Raspberry Pi İşletim Sistemleri

Çok hızlı bir şekilde yaygınlaşan Raspberry Pi bilgisayarı dünyada tek kart bilgisayar denilince akla ilk gelenlerden biridir. Buna bağlı olarak kullanıcı sayısı da her geçen gün artmaktadır. 2022 yılı itibari ile 40 milyon adet Raspberry Pi bilgisayarı satılmış durumdadır.

Mart 2017 itibari ile 12.5 milyon adet Raspberry Pi bilgisayarı satıldı

Takdir edersiniz ki Raspberry Pi bilgisayarının kendisi ve kullanıcı kitlesi özel bir profile sahiptir. Standart x86 tabanlı PC’ler ile karşılaştırılamaz. Raspberry Pi, ucuz bir genel amaçlı bilgisayar olarak kullanılmasının yanında maker’lar, hobiciler, mühendislik ve bilimsel projelerde portatifliği ve sahip olduğu giriş/çıkış port’ları nedeni ile tercih edilmektedir. Durum böyle olunca da Raspberry Pi bilgisayarında kullanılmak üzere çok değişik ihtiyaçlar için işletim sistemi dağıtımları geliştirilmiştir[1]. Bu işletim sistemlerinin tamamına yakını Linux tabanlı dağıtımlardır. Bu başlıkta dünyada kullanılmakta olan farklı amaçlar için özelleştirilmiş işletim sistemi dağıtımlarının tanıtımına yer verilecektir.

Raspberry Pi’a kurulabilecek birçok işletim sistemi mevcuttur. Raspberry Pi Vakfının internet sitesinde listelenen bazı işletim sistemleri şunlardır:

1. Raspbian
2. Raspberry Pi Desktop (Mac ve Windows için)
3. Ubuntu Mate
4. Windows IOT
5. RiscOS

Raspberry Pi OS (Raspberry Pi’ın resmi dağıtımı)

Eski adı Raspbian olan Raspberry Pi OS, Raspberry Pi’ın donanımı için optimize edilmiş Debian tabanlı ücretsiz ve açık kaynak kodlu bir işletim sistemidir. Raspbian, genel amaçlı bir işletim sisteminden beklediğiniz tüm temel programlarla birlikte gelir. Raspberry Vakfı tarafından resmi olarak desteklenen bu işletim sistemi, hızlı ve 35.000 paketi ile fazlasıyla popülerdir. Kullanıcı dostu grafik oturumu için hafif LXDE masaüstünü kullanan Raspbian’ın yardımsever devasa topluluğu, Raspberry Pi OS için ücretsiz olarak destek sunar ve yazılımlarını geliştirir. En yeni sürümünü yüklemek için 4 GB SD kartına ihtiyaç duyar. Kitap boyunca kullanılacak olan Raspberry Pi OS dağıtımı Debian dağıtımını temel alır. Raspberry Pi OS ile Debian geliştiricilerinin topluluğu farklı olduğundan Raspberry Pi OS biraz daha geriden gelir. Bunun nedeni Debian üzerinde gerçekleştirilen değişikliklerin ve yeniliklerin Raspberry Pi OS üzerinde denenmesi ve adapte edilmesinin zaman almasıdır. Debian ara paket güncellemeleri hariç ortalama 2 yılda bir yeni dağıtım çıkartır ve bu dağıtım genellikle köklü değişiklikler içerir. Bu değişiklikler bazen işletim sistemi mimarisi ve yönetim araçlarının değişikliği olabileceği gibi bazı sistem bileşenlerinin çalışma mantığı üzerine de olabilir. Bu nedenle Debian’ın yeni sürümlerindeki değişiklikler kendi sitesinden takip edilmelidir[2]. Raspberry Pi OS dağıtımın internet sitesi: www.raspberrypi.org

Dietpi dağıtımı

DietPi, Raspberry Pi gibi tek kart bilgisayarlar için optimize edilmiş ufak boyutlu, ücretsiz, sık güncellenen bir Linux dağıtımıdır. Daha çok headless olarak çalışan sunucu işlevleri için tercih edilen dağıtımın kalıp boyutu 100MB’ın altındadır. Tercih edilmesine sebep olan en büyük özelliği: sahip olduğu kendine has araçlar ile yüzlerce popüler Linux sunucu yazılımının kolayca kurulup bir arada çalıştırılabilmesine olanak sağlamasıdır. Dağıtım, Raspberry Pi’ın haricinde Odroid, Asus Thinker Board, NanoPi, Pine, PC ve Allo Sparky SBC gibi tek kart bilgisayarlar ile de kullanılabilir. Ayrıca VMWare ve VirtualBox gibi sanallaştırma yazılımları ile de kullanılabilir. Dağıtımın internet sitesi: www.dietpi.com

Ubuntu MATE dağıtımı

Ubuntu MATE hafif ve kullanıcı tarafından yapılandırılabilen hızlı bir masaüstü ortamı sunar. Raspberry Pi gibi sınırlı sistem kaynaklarına sahip donanımlar için mükemmeldir. MATE masaüstü, dosya yöneticisi, metin düzenleyici, resim görüntüleyici, sistem monitörü, belge görüntüleyici ve terminal gibi önemli uygulamalarla birlikte gelir. Snappy Ubuntu’nun aksine, Ubuntu MATE, APT paket yöneticisi ve Ubuntu Yazılım Merkezi’yle orijinal Ubuntu’dur. Aynı zamanda LTSP ve X2Go gibi uzaktan iş istasyonu çözümleriyle de çalışır ve Ubuntu’ya benzer temalar ve görseller ile birlikte gelir. Dağıtımın internet sitesi: www.ubuntu-mate.org

RiscOS Pi dağıtımı

RiscOS uzun yıllardan beri ARM mimarili işlemciler için geliştirilen hafif ve hızlı bir işletim sistemidir. Raspberry Pi donanımı da ARM tabanlı bir işlemciye sahiptir. ARM işlemciler ile çalışmak üzere geliştiriliyor olması RiscOS’u, Raspberry Pi’dan yüksek başarım beklendiği durumlarda öne çıkartmaktadır. Daha çok profesyonel amaçlar için tercih edilen bu işletim sistemi için donanım ve yazılım desteğinin yanında kullanıcı topluluğunun da kısıtlı olması bir dezavantaj olarak gösterilebilir. RiscOS, olağan Linux davranışı olan; programların paralel olarak (zaman paylaşımlı olarak) çalıştırılmasının aksine, işlemci zamanının ağırlıklı olarak tek bir programa verilmesinin gerektiği durumlarda avantajlıdır. Mikro saniye ölçeğinde bile kesintiye uğramaması gereken bir işlemi çalıştırmak gerektiğinde RiscOS daha doğru bir tercihtir. Örneğin saniyede milyonlarca bit veri akışı yapan bir kaynaktan (örn., GPIO üzerinden) okuma yapmanız gerektiğinde, Linux işletim sistemleri okumanın kesintisiz olarak tamamlanacağını garanti edemez (multitasking yani çok görevlilik özelliğinden dolayı). Çünkü işlemcinin sahip olduğu fiziksel çekirdeklerin, çalıştırılan diğer işletim sistemi fonksiyonları ve programlar için de zaman ayırması gerekir. RiscOS gerçek zamanlı çalışmaya (real time) ihtiyaç duyulan durumlarda tercih edilmelidir. Gerçek zamanlılığı sağlamak amacıyla olabildiğince sadeleştirilmiş ve hafif bir yapıdadır. Bu yönüyle RiscOS, çok görevliliği yapısal olarak destekleyen bir CPU üzerinde gerçek zamanlı çalışmayı gerektiren uygulamaların yapılmasına odaklanır. Gerçek zamanlı çalışmayı da tam olarak gerçekleştiremez; fakat bu yönde mümkün olan en iyi koşulları sunmaya çalışır. Zaman kritik uygulamalar için bir mikrodenetleyici tercih edilmelidir. RiscOS’un internet sitesi: www.riscosopen.org

Chromium OS

Chrome OS, ilk defa Google’un 2009 yılında web tabanlı uygulamaları performanslı çalıştırmak üzere çıkarttığı Debian tabanlı dağıtımıdır. Açık kaynak kodlu bu işletim sistemi bağımsız kullanıcılar tarafından ARM için derlenerek Raspberry Pi’a uygun hale getirilmiştir. Chromium OS zamanının çoğunu web’de sörf yaparak geçiren kullanıcılar için basit, hızlı ve güvenli bir ortam sunar. Dağıtım için gerekli kalıp dosyalarını internet sayfasındaki CARMOS isimli bağlantılardan indirebilirsiniz: chromium.arnoldthebat.co.uk

Retro Pie

RetroPie, Raspberry Pi bilgisayarı için Nintendo, Sega ve Amiga gibi platformlar için hazırlanmış eski ve klasik oyunların çalıştırılabilmesi için bir öykünücü (emülatör) ortamı sunan ve Raspberry Pi OS temel alınarak hazırlanmış bir dağıtımdır. emulationstation.org adresinde sunulan Emulation Station yazılımı için hazırlanan ROM dosyaları ile eski oyun bilgisayarlarının günümüzde deneyimlenebilmesini mümkün kılmaktadır. İnternet sitesi: retropie.org.uk

Windows 10 IoT Core

IoT (internet of things) yani nesnelerin interneti konusunun son yıllarda popülerleşmesi ile birlikte Microsoft firmasının kayıtsız kalmayarak bu konuya el atması neticesinde sunulan bir işletim sistemidir. İlk defa Windows 10 işletim sisteminin çekirdeğinin ARM gibi farklı mimariler için derlenerek Raspberry Pi gibi IoT (Internet of Things)’a uygun cihazlarda Windows Çekirdeğinin (Windows Core) kullanılabilmesini sağlamıştır. Bu yenilik ile birlikte Microsoft’un geliştirdiği UWP (Universal Windows Platform) teknolojisi de hayata geçmiştir. UWP sayesinde geliştirilen uygulamalar Xbox, Raspberry Pi ve Hololens gibi farklı platformlarda çalışabilmektedir. Kerberos.io web adresinde, Linux ile birlikte Windows IOT altyapısını kullanan bir işletim sistemi de ücretsiz olarak sunulmaktadır. Kerberos projesi, Raspberry Pi ile bir güvenlik kamera takip ve kayıt sistemi gerçekleştirmek için özelleşmiştir. İnternet sitesi: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot

Windows 10/11 on Raspberry Pi (WoR)

WoR projesi Raspberry Pi üzerinde Windows 10/11 işletim sistemini çalıştırmak için dönüştürücü ve kurulum araçları sağlıyor. Proje sayfasından indirebileceğiniz WoR-flasher adlı araç ile kurulum yapacağınız Raspberry Pi donanımını ve Windows işletim sistemini belirleyerek bir SD kart hazırlıyorsunuz. SD kart ile Raspberry Pi’ı başlatarak kurulumu kolayca gerçekleştirebilirsiniz. Kurulumu yapılacak Windows işletim sistemine ait arm64 tabanlı ISO dosyasını ise uupdump.net sitesindeki aracı kullanarak oluşturabilirsiniz.

WoR-flasher’ın ekran görüntüsü

Bu konu başlığını yazdığım sırada WoR projesi, Raspberry Pi 2 rev 1.2, 3, 4 ve 400 modellerini destekliyordu. Raspberry Pi CPU’sunun tasarım özelliklerinden dolayı en fazla 3GB RAM’i destekleniyordu. Ayrıca driver (yazılım sürücüsü) sorunundan dolayı dahili WiFi’ı kullanılamıyordu. İnternet sitesi: https://github.com/Botspot/wor-flasher

Android Things Dağıtımı

Android işletim sisteminin sahibi ve geliştiricisi olan Google, Raspberry üzerinde çalışan ve Google hizmetleri ile bütünleşebilen bir dağıtım sunmaktadır. Bu dağıtım sayesinde Raspberry Pi üzerinde Android uygulamalarını çalıştırabilirsiniz. Android Things projesi kapsamında sunulan dağıtım şimdilik NXP Pico i.MX7D ve Raspberry Pi 3 Model B platformlarını desteklemektedir. Dağıtım ile Android işletim sisteminin geliştirme araçları olan Android SDK ve Android Studio’yu kullanarak uygulamalar geliştirebilir, Raspberry Pi’ı Google hizmetleri ile bütünleştirebilir, Peripheral I/O API  (GPIO, I2C, SPI, UART, PWM) ile çevre cihazlar ile iletişim kurdurabilirsiniz. Raspberry Pi’a Android kurulumu Android Things Console aracılığı ile gerçekleştirilir. Bu standart güncelleştirmeleri ve yamaları almak için güvenilir bir yol sunar. Google hesabınız ile oturum açtıktan sonra Things Console’a yeni bir ürün ekleyerek Tools menüsünden kurulum aracınızı bilgisayarınıza indirebilirsiniz. İnternet sitesi: https://developer.android.com/things/

Kali Linux dağıtımı

Kali Linux, Raspberry Pi’ı destekleyecek şekilde tasarlanmış, gelişmiş bir sızma platformudur. Debian tabanlı bir Linux dağıtımı olan bu işletim sistemi, sızma testi, adli bilişim ve tersine mühendislik gibi bilgi güvenliği operasyonları için yüzlerce araca sahiptir. Aynı zamanda genel amaçlı kullanım için de uygundur. Çekirdek seviyesine kadar uzanan özelleştirme sunar ve kurulumu için 8 GB SD kart önerilir. Mati Aharoni ve Devon Kearns tarafından geliştirilmiş olan Kali ismi bir Hindu tanrıçasının gelmektedir. Kali Linux çok çeşitli ARM (örneğin Raspberry Pi) cihazlar üzerinde çalışabilir. ARM depoları ana dağıtımıyla bütünleşiktir; bu nedenle ARM araçları ana dağıtım ile birlikte güncellenir. Dağıtımın internet sitesi: www.offensive-security.com/kali-linux-arm-images/

Sarpi Linux Dağıtımı

SarPi Linux, Raspberry Pi için, çok köklü bir Linux dağıtımı olan Slackware’in ARM sistemleri için oluşturulmuş halidir. Slackware, Linux meraklılarının topluluk ürünüdür. Yaygın olarak, Raspberry Pi için en iyi işletim sistemlerinden biri olarak düşünülür. ARM sürümü tüm uygulamaları desteklememekle birlikte, çoğu uygulama (temel olanları da içerecek şekilde) ARM mimarisi için yeniden derlenmiştir. Slackware, Linux’un nasıl çalıştığına yabancı olanlar için bile kullanımı kolaydır; bu nedenle SARPi, Raspberry Pi’ler için iyi bir seçimdir. İnternet sitesi: sarpi.fatdog.eu

VOLUMIO Linux dağıtımı ve donanımı

Volumio Raspberry Pi ve diğer tek kart bilgisayarlar için ürettiği donanım eklentisi ile müzik sunucusu yaratmayı sağlıyor. Web tabanlı görsel bir arayüz ile kontrol edilen müzik listelerini, yüksek kaliteli bir ses sistemine bağlayarak evinizi veya iş yerinizi merkezi bir medya yöneticisi ile şenlendirebilirsiniz. Volumio açık kaynak olarak sunulan yazılımı ile Raspberry Pi’ınızda kullanabilir, eklenti donanımını satın alarak daha kaliteli müzikler dinleyebilirsiniz. Dağıtımın internet sitesi: www.volumio.org

LibreELEC dağıtımı

Raspberry Pi’ı medya merkezi olarak kullananlar önemli bir çoğunluğa sahiptir. LibreELEC, OpenELEC dağıtımının selefidir. KODI uygulamasını çalıştıran bir medya center dağıtımıdır. TV’ye veya HDMI bir ekrana bağlayarak film ve dizi izleyebilir, müzik dinleyebilir ve resim slaytları oluşturabilirsiniz. Ayrıca beğendiğiniz kanalları sonradan izlemek üzere kayıt edebilirsiniz. Kısaca başarılı bir medya center dağıtımıdır. Raspberry Pi donanımını diğer medya merkezi uygulamalarına göre daha yüksek bir başarımda kullanır. Dağıtımın internet adresi: www.libreelec.tv

Diğer Dağıtımlar

Raspberry Pi bilgisayarına kurulabilecek diğer dağıtımlar ise şunlardır:

• Arch Linux ARM:  https://archlinuxarm.org/
• Gentoo Linux: https://www.gentoo.org/
• FreeBSD: https://www.freebsd.org/

Yukarıdaki dağıtımlar birçok farklı mimaride yaygın olarak kullanılan genel amaçlı dağıtımlardır. Sadece Raspberry Pi üzerinde çalışmak üzere belli görevler için özelleştirilmiş dağıtımlar da vardır. Aşağıda bunların bir listesini ve özelliklerini bulabilirsiniz.

• OctoPi: Bir web arayüzü üzerinden 3 boyutlu yazıcılarınıza iş gönderip yazma sürecini kontrol edebileceğiniz bir dağıtımdır. Kamera (webcam/CSI CAM) aracılığı ile yazıcıları izleyebilir, time-lapse videolar oluşturabilirsiniz. OctoPi’nin sahip olduğu eklenti desteği ile yazdırılmakta olan modelin ne aşamada olduğunu görebilir (GCODE Visualiser), yazdırma tamamlandığında Telegram veya Snack üzerinden haberdar olabilir, AstroPrint eklentisi ile yazıcılarınızı bulut ortamına bağlayarak cep telefonunuzdan canlı olarak izleyip kontrol edebilirsiniz. Dilerseniz RGB LED’ler ile yazdırma durumu hakkında görsel efektler oluşturabilir, yazıcınızın firmware’ini güncelleyebilirsiniz. Printer Display eklentisi ile OctoPi’nin IP adresinin yazıcının LCD ekranında gözükmesini sağlayabilirsiniz. Dağıtımın web adresi: www.octoprint.org
• FullPageOS: Tam sayfa web tarayıcısı ile kiosk benzeri arabirimler oluşturmak için özelleşmiş bir dağıtımdır. Dağıtım Chromium tarayıcısını kullanarak bir web sayfasını tam ekran modunda görüntüler, hizmet verilen kullanıcı işletim sisteminin arabirimine ulaşamaz. Dağıtımın web sayfasındaki script’ler ile mevcut Raspberry Pi OS dağıtımı FullPageOS’a dönüştürülebilir. Dağıtımın web adresi: https://github.com/guysoft/FullPageOS
• AlarmPi: Raspberry Pi Telegram kontrollü bir alarmlı saate dönüştürmek için özelleşmiştir. Dağıtımın web adresi: https://github.com/guysoft/AlarmPi
• RealtimePi: Gerçek zamanlı çalışan bir Linux çekirdeğine sahip dağıtımdır. Mikrodenetleyici arabirimli zaman kritik görevler için kullanışlıdır. Dağıtımın web adresi:   https://github.com/guysoft/RealtimePi
• HotSpotOS: Raspberry Pi bir kablosuz erişim noktası olarak kullanmak için özelleştirilmiş dağıtımdır. Dağıtımın web adresi: https://github.com/guysoft/HostSpotOS
• CustomPiOS: Bu bir dağıtım değildir. Sadece içerdiği script’ler ile mevcut bir Raspberry Pi OS imajını modifiye ederek yeni bir dağıtım inşa etmek için kullanılan açık kaynak kodlu bir projedir. Projenin web sitesi: https://github.com/guysoft/CustomPiOS
• NEMS: NEMS (Nagios Enterprise Monitoring Server for Single Board Computers) Raspberry Pi ve PINE64 gibi tek kart bilgisayarlar üzerinde çalışabilen sistem ve ağ denetleme görevleri için özelleştirilmiş ve iyileştirilmiş bir dağıtımdır. NEMS, çalıştığı donanım veya ağ üzerindeki diğer donanımların ve yazılımların durumunu takip eder ve sorun olduğunda haber verir. Ağ üzerinde çalışan servisleri (SMTP, http, FTP vb.), disk, işlemci ve bellek gibi donanımsal kaynakları takip eder ve günlük kayıtları tutar. Daha sonra, belirtilen kriterlere göre sistem yöneticisine çeşitli yollarla haber verir ve rapor üretir. NAGIOS eklentili bir yapıya sahiptir ve özellikleri ihtiyaç olan yeni modüller eklenerek kolayca genişletilebilir. Dağıtımın web sitesi: https://nemslinux.com
• OpenWrt: OpenWrt gömülü cihazlar için oldukça genişletilebilir bir Linux/GNU dağıtımıdır. Daha çok ağ yönlendiricileri (router) üzerinde kullanılan dağıtım, sahip olduğu paket yükleme özelliği ile yeni baştan bir gömülü Linux dağıtımı yaratmanın zahmetinden kurtarır. Web sitesi: http://tiny.cc/open-wrt-rpi
• IPFire: Raspbery Pi’ı küçük bir ağ yönlendiricisi olarak bir güvenlik duvarı çözümüne dönüştürmek için kullanılabilir. IPFire’ın desteklediği Raspberry Pi modelleri ve destekleme oranları şu sayfadan incelenebilir: https://wiki.ipfire.org/hardware/arm/start
• PiPoint: Raspberry Pi ile kablosuz erişim noktası oluşturmak ve mevcut bir kablosuz ağı genişletmek için özelleştirilmiş bir dağıtımdır.
• MotionEyeOS: Bu dağıtım Raspberry Pi’ı bir güvenlik kamera gözetim sistemine dönüştürmek için hazırlanmıştır. Raspberry Pi gibi diğer popüler kart bilgisayarlar için de farklı imajlara sahip olan MotionEyeOS, Raspberry Pi’ın tüm sürümlerini desteklemektedir. Web sitesi: https://github.com/ccrisan/motioneyeos/releases
• ArchWiPi: ArchWiPi (Raspberry Pi Wireless AP), Raspberry Pi’ı bir kablosuz erişm noktasına dönüştüren Arch Linux tabanlı bir dağıtımdır. Web sitesi: http://tiny.cc/arch-wipi
• HASSBian: Raspberry Pi ile akıllı ev otomasyonları gerçekleştirmek için geliştirilmekte olan bir Linux dağıtımıdır. Otomasyon için kullandığı HomeAssistant adlı uygulama, Python dili ile geliştirilmekte ve farklı işletim sistemlerinde de kullanılmaktadır. HomeAssistant akıllı ev uygulamaları için geliştirilen birçok donanım ile birlikte çalışabilir. Sensör ve aktüatör kontrol özelliklerini yanında, hava durumu takibi, ses yayını, borsa, döviz ve haber kaynaklarına entegre olabilir. Tanımlanan senaryolara göre otomatik bildirimler üretebilir ve aksiyonlarda bulunabilir. HomeAssistant ev otomasyonları için GitHub üzerinde geliştirilmekte olan başarılı bir uygulamadır ve oldukça hareketli bir geliştirici/kullanıcı topluluğu vardır. Web adresi: www.home-assistant.io

---

[1] Dağıtımlar – https://en.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi#Operating_systems

[2] Debian Sürüm Notları – https://wiki.debian.org/DebianReleases