树莓派介绍

树莓派介绍

chentuo@ms.xab.ac.cn2018.05.16/2018.05.16

 

1.  什么是树莓派(Raspberry Pi)

树莓派是由树莓派基金会研发的一种只有信用卡大小的单板机电脑,最初的设计目标是用较为廉价的硬件和开源软件为儿童提供一个计算机教育平台。但其优秀的扩展性和易于开发的特性,使其不仅仅用于儿童教育,更是成为了极客们的玩具。树莓派被开发出了千千万万种玩法,并且普通人也可以轻松实现。

官方网站:https://www.raspberrypi.org/


目前树莓派最新版本是第三代B型和B+型,一般简称B和3B+,下面是参数对比。

3B还有一个小分支叫Zero系列,目前,Zero系列有两款,分别是Zero和Zero W。

Zero系列是针对于要求极致体积并且对性能要求不高的场景。比如无人机、探空气球之类的,又或者是单纯的对于计算能力要求不高的的场景,比如3D打印机、自动化农场、掌机之类的玩法。

2.  树莓派硬件选择

可以参考官方文档https://www.raspberrypi.org/documentation/

2.1基本配置

TF卡

树莓派正常启动需要主板+电源+TF

推荐使用8GB以上的4类TF卡,官方购买的预装NOOBS

SD卡和TF卡的区别:SD卡是Secure Digital Card的英文缩写,直译就是“安全数字卡”。TF卡即是T-Flash卡,又叫micro SD卡,即微型SD卡。

显示和连接电缆

任何HDMI / DVI显示器和任何电视都应该用作Pi的显示器。为获得最佳效果,请使用HDMI输入,但其他连接适用于较旧的设备。

l  键盘和鼠标

-       任何标准的USB键盘和鼠标都可以与您的树莓派配合使用。

-       如果已经配对,无线键盘和鼠标将工作。

-       有关键盘布局配置选项,请参阅raspi-config

电源

-       树莓派由USB Micro电源供电(与大多数标准手机充电器一样)。

-       您需要一款高质量的电源,为3B+型供电至少 2A。

2.2 可选配置

l  以太网(网络)电缆[仅适用于3B / 3B+型

-       以太网电缆用于将您的树莓派连接到本地网络和互联网。

l  音频引线

-       音频可以通过使用标准3.5mm插孔的扬声器或耳机播放。

-       如果没有HDMI电缆,则需要音频引线来产生声音。

-       如果您使用HDMI电缆连接带扬声器的显示器,则不需要单独的音频引线,因为音频可以直接通过显示器播放; 但如果您希望通过其他扬声器播放音频,则可以连接一个 - 这需要进行配置

 

参考资料

1.     明明白白玩 Pi 篇一:树莓派入门指南https://post.smzdm.com/p/545912/

 

Linux相关

l  wget

wget是一种下载软件,类似与迅雷。

通过HTTP、HTTPS、FTP三个最常见的TCP/IP协议下载,并可以使用HTTP代理,

名字是World Wide Web”与“get”的结合。

l  apt-get

ap-get是一种软件安装方式,它是基于Debian

l  Debian

Debian GNU/Linux 是一个操作系统及自由软件的发行版,它是由一群自愿付出时间和精力的用户来维护并更新的。


<think>好的,我需要回答用户关于树莓派工作原理和基本介绍的问题。首先,用户提供的引用内容中有四个引用,我需要从中提取有用的信息。引用1提到了树莓派使用Raspbian系统,适合初学者,但建议专业开发者使用Linux系统。引用2讨论了有屏幕和无屏幕使用树莓派的方法,包括远程连接的三种方式。引用3介绍树莓派作为便宜的Linux电脑,用途广泛,如文字处理、媒体播放等。引用4涉及文件系统的块和inode结构,可能与存储管理有关。 用户的问题是树莓派的工作原理和基础介绍,所以需要整合这些信息。首先,基本介绍应包括树莓派是什么、硬件组成、操作系统和应用场景。工作原理部分需要解释其如何作为微型计算机工作,包括启动过程、输入输出处理、存储管理等。 需要确保回答结构清晰,分点说明。同时,按照用户的要求,使用中文,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但可能这个问题中数学公式不多,不过如果有的话要注意格式。此外,生成相关问题,并在引用处添加标识。 需要注意引用中的内容,例如引用3提到树莓派是卡片式Linux电脑,价格35美元,用途广泛。引用4中的块和inode结构属于文件系统部分,可能在存储管理的工作原理中提到。引用2的远程连接方法可以作为使用场景的一部分。 需要将信息组织成逻辑连贯的段落,先介绍基本概念,再详细工作原理,最后应用场景。同时,生成的相关问题需要围绕树莓派的工作原理、使用方法和优化等方面。</think>### 树莓派工作原理及基础介绍 #### 一、基本介绍 树莓派(Raspberry Pi)是一款由英国树莓派基金会开发的**单板计算机**,旨在促进计算机科学教育。其核心特点包括: 1. **硬件组成** - 采用ARM架构处理器(如树莓派4B搭载Broadcom BCM2711,四核Cortex-A72 CPU)。 - 集成GPU(支持OpenGL ES 3.0)、内存(1GB-8GB可选)、USB接口、HDMI输出、GPIO引脚等。 - 通过MicroSD卡作为存储介质,加载操作系统和用户数据[^3][^4]。 2. **操作系统** - 默认支持基于Debian的Raspberry Pi OS(原Raspbian),兼容Linux发行版如Ubuntu、Arch Linux等。 - 支持运行Python、C/C++等编程语言,适合嵌入式开发和物联网(IoT)应用[^1][^3]。 3. **应用场景** - 教育领域:学习编程、电子电路设计。 - 工业控制:传感器数据采集、自动化控制。 - 家庭媒体中心:通过Kodi等软件播放高清视频。 #### 二、工作原理 树莓派作为微型计算机,其工作流程遵循冯·诺依曼体系结构: 1. **启动过程** - 通电后,**Bootloader**从MicroSD卡的特定分区加载内核和操作系统。 - 系统初始化完成后,用户可通过命令行或图形界面操作[^4]。 2. **输入输出处理** - 通过GPIO引脚连接外部设备(如传感器、LED灯),实现物理计算。 - 示例:控制LED闪烁的Python代码: ```python import RPi.GPIO as GPIO import time GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(18, GPIO.OUT) while True: GPIO.output(18, True) time.sleep(1) GPIO.output(18, False) time.sleep(1) ``` 3. **存储管理** - 文件系统以“块”(Block)为单位读写数据(通常4KB/块),提升效率。 - **inode**结构体记录文件元数据(如权限、大小、存储位置)[^4]。 #### 三、典型使用方式 - **有屏幕模式**:连接显示器、键盘和电源,直接操作图形界面[^2]。 - **无屏幕模式**:通过SSH、VNC或XRDP远程访问,适合嵌入式部署[^2]。 --- ### 相关问题 1. 树莓派如何通过GPIO引脚实现与传感器的通信? 2. 树莓派4B与早期型号(如3B)的主要性能差异是什么? 3. 如何在树莓派上部署Web服务器? 4. 树莓派的文件系统优化方法有哪些?
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