Raspberry Pi是什么?如何進行計算機學習

2013-02-07 11:16:56來源:極客公園作者:

Chris Anderson 把創(chuàng)客運動稱為新的工業(yè)革命。運用互聯(lián)網(wǎng)和最新的工業(yè)技術(shù),再加上你的創(chuàng)意,每一個人都可以像過去龐大的生產(chǎn)工廠一樣創(chuàng)造出新玩意兒。你可以在網(wǎng)上買到你想要的零件,或用 3D 打印機打印自己設(shè)計的

Chris Anderson 把創(chuàng)客運動稱為新的工業(yè)革命。運用互聯(lián)網(wǎng)和最新的工業(yè)技術(shù),再加上你的創(chuàng)意,每一個人都可以像過去龐大的生產(chǎn)工廠一樣創(chuàng)造出新玩意兒。你可以在網(wǎng)上買到你想要的零件,或用 3D 打印機打印自己設(shè)計的部件,按照分享在互聯(lián)網(wǎng)的開放知識,做出自己的平板電腦、機器人, 甚至鋼鐵俠鎧甲和小型核反應堆。當然,現(xiàn)在來看創(chuàng)客運動還是小部分人的運動,你不僅需要豐富的知識,還要有空閑的時間和較多的資金,才能做出一件可以在視頻網(wǎng)站上炫耀的玩意兒?扇绻阆褚粋真正的極客一樣,對創(chuàng)客們的革命事業(yè)懷著無比堅定的信念,渴望有一天也能打造出自己的科技酷玩,廉價低成本的單板機 Raspberry Pi(樹莓派)可以作為一個好的開始。

 創(chuàng)客引發(fā)新工業(yè)革命

選擇 Raspberry Pi 作為 DIY 入門不僅因為價格簡單,更主要的在于 Raspberry Pi 就是一臺運行 ARM 處理器的主機,你只需插入寫有操作系統(tǒng)的 SD 卡,將它連上電源、鍵盤和顯示器,就算大功告成了,上手極易。聽起來似乎很簡單,但樹莓派畢竟不是面向終端消費者的消費品。如果你之前對計算機知識沒有多少了解,正好可以通過對樹莓派的各種折騰來學習。樹莓派的最初設(shè)計也是用于計算機教學,所以它要始終維持在較低的價格,方便人們可以低成本的在上面學習和做實驗,而不是去拼性能、賽參數(shù)。這一點也決定了它不是你的日常電腦的替代品。低性能也保證你可以專注于學習,而不會一邊學習一邊刷微博、聽音樂。所以真正能發(fā)揮樹莓派價值的玩家,除了樂于創(chuàng)新的技術(shù)大牛,就是剛?cè)腴T學習計算機知識的菜鳥。

樹莓派上手準備

選購樹莓派

要使用樹莓派肯定要先買樹莓派。樹莓派是由 Raspberry Pi Foundation 開發(fā)。作為一慈善機構(gòu),樹莓派基金會自己是不生產(chǎn)和銷售樹莓派的,而是將樹莓派的生產(chǎn)和銷售授權(quán)給 Element 14/Premier Farnell 和 RS Components 兩家公司。這兩個公司在中國都有網(wǎng)絡(luò)銷售代理商,分別為 e 絡(luò)盟和 RS 中國。當然淘寶上也有大量貨源,且購買流程方便,發(fā)貨快。在這里還需說明,最新的 B 型號是 512MB 內(nèi)存的(本文以此為例),有英國制造和中國制造兩種,藍色的音頻輸出接口是英國制造,黑色的是中國制造。由于你購買的只是單板機,為保護電路,你還需要購買一個外殼。當然,你也可以 3D 打印一個外殼或者用樂高積木拼裝一個。

樹莓派的運行系統(tǒng)需要裝在一張至少 4GB Class 4 的 SD 卡上(注意是 SD 卡,不是現(xiàn)在智能手機用的microSD,你也可以把 microSD 裝在 SD 適配器里),USB 接口的鼠標和鍵盤(一款帶觸摸板的迷你無線鍵盤會非常適合),一根連接高清顯示器的 HDMI 線,如果顯示器沒有 HDMI 接口,需要 HDMI-DVI-D 適配器(警告:不要使用沒有電源的HDMI→VGA視頻轉(zhuǎn)換器)。附上一份支持樹莓派的附件清單,請務(wù)必對照采購。樹莓派的電源接口是 microUSB,所以一般智能手機的充電電源也可以用于樹莓派,只要它是 700mA 5V。下圖是一份購買配件的參照清單。

購買樹莓派配件參考清單

刻錄樹莓派系統(tǒng)

樹莓派運行的官方系統(tǒng)是基于 Debian 的衍生版 Raspbian,你也可以安裝其它移植到樹莓派上的 Linux 發(fā)行版。可以從 Raspberrypi.org 上下載最新版 Raspbian “wheezy” 后刻錄到 SD 卡中。將下載后的壓縮包解壓,得到 img 格式鏡像。在 Windows 下,可以使用 Win32DiskImager 向 SD 卡寫入系統(tǒng)鏡像。Mac OS X 和 Linux 的用戶可以通過命令行寫入鏡像文件。下面以 Ubuntu 為例,其它 Linux 發(fā)行版和 Mac OS X 相同:

  1. 解壓的鏡像文件放在 Home 文件夾下(也就是 /home/(你的用戶名)),
  2. 先不插入 SD 卡,終端中輸入 df -h,之后再插入 SD 卡,
  3. 再次運行 df -h,找到新出現(xiàn)的設(shè)備,記下設(shè)備名,如 "/dev/mmcblk0p1" 或 "/dev/sdd1"(最后的“p1”和“1”代表分區(qū)編號)。
  4. 卸載 SD 卡,umount /dev/(設(shè)備名),
  5. sudo dd bs=4M if=~/2012-12-16-wheezy-raspbian.img of=/dev/mmcblk0(注意,因為你要拷貝的是整個 SD 卡,所以去掉分區(qū)編號“p1”)。接下來取決于你的 SD 讀寫速度。
  6. 拷貝完成后,會出現(xiàn)寫入數(shù)據(jù)大小和所用時間的列表。之后卸載 SD ,可以將其插入http://www.raspberrypi.org/downloads了。

第一次開機

將寫好系統(tǒng)的 SD 卡插入樹莓派,接上 USB 鍵盤和鼠標,連上顯示器,最后接上電源。想讓樹莓派上網(wǎng),只需插入連接路由器的以太網(wǎng)線即可。如果一切順利,你會看見一個寫滿各種設(shè)備初始化信息的啟動 log。這信息也可以在登錄后,輸入 dmesg 查看。首次運行http://www.raspberrypi.org/downloads后,出現(xiàn)的是一個配置工具。介于我們是帶著學習的目的玩樹莓派,你完全可以對這些設(shè)置進行各種折騰,不過這里還是對個別設(shè)置做個簡單說明。

樹莓派配置界面

  • expand_rootfs : 只有選擇了這一項,你才能使用整張 SD 卡。
  • overscan : 如果顯示的內(nèi)容無法填滿整個顯示器,啟動這一項。
  • configure_keyboard : 樹莓派默認的鍵盤設(shè)置是英式,而我們使用的是美式鍵盤,所以需要選擇 English(US)
  • change_pass : 默認密碼是 raspberry,改一個更安全的吧。
  • change_locale : 由于沒有中文字體,此時不要選擇中文。今后可以安裝中文字體,安裝方法和 Ubuntu 一樣。
  • change_timezone : 更改時區(qū)。
  • memory_split : 分配 CPU 和 GPU 的內(nèi)存的。
  • ssh : 激活 Secure Shell 服務(wù),使你可以遠程登陸http://www.raspberrypi.org/downloads。
  • boot_behaviour : 設(shè)置啟動時是否啟動圖形界面。如果你想使用樹莓派好好學習 Linux 系統(tǒng),那就選 no。

設(shè)置好后重啟。命令行登錄界面需輸入用戶名和密碼,默認用戶名 pi,密碼 raspberry。登錄后,輸入 startx,也可進入桌面環(huán)境。樹莓派沒有電源開關(guān),在命令行下輸入 sudo shutdown -h now 關(guān)機,sudo reboot 重啟。

熟悉 Linux 學習環(huán)境

如果你不太習慣命令行操作,進入圖形界面也沒關(guān)系。Raspbian 使用 LXDE(Lightweight X11 Desktop Environment)桌面環(huán)境,和其它桌面環(huán)境使用起來沒多大不同。需要說明的是默認的網(wǎng)頁瀏覽器 Midori 沒有 Flash,不支持 HTML 5 視頻。媒體播放器 omxplayer 是命令行操作,建議不要放過任何熟悉命令行操作的機會。況且,Linux 下著名的 VLC 和 MPlayer 也沒有相應的移植版。另外需要注意的是,MPEG-2 格式的視頻需要單獨購買硬件許可。

通過 Raspbian 的終端工具 LXTerminal 可以進入 shell,和其它 Linux 發(fā)行版沒區(qū)別。使用樹莓派學習 Linux 的好處在于你不用在虛擬機中運行緩慢的系統(tǒng),也不用擔心一不小心對日常用的電腦造成不可挽回的損失。如果你是用前面介紹的方法在 Linux 下拷貝鏡像文件到 SD 卡,Linux 環(huán)境對你來說就不是問題。如果你之前沒接觸過類 Unix 系統(tǒng)(包括 Linux發(fā)行版和 Mac OS)的命令行方式,可以根據(jù)這個命令行在線學習教程來學習。

Linux 的一大好處在于豐富的軟件包都可以通過網(wǎng)絡(luò)安裝,比什么 App 商店都要方便。sudo apt-get install (軟件名)即可。除了學習 Linux,Raspbian 還內(nèi)置了兩個非常適合初學者的編程語言,Python(2和 3)和 Scratch。兩種語言都有豐富的在線教學資料。Python 可以在 Codecademy 和 Learn Python The Hard Way 學習;Scratch 是簡單的可視化編程語言,除了官網(wǎng)有豐富的資源外,還可以跟隨 edX 上哈佛大學的開放課 CS50x 學習。

樹莓派的學習環(huán)境

漫長的學習之路

樹莓派目前正在被大力推廣到計算機教學中,連 Google 都向一些學校贈送樹莓派用于計算機學習。樹莓派的 GPIO 接口還可以和各種傳感設(shè)備連接,配合 Arduino 打造出各種炫酷的科技產(chǎn)品。想象一下用樹莓派制作自己的穿戴計算設(shè)備,將身邊的各種數(shù)據(jù)信息放在視頻眼鏡上顯示,那會有多酷?在網(wǎng)上可以找到很多 Raspberry Pi 項目,官方論壇和 RPi Hub 都有很好的參考。為了有一天可以制作出自己的定制電腦來,現(xiàn)在就開始學習 Raspberry Pi 吧。

關(guān)鍵詞:Raspberry計算機電腦

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