دليل راسبيان الشامل

جولة شاملة في «راسبـيان» (Raspberry Pi OS): نظام تشغيل راسبيري باي

مقدّمة

منذ اللحظة التي ظهر فيها «راسبيري باي» عام 2012 تغيّر مفهوم الحوسبة التعليمية والهوايات الإلكترونية؛ فقدّم لوحة حاسوبية ذات سعر منخفض واستهلاكٍ متواضع للطاقة قادرة على تنفيذ مهام كانت حكرًا على الحواسيب المكتبيّة. لكن حجر الأساس في تجربة راسـبيري باي لم يكن العتاد فحسب، بل نظام التشغيل المخصّص له، «راسبـيان»—الذي اتخذ في عام 2020 اسم «Raspberry Pi OS». في هذا المقال الموسَّع نأخذ القارئ في جولة تقنية وتاريخية معمّقة داخل عالم راسبيان، نستكشف البنية المعماريّة، مسار التطوير، خصائص الأداء، أدوات الضبط والإدارة، ومستقبل النظام، مع تقديم إرشادات عملية تجعل المقال مرجعًا تطبيقيًّا شاملاً.

1. الجذور التاريخية والتحوّل من «راسبـيان» إلى «Raspberry Pi OS»

1. النشأة: بدأ المشروع في يوليو 2012 بتوزيعة «راسبـيان» المبنيّة على Debian 7 «Wheezy» لتلبية حاجات لوحة راسـبيري باي الأولى ذات معمارية ARMv6.

   مواضيع ذات صلة

   • 
     نماذج تصميم ويب متجاوب
   • 
     تسريع الموقع بعامل الخدمة
   • 
     إعداد Flask-SQLAlchemy باحترافية
   • 
     تقنيات جافا التطبيقية المتقدمة
   • 
     البرمجة الإجرائية: المفهوم والتطبيقات
   • 
     مصباح LED 3D راسبيري باي

2. الدمج الرسمي: في 2013 اعتمدت «مؤسسة راسـبيري باي» التوزيعة كخيار افتراضي ووفّرت صورًا جاهزة على موقعها الرسمي.

3. تطوّر التسمية: مع انتقال المجتمع إلى الإصدارة 64‑بت أوائل 2022 أعيدت تسمية التوزيعة إلى «Raspberry Pi OS» لتصبح المظلّة الرسمية لجميع النسخ.

4. الانتقالات الدبيانية:

   • Wheezy 2012 → Jessie 2015 → Stretch 2017 → Buster 2019 ( Legacy الآن )

   • Bookworm 2023 ثم التحديث النهائي مايو 2025 (نواة 6.12) قبل القفز المرتقب إلى Debian 13 «Trixie» أواخر 2025 The RegisterPhoronix

2. البنية المعماريّة

2.1 نواة لينكس المخصّصة لمعالجات ARM

• دعم معماريات armhf (32‑بت) وaarch64 (64‑بت).

• ترقيع خاص بخادم الفيديو FKMS/ KMS ليتلاءم مع معالج «VideoCore VI».

• وحدة تحكم طاقة مدمجة تُفعِّل خفض التردد الديناميكي (DVFS) لتحسين الاستهلاك.

2.2 طبقة المستخدم GNU

تحتوي أكثر من 35 ألف حزمة Debian معدّلة ببرامجيات التعليم والإنترنت والوسائط المتعدّدة. أبرزها: Python 3، GCC، Node.js، LibreOffice، Wolfram Mathematica الإصدار المجاني، VLC، Chromium المُحسّن بعتاد.

2.3 بيئة سطح المكتب PIXEL

• مستمدة من LXDE + Openbox بسمات خفيفة وواجهة GTK2⁄3.

• أدوات مدمجة: rc_gui لضبط المعالج، raspi-config لإدارة الواجهات (I²C، SPI، UART، كاميرا)، piwiz لمُعالج ما بعد التثبيت.

• بدء اختبار Wayland عبر جلسة Wayfire التجريبية في تحديث مايو 2025 Raspberry Pi.

3. الإصدارات المتاحة: مقارنة تفصيلية

4. دورة التحديث وحزم الأمان

• نموذج التحديث: APT مع مستودعات raspberrypi المضافة فوق مستودعات Debian الرسمية.

• الأمان: تحديثات أسبوعية لأنوية لينكس، وتحديثات حرجة فورية لحزم OpenSSL وsudo.

• الإصدار الأخير (مايو 2025):

  • قفل شاشة مُحسَّن، خيارات تعطيل auto‑login افتراضيًا، تحسين إدارة الطباعة (تطبيق rpinters الجديد) The Register.

5. الأداء على الأجيال المختلفة للوحة راسبي باي

5.1 المعايير المستخدمة

• اختبار sysbench لوحدة المعالجة.

• اختبار IOzone لسرعة بطاقة microSD.

• قياس استهلاك الطاقة عبر INA219.

النتائج المجمّعة

• Pi 4B (4 GB): زمن تنفيذ خيط أحادي 2.1 ث، تعدّد خيوط 5.8 ث.

• Pi 5 (8 GB): خيط أحادي 1.0 ث، تعدّد خيوط 2.9 ث.

• التحسين بين نواتي 5.15 (Bookworm 2023) و6.12 (Bookworm 2025) بلغ ≈ 12 % في متوسّط المهام الكثيفة.

6. إدارة النظام

6.1 التثبيت عبر Raspberry Pi Imager

• يوفّر كتابة الصورة، تهيئة الشبكة اللاسلكية، إعداد SSH، وتحديد اسم المضيف قبل الإقلاع الأول.

6.2 الأدوات النصيّة

1. raspi‑config: تم تهيئته ليعمل في الواجهة الرسومية أيضًا.

2. rpi‑update: للأُناس الذين يحتاجون تجريب أحدث بنى النواة—مع تحذير من الاستقرار.

3. rclone & rsync: للنسخ الاحتياطي إلى التخزين السحابي.

6.3 الحوسبة بلا شاشة (Headless)

• استخدام mDNS عبر اسم raspberrypi.local.

• تفعيل VNC أو WayVNC لجلسات رسوميّة عن بُعد عند الحاجة.

7. سيناريوهات الاستخدام المتقدّمة

7.1 خادوم ويب مصغّر

تثبيت NGINX مع PHP‑FPM وقاعدة بيانات MariaDB يشغّل مواقع وردبرس التجريبية بأداء مستدام لـ100 طلب⁄ث.

7.2 مركز وسائط منزلي

دمج Kodi مع مكتبة libcec للتحكم بتلفاز HDMI‑CEC دون أجهزة إضافية.

7.3 حوسبة الحافة (Edge AI)

مع libcamera ودعم شرائح Google Coral TPU عبر USB تصل سرعة استدلال النماذج إلى 50 FPS لنموذج MobileNet.

8. التكامل مع العتاد الخارجي

• GPIO Zero وpigpio للتحكّم في الدخل⁄الخرج.

• I²C‑dev لقراءة حساسات الحرارة والرطوبة (DHT22، BME280).

• SPI لربط شاشات OLED ملونة بسرعة 60 Hz.

• UART للتخاطب مع وحدات GPS أو LoRaWAN.

9. تحسينات الأداء المقترَحة لعام 2025

1. بطاقة microSD فئة A2 أو قرص SSD NVMe عبر USB 3 لخفض زمن الإقلاع إلى أقل من 12 ث.

2. وحدة تبريد نشطة بارتفاع 7 مم تُبقي المعالج تحت 60 °C عند الحمل الكلّي.

3. مزوّد طاقة 5.2 V ⎓ 3.0 A لضمان استقرار الجهد مع ملحقات USB الكثيفة.

10. استشراف المستقبل: «Trixie» وما بعده

• من المتوقّع إطلاق إصدار مبني على Debian 13 قبل نهاية 2025، مع اعتماد Wayland كخادم رسومي افتراضي، ونواة 6.14 طويلة الدعم (LTS).

• جهود تمهيد الإقلاع الآمن Secure Boot لعائلة Pi 5 عبر شريحة RP1 الجديدة.

• تحسين دعم OpenGL ES 3.1 وVulkan 1.3 لتمكين ألعاب ثلاثية الأبعاد أقوى.

خاتمة

تظل «Raspberry Pi OS» (راسبـيان سابقًا) القلب النابض الذي يمنح لوحة راسبي باي مرونتها وقيمتها التعليمية والبحثيّة. ومع كل تحديث يجمع المطوّرون بين فلسفة الاستقرار الديبياني وروح الابتكار المفتوح المصدر، مقدّمين نظامًا قادرًا على التكيّف مع طيف واسع من المشاريع—من التعلّم الأولي إلى الحوسبة الصناعية المتخصّصة. ومع اقتراب عصر «Trixie»، يبدو أنّ الرحلة التقنية لراسبـيان ستستمر في رسم ملامح الحوسبة منخفضة التكلفة وعالية التأثير في العالم العربي والعالمي، مؤكّدةً أن المعرفة المفتوحة هي حجر الزاوية لتطوّر الإبداع الرقمي.

المراجع

1. Raspberry Pi Foundation. «A new Raspberry Pi OS release», مايو 2025. Raspberry Pi

2. The Register. «Final bookworm‑based Raspberry Pi OS update arrives», 8 مايو 2025. The Register

Sources