وحدة المعالجة المركزية التوت

أنواع وحدات معالجة Raspberry Pi

يُعدّ جهاز Raspberry Pi حاسوب لوحي صغير الحجم، مُتواضع التكلفة، ومتعدد الاستخدامات، مصمم لمساعدة الناس على تعلم البرمجة والحوسبة. يتشابه تصميمه مع بطاقة الائتمان، ويضم وحدة معالجة مركزية، وذاكرة، ومنفذ USB، ومخرج صوت، ومنفذ HDMI، ووحدة كاميرا، ودبابيس GPIO للتوصيلات المادية. يمكن تشغيل وحدات Raspberry Pi بالبطاريات وتعمل باستخدام أنظمة برمجية مفتوحة المصدر مثل Linux.

تتوفر Raspberry Pi بوحدات معالجة مركزية مختلفة لتناسب احتياجات المستخدمين المتنوعة. تشمل الأنواع الرئيسية:

• عائلة Raspberry Pi Zero

  تضم سلسلة Raspberry Pi Zero طرازات Pi Zero 1.3، و Pi Zero W، و Pi Zero 2 W، و Pi Pico. صُممت هذه السلسلة كأصغر طرازات Raspberry Pi، حيث يبلغ حجمها 65 مم × 30 مم. أضاف طراز Zero 1.3 موصل الكاميرا، والقدرة على الاتصال بشبكة Wi-Fi و Bluetooth. ويُعدّ طراز 2 W أحدث إصدار من Zero 1.3، ويزود بمعالج رباعي النواة يعمل بسرعة 1 غيغاهيرتز، أسرع مرتين من سابقه. تُعدّ Pi Zeros مثالية للمشاريع التي تتطلب مساحة محدودة، مثل الروبوتات، والطائرات بدون طيار، والأجهزة المحمولة.

• Raspberry Pi 2 و 3

  كان طراز Raspberry Pi 2 Model B الأول الذي يُدمج معالج رباعي النواة بسرعة 900 ميغاهيرتز. تميز أيضًا بذاكرة RAM سعة 1 غيغابايت، ومنفذين USB، ومنفذ إيثرنت، و 40 دبوس GPIO. أدت التطورات اللاحقة إلى إطلاق طرازات Raspberry Pi 3A، و 3B، و 3B+، و 3A+. كان طراز 3B و 3B+ يحتويان على ذاكرة RAM سعة 1 غيغابايت ويُدمجان مع معالجات رباعية النواة تعمل بسرعة 1.2 غيغاهيرتز. تُدعم هذه الطرازات HAT، مما يسمح بتوصيل ملحقات متوافقة، وتُشير التقارير إلى أنها أسرع 10 أضعاف من الطراز الأصلي.

• Raspberry Pi 4

  يتوفر Raspberry Pi 4 بإصدارات ذات ذاكرة RAM سعة 2 غيغابايت، و 4 غيغابايت، و 8 غيغابايت، ما يوفر سعة ذاكرة متزايدة. ويحتوي على معالج رباعي النواة قوي يعمل بسرعة 1.5 غيغاهيرتز، ويدعم مخرجات شاشة مزدوجة من خلال منفذي micro-HDMI. ويوفر سرعة نقل بيانات أعلى بفضل منافذ USB 3.0 و Ethernet Gigabit. تُمكن البرامج الثابتة الأحدث من التوافق مع أنظمة تشغيل مثل Android، مما يجعله مناسبًا لمهام الحوسبة المتقدمة، واستبدال سطح المكتب، وتطبيقات الوسائط المتعددة.

• وحدة معالجة Raspberry Pi

  يتكون هذا الإصدار من نواة Raspberry وصُمم للتطبيقات التي تتطلب دمجها في أجهزة مخصصة. ويضم ذاكرة فلاش eMMC ، ويتوفر في العديد من التكوينات. على سبيل المثال، يحتوي CM4 على معالج Cortex-A72 رباعي النواة ويتوفر في إصدارات ذات ذاكرة RAM سعة 1 غيغابايت / 2 غيغابايت / 4 غيغابايت وذاكرة فلاش سعة 8 غيغابايت. ويُعدّ مثاليًا للحلول الصناعية، وإشارات التلفزيون الرقمية، والنظم المضمنة حيث يكون دمج عامل الشكل أمرًا ضروريًا.

وظيفة وميزات وحدة معالجة Raspberry Pi

عند فحص وظائف وميزات وحدة معالجة Raspberry Pi ، من الضروري أولًا التمييز بين ما تُشير إليه وحدة المعالجة المركزية في هذا الحاسوب المحدد. قد تُشير عبارة "وحدة التحكم الدقيقة Raspberry Pi " أو "الحاسوب اللوحي" إلى العديد من الطرازات، بما في ذلك طراز Raspberry Pi 4 Model B، و Raspberry Pi 3 Model B، و Raspberry Pi 2 Model B.

بشكل أساسي، وبشكل مبسط، يُعدّ حاسوب Linux صغير الحجم، مُضاء، و plug-in-and-go، يتناسب مع اليد، ويُستخدم كأداة تعليمية لأشخاص من جميع الأعمار. تكمن جاذبية Raspberry Pi في تكلفته المنخفضة وإمكانية الوصول إلى برامج الترميز وعلوم الكمبيوتر المجانية. يمكن اعتبار جميع هذه العناصر وظائف للمنتج، صُممت لجعل تعلم الذكاء الاصطناعي، وميكانيكا الكمبيوتر، والبرمجة متاحًا للجميع.

طرازات Raspberry Pi

• طراز A - إصدار أقل تكلفة مع مؤشر LED واحد (مؤشر النشاط) وليس لديه مخرجات فيديو.
• طراز B - الطراز الأغلى تكلفة به أربعة منافذ USB و بطاقة SD سعة 10 غيغابايت حيث يتم تخزين نظام التشغيل.
• طراز AB - يضم جميع ميزات طرازي A و B من حيث الأجهزة، ولكن مع منفذين USB والقدرة على استخدام عصا ذاكرة كقرص صلب.

ميزات Raspberry Pi

• برنامج التمهيد والنواة: لبدء التشغيل، يحتوي على برنامج التمهيد الخاص به، الذي يمكن فحصه على بطاقة SD إلى Raspberry Pi 4. يتم تضمين نظام التشغيل الذي تستخدمه Raspberry Pi، وخاصة NOOBs أو Raspbian، في برنامج التمهيد.
• GPU ووسائط متعددة: يحتوي على معالج رسومات Videocore IV، الذي يُمكن هذا الحاسوب الصغير من تشغيل الرسومات، والفيديو، و OpenGL ES حتى الإصدار 2.0، مشفر ومُفكك بشكل كامل، بحد أقصى 1080p30/I، و H.264، و MPEG-43AEC، و AAC، و MP3.
• أجهزة USB: يمكن استخدام منفذ USB على Raspberry Pi لتوصيل عصي USB أو أقراص صلبة لإنشاء خوادم افتراضية وتخزين البيانات الحيوية، مثل أي ذاكرة متبقية على أجهزة الكمبيوتر.
• HDMI: يمكن أن يوفر بديل Raspberry Pi MKRPHDMI مخرجات فيديو عالية الدقة لشاشات HD أو أجهزة التلفزيون. يعمل الطراز الأول فقط مع VGA، بينما يمكن لطرازات Raspberry Pi الأحدث إخراج الفيديو إلى كلا منفذي HDMI حتى بدون وجود بطاقة فيديو أخرى.

سيناريوهات وحدة معالجة Raspberry Pi

تُعدّ Raspberry Pi أجهزة كمبيوتر لوحية صغيرة مع تطبيقات عملية متنوعة. وهي في المقام الأول وحدات نموذجية ومرنة، مما يمنحها حالات استخدام عديدة.

• إنشاء النماذج الأولية وتطوير المنتجات

  تُعدّ وحدات Raspberry Pi مثالية لإنشاء النماذج الأولية وتطوير منتجات النظم المضمنة. يمكن استخدامها لإنشاء عروض تجريبية لمفهوم أفكار أو منتجات مرتبطة بالروبوتات و IoT و الأتمتة أو أي نظام مُدمج.

• التعليم والتعلم

  تُعدّ Raspberry Pi مُناسبة للغاية للتعرف على أجهزة الكمبيوتر والبرمجة والنظم الإلكترونية. يمكن ل Raspberry Pi بسهولة تدريس أشياء مثل البرمجة المضمنة و أتمتة PLC و الروبوتات إلخ. يمكن أيضًا استخدامها للتعلم مهارات مرتبطة بتطوير البرامج و إدارة النظم و DevOps و وظائف الأمن السايبر.

• مركز الوسائط الرقمية

  يمكن استخدام حاسوب personel powered by Raspberry Pi المتصل بتلفزيون كمركز وسائط لبث مقاطع الفيديو من الاشتراكات أو من خلال الوسائل المستضافة ذاتيًا من خلال تطبيقات بث الوسائط المختلفة. يمكن أن يُصبح مركز وسائط أو بديل لل cable أو جهاز لعب الألعاب.

• أتمتة المنتجات أو العمليات

  يمكن ل Raspberry Pi أتمتة المهام التي تتطلب إما التكرار المتكرر أو التنفيذ التلقائي. على سبيل المثال، يمكن أن تُخطط لنسخ الاحتياطي و تنبيهات البريد الإلكتروني ومراقبة الخادم و جمع البيانات إلخ. تُساعد الأتمتة على توفير الوقت و تقليل خطأ العامل البشري من خلال جعل النظم تعمل بشكل مستقل.

كيفية اختيار وحدة معالجة Raspberry Pi

تُعدّ Raspberry Pi مُناسبة لمشاريع المبتدئين، ولكن من الضروري اختيار وحدة المعالجة المركزية المناسبة للمهمة. تختلف طرازات Pi في قدراتها على ال الطاقة، لذا فإن اختيار الطراز الذي يُناسب احتياجات المشروع أمر مُهم. تشمل بعض العوامل التي يُنصح بأخذها في الاعتبار:

• أجهزة الكمبيوتر و الملحقات

  لا تُركز فقط على مواصفات وحدة المعالجة المركزية:

  يمكن أن تُؤثر ذاكرة RAM على مهام المُتعددة و تحميل البرامج. تتراوح الطرازات من 512 ميغابايت إلى 8 غيغابايت. تُمكن ذاكرة RAM الأكبر من تشغيل برامج أكثر في الوقت نفسه وتُوفر وصولًا أسرع للبيانات، خاصة في المهام الكثيفة الذاكرة مثل تحرير الصور أو الفيديو.

  تُؤثر سرعة / فئة بطاقة microSD على وصول التخزين. تُمكن بطاقات الفئة 10 و UHS من أوقات تمهيد وتحميل أسرع. تُساعد بطاقة جيدة ذات سعة عالية على منع التخزين من عرقلة نقل البيانات.

  تختلف التوصيلات المادية بين الطرازات. تحتوي جميع أجهزة Pi على HDMI للفيديو ولكن قد تفتقر إلى منافذ العرض على لوحة المفاتيح Raspberry Pi 400. يُوفر 3B+ منفذ HDMI، بينما يُوفر 4 منفذ microHDMI. تطور منفذ USB أيضًا، من 2.0 في الطرازات الأقدم إلى 3.0، مما يُمكن من الأجهزة المحيطية السريعة. يتوفر منفذ إيثرنت على جميع الطرازات عدا الإصدارات اللاسلكية ويتراوح من 10/100 mbps إلى 1 gbps لشبكة LAN السلكية.

• الطاقة و الكفاءة

  خذ في الاعتبار احتياجات الطاقة و التبريد وفقًا لمطالب المشروع:

  تستخدم الطرازات الأقل مثل 3A+ فقط 400 mA، مما يُجعلها عالية الكفاءة للمهام الأساسية أو الاستخدام المُشغل بالبطارية. يستهلك 3B حوالي 600 mA، مما يُحقق توازنًا بين الأداء و الطاقة.

  تتطلب الطرازات الأعلى، خاصة Raspberry Pi 4، مزيدًا من الطاقة بحد أقصى 1.5 A، مما يُوفر أفضل سرعة لل طاقة. استخدم مزود طاقة USB-C 3A ل ل طاقة مستقرة و معالجة.

  تميل الأجهزة الأقل إلى العمل بدرجة حرارة أقل، ولا تحتاج إلى تبريد إضافي لل الاستخدام العادي. خذ في الاعتبار حلول التبريد النشطة أو السلبية مثل ICE Tower PI Heatsink ل ل أعباء العمل المستمرة أو الخطوات.

• المتطلبات و الميزانية

  حدد احتياجات المشروع و البرامج و الأجهزة المحيطية في وقت مُبكر ل ل ضيق نطاق الخيارات التي تُناسب. تُناسب المهام الأساسية مثل تصفح الويب و الوسائط أو البرمجة الخفيفة الطرازات المنخفضة / المتوسطة المدى. تستفيد حوسبة أكثر كثافة ، و التطبيقات ، أو فيديو 4K من الطاقة الإضافية للإصدارات الأعلى.

  من حيث الميزانية ، تُعدّ Raspberry Pi خيارًا حسابيًا مُتواضع التكلفة. تُقدم الطرازات التي تبدأ من أقل من 50 دولارًا قيمة جيدة على مستويات مُختلفة، مما يُوفر توفيرًا كبيرًا على أجهزة mini PC الأخرى. خذ في الاعتبار الحزم التي تحتوي على مُلحقات إضافية مثل نظام تشغيل مُثبت مسبقًا و حافظة و مزود طاقة مقابل قسط سعر طفيف ك مجموعة كاملة.

أسئلة وأجوبة

س1: ماذا يمكن ل Raspberry Pi أن يُنجزه؟

ج1: يُعدّ حاسوبًا صغيرًا، لذلك يمكن أن يُنجز كل ما يمكن ل حاسوب عادي أن يُنجزه، مثل الإنترنت و البرمجة و البريد الإلكتروني و الألعاب و ما إلى ذلك. ومع ذلك، غالبًا ما تُستخدم Raspberry Pi في مشاريع مثل الروبوتات و واجهة الأجهزة و البرمجة و ما إلى ذلك ، التي يستخدمها المعلمون والأشخاص الذين يتعلمون مهارات التكنولوجيا.

س2: ما هو نظام التشغيل الذي تستخدمه Raspberry Pi؟

ج2: هناك عديد من خيارات نظام التشغيل ل Raspberry Pi، ولكن من أكثر الأنظمة شيوعًا Raspbian، الذي يُسمى الآن Raspberry Pi OS، وهو إصدار من Debian Linux. هناك أيضًا إصدارات من Linux، مثل Ubuntu، التي يمكن تشغيلها على Raspberry Pi.

س3: هل تحتوي Raspberry Pi 4 على وحدة معالجة مركزية؟

ج3: نعم، تحتوي Raspberry Pi 4 على وحدة معالجة مركزية Raspberry Pi 4B. تُستخدم معالج Broadcom BCM2711 SoC (الذي يُشير إلى نظام على الشريحة) رباعي النواة ARM Cortex-A72 (طراز 1.5 غيغاهيرتز). تُعدّ وحدة المعالجة المركزية هي ما يُجعلها حاسوبًا و تُمنحها القدرة على إنجاز مهام تشبه مهام الحاسوب.

س4: ما هي سعة ذاكرة RAM التي تحتوي عليها Raspberry Pi 4؟

ج4: تتوفر Raspberry Pi 4 Model B ب خيارات ذاكرة RAM سعة 2 غيغابايت ، و 4 غيغابايت ، أو 8 غيغابايت. تُعدّ ذاكرة RAM مُهمة لأنها تُمكن الحاسوب من إنجاز مهام المُتعددة و تشغيل البرامج بشكل أكثر سلاسة. تُشير ذاكرة RAM الأكبر إلى إمكانية فتح برامج أكثر و إنجاز أشياء أكثر في الوقت نفسه.

س5: هل يمكن ل Raspberry Pi 4 استبدال PC؟

ج5: نعم، يمكنها استبدال PC أساسي جدا. تُشغل جميع برامج الحاسوب العادية، لذلك يمكن للأشخاص استخدامها ك حاسوب منزلي ل ل تصفح الإنترنت و التحقق من البريد الإلكتروني أو إنجاز عمل مكتبي خفيف. ومع ذلك، لا تُقدم نفس قوة حاسوب Windows أو Mac العادي. ستكون تجربة المستخدم مُختلفة جدا.