Python on tällä hetkellä suosituin ohjelmointikieli ja se sijoittuu johdonmukaisesti kielten suosituimmuuslistojen kärkeen. Sen helppokäyttöisyys, tehokkaat ominaisuudet ja vankat olio-ohjelmointikyvyt ovat houkutelleet laajan kehittäjäyhteisön.
Toisaalta törmäämme usein MicroPythoniin tutkiessamme mikrokontrollerikehitystä. MicroPython on käytännössä Python mukautettuna toimimaan mikrokontrollereilla kuten Arduino ja ESP32. Se on kehitetty avoimen lähdekoodin laitteisto mielessä, ja MicroPythonin päätavoitteena on mahdollistaa Python-kehittäjien suorittaa laitteistoprojekteja nopeasti ja tehokkaasti ilman, että heidän tarvitsee navigoida matalan tason laitteistoarkkitehtuureissa tai monimutkaisissa ohjelmointikielissä.
Mikä on Python
Python on korkean tason ohjelmointikieli, joka eroaa matalan tason kielistä kuten C/C++. Vaikka nämä kielet ovat ominaisuusrikkaita, niistä usein puuttuu luettavuus. Python, joka luotiin 1990-luvun alussa, on sekä yksinkertainen että erittäin luettava, mutta tarjoaa tehokkaan toiminnallisuuden. Kuten useimmat nykyaikaiset ohjelmointikielet, Python sisältää olio-ohjelmointiominaisuuksia.
Yksi Pythonin suurimmista vahvuuksista on sen ristialustainen yhteensopivuus. Kehittäjät voivat luoda ohjelmia, jotka toimivat laajalla valikoimalla käyttöjärjestelmiä. Sen sijaan ristialustainen kehitys C++:ssa vaatii erillisten Makefilejen kirjoittamista jokaiselle alustalle tai työkalujen kuten CMake käyttöä koodin kääntämiseksi useille ympäristöille.
Mikä on MicroPython
MicroPython on virtaviivainen, tehokas tapa käyttää Python 3 -ohjelmointikieltä upotetuissa järjestelmissä. Vaikka Python on ristialustainen, se ei voi toimia suoraan monilla mikrokontrollereilla, joita käytetään upotetussa kentässä.
MicroPython lanseerattiin onnistuneen Kickstarter-kampanjan kautta vuonna 2013, ja se on suunniteltu erityisesti toimimaan mikrokontrollereilla ja muissa rajoitetuissa ympäristöissä, kuten ESP32, Arduino ja STM32. Se tarjoaa kevyen ajoympäristön, jossa on tulkki ja olennaiset standardikirjastot, mahdollistaen kehittäjien luoda upotettuja sovelluksia Python-kielellä.
Erot
| Ominaisuus | Python | MicroPython |
| Tarkoitus |
Yleiskäyttöinen ohjelmointikieli |
Kevyt Pythonin toteutus mikrokontrollereille |
| Kohdelaitteisto |
Toimii PC:llä, palvelimilla, ja muilla yleiskäyttöisillä laitteilla |
Toimii mikrokontrollereilla (esim. ESP32, Raspberry Pi Pico, STM32) |
| Tulkki | Täysimittainen CPython-tulkki |
Optimoitu, minimaalinen tulkki rajoitetuille laitteille |
| Standardikirjastot | Laajat standardi- kirjastot ja moduulit |
Pienempi osajoukko Pythonin standardikirjastoista |
|
Tiedostojärjestelmän tuki |
Täysi tiedostojärjestelmän pääsy (paikallinen levy, verkko) |
Rajoitettu tiedostojärjestelmän pääsy (yleensä flash-muisti) |
| Suoritusnopeus | Nopeampi suoritus yleiskäyttöisellä laitteistolla |
Hitaampi resurssirajoitusten vuoksi mikrokontrollereilla |
| Muistinkäyttö | Korkeampi muistinkulutus (riippuen alustasta) |
Erittäin pieni muistijalanjälki (suunniteltu rajalliselle RAM/ROMille) |
| Laitteistoyhteydet | Voi liittää ulkoiseen laitteistoon kirjastoilla kuten GPIO, sarjaliikenne, I2C, jne. |
Suora laitteiston ohjaus machine-moduulin ja muiden kautta |
| Samanaikaisuus | Tukee monisäikeisyyttä ja moniprosessointia |
Rajoitettu samanaikaisuus, usein keskeytysten tai yhteistyömoniajon avulla |
| Virheenkäsittely | Täysi poikkeusten käsittely ja virheenkorjaustyökalut |
Rajoitetut virheenkorjaustyökalut, vähemmän poikkeustyyppejä |
| Kehitysympäristö | Rikkaat kehitystyökalut (IDE:t, virheenkorjaimet, profilointityökalut jne.) |
Tyypillisesti toimii yksinkertaisemmilla IDE:illä (esim. Thonny, uPyCraft) ja REPL:llä |
|
Yhteisö & ekosysteemi |
Suuri yhteisö, runsaasti resursseja ja kirjastoja |
Pienempi, mutta kasvava yhteisö, |
| Käyttöönotto | Sopii työpöytäsovelluksiin, web-kehitykseen ja muuhun |
Enimmäkseen upotettuihin järjestelmiin, IoT-laitteisiin ja laitteistoprojekteihin |
Python
Python sisältää suoraviivaisen, helposti luettavan syntaksin. Se käyttää sisennystä koodilohkojen määrittelyyn lukuisien sulkujen ja puolipisteiden sijaan, mikä parantaa koodin luettavuutta. Python sopii hyvin olio-ohjelmointiin, tarjoten ominaisuuksia kuten luokat, perintä ja polymorfismi. Lisäksi Python tukee funktionaalista ohjelmointia työkaluilla kuten lambda-funktiot, korkeamman asteen funktiot ja closures.
Pythonilla on myös rikas standardikirjasto sekä laajat kolmannen osapuolen kirjastot, jotka kattavat laajan sovellusalueen, tiedostojen käsittelystä ja verkkokehityksestä tietokantayhteyksiin.
Edut ja haitat
Python
Edut:
- Yksinkertainen ja selkeä syntaksi, joka tekee siitä helpon lukea ja ylläpitää
- Laajat standardit ja kolmannen osapuolen kirjastot, jotka tukevat erilaisia kehitystarpeita
- Helppo oppia ja saavutettavissa aloittelijoille ja ei-ammattilaisille ohjelmoijille
- Ristialustainen yhteensopivuus mahdollistaa koodin ajamisen Windowsissa, Linuxissa ja macOS:ssa vähäisillä muutoksilla
Haitat:
- Ei tue mikrokontrollereita, mikä tekee siitä vähemmän sopivan upotettuihin sovelluksiin
- Hitaampi kuin matalamman tason kielet, kuluttaa enemmän resursseja, mikä rajoittaa sen käyttöä upotetuissa järjestelmissä joissa on resurssirajoituksia
MicroPython
Edut:
- Helppokäyttöinen ja erittäin tehokas, ihanteellinen upotettuihin järjestelmiin joissa on rajalliset resurssit
- Helppo oppia kehittäjille, jotka ovat jo tuttuja Pythonin kanssa, mahdollistaen nopeamman projektin käyttöönoton mikrokontrollereilla ilman syvällistä laitetuntemusta
- Tukee monia standardin ja kolmannen osapuolen kirjastoja, jotka kattavat yleiset upotetut tilanteet
Haitat:
- Jotkut tietyt Python-kirjastot eivät ole tuettuja, mikä voi tehdä tietyistä tehtävistä haastavampia
- Vaatii manuaalista muistinhallintaa
Käyttöesimerkkejä:
MicroPython on erinomainen upotettuihin järjestelmiin ja mikrokontrollereihin, kuten IoT-laitteisiin ja antureihin. Se tarjoaa kevyen ajoympäristön, jonka avulla kehittäjät voivat käyttää Pythonia upotettujen sovellusten luomiseen. Tehokkuutensa ja helppokäyttöisyytensä ansiosta MicroPython on monien aloittelijoiden ja upotettujen järjestelmien kehittäjien suosikki.
Yhteenveto
MicroPython ja Python tarjoavat kumpikin ainutlaatuisia etuja, jotka palvelevat erilaisia kehitystilanteita. MicroPython on ihanteellinen resurssirajoitetuille upotetuille järjestelmille ja IoT-laitteille. Yksinkertaisen ohjelmointirajapinnan ja rikkaan standardikirjaston avulla se mahdollistaa kehittäjien nopeasti prototyyppien ja virheenkorjauksen upotetuissa järjestelmissä Pythonin avulla. Tämä tekee siitä suositun kielen upotettuihin sovelluksiin.
Toisaalta Pythonia käytetään laajasti aloilla kuten web-kehitys, tieteellinen laskenta, data-analyysi ja tekoäly. Se voi ylpeillä laajalla ekosysteemillä ja laajalla dokumentaatiolla, tarjoten kehittäjille suurta mukavuutta. Vaikka Pythonin suoritusnopeus on hitaampi ja sen resurssien kulutus suurempaa, nämä suorituskykyerot ovat tyypillisesti hyväksyttäviä monissa sovelluksissa. Teknologian kehittyessä Python paranee todennäköisesti sekä suorituskyvyssä että resurssitehokkuudessa.
Kun esineiden internetin ja upotettujen järjestelmien suosio kasvaa, voimme odottaa MicroPythonin laajempaa käyttöönottoa. Sillä välin Python jatkaa merkittävien etujen tarjoamista eri aloilla, parantaen kehittäjien tehokkuutta. Olitpa sitten aloittelija tai kokenut kehittäjä, voit valita ohjelmointikielen, joka parhaiten sopii projektisi tarpeisiin.
