樹莓派的ARM與x86和Windows與Linux的背景資料說明

　　先來熟悉一下關于樹莓派和它的作品的一些背景細節(jié)是個好主意。樹莓派作為一個通用計算機，可以完成和任何臺式機、筆記本電腦或服務器同樣的任務，盡管性能上會差一些。它被設計為一個單片機，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。

　　ARM與x86

　　樹莓派系統(tǒng)的核心部分使用的是一個稱為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式機或筆記本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年代后期開發(fā)出來的，它主要使用在移動設備上，而很少使用在桌面計算機中。你口袋里的手機幾乎都有至少一個基于ARM的處理內(nèi)核。相比于桌面處理器芯片具有高功耗和復雜指令集計算機（CISC）架構而言，ARM芯片的精簡指令集（RISC）結構簡單、功耗低，因而成為移動用戶的完美選擇。

　　正是由于使用了基于ARM的BCM2835片上系統(tǒng)，樹莓派能夠在Micro-USB接口提供的5V和1A電源驅動下運行。由于芯片的低功耗，即使處理復雜的任務，產(chǎn)生的熱量也很少，因此用戶在這個樹莓派設備上不會找到任何散熱片。然而，這也意味著樹莓派與傳統(tǒng)的PC軟件不能很好地兼容。大多數(shù)臺式機和筆記本電腦的軟件都是使用x86指令集架構的，例如AMD、Intel或VIA的處理器。而這些基于x86架構的軟件卻不能直接運行在基于ARM架構的樹莓派上。 BCM2835 片上系統(tǒng)使用的是一種叫作 ARM11 的處理器設計，它是基于ARMv6指令集結構設計的。值得注意的是：ARMv6 是一個輕量級、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的軟件也很遺憾地不能與樹莓派上的BCM2835進行兼容，盡管開發(fā)人員可以通過一種被稱為移植的過程來使軟件能夠在上面正常工作。但這并不意味著限制了用戶的選擇。稍后在這本書中，你會發(fā)現(xiàn)，有非常多的適用于ARMv6指令集的軟件，并且隨著樹莓派的普及，軟件的數(shù)量還會越來越多。通過這本書，即使你沒有任何編程經(jīng)驗，也能學會如何開發(fā)和創(chuàng)造你自己的軟件。