ПРОГРАММИРОВАНИЕ БЭКЕНДА НА PYTHON: ОСНОВЫ, ИНСТРУМЕНТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

BACKEND PROGRAMMING IN PYTHON: FUNDAMENTALS, TOOLS, AND PERSPECTIVES

Olesya Dubodelova,

student, Department of Information Systems of Digital Economy, Russian University of Transport,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Статья рассматривает разработку серверной части веб-приложений на языке Python. В ней рассматриваются ключевые принципы и концепции, включая структуру бэкенда, методы взаимодействия с базами данных и обработку запросов, а также популярные фреймворки. В заключении подчеркивается значимость Python как языка для бэкенд-программирования.

ABSTRACT

The article examines the development of the server side of web applications in Python. It discusses key principles and concepts, including the backend structure, methods of interacting with databases and query processing, as well as popular frameworks. In conclusion, the importance of Python as a language for backend programming is emphasized.

Ключевые слова: программирование, Python, бэкенд, сервер, фреймворк, API, разработка.

Keywords: programming, Python, backend, server, framework, API, development.

Python — один из самых популярных языков программирования в мире. Он был разработан Гвидо ван Россумом и впервые представлен в 1991 году. С тех пор Python значительно эволюционировал, став языком, который широко используется в различных областях, таких как веб-разработка, анализ данных, искусственный интеллект и научные вычисления. Его популярность объясняется не только простотой и читаемостью синтаксиса, но и мощной экосистемой библиотек и инструментов.

Python применяется в самых разных областях. Вот самые распространённые области, где он используется:

1. Веб-разработка.

2. Научные вычисления и анализ данных.

3. Машинное обучение и искусственный интеллект.

4. Разработка игр.

5. Обработка текстов и работа с файлами.

6. Работа с базами данных.

7 Научная визуализация.

Мы поговорим именно о программирование бэкенда на Python, что является неотъемлемой частью разработки веб-приложений, игр, сайтов, работающих на стороне сервера. Бэкенд отвечает за обработку запросов пользователей, взаимодействие с базами данных и реализацию бизнес-логики приложения. Также формирует и создает модели хранения и управления данными в базах данных и разрабатывает функциональность, с помощью которой другие системы могут взаимодействовать с данными приложения: получать, изменять, добавлять и удалять их.

Большинство веб-приложений построено на клиент-серверной модели:

• Клиент: Пользователь открывает браузер и отправляет запрос
• Сервер: Запрос от браузера поступает на веб-сервер, который начинает обрабатывать его.

Некоторые языки встраивают веб-сервер прямо в свое приложение, но большинство интерпретируемых языков использует специальную внешнюю программу. У Python за веб-сервером обычно находится WSGI-сервер, который запускает WSGI-приложения.

При разработке на Python в большинстве случаев требуется писать куда меньше кода, чем при работе с его конкурентами. Сам синтаксис визуально чище и предельно логичен.

Другие преимущества:

1. Простота и читаемость: Python имеет синтаксис, который легко понять, что позволяет разработчикам быстро учиться и писать код, близкий к естественному языку.

2. Богатая экосистема: Существует множество библиотек и фреймворков для Python, которые значительно упрощают разработку бэкенда. Это, в свою очередь, позволяет разработчикам сосредоточиться на логике приложения, а не на рутинной работе.

3. Сообщество и поддержка: Огромное сообщество разработчиков Python, доступность ресурсов и документации позволяют быстро находить решения на возникающие вопросы.

Бэкенд приложения строится на основе различных архитектурных паттернов. Наиболее распространенными являются:

- Монолитная архитектура: Всё приложение находится в одном коде, что упрощает развертывание, но усложняет масштабирование и обновление.

- Микросервисная архитектура: Приложение состоит из небольших независимых сервисов, каждый из которых отвечает за конкретную функциональность. Это позволяет легче масштабировать и держать код организованным.

Бэкенд взаимодействует с фронтендом через API, обычно построенные с использованием REST или GraphQL. Эти технологии позволяют фронтенду отправлять запросы на сервер и получать данные в формате JSON. Говоря простым языком, клиентская часть приложения (фронтенд) отправляет пользовательскую информацию на сервер (бэкенд), программа на сервере обрабатывает информацию, после чего она возвращается клиентской стороне в понятной для пользователя форме.

Бэкенд часто требует хранения и обработки данных. Python поддерживает множество систем управления базами данных, как реляционных (PostgreSQL, MySQL), так и нереляционных (MongoDB).

Чтобы сделать свою работу еще проще и быстрее, Python разработчики используют специальные инструменты — фреймворки. Фреймворки повышают скорость написания кода и позволяют сосредоточиться на логике приложения, а не на написании базовых функций. Это наборы различных пакетов и модулей, которые помогают программисту в тысяче нюансов: например, в работе с базами данных, локалями, валидацией, шаблонизацией, обработкой ошибок или защитой программы.

Основное преимущество Python перед другими языками программирования — возможность быстро писать код. Если о фреймворках, то их главная задача — дать возможность сэкономить время на написании простых команд, что существенно повышает скорость разработки.

Популярные фреймворки для бэкенда на Python

1. Django

Django — это высокоуровневый веб-фреймворк, который позволяет быстро создавать надежные веб-приложения. Он включает в себя множество встроенных функций, таких как система аутентификации, админка и ORM. Django следует принципам "не повторяй себя" (DRY) и "явное лучше, чем неявное", что упрощает разработку.

2. Flask

Flask — это легковесный микрофреймворк для создания веб-приложений. Он предоставляет минимальный набор инструментов, так что разработчики могут легко настраивать архитектуру приложения. Flask подходит для небольших проектов и для тех случаев, когда требуется максимальная гибкость.

3. FastAPI

FastAPI — это современный веб-фреймворк для создания API с высокой производительностью. Он поддерживает асинхронное программирование и автоматически генерирует документацию для API. FastAPI позволяет разработчикам создавать приложения, которые могут обрабатывать большое количество запросов одновременно.

4. Esmerald

Это современный, мощный, гибкий, высокопроизводительный веб-фреймворк, предназначенный для создания не только API, но и полномасштабных приложений от самого маленького до корпоративного уровня. Компания Esmerald черпала вдохновение из разных фреймворков и была создана с учетом всех известных функций, но также учитывались потребности бизнеса.

Программирование бэкенда на Python предлагает огромные возможности для разработчиков. С его помощью можно создавать масштабируемые и надежные веб-приложения, используя современные технологии и подходы. Независимо от того, являетесь ли вы опытным разработчиком или новичком, освоение бэкенд-разработки на Python откроет перед вами новые горизонты в мире программирования.

Список литературы:

1. Бэкенд на Python—Ключевые аспекты веб-разработки на Python. URL: https://ru.hexlet.io/courses/python-overview-of-web-development/lessons/web-in-python/theory_unit (дата обращения 30.12.2024).
2. Копырин А.С. Программирование на Python: учебное пособие / А.С. Копырин, Т.Л. Салова. - Москва : Флинта, 2021. - 48 с.
3. Форсье Джеф, Биссекс Пол, Чан Уэсли. Django. Разработка веб-приложений на Python: – Пер. с англ. – СПб.: Символ Плюс, 2009. – 456 с., ил.
4. Python — серьезный язык для разработки backend URL: https://habr.com/ru/companies/raiffeisenbank/articles/593047/ (дата обращения 30.12.2024).