SO SÁNH LẬP TRÌNH NHÚNG PYTHON VỚI C/C++

, ,

C/C++ là ngôn ngữ thống trị hệ thống lập trình nhúng với tỷ lệ sử dụng hơn 95%. Lập trình nhúng Python lại đang có tốc độ phát triển số lượng người dùng cao nhất. Trong bài viết này, hãy cùng Học Viện Agile tìm hiểu lập trình nhúng là gì và so sánh ưu, nhược điểm của lập trình nhúng Python & C/C++.

Lập trình nhúng là gì?

  • Định nghĩa lập trình nhúng

Thuật ngữ lập trình nhúng dùng để chỉ hệ thống tự hành, thường được nhúng trong một hệ thống hoặc môi trường nào đó. Khái niệm lập trình nhúng và hệ thống nhúng lần đầu tiên xuất hiện vào thập niên 1960s và dần trở thành một ngành lớn mạnh trong lĩnh vực công nghệ thông tin, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất công nghiệp.

Lập trình nhúng ứng dụng trong các ngành máy tính, điện tử, viễn thông…

Hệ thống nhúng gồm cả thiết bị phần cứng và phần mềm, chỉ thực hiện một vài chức năng cụ thể và phải thỏa mãn yêu cầu hoạt động theo real-time (thời gian thực). Có hệ thống nhúng yêu cầu thời gian rất nhanh và chính xác như hệ thống phanh xe hơi/thiết bị điều khiển, có những hệ thống lại chấp nhận độ trễ tương đối (điện thoại di động, điều hòa…)

  • Ví dụ về hệ thống nhúng

Mỗi chức năng của điện thoại di động như máy ảnh, nghe nhạc, radio, wifi…đều là một hệ thống nhúng được tích hợp chung vào chiếc điện thoại. Khi đưa vào sản xuất đại trà, nhà sản xuất sẽ yêu cầu tối ưu hóa để giảm thiểu kích thước, tiết kiệm chi phí – đây chính là điểm khác biệt cơ bản của lập trình nhúng so với các phần mềm thông thường.

Mỗi chức năng của smartphone đều là một hệ thống nhúng

  • Thành phần cơ bản của lập trình nhúng
  • ROM: chứa chương trình, dữ liệu hoặc constant data. Đa số các hệ thống hiện nay đều sử dụng EEPROM/FLASH thay cho ROM vì chúng có khả năng ghi xóa, update chương trình mới.
  • RAM: thành phần hỗ trợ lưu các biến tạm và chương trình thực thi
  • MCU: bộ xử lý tính toán trung tâm
  • Một số thiết bị ngoại vi khác (ADC, I2C, UART…)

 

  • Đặc điểm của lập trình nhúng

Hệ thống nhúng là hệ thống chuyên dụng với khả năng tự hành, thực hiện một nhiệm vụ chuyên biệt và được tích hợp vào hệ thống lớn hơn. Hệ thống nhúng không đóng vai trò như một máy tính đa chức năng. Thông thường, hệ thống nhúng sẽ đòi hỏi sự ràng buộc về khả năng hoạt động theo thời gian thực tế, đảm bảo vận hành và độ an toàn của ứng dụng. Hệ thống nhúng cũng thường được sản xuất với số lượng lớn nên cần tối ưu kích thước và chi phí sản xuất để đạt hiệu quả tối ưu.

Những kỹ năng để thành công việc lập trình viên nhúng: 

Để trở thành một lập lập trình viên nhúng bạn cần có những kiến thức và kỹ năng sau:

Lập trình ứng dụng: C , C++, Python, Java.

Khả năng đọc được tài liệu tiếng anh chuyên ngành kỹ thuật, đặc biệt là datasheet.

Có những kiến thức về điện tử như logic, vi điều khiển, vi xử lý,..

Nắm vững các hệ điều hành như kiến trúc hệ điều hành, kiến trúc máy tính, hệ điều hành thời gian thực

Am hiểu mô hình Agile. Đây là kỹ năng quan trọng trong việc phát triển dự án. Bởi với mô hình này sẽ giúp sự liên kết giữa các thành viên trong nhóm chặt chẽ và linh hoạt hơn. Mỗi thành viên sẽ chủ động, sáng tạo hơn trong công việc của mình, đảm bảo hiệu quả hơn trong việc phát triển dự án. Đây là mô hình được nhiều công ty công nghệ lớn trên thế giới ứng dụng như: Apple, Microsoft, Facebook, Amazon, Spotify,… Và tại Việt Nam, khá nhiều doanh nghiệp lớn quan tâm mô hình này trong phát triển dự án. Việc hiểu và có thể áp dụng tư duy Agile, cụ thể là mô hình Scrum sẽ giúp các lập trình viên có được cách làm việc linh hoạt và năng suất hơn – điều rất quan trọng trong ngành công nghệ hiện nay.

Lập trình nhúng Python hay C/C++

C/C++ là ngôn ngữ lập trình thống trị hệ thống lập trình nhúng với ưu điểm tối ưu hiệu năng tuyệt vời. Tuy nhiên, lập trình nhúng Python đang ngày một phát triển và được ứng dụng nhiều hơn, tốc độ tăng trưởng số lượng người dùng cao. Trong bài viết này, hãy cùng Học Viện Agile tìm hiểu những ưu, nhược điểm của lập trình nhúng Python và C/C++.

Hiện nay, Python đang là ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất tại các chuyên khoa máy tính hàng đầu ở Mỹ, với tỷ lệ 8/10 khoa sử dụng Python trong chương trình dạy mã hóa. Python cũng là ngôn ngữ được dùng rộng rãi nhất trong nhóm sinh viên mới tốt nghiệp. Đối với các nhà phát triển phần mềm chuyên nghiệp, một số người thậm chí còn thành thạo Python hơn C/C++. Tuy nhiên, xét riêng về lập trình nhúng, khoảng 95% mã nguồn hiện nay được viết bằng C/C++. Trong số 5% còn lại, Python là ngôn ngữ có tốc độ phát triển người dùng nhanh nhất.

Lập trình nhúng Python chiếm ưu thế với ưu điểm đơn giản, mạch lạc, giúp giảm thời gian lập trình

C/C++ được sử dụng rộng rãi trong lập trình nhúng bởi tốc độ thời gian chạy nhanh, giúp tối ưu mã hóa. Mã nguồn có thời gian chạy nhanh hơn, gọn hơn, đáp ứng được yêu cầu hoạt động thời gian thực của hệ thống nhúng. 

So với C/C++, Python chiếm ưu thế ở quá trình phát triển với khả năng ghi, giảm lỗi và dễ đọc. Tính chất dễ đọc giúp quá trình làm việc nhóm trở nên dễ dàng. Khi các thuật toán nhúng ngày càng phức tạp, Python chiếm ưu thế hơn với các thư viện mã nguồn mở và tài liệu phong phú, cho phép lập trình viên sử dụng hàm được thiết lập sẵn trong mã nguồn của riêng họ.

Để lập trình nhúng Python nhưng vẫn cải thiện được tốc độ chạy, các lập trình viên có thể sử dụng trình biên dịch Just-In-Time. Trình biên dịch này hoạt động song song cùng với trình thông dịch của Python, cho phép trình thông dịch thực hiện nhanh hơn, tăng tốc độ thực thi của mã nguồn Python. Tuy vậy, giải pháp này chỉ nên được sử dụng nếu hệ thống đủ dung lượng. 

Lời kết

Lựa chọn lập trình nhúng Python hay C/C++ cũng tương tự như việc giải quyết vấn đề tốc độ phát triển phần mềm và tốc độ chạy. Hy vọng bài viết trên đã đem lại cho bạn đọc những kiến thức bổ ích về lập trình nhúng, lập trình nhúng Python và C/C++. Ngoài kiến thức chuyên môn, để phát triển hơn trong sự nghiệp, lập trình viên nên xem xét để trang bị thêm kiến thức, kỹ năng về quản trị dự án, khả năng điều phối công việc, phát huy tối đa năng lực của đội nhóm.