Najlepsze języki programowania do użycia z Raspberry Pi

Linia komputerów jednopłytowych Raspberry Pi wypełnia lukę między komputerami fizycznymi i cyfrowymi. Najlepiej zdefiniować go jako skrzyżowanie mikrokontrolera Arduino z komputerem osobistym, oferując możliwość sterowania obwodami elektronicznymi, a także uruchamiania pełnego systemu operacyjnego.

Jednak wybór właściwego języka programowania jest niezbędny do pełnego wykorzystania potencjału Raspberry Pi. Omówimy najpopularniejsze języki dla Raspberry Pi i zbadamy wyjątkowe zalety każdego z nich, aby pomóc Ci zdecydować, który wybrać.

1. Pyton

Popularność Pythona wśród użytkowników Raspberry Pi wynika z połączenia łatwości użytkowania, czytelności i elastyczności tego języka. Python jest fabrycznie instalowany w modelach Raspberry Pi (wraz z Thonny IDE) i jest domyślnym językiem większości użytkowników podczas programowania Raspberry Pi.

Świetnie nadaje się do projektów obejmujących czujniki, siłowniki i inne komponenty elektroniczne, ponieważ oferuje bogate biblioteki interfejsów. Większość zakupionych nakładek Raspberry Pi i płyt dodatkowych często zawiera skrypty napisane w języku Python, podobnie jak większość samouczków.

Istnieją również dwa popularne rozwidlenia języka Python dla płyt mikrokontrolerów, takich jak Raspberry Pi Pico: CircuitPython i MicroPython. CircuitPython to w pełni funkcjonalna wersja MicroPython z większą liczbą bibliotek i sterowników. MicroPython został zaprojektowany tak, aby zapewnić jak najmniejsze minimum do uruchamiania programów na płytach mikrokontrolerów; w ten sposób jego kod skompiluje się nieco szybciej i zużyje mniej pamięci niż CircuitPython. Wymeldować się najlepszy język dla mikrokontrolerów.

Jeśli dopiero zaczynasz pracę z Pythonem, możesz znaleźć wiele pomocnych samouczków i kursów dla nowicjuszy na stronach takich jak Akademia kodów I Coursera, a także w oficjalnej Dokumentacja Pythona oraz książki takie jak „Automate the Boring Stuff with Python” autorstwa Ala Sweigarta.

2. Zadrapanie

Scratch to wizualny język programowania opracowany przez MIT dla małych dzieci, które chcą nauczyć się kodować. Pozwala pisać programy i tworzyć projekty za pomocą prostego, intuicyjnego interfejsu opartego na blokach.

Bloki kodu typu „przeciągnij i upuść” sprawiają, że Scratch jest tak wyjątkowy, ponieważ sprawiają, że programowanie jest dziecinnie proste dla początkujących, bez kłopotów związanych z konwencjonalnym kodowaniem. Te bloki kodu można łączyć w celu wykonywania działań z tekstem, obrazami, dźwiękiem i fizycznymi komponentami elektronicznymi.

Blokowy styl programowania może ułatwić odrzucenie Scratch jako narzędzia wyłącznie do początkujących, ale jest to niezwykle potężny i elastyczny język, z którego mogą korzystać wszyscy programiści poziomy.

Należy jednak zauważyć, że Scratch nie obsługuje prawie tak wielu bibliotek jak Python, a edycja tekstu jest szybsza niż przeciąganie i upuszczanie bloków. Jest to świetny język wprowadzający, a umiejętności zdobyte podczas programowania w Scratchu z pewnością przydadzą się w innych językach,

Sam Scratch zapewnia dostęp do wielu interaktywnych projektów, wraz ze szczegółowymi instrukcjami, na oficjalnej stronie Witryna Scratcha. Witryna projektów Raspberry Pi zawiera również plik Wprowadzenie do Scratcha ścieżka projektu.

3. Jawa

Java to zorientowany obiektowo język programowania ogólnego przeznaczenia, który został zaprojektowany do działania na dowolnej platformie z niezbędnym środowiskiem. Jego wyjątkowa przenośność umożliwia programistom tworzenie aplikacji na jednej platformie i łatwe wdrażanie ich w kilku systemach. Jeśli piszesz kod na Raspberry Pi, aby działał na innych platformach, Java powinna być jednym z twoich najlepszych wyborów.

Zapewnia dwie główne biblioteki do uzyskiwania dostępu i kontrolowania pinów GPIO w Raspberry Pi: biblioteka Pi4J i biblioteka Device I/O. Chociaż nie są tak bogate w funkcje jak biblioteki Pythona, powinny działać wystarczająco dobrze w większości projektów.

Podobnie jak Python, Scratch i C/C++, Java jest preinstalowana z systemem operacyjnym Raspberry Pi. Możesz użyć BlueJ IDE, które jest również dostarczane z systemem operacyjnym lub zainstalować Microsoft VS Code, aby uzyskać zaawansowaną funkcjonalność. Odkryj najlepsze IDE dla Raspberry Pi że powinieneś sprawdzić.

Kod Java działa znacznie szybciej niż kod Pythona, ponieważ jest to język kompilowany, podczas gdy Python jest interpretowany. Chociaż Java nie ma niskopoziomowego dostępu sprzętowego C/C++, jest znacznie łatwiejsza w użyciu dla większości ludzi.

Istnieje kilka doskonałych książek na temat programowania w języku Java, takich jak „Head First Java” autorstwa Kathy Sierry i „On Java 8” autorstwa Bruce'a Eckela. The Dokumentacja Oracle Java i Java Programming ogromny otwarty kurs online z Uniwersytet w Helsinkach są również wysoce zalecane dla początkujących.

4. C/C++

Wśród różnych języków programowania, których można używać z Raspberry Pi, C i C++ wyróżniają się jako idealne dla tych, którzy wymagają niezrównanej wydajności i doskonałej kontroli nad sprzętem. Te języki mogą mieć trudniejszą krzywą uczenia się niż inne, takie jak Python i Scratch, ale potencjalne korzyści są ogromne.

Ponieważ zarówno C, jak i C++ mają bezpośredni dostęp do zasobów sprzętowych Raspberry Pi, są idealną opcją dla aplikacji wymagających dużej mocy sprzętowej. Kiedy procesor i karta graficzna urządzenia są w pełni wykorzystane, możliwe stają się multimedialne wyczyny, wciągająca gra i programowanie na poziomie systemu.

Sam C++ jest podobny do C, ale nie do końca taki sam. Najlepiej można go opisać jako rozszerzoną wersję proceduralnego języka C, która wprowadza różne obiekty pojęcia programistyczne, takie jak polimorfizm, enkapsulacja i dziedziczenie oraz kilka innych funkcji opisanych w nasz Przewodnik po podstawowych różnicach między C i C++.

Jak wspomniano wcześniej, C i C++ nie są najłatwiejszymi językami programowania do nauki. Możesz jednak wybrać jeden z nich jako kolejny logiczny krok po osiągnięciu rozsądnej biegłości w Pythonie lub Javie. Odkryj najlepsze strony do rozpoczęcia nauki C++.

5. JavaScript

Bez względu na to, co niektórzy mogą ci powiedzieć, JavaScript jest kompletnym językiem programowania. Najczęściej używany w tworzeniu stron internetowych, można go znaleźć zarówno w front-end i back-end wielu witryn i aplikacji internetowych.

JavaScript i inne języki skryptów internetowych, takie jak HTML i CSS, będą szczególnie przydatne podczas tworzenia interfejsu internetowego dla projektów Raspberry Pi IoT i serwerów internetowych.

Fizyczne przetwarzanie za pomocą JavaScript wymaga zainstalowania Node.js, środowiska uruchomieniowego do programowania po stronie serwera. Dostępnych jest kilka bibliotek dla Node.js, które umożliwiają manipulowanie pinami GPIO i innymi interfejsami w Raspberry Pi. Większość z nich wystarczy do prostych projektów Raspberry Pi. Sprawdź też, jak to zrobić zbuduj fototweetującego bota Twittera za pomocą Raspberry Pi i Node.js.

Jeśli masz doświadczenie w programowaniu stron internetowych, JavaScript może być dla Ciebie naturalnym wyborem. Kod JavaScript będzie działać w większości przeglądarek, więc nie potrzebujesz IDE do programowania. Wszystko, czego potrzebujesz, to edytor tekstu i przeglądarka internetowa Chromium, która jest fabrycznie zainstalowana z systemem operacyjnym Raspberry Pi.

The Sieć programistów Mozilla (MDN) posiada obszerny podręcznik języka JavaScript oraz materiały referencyjne odpowiednie dla nowicjuszy i doświadczonych programistów. Interaktywne samouczki i projekty można znaleźć na stronach internetowych, takich jak freeCodeCamp I JavaScript.info.

Który wybrać?

Twój obecny poziom doświadczenia, złożoność projektu i czas, jaki chcesz poświęcić nauka to pomocne czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze języka programowania używanego z Raspberry Liczba Pi.

Jeśli znasz już jeden z języków programowania z listy, byłby to najlepszy wybór na początek. Następnie możesz przejść do innych języków, gdy wymagają tego Twoje projekty. Gdy już w pełni zrozumiesz podstawowe koncepcje programowania, łatwiej będzie Ci uczyć się i pisać programy w różnych językach.

Każdy język programowania ma swoje zalety

Python jest doskonałym wyborem zarówno dla nowych, jak i doświadczonych programistów ze względu na swoją dostępność i elastyczność. Dla początkujących Scratch jest najlepszą opcją, ponieważ jest zarówno łatwy w użyciu, jak i przyjemny. Jeśli potrzebujesz szybkości i precyzyjnej kontroli nad sprzętem swojego komputera, C/C++ jest najlepszym wyborem. Java stoi pośrodku między Pythonem a C/C++ pod względem łatwości użytkowania i oferowanej wydajności. JavaScript rozszerza możliwości dynamicznego tworzenia stron internetowych Raspberry Pi. To Ty decydujesz, który język programowania jest najlepszy dla Twoich projektów Raspberry Pi.