بهترین زبان های برنامه نویسی برای استفاده با رزبری پای

سری رزبری پای 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 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. Python

محبوبیت پایتون در بین کاربران Raspberry Pi از ترکیب این زبان در سهولت استفاده، خوانایی و انعطاف پذیری ناشی می شود. پایتون روی مدل‌های رزبری پای (همراه با Thonny IDE) از قبل نصب شده و زبانی است که اکثر کاربران در برنامه‌نویسی رزبری پای از آن استفاده می‌کنند. این زبان 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 که 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. اگر به تازگی با پایتون شروع کرده‌اید، می‌توانید بسیاری از آموزش‌ها و دوره‌های مفید برای تازه‌واردان را در سایت‌هایی مانند Codecademy و Coursera و یا سایت ایرانی بیابید.

2. Scratch

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 زبان 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.

3. Java

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 پرتابل 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 زبان 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 رزبری پای نصب شده است. می‌توانید از BlueJ IDE که همراه با سیستم‌عامل نیز ارائه شده، استفاده کنید یا Microsoft VS Code را برای عملکردهای پیشرفته نصب 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.

4. ++C/C

در میان زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف که می‌توانید با Raspberry Pi استفاده کنید، سی و سی پلاس پلاس 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 سی و سی پلاس پلاس 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.

سی پلاس پلاس 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 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.

5. JavaScript

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 فرانت و بک اند 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.

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 کرومیوم است که با سیستم عامل Raspberry Pi از قبل نصب شده است.