تثبيت أنظمة التشغيل والبرامج على راسبيري باي: دليل شامل للمبتدئين والمحترفين

يُعد راسبيري باي (Raspberry Pi) من أكثر الحواسيب المصغرة شيوعًا في العالم، ويتميز بحجمه الصغير وسعره المنخفض وقدرته العالية على التخصيص. يمكن استخدامه كمحطة عمل بسيطة، أو كخادم صغير، أو كوحدة تحكم في مشروع إلكتروني، أو حتى كمركز ترفيهي منزلي. إحدى أهم مميزات هذا الجهاز هي قدرته على تشغيل أنظمة تشغيل متعددة وتثبيت مجموعة كبيرة من البرامج حسب الحاجة. المقال الآتي يقدم دليلاً موسعًا وعلميًا حول كيفية تثبيت أنظمة التشغيل والبرامج على راسبيري باي بمختلف طرازاته، بدءًا من التحضيرات الأساسية إلى تهيئة النظام وتهيئة البرمجيات المتقدمة.

1. مقدمة حول راسبيري باي

راسبيري باي هو كمبيوتر مصغر تم تطويره من قبل مؤسسة Raspberry Pi Foundation لتوفير وسيلة منخفضة التكلفة لتعلم البرمجة والإلكترونيات. أول إصدار صدر عام 2012، ومنذ ذلك الحين شهدت المنصة تطورًا ملحوظًا من حيث المواصفات، من حيث المعالج، الذاكرة، دعم الشبكات، ومخارج USB و HDMI.

تتراوح أنظمة التشغيل المتوافقة معه من توزيعات لينكس المختلفة إلى أنظمة متخصصة مثل RISC OS و Windows 10 IoT Core. تختلف احتياجات المستخدمين حسب الغرض من استخدام الجهاز، وبالتالي فإن اختيار نظام التشغيل المناسب وتثبيت البرامج الضرورية يتطلبان تخطيطًا دقيقًا.

2. المتطلبات الأولية

قبل البدء بعملية التثبيت، يجب توفر ما يلي:

• راسبيري باي (أي طراز، مثل Raspberry Pi 4 أو Raspberry Pi 5)

• بطاقة microSD ذات سعة لا تقل عن 16 جيجابايت (يفضل 32 أو أكثر وسرعة UHS-1)

• حاسوب شخصي لتجهيز بطاقة الذاكرة

• برنامج Raspberry Pi Imager أو أدوات مشابهة

• اتصال بالإنترنت (Wi-Fi أو Ethernet)

• لوحة مفاتيح، فأرة، وشاشة في حال الاستخدام كجهاز مستقل

3. تحميل نظام التشغيل المناسب

منصة Raspberry Pi تدعم أنظمة تشغيل متعددة. أبرزها:

3.1 Raspberry Pi OS (المعروف سابقًا باسم Raspbian)

توزيعة لينكس مبنية على Debian، وهي النظام الرسمي من المؤسسة. يُنصح به للمبتدئين.

3.2 Ubuntu for Raspberry Pi

إصدار معدل من Ubuntu ARM، مناسب لمن يبحث عن بيئة أكثر احترافية.

3.3 LibreELEC / OSMC

أنظمة تشغيل مخصصة لتحويل الراسبيري باي إلى مركز ترفيهي (Media Center).

3.4 RetroPie

نظام لتحويل الجهاز إلى منصة ألعاب قديمة.

3.5 Windows 10 IoT Core

نسخة مخصصة من Windows تتيح تشغيل تطبيقات UWP في بيئة محدودة.

جدول مقارنة أنظمة التشغيل:

4. تثبيت نظام التشغيل باستخدام Raspberry Pi Imager

Raspberry Pi Imager هو أداة رسمية تساعد على تحميل النظام وكتابته على بطاقة الذاكرة بسهولة. خطوات الاستخدام:

1. تحميل الأداة من الموقع الرسمي: raspberrypi.com/software

2. إدخال بطاقة microSD في الحاسوب.

3. فتح الأداة واختيار نظام التشغيل من القائمة.

4. اختيار بطاقة الذاكرة من قائمة الأقراص.

5. الضغط على زر “Write” لبدء التثبيت.

بعد الانتهاء من الكتابة، يمكن إزالة البطاقة ووضعها في الراسبيري باي والبدء في تشغيله.

5. الإعداد الأولي بعد الإقلاع

بعد التشغيل الأول، ستحتاج إلى:

• اختيار اللغة والمنطقة الزمنية.

• الاتصال بشبكة Wi-Fi.

• تحديث النظام باستخدام الأمر:

  sql
  CopyEdit
  sudo apt update && sudo apt full-upgrade -y
  

• إنشاء مستخدم وكلمة مرور (حسب النظام).

6. تثبيت البرامج الأساسية

6.1 استخدام APT لتثبيت البرامج

يمكن تثبيت معظم البرمجيات باستخدام الأمر:

nginx
CopyEdit
sudo apt install اسم_البرنامج

أمثلة:

• تثبيت محرر النصوص Nano:

  nginx
  CopyEdit
  sudo apt install nano
  

• تثبيت متصفح Chromium:

  r
  CopyEdit
  sudo apt install chromium-browser
  

6.2 استخدام Snap و Flatpak

بعض الأنظمة مثل Ubuntu تدعم حزم Snap أو Flatpak، وهي أنظمة حديثة لحزم البرامج.

• تثبيت Snap:

  nginx
  CopyEdit
  sudo apt install snapd
  

• تثبيت برنامج مثل VLC:

  nginx
  CopyEdit
  sudo snap install vlc
  

7. تشغيل الراسبيري باي كخادم

راسبيري باي يمكن أن يعمل كخادم ويب، خادم قواعد بيانات، أو حتى خادم VPN.

7.1 تثبيت خادم Apache:

nginx
CopyEdit
sudo apt install apache2 -y

7.2 تثبيت PHP:

lua
CopyEdit
sudo apt install php libapache2-mod-php -y

7.3 تثبيت MySQL:

nginx
CopyEdit
sudo apt install mysql-server php-mysql -y

7.4 تفعيل الخدمات:

bash
CopyEdit
sudo systemctl enable apache2
sudo systemctl enable mysql

8. البرمجة على راسبيري باي

يدعم راسبيري باي لغات برمجة متعددة مثل Python، C، Java، وNode.js.

8.1 تثبيت Python 3:

يأتي مثبتًا بشكل افتراضي. لتثبيت مكتبات إضافية:

nginx
CopyEdit
pip3 install اسم_المكتبة

8.2 تثبيت Node.js:

nginx
CopyEdit
curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_18.x | sudo -E bash -
sudo apt install -y nodejs

9. الاستخدامات المتقدمة

9.1 التحكم في منافذ GPIO

GPIO هي منافذ إلكترونية تسمح بالتحكم في الدوائر الإلكترونية.

• تثبيت مكتبة GPIO لـ Python:

  nginx
  CopyEdit
  sudo apt install python3-rpi.gpio
  

9.2 تشغيل الكاميرا

• تمكين الكاميرا من خلال raspi-config

• استخدام مكتبة Picamera:

  nginx
  CopyEdit
  pip3 install picamera
  

10. صيانة النظام والنسخ الاحتياطي

لحماية النظام والبرمجيات من الفقد أو التلف، ينصح بما يلي:

10.1 تحديث دوري للنظام:

sql
CopyEdit
sudo apt update && sudo apt full-upgrade

10.2 استخدام أدوات النسخ الاحتياطي مثل:

• rsync

• dd لإنشاء صورة كاملة للبطاقة

• rpi-clone

11. نصائح متقدمة للأداء والأمان

• استخدام بطاقة SD سريعة (A1 أو A2).

• تعطيل الخدمات غير الضرورية لتقليل الحمل.

• تثبيت جدار ناري UFW:

  bash
  CopyEdit
  sudo apt install ufw
  sudo ufw enable
  

• تغيير المنافذ الافتراضية لـ SSH.

• تفعيل التحديثات التلقائية:

  nginx
  CopyEdit
  sudo apt install unattended-upgrades
  

12. تشغيل أنظمة متعددة عبر Boot Manager

يدعم راسبيري باي إمكانية تشغيل أكثر من نظام على بطاقة واحدة باستخدام أدوات مثل:

• PINN أو NOOBS (يدعمان الإقلاع المتعدد)

• تقسيم البطاقة يدويًا باستخدام GParted

13. تثبيت النظام من خلال شبكة (Network Boot)

بعض الطرازات مثل Raspberry Pi 4 تدعم الإقلاع من الشبكة:

• إعداد خادم DHCP وTFTP على الحاسوب.

• إعداد صورة نظام في مجلد مشترك.

• تعديل EEPROM لتمكين Boot عبر الشبكة.

الخاتمة

تثبيت أنظمة التشغيل والبرمجيات على راسبيري باي هو عملية متعددة المراحل ولكنها تُعد من أكثر الخطوات التعليمية التي يمكن تنفيذها على هذا الجهاز الصغير. من خلال الإعداد الصحيح واختيار النظام المناسب، يمكن تحويل هذا الجهاز إلى أداة قوية ومرنة لأغراض تعليمية، بحثية، أو حتى إنتاجية. إن فهم الهيكلية البرمجية والعتادية للجهاز يفتح الباب أمام إمكانيات لا حصر لها للمطورين والمستخدمين المتقدمين.

المراجع:

• Raspberry Pi Foundation Official Documentation: https://www.raspberrypi.com/documentation/

• Ubuntu Raspberry Pi Guide: https://ubuntu.com/raspberry-pi