【高校生ラズパイ奮闘記シリーズ】#1 – Raspberry Piとは何かを高校生が解説してみた

ちゃちゃまる


【高校生ラズパイ奮闘記シリーズ】#1 – Raspberry Piとは何かを高校生が解説してみた

初めまして! 11月からLIGのDevRelチームにジョインした見習いデザインエンジニアのちゃちゃまる@chachmaru)と申します。前職ではデザイナーだったのですが、LIGでエンジニアリングも勉強してどっちもできる人間になりたいなぁと思い日々勉強中です。

そういった日々の勉強のアウトプットも兼ねて、これから「ラズパイ奮闘記シリーズ」たるものを連載していこうと思います。

ラズパイ奮闘記シリーズについて

今国内外で人気急上昇中のガジェット「Raspberry Pi(ラズベリーパイ)」というものをご存知でしょうか。後々詳しく解説しますが、イメージは「めちゃくちゃ安くてカスタマイズできるミニコンピューター」です。

今まで一般的にはコンピューターってできあがったものを買うイメージが強かったですよね? 自作PCを作った!なんて人を見ると「すげえ、絶対俺にはできねえ!!」って思っちゃいます。でも、Raspberry Piならそれができちゃうんです。

Raspberry Pi(以下、本記事ではラズパイとします)の人気の秘密は、少し勉強するだけで簡単に自分専用のコンピューターが作れて、自分の思い通りに制御することができる、という点です。そこで、プログラミング経験がほとんどない僕にもできるんじゃないか!と思ってネットで調べてみました。

結果から言うと、惨敗。ネット上のHowTo記事には、当たり前のように専門用語がたくさん載っていて、まったくの初心者にはとても理解しがたいものでした。高校生でもわかるようなラズパイの記事が欲しいなー……。

……

あ、ないなら作っちゃうか!

ということで、プログラミング未経験の高校生ちゃちゃまるが高校生目線で高校生でもわかるラズパイ解説書を奮闘しながら作っていく「ラズパイ奮闘記」、始まります!

本記事チャプター1はまず、「ラズパイとはなにか」。ミニコンピューターってどういうことか、どうやって使うのか、何ができるのか……。僕が持った疑問点をひたすら解決していきました。

そもそもラズパイとは?

ラズパイって、こんなにちっちゃくてかわいい(?)んです。

Raspberry Pi(ラズベリー パイ)は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピューター。
Wikipedia

……? もうちょっと噛み砕いてみます。

ARMプロセッサ

ARMプロセッサって、たまに聞くことがありますよね。iPhoneの説明書なんかにも “ARMなんたら〜” って書いてあるのを見た記憶が……。

ARMとは組み込みシステムを制御しているCPU(マイクロプロセッサやマイクロコントローラ、単にプロセッサという言い方もしますが、ここではPCや組み込み機器の中で、コアとなって演算処理を司るチップのことをCPUという呼称で統一します)アーキテクチャの一つです。
EIPC

組み込みシステム(またはエンベッドシステム・Embed System)とは、家電やデジタル製品に組み込まれ、特定に機能を持っているコンピュータ・システムのことです。

CPU(=プロセッサ)は、Central Processing Unit(中央処理装置)の略。コンピューターの頭脳にあたる部分ですね。

ARMというのは、実は特定のプロセッサを指す単語ではありません。というのも、いわゆるARMプロセッサには、Intel社のCore i7やApple社のPowerPCなど、さまざまな種類があるのです。ARMとはプロセッサのアーキテクチャのことで、Core i7やPowerPCはARM系プロセッサです。ラズパイもARMプロセッサを搭載しています。

ARMという単語はAcorn RISC Machineの略。ARMアーキテクチャは消費電力が少ないのが特徴で、バッテリーで動くモバイル機器において支配的に普及しています。

英語の意味
Embed(エンベッド):埋め込まれた
Architecture(アーキテクチャ):構造、構成

シングルボードコンピューター

では、シングルボードコンピューターとは何のことでしょう。

もっぱらメインストリームのコンピューターと比較して低めの性能相応の手頃な廉価でありながら、主として Linux を採用し、軽量プログラミング言語が利用でき、グラフィカルユーザインタフェースが使え、ウェブブラウザなどが動作したりといった日常的なコンピューターの用途に実用的に使えると同時に、GPIO などを備え高性能・高機能なワンボードマイコンとしての利用も可能である、といった商品カテゴリのコンピュータである。
Wikipedia

  • 低めの性能
  • 手頃な価格
  • 主にLinux
  • プログラミング可能
  • GPIO

を兼ね備えたモノです。

GPIOとは、General-Purpose Input/Output(汎用入出力)の略で、外界と繋がるための経路みたいなものです。例えば人感センサーやLEDなどをラズパイのGPIOにつなげてラズパイからコントロールする、といったように使います。

要するに

ラズパイとは、要するに「低消費電力プロセッサを搭載した安くてプログラミング可能な簡易コンピューター」といったところでしょうか。価格帯は(買う場所・バージョンなどにもよりますが)3000円〜5000円ぐらいなので、ちょっとバイトすれば稼げるぐらいの値段ですね。

ラズパイの使い方

なんとなぁくラズパイとはなんなのかがわかってきました。でも、こんな板一枚をどうやって使うんでしょうか?

ディスプレイとマウスとキーボード

ラズパイのようなシングルボードコンピュータには、コンピューター画面を表示させるディスプレイも、マウスもキーボードもついてません。どうするかというと、自分でつなげるのです。ラズパイにはHDMIもしくはUSB経由でディスプレイをつなげます。

HDMIとはHigh-Definition Multimedia Interfaceの略で、これを使ってディスプレイに映像・音声を送ります。
USBは有名かもしれません。Universal Serial Busの略で、コンピューター周辺機器とコンピューターを繋げるものです。もちろん、USB経由でディスプレイをつなげることも可能です。

マウスとキーボードについても、USB経由でつなげます。

英語の意味
Bus(バス): 母線

オペレーティングシステム

OSという言葉があります。Operating Systemの略で、コンピューターがどういう風に動いてるかを指す言葉です。有名なのはWindowsやMac OS、AndroidやiOSですよね。Windows・Macはコンピューター用のOSで、Android・iOSは携帯用のOSです。

OSは例えばアプリケーションを作ろうとするときに役立ちます。従来のコンピューターには統一された規格がなく、それぞれのコンピューターで仕様が違ったため、同じ機能を持つアプリケーションを作るにもそれぞれのコンピューターに対応しなければならずとても大変だったそうです。また、使う側からしても、各コンピューターで操作方法が違うので、コンピューターを利用するハードルがとても高かったのです。

その問題を解決するために、OSという統一された規格が誕生します。コンピューター全てに同じOSを入れ、そのOSに対応したアプリケーションを作ることで、そのOSが入ったコンピューター全てでアプリケーションを利用することができるようになりました。

では、ラズパイはなんのOSで動いているのか。実はいろいろなOSを入れることができるのですが、Raspbianというのが基本です。Raspbianとはラズパイ用にカスタマイズされたLinuxというOSです。このRaspbianをSDカードに入れてラズパイに挿すことで、ラズパイは起動します。

ラズパイの使いみち

少し夢のある話をしましょう。ラズパイを使うとどんなことができるのでしょうか。

 

たとえば、LEDを制御してライトショーを作ることができます。
 

たとえば、家電を全てパソコンから操作することができます。
 

また、こんなマジックミラーを作ったり……。
 

ポータブルゲーム機を作ったりすることもできちゃいます。

こんなのが自分で作れるなんて、なんだかうずうずしてきませんか?

まとめ

ラズパイ奮闘記シリーズ・チャプター1ということで、ラズパイについてひたすら勉強しました。まとめると、

  • ラズパイとは低消費電力プロセッサを搭載した安くてプログラミング可能な簡易コンピューター
  • OSはRaspbianで、自分でOSを入れる
  • めちゃくちゃかっこいいことができる

です。特に最後の点が重要で、何かを成し遂げたい!何かを創りあげたい!って思うと、どんなに難しくても楽しく感じてしまいます。現に僕もこの記事を書きながら制作意欲がどんどん溢れでていくのを感じています(笑)

次回は、ラズパイを購入して、OSをラズパイに入れて実際に動かしてみます。「めちゃくちゃかっこいいこと」の第一歩を踏み出しましょう!

もう一つ、記事を書いていて思ったこと。人に説明しようと思って記事を書くと、いかに自分が理解できていないかを痛感しますね。あれもわからないこれもわからないって、知っていると思っていたことも実は曖昧で、インプットだけではなくアウトプットの重要さを改めて思い知りました。これからはインプット多めアウトプットもっと多めで勉強していきたいと思います!

以上、ちゃちゃまるでした! ではまた!

ちゃちゃまる
この記事を書いた人
ちゃちゃまる

大学生エンジニア

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