Лучшие языки программирования для использования с Raspberry Pi

Линейка одноплатных компьютеров Raspberry Pi устраняет разрыв между физическими и цифровыми вычислениями. Его лучше всего определить как нечто среднее между микроконтроллером Arduino и персональным компьютером, предлагающим возможность управлять электронными схемами, а также запускать полноценную операционную систему.

Однако выбор правильного языка программирования необходим для реализации всего потенциала Raspberry Pi. Мы рассмотрим самые популярные языки для Raspberry Pi и рассмотрим уникальные преимущества каждого из них, чтобы помочь вам решить, какой из них выбрать.

1. питон

Популярность Python среди пользователей Raspberry Pi связана с сочетанием простоты использования, удобочитаемости и гибкости языка. Python предустановлен на моделях Raspberry Pi (вместе с Thonny IDE) и является языком, который большинство пользователей используют по умолчанию при программировании Raspberry Pi.

Он отлично подходит для проектов, связанных с датчиками, исполнительными механизмами и другими электронными компонентами, поскольку предлагает богатые интерфейсные библиотеки. Большинство приобретенных вами Raspberry Pi HAT и дополнительных плат часто содержат сценарии, написанные на Python, как и большинство учебных пособий.

Есть также два популярных ответвления языка Python для плат микроконтроллеров, таких как Raspberry Pi Pico: CircuitPython и MicroPython. CircuitPython — это более полнофункциональная версия MicroPython с большим количеством библиотек и драйверов. MicroPython был разработан, чтобы обеспечить самый минимум для запуска программ на платах микроконтроллеров; таким образом, его код будет компилироваться немного быстрее и использовать меньше памяти, чем CircuitPython. Проверить лучший язык для микроконтроллеров.

Если вы только начинаете работать с Python, вы можете найти много полезных руководств и курсов для новичков на таких сайтах, как Кодакадемия и Курсера, так и в официальном Документация по Python и такие книги, как «Автоматизация скучных вещей с помощью Python» Эла Свейгарта.

2. Царапать

Scratch — это визуальный язык программирования, разработанный Массачусетским технологическим институтом для маленьких детей, которые хотят научиться программировать. Он позволяет писать программы и создавать проекты с помощью простого, интуитивно понятного блочного интерфейса.

Блоки кода с возможностью перетаскивания — вот что делает Scratch таким особенным, поскольку они упрощают программирование для начинающих без всех хлопот обычного кодирования. Эти кодовые блоки можно комбинировать для выполнения действий с текстом, изображениями, звуком и физическими электронными компонентами.

Блочный стиль программирования позволяет легко отказаться от Scratch как от инструмента исключительно для новичкам, но это невероятно мощный и гибкий язык, который могут использовать программисты всех уровни.

Однако важно отметить, что Scratch не поддерживает столько библиотек, сколько Python, и редактирование текста происходит быстрее, чем перетаскивание блоков. Это отличный начальный язык, и навыки, полученные при программировании на Scratch, определенно пригодятся для других языков.

Сам Scratch предоставляет доступ к множеству интерактивных проектов с подробными инструкциями на официальном сайте. Скретч-сайт. На веб-сайте проектов Raspberry Pi также есть Введение в Скретч путь проекта.

3. Джава

Java — это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, предназначенный для работы на любой платформе с необходимой средой. Его исключительная переносимость позволяет разработчикам создавать приложения на одной платформе и с легкостью развертывать их на нескольких системах. Если вы пишете код на Raspberry Pi для запуска на других платформах, Java должна быть одним из ваших лучших вариантов.

Он предоставляет две основные библиотеки для доступа и управления выводами GPIO на Raspberry Pi: библиотеку Pi4J и библиотеку ввода-вывода устройства. Хотя они не так многофункциональны, как библиотеки Python, они должны работать достаточно хорошо для большинства проектов.

Как и Python, Scratch и C/C++, Java поставляется с предустановленной ОС Raspberry Pi. Вы можете либо использовать BlueJ IDE, которая также поставляется с операционной системой, либо установить Microsoft VS Code для расширенных функций. Откройте для себя лучшие IDE для Raspberry Pi что вы должны проверить.

Код Java работает намного быстрее, чем код Python, из-за того, что это компилируемый язык, в то время как Python интерпретируется. Хотя в Java отсутствует низкоуровневый аппаратный доступ C/C++, большинству людей использовать его гораздо проще.

Есть несколько отличных книг по программированию на Java, например «Head First Java» Кэти Сьерра и «On Java 8» Брюса Экеля. Документация по Oracle Java и массовый открытый онлайн-курс по программированию на Java от Хельсинкский университет также настоятельно рекомендуется для начинающих.

4. С/С++

Среди различных языков программирования, которые вы можете использовать с Raspberry Pi, C и C++ выделяются как идеальные для тех, кому требуется непревзойденная производительность и идеальный контроль над оборудованием. Эти языки могут иметь более сложную кривую изучения, чем другие, такие как Python и Scratch, но потенциальные преимущества огромны.

Поскольку и C, и C++ имеют прямой доступ к аппаратным ресурсам Raspberry Pi, они являются идеальным вариантом для приложений, требующих большой аппаратной мощности. Когда ЦП и ГП устройства используются на полную мощность, становятся возможными мультимедийные возможности, захватывающие игры и мастерство программирования на системном уровне.

C++ сам по себе похож на C, но не совсем то же самое. Его лучше всего описать как расширенную версию процедурного языка C, в которой представлены различные объектно-ориентированные концепции программирования, такие как полиморфизм, инкапсуляция и наследование, а также некоторые другие функции, описанные в наш руководство по основным различиям между C и C++.

Как упоминалось ранее, C и C++ — не самые простые для изучения языки программирования. Тем не менее, вы можете выбрать один из них в качестве следующего логического шага, как только вы достигнете достаточного уровня владения Python или Java. Откройте для себя лучшие сайты для начала изучения C++.

5. JavaScript

Независимо от того, что некоторые люди могут сказать вам, JavaScript — это полноценный язык программирования. Чаще всего используется в веб-разработке, его можно найти как в фронтенд и бэкенд ряда веб-сайтов и веб-приложений.

JavaScript и другие языки веб-скриптов, такие как HTML и CSS, особенно пригодятся при создании веб-интерфейса для ваших проектов Raspberry Pi IoT и веб-серверов.

Физические вычисления с помощью JavaScript требуют установки Node.js, среды выполнения для серверной разработки. Для Node.js доступно несколько библиотек, которые позволяют вам манипулировать контактами GPIO и другими интерфейсами на Raspberry Pi. Большинства из них будет достаточно для простых проектов Raspberry Pi. Также узнайте, как создать бота для публикации фотографий в Twitter с помощью Raspberry Pi и Node.js.

Если у вас есть опыт веб-разработки, JavaScript может стать для вас естественным выбором. Код JavaScript будет работать в большинстве браузеров, поэтому для его программирования вам не потребуется IDE. Все, что вам нужно, — это текстовый редактор и веб-браузер Chromium, который предустановлен вместе с ОС Raspberry Pi.

Сеть разработчиков Mozilla (MDN) содержит подробное руководство по JavaScript и справочники, подходящие как для новичков, так и для опытных программистов. Интерактивные учебные пособия и проекты можно найти на таких веб-сайтах, как freeCodeCamp и JavaScript.info.

Какой из них выбрать?

Ваш текущий уровень опыта, сложность проекта и количество времени, которое вы готовы посвятить обучение — все это полезные факторы, которые следует учитывать при выборе языка программирования для использования с Raspberry. Пи.

Если вы уже знакомы с каким-либо из языков программирования в списке, это будет лучший выбор для начала. Затем вы можете перейти на другие языки, если этого требуют ваши проекты. Как только вы полностью освоите основные концепции программирования, вам будет легче собирать и писать программы на разных языках.

У каждого языка программирования есть свои достоинства

Python — отличный выбор как для начинающих, так и для опытных программистов благодаря своей доступности и гибкости. Для начинающих Scratch — лучший вариант, потому что он прост в использовании и доставляет удовольствие. Если вам нужна скорость и точный контроль над аппаратным обеспечением вашего компьютера, C/C++ — лучший выбор. Java занимает промежуточное положение между Python и C/C++ с точки зрения простоты использования и предлагаемой производительности. JavaScript расширяет динамические возможности веб-разработки Raspberry Pi. Вам решать, какой язык программирования лучше всего подходит для ваших проектов Raspberry Pi.