آموزش برنامه نویسی بک اند و 8 مهارتی که باید داشته باشید

این روزها ما تقریبا در هر کاری از اینترنت استفاده می کنیم. اینترنت در تمام ابعاد و زوایای زندگی ما نفوذ کرده است. از رزرو بلیط گرفته تا گفتگو با دیگران از طریق تماس تصویری، فقط گوشه ای از استفاده های بی شمار ما از اینترنت هستند. گذشته از این، اینترنت الان دیگر به عنوان یک راهنمای جامع و کامل هم می کند و می تواند در هر زمینه ای مثل آشپزی، آرامش، سرگرمی، کدنویسی و هر چیز دیگری اطلاعاتی در اختیار ما بگذارد.

خود اینترنت در طول این سالها دستخوش تحول و تغییر بوده است. اینترنت در روزهای آغازینش شبکه ای استاتیک بود که برای ارائه اطلاعات یا داده های استاتیک به صورت بصری و بدون دخالت داده های بک اند (backend) و خاص کاربر طراحی شده بود. در آن زمان هیچ راهی وجود نداشت که بتوان داده های پویا یا داینامیک را به اشتراک گذاشت؛ اما الان حجم زیادی از داده های پویا از طریق اینترنت آپلود و دانلود می شوند.

دامنه اینترنت در دهه های 1980 و 1990 گسترش پیدا کرد و قابلیت به اشتراک گذاری داده های پویا به آن اضافه شد. به این ترتیب مفهوم وب دو (web2.0) و بک اند (Backend) ظهور کردند که بیشتر روی داده های تولید شده توسط کاربر تمرکز می کردند. بنابراین اینترنت برای کاربران عمومی مفیدتر شد.

ما در این مطلب شما را مفهوم بک اند و روشهای برنامه نویسی بک اند آشنا می کنیم. ضمنا مهم ترین زبانهای برنامه نویسی بک اند را معرفی می کنیم که زیر هر کدام لینک ورود به آموزش رایگان وجود دارد به راحتی و رایگان می توانید شروع به یادگیری صفر تا صد بک اند کنید.

قبل از هر چیز اگر بلد نیستید بخوانید: برنامه نویسی چیست؟ انواع آن و نکات کاربردی

برنامه نویسی بک اند چیست؟

برنامه نویسی یا توسعه وب به طور کلی به دو بخش فرانت اند (Frontend) و بک اند (Backend) تقسیم می شود. فرانت اند همان چیزیست که کاربر می بیند؛ یعنی تصاویر، المانها و طرحها. بک اند هم منطقیست که باعث می شود هر چیزی در سایت اتفاق بیفتد. مثلا وقتی شما وارد یک سایت می شوید، کارهایی مثل کلیک کردن روی گزینه ها و اضافه کردن داده ها در فرانت اند انجام می شود و هر چیزی که پشت صحنه رخ می دهد یعنی جمع آوری داده ها، پردازش و رمزگذاری آنها و افزودن داده های فرم به پایگاه داده در سمت بک اند انجام می شوند.

به توسعه بک اند توسعه سمت سرور (server-side) هم گفته می شود. این فرایند شامل تمام چیزهاییست که کاربر آنها را نمی بیند و به طور کلی در بردارنده فعالیتهای پشت صحنه ایست که موقع انجام یک عمل در سایت رخ می دهند. توسعه بک اند در وهله اول روی پایگاه های داده، منطق بک اند، API ها و سرورها تمرکز دارد.

بک اند یک سایت ترکیبی از سرورها، برنامه ها و پایگاه های داده آن است. کدی که توسعه دهندگان بک اند می نویسند، به مرورگرها در برقراری ارتباط با پایگاه داده و ذخیره داده ها در پایگاه داده، خواندن داده ها از پایگاه داده، به روز رسانی داده ها و حذف داده ها یا اطلاعات از پایگاه داده کمک می کند.

فرض می کنیم که شما وارد سایتی شده اید و فرمی را پر کرده اید.

حالا به شکل زیر نگاه کنید تا اتفاقی که رخ می دهد را متوجه شوید:

بعد از اینکه شما فرم مشخصات را پر کردید و دکمه ارسال را زدید، این اطلاعات به سرور ارسال می شوند. سپس سرور داده های شما را پردازش کرده و آنها را در پایگاه داده ذخیره می کند. به این ترتیب جزئیات به اشتراک گذاشته شده توسط شما در پایگاه داده سایت ذخیره می شوند. اما آیا شما خودتان این اتفاقات را می بینید؟ نه، چون همه اینها پشت صحنه رخ می دهند و برای همین است که اسمش را بک اند گذاشته اند.

این مثال فقط یک نمای کلی از نحوه کار بک اند بود و در واقع چیزهای خیلی بیشتری برای صحبت در مورد آن وجود دارد.

برنامه نویس بک اند کیست؟

خب، حالا که با مفهوم بک اند آشنا شدید بیایید ببینیم توسعه دهنده بک اند به چه کسی می گویند؟

توسعه دهنده یا برنامه نویس بک اند کسی است که از فناوری لازم برای توسعه محصولات بک اند سایت استفاده می کند. در واقع توسعه دهنده بک اند مسئول ساخت ساختار یک برنامه نرم افزاری است.

از دست ندهید: چند زبان برنامه نویسی داریم؟ چند تا باید یاد بگیریم؟

برنامه نویسان بک اند معمولا با تیمها و به صورت گروهی کار می کنند. تیم های بزرگ شامل برنامه نویسان فرانت اند و بک اند هستند که هر دو در کنار هم برای توسعه ساختارهای با دوام همکاری می کنند. توسعه دهندگان بک اند برای توسعه محصولاتشان با برنامه نویسان فرانت اند، مدیران محصول و آزمایش کنندگان همکاری می کنند.

برنامه نویسان بک اند از ابزارها، زبانها و فریم ورکهای مختلفی برای کارشان استفاده می کنند. آنها زبانهای مختلف سمت سرور از جمله جاوا (Java)، دات نت (.NET)، پی اچ پی (PHP)، روبی (Ruby) و نود دات جی اس (Node.JS) و همینطور ابزارهایی مثل مای اس کیو ال (MySQL)، مانگو دی بی (MongoDB)، اوراکل (Oracle) و اس کیو ال سرور (SQL server) را برای ایجاد، خواندن، به روز رسانی یا حذف داده ها و ارائه آن به سمت سرویس گیرنده یا فرانت اند برنامه به کار می گیرند.

مهارتهای لازم برای برنامه نویسی بک اند

برای تبدیل شدن به یک برنامه نویس یا توسعه دهنده بک اند 4 مهارت ضروری نیاز است:

• زبان برنامه نویسی بک اند
• پایگاه داده
• سرور
• API

راهنمای کامل انتخاب زبان برنامه نویسی: کدام زبان برنامه نویسی را یاد بگیریم؟

زبانهای برنامه نویسی بک اند

دو نوع زبان برنامه نویسی بک اند وجود دارد:

• زبان برنامه نویسی شئ گرا (OOP): این زبان بر اساس مفهوم کلاس ها و اشیاء ساخته شده و در آن داده ها و توابع در قالب قطعات ساده و قابل استفاده مجدد کد (یا کلاس) کنار هم قرار میگیرند و یک شئ واحد را می سازند. کلاس ساختاری انتزاعیست که برای ایجاد اشیاء مشخص تر و خاص تر استفاده می شود و اشیاء مصداقها و نمونه هایی از یک کلاس هستند. دستورات در زبان های برنامه نویسی شی گرا به ترتیب خاصی اجرا می شوند. پایتون (Python)، جاوا (Java) و دات نت (.NET) رایج ترین زبانهای برنامه نویسی شئ گرای رایج هستند. برای شروع یادگیری رایگان و اصولی روی هر زبان کلیک کنید.

• زبان برنامه نویسی تابعی (Functional Programming): در زبانهای برنامه نویسی تابعی همه چیز به سبک توابع ریاضی انجام می شود. در این زبانها مفاهیمی مثل حالت اشتراکی (shared state) و داده های تغییر پذیر (mutable data) که در زبانهای شئ گرا دیده می شوند وجود ندارد. در واقع زبان برنامه نویسی تابعی به جای execution روی expression و declaration تاکید دارد. زبانهای برنامه نویسی تابعی از نحو اعلانی (declarative syntax) استفاده می کنند که نشان می دهد statement ها اغلب اوقات به ترتیب تصادفی اجرا می شوند. هسکل (Haskell)، کلوژر (Clojure)، اس کیو ال (SQL) و آر (R) معروفترین زبانهای برنامه نویسی تابعی هستند.

انواع زبانهای برنامه نویسی بک اند

پی اچ پی PHP (پیش پردازنده فرا متن)

• شروع یادگیری رایگان

پی اچ پی یک زبان برنامه نویسی متن باز (منبع باز) است که از آن برای ساخت سایتهای داینامیک (پویا) استفاده می شود. این زبان اولین بار در سال 1995 منتشر شد و از آنجایی که یکی از اولین زبان هایی بود که توانایی ساخت وب سایت های پویا را داشت، خیلی زود معروف شد. در حال حاضر 2.78 درصد از وب سایتهای پویا با پی اچ پی پشتیبانی می شوند. در سایتهای رایج اکثرا از زبان پی اچ پی برای جمع‌ آوری اطلاعات کاربران و ذخیره امن آنها در پایگاه داده استفاده می شود.

نحوه یادگیری یک زبان برنامه نویسی و روش ورود به این رشته

یکی از مزایای PHP این است که به خاطر سینتکس ساده ای که دارد یاد گرفتن و استفاده از آن آسان است. دلایلی که باعث می شوند پی اچ پی گزینه ای عالی برای برنامه نویسی باشد شامل موارد زیر می شوند:

• به خاطر ماهیت داینامیکش خطاهای کمتری را گزارش می کند و این یعنی باید برنامه را کامپایل و اجرا کنید تا بتوانید قسمت مشکل ساز را شناسایی نمایید.
• منابع آموزشی زیادی دارد و برای همین از جامعه و پشتیبانی گسترده ای برخوردار است.

از جمله شرکتهایی که از PHP به عنوان زبان برنامه نویسی بک اند استفاده می کنند می توان به فیس بوک (Facebook)، لیفت (Lyft)، وایبر (Viber) و هوت سوئیت (Hootsuite) اشاره کرد.

پایتون (Python)

• شروع یادگیری رایگان

پایتون اولین بار در سال 1991 توسط خودو فان روسوم (Guido van Rossum) منتشر شد. پایتون یک زبان برنامه نویسی شئ گرا، تفسیری و همه منظوره است که نیاز به کدنویسی را به طور چشمگیری کاهش می دهد. پایتون به خاطر سهولت استفاده و کتابخانه های گسترده ای که برای توسعه بک اند ارائه می کند، محبوبیت و کاربرد زیادی دارد. شرکت های فناوری نوظهور از وب فریم ورکهای پایتون مثل جنگو (Django) و فلسک (Flask) برای تقویت برنامه های سایتشان استفاده می کنند.

علاوه بر این، سینتکس پایتون در مقایسه با بقیه زبانهای برنامه نویسی بک اند راحتتر است. از پایتون می توان برای شل اسکریپت نویسی (shell scripting) کراس پلتفرم (cross-platform) و اتوماسیون سریع استفاده کرد. شرکتهایی مثل اوبر (Uber)، موزیلا (Mozilla)، ردهت (RedHat) و اسپاتیفای (Spotify) از جمله شرکتهایی هستند که از پایتون استفاده می کنند.

روبی آن ریلز (Ruby On Rails)

• شروع یادگیری رایگان

روبی نام یک زبان برنامه نویسی داینامیک، منبع باز و سطح بالاست که روی سادگی و بهره وری تمرکز دارد. کدنویسی با روبی به برنامه نویسان امکان می دهد تا بدون نیاز به نوشتن کدهای زیاد، خیلی سریع برنامه بسازند.

روبی هم مثل پایتون برای نمونه سازی اولیه (prototyping) زبانی بسیار عالی محسوب می شود. این زبان به جای پیکربندی (configuration)، قوانین قراردادی (convention) را در اولویت قرار می دهد و همین مساله باعث می شود برنامه نویسان مجبور نباشند برای شروع کارشان وقتشان را روی پیکربندی فایلها تلف کنند. با استفاده از روبی می توان کارها را به صورت خودکار تکرار کرد، اپلیکیشن سایت و موبایل ساخت و نمونه سازی اولیه انجام داد.

شرکتهایی مثل ایر بی ان (Airbnb) و کد آکادمی (Codecademy) از زبان روبی برای برنامه نویسی استفاده می کنند.

جاوا (Java)

• شروع یادگیری رایگان

جاوا یک زبان برنامه نویسی شئ گرا، مستقل از پلتفرم و همه منظوره است. نظرسنجیها نشان می دهد که جاوا یکی از محبوبترین زبانهای برنامه نویسی در دنیاست. این زبان ساده، امن و مجهز به قابلیت های چند مرحله ایست و همین ویژگیها باعث شده تا بین برنامه نویسها محبوب شود.

با اینکه خیلی از برنامه نویسهای حرفه ای از جاوا استفاده می کنند، اما این زبان برای مبتدیان مناسب نیست و از این لحاظ پایتون گوی رقبت را از جاوا می رباید. دلیلش هم این است که جاوا به کدنویسی زیادی نیاز دارد و حتی برای ایجاد ساده ترین ویژگیها با این زبان، باید کدهای خیلی زیادی بنویسید.

برنامه نویسی اندروید رو قورت بده! بدون کلاس، سرعت 2 برابر، ماندگاری 3 برابر، پولسازی با ساخت اپلیکیشن و بازی،  سه پک زیر جوابت هست:

پک کامل طراحی رابط کاربری

پک 1 اندروید استودیو (مبتدی تا متوسط)

پک 2 اندروید استودیو (پیشرفته)

بسیار کاربردی: بهترین زبان برنامه نویسی برای هک و هکر شدن

با استفاده از جاوا می توانید اتصال پایگاه داده، پردازش تصویر، شبکه و غیره را به راحتی انجام بدهید. Spring Boot یکی از بهترین فریم ورکهای جاوا است که با آن می توان برنامه های تحت وب را تولید کرد. از جمله شرکتهایی که از جاوا برای برنامه نویسی استفاده می کنند می توان به لینکدین (LinkedIn)، فلیپ کارت (Flipkart)، آمازون (Amazon) و ای بی (eBay) اشاره کرد.

دات نت (.NET)

• شروع یادگیری رایگان

دات نت فریم ورکی برای توسعه برنامه های تحت وب است که از آن برای ساخت وب سایت با از زبان هایی مانند C#، VB.NET و غیره استفاده می شود. این چارچوب اولین بار توسط شرکت مایکروسافت و در واکنش به زبان برنامه نویسی اوراکل جاوا (Oracle’s Java) توسعه پیدا کرد.

دات نت چارچوبی یکپارچه برای ساخت اپلیکیشن های سریع و قوی موبایل، دسکتاپ، وب و ابری است. این فریم ورک منبع باز است و با تمام پلتفرمها از جمله ویندوز، لینوکس و مک او اس سازگاری دارد.

شرکتهایی مثل Stackoverflow و مایکروسافت (Microsoft) از جمله کمپانی هایی هستند که از دات نت به عنوان پشتیبان استفاده می کنند.

هر سایتی برای پرداخت و رسیدگی به داده های مشتریان به دیتابیس یا همان پایگاه داده نیاز دارد. پایگاه داده جاییست که داده ها و محتوای سایت در آن ذخیره می شوند تا کار بازیابی، ترتیب، تغییر و ذخیره اطلاعات به راحتی انجام شود. برنامه نویسان بک اند باید دانش گسترده ای درباره فناوری های مختلف DBMS (سیستم مدیریت پایگاه داده) داشته باشند.

دو نوع پایگاه داده در بازار موجود است: SQL و NoSQL. SQL پایگاه داده ایست که در آن داده ها در یک جدول نگاشت شده و هر کدامشان به روشی به دیگری پیوند داده می شود. پایگاه داده های SQL نتایجشان را بر اساس پرس و جوهای ساختار یافته تولید می کنند.

یه مطلب جالب: ۱۰ تا از عجیب ترین زبان های برنامه نویسی دنیا تا به حال!

پایگاه داده NoSQL بر خلاف SQL نیازی به داده هایی که از قبل ساختار یافته اند، ندارد. پایگاه های داده NoSQL روی JSON (نمادگذاری اشیاء در جاوا اسکریپت) و XML (زبان نشانه گذاری توسعه پذیر) کار می کنند.

3- آشنایی با API (رابط برنامه نویسی اپلیکیشن)

API مخفف Application Programming Interface و به معنای رابط برنامه نویسی اپلیکیشن است و در واقع رسانه ایست که از طریق آن دو نرم افزار کامپیوتری می توانند با هم تعامل برقرار کنند.

API مجموعه ای از تعاریف و قوانین است که به مشتریان، نرم‌ افزارها و یا سرویسهای مختلف امکان می دهد از طریق اینترنت با هم ارتباط داشته باشند. وقتی بین دو سیستم ارتباط برقرار می شود، سیستمی که API را ارائه می کند می شود سرور (server) و به طرف استفاده کننده از این API هم کلاینت، مشتری و یا سرویس گیرنده (client) گفته می شود.

حتما بخوانید: بهترین زبان برنامه نویسی برای کار و درآمدزایی

APIها درخواست مشتری یا کاربر را دریافت کرده، آن را به سرور ارسال می کنند و سپس بر اساس درخواست دریافتی، پاسخی را ارسال می نمایند.

این ارتباط از طریق متدهای HTTP صورت می گیرد که عبارتند از:

• GET: برای بازیابی منبع استفاده می شود.
• DELETE: برای حذف منبع استفاده می شود.
• PUT: برای جایگزینی منبع موجود با منبع دیگر استفاده می شود.
• POST: برای ایجاد یک منبع جدید استفاده می شود.

توسعه دهندگان بک اند باید دانش زیادی در خصوص API ها داشته باشند، چون API رسانه ایست که امکان انتقال داده ها را فراهم می کند. برنامه نویسهای بک اند API را با استفاده از زبانها و فریمورکهای مختلف از جمله Python، NodeJS و غیره می سازند. برنامه نویسان فرانت اند می توانند از این API ساخته شده برای جمع آوری داده ها، استفاده از آنها در سمت فرانت اند سرور و بهبود تجربه کاربری استفاده کنند.

4- آشنایی با سرور (Server)

تمام برنامه های وب امروزی روی یک کامپیوتر از راه دور به نام سرور اجرا می شوند. اصطلاح “سرور” معمولا برای اشاره به سیستمی کامپیوتری استفاده می شود که درخواست فایل های تحت وب شامل HTML، CSS، جاوا اسکریپت و غیره را دریافت کرده و آن فایلها را برای کلاینت ارسال می نماید.

از آنجایی که رایج ترین رسانه مورد استفاده برای ارائه خدمات مهم هستند، اکثر سرورها غیرفعال نمی شوند. برای همین خیلی مهم است که یک برنامه نویس بک اند دانش زیادی در حوزه سرورها داشته باشد. چند نمونه از سرورها شامل Apache، Nginx، سرورهای IIS و Microsoft IIS می شوند.

همه زبانهای برنامه نویسی را از اینجا رایگان یاد بگیرید

سوالات رایج

1- برنامه نویسی فرانت اند و بک اند چه فرقی با هم دارند؟

Frontend به نمای ظاهری و چیزی که کاربر می بیند اشاره دارد اما Backend به فعالیتهای پشت صحنه یا همان سمت سرور یک وب سایت یا برنامه مربوط می شود. در واقع توسعه بک اند و فرانت اند دو روی یک سکه هستند و با اینکه هردویشان برای توسعه وب خیلی مهمند، اما نقش‌ها، مسئولیت‌ ها و محیط کاریشان با هم بسیار متفاوت است.

2- برای تبدیل شدن به یک برنامه نویس بک اند باید چه چیزهایی یاد بگیریم؟

برنامه نویسان بک اند باید حداقل یکی از زبان های برنامه نویسی بک اند و سمت سرور را بلد باشند. علاوه بر این آنها باید نحوه ایجاد، خواندن، به روز رسانی و حذف داده ها از پایگاه داده و انتقال آن به سمت کاربر که به عملیات CRUD معروف است را هم بدانند. توسعه دهندگان بک اند همچنین باید در مدیریت API ها و پروتکل های HTTP و سیستم های کنترل نسخه مثل Git مهارت داشته باشند.

حتما بخوانید: 10 تا از جدید ترین زبان های برنامه ‌نویسی (و آینده دار)

3- پایتون زبان برنامه نویسی فرانت اند است یا بک اند؟

از آنجایی که پایتون یک زبان همه منظوره است، از آن می توان هم برای برنامه نویسی فرانت اند استفاده کرد و هم بک اند. نحو آسان و کابرد گسترده باعث شده تا پایتون به یکی از زبانهای اصلی برنامه نویسی بک اند تبدیل شود. پایتون فریم ورکهای معروف زیادی هم دارد؛ به عنوان مثال فریم ورک جنگو (Django) را هم می توان برای فرانت اند، هم بک اند و هم فلسک (Flask) استفاده کرد. پایتون را می توان برای برنامه نویسی فرانت اند هم استفاده کرد اما گزینه اول در این زمینه نیست.

4- کدام زبان برنامه نویسی برای بک اند بهترین است؟

هر زبانی موارد استفاده، معایب و مزایای خاص خودش را دارد و این به خود توسعه دهنده بستگی دارد که با کدام زبان برنامه نویسی راحتتر است. اما بعضی از زبانها به خاطر سهولت استفاده و جامعه بزرگی که دارند نسبت به زبانهای دیگر در ارجحیت هستند. نمودار زیر میزان محبوبیت زبانهای برنامه نویسی مختلف را نشان می دهد:

معروفترین زبان های برنامه نویسی با رنگ مشکی و زبانهای پرتقاضا با رنگ آبی نمایش داده شده اند.

5- فرانت اند راحتتر است یا بک اند؟

اکثرا تصور می کنند که فرانت اند از بک اند آسانتر است؛ اما این مساله فقط در سطح مبتدی صدق می کند. در واقع تسلط روی هر کدام از این دو مورد به صبر، زمان و تلاش زیادی نیاز دارد.

برنامه نویسی بلاک چین چیست؟ 7 مهارت مورد نیاز برای ورود به آن

6- آیا درآمد برنامه نویسها بک اند بیشتر است؟

از آنجایی که برنامه نویسی بک اند از نظر فنی پیچیده تر است؛ معمولا توسعه دهندگان آن هم درآمد بیشتری دارند. طبق اعلام payscale، متوسط حقوق یک برنامه نویس بک اند 130 هزار دلار است؛ در حالیکه یک برنامه نویس فرانت اند به طور میانگین 115 هزار دلار کسب می کند. البته با اینکه توسعه دهندگان بک اند به طور متوسط درآمد بیشتری دارند، اما در واقع همه چیز کاملا به میزان مهارت آنها بستگی دارد. هر دوی این مشاغل می توانند با افزایش مهارتشان به حقوق و دستمزد بالایی برسند.