Най-добрите програмни езици за използване с Raspberry Pi

Линията Raspberry Pi от едноплаткови компютри преодолява пропастта между физическите и цифровите компютри. Най-добре се дефинира като кръстоска между микроконтролер Arduino и персонален компютър, предлагащ възможност за управление на електронни схеми и също така да работи с пълна операционна система.

Избирането на правилния език за програмиране обаче е от съществено значение за реализиране на пълния потенциал на Raspberry Pi. Ще разгледаме най-популярните езици за Raspberry Pi и ще разгледаме уникалните предимства на всеки, за да ви помогнем да решите кой да изберете.

1. Python

Популярността на Python сред потребителите на Raspberry Pi произтича от комбинацията на езика от лесна употреба, четливост и гъвкавост. Python идва предварително инсталиран на моделите Raspberry Pi (заедно с Thonny IDE) и е езикът, който повечето потребители използват по подразбиране, когато програмират Raspberry Pi.

Той е чудесен за проекти, включващи сензори, задвижващи механизми и други електронни компоненти, тъй като предлага богати библиотеки за интерфейс. Повечето Raspberry Pi HAT и табла за добавки, които купувате, често включват скриптове, написани на Python, както и повечето уроци.

Има и два популярни разклонения на езика Python за микроконтролерни платки като Raspberry Pi Pico: CircuitPython и MicroPython. CircuitPython е по-пълнофункционална версия на MicroPython с повече библиотеки и драйвери. MicroPython е проектиран да осигури най-минималния минимум за изпълнение на програми на микроконтролерни платки; по този начин неговият код ще се компилира малко по-бързо и ще използва по-малко памет от CircuitPython. Разгледайте най-добрият език за микроконтролери.

Ако тепърва започвате с Python, можете да намерите много полезни уроци и курсове за начинаещи на сайтове като Codecademy и Coursera, както и в офици Документация на Python и книги като „Автоматизиране на скучните неща с Python“ от Ал Суейгарт.

2. Драскотина

Scratch е език за визуално програмиране, разработен от MIT за малки деца, които искат да се научат да кодират. Той ви позволява да пишете програми и да създавате проекти, като използвате прост, интуитивен интерфейс, базиран на блокове.

Кодовите блокове с плъзгане и пускане са това, което прави Scratch толкова специален, тъй като те правят програмирането лесно за начинаещи без всички проблеми на конвенционалното кодиране. Тези кодови блокове могат да се комбинират за извършване на действия с текст, изображения, аудио и физически електронни компоненти.

Базираният на блокове стил на програмиране може да улесни отхвърлянето на Scratch като инструмент единствено за начинаещи, но това е невероятно мощен и гъвкав език, който може да се използва от програмисти от всички нива.

Въпреки това е важно да се отбележи, че Scratch не поддържа толкова много библиотеки, колкото Python, и редактирането на текст е по-бързо от плъзгане и пускане на блокове. Той наистина създава страхотен въвеждащ език и уменията, научени от програмирането на Scratch, определено ще бъдат полезни за други езици,

Самият Scratch предоставя достъп до множество интерактивни проекти, допълнени с подробни инструкции, на официалната страница Scratch уебсайт. Уебсайтът за проекти на Raspberry Pi също има Въведение в Scratch проектен път.

3. Java

Java е обектно-ориентиран език за програмиране с общо предназначение, който е проектиран да работи на всяка платформа, която има необходимата среда. Неговата изключителна преносимост позволява на разработчиците да създават приложения на една платформа и да ги внедряват с лекота в няколко системи. Ако пишете код на Raspberry Pi, който да работи на други платформи, Java трябва да бъде един от най-добрите ви избори.

Той предоставя две основни библиотеки за достъп и управление на GPIO щифтовете на Raspberry Pi: библиотеката Pi4J и библиотеката за I/O на устройството. Въпреки че не са толкова богати на функции, колкото библиотеките на Python, те трябва да работят достатъчно добре за повечето проекти.

Подобно на Python, Scratch и C/C++, Java идва предварително инсталирана с Raspberry Pi OS. Можете или да използвате BlueJ IDE, който също идва с операционната система, или да инсталирате Microsoft VS Code за разширена функционалност. Открийте най-добрите IDE за Raspberry Pi че трябва да проверите.

Кодът на Java работи много по-бързо от кода на Python, поради факта, че той е компилиран език, докато Python се интерпретира. Докато Java няма хардуерен достъп на ниско ниво на C/C++, тя е много по-лесна за използване от повечето хора.

Има няколко отлични книги за програмиране на Java, като „Head First Java“ от Kathy Sierra и „On Java 8“ от Bruce Eckel. The Oracle Java документация и масивен отворен онлайн курс по програмиране на Java от Хелзинкски университет също са силно препоръчителни за начинаещи.

4. C/C++

Сред различните езици за програмиране, които можете да използвате с Raspberry Pi, C и C++ се открояват като идеалните за тези, които изискват несравнима производителност и перфектен контрол над хардуера. Тези езици може да имат по-предизвикателна крива на учене от други като Python и Scratch, но потенциалните ползи са огромни.

Тъй като C и C++ имат директен достъп до хардуерните ресурси на Raspberry Pi, те са идеалните опции за приложения, които изискват много хардуерна мощност. Когато CPU и GPU на устройството се използват до пълния си капацитет, мултимедийните постижения, завладяващите игри и уменията за програмиране на системно ниво стават възможни.

Самият C++ е подобен на C, но не съвсем същият. Най-добре се описва като разширена версия на процедурния език C, който въвежда различни обектно-ориентирани концепции за програмиране като полиморфизъм, капсулиране и наследяване и няколко други функции, описани в нашият ръководство за основните разлики между C и C++.

Както споменахме по-рано, C и C++ не са най-лесните за изучаване езици за програмиране. Можете обаче да изберете един от тях като следваща логична стъпка, след като сте достигнали разумни умения в Python или Java. Открийте най-добрите сайтове, за да започнете да изучавате C++.

5. JavaScript

Независимо какво могат да ви кажат някои хора, JavaScript е завършен език за програмиране. Най-често се използва в уеб разработката, може да се намери и в двете front-end и back-end на редица уебсайтове и уеб приложения.

JavaScript и други езици за уеб скриптове, като HTML и CSS, ще бъдат особено полезни при изграждането на уеб интерфейс за вашите Raspberry Pi IoT проекти и уеб сървъри.

Физическото изчисление с JavaScript изисква инсталиране на Node.js, средата за изпълнение за разработка от страна на сървъра. Има няколко налични библиотеки за Node.js, които ви позволяват да манипулирате GPIO щифтовете и други интерфейси на Raspberry Pi. Повечето от тях ще са достатъчни за прости проекти на Raspberry Pi. Освен това проверете как да изградете Twitter бот за туитване на снимки с Raspberry Pi и Node.js.

Ако имате опит в уеб разработката, JavaScript може да е естественият избор за вас. Кодът на JavaScript ще работи в повечето браузъри, така че нямате нужда от IDE за програмиране с него. Всичко, от което се нуждаете, е текстов редактор и уеб браузър Chromium, който идва предварително инсталиран с Raspberry Pi OS.

The Мрежа за разработчици на Mozilla (MDN) има изчерпателен наръчник за JavaScript и препратки, подходящи за начинаещи и опитни програмисти. Интерактивни уроци и проекти могат да бъдат намерени на уебсайтове като freeCodeCamp и JavaScript.info.

Кое да изберете?

Текущото ви ниво на опит, сложността на проекта и времето, за което сте готови да се ангажирате обучението са всички полезни фактори, които трябва да вземете предвид при избора на език за програмиране, който да използвате с Raspberry Пи.

Ако вече сте запознати с някой от езиците за програмиране в списъка, това би бил най-добрият избор за начало. След това можете да се разклоните към други езици, ако вашите проекти го изискват. След като разберете напълно основните концепции за програмиране, ще имате по-лесно време да избирате и пишете програми на различни езици.

Всеки език за програмиране има своите предимства

Python е чудесен избор както за начинаещи, така и за опитни програмисти поради своята достъпност и гъвкавост. За начинаещи Scratch е най-добрият вариант, защото е едновременно лесен за използване и приятен. Ако имате нужда от бързина и прецизен контрол над хардуера на вашия компютър, C/C++ е най-добрият избор. Java стои по средата между Python и C/C++ по отношение на лекотата на използване и производителността, която предлага. JavaScript разширява динамичните възможности за уеб разработка на Raspberry Pi. От вас зависи да решите кой език за програмиране е най-подходящ за вашите проекти за Raspberry Pi.