Najlepšie programovacie jazyky na použitie s Raspberry Pi

Rad jednodoskových počítačov Raspberry Pi premosťuje priepasť medzi fyzickou a digitálnou výpočtovou technikou. Najlepšie je definovaný ako kríženec medzi mikrokontrolérom Arduino a osobným počítačom, ktorý ponúka možnosť ovládať elektronické obvody a tiež spustiť celý operačný systém.

Výber správneho programovacieho jazyka je však nevyhnutný na realizáciu plného potenciálu Raspberry Pi. Prejdeme si najobľúbenejšie jazyky pre Raspberry Pi a preskúmame jedinečné výhody každého z nich, aby sme vám pomohli rozhodnúť sa, ktorý z nich si vybrať.

1. Python

Popularita Pythonu medzi používateľmi Raspberry Pi pramení z kombinácie jednoduchosti používania, čitateľnosti a flexibility jazyka. Python je predinštalovaný na modeloch Raspberry Pi (spolu s Thonny IDE) a je to jazyk, ktorý väčšina používateľov štandardne používa pri programovaní Raspberry Pi.

Je to skvelé pre projekty zahŕňajúce senzory, akčné členy a ďalšie elektronické komponenty, pretože ponúka bohaté knižnice rozhrania. Väčšina Raspberry Pi HAT a doplnkových dosiek, ktoré si zakúpite, bude často obsahovať skripty napísané v Pythone, rovnako ako väčšina tutoriálov.

Existujú tiež dve populárne vidlice jazyka Python pre dosky mikrokontrolérov, ako napríklad Raspberry Pi Pico: CircuitPython a MicroPython. CircuitPython je plne vybavená verzia MicroPythonu s viacerými knižnicami a ovládačmi. MicroPython bol navrhnutý tak, aby poskytoval čo najmenšie minimum na spúšťanie programov na doskách mikrokontrolérov; jeho kód sa teda skompiluje o niečo rýchlejšie a spotrebuje menej pamäte ako CircuitPython. Odhlásiť sa najlepší jazyk pre mikrokontroléry.

Ak s Pythonom ešte len začínate, na stránkach ako je napr. Codecademy a Coursera, ako aj v úradnom Python dokumentácia a knihy ako "Automatizujte nudné veci s Pythonom" od Al Sweigart.

2. Škrabanec

Scratch je vizuálny programovací jazyk vyvinutý MIT pre malé deti, ktoré sa chcú naučiť kódovať. Umožňuje vám písať programy a vytvárať projekty pomocou jednoduchého, intuitívneho rozhrania založeného na blokoch.

Bloky kódu drag-and-drop sú to, čo robí Scratch tak výnimočným, pretože robí programovanie hračkou pre začiatočníkov bez všetkých problémov s konvenčným kódovaním. Tieto bloky kódu možno kombinovať na vykonávanie akcií s textom, obrázkami, zvukom a fyzickými elektronickými komponentmi.

Blokový štýl programovania môže uľahčiť odmietnutie Scratch ako nástroja určeného výhradne pre tento účel začiatočníkov, ale je to neuveriteľne výkonný a flexibilný jazyk, ktorý môžu používať všetci programátori úrovne.

Je však dôležité poznamenať, že Scratch nepodporuje ani zďaleka toľko knižníc ako Python a úprava textu je rýchlejšia ako presúvanie blokov. Je to skvelý úvodný jazyk a zručnosti získané z programovania Scratch sa určite zídu aj v iných jazykoch,

Samotný Scratch poskytuje prístup k množstvu interaktívnych projektov, doplnených podrobnými pokynmi, na oficiálnych stránkach Scratch web. Webová stránka projektov Raspberry Pi má tiež Úvod do Scratch projektová cesta.

3. Java

Java je objektovo orientovaný, univerzálny programovací jazyk, ktorý je navrhnutý tak, aby fungoval na akejkoľvek platforme, ktorá má potrebné prostredie. Jeho výnimočná prenosnosť umožňuje vývojárom vytvárať aplikácie na jednej platforme a jednoducho ich nasadzovať do niekoľkých systémov. Ak píšete kód na Raspberry Pi na spustenie na iných platformách, Java by mala byť jednou z vašich najlepších možností.

Poskytuje dve hlavné knižnice pre prístup a ovládanie GPIO pinov na Raspberry Pi: knižnicu Pi4J a knižnicu Device I/O. Aj keď nie sú také bohaté na funkcie ako knižnice Pythonu, mali by fungovať dostatočne dobre pre väčšinu projektov.

Rovnako ako Python, Scratch a C/C++, aj Java je predinštalovaná s operačným systémom Raspberry Pi. Môžete buď použiť BlueJ IDE, ktoré sa dodáva aj s operačným systémom, alebo si nainštalovať Microsoft VS Code pre pokročilé funkcie. Objavte najlepšie IDE pre Raspberry Pi že by ste to mali skontrolovať.

Kód Java beží oveľa rýchlejšie ako kód Python, pretože ide o kompilovaný jazyk, zatiaľ čo Python je interpretovaný. Zatiaľ čo Jave chýba hardvérový prístup na nízkej úrovni ako C/C++, pre väčšinu ľudí je oveľa jednoduchšie ju používať.

Existuje niekoľko vynikajúcich kníh o programovaní v jazyku Java, ako napríklad „Head First Java“ od Kathy Sierra a „On Java 8“ od Brucea Eckela. The Oracle Java dokumentácia a masívny otvorený online kurz programovania Java od spoločnosti Univerzita v Helsinkách sú tiež veľmi odporúčané pre začiatočníkov.

4. C/C++

Medzi rôznymi programovacími jazykmi, ktoré môžete použiť s Raspberry Pi, vynikajú C a C++ ako ideálne jazyky pre tých, ktorí požadujú bezkonkurenčný výkon a dokonalú kontrolu nad hardvérom. Tieto jazyky môžu mať náročnejšiu krivku učenia ako iné ako Python a Scratch, ale potenciálne výhody sú obrovské.

Keďže C aj C++ majú priamy prístup k hardvérovým zdrojom Raspberry Pi, sú ideálnymi možnosťami pre aplikácie, ktoré vyžadujú veľa hardvérového výkonu. Keď sa procesor a GPU zariadenia využijú na maximum, stanú sa možnými multimediálne výkony, pohlcujúce hranie hier a programovanie na úrovni systému.

Samotný C++ je podobný C, ale nie úplne rovnaký. Najlepšie je opísať ako rozšírenú verziu procedurálneho jazyka C, ktorá zavádza rôzne objektovo orientované programovacie koncepty, ako je polymorfizmus, zapuzdrenie a dedičnosť, a niekoľko ďalších funkcií načrtnutých v náš sprievodca základnými rozdielmi medzi C a C++.

Ako už bolo spomenuté, C a C++ nie sú najjednoduchšie programovacie jazyky na učenie. Keď však dosiahnete primeranú znalosť jazyka Python alebo Java, môžete si vybrať jeden z nich ako ďalší logický krok. Objavte najlepšie stránky, kde sa môžete začať učiť C++.

5. JavaScript

Bez ohľadu na to, čo by vám niektorí ľudia mohli povedať, JavaScript je kompletný programovací jazyk. Najčastejšie sa používa pri vývoji webu, možno ho nájsť v oboch front-end a back-end z množstva webových stránok a webových aplikácií.

JavaScript a ďalšie webové skriptovacie jazyky, ako sú HTML a CSS, budú obzvlášť užitočné pri vytváraní webového rozhrania pre vaše projekty Raspberry Pi IoT a webové servery.

Fyzické výpočty s JavaScriptom vyžadujú inštaláciu Node.js, runtime prostredia pre vývoj na strane servera. Pre Node.js je dostupných niekoľko knižníc, ktoré vám umožňujú manipulovať s GPIO pinmi a ďalšími rozhraniami na Raspberry Pi. Väčšina z nich bude postačovať na jednoduché projekty Raspberry Pi. Zistite tiež, ako na to vytvorte si foto-tweetujúceho Twitter bota s Raspberry Pi a Node.js.

Ak máte skúsenosti s vývojom webu, JavaScript môže byť pre vás prirodzenou voľbou. Kód JavaScript sa spustí vo väčšine prehliadačov, takže na programovanie s ním nepotrebujete IDE. Všetko, čo potrebujete, je textový editor a webový prehliadač Chromium, ktorý je dodávaný s predinštalovaným operačným systémom Raspberry Pi.

The Mozilla Developer Network (MDN) má obsiahlu príručku JavaScriptu a referencie vhodné pre nováčikov aj skúsených programátorov. Interaktívne návody a projekty nájdete na webových stránkach ako napr freeCodeCamp a JavaScript.info.

Ktorý by ste si mali vybrať?

Vaša aktuálna úroveň skúseností, zložitosť projektu a množstvo času, ktorému ste ochotní venovať sa učenie sú všetky užitočné faktory, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere programovacieho jazyka na použitie s Raspberry Pi.

Ak už poznáte niektorý z programovacích jazykov na zozname, bola by to najlepšia voľba pre začiatok. Potom sa môžete rozvinúť do iných jazykov, ako si to vyžadujú vaše projekty. Akonáhle budete plne rozumieť základným programovacím konceptom, bude pre vás jednoduchší čas na vyberanie a písanie programov v rôznych jazykoch.

Každý programovací jazyk má svoje výhody

Python je vďaka svojej dostupnosti a flexibilite skvelou voľbou pre nových aj skúsených programátorov. Pre začiatočníkov je Scratch najlepšou voľbou, pretože sa ľahko používa a je príjemný. Ak potrebujete rýchlosť a presnú kontrolu nad hardvérom vášho počítača, C/C++ je tou najlepšou voľbou. Java stojí uprostred medzi Pythonom a C/C++, pokiaľ ide o jednoduchosť použitia a výkon, ktorý ponúka. JavaScript rozširuje možnosti dynamického vývoja webu Raspberry Pi. Je na vás, aby ste sa rozhodli, ktorý programovací jazyk je pre vaše projekty Raspberry Pi najlepší.