軟體設計實務實習單元一

AI人工智慧自編教材學習單元
學習主題	一、認識Raspberry Pi 樹莓派
學習目標	1.樹莓派應用及趨勢的認識 2.樹莓派與Arduino比較 3.樹莓派的基本功能認識
授課時數	2小時	授課方式	講授法(輔以媒體教材)
準備材料	樹莓派Pi3B一片
授課內容
1.樹莓派應用及趨勢 　　樹莓派(Raspberry pi)是英國『樹莓派基金會』(The Raspberry Pi Foundation)開發和推廣的單板電腦。主要執行Linux作業系統的單板迷你電腦，其目的是以低廉價格和自由軟體來推廣學校的基礎資訊科學教育。 　　雖然目前Arduino是十分廣泛的應用晶片，價格上也十分親民，但是Arduino無法直接執行或架設伺服器等功能，也無法直接傳送影像訊息，相較於樹莓派，內含記憶體、WiFi、藍芽網路及一般網路功能，它的GPIO(General Purpose Inpur/Output)脚位有28個，比Arduino的14脚位多，功能也更廣泛。如下表分析 Raspberry Pi 3B+ Arduino Uno 優點 (1)更強大更快速的處理器，可多工執行。 (2)可與乙太網路、WiFi及藍芽通訊相容 (3)容易地轉換作業系統(OS) (4)包含音訊、影像、攝影介面、USB介面、HDMI輸出介面 (5)輕易地學習程式語言的編輯 (6)可隨時連上網路並可多工同步處理程序 缺點 (1)設定系統及週邊功能時間較長。 (2)即使簡單的功能都需安裝程式。 (3)價格較高。 優點  (1)可以很容易連接類比感測器及其他電子元件。 (2)可擴充多樣化的功能。 (3)不需要繁瑣的設定，且隨插即用。 (4)價格便宜。 (5)收集感測器資料功能強大。 缺點 (1)每次只能執行一個程式，無法多工執行且執行速度較慢 (2)無法使用網路與外界連接 (3)需要額外學習程式語法 2.樹莓派的型號 樹莓派原始版本分為A和B兩種型號(Model A和 ModelB)，另外也有售價更低、尺寸更小的Zero版本。如下圖 Model A+                 Model B+ Zero   Model A共有分為A和A+兩種，CPU都是BCM2835 記憶體256MB(A+有256與512MB版本)，支援音源輸出，不支援網路輸出(無乙太網路連接器)，A+提供2組USB插槽(A只有一組)，使用全尺寸SD卡，Model A GPIO腳位有26支，A+則有40支，Model A+尺寸比A來的小。 Model B 共分成3代，只有2代只出Model B版本其餘1代與3代皆有B與B+兩種版本，3代開始內建無線網路以及藍芽模組，Model 3B+如下圖。 　　Raspberry Pi Model 3B+重點規格如下： l  CPU：Broadcom BCM2837B0四核A53（ARMv8）64位@ 1.4GHz l  GPU：Broadcom Videocore-IV l  內存：1GB LPDDR2 SDRAM l  網絡：千兆乙太網（通過USB2.0通道，最大吞吐量 300Mbps），2.4GHz和5GHz 雙頻Wi-Fi，支持802.11b / g / n / ac l  藍牙：藍牙4.2，低功耗藍牙（BLE） l  存儲：Micro-SD l  GPIO：40引腳GPIO雙排插針 l  其他接口：HDMI，3.5mm模擬音頻視頻插孔，4x USB 2.0，乙太網，攝像機串行接口（CSI），顯示器串行接口（DSI） l  尺寸：82毫米x 56毫米x 19.5毫米，50克
作業與練習
選擇題： (  )1.樹莓派Pi3B的系統晶片編號為何？(A)BCM2837(B)BCM2835(C)BCM2836(D)以上皆非 (  )2.樹莓派Pi3B的外接USB埠有幾個？(A)1 (B)2 (C)3 (D)4. (  )3.樹莓派Pi3B的外接USB埠規格為何？(A)USB1.1 (B)USB2.0 (C)USB3.0 （D)USB3.1. (  )4.樹莓派Pi3B的CPU是幾核心？(A)1 (B)2 (C)3(D)4. (  )5.樹莓派Pi3B的CPU是工作時脈是多少？(A)800MHz(B)900MHz(C)1GHz(D)1.2GHz° (  )6.樹莓派Pi3B的影像輸出介面為何？(A)USB (B)VGA (C)HDMI (D)以上皆非。 (  )7.樹莓派Pi3B的電源插座規格為何？(A)USB Mini (B)USB Micro (C)DC5V(外徑 3.5mm,内徑1.35mm （D)以上皆非。 (  )8.樹莓派Pi3B的有線網路傳輸最高速度為何？(A)10Mbps(B)100Mbps(C)1G (D)10G. (  )9.假設樹莓派Pi3B的microSD卡為16G,但原系統整體使用量低於4G，於進行系統回復時，請需使用多大容量的microSD 記憶卡？(A)4G (B)8G (C)16G(D)以上皆非。 (  )10.樹莓派Pi3B的microSD卡，進行系統備份與回復需使用何種软體？        (A)Win32PiDiskImager (B)Win64PiDiskImager        (C)Win64Disklmager　 (D)Win32DiskImager (  )11.樹莓派Pi3B的作業系統為何？（A)Win XP (B)Win 7 (C)Win10 (D)Linux (  )12.樹莓派Pi3B+的GPIO共有幾pin?(A)30 (B)32 (C)40 (D)42 (  )13.樹莓派Pi3B+的內建靜態記憶體(SDRAM)容量為何?(A)512MB (B)1GB (C)2GB (D)16GB   簡答題： 1.請說明Raspberry Pi 3B+有那些I/O埠(含數量)? 2.請比較Raspberry Pi與 Arduino的優缺點。