Najboljši programski jeziki za uporabo z Raspberry Pi

Linija računalnikov z eno ploščo Raspberry Pi premosti vrzel med fizičnim in digitalnim računalništvom. Najbolje ga je definirati kot križanca med mikrokrmilnikom Arduino in osebnim računalnikom, ki ponuja možnost krmiljenja elektronskih vezij in tudi zagon celotnega operacijskega sistema.

Vendar pa je izbira pravilnega programskega jezika bistvena za uresničitev celotnega potenciala Raspberry Pi. Pregledali bomo najbolj priljubljene jezike za Raspberry Pi in preučili edinstvene prednosti vsakega, da se boste lažje odločili, katerega izbrati.

1. Python

Priljubljenost Pythona med uporabniki Raspberry Pi izhaja iz kombinacije enostavne uporabe, berljivosti in prilagodljivosti jezika. Python je vnaprej nameščen na modelih Raspberry Pi (skupaj s Thonny IDE) in je jezik, ki ga večina uporabnikov privzeto uporablja pri programiranju Raspberry Pi.

Odličen je za projekte, ki vključujejo senzorje, aktuatorje in druge elektronske komponente, saj ponuja bogate vmesniške knjižnice. Večina Raspberry Pi HAT in plošč z dodatki, ki jih kupite, pogosto vključuje skripte, napisane v Pythonu, tako kot večina vadnic.

Obstajata tudi dve priljubljeni forki jezika Python za mikrokontrolerske plošče, kot je Raspberry Pi Pico: CircuitPython in MicroPython. CircuitPython je različica MicroPythona z več funkcijami in več knjižnicami in gonilniki. MicroPython je bil zasnovan tako, da zagotavlja najnižji minimum za izvajanje programov na ploščah mikrokrmilnikov; zato se bo njegova koda prevedla nekoliko hitreje in porabila manj pomnilnika kot CircuitPython. Preveri najboljši jezik za mikrokontrolerje.

Če ste šele začeli uporabljati Python, lahko najdete veliko koristnih vadnic in tečajev za novince na spletnih mestih, kot je Codecademy in Coursera, pa tudi v uradnem Dokumentacija za Python in knjige, kot je "Automate the Boring Stuff with Python" Al Sweigarta.

2. Praskanje

Scratch je vizualni programski jezik, ki ga je razvil MIT za majhne otroke, ki se želijo naučiti kodirati. Omogoča vam pisanje programov in ustvarjanje projektov z uporabo preprostega, intuitivnega vmesnika, ki temelji na blokih.

Bloki kode povleci in spusti so tisto, zaradi česar je Scratch tako poseben, saj naredijo programiranje za začetnike lahka stvar brez vseh težav z običajnim kodiranjem. Te kodne bloke je mogoče kombinirati za izvajanje dejanj z besedilom, slikami, zvokom in fizičnimi elektronskimi komponentami.

Slog programiranja, ki temelji na blokih, bi lahko olajšal zavrnitev Scratch-a kot orodja izključno za začetniki, vendar je neverjetno zmogljiv in prilagodljiv jezik, ki ga lahko uporabljajo programerji vseh stopnje.

Vendar je pomembno upoštevati, da Scratch ne podpira skoraj toliko knjižnic kot Python in da je urejanje besedila hitrejše od vlečenja in spuščanja blokov. Je odličen uvodni jezik in veščine, pridobljene s programiranjem Scratch, bodo zagotovo prišle prav za druge jezike,

Sam Scratch omogoča dostop do množice interaktivnih projektov, skupaj s podrobnimi navodili, na uradni strani Scratch spletno mesto. Spletno mesto za projekte Raspberry Pi ima tudi Uvod v Scratch projektna pot.

3. Java

Java je objektno usmerjen programski jezik za splošne namene, ki je zasnovan za delovanje na kateri koli platformi, ki ima potrebno okolje. Njegova izjemna prenosljivost razvijalcem omogoča izdelavo aplikacij na eni sami platformi in njihovo enostavno namestitev v več sistemov. Če pišete kodo na Raspberry Pi za delovanje na drugih platformah, bi morala biti Java ena izmed vaših najboljših izbir.

Zagotavlja dve glavni knjižnici za dostop in nadzor GPIO pinov na Raspberry Pi: knjižnico Pi4J in knjižnico V/I naprave. Čeprav niso tako bogate s funkcijami kot Pythonove knjižnice, bi morale delovati dovolj dobro za večino projektov.

Tako kot Python, Scratch in C/C++ je Java vnaprej nameščena z OS Raspberry Pi. Uporabite lahko BlueJ IDE, ki je prav tako priložen operacijskemu sistemu, ali namestite Microsoft VS Code za napredne funkcije. Odkrijte najboljši IDE za Raspberry Pi ki bi ga morali preveriti.

Koda Java teče veliko hitreje kot koda Python, ker je to preveden jezik, medtem ko se Python interpretira. Čeprav Javi manjka dostop do strojne opreme nizke ravni C/C++, je za večino ljudi veliko lažja za uporabo.

Obstaja več odličnih knjig o programiranju v Javi, na primer »Head First Java« Kathy Sierra in »On Java 8« Brucea Eckela. The Dokumentacija Oracle Java in ogromen odprt spletni tečaj programiranja v Javi iz Univerza v Helsinkih so zelo priporočljivi tudi za začetnike.

4. C/C++

Med različnimi programskimi jeziki, ki jih lahko uporabljate z Raspberry Pi, C in C++ izstopata kot idealna za tiste, ki zahtevajo neprimerljivo zmogljivost in popoln nadzor nad strojno opremo. Ti jeziki imajo morda bolj zahtevno krivuljo učenja kot drugi, kot sta Python in Scratch, vendar so možne koristi ogromne.

Ker imata tako C kot C++ neposreden dostop do virov strojne opreme Raspberry Pi, sta idealni možnosti za aplikacije, ki zahtevajo veliko moči strojne opreme. Ko sta CPE in GPE naprave izkoriščena v največji možni meri, postanejo možni večpredstavnostni podvigi, poglobljeno igranje iger in zmogljivost programiranja na sistemski ravni.

Sam C++ je podoben C-ju, vendar ne povsem enak. Najbolje ga je opisati kot razširjeno različico proceduralnega jezika C, ki uvaja različne objektno usmerjene koncepti programiranja, kot so polimorfizem, enkapsulacija in dedovanje, ter več drugih funkcij, opisanih v naš vodnik po osnovnih razlikah med C in C++.

Kot smo že omenili, C in C++ nista najlažja programska jezika za učenje. Vendar pa lahko izberete enega od njih kot naslednji logični korak, ko dosežete primerno znanje Pythona ali Jave. Odkrijte najboljša spletna mesta za začetek učenja C++.

5. JavaScript

Ne glede na to, kaj bi vam nekateri rekli, je JavaScript popoln programski jezik. Najpogosteje se uporablja v spletnem razvoju, najdemo pa ga tako v front-end in back-end številnih spletnih mest in spletnih aplikacij.

JavaScript in drugi spletni skriptni jeziki, kot sta HTML in CSS, bodo še posebej koristni pri izdelavi spletnega vmesnika za vaše projekte in spletne strežnike Raspberry Pi IoT.

Fizično računalništvo z JavaScriptom zahteva namestitev Node.js, izvajalnega okolja za razvoj na strani strežnika. Za Node.js je na voljo več knjižnic, ki vam omogočajo, da manipulirate z zatiči GPIO in drugimi vmesniki na Raspberry Pi. Večina jih bo zadostovala za preproste projekte Raspberry Pi. Preverite tudi, kako ustvarite Twitter bot za objavo fotografij z Raspberry Pi in Node.js.

Če imate izkušnje s spletnim razvojem, je JavaScript morda naravna izbira za vas. Koda JavaScript se izvaja v večini brskalnikov, zato za programiranje z njo ne potrebujete IDE. Vse, kar potrebujete, je urejevalnik besedil in spletni brskalnik Chromium, ki je vnaprej nameščen z operacijskim sistemom Raspberry Pi.

The Omrežje razvijalcev Mozilla (MDN) ima obsežen priročnik za JavaScript in reference, primerne za novince in izkušene programerje. Interaktivne vadnice in projekte lahko najdete na spletnih mestih, kot je freeCodeCamp in JavaScript.info.

Katerega izbrati?

Vaša trenutna raven izkušenj, kompleksnost projekta in količina časa, ki ste se mu pripravljeni posvetiti učenje so koristni dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri programskega jezika za uporabo z Raspberry Pi.

Če že poznate katerega od programskih jezikov na seznamu, bi bila to najboljša izbira za začetek. Nato se lahko razširite na druge jezike, kot to zahtevajo vaši projekti. Ko boste popolnoma razumeli osnovne koncepte programiranja, boste lažje izbrali in pisali programe v različnih jezikih.

Vsak programski jezik ima svoje prednosti

Python je zaradi svoje dostopnosti in prilagodljivosti odlična izbira tako za nove kot za izkušene programerje. Za začetnike je Scratch najboljša možnost, saj je enostaven za uporabo in prijeten. Če potrebujete hitrost in natančen nadzor nad strojno opremo vašega računalnika, je C/C++ najboljša izbira. Java stoji vmes med Pythonom in C/C++ glede enostavnosti uporabe in zmogljivosti, ki jo ponuja. JavaScript razširja možnosti dinamičnega spletnega razvoja Raspberry Pi. Na vas je, da se odločite, kateri programski jezik je najboljši za vaše projekte Raspberry Pi.