Python je v současnosti nejoblíbenějším programovacím jazykem a konzistentně se umisťuje na vrcholu žebříčků popularity jazyků. Jeho snadné použití, výkonné funkce a robustní objektově orientované schopnosti přilákaly rozsáhlou komunitu vývojářů.
Na druhou stranu se často setkáváme s MicroPythonem při zkoumání vývoje mikrokontrolérů. MicroPython je v podstatě Python přizpůsobený pro běh na mikrokontrolérech jako Arduino a ESP32. Vyvinutý s ohledem na open-source hardware, hlavním cílem MicroPythonu je umožnit Python vývojářům rychle a efektivně dokončit hardware projekty bez nutnosti orientovat se v nízkoúrovňových hardware architekturách nebo komplexních programovacích jazycích.
Co je Python
Python je vysoce úrovňový programovací jazyk, odlišný od nízkoúrovňových jazyků jako C/C++. Zatímco tyto jazyky jsou bohaté na funkce, často postrádají čitelnost. Python, vytvořený na počátku 90. let, je jak jednoduchý, tak vysoce čitelný, přesto nabízí výkonnou funkčnost. Stejně jako většina moderních programovacích jazyků, Python zahrnuje objektově orientované vlastnosti.
Jednou z největších předností Pythonu je jeho křížová kompatibilita. Vývojáři mohou vytvářet programy, které fungují na široké škále operačních systémů. Naproti tomu křížový vývoj v C++ vyžaduje psaní samostatných Makefiles pro každou platformu nebo použití nástrojů jako CMake pro kompilaci kódu pro více prostředí.
Co je MicroPython
MicroPython je zjednodušený, efektivní způsob, jak používat programovací jazyk Python 3 v vestavěných systémech. Zatímco Python je multiplatformní, nemůže běžet přímo na mnoha mikrokontrolérech používaných v oblasti vestavěných systémů.
Spuštěn díky úspěšné kampani na Kickstarter v roce 2013, MicroPython byl speciálně navržen pro běh na mikrokontrolérech a dalších omezených prostředích, jako jsou ESP32, Arduino a STM32. Poskytuje lehké runtime prostředí s interpretem a základními standardními knihovnami, což umožňuje vývojářům vytvářet vestavěné aplikace pomocí jazyka Python.
Rozdíly
| Funkce | Krajta | MicroPython |
| Účel |
Univerzální programovací jazyk |
Lehký Python implementace pro mikrokontroléry |
| Cílový hardware |
Běží na PC, serverech, a další obecné účely zařízení |
Běží na mikrokontrolérech (např. ESP32, Raspberry Pí Pico, STM32) |
| Tlumočník | Plně vybavený Interpret CPythonu |
Optimalizované, minimální interpret pro omezená zařízení |
| Standardní knihovny | Rozsáhlý standard knihovny a moduly |
Menší podmnožina Pythonu standardní knihovny |
|
Souborový systém Podpora |
Plný přístup k souborovému systému (místní disk, síť) |
Omezený přístup k souborovému systému (typicky flash paměť) |
| Rychlost provedení | Rychlejší provedení univerzální hardware |
Pomalejší kvůli zdroji omezení mikrokontrolérů |
| Využití paměti | Vyšší spotřeba paměti (v závislosti na platformě) |
Extrémně nízká paměť stopa (navrženo pro omezená RAM/ROM) |
| Přístup k hardwaru | Může komunikovat s externím hardware přes knihovny jako GPIO, sériový, I2C, atd. |
Přímé hardwarové ovládání přes modul stroje a ostatní |
| Souběžnost | Podporuje vícevláknové zpracování a multiprocessing |
Omezená souběžnost, často používající přerušení nebo kooperativní multitasking |
| Zpracování chyb | Plné zpracování výjimek a ladicí nástroje |
Omezené ladicí nástroje, méně typů výjimek |
|
Rozvoj Prostředí |
Bohaté vývojové nástroje (IDE, ladicí nástroje, profilovače atd.) |
Obvykle funguje s jednoduššími IDE (např. Thonny, uPyCraft) a NÁHRADY |
|
Komunita a Ekosystém |
Velká komunita, hojný zdroje a knihovny |
Menší, ale rostoucí komunita, vestavěné systémy |
| Nasazení | Vhodné pro stolní počítač aplikace, vývoj webu a další |
Převážně pro vestavěné systémy, IoT zařízení a hardwarové projekty |
Krajta
Python má přímočarou, snadno čitelnou syntaxi. Používáním odsazení k definování bloků kódu místo četných závorek a středníků zvyšuje čitelnost kódu. Python je dobře vhodný pro objektově orientované programování, nabízí funkce jako třídy, dědičnost a polymorfismus. Navíc Python podporuje funkcionální programování s nástroji jako lambda funkce, funkce vyššího řádu a uzávěry.
Python se také pyšní bohatou standardní knihovnou spolu s rozsáhlými knihovnami třetích stran, které pokrývají širokou škálu aplikací, od zpracování souborů a síťového programování až po přístup k databázím.
Výhody a nevýhody
Krajta
výhody:
- Jednoduchá a přehledná syntaxe, která usnadňuje čtení a údržbu
- Rozsáhlé standardní a třetími stranami poskytované knihovny podporující různé vývojové potřeby
- Snadné se naučit a přístupné pro začátečníky a neprofesionální programátory
- Kompatibilita napříč platformami umožňuje spuštění kódu na Windows, Linuxu a macOS s minimálními úpravami
Nevýhody:
- Nepodporuje mikrokontroléry, což jej činí méně vhodným pro vestavěné scénáře
- Pomalejší než jazyky nižší úrovně, spotřebovávající více zdrojů, což omezuje jeho použití v vestavěných systémech s omezenými zdroji
MicroPython
výhody:
- Snadné použití a vysoce efektivní, ideální pro vestavěné systémy s omezenými zdroji
- Jednoduché na naučení pro vývojáře již obeznámené s Pythonem, umožňující rychlejší nasazení projektů na mikrokontrolérech bez nutnosti hlubokých znalostí každého zařízení
- Podporováno různými standardními a třetími stranami knihovnami, pokrývajícími běžné vestavěné scénáře
Nevýhody:
- Některé specifické Python knihovny nejsou podporovány, což může některé úkoly ztížit
- Vyžaduje ruční správu paměti
Příklady použití:
MicroPython je vynikající pro vestavěné systémy a mikrokontroléry, jako jsou IoT zařízení a senzory. Poskytuje lehké běhové prostředí, které umožňuje vývojářům používat Python pro vytváření vestavěných aplikací. Díky své efektivitě a snadnému použití se MicroPython stal hlavní volbou pro mnoho začátečníků a vývojářů vestavěných systémů.
Shrnutí
MicroPython a Python každý nabízí jedinečné výhody, které vyhovují různým vývojovým scénářům. MicroPython je ideální pro vestavěné systémy s omezenými zdroji a IoT zařízení. Díky jednoduchému programovacímu rozhraní a bohaté standardní knihovně umožňuje vývojářům rychle prototypovat a ladit vestavěné systémy pomocí Pythonu. To z něj činí populární jazyk pro vestavěné aplikace.
Na druhou stranu je Python široce používán v oblastech jako webový vývoj, vědecké výpočty, analýza dat a umělá inteligence. Může se pochlubit rozsáhlým ekosystémem a rozsáhlou dokumentací, což vývojářům poskytuje velké pohodlí. Ačkoli je rychlost vykonávání Pythonu pomalejší a jeho spotřeba zdrojů vyšší, tyto rozdíly ve výkonu jsou obvykle v mnoha aplikacích přijatelné. S postupem technologie se očekává, že Python se zlepší jak v oblasti výkonu, tak efektivity zdrojů.
S rostoucí popularitou Internetu věcí a vestavěných systémů můžeme očekávat širší přijetí MicroPythonu. Mezitím Python bude i nadále nabízet významné výhody v různých oblastech, zvyšující efektivitu vývojářů. Ať už jste začátečník nebo zkušený vývojář, můžete si vybrat programovací jazyk, který nejlépe vyhovuje potřebám vašeho projektu.
