《樹莓派使用者指南(第3版)》 1 6 一點背景

2021-09-23 16:04:34 字數 1855 閱讀 4027

在進入第2章之前,先來熟悉一下關於樹莓派和它的作品的一些背景細節是個好主意。樹莓派作為乙個通用計算機,可以完成和任何台式電腦、膝上型電腦或伺服器同樣的任務,儘管效能上會差一些。它被設計為乙個微控制器,旨在供愛好者和教育目的使用,這和通常意義下的計算機有著很多重要的不同之處。

1.6.1 arm與x86

樹莓派系統的核心部分使用的是乙個稱為broadcom bcm2835的片上系統,這是一種多**處理器系統。這意味著絕大部分系統元件,包括**處理單元、圖形處理單元以及音訊和通訊硬體,都可以整合在一塊晶元上,並放置於主機板**的一塊記憶體晶元的下面。

broadcom bcm2835片上系統和我們平常所使用的普通台式電腦或膝上型電腦不僅在處理器的設計工藝上有所不同,同時,它還使用一種不同的指令集架構(instruction set architecture,isa),即arm架構。

arm架構是acorn電腦公司在20世紀80年代後期開發出來的,它主要使用在移動裝置上,而很少使用在桌面計算機中。你口袋裡的手機幾乎都有至少乙個基於arm的處理核心。相比於桌面處理器晶元具有高功耗和複雜指令集計算機(cisc)架構而言,arm晶元的精簡指令集(risc)結構簡單、功耗低,因而成為移動使用者的完美選擇。

正是由於使用了基於arm的bcm2835片上系統,樹莓派能夠在micro-usb介面提供的5v和1a電源驅動下執行。由於晶元的低功耗,即使處理複雜的任務,產生的熱量也很少,因此使用者在這個樹莓派裝置上不會找到任何散熱片。

然而,這也意味著樹莓派與傳統的pc軟體不能很好地相容。大多數台式電腦和膝上型電腦的軟體都是使用x86指令集架構的,例如amd、intel或via的處理器。而這些基於x86架構的軟體卻不能直接執行在基於arm架構的樹莓派上。

bcm2835 片上系統使用的是一種叫作 arm11 的處理器設計,它是基於armv6指令集結構設計的。值得注意的是:armv6是乙個輕量級、功能強大的指令集結構,與之相對的arm cortex系列處理器使用了更加先進的armv7結構。和在x86上類似,armv7的軟體也很遺憾地不能與樹莓派上的bcm2835進行相容,儘管開發人員可以通過一種被稱為移植的過程來使軟體能夠在上面正常工作。

但這並不意味著限制了使用者的選擇。稍後在這本書中,你會發現,有非常多的適用於armv6指令集的軟體,並且隨著樹莓派的普及,軟體的數量還會越來越多。通過這本書,即使你沒有任何程式設計經驗,也能學會如何開發和創造你自己的軟體。

1.6.2 windows與linux

除了尺寸和**外,樹莓派和台式電腦或膝上型電腦另外乙個重要的不同點就是作業系統,即控制整台電腦的軟體系統。

大多數台式電腦和膝上型電腦都使用微軟的windows作業系統或是蘋果的os x作業系統。這兩個平台都是閉源的,在使用過程中有版權限制。

閉源作業系統最大的不同在於控制系統做什麼的源**是不對外開放的。閉源軟體的源**是絕對保密的。使用者能夠獲得最終的軟體產品,但無法知道它是如何編寫的。

不同的發行版本適合於不同的需求,但是它們都是開源的。它們也是相互相容的:debian上的軟體可以很好地執行在arch linux上,反之亦然。

linux系統不是樹莓派上所獨有的。幾百種不同的發行版本執行在桌面計算機、膝上型電腦以及眾多的移動裝置中,例如,google的android作業系統就是基於linux核心的。如果你喜歡在樹莓派上使用linux系統,那麼你同樣會喜歡在其他計算裝置上使用它。linux系統與你當前執行的系統欣然共存,當你的樹莓派不能使用時,它將給你乙個熟悉的linux環境,讓你去享受極大的便利。

如同arm架構和x86架構的不同之處,windows、os x與linux也有乙個非常不一樣的地方:為windows或os x編寫的程式不能在linux上執行。所幸,對於絕大多數常用的軟體產品,在linux上都有很多可供選擇的替代軟體了。更重要的是,這些軟體中的大部分都是可以自由使用的開源軟體,並且還可以安裝在windows和os x上面,這可以使使用者在3個平台上都能獲得同樣的體驗。

《樹莓派使用者指南(第3版)》 導讀

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