامه های قابل استفاده مجدد و مقیاس پذیر کمک می کند. با این حال، فریم ورک net. برای توسعه ی نرم افزاری که توسط مایکروسافت برای اکوسیستم محصولات و خدمات بسیاری راه اندازی شده است، استفاده می شود. همچنین در ساخت اپلیکیشن های وب، میکروسرویس ها و API ها به شما کمک می کند. از این رو، سخت نیست که بگوییم net. یکی از بهترین پلتفرم های مورد استفاده برای تمامی شرکت های فناوری است. نه تنها کار شما را با ترکیب ساختار MVC و وب API آسان می کند، بلکه به اصلاح کامل و ارائه ویژگی های با کیفیت بالا که به ایجاد API کمک می کند، کمک می کند.

فریم ورک دات نت یک پلت فرم منبع باز (open source) توسعه ی نرم افزار است که توسط مایکروسافت در اواخر سال 1990 تحت عنوان NGWS معرفی شد تا امکان مهندسی آسان دسکتاپ، برنامه های وب وهمچنین موبایل را فراهم کند. فریم ورک Net. یک پلت فرم رایگان محبوب است که در حال حاضر برای بسیاری از برنامه های مختلف استفاده می شود زیرا محیط برنامه نویسی را برای اکثر مراحل توسعه نرم افزار فراهم می کند. در 13 فوریه ی سال 2002، مایکروسافت اولین نسخه از فریم ورک دات نت را به نام .NET Framework 1.0 عرضه کرد.

پلتفرم دات نت برای کسب و کارهایی که به دنبال طیف گسترده ای از ویژگی ها مانند خدمات مبتنی بر وب، نرم افزار دسکتاپ، و پشتیبانی از زیرساخت های ابری هستند، مناسب است. در این بخش، به فریم ورک Net.، ویژگی ها، اجزا و نسخه های آن خواهیم پرداخت.

فریم ورک Net. چیست؟

فریم ورک net. یک پلت فرم توسعه ی نرم افزار است که توسط مایکروسافت برای ساخت و اجرای برنامه های کاربردی ویندوز توسعه یافته است. چارچوب دات نت شامل ابزارهای توسعه دهنده، زبان های برنامه نویسی و کتابخانه ها برای ساخت برنامه های دسکتاپ و وب است. همچنین برای ساخت وب سایت ها، وب سرویس ها و بازی ها نیز از net. استفاده می شود.

فریم ورک دات نت برای ایجاد برنامه هایی بود که روی پلتفرم ویندوز اجرا می شدند. اولین نسخه از چارچوب Net. در سال 2002 منتشر شد که نسخه .Net Framework 1.0 نام داشت. فریم ورک Net. مایکروسافت از آن زمان به بعد راه درازی را پیموده است.

این فریم ورک از زبان های برنامه نویسی مختلفی مانند Visual Basic و سی شارپ پشتیبانی می کند. سیستم Net. شامل ابزارها، کتابخانه ها و زبان هایی است که از توسعه نرم افزار مدرن، مقیاس پذیر و با کارایی بالا پشتیبانی می کنند. یک توسعه دهنده وب حرفه ای در طول دوره ی کاری خود از Net. استفاده می کند.

به طور کلی NET. یک پلتفرم برنامه‌نویسی چند منظوره و پرکاربرد است که توسط شرکت مایکروسافت ایجاد شده است. این پلتفرم شامل چندین زبان برنامه‌نویسی است، از جمله C#، VB.NET و python که به برنامه‌نویسان امکان پیاده‌سازی برنامه‌های وب، برنامه‌های دسکتاپ، برنامه‌های تحت شبکه، برنامه‌های موبایل را می‌دهد.

NET. در سه دسته جامع ارائه می‌شود:

● Net Framework.
● Net Core.
● Xamarin.

زبان های برنامه نویسی Net.

می توانید برنامه های Net. را به زبان های #C#، F یا Visual Basic بنویسید.

• سی شارپ (#c) یک زبان برنامه نویسی ساده، مدرن، شی گرا و ایمن است.
• #F یک زبان برنامه نویسی است که نوشتن کد مختصر، قوی و کارآمد را آسان می کند. همچنین دارای یک سیستم قواعد برنامه نویسی قدرتمند و یک کتابخانه استاندارد مناسب برای ساختن نرم افزارهای حیاتی، صحیح، سریع و قابل اعتماد است.
• ویژوال بیسیک (Visual Basic) یک زبان و محیط برنامه نویسی رویداد محور از شرکت مایکروسافت است که یک رابط کاربری گرافیکی (GUI) ارائه می دهد تا به برنامه نویسان اجازه دهد کدها را به سادگی، با کشیدن و رها کردن اشیا و تعریف رفتار و ظاهر آنها تغییر دهند.
• زبان های زیرساخت زبان مشترک (CLI).

رابط خط فرمان (CLI) وسیله ای برای تعامل با یک برنامه کامپیوتری از طریق وارد کردن خطوط متنی به نام خطوط فرمان است. رابط های خط فرمان در اواسط دهه 1960 در پایانه های کامپیوتری به عنوان جایگزینی کاربرپسند برای کارت های پانچ پدیدار شدند.

امروزه بیشتر کاربران به جای CLI به رابط های گرافیکی کاربر (“GUI”) متکی هستند. با این حال، بسیاری از برنامه ها و ابزارهای سیستم عامل فاقد رابط کاربری گرافیکی هستند و قرار است از طریق CLI استفاده شوند.

همچنین دانش CLI برای نوشتن اسکریپت مفید است. برنامه هایی که دارای CLI هستند معمولاً به راحتی از طریق اسکریپت خودکار می شوند، زیرا خطوط فرمان، که صرفاً خطوط متن هستند، به راحتی در کد مشخص می شوند.

زبان هایی مانند ClojureCLR ،Eiffel ،IronPython ،PowerBuilder و بسیاری دیگر نیز بر روی پلتفرم Net. کار می کنند به این دلیل که Net. زیرساخت زبان مشترک (CLI) را پیاده سازی می کند. شما می توانید CLI را به عنوان یک الگو برای ایجاد زبان های سازگار با Net. در نظر بگیرید.

انواع روش های اجرای Net.

پیاده سازی های مختلف Net. به کد Net. اجازه می دهد، در سیستم عامل های مختلفی مانند لینوکس، macOS، ویندوز، iOS، اندروید و … اجرا شود.

Net framework.

دات نت فریم ورک نسخه اصلی Net. است. از اجرای وب سایت ها، سرویس ها، برنامه های دسکتاپ و موارد دیگر در ویندوز پشتیبانی می کند. مایکروسافت net framework. را در اوایل دهه 1990 منتشر کرد.

Net core.

مایکروسافت NET Core. را در اواخر سال 2014 راه اندازی کرد تا پشتیبانی بین پلتفرمی را برای توسعه دهندگان .net فعال کند. این شرکت جدیدترین نسخه NET Core، .NET 5.0 را در نوامبر 2020 منتشر کرد و نام آن را به .Net تغییر داد. NET Core. در GitHub منبع باز است.

NET Core. در سال 2016 منتشر شد. این یک بازسازی چند پلتفرمی از NET Framework است. برخلاف نسخه قدیمی، مهندسان اکنون می‌توانند از این محصول در لینوکس و macOS استفاده کنند و برنامه‌هایی ایجاد کنند که لزوماً به خانواده ویندوز مرتبط نیستند. هدف سیستم جدید تسخیر فضای ابری است زیرا برخی از ارائه دهندگان مانند Digital Ocean مبتنی بر لینوکس هستند. NET Core. نه تنها کراس پلتفرم است، بلکه نسخه های مختلف آن را نیز می توان در کنار هم روی یک دستگاه نصب کرد. NET Core شامل ASP.NET Core و Universal Windows Platform (UWP) است.

ASP.NET Core بازسازی ASP.NET است که اتفاقاً یک چارچوب ماژولارتر از نسخه قبلی خود بود. ASP.NET Core به شما این امکان را می دهد که باطن موبایل، برنامه های وب و خدمات را بسازید. همچنین کراس پلتفرم است و روی OS X، Windows و Linux اجرا می شود.

Xamarin

پیاده سازی سوم Xamarin نام دارد و برای اپلیکیشن های موبایل و محصولات مک استفاده می شود. در اصل، Xamarin به طور مستقل از مایکروسافت طراحی شده بود و یک محصول اختصاصی بود. سپس مایکروسافت آن را در سال 2016 خریداری کرد و آن را به یک شاخه کاملاً متن باز از پلتفرم .net تبدیل کرد. Xamarin از زمان اجرا Mono و نسخه ای از .NET Framework استفاده می کند که برای کار با API ها برای iOS، Android و Xamarin.Mac تنظیم شده است.

NET Standard.

net standard. یک مشخصات رسمی از توابع مختلفی (به نام API) است. پیاده سازی های مختلف .net می توانند از کد و کتابخانه های مشابه استفاده ی مجدد کنند. هر پیاده سازی هم از API های استاندارد .net و هم از API های منحصر به فرد مخصوص سیستم عامل هایی که روی آن اجرا می شود استفاده می کند.

پلتفرم جهانی ویندوز (UWP)

UWP برای تمامی دستگاه‌هایی که با ویندوز 10 اجرا می‌شوند نرم افزار ارائه می‌کند. بنابراین، UWP توسعه برنامه‌های جهانی را برای رایانه‌های شخصی، تبلت، Xbox، Surface Hub، HoloLens یا دستگاه‌های (IoT) امکان‌پذیر می‌کند.

توسعه دهندگان برنامه UWP به فروشگاه مایکروسافت دسترسی دارند که برخلاف فروشگاه Google Play و App Store، تنها 15 درصد اشتراک برای برنامه های بازی دریافت می کند.

اجزای net.

net. یک زبان برنامه نویسی نیست اما ابزاری است که محیطی برای نوشتن کد و اجرای برنامه ها را فراهم می کند. .net از 63 زبان برنامه نویسی پشتیبانی می کند که در آن 11 زبان توسط مایکروسافت و 52 زبان برنامه نویسی توسط سازمان دیگری توسعه یافته است.

کامپوننت های net. عبارتند از CLR، Garbage Collector، JIT Compiler و کتابخانه کلاس پایه(base class library)

• CLR (Common Language Runtime)

CLR مسئول ارائه سینتکس مشترک، مدیریت خودکار حافظه و نوع داده رایج است. همچنین مسئولیت CLR تولید کد بومی از کد MSIL است.

• CLS (Common Language Specification)

همانطور که می دانیم دات نت از 63 زبان برنامه نویسی پشتیبانی می کند و همچنین می دانیم که هر زبانی دستور خود را برای نوشتن کد دارد و یک زبان از سینتکس زبان دیگر پشتیبانی نمی کند. این بدان معناست که .net دارای ویژگی های سینتکس رایج است که توسط تمام 63 زبان برنامه نویسی پشتیبانی می شود.

• CTS (Common Type System)

همانطور که می دانیم دات نت از 63 زبان برنامه نویسی پشتیبانی می کند و همچنین می دانیم که هر زبانی سیستم نوع داده ی خود را دارد و یک زبان از نوع داده ی زبان دیگر پشتیبانی نمی کند. این بدان معناست که .net دارای ویژگی هایی از نوع Common Data است که توسط تمام 63 زبان برنامه نویسی پشتیبانی می شود.

• Garbage Collector

Garbage Collector مسئول مدیریت خودکار حافظه ی اشیا است. همچنین مسئول حذف شیء از حافظه است که فایده ای ندارد. در Memory ,Garbage Collector به 3 نسل تقسیم می شود و این نسل ها عبارتند از Generation 0، Generation 1 و Generation 2.

هنگامی که یک شی جدید ایجاد می شود، در نسل 0 ذخیره می شود و این فرآیند تا زمانی که نسل 0 کامل شود، تکرار می شود. وقتی ظرفیت نسل 0 تکمیل شد، 2 فرآیند انجام می شود. اولین فرآیند علامت گذاری شیئی است که برای مدت طولانی قابل دسترسی نیست. و در مرحله دوم شی از حافظه ای که زود علامت گذاری شده حذف می شود و شی باقی مانده به نسل 1 منتقل می شود. این روند برای نسل 2 نیز تکرار می شود. 3 روش برای حذف اشیا از حافظه وجود دارد.
این روش ها عبارتند از (1) Dispose (3)  Finalize (2) gc.Collect.

روش Dispose برای حذف شی از حافظه استفاده می شود که هیچ مرجعی ندارد، این روش توسط کاربر فراخوانی می شود.
روش Finalize برای پاک کردن شی از حافظه استفاده می شود. این متد توسط System فراخوانی می شود.
روش Gc.Collect از این روش برای حذف اجباری شی از حافظه استفاده می شود.

• کامپایلر JIT

کامپایلر JIT مسئول کامپایل کد MSIL و تولید کد بومی است. 3 نوع کامپایلر JIT وجود دارد:

1. Normol Jitter به صورت پیش فرض کد را خط به خط کامپایل می کند و حافظه پنهان (Cache)کدهای کامپایل شده را ذخیره می کند.
2. Echono jitter خط کد انتخاب شده را کامپایل می کند و حاوی حافظه پنهان کد کامپایل شده نیست.
3. Pre Jitter کد را از بالا به پایین کامپایل می کند و همچنین حافظه ی پنهان کدهای کامپایل شده را ذخیره می کند.

اصول طراحی فریم ورک دات نت

اصول طراحی اشاره شده در زیر در فریم ورک .net عواملی هستند که ایجاد برنامه های کاربردی مبتنی بر .net را بسیار به هم مرتبط می کند.

1. قابلیت سازگاری

.Net پشتیبانی زیادی را ارائه می دهد. فرض کنید برنامه‌ای دارید که بر روی نسخه قدیمی‌تری از .net ساخته شده است، مثلاً 2.0، و اگر سعی کردید همان برنامه را روی دستگاهی اجرا کنید که دارای نسخه ی بالاتر فریمورک .Net است، مثلاً 3.5. برنامه همچنان کار می کند. این به این دلیل است که با هر نسخه، مایکروسافت تضمین می‌کند که نسخه‌های فریمورک قدیمی‌تر به خوبی با آخرین نسخه سازگار شوند.

2. قابل حمل

برنامه های ساخته شده بر روی فریم ورک Net. را می توان برای کار بر روی هر پلت فرم ویندوز ایجاد کرد. hodvh، مایکروسافت در نظر دارد تا محصولات مایکروسافت را بر روی پلتفرم‌های دیگری مانند iOS و لینوکس نیز اجرا کند.

3. امنیت

فریم ورک .net مکانیزم امنیتی خوبی دارد. مکانیزم امنیتی داخلی، هم در اعتبارسنجی و هم به تأیید برنامه ها کمک می کند. هر برنامه کاربردی می تواند به صراحت مکانیسم امنیتی خود را تعریف کند. هر مکانیزم امنیتی برای دسترسی کاربر به کد یا برنامه در حال اجرا استفاده می شود.

4. مدیریت حافظه

CLI مدیریت حافظه را انجام می دهد. فریم ورک .net قابلیت دیدن تمام منابعی را دارد که توسط یک برنامه در حال اجرا استفاده نمی شوند. سپس آن منابع را بر این اساس حذف می کند. این کار از طریق برنامه ای به نام “Garbage Collector” انجام می شود که به عنوان بخشی از فریم ورک .Net اجرا می شود. زباله روب در فواصل زمانی معینی کار می‌کند و به بررسی اینکه کدام منابع سیستم استفاده نمی‌شوند، ادامه می‌دهد و بر این اساس آنها را حذف می‌کند.

5. راه اندازی ساده

Net. همچنین دارای ابزارهایی است که می توان از آنها برای بسته بندی برنامه های ساخته شده بر روی فریم ورک .net استفاده کرد. سپس این بسته ها می توانند در دستگاه های مشتری توزیع شوند. سپس بسته ها به طور خودکار برنامه را نصب می کنند.

چرا فریم ورک net. را انتخاب کنیم؟

دلایلی که شرکت ها مایکروسافت .net را برای توسعه ی وب انتخاب می کنند و همچنان در بالای جدول فریم ورک ها قرار دارد به صورت مختصر در ادامه آمده است:

1. استقلال پلت فرم

.net به توسعه ی هر نوع برنامه ای با هر پلتفرمی کمک می کند. بسیار وابسته است و از همه پلتفرم ها پشتیبانی می کند. برنامه های تلفن همراه ساخته شده با .net به همه ی توسعه دهندگان در پشتیبانی از چندین سیستم عامل مانند ویندوز، اندروید، iOS و غیره کمک می کند. بنابراین، .net با هر راه حل ممکن از شما پشتیبانی می کند.

2. پشتیبانی و توسعه زبان

فریم ورک دات نت حدودا از 44 زبان زنده ی دنیا پشتیبانی می کند و شما آزادی مطلق برای انتخاب زبانی که می خواهید برای برنامه استفاده کنید را دارید. یکی از مزایایی که دریافت می کنید این است که توسعه .net یک فرآیند سریع است و دارای کلاس های کتابخانه ای است که منابعی را برای توسعه برنامه ارائه می دهد.

3. ITIES

.net به دلیل چهار ویژگی “ities” یک پلت فرم قابل اعتماد نامیده می شوداین چهار ویژگی شامل: نهایت امنیت، قابلیت اطمینان، مقیاس پذیری و سازگاری می شود.
فریم ورک .net سازگار است و به کاربران خود اجازه می دهد تا با استفاده از وظایف دیگر از قطعات و کدها مجددا استفاده کنند.شما با .netثبات و زمان بارگذاری سریع دریافت می کنید.

4. عملکرد بهتر

.net به خاطر قابلیت اطمینان و سرعت خود شناخته شده است.

5. هزینه

یک عامل ضروری که باید در نظر گرفته شود، مقرون به صرفه بودن است. .net با پشتیبانی از IDE ارائه شده توسط مایکروسافت ساخته شده است که همه ما آن را با نام VS express می شناسیم. بنابراین، برای مبتدیان، اگر به دنبال چیزی چالش برانگیز هستید، انتخاب مناسبی است.

6. ویراستاران و ابزارها

.net از بسیاری از IDE ها پشتیبانی می شود، اما شما فقط می توانید با Microsoft Visual Studio از آن استفاده کنید. علاوه بر این، این یک سرویس رایگان نیست و ویژگی های زیادی به شما می دهد و یکی از انعطاف پذیرترین IDE ها است.

ترکیب آن با فرآیند توسعه net. برای افراد مبتدی کمی دشوار و پیچیده است. علاوه بر این، در سی شارپ نوشته شده است، جایی که تفسیر سینتکس C ممکن است برای یک مبتدی کمی دشوار باشد.

7. جامعه

چندین توسعه دهنده روی .net کار کرده اند و تجربیات و چالش های خود را به اشتراک گذاشته اند. آنها تمام تلاش خود را در پاسخ به سؤالات کاربرانی که در کل فرآیند توسعه گیر کرده اند، انجام داده اند. این انجمن چندین توسعه‌دهنده در سطح جهانی دارد که برای ارائه هر نوع راه‌حلی در آنجا هستند.

معایب پلتفرم net.

.net علاوه بر مزایای فراوانی که دارد همچون:

1- امنیت بالا: یکی از مزایای بزرگ استفاده از .NET، امنیت بالای آن است. .NET از چارچوب امنیتی پیشرفته‌ای برای جلوگیری از نفوذ و حفاظت از اطلاعات محرمانه استفاده می‌کند.

2- کارایی بالا: .NET با استفاده از معماری سمت سرور و فراهم کردن تکنولوژی‌های پیشرفته برای برنامه‌نویسان، کارایی بالایی در پردازش اطلاعات و پاسخگویی به درخواست‌های کاربران دارد.

3- تعامل بین پلتفرم‌ها: .NET امکان تعامل بین پلتفرم‌های مختلف را فراهم می‌کند و به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا برنامه‌هایی را برای توزیع در انواع سیستم‌های عامل و سرویس‌های وب مختلف پیاده‌سازی کنند.

4- انعطاف‌پذیری: .NET به دلیل انعطاف‌پذیری بالایی در زمینه توسعه برنامه‌ها، به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا برنامه‌های چندمنظوره را با کمترین تلاش و در کوتاه‌ترین زمان ممکن پیاده‌سازی کنند.

مجموعه ای از مشکلات را نیز دارد از جمله:

1. پشتیبانی محدود شیء-رابطه ای (Object-Relational)

پشتیبانی از توسعه برنامه های کاربردی نرم افزار داده محور در فریم ورک .net توسط Entity Framework ارائه می شود.

Entity به عنوان پل ارتباطی بین پایگاه داده های .NET Framework شی گرا و SQL عمل می کند. با این حال، برخی از توسعه دهندگان بر این باورند که The Entity Framework انعطاف لازم را ارائه نمی دهد و از تمام طراحی های پایگاه داده موجود پشتیبانی نمی کند.

2. نشت حافظه

مشکل نشت حافظه در هر فناوری رایج است. دات نت نیز یکی از آن پلتفرم هایی است که به دلیل مشکلات مربوط به حافظه و نشت حافظه مورد انتقاد قرار می گیرد.
اگرچه .net یک زباله روب برای این مشکل دارد، مهندسان همچنان باید تلاش بیشتری برای مدیریت منابع انجام دهند.

3. مشکل در انتقال به هسته .net

انتقال به هسته .net می تواند طولانی و دشوار باشد. برنامه های ساخته شده با نسخه های .net قدیمی بسیار بیشتر از برنامه های ساخته شده با هسته .net هستند. انتقال این برنامه ها به آخرین نسخه های .net می تواند کمی مشکل باشد.

4. منحنی یادگیری

در حالی که فریم ورک .net طیف گسترده ای از ویژگی ها و عملکردها را ارائه می دهد، می تواند برای مبتدیان بسیار دشوار باشد. کتابخانه‌ها و ابزارهای گسترده این چارچوب، از توسعه‌دهندگان می‌خواهد تا برای یادگیری و درک مفاهیم و بهترین شیوه‌های آن، زمان بگذارند. علاوه بر این، به‌روزرسانی‌های مکرر و نسخه‌های جدید چارچوب نیز می‌تواند چالش‌هایی را برای توسعه‌دهندگان ایجاد کند.

5. وابستگی به پلتفرم

در حالی که NET Core. گام های مهمی در زمینه فعال کردن توسعه بین پلتفرم برداشته است، فریم ورک کامب .net عمدتاً برای محیط های مبتنی بر ویندوز طراحی شده است. این وابستگی به پلتفرم، استقرار برنامه‌های ساخته شده بر روی چارچوب کامل را به سیستم‌های مبتنی بر ویندوز محدود می‌کند و قابلیت حمل و انعطاف‌پذیری آنها را محدود می‌کند.

چه زمانی از پلتفرم دات نت استفاده کنیم؟

اگر به برنامه‌ای نیاز دارید که در همه پلتفرم‌ها کار کند، .net انتخابی عالی خواهد بود، زیرا اکثر پلتفرم‌ها را تحت پوشش خود قرار می دهد و شما می‌توانید تلاش‌های خود را برای توسعه کاهش دهید، در عین حال برنامه دسکتاپ یا تلفن همراه خود را به سایر سیستم‌عامل‌ها گسترش دهید. همچنین، .netرا می توان برای مهندسی های خاصی مانند بازی، از جمله Xbox و توسعه AR (شامل هولولنز(HoloLens)) استفاده کرد.

این که آیا دات نت بیشتر برای استفاده سازمانی طراحی شده است، هنوز جای بحث دارد. اما مایکروسافت اطمینان حاصل می کند که گسترده ترین مجموعه ابزار ممکن را برای ساخت و ادغام محصولات سازمانی، چه داخلی و چه عمومی، فراهم می کند. همچنین از یک اکوسیستم تحرک سازمانی قوی پشتیبانی می کند.

در رابطه با زبان برنامه نویسی React بیشتر بخوانید.