بهترین زبان های برنامه نویسی برای استفاده با Raspberry Pi

کامپیوتر تک برد Raspberry Pi برای یادگیری برنامه نویسی ایده آل است، اما کدام زبان را باید انتخاب کنید؟

سری Raspberry Pi کامپیوترهای تک بردی شکاف بین محاسبات فیزیکی و دیجیتال را پر می کند. بهتر است به عنوان تلاقی بین یک میکروکنترلر آردوینو و یک رایانه شخصی تعریف شود که توانایی کنترل مدارهای الکترونیکی و همچنین اجرای یک سیستم عامل کامل را ارائه می دهد.

با این حال، انتخاب زبان برنامه نویسی صحیح برای تحقق پتانسیل کامل Raspberry Pi ضروری است. ما محبوب‌ترین زبان‌های Raspberry Pi را بررسی می‌کنیم و مزایای منحصربه‌فرد هر کدام را بررسی می‌کنیم تا به شما کمک کنیم تصمیم بگیرید کدام یک را انتخاب کنید.

1. پایتون

محبوبیت پایتون در بین کاربران Raspberry Pi از ترکیب این زبان از سهولت استفاده، خوانایی و انعطاف پذیری ناشی می شود. پایتون روی مدل‌های Raspberry Pi (همراه با Thonny IDE) از قبل نصب شده است و زبانی است که اکثر کاربران در برنامه‌نویسی Raspberry Pi از آن استفاده می‌کنند.

این برای پروژه‌هایی که شامل حسگرها، محرک‌ها و سایر اجزای الکترونیکی هستند عالی است زیرا کتابخانه‌های رابط غنی را ارائه می‌دهد. بیشتر Raspberry Pi HAT ها و بردهای الحاقی که خریداری می کنید اغلب شامل اسکریپت هایی هستند که به زبان پایتون نوشته شده اند، همانطور که بیشتر آموزش ها نیز وجود دارد.

همچنین دو فورک محبوب از زبان پایتون برای بردهای میکروکنترلر مانند Raspberry Pi Pico وجود دارد: CircuitPython و MicroPython. CircuitPython یک نسخه کاملتر از MicroPython با کتابخانه ها و درایورهای بیشتر است. MicroPython به گونه ای طراحی شده است که حداقل حداقل را برای اجرای برنامه ها بر روی بردهای میکروکنترلر فراهم کند. بنابراین کد آن کمی سریعتر کامپایل می شود و از حافظه کمتری نسبت به CircuitPython استفاده می کند. بهترین زبان برای میکروکنترلرها را بررسی کنید.

اگر به تازگی با پایتون شروع کرده‌اید، می‌توانید بسیاری از آموزش‌ها و دوره‌های مفید برای تازه‌واردان را در سایت‌هایی مانند Codecademy و Coursera و همچنین در اسناد رسمی پایتون و کتاب‌هایی مانند “Automate the Boring Stuff with Python” توسط Al Sweigart بیابید.

2. خراش

Scratch یک زبان برنامه نویسی بصری است که توسط MIT برای کودکان خردسالی که می خواهند نحوه کدنویسی را یاد بگیرند توسعه یافته است. این به شما امکان می دهد با استفاده از یک رابط ساده و بصری مبتنی بر بلوک، برنامه بنویسید و پروژه ایجاد کنید.

بلوک‌های کد کشیدن و رها کردن چیزی است که Scratch را بسیار خاص می‌کند، زیرا آنها برنامه‌نویسی را برای مبتدیان بدون دردسرهای کدنویسی معمولی آسان می‌کنند. این بلوک های کد را می توان برای انجام اقدامات با متن، تصاویر، صدا و اجزای الکترونیکی فیزیکی ترکیب کرد.

سبک برنامه نویسی مبتنی بر بلوک ممکن است رد کردن Scratch را به عنوان یک ابزار فقط برای مبتدیان آسان کند، اما این یک زبان فوق العاده قدرتمند و انعطاف پذیر است که می تواند توسط برنامه نویسان در همه سطوح استفاده شود.

با این حال، توجه به این نکته مهم است که Scratch تقریباً به اندازه پایتون از کتابخانه ها پشتیبانی نمی کند و ویرایش متن سریعتر از کشیدن و رها کردن بلوک ها است. این یک زبان مقدماتی عالی است و مهارت های آموخته شده از برنامه نویسی Scratch قطعا برای سایر زبان ها مفید خواهد بود.

Scratch خود دسترسی به انبوهی از پروژه‌های تعاملی را به همراه دستورالعمل‌های دقیق در وب‌سایت رسمی Scratch فراهم می‌کند. وب سایت پروژه های رزبری پای نیز دارای مسیر پروژه مقدمه ای برای اسکرچ است.

3. جاوا

جاوا یک زبان برنامه نویسی شی گرا و همه منظوره است که برای اجرا بر روی هر پلتفرمی که محیط لازم را دارد طراحی شده است. قابلیت حمل استثنایی آن به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا برنامه ها را بر روی یک پلتفرم واحد بسازند و آنها را به راحتی در چندین سیستم مستقر کنند. اگر روی Raspberry Pi کد می‌نویسید تا روی پلتفرم‌های دیگر اجرا شود، جاوا باید یکی از بهترین انتخاب‌های شما باشد.

این دو کتابخانه اصلی برای دسترسی و کنترل پین های GPIO در Raspberry Pi فراهم می کند: کتابخانه Pi4J و کتابخانه Device I/O. اگرچه به اندازه کتابخانه های پایتون از ویژگی های غنی برخوردار نیستند، اما باید برای اکثر پروژه ها به اندازه کافی خوب کار کنند.

مانند Python، Scratch و C/C++، جاوا از قبل با سیستم عامل Raspberry Pi نصب شده است. می‌توانید از BlueJ IDE که همراه با سیستم‌عامل نیز ارائه می‌شود استفاده کنید یا Microsoft VS Code را برای عملکردهای پیشرفته نصب کنید. بهترین IDE ها را برای Raspberry Pi که باید بررسی کنید، کشف کنید.

کد جاوا بسیار سریعتر از کد پایتون اجرا می شود، به دلیل این واقعیت است که در حالی که پایتون تفسیر می شود، یک زبان کامپایل شده است. در حالی که جاوا فاقد دسترسی سخت افزاری سطح پایین C/C++ است، استفاده از آن برای اکثر مردم بسیار ساده تر است.

چندین کتاب عالی در مورد برنامه نویسی جاوا وجود دارد، مانند “Head First Java” توسط Kathy Sierra و “On Java 8” توسط Bruce Eckel. دوره آموزشی گسترده آنلاین اوراکل جاوا Documentation و Java Programming از دانشگاه هلسینکی نیز برای مبتدیان بسیار توصیه می شود.

4. C/C++

در میان زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف که می‌توانید با Raspberry Pi استفاده کنید، C و C++ به عنوان زبان‌های ایده‌آل برای کسانی که خواهان عملکرد بی‌نظیر و کنترل کامل بر سخت‌افزار هستند، متمایز هستند. این زبان ها ممکن است منحنی یادگیری چالش برانگیزتری نسبت به سایر زبان ها مانند پایتون و اسکرچ داشته باشند، اما مزایای بالقوه آن بسیار زیاد است.

از آنجایی که C و C++ هر دو به منابع سخت افزاری Raspberry Pi دسترسی مستقیم دارند، آنها گزینه های ایده آلی برای برنامه هایی هستند که به قدرت سخت افزاری زیادی نیاز دارند. وقتی از CPU و GPU دستگاه به حداکثر ظرفیت خود استفاده می شود، شاهکارهای چند رسانه ای، بازی همه جانبه و مهارت برنامه نویسی در سطح سیستم امکان پذیر می شود.

C++ خود شبیه به C است اما کاملاً یکسان نیست. بهتر است به عنوان یک نسخه توسعه یافته از زبان C رویه ای توصیف شود که مفاهیم برنامه نویسی شی گرا مختلف مانند چندشکلی، کپسوله سازی و وراثت و چندین ویژگی دیگر را که در راهنمای ما در مورد تفاوت های اصلی بین C و C++ ذکر شده است، معرفی می کند.

همانطور که قبلا ذکر شد، C و C++ ساده ترین زبان های برنامه نویسی برای یادگیری نیستند. با این حال، زمانی که به تسلط معقول در پایتون یا جاوا دست یافتید، می توانید یکی از آنها را به عنوان مرحله منطقی بعدی انتخاب کنید. بهترین سایت ها را برای شروع یادگیری C++ کشف کنید.

5. جاوا اسکریپت

صرف نظر از آنچه برخی افراد ممکن است به شما بگویند، جاوا اسکریپت یک زبان برنامه نویسی کامل است. که بیشتر در توسعه وب استفاده می شود، می توان آن را در قسمت جلویی و پشتی تعدادی از وب سایت ها و برنامه های وب یافت.

جاوا اسکریپت و سایر زبان های اسکریپت نویسی وب مانند HTML و CSS به ویژه هنگام ایجاد یک رابط وب برای پروژه های Raspberry Pi IoT و سرورهای وب شما مفید خواهند بود.

محاسبات فیزیکی با جاوا اسکریپت نیاز به نصب Node.js، محیط زمان اجرا برای توسعه سمت سرور دارد. چندین کتابخانه برای Node.js وجود دارد که به شما اجازه می‌دهد پین‌های GPIO و سایر رابط‌های موجود در Raspberry Pi را دستکاری کنید. بسیاری از آنها برای پروژه های ساده Raspberry Pi کافی خواهند بود. همچنین، نحوه ساخت ربات توییتر عکس توئیت با Raspberry Pi و Node.js را بررسی کنید.

اگر سابقه توسعه وب دارید، جاوا اسکریپت ممکن است انتخاب طبیعی برای شما باشد. کد جاوا اسکریپت در اکثر مرورگرها اجرا می شود، بنابراین برای برنامه نویسی با آن نیازی به IDE ندارید. تنها چیزی که نیاز دارید یک ویرایشگر متن و مرورگر وب Chromium است که با سیستم عامل Raspberry Pi از قبل نصب شده است.

Mozilla Developer Network (MDN) دارای یک کتاب راهنمای جامع جاوا اسکریپت و منابع مناسب برای تازه واردان و برنامه نویسان باتجربه است. آموزش ها و پروژه های تعاملی را می توان در وب سایت هایی مانند freeCodeCamp و JavaScript.info یافت.

کدام را باید انتخاب کنید؟

سطح تجربه فعلی شما، پیچیدگی پروژه و مدت زمانی که مایلید به یادگیری اختصاص دهید، همه فاکتورهای مفیدی هستند که باید هنگام انتخاب یک زبان برنامه نویسی برای استفاده با Raspberry Pi در نظر بگیرید.

اگر قبلاً با یکی از زبان های برنامه نویسی موجود در لیست آشنا هستید، بهترین انتخاب برای شروع کار خواهد بود. سپس می‌توانید به زبان‌های دیگر، همانطور که پروژه‌های شما آن را می‌طلبند، منشعب شوید. هنگامی که مفاهیم اولیه برنامه نویسی را به طور کامل درک کنید، زمان آسان تری برای انتخاب و نوشتن برنامه ها به زبان های مختلف خواهید داشت.

هر زبان برنامه نویسی مزایای خود را دارد

پایتون به دلیل در دسترس بودن و انعطاف پذیری آن، هم برای برنامه نویسان جدید و هم برای برنامه نویسان باتجربه انتخابی عالی است. برای مبتدیان، Scratch بهترین گزینه است زیرا استفاده از آن آسان و لذت بخش است. اگر به سرعت و کنترل دقیق روی سخت افزار کامپیوتر خود نیاز دارید، C/C++ بهترین انتخاب است. جاوا از نظر سهولت استفاده و عملکردی که ارائه می دهد در وسط پایتون و C/C++ قرار دارد. جاوا اسکریپت امکانات توسعه وب پویا Raspberry Pi را گسترش می دهد. این شما هستید که تصمیم می گیرید کدام زبان برنامه نویسی برای پروژه های Raspberry Pi شما بهترین است.

منبع مقاله