Navigieren in der Software des Raspberry Pi: Teil 1: 14 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

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In dieser Lektion erfahren Sie, wie Sie mit der Befehlszeilenschnittstelle auf Ihrem Raspberry Pi navigieren. Sie erstellen Ordner, wechseln von einem Verzeichnis zum nächsten und lernen, wie Sie einen Screenshot erstellen, um Ihre gesamte Arbeit während des Unterrichts festzuhalten!

Wir beginnen damit, einige Schlüsselbegriffe und Konzepte rund um die Software des Raspberry Pi zu identifizieren und zu definieren. Sie werden in die Desktop-Umgebung eingeführt und beginnen mit der Verwendung der Befehlszeilenschnittstelle.

Navigieren in der Software des Raspberry Pi: Teil 2 setzt Ihre Befehlszeilenschulung mit einigen Tastenbefehlen fort, die Sie möglicherweise nicht ausgiebig im Unterricht verwenden, die Sie jedoch kennen sollten, damit Sie Ihre Ausbildung und Experimente mit dem Raspberry Pi fortsetzen.

Schritt 1: Sag Hallo zu Linux

Das Herzstück des Raspberry Pi ist sein Betriebssystem, in unserem Fall Raspbian. Raspbian ist ein kostenloses Betriebssystem auf Basis von Debian, das für die Raspberry-Pi-Hardware optimiert wurde. Debian basiert auf einer weiteren Software, dem Linux-Kernel. Dies macht Debian zu einer Linux-Distribution, auch bekannt als Linux-Distribution.

Was ist Linux?

Linux wurde von Linus Torvald entwickelt und 1991 mit der Welt geteilt. Es wird meistens als Betriebssystem bezeichnet, aber Linux ist wirklich der Kernel des Betriebssystems. Das Tolle an Linux ist, dass es Open Source ist. Open Source bedeutet, dass der gesamte Quellcode zum Herunterladen, Verwenden und Ändern zur Verfügung steht. Linux kann kostenlos heruntergeladen und verwendet werden, ebenso wie alle Linux-Distributionen wie Raspbian. Dies steht im Gegensatz zu Apples OS X und Microsofts Windows-Betriebssystemen. Diese Betriebssysteme sind Closed Source, was bedeutet, dass Sie den Quellcode nicht erhalten können und alles im Geheimen erstellt wird. Software, die für OS X oder Windows geschrieben wurde, funktioniert nicht mit Linux, aber es gibt viele kostenlose und Open-Source-Alternativen zu einigen Ihrer bevorzugten Mac- und Windows-Anwendungen für Linux.

Um mehr zu erfahren, hören Sie in seinem TED-Talk oben, wie Linus selbst über Linux spricht. Lassen Sie uns einige andere Konzepte untersuchen, die für die Software eines Computers von entscheidender Bedeutung sind.

Was ist ein Betriebssystem?

Ein Betriebssystem ist eine Sammlung von Software, die Speicher, Hardware, Software und mehr verwaltet.

Einige der Dinge, die ein Betriebssystem tut:

• verwaltet Dateien und Ordner
• erkennt und installiert Treiber für Peripheriegeräte
• verwaltet die Systemsicherheit
• ermöglicht die Kommunikation von Software mit Hardware
• lädt und führt Softwareanwendungen aus
• zeigt Grafiken und Texte von Anwendungen an
• bietet Anwendungen Zugriff auf Arbeitsspeicher und Speicher

Der Kernel eines Betriebssystems

Ein Kernel ist eine zentrale Komponente eines Betriebssystems. Das einzige Ziel des Kernels besteht darin, die Kommunikation zwischen den Softwareanwendungen und der Hardware (CPU, Festplattenspeicher usw.) zu verwalten. Der Kernel verwaltet die Kernfunktionen eines Betriebssystems, von denen einige oben aufgeführt sind. Wenn dem Kernel nützliche Anwendungen und Dienstprogramme hinzugefügt werden, wird das komplette Paket zu einem Betriebssystem.

Schritt 2: Fortkommen

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Software des Raspberry Pi zu umgehen:

1) Desktop-Umgebung

Die Desktop-Umgebung wird als GUI (Graphical User Interface) bezeichnet. Dies ist, was Sie auf Ihrem PC verwendet haben, um Fenster zu öffnen, Elemente zu ziehen und abzulegen, neue Ordner zu erstellen usw. Die Desktop-Umgebung wurde entwickelt, um einen echten Schreibtisch mit einem Notizblock, einem Taschenrechner und Ordnern zum Ablegen geschriebener Dokumente nachzuahmen in. In dieser Lektion werde ich zeigen, wo Sie Dinge finden können, aber ich gehe hauptsächlich davon aus, dass Sie wissen, wie man sich in einer Desktop-Umgebung zurechtfindet und verwendet.

2) Linux-Shell

Die Shell ist ein Programm, das als CLI (Command-Line Interface) bekannt ist, weil es Tastaturbefehle entgegennimmt und sie zur Ausführung an das Betriebssystem weitergibt. Fast alle Linux-Distributionen liefern ein Shell-Programm aus dem GNU-Projekt namens Bash. Der Name ist ein Akronym für Bourne Again SHell, das auf den Autor des ursprünglichen Shell-Programms verweist, von dem Steve Bourne abgeleitet wurde. Sie können innerhalb der Shell die gleichen Aktionen ausführen wie auf einem Desktop. Außer, anstatt auf Symbole zu klicken, geben Sie Befehle ein. Die Befehlszeile ist die Art und Weise, wie die Leute Jahrzehnte, bevor es eine GUI gab, mit Computern umgehen, und in dieser Klasse werden Sie sie hauptsächlich verwenden.

Schritt 3: Verwenden der Desktop-Umgebung

Der Desktop in einer Anwendung namens LXDE, kurz für Lightweight X11 Desktop Environment. Diese Anwendung ist bereits auf dem Raspberry Pi installiert und enthält Programme, die Sie verwenden können.

Der Desktop ist in zwei Hauptbereiche unterteilt: die Taskleiste und den Desktopbereich. Sie können sehen, dass sich das Papierkorb-Symbol im Desktop-Bereich befindet. Dieses Symbol wird als Verknüpfung bezeichnet. Sie können Verknüpfungen hinzufügen und entfernen, indem Sie mit der rechten Maustaste auf eine Anwendung klicken und Verknüpfung erstellen auswählen.

Die Taskleiste kann eine Reihe von Elementen enthalten, die als Applets bezeichnet werden. Von links nach rechts sind die Applets in der abgebildeten Taskleiste:

• Speisekarte
• Anwendungsstartleiste
• Taskleiste
• Bluetooth
• WLAN-Netzwerke
• Lautstärkeregelung
• CPU-Auslastungsmonitor
• Uhr
• Auswerfer

Alle diese Applets in der Taskleiste können entfernt, hinzugefügt und neu angeordnet werden.

Um Applets hinzuzufügen oder zu entfernen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Taskleiste und wählen Sie Panel-Elemente hinzufügen/entfernen. Ein Fenster mit vier Registerkarten wird angezeigt, die oben entlang verlaufen. Klicken Sie auf die Registerkarte Panel-Applets. Klicken Sie auf die Anwendungsstartleiste und dann auf die Schaltfläche Einstellungen im rechten Menü.

Es öffnet sich ein zweites Fenster, das in zwei Spalten aufgeteilt ist. In der linken Spalte finden Sie die aktuellen Anwendungen in der Anwendungsstartleiste. Die rechte Spalte enthält eine Liste der auf dem Pi installierten Anwendungen, die Sie hinzufügen können. Lassen Sie uns als Beispiel diese beiden entfernen, da wir sie in dieser Klasse nicht verwenden werden:

• Mathematik
• Wolfram

Und füge eine hinzu:

SonicPi (unter Kategorie „Programmierung“)

Klicken Sie zum Entfernen auf die Anwendung und dann auf die Schaltfläche Entfernen in der Mitte. So einfach ist das! Dadurch wird das Programm nicht von Ihrem Pi gelöscht, sondern nur die Verknüpfung aus der Taskleiste. Wählen Sie zum Hinzufügen die Anwendung aus der rechten Spalte aus und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Hinzufügen.

Das Symbol von SonicPi befindet sich jetzt in der Taskleiste, wo sich früher die anderen beiden Apps befanden.

Schritt 4: Herunterfahren + Neustart von der GUI

Sie haben vielleicht schon bemerkt, dass der Raspberry Pi 3 (und alle anderen Modelle) keinen Ein-/Ausschalter hat. Also, wie schaltet man den Raspberry Pi ab? Einfach den Netzstecker ziehen, während der Raspberry Pi noch läuft, kann die Daten auf der SD-Karte möglicherweise beschädigen, also tun Sie das nicht! Der beste und sicherste Weg, den Raspberry Pi auszuschalten, besteht darin, ihn über die Software herunterzufahren. Gehen Sie dazu in das Menü in der oberen linken Ecke und wählen Sie Herunterfahren.

Es öffnet sich ein Fenster mit drei Optionen

Abschalten

Wenn Sie Ihren Pi auf diese Weise herunterfahren, werden alle Prozesse sicher gestoppt und das System heruntergefahren. Es ist besonders sicher, 60 Sekunden zu warten, bis das Netzteil entfernt wird. Alternativ können Sie die grüne ACT-LED beobachten. Es blinkt 10 Mal und wird dann dauerhaft, um anzuzeigen, dass es heruntergefahren wurde.

Neustart

Diese Option startet den Raspberry Pi sicher neu. Dies ist manchmal nach der Installation von Software und der Konfiguration des Raspberry Pi erforderlich.

Ausloggen

Der Raspberry Pi kann zusätzlich zum Standard-Pi-Benutzer mehr als einen Benutzer haben. Mit dieser Option wird der aktuelle Benutzer abgemeldet.

Schritt 5: Verwenden des Dateimanagers

Ein großer Teil des Betriebssystems eines Computers ist das Dateisystem. Der Dateimanager ist Raspbians Anwendung für den Zugriff und die Verwaltung des Dateisystems des Raspberry Pi, das aus Verzeichnissen (Ordnern) und Dateien (wie Windows Explorer oder Finder auf dem Mac) besteht. Öffnen wir es und sehen Sie es sich an.

Klicken Sie in der Taskleiste auf das Archivsymbol. Sie finden es auch unter Menü > Zubehör > Dateimanager.

Schritt 6: Verwenden der Befehlszeilenschnittstelle

Die Befehlszeile wird auch als Terminal oder Konsole bezeichnet. Die Standard-Terminalanwendung in Raspbian heißt LXTerminal. LXTerminal ist ein weiteres Programm, mit dem Sie mit der Shell interagieren können. Es ist technisch als "Terminal-Emulator" bekannt, was bedeutet, dass es die alten Videoterminals (vor der Entwicklung von GUIs) in einer grafischen Umgebung emuliert.

Um zu beginnen, müssen wir ein Terminalfenster öffnen. Drücken Sie die Tasten:

Strg+Alt+t

Oder gehen Sie in die obere linke Ecke und klicken Sie auf das Computermonitorsymbol mit dem schwarzen Bildschirm.

Es öffnet sich ein Terminalfenster mit einer kurzen Zeichenzeile und einem Cursor. Dies wird als Befehlszeilen-Eingabeaufforderung bezeichnet.

Diese Zeichenzeile von links nach rechts ist der Benutzername, der Hostname, der Pfad und das Symbol:

• Benutzername ist der Name des aktuellen Betriebsbenutzers, der am Pi angemeldet ist.
• hostname ist der Name des Pi
• Pfad ist der Ort, von dem aus der Benutzer auf dem Computer arbeitet, auch bekannt als das aktuelle Arbeitsverzeichnis. Der Standardwert ist das Home-Verzeichnis dieses Benutzers. Wir sind als Benutzer „pi“eingeloggt. "~" entspricht in diesem Fall dem Pfad "/home/username" oder "/home/pi".
• Symbol zeigt an, welcher Benutzertyp der aktuelle Betreiber ist. "$" bedeutet normalen Benutzer "#" bedeutet Root-Benutzer.

Mit diesem Wissen bedeutet die obige Zeile, dass der Benutzer pi am Computer namens raspberrypi angemeldet ist und sich derzeit als normaler Benutzer im Home-Verzeichnis befindet.

Der Cursor sitzt dort und wartet auf Eingaben von Ihnen, geben wir ihm etwas zu tun!

Schritt 7: Machen Sie einen Screenshot

In Ihrer ersten Aufgabe lernen Sie, wie Sie einen Screenshot erstellen, um Ihren Fortschritt während des gesamten Unterrichts zu dokumentieren. Um einen Screenshot zu machen, verwenden Sie Scrot (SCReenshOT). Dies ist eine Befehlszeilen-Bildschirmerfassungsanwendung, mit der ich alle Screenshots für diese Klasse erstellt habe. Scrot wird mit Raspbian gebündelt, sodass es nicht installiert werden muss. So erstellen Sie einen Screenshot Ihres Desktop-Typs:

scrot

Der Screenshot wird automatisch in Ihrem Home-Ordner gespeichert. Gehen Sie und überprüfen Sie es mit dem Dateimanager. Der Screenshot sieht so aus:

Nachfolgend finden Sie weitere Scrot-Befehle, die bei der Dokumentation Ihres Fortschritts nützlich sind. Probieren Sie jeden aus und überprüfen Sie die Ergebnisse im Dateimanager.

Machen Sie einen Screenshot nach einer Verzögerung von 5 Sekunden:

scrot -d 5

Countdown eine 5-Sekunden-Verzögerung und dann einen Screenshot machen:

scrot-CD 5

Machen Sie einen Screenshot des aktuell aktiven Fensters auf dem Desktop, in diesem Fall das Terminal:

scrot -u -cd 5

Countdown zum Screenshot.

Screenshot des aktuell aktiven Fensters (Terminal).

Schritt 8: Sudo, Root und Berechtigungen

Das Raspbian-Betriebssystem ermöglicht es mehr als einem Benutzer, sich am Raspberry Pi anzumelden. Standardmäßig hat der Raspberry Pi zwei Benutzerkonten: pi und root.

Pi gilt als normales Benutzerkonto. Root ist ein Superuser-Konto mit zusätzlichen Berechtigungen, das es ermöglicht, Dinge zu tun, die ein normaler Benutzer nicht kann. Diese Unterscheidung verhindert, dass Sie das Betriebssystem versehentlich zerstören, und schützt das Betriebssystem vor möglichen Viren. Sie bleiben hauptsächlich als normaler Benutzer angemeldet, können aber bei Bedarf Befehle als Superuser ausführen. Dies geschieht mit dem Befehl s udo. Dieser Befehl ist die Abkürzung für Superuser do. Wenn Sie sudo vor einem anderen Befehl platzieren, wird es als Root-Benutzer ausgegeben und erhält Root-Rechte für die Ausführung von Verwaltungsaufgaben. Zu diesen Aufgaben gehören das Installieren von Software, das Bearbeiten von Kerndateien und andere leistungsstarke Aufgaben.

Schritt 9: Der Verzeichnisbaum

Das Dateisystem Ihres Raspberry Pi ist in einer hierarchischen Verzeichnisstruktur angeordnet. Das bedeutet, dass das Dateisystem als eine Reihe von Verzeichnissen strukturiert ist, die von einem einzigen Verzeichnis abzweigen. Als Diagramm ähnelt das System einem Baum. Um einer Baumanalogie im Raspbian-Dateisystem gerecht zu werden, heißt das einzelne Verzeichnis, aus dem das Verzeichnis hervorgeht, root.

Weg

Im Verzeichnisbaum hat jede Datei einen Pfad, der auf ihren Speicherort verweist.

Absoluter Pfad

Der absolute Pfad ist der Pfad einer Datei, beginnend mit dem Root-Verzeichnis. Im Dateimanager können Sie beispielsweise sehen, dass der absolute Pfad des Verzeichnisses Dokumente lautet:

/home/pi/Dokumente

Der erste Schrägstrich "/" steht für das Stammverzeichnis.

Relativer Pfad

Ein relativer Pfad ist der Speicherort einer Datei ausgehend vom aktuellen Arbeitsverzeichnis. Wenn Sie sich zum ersten Mal bei Ihrem Raspberry Pi anmelden (oder eine Terminal-Emulator-Sitzung starten), wird Ihr aktuelles Arbeitsverzeichnis auf Ihr Home-Verzeichnis gesetzt. Der relative Pfad des oben verwendeten Beispiels für das Dokumentenverzeichnis lautet:

Unterlagen

Beachten Sie, dass kein Schrägstrich vorhanden ist. Dies ist ein Indikator dafür, dass Sie einen relativen Pfad verwenden.

Schritt 10: Herumkommen und Dateien erstellen

Genau wie in einer Desktop-Umgebung können Sie Dateien und Verzeichnisse in der Befehlszeile erstellen und verschieben. Folgen Sie in einem Terminalfenster.

pwd = aktuelles Arbeitsverzeichnis. Mit dem Befehl this können Sie jederzeit herausfinden, wo Sie sich im Verzeichnisbaum befinden. Versuch es:

pwd

mkdir = ein neues Verzeichnis erstellen. Setzen Sie den gewählten Namen des neuen Verzeichnisses nach mkdir. Nennen Sie zum Beispiel diesen einen Boof:

mkdir boof

cd = Verzeichnis wechseln. Mit diesem Befehl gelangen Sie in das Verzeichnis, auf das Sie verweisen:

CD-Boof

Die Eingabeaufforderung wird mit dem Pfad Ihres neuen Standorts aktualisiert, der jetzt Ihr aktuelles Arbeitsverzeichnis ist:

pi@raspberrypi:~/boof $

Während Sie sich im boof-Verzeichnis befinden, erstellen Sie einen weiteren Ordner namens fotos:

mkdir fotos

Gehen Sie in das Verzeichnis namens fotos.

CD-Fotos

ls = Verzeichnisinhalt auflisten. Um zu sehen, ob sich in diesem Verzeichnis Dateien befinden, können Sie sich mit dem ls-Befehl umsehen:

ls

Wenn Sie Enter drücken, wird eine weitere Eingabeaufforderung gedruckt, aber sonst nichts. Dies liegt daran, dass das Verzeichnis, in dem Sie sich gerade befinden, leer ist. Sie haben noch keine Dateien darin abgelegt (auch kein Boof). Lassen Sie uns jetzt eine erstellen, indem Sie mit dem Kameramodul ein Foto aufnehmen!

Schritt 11: Nützlicheres Kommandozeilen-Zeug

Befehlsverlauf + Bearbeiten

Wenn Sie feststellen, dass Sie in derselben Sitzung wiederholt ähnliche oder dieselben Befehle eingeben, können Sie versuchen, sie zu kopieren und einzufügen, um Zeit zu sparen. Strg + C und Strg + V funktionieren im Terminal nicht. Stattdessen möchten Sie die Befehlshistorie verwenden. Wenn Sie die Aufwärtspfeiltaste drücken, können Sie alle Ihre vorherigen Befehle anzeigen und verwenden. Um einen Befehl zu bearbeiten, verwenden Sie den Rechts- und Linkspfeil, um den Cursor zu bewegen.

Beenden einer Terminalsitzung

Um eine Sitzung zu beenden und das Terminalfenster zu schließen, drücken Sie Strg + D oder verwenden Sie:

Ausfahrt oder schließen Sie einfach das Fenster, indem Sie mit der Maus auf die X-Schaltfläche in der Ecke klicken.

Schritt 12: Machen Sie ein Foto

Raspistill ist eine leichte Befehlszeilenanwendung, die mit Raspbian geliefert wird. Es wird verwendet, um Fotos mit dem Kameramodul aufzunehmen und zu bearbeiten. Sie wissen also, was das bedeutet, oder? Es ist Zeit für ein Selfie! Standardmäßig zeigt die Kamera 5 Sekunden lang eine Vorschau auf dem Bildschirm an, bevor sie ein Foto aufnimmt. Positionieren Sie Ihre Kamera so, dass sie auf Ihr Gesicht zeigt. So nehmen Sie ein Foto auf und speichern es als JPEG mit dem Namen mePic:

Raspistille -o mePic.jpg

Schön! Sie haben gerade Ihr erstes Foto mit dem Raspberry Pi gemacht. Wenn keine Fehler aufgetreten sind, wird eine neue Eingabeaufforderung angezeigt. Wenn ein Fehler aufgetreten ist, überprüfen Sie Ihren Befehl auf Tippfehler, überprüfen Sie die Konfiguration erneut, um sicherzustellen, dass Ihre Kamera aktiviert ist, und stellen Sie sicher, dass Ihre Kamera richtig angeschlossen ist (erfordert einen Neustart nach dem erneuten Anschließen).

Um zu sehen, ob das Foto erfolgreich erstellt wurde, werfen Sie einen Blick in Ihr cwd (aktuelles Arbeitsverzeichnis):

ls

Wenn es nicht aufgeführt ist, vergewissern Sie sich, dass Sie sich an der richtigen Adresse befinden, und versuchen Sie es erneut:

pi@raspberrypi:~/boof/fotos $

Wenn das Foto korrekt gespeichert wurde, wird mePic-j.webp

xdg-open mePic.jpg

Hier ist mein:

Sie können mePic-j.webp

Schritt 13: Befehlszeilen-Flags und Hilfe erhalten

Wenn Sie sich diese Befehle ansehen, die Sie bisher verwendet haben:

Raspistille -o mePic.jpg

scrot -d 5

scrot -u -cd 5

Worum geht es bei -o, -u, -d und -cd? Wenn Sie ein Zeichen mit einem "-" davor sehen, wird dies als Flagge bezeichnet. Ein Befehlszeilen-Flag ist eine gängige Methode, um Optionen für Befehlszeilenanwendungen und -tools wie Scrot und Raspistill anzugeben. Sie können alle verfügbaren Optionen für eine Befehlszeilenanwendung und ein Tool mit dem Befehl man nachschlagen. Um zum Beispiel einen Blick auf alle Optionen zu werfen, die Scrot zu bieten hat, geben Sie Folgendes ein:

Mann

Der Befehl man steht für manual. Dadurch werden die Handbuchseiten angezeigt, auf denen Sie eine Beschreibung der Anwendung und aller verfügbaren Optionen lesen können.

Wenn Sie jemals mehr über einen Befehl erfahren möchten, ist der Mensch das erste, was Sie verwenden sollten! Sie können die Handbuchseiten für jeden Befehl mit man wie folgt nachschlagen:

Mann

Um die Handbuchseiten zu verlassen, drücken Sie "q".

Wenn ein Befehl keine Handbuchseite hat, verwenden Sie -h oder --help nach einem Befehls- oder Anwendungsnamen:

scrot -h

raspistill --help

oder Infos:

info raspistille

Ich ermutige Sie, die Befehle man und --help mit jedem neuen Werkzeug, jeder Anwendung und jedem Befehl zu verwenden, den Sie in LXTerminal verwenden. Es ist eine hervorragende Möglichkeit, zu lernen, wie man sie benutzt, und macht es zu einer großartigen Angewohnheit, in den Groove von jetzt einzusteigen.

Schritt 14: Nachschlagen von Handbuchseiten und Selfie mit dem Kameramodul

Laden Sie zwei Bilder wie unten beschrieben hoch:

1) Suchen Sie mit einem Webbrowser nach einem neuen Linux-Befehl. Laden Sie einen Screenshot von Ihnen mit man hoch, um mehr über den Befehl zu erfahren. Sie können sich in Ihrem Pi-Webbrowser bei dieser Klasse anmelden oder sich die Screenshots per E-Mail senden.

2) Laden Sie Ihr Selfie hoch, das mit dem Raspberry Pi-Kameramodul aufgenommen wurde.:)