樹(shù)莓派的ARM與x86和Windows與Linux的背景資料說(shuō)明

　　先來(lái)熟悉一下關(guān)于樹(shù)莓派和它的作品的一些背景細(xì)節(jié)是個(gè)好主意。樹(shù)莓派作為一個(gè)通用計(jì)算機(jī)，可以完成和任何臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦或服務(wù)器同樣的任務(wù)，盡管性能上會(huì)差一些。它被設(shè)計(jì)為一個(gè)單片機(jī)，旨在供愛(ài)好者和教育目的使用，這和通常意義下的計(jì)算機(jī)有著很多重要的不同之處。

　　ARM與x86

　　樹(shù)莓派系統(tǒng)的核心部分使用的是一個(gè)稱(chēng)為Broadcom BCM2835的片上系統(tǒng)，這是一種多媒體處理器系統(tǒng)。這意味著絕大部分系統(tǒng)組件，包括中央處理單元、圖形處理單元以及音頻和通信硬件，都可以集成在一塊芯片上，并放置于主板中央的一塊內(nèi)存芯片的下面。

　　Broadcom BCM2835片上系統(tǒng)和我們平常所使用的普通臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦不僅在處理器的設(shè)計(jì)工藝上有所不同，同時(shí)，它還使用一種不同的指令集架構(gòu)（Instruction set architecture，ISA），即ARM架構(gòu)。

　　ARM架構(gòu)是Acorn電腦公司在20世紀(jì)80年代后期開(kāi)發(fā)出來(lái)的，它主要使用在移動(dòng)設(shè)備上，而很少使用在桌面計(jì)算機(jī)中。你口袋里的手機(jī)幾乎都有至少一個(gè)基于ARM的處理內(nèi)核。相比于桌面處理器芯片具有高功耗和復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（CISC）架構(gòu)而言，ARM芯片的精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低，因而成為移動(dòng)用戶(hù)的完美選擇。

　　正是由于使用了基于ARM的BCM2835片上系統(tǒng)，樹(shù)莓派能夠在Micro-USB接口提供的5V和1A電源驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行。由于芯片的低功耗，即使處理復(fù)雜的任務(wù)，產(chǎn)生的熱量也很少，因此用戶(hù)在這個(gè)樹(shù)莓派設(shè)備上不會(huì)找到任何散熱片。然而，這也意味著樹(shù)莓派與傳統(tǒng)的PC軟件不能很好地兼容。大多數(shù)臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦的軟件都是使用x86指令集架構(gòu)的，例如AMD、Intel或VIA的處理器。而這些基于x86架構(gòu)的軟件卻不能直接運(yùn)行在基于ARM架構(gòu)的樹(shù)莓派上。 BCM2835 片上系統(tǒng)使用的是一種叫作 ARM11 的處理器設(shè)計(jì)，它是基于ARMv6指令集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。值得注意的是：ARMv6 是一個(gè)輕量級(jí)、功能強(qiáng)大的指令集結(jié)構(gòu)，與之相對(duì)的ARM Cortex系列處理器使用了更加先進(jìn)的ARMv7結(jié)構(gòu)。和在x86上類(lèi)似，ARMv7的軟件也很遺憾地不能與樹(shù)莓派上的BCM2835進(jìn)行兼容，盡管開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)一種被稱(chēng)為移植的過(guò)程來(lái)使軟件能夠在上面正常工作。但這并不意味著限制了用戶(hù)的選擇。稍后在這本書(shū)中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，有非常多的適用于ARMv6指令集的軟件，并且隨著樹(shù)莓派的普及，軟件的數(shù)量還會(huì)越來(lái)越多。通過(guò)這本書(shū)，即使你沒(méi)有任何編程經(jīng)驗(yàn)，也能學(xué)會(huì)如何開(kāi)發(fā)和創(chuàng)造你自己的軟件。