Gratis Programmieren lernen mit Raspberry Pi

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Gigantisch sind die Möglichkeiten des Raspberry Pi – für Programmierer. Anlass für die ELEKTRONIKPRAXIS, Literatur aufzuspüren, mit der auch Einsteiger die Programmierhürde überwinden können – und zwar gratis.

Raspberry Pi ist mit über 25 Millionen verkaufter Exemplare seit 2012 die beliebteste PC-Platine. Kein Wunder, schließlich meistert Raspberry Pi nicht nur Büroanwendungen und hochaufgelöste Filme, sondern lässt sich dank der 40-Pin-Stiftleiste mit zahlreichen Steckkarten, so genannten HATs (Hardware Attached on Top), bestücken. Raspberry Pi wird auf diese Weise etwa zum Steuer- und Messgerät oder Smart-Home-Zentrale.

Raspberry Pi macht es Einsteigern nicht leicht

Die gemeinnützige Organisation Raspberry Pi Foundation setzte bei der Entwicklung des Singleboard-Computers Raspberry Pi bewusst auf Linux als Betriebssystem, das der GNU GPL (General Public License) unterliegt. Denn einerseits sollen sich alle Jugendlichen die rund 35 Euro günstige PC-Platine leisten können, andererseits will die Foundation junge Leute ans Programmieren heranführen.

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Fakt ist jedoch: einschalten, Programme starten und loslegen wie von Windows-PCs gewohnt, ist mit der Linux-Platine Raspberry Pi nicht möglich. Hier sind bereits bei der Installation des Betriebssystems einige Hürden zu meistern, etwa das Betriebssystem von SD-Karte zu booten. Sie wollen ob dieser Komplexität doch erst einmal die Platine Raspberry Pi genauer kennenlernen, ehe Sie sich ans Programmieren wagen?

Raspberry Pi Beginner's guide

Dann empfehlen wir Ihnen das Magazin „The official Raspberry Pi Beginner’s Guide“ aus der Reihe „The MagPi“, dem offiziellen Raspberry-Pi-Kundenmagazin der Raspberry Pi Foundation. Das 244-seitige Magazin erläutert, wie man Raspberry Pi zum Starten bringt, führt ein in die Stiftleiste mit den GPIO-Pins (General Purpose Input/Output), also den Ein-/Ausgabepins für vielfältigste Erweiterungen und wie sich das Kameramodul für Raspberry Pi nutzen lässt.

Sie können „The official Raspberry Pi Beginner’s Guide“ kostenfrei als PDF herunterladen oder über den Raspberry Pi Press Store für 10 Pfund als gedrucktes Magazin erwerben. Die Preisangaben der Magazine aus dem Raspberry Pi Press Store umfassen nur das jeweilige Magazin, ohne Versand, Steuern, etc.

Wer eine deutschsprachige Einführung in Raspberry Pi bevorzugt, dem empfehlen wir den Online-Beitrag „Raspberry Pi Einstieg – Was brauche und wie starte ich?“ aus den Raspberry Pi Tutorials der Thomas Müller Elektronik.

Raspberry Pi spricht Linux

Obgleich es zahlreiche Betriebssysteme für Raspberry Pi gibt, die auf einer grafischen Benutzeroberfläche basieren, sind Programmierkenntnisse erforderlich, um Raspberry Pi ausreizen zu können. Im folgenden stellen wir eine Fülle an Literatur vor, die Anfängern einen Einstieg in die Programmierung vermittelt, aber auch Profis noch wertvolle Tipps bietet – und das zumeist kostenfrei.

Die Raspberry Pi Foundation empfiehlt insbesondere Einsteigern für den Betrieb des Raspberry Pi die Linux-Distribution Raspbian, die sich auf der Betriebssystem-Sammlung New Out Of Box Software (NOOBS) befindet. Die Foundation bietet auf ihrer Webseite eine Erklärung zur grundlegenden Linux-Nutzung, die aber Einsteiger oft überfordert.

Linux-Nachschlagewerke

Für Einsteiger besser geeignet und zudem deutschsprachig ist „Linux. Das umfassende Handbuch“ von Johannes Plötner und Steffen Wendzel aus dem Rheinwerk Verlag. Der Rheinwerk Verlag bietet einige seiner Bücher nicht nur zum Verkauf, sondern auch als „Openbooks“ an. Interessenten können diese – wie auch das eben genannte Buch – auf der Webseite von Rheinwerk kostenfrei online lesen.

Das Handbuch „Linux“ führt Schritt für Schritt in die Linux-Programmierung ein, bis hin zu Netzwerkgrundlagen und Sicherheitskonzepte. Fortgeschrittene, die rasch ihr Linux-Wissen testen möchten, finden in den einzelnen Kapiteln Aufgabenstellungen, deren Lösungen am Ende des Buches beschrieben werden.

Hinweis: Da dieses Online-Handbuch Linux aus dem Jahr 2012 stammt, dem Erscheinungsjahr des Raspberry Pi, hat es noch kein eigenes Kapitel zum Raspberry Pi. Erst der Nachfolger, „Linux. Das umfassende Handbuch„ von Michael Kofler, widmet dem Raspberry Pi ein eigenes Kapitel. Allerdings bietet der Rheinwerk-Verlag dieses Buch nicht als Online-Exemplar an, sondern nur als käuflich zu erwerbende Print- oder PDF-Variante für je 49,90 (ISBN 978-3-8362-5854-8) oder 44,90 Euro.

Wer noch eine andere, frei zugängliche Quelle für Linux sucht, der wird bei den Open-Books von O'Reilly fündig.

Linux lernen anhand von Videos

Video-Enthusiasten sei die Seite OpenHPI, der Internet-Bildungsplattform des Hasso-Plattner-Instituts empfohlen. Nach einer kostenfreien Registrierung kann man sich etwa Linux anhand der Videoreihe „Linux für alle“ im Selbststudium erarbeiten. Haben Sie sich den ersten Kursteil „Linux im täglichen Einsatz“ angesehen, gelangen Sie über die Schaltfläche „Weiter“ zu den Folgeteilen.

Linux-Muttersprache C

Linux basiert auf dem Betriebssystem UNIX. Die zentrale Sprache von UNIX wiederum ist C, die für die Entwicklung von UNIX-Software am häufigsten eingesetzt wird.

Simon Long, Senior Principal Software Engineer bei der Raspberry Pi Foundation, und seine Kollegen erkannten bereits vor einigen Jahren, dass es für Nutzer des Raspberry Pi essentiell ist, wenn diese C programmieren können. Doch Long fand kein wirklich empfehlenswertes Buch.

Learn to Code with C

So schrieb Simon Long 2017 einen Anfängerleitfaden zur C-Programmierung im Raspberry-Pi-Kundenmagazin „The MagPi“, genauer gesagt, in der Sonderausgabe „Learn to Code with C. Program with the world’s most popular language on your Raspberry PI“. Dieses Magazin „Learn to Code with C“, können Sie kostenfrei herunterladen. Long führt auf rund 90 Seiten anhand zahlreicher Beispiele in die C-Programmierung ein. „Sie benötigen keine Programmierkenntnisse, lediglich einen Raspberry Pi, auf dem das Betriebssystem Raspbian läuft,“ so Simon Long. „Learn to Code with C“ sah Simon Long als einen guten Einstieg in die Programmiersprache C. Doch mit diesem Werk wollte er sich nicht zufrieden geben:

„Was ich die ganze Zeit schreiben wollte, weil ich es tagtäglich bei Raspberry Pi mache,“ so Long, ist „ein Beitrag zu GUIs (Graphics User Interfaces), also die grafische Benutzerschnittstelle zu schreiben und wie man Anwendungen mit Hilfe des Open-Source-Tools GTK (GIMP Toolkit) erstellt. Das Toolkit GTK wird für die meisten Raspberry Pi Desktops und deren Anwendungen verwendet.“

An Introduction to C & GUI Programming

Allerdings erschließt sich diese Thematik insbesondere Anfängern nicht auf den ersten Blick. Deshalb hat Simon Long das Buch „An Introduction to C & GUI Programming“ verfasst. „Es führt den Leser durch die Grundlagen der Erstellung eines Fensters, das Setzen von Widgets darauf und die Herstellung von Widgets, die nützliche Dinge tun – und bringt Sie so weit, dass Sie genug wissen, um eine Anwendung wie die zu schreiben, die ich für den Raspberry Pi Desktop geschrieben habe“, fasst Simon Long das Buch zusammen.

Auch „An Introduction to C & GUI Programming“ eignet sich für Anfänger, denn Long versteht es, Komplexes auf einfache Weise darzustellen. Das Buch führt zunächst in die Grundlagen von C ein. Mit „Hello world“ startet Long in die C-Programmierung und erläutert dabei detailliert die Vorgehensweise. Immer komplexere Programme werden erstellt, ehe sich Long dann den funktionsreichen GUI-Anwendungen widmet, die auf dem Desktop ausgeführt werden können. „An Introduction to C & GUI Programming“ ist als kostenfreier PDF-Download erhältlich, aber auch als gedrucktes Buch für 10 Pfund über Raspberry Pi Press.

C von A bis Z

Sie wünschen eine detailliertere Einführung in C oder bevorzugen ein deutschsprachiges Buch? Dem sei das Openbook „C von A bis Z“ von Jürgen Wolf aus dem Rheinwerk Verlag empfohlen. Das Buch fängt „bei Adam und Eva an“ und endet in den Tiefen der C-Programmierung. Die Printvariante ist für 39,90 Euro erhältlich.

Scratch: Programmieren kinderleicht

Scratch, entwickelt am MIT, ist eine visuelle Programmiersprache, die es selbst Kindern ermöglicht, ohne Vorkenntnisse in kurzer Zeit mit dem Programmieren zu beginnen. Scratch ist Teil zahlreicher Raspberry-Pi-Betriebssysteme, etwa Raspbian. Das Magazin „Learn to Code with Scratch“ aus der MagPi-Reihe führt den Anwender Schritt für Schritt bis zum Erstellen verschiedenster Projekte wie Spiele, Animationen, Quiz und elektronische Schaltkreise ein. Sie können „Learn to Code with Scratch“ kostenfrei herunterladen oder als Druckvariante für 3,99 Pfund ordern.

Die Raspberry Pi Press bietet ein weiteres Magazin an, das in die Scratch-Programmierung einführt: Das „Book of Scratch“ ist ebenfalls als kostenfreier Download verfügbar oder als Printvariante für 9,99 Pfund.

Python, eine mächtige Einstiegssprache

Auch Python, eine objektorientierte Programmiersprache, die auf vielen Plattformen wie Linux verfügbar ist, eignet sich für Anfänger. Dabei ist Python aber kein Spielzeug, sondern sehr mächtig und flexibel und daher auch gut geeignet für große Projekte. Auch Python wird in der MagPi-Reihe bedacht, genauer gesagt, im Magazin „Make Games with Python“ von Sean M. Tracey. Allerdings setzt dieses Magazin aus dem Jahr 2016 Programmierkenntnisse voraus. Interessenten können „Make Games with Python“ kostenfrei downloaden oder für 3,99 Pfund als Printausgabe erwerben.

Entdecken Sie die Befehlszeile

Die grafische Benutzeroberfläche vereinfacht vieles; wer will heute schon etwa auf Icons verzichten. Doch die grafische Benutzeroberfläche meistert nicht alle Anforderungen. Gerade Komplexes lässt sich teilweise besser über die Befehls- oder Kommandozeile realisieren. Wer diese nutzen möchte, dem sei die MagPi-Ausgabe „Conquer the Command Line. The Raspberry Pi Terminal Guide“ von Richard Smedley empfohlen. Sie erhalten Conquer the Command Line kostenfrei zum Download oder für 3,99 Pfund über die Raspberry Pi Press.

MagPi auch in deutscher Sprache

Lesertipp: MagPi wird über den Chip Kiosk auch in einer deutschsprachigen, aber kostenpflichtigen Variante veröffentlicht. Wer einen Gratisblick in deutschsprachige MagPis werfen möchte, findet auf der Onlineseite von Chip 16 ältere MagPi-Ausgaben zum kostenlosen Download.

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