Framework

Wer ein Computerprogramm schreibt, muss viele Dinge lösen, die schon tausendfach gelöst wurden. Ein Framework ist eine Sammlung fertiger Bausteine und Regeln, die genau diese Standardaufgaben übernimmt. Man kann es sich wie den Rohbau eines Hauses vorstellen: Fundament, Wände und Leitungen stehen bereits. Die Entwickler richten nur noch die Räume ein, statt bei null anzufangen. Für praktisch jeden Zweck gibt es eigene Frameworks: für Internetseiten, für Handy-Apps und auch für künstliche Intelligenz. Der deutsche Begriff dafür wäre Rahmenwerk, gebräuchlich ist aber das englische Wort.

Warum kaum jemand mehr bei null anfängt

Der offensichtliche Vorteil ist Zeit. Eine moderne Anwendung besteht aus Millionen Zeilen Anweisungen. Würde jedes Team alles selbst schreiben, wären Projekte kaum noch bezahlbar. Mit einem Framework schreibt ein kleines Team in Wochen, wofür es sonst Jahre bräuchte.

Genauso wichtig ist Verlässlichkeit. Fertige Bausteine wurden von tausenden Menschen benutzt und geprüft. Fehler und Sicherheitslücken fallen dabei meistens früh auf. Eigener Code hingegen wird nur von den eigenen Leuten getestet, und der ist oft übersehen worden. Besonders bei Sicherheitsthemen, etwa beim Umgang mit Passwörtern, ist Eigenbau ein bekanntes Risiko.

Ein dritter Punkt ist die gemeinsame Sprache. Wer ein verbreitetes Framework beherrscht, findet sich in fremden Projekten schnell zurecht. Das erleichtert Firmen die Einstellung neuer Leute erheblich. Deshalb steht in Stellenanzeigen oft nicht nur eine Programmiersprache, sondern auch ein bestimmtes Framework.

Wer wen aufruft: das Prinzip der Umkehrung

Ein Framework unterscheidet sich von einer bloßen Werkzeugsammlung, einer sogenannten Bibliothek. Eine Bibliothek ruft man selbst auf, wenn man etwas braucht. Beim Framework ist es umgekehrt: Das Gerüst steuert den Ablauf und ruft den eigenen Code an bestimmten Stellen auf. Fachleute nennen das die Umkehrung der Kontrolle. Man füllt also Lücken in einem bereits laufenden System.

Damit das klappt, gibt das Framework Regeln vor. Bestimmte Dateien müssen bestimmte Namen tragen, bestimmte Funktionen ein festes Format haben. Hält man sich daran, funktioniert vieles automatisch. Weicht man ab, kämpft man gegen das Werkzeug an. Erfahrene Entwickler sagen dazu: Man folgt dem vorgesehenen Weg oder man hat ein Problem.

Das ist zugleich der größte Nachteil. Ein Framework legt fest, wie ein Projekt aufgebaut ist, und ein späterer Wechsel ist teuer. Kommen neue Versionen mit geänderten Regeln, muss der eigene Code angepasst werden. Und wenn ein Framework nicht mehr weiterentwickelt wird, steht ein Projekt irgendwann ohne Sicherheitsupdates da.

PyTorch, React und die Frameworks hinter KI-Modellen

In der KI-Welt ist PyTorch das bekannteste Beispiel. Damit werden fast alle großen Sprachmodelle trainiert, also die Programme hinter Chatbots. PyTorch übernimmt die aufwendige Mathematik und die Verteilung der Rechenarbeit auf viele Grafikkarten. Wer ein Modell baut, beschreibt nur dessen Aufbau, nicht jede einzelne Rechenoperation. Ein zweites bekanntes Beispiel ist TensorFlow von Google.

Außerhalb der KI begegnet man Frameworks vor allem im Internet. React aus dem Haus Meta steckt hinter unzähligen Webseiten und Web-Apps. Andere Namen aus Nachrichten und Stellenanzeigen sind Angular, Django oder Spring. Auch Apps auf dem Smartphone entstehen fast immer mit einem solchen Gerüst.

Ein häufiger Irrtum: Ein Framework ist keine Programmiersprache. Es wird in einer Sprache geschrieben und setzt darauf auf. PyTorch etwa nutzt die Sprache Python. Wenn Meldungen davon berichten, dass ein Unternehmen ein Framework offen zugänglich macht, ist das trotzdem wirtschaftlich bedeutsam. Denn wer das Werkzeug bestimmt, mit dem eine ganze Branche arbeitet, hat großen Einfluss darauf, wohin sie sich entwickelt.