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1.Linux

1. OS (Operating System)

1-1. 作業系統選擇

目前實驗室機器人開發的作業系統主要會在:

  • Linux

    • ROS2
    • Unity
    • 深度學習 GPU 加速

  • Windows

    • Unity
    • 文書處理
我要使用哪種作業系統?
  • Windows 適合日常文書處理和部分專業軟體（如 Adobe 系列、MS Office 等），或搭配驅動程式快速測試相機、馬達運作等。
  • Linux 是開源作業系統，整體架構比 Windows 透明直觀，非常適合軟體開發或伺服器運行等。
    並且社群活躍、資源豐富，大部分機器人相關套件（如 ROS2）都以 Linux 為主要支援平台。

做機器人開發、深度學習或其他軟體工程為主，建議優先使用 Linux OS。

Checkpoint

理解 OS 和 Arch (架構) 的關係、差異。
並知道目前有名的產品是哪種架構，例如樹梅派、Jetson 系列電腦、一般桌機等等。

1-2. Linux & Ubuntu

Ubuntu 是基於 Linux 的發行版. (其他發行版有如 Debian, Fedora, Arch etc.)
Linux 是系統內核， 而 Ubuntu 是位於此之上層的操作系統，

建議使用發行版是社群廣大的 Ubuntu.
其中 Ubuntu 版本號代表發行年份， 例如 20.04， 22.04， 24.04 LTS 等等.

LTS 版本選擇

由於最新版通常不太穩定，ROS其他配套通常沒有那麼快跟上來。
因此我們通常會選用兩年前的LTS版本.

1-3. Linux 安裝

使用 Linux 有以下幾種途徑:

  • 雙系統（Dual Boot） (最推薦，實驗室成員必學)
    • 分割磁碟安裝系統，建議至少留 50GB 分區給 Linux OS 使用.
    • 優點： 原生 OS，效能最佳，無相容性問題.
    • 缺點： 安裝流程較繁瑣，切換系統須重開機.
  • WSL（Windows Subsystem for Linux） (適合測試用)
    • 介紹、安裝方法請參閱 WSL 官方網站.
    • 優點： 安裝簡單，快速開發.
    • 缺點： CPU 和記憶體消耗大， USB 直通、GPU 調用等須特別處理.
  • 虛擬機（Virtual Machine） (不推薦)
    • 使用傳統虛擬機如 VMWare， VirtualBox.
    • 缺點： 效能低，已經被 Docker 取代.

Linux OS 語言選擇

Linux 語言請務必使用 English，必須習慣看原文！
一方面讀英文是基本能力，另一方面是比較好從 error log 去找到資源。

灌系統時可能遇到的錯誤

  • Problem 1: 沒有 Wi-Fi Icon，無法使用 Wi-Fi

    可能是因為 Linux does not support MEDIATEK Network Card in default.
    請參閱 How to install Realtek WLAN driver mt7921 in Ubuntu 22.04?

    注意重開機時要先關機，跑 sudo shutdown now 而非 sudo reboot.

  • Problem 2. Change Kernel (if needed)

    Use ubuntu tool mainline kernels.

Checkpoint

灌雙系統（優先）或安裝 WSL，進入 Ubuntu 24.04 環境。

2. Linux 基礎

2-1. 終端機指令

參考影片： 快速linux指令教學（mac, windows, ubuntu...等等適用）｜工程師必備技能

Checkpoint

  1. 熟悉 Terminal 操作
  2. 熟悉 file navigation，能僅用終端機指令去導覽、創建或刪除自訂的資料夾。

2-2. apt 資源包管理工具

參考文章：Ubuntu APT 指令更新、升級、移除、安裝套件教學

apt 是 Ubuntu 最常用的工具之一，用來管理下載的資源。

Checkpoint

  1. 熟悉使用 apt 安裝、移除、更新 package
  2. 安裝必要套件後，並輸入 xclock 去測試 Linux 圖形顯示功能正常與否。

3. 實用工具

接下來，開始安裝 Linux 開發的必要工具。

3-1. 開發工具

  • SSH: sudo apt install ssh openssh-server

    • SSH 教學放在後面，先安裝就好。

  • Terminator : sudo apt install terminator.

    Checkpoint

    學習 terminator 常用的 hotkeys。

  • Git: sudo apt install git.

    • Git 教學放在後面，先安裝就好。

Checkpoint

安裝完成以上套件，並透過指令檢查 SSH 及 Git 的安裝版本。

3-2. GPU 驅動 & Docker

  • Docker

    • Follow the apt installation steps from official website.

      Checkpoint

      若有 “docker daemon permission denied” 錯誤， 解決並理解原因.

  • Nvidia driver (有 nvidia GPU 就安裝)

    • 安裝指令

      sudo apt update
sudo ubuntu-drivers list # check the compatible driver version
sudo apt install -y nvidia-driver-5xx #change 5xx to 535， 550， 555 …
sudo reboot

      Checkpoint

      測試指令 nvidia-smi，檢查安裝成功與否.

  • Nvidia Docker toolkit (有 nvidia GPU 就安裝)

    • Follow the apt installation on official website.

      Checkpoint

      測試指令 sudo docker run --rm --runtime=nvidia --gpus all ubuntu nvidia-smi。
      若遇到問題，解決並理解原因。

還不懂 Docker 用途沒關係，教學會放在後面。
但必須先解決安裝的問題。