樹莓派:一個關於教育的故事

埃本·厄普頓

 

2006年,劍橋大學。年輕的助教埃本·厄普頓在爲新入學的本科生頭痛。

 

無疑,那些敢於申請劍橋大學的新生都有聰明的腦瓜。他們拿着傲人的A-Level考試成績進入計算機系。從成績上看,這些野心勃勃的年輕人無可挑剔。可坐在電腦前,他們就露餡了。大多數新生只會擺弄Word和Excel。好一些的,也只不過會做一兩個簡單的網頁。新生們的計算機水平讓厄普頓和他的同事們搖頭不止。

 

要知道,早些時代的計算機專業學生都是一羣極客。他們的考試成績或許不是那麼優異,但絕對都是從小玩着Unix系統和編譯器長大的。按理說,到了2006年,家用電腦早已普及,越來越多的學生樂於選擇計算機作爲專業,新生的計算機水平卻意外地糟糕。當然,劍橋有能力把新生培養成合格的計算機專業畢業生。但厄普頓這樣的內行明白,高手的養成有賴於青少年時期的實踐。

 

BBC Micro

 

厄普頓想起了自己的童年——1980年代。1980年代的英國充滿了動手精神。英國男人們以改裝汽車和修冰箱爲樂。厄普頓的父親是一位語言學教授,也喜歡在業餘時間帶着自己的兒子們把引擎大卸八塊,或者用繼電器拼裝起奇形怪狀的家電。在這種手工精神的鼓勵下,市面上出現了很多爲青少年設計的電腦,如Commodore 64和BBC Micro。這些電腦性能很一般,有時還會出不少bug。但它們都售價便宜,讓學校和普通家庭都可以輕鬆負擔。

 

厄普頓的母親是學校老師,所以他可以免費的使用學校的機房。但厄普頓的小夥伴們都有了自己的BBC Micro,熱切地交流各自的使用經驗。不甘落後的厄普頓存夠了200多英鎊,給自己添置了一臺BBC Micro。這款電腦有些像中國早年流行的學習機,預裝了很多遊戲和教育軟件。但對於厄普頓這樣喜歡探索的孩子來說,BBC Micro提供了更大的空間。它自帶了編譯環境,而且開放了大多數的設備接口。孩子們可以對硬件接口進行底層編程,從而自由地發揮電腦的功能。

 

BBC Micro的鼠標

 

厄普頓有一次想給自己的電腦增加一個鼠標。那時的鼠標可是新鮮的“黑科技”,有很多不完善的地方。厄普頓買回來的鼠標就沒有驅動。厄普頓的父親幫他打電話到鼠標公司,結果對方的銷售人員惡狠狠的回覆:

“如果你的兒子不會寫驅動,那他就不該買鼠標。”

年少的厄普頓天真地相信了銷售的話,決定自己寫鼠標驅動。給硬件寫驅動,大概是讓成年人都會生畏的任務。幸好,BBC Micro開放的接口給鼠標驅動的開發提供了可能性。厄普頓用輪詢的方式給自己的鼠標寫了一個簡單的驅動。當這個驅動運行時,這臺簡陋的BBC Micro就會變得異常緩慢,但總歸是可以看到鼠標的移動了。

 

相比於少年時的厄普頓,劍橋新生們能接觸到性能高得多的電腦。這些電腦上配備的Windows系統,也比BBC Micro強大得多。但1980年代的動手精神似乎忽然消失了。個人電腦已經成了很多家庭的工作和娛樂中心。花大價錢買高性能電腦的父母們,當然不想讓自己的熊孩子把牛奶潑灑在鍵盤上。小孩子們再不能像對待自己的BBC Micro那樣,任意實驗瘋狂的想法。另一方面,新時代的電腦預裝的都是Windows操作系統。Windows看似友好的圖形化界面,把計算機真正的工作流程隱藏在幕後,讓青少年失去了進一步探索的動力。在Windows平臺上,VB這樣編程開發環境需要額外花錢購買。正因爲如此,劍橋新生們反而沒有少年時的厄普頓幸運。

 

厄普頓拼裝的簡易電腦

 

少年時的情懷再次萌動,厄普頓想要再造一臺BBC Micro。他很快用電子元件在麪包板上做了一臺粗糙無比的電腦,得意地展示給同事們。可這樣一臺手工電腦的性能實在太差。批量生產的個人電腦儘管昂貴,卻在性能上強大得太多,所以總的性價比還是優異很多。厄普頓意識到,如果僅僅是價格便宜,那麼這樣一臺簡易電腦還是吸引不到用戶。除非批量生產,否則簡易電腦的成本根本無法降低到合理的水平。可是厄普頓覺得自己的簡易電腦最多隻能銷售一兩千臺。這樣的訂單數量,只會讓代工工廠哂然一笑。

 

Apple-II

 

就在厄普頓想要放棄時,麻省理工學院傳出消息,想要以Apple-II爲藍本,製作一款廉價的簡易電腦。

“我們可不能輸。”

這是劍橋計算機實驗室的第一反應。名校的競爭精神再次復活了厄普頓的項目。一個以厄普頓爲首的小圈子形成,在郵件組中相互交流想法。爲了方便指代厄普頓的電腦,郵件中使用了“樹莓”這個名字。又由於最開始的原型機上只支持Python編程語言,“樹莓”後面又跟上了代表Python的“派”。“樹莓派”(Raspberry Pi)就這樣誕生了。厄普頓於2009年成了慈善性質的“樹莓派基金會”,成爲研發樹莓派的主要機構。

 

樹莓派標誌

 

2011年,BBC科技記者羅伊的一篇博客文章,讓“樹莓派”的想法進入公衆視野。很多極客開始關注樹莓派的產品開發。但實驗原型和正式產品還有很遙遠的距離,而成本是最大的挑戰。厄普頓定的銷售定價是15英鎊,卻不敢給出太高的銷售預期。大多數供應商不願給出太多優惠。但厄普頓新的工作崗位帶來了機會。他供職的博通公司(Broadcom)正在爲手機生產ARM處理器,其性能和成本正符合厄普頓的預期。即便如此,厄普頓還要爲降低成本不斷奮鬥。他費勁周折,終於以一半的市面價格從一家供應商採購到以太網接口。而臺灣的一家電路板廠商也以近乎賠錢的價格接下了最初的樹莓派訂單。厄普頓大着膽子,也只敢簽訂一萬臺的銷售訂單。可能真正打動這些廠商的,是厄普頓對教育的誠摯信念。

 

最開始發售的Model A和Model B

 

2012月2月,樹莓派終於解決了最後一個關鍵問題:把Debian操作系統導入到充當文件系統的SD卡上。信用卡大小的樹莓派電腦,終於和最流行的開源Linux系統合體。樹莓派在同一月的月底開始發售。由於太多的愛好者在不斷刷新消息,樹莓派的網站不停地死機。出乎所有人意料的是,樹莓派的影響遠遠超出了教育領域。極客們在網上分享自己的樹莓派開發項目,各種各樣的公司把樹莓派用於工業生產。樹莓派甚至被用於太空探索項目。厄普頓的簡易電腦無意間填補了硬件開發的市場空白。那些支持厄普頓的供應商也因此獲得了數百萬的訂單。但對於厄普頓來說,他大概再也不用擔心孩子們沒法玩計算機。

 

直到今天,樹莓派基金會依然致力於計算機教育項目。


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