Labākās programmēšanas valodas, ko izmantot kopā ar Raspberry Pi

Viena borta datoru sērija Raspberry Pi mazina plaisu starp fizisko un digitālo skaitļošanu. To vislabāk definēt kā Arduino mikrokontrollera un personālā datora krustojumu, kas piedāvā iespēju kontrolēt elektroniskās shēmas un arī darbināt pilnu operētājsistēmu.

Tomēr pareizas programmēšanas valodas izvēle ir būtiska, lai pilnībā realizētu Raspberry Pi potenciālu. Mēs apskatīsim populārākās Raspberry Pi valodas un izpētīsim katras unikālās priekšrocības, lai palīdzētu jums izlemt, kuru valodu izvēlēties.

1. Python

Python popularitāte Raspberry Pi lietotāju vidū ir saistīta ar valodas kombinācijas vieglumu, lasāmību un elastību. Python ir iepriekš instalēts Raspberry Pi modeļos (kopā ar Thonny IDE), un tā ir valoda, kuru lielākā daļa lietotāju izmanto pēc noklusējuma, programmējot Raspberry Pi.

Tas ir lieliski piemērots projektiem, kas saistīti ar sensoriem, izpildmehānismiem un citiem elektroniskiem komponentiem, jo ​​piedāvā bagātīgas saskarnes bibliotēkas. Lielākajā daļā iegādāto Raspberry Pi HAT un papildinājumu dēļu, tāpat kā lielākajā daļā apmācību, bieži būs ietverti Python rakstīti skripti.

Ir arī divas populāras Python valodas dakšas mikrokontrolleru platēm, piemēram, Raspberry Pi Pico: CircuitPython un MicroPython. CircuitPython ir pilnībā aprīkota MicroPython versija ar vairākām bibliotēkām un draiveriem. MicroPython tika izstrādāts, lai nodrošinātu vismazāko minimumu programmu palaišanai mikrokontrolleru platēs; tādējādi tā kods tiks apkopots nedaudz ātrāk un patērēs mazāk atmiņas nekā CircuitPython. Pārbaudiet labākā valoda mikrokontrolleriem.

Ja jūs tikko sākat darbu ar Python, varat atrast daudz noderīgu pamācību un kursu jaunpienācējiem tādās vietnēs kā Codecademy un Coursera, kā arī oficiālajā Python dokumentācija un tādas grāmatas kā Al Sweigart "Automatize the Boring Stuff with Python".

2. Noskrāpēt

Scratch ir vizuālās programmēšanas valoda, ko izstrādājusi MIT maziem bērniem, kuri vēlas iemācīties kodēt. Tas ļauj rakstīt programmas un izveidot projektus, izmantojot vienkāršu, intuitīvu bloku interfeisu.

Vilkšanas un nomešanas koda bloki ir tas, kas padara Scratch tik īpašu, jo tie padara programmēšanu vienkāršu iesācējiem bez problēmām ar parasto kodēšanu. Šos kodu blokus var apvienot, lai veiktu darbības ar tekstu, attēliem, audio un fiziskiem elektroniskiem komponentiem.

Uz blokiem balstītais programmēšanas stils var atvieglot Scratch kā rīku, kas paredzēts tikai, noraidīšanu iesācējiem, taču tā ir neticami spēcīga un elastīga valoda, ko var izmantot visi programmētāji līmeņi.

Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka Scratch neatbalsta gandrīz tik daudz bibliotēku kā Python, un teksta rediģēšana ir ātrāka nekā bloku vilkšana un nomešana. Tā ir lieliska ievadvaloda, un Scratch programmēšanas laikā apgūtās prasmes noteikti noderēs citās valodās,

Pati Scratch nodrošina piekļuvi daudziem interaktīviem projektiem ar detalizētām instrukcijām par ierēdni Scratch vietne. Raspberry Pi projektu vietnē ir arī Ievads Scratch projekta ceļš.

3. Java

Java ir uz objektu orientēta, vispārējas nozīmes programmēšanas valoda, kas paredzēta darbam jebkurā platformā, kurai ir nepieciešamā vide. Tā izcilā pārnesamība ļauj izstrādātājiem izveidot lietotnes uz vienas platformas un viegli izvietot tās vairākās sistēmās. Ja rakstāt kodu Raspberry Pi, lai tas darbotos citās platformās, Javai vajadzētu būt vienai no jūsu labākajām izvēlēm.

Tas nodrošina divas galvenās bibliotēkas, lai piekļūtu Raspberry Pi GPIO tapām un kontrolētu tās: Pi4J bibliotēku un ierīces I/O bibliotēku. Lai gan tās nav tik daudz funkciju bagātas kā Python bibliotēkas, tām vajadzētu darboties pietiekami labi lielākajai daļai projektu.

Tāpat kā Python, Scratch un C/C++, arī Java ir iepriekš instalēta kopā ar Raspberry Pi OS. Varat izmantot BlueJ IDE, kas arī tiek piegādāts kopā ar operētājsistēmu, vai instalēt Microsoft VS Code papildu funkcionalitātei. Atklājiet labākie Raspberry Pi IDE ka jums vajadzētu pārbaudīt.

Java kods darbojas daudz ātrāk nekā Python kods, jo tā ir kompilēta valoda, kamēr Python tiek interpretēts. Lai gan Javai trūkst C/C++ zema līmeņa aparatūras piekļuves, lielākajai daļai cilvēku to ir daudz vieglāk izmantot.

Ir vairākas lieliskas grāmatas par Java programmēšanu, piemēram, Ketijas Sjerras “Head First Java” un Brūsa Ekela “On Java 8”. The Oracle Java dokumentācija un Java programmēšanas masveida atvērts tiešsaistes kurss no Helsinku Universitāte ir ļoti ieteicami arī iesācējiem.

4. C/C++

Starp dažādām programmēšanas valodām, kuras varat izmantot ar Raspberry Pi, C un C++ izceļas kā ideālas tiem, kam nepieciešama nepārspējama veiktspēja un perfekta aparatūras kontrole. Šīm valodām var būt sarežģītāka mācīšanās līkne nekā citām, piemēram, Python un Scratch, taču iespējamās priekšrocības ir milzīgas.

Tā kā gan C, gan C++ ir tieša piekļuve Raspberry Pi aparatūras resursiem, tās ir ideālas iespējas lietojumprogrammām, kurām nepieciešams daudz aparatūras jaudas. Kad ierīces centrālais procesors un grafiskais procesors tiek pilnībā izmantoti, kļūst iespējami multivides varoņdarbi, aizraujošas spēles un sistēmas līmeņa programmēšanas spējas.

C++ pats par sevi ir līdzīgs C, bet ne gluži tāds pats. To vislabāk raksturo kā procesuālās C valodas paplašinātu versiju, kas ievieš dažādas uz objektu orientētas programmēšanas koncepcijas, piemēram, polimorfisms, iekapsulēšana un mantošana, kā arī vairākas citas funkcijas, kas izklāstītas mūsu ceļvedis galvenajām atšķirībām starp C un C++.

Kā minēts iepriekš, C un C++ nav visvieglāk apgūstamās programmēšanas valodas. Tomēr jūs varat izvēlēties vienu no tiem kā nākamo loģisko soli, kad esat sasniedzis saprātīgas prasmes Python vai Java. Atklājiet labākās vietnes, lai sāktu mācīties C++.

5. JavaScript

Neatkarīgi no tā, ko daži cilvēki varētu jums pateikt, JavaScript ir pilnīga programmēšanas valoda. Visbiežāk izmanto tīmekļa izstrādē, to var atrast gan priekšgals un aizmugure no vairākām vietnēm un tīmekļa lietotnēm.

JavaScript un citas tīmekļa skriptu valodas, piemēram, HTML un CSS, īpaši noderēs, veidojot tīmekļa saskarni saviem Raspberry Pi IoT projektiem un tīmekļa serveriem.

Fiziskai skaitļošanai ar JavaScript ir jāinstalē Node.js — izpildlaika vide servera puses izstrādei. Vietnei Node.js ir pieejamas vairākas bibliotēkas, kas ļauj manipulēt ar GPIO tapām un citām Raspberry Pi saskarnēm. Ar lielāko daļu no tiem pietiks vienkāršiem Raspberry Pi projektiem. Pārbaudiet arī, kā izveidojiet fotoattēlu Twitter robotu, izmantojot Raspberry Pi un Node.js.

Ja jums ir tīmekļa izstrādes pieredze, JavaScript varētu būt jūsu dabiskā izvēle. JavaScript kods darbosies lielākajā daļā pārlūkprogrammu, tāpēc programmēšanai ar to nav nepieciešams IDE. Viss, kas jums nepieciešams, ir teksta redaktors un Chromium tīmekļa pārlūkprogramma, kas ir iepriekš instalēta kopā ar Raspberry Pi OS.

The Mozilla izstrādātāju tīkls (MDN) ir visaptveroša JavaScript rokasgrāmata un atsauces, kas piemērotas jaunpienācējiem un pieredzējušiem programmētājiem. Interaktīvas apmācības un projektus var atrast tādās vietnēs kā freeCodeCamp un JavaScript.info.

Kuru jums vajadzētu izvēlēties?

Jūsu pašreizējais pieredzes līmenis, projekta sarežģītība un laiks, ko esat gatavs veltīt mācīšanās ir noderīgi faktori, kas jāņem vērā, izvēloties programmēšanas valodu, ko izmantot kopā ar Raspberry Pi.

Ja esat jau iepazinies ar kādu no sarakstā iekļautajām programmēšanas valodām, tā būtu labākā izvēle sākumam. Pēc tam varat izmantot citas valodas, ja jūsu projekti to pieprasa. Kad esat pilnībā apguvis programmēšanas pamatjēdzienus, jums būs vieglāk izvēlēties un rakstīt programmas dažādās valodās.

Katrai programmēšanas valodai ir savas priekšrocības

Python ir lieliska izvēle gan jauniem, gan pieredzējušiem programmētājiem, pateicoties tā pieejamībai un elastībai. Iesācējiem Scratch ir labākais risinājums, jo tas ir gan viegli lietojams, gan patīkams. Ja jums ir nepieciešams ātrums un precīza datora aparatūras kontrole, C/C++ ir labākā izvēle. Java ir pa vidu starp Python un C/C++ lietošanas vienkāršības un piedāvātās veiktspējas ziņā. JavaScript paplašina Raspberry Pi dinamiskās tīmekļa izstrādes iespējas. Jūs varat izlemt, kura programmēšanas valoda ir vislabākā jūsu Raspberry Pi projektiem.