ตัวอย่างนวัตกรรมในท้องถิ่นที่น่าสนใจ

แอร์แว นวัตกรรมการสูบน้ำโดยภูมิปัญญาชาวบ้าน

                  "แอร์แว" อุปกรณ์เสริมแรงดันน้ำใช้อากาศ ชื่อนี้อาจไม่คุ้น หรืออาจไม่เคยรู้จัก แต่เจ้าอุปกรณ์นี้ทำให้ บ้านผาชัน รอดพ้นวิกฤติน้ำ ทุกชีวิตได้รอยยิ้ม

แอร์แว ซึ่ง แอร์ เป็นภาษาอังกฤษ แปลว่าอากาศ         แว เป็นภาษาอีสาน แปลว่าแวะไปแวะมา   รวมกันคือ อากาศแวะไปแวะมา สรุปรวมภูมิปัญญาพื้นบ้านอันแท้จริง คือ อุปกรณ์ช่วยในการผลักดันน้ำขึ้นที่สูงอย่างต่อเนื่อง (ตามหลักแรงดันน้ำแทนที่อากาศ)

                      การติดตั้งระบบแอร์แวเพื่อช่วยส่งน้ำไปยังถังเก็บน้ำซึ่งติดตั้งอยู่ในระดับที่สูงและระยะทางการส่งที่ยาวไกลเดิมทีการส่งน้ำโดยใช้ปั๊มมอเตอร์ไฟฟ้าจะทำให้มอเตอร์ไฟฟ้าเสียหายบ่อยครั้งและได้แรงดันน้ำน้อย เมื่อนำอุปกรณ์ติดตั้งระบบแอร์แวต่อพ่วงเข้าปรากฎว่าอายุการใช้งานของปั๊มมอเตอร์ไฟฟ้าจนถึงปัจุบันยังไม่พบความเสียหาย ตรงกันข้ามระยะเวลาที่ใช้ในการดูดและส่งน้ำให้เพียงพอกลับสั้นลง

แผนการสอน วิชาการงานอาชีพและเทคโนโลยี เรื่อง อุปกรณ์คอมพิวเตอร์

แผนการจัดการเรียนรู้ รายวิชาการงานอาชีพและเทคโนโลยี

สาระที่ 3  เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร                                                    ชั้นประถมศึกษาปีที่  4 

หน่วยการเรียนรู้ที่   7   เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร                                          

เรื่อง    อุปกรณ์คอมพิวเตอร์                                                                                  เวลา        2      ชั่วโมง

สาระสำคัญ

               

                  การเรียนรู้คอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นส่วนประกอบ อุปกรณ์ เครื่องมือ วิธีใช้ ตลอดจนประโยชน์ ย่อมเป็นผลดีต่อการเรียนรู้ เพราะยุคปัจจุบันคอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทต่อชีวิตประจำวันของผู้คนเป็นอย่างมาก ดังนั้นการเรียนรู้เรื่องนี้จึงเป็นสิ่งจำเป็น

สาระที่  3     เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร

มาตรฐาน ง 3.1           เข้าใจ เห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล             การเรียนรู้   การสื่อสาร   การแก้ปัญหา การทำงาน  และอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล  มีคุณธรรม

ตัวชี้วัด

มฐ ง 3.1 ป.4/2 บอกหลักการทำงานเบื้องต้นของคอมพิวเตอร์ 

จุดประสงค์การเรียนรู้

1.     บอกประเภทของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ได้ (K)

2.     ปฏิบัติตนในการใช้คอมพิวเตอร์ได้ถูกต้อง (P)

                3.     มีเจตคติที่ดีต่อการใช้คอมพิวเตอร์ (A)

สาระการเรียนรู้

1. ประเภทของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

กระบวนการจัดการเรียนรู้
                ชั่วโมงที่ 1

                  ขั้นนำเข้าสู่บทเรียน

1.       ครูพานักเรียนไปชมเครื่องคอมพิวเตอร์ แล้วสนทนากับนักเรียนเกี่ยวกับหลักการ

ทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

                  2.    ซักถามนักเรียนเกี่ยวกับหน้าที่และอุปกรณ์ของหน่วยรับเข้า หน่วยประมวลผลกลาง และหน่วยส่งออกว่ามีหน้าที่อะไร และประกอบด้วยอุปกรณ์อะไรบ้าง

                ขั้นกิจกรรมการเรียนรู้

1. ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายว่า การทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ มีความเหมือน หรือแตกต่างจากการ ทำงานของสมองคนอย่างไร    2.  นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็น 3 กลุ่ม เลือกศึกษาค้นคว้าหัวข้อต่อไปนี

1) อุปกรณ์รับข้อมูล                                

2) อุปกรณ์ประมวลผล

3) อุปกรณ์แสดงผล                                

3. แต่ละกลุ่มวางแผน ศึกษาค้นคว้าตามหัวข้อที่เลือก นำเสนอผลหน้าชั้นเรียน และ

ร่วมกันแสดงความคิดเห็น โดยมีครูครูคอยเพิ่มเติมในส่วนของเนื้อหาที่ยังไม่สมบูรณ์ให้สมบูรณ์ ยิ่งขึ้น

ขั้นสรุป

1.       ให้นักเรียนช่วยกันอภิปรายสรุปความรู้ที่ได้จากการศึกษา

2.       ให้นักเรียนทำใบงานที่ 1 เรื่องประเภทของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แล้วช่วยกันเฉลยคำตอบ

สื่อ/แหล่งการเรียนรู้

         1.     ตัวอย่างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

         2.     ของจริง

         3.     ใบความรู้ เรื่อง อุปกรณ์คอมพิวเตอร์

         4.    ใบงาน เรื่อง ประเภทของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

การวัดและประเมินผล             

ด้านความรู้ (K)	ด้านคุณธรรม จริยธรรม (A)	ด้านทักษะ/กระบวนการ (P)
1. สังเกตจากการแสดงความคิดเห็น 2. ตรวจผลงาน 3. ตรวจการทำแบบฝึกหัด 4. ตรวจการทำแบบทดสอบ	1. สังเกตจากความตั้งใจเรียน 2. สังเกตความขยันในการทำงานที่มอบหมาย 3. สังเกตความซื่อสัตย์ในการปฏิบัติงานด้วยตนเอง 4. สังเกตความมุ่งมั่นในการทำงาน	1. สังเกตพฤติกรรมในการปฏิบัติกิจกรรมใบงาน 2. ประเมินทักษะการทำงานตามแบบประเมินด้านทักษะ/กระบวนการ

         เกณฑ์การวัดและประเมินผล

         ใช้เกณฑ์การผ่านร้อยละ 60

                                ****************************************************

ใบความรู้

เรื่อง อุปกรณ์คอมพิวเตอร์

         อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ หมายถึง ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ดและเมาส์

เป็นต้น

                  อุปกรณ์คอมพิวเตอร์แบ่งตามหลักการทำงานเบื้องต้น ได้ดังนี้

                  1.  อุปกรณ์รับข้อมูล เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการรับข้อมูลและส่งให้คอมพิวเตอร์ประมวลผล อุปกรณ์ดังกล่าว ได้แก่  แผงแป้นอักขระ  เมาส์  สแกนเนอร์  ซีดี-รอม  ฮาร์ดดิสก์  แผ่นดิสก์  และโมเด็ม

       

สแกนเนอร์

ตังอย่างเมาส์

                                                                                                            

แผงแป้นอักขระ

ฮาร์ดดิสก์

 


แผ่นดิสก์

ซีดี-รอม



     

       2.  อุปกรณ์ประมวลผล ทำหน้าที่ในการนำข้อมูลมาประมวลผลที่ได้รับตามคำสั่งของผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่นี้ คือ ซีพียู

CPU

               3.   อุปกรณ์แสดงผล   มีอุปกรณ์อยู่ในส่วนนี้ ได้แก่ จอภาพ  ลำโพง เครื่องพิมพ์

                                                                                        

เครื่องพิมพ์

 


จอภาพ



                                                                



ลำโพง

 

                                ****************************************************

                              

  ใบงาน ที่ 1

     เรื่อง ประเภทของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

                             

                                ****************************************************

ใบงาน ที่ 2

เรื่อง อุปกรณ์คอมพิวเตอร์

คำชี้แจง  จากภาพที่กำหนด  ให้นักเรียนจำแนกอุปกรณ์ออกเป็น  3  ประเภท



A

B

C

             

D

E

F




G

 


H



I

                 

ประเภทที่  1

ประเภท..........................................................................................................................................

ประกอบด้วย..................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................

ประเภทที่  2

ประเภท..........................................................................................................................................

ประกอบด้วย..................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................

ประเภทที่  3

ประเภท..........................................................................................................................................

ประกอบด้วย..................................................................................................................................

            .......................................................................................................................................................

                                ****************************************************

ความคิดเห็นกรณีของ "น.ส. เอ"

ไม่เห็นด้วยเพราะว่าเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในยุคปัจจุบันนี้ก็ไม่มีการคัดกรองข่าวสารก่อนลงเว็บเผยแพร่เท่าที่ควรนัก  และกรณีนางสาว เอ  เราก็ไม่ทราบแน่ชัดว่าแท้ที่จริงแล้วเป็นอย่างไร   อาจจะเป็นเพราะกระแสร่วมกันวิพากษ์วิจารณ์ไปในทางลบมากกว่าทางบวก   ดังนั้นเราควรใช้วิจารณญาณในการวิเคราะห์ข้อมูลข่าวสารก่อนและมีที่มาของข้อมูลว่าเป็นอย่างไรก่อนที่จะสรุปเรื่องที่เกิดขึ้น   เช่นกรณีนางสาวเอนี้  เขาผู้หญิงอาจกำลังพยายามโทรศัพท์ขอความช่วยเหลืออยู่ก็เป็นได้   หรืออาจกำลังแชทคุยกับเพื่อนเพื่อเป็นการฆ่าเวลาระหว่างรอเจ้าหน้าที่อยู่ก็เป็นได้  ซึ่งเราเองจากที่ดูภาพแล้วไม่สามารถสรุปได้แน่ชัดว่าเขาผู้หญิงกำลังใช้ใช้โทรศัพท์สมาร์ทโฟนยี่ห้อ แบล๊กเบอร์รี่ นั้นมีวัตถุประสงค์อะไรในตอนนั้น  หรืออย่างไรแน่   
แต่ในทางกลับกัน   นางสาวเอ    ก็มีความผิดที่ไม่มีใบขับขี่ และยังไม่มีวุฒิภาวะมากพอที่ขับขี่รถยนต์บนท้องถนนได้ 
 เนื่องด้วยวุฒิภาวะและวิจารณญาณยังไม่เหมาะที่จะขับขี่ รถยนต์ได้   และยังขับรถชนคนตายและบาดเจ็บสาหัส ทำให้ผู้อื่นเดือดร้อนเพราะตัวเราเป็นเหตุ

ประวัตินางสาวนิภาภรณ์ สุขใจ

ชื่อ นางสาวนิภาภรณ์    สุขใจ
ชื่อเล่น   แอน
วันเกิด   24  กันยายน   2522
ที่อยู่      74  หมู่   8  ต. แม่ใส อ.เมือง จ.พะเยา 56000
อีเมล    jukjik.an@hotmail.com
ที่อยู่บล็อค   http://niphaann.blogspot.com/
เบอร์โทร   083-3183171 (one-2-call)
การศึกษา ปริญญาตรี   มนุษย์ศาสตร์สื่อสารมวลชน  มหาวิทยาลัยรามคำแหง
                   ปริญญาโท  บริหารธุรกิจ     มหาวิทยาลัยนเรศวร 
ประวัติการทำงาน   -  pc   บริษัท   B 2 C  จำกัด
                                 -  reception   โรงแรมเกทเวย์
                                 -  นักวิชาการศึกษา/เลขาสำนักเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร มหาวิทยาลัย  นเรศวร พะเยา
                                 -  ครูโรงเรียนบ้านแม่พริก  อำเภอดอกคำใต้   จังหวัดพะเยา  56120

ประวัติคอมพิวเตอร์

ประวัติคอมพิวเตอร์

  
           คอมพิวเตอร์ในยุคเริ่มแรก ได้แก่ เครื่องจักรกลหรือสิ่งประดิษฐ์ขึ้นเพื่อช่วยในการ คำนวณ โดยที่ยังไม่มีการ นำวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เข้ามาใช้ประโยชน์ร่วมด้วย ลำดับเครื่องมือขึ้นมามีดังนี้

              ในระยะ 5,000 ปีที่ผ่านมา มนุษย์เริ่มรู้จักการใช้นิ้วมือและนิ้วเท้าของตนเพื่อช่วยในการคำนวณ และพัฒนา มาใช้อุปกรณ์อื่น ๆ เช่น ลูกหิน ใช้เชือกร้อยลูกหินคล้ายลูกคิด

              ต่อมาประมาณ 2,600 ปีก่อนคริสตกาล ชาวจีนได้ประดิษฐ์เครื่องมือเพื่อใช้ในการ คำนวณขึ้นมาชนิดหนึ่ง เรียกว่า ลูกคิด ซึ่งถือได้ว่า เป็นอุปกรณ์ใช้ช่วยการคำนวณที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและคงยังใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน

ลูกคิดของชาวจีนที่ใช้ในการคำนวณ

              พ.ศ. 2158 นักคณิตศาสตร์ชาวสก็อตแลนด์ชื่อ John Napier ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ใช้ ช่วยการคำนวณขึ้นมา เรียกว่า Napier's Bones เป็นอุปกรณ์ที่ลักษณะคล้ายกับตารางสูตรคูณในปัจจุบัน เครื่องมือชนิดนี้ช่วยให้ สามารถ ทำการคูณและหาร ได้ง่ายเหมือนกับทำการบวก หรือลบโดยตรง

              พ.ศ 2185 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศลชื่อ Blaise Pascal ซึ่งในขณะนั้นมีอายุเพียง 19 ปี ได้ออกแบบ เครื่องมือในการคำนวณโดย ใช้หลักการหมุนของฟันเฟืองหนึ่งอันถูกหมุนครบ 1 รอบ ฟันเฟืองอีกอันหนึ่งซึ่งอยู่ ทางด้านซ้ายจะถูกหมุนไปด้วยในเศษ 1 ส่วน 10 รอบ เครื่องมือของปาสคาลนี้ถูกเผยแพร่ออกสู่สาธารณะชน เมื่อ พ.ศ. 2188 แต่ไม่ประสบความสำเร็จเท่าที่ควรเนื่องจากราคาแพง และเมื่อใช้งานจริงจะเกิดเหตุการณ์ที่ฟันเฟืองติดขัดบ่อยๆ ทำให้ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ค่อยถูกต้องตรงความเป็นจริง

เครื่องคำนวณของปาสคาล

              เครื่องมือของปาสคาล สามารถใช้ได้ดีในการคำนวณการบวกและลบ ส่วนการคูณและหารยังไม่ดีเท่าที่ควร ดังนั้นในปี พ.ศ. 2216 นักปราชญษชาวเยอรมันชื่อ Gottfriend von Leibnitz ได้ปรับปรุงเครื่องคำนวณของ ปาสคาลให้สามารถทหการคูณและหารได้โดยตรง โดยที่การคูณใช้หลักการบวกกันหลายๆ ครั้ง และการหาร ก็คือการลบกันหลายๆ ครั้ง แต่เครื่องมือของ Leibnitz ยังคงอาศัยการหมุนวงล้อ ของเครื่องเองอัตโนมัติ นับว่า เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ดูยุ่งยากกลับเป็นเรื่องที่ง่ายขึ้น

              พ.ศ. 2344 นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศลชื่อ Joseph Marie Jacquard ได้พยายามพัฒนาเครื่องทอผ้าโดยใช้ บัตรเจาะรูในการบันทึกคำสั่ง ควบคุมเครื่องทอผ้าให้ทำตามแบบที่กำหนดไว้ และแบบดังกล่าวสามารถนำมา สร้างซ้ำๆ ได้อีกหลายครั้ง ความพยายามของ Jacquard สำเร็จลงใน พ.ศ. 2348 เครื่องทอผ้านี้ถือว่าเป็น เครื่องทำงานตามโปรแกรมคำสั่งเป็นเครื่องแรก

              พ.ศ. 2373 Chales Babbage ถือกำเนิดที่ประเทศอังกฤษ เมื่อ พ.ศ. 2334 จบการศึกษาทางด้านคณิตศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ และได้รับตำแหน่ง Lucasian Professor ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ Isaac Newton เคยได้รับมาก่อน ในขณะที่กำลังศึกษาอยู่นั้น Babbage ได้สร้างเครื่อง หาผลต่าง (Difference Engine) ซึ่งเป็นเครื่องที่ใช้คำนวณ และพิมพ์ตารางทางคณิศาสตร์อย่างอัตโนมัติ จนกระทั่งปี พ.ศ. 2373 เขาได้รับความช่วยเหลือจากรัฐบาลอังกฤษเพื่อสร้างเครื่อง Difference Engine ขึ้นมาจริงๆ แต่ในขณะที่ Babbage ทำการสร้างเครื่อง Difference Engine อยู่นั้น ได้พัฒนาความคิดไปถึง เครื่องมือในการคำนวณที่มีความสามารถสูงกว่านี้ ซึ่งก็คือเครื่องที่เรียกว่าเครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine) และได้ยกเลิกโครงการสร้างเครื่อง Difference Engine ลงแล้วเริ่มต้นงานใหม่ คือ งานสร้างเครื่องวิเคราะห์ ในความคิดของเขา โดยที่เครื่องดังกล่าวประกอบไปด้วยชิ้นส่วนที่สำคัญ 4 ส่วน คือ
 
1. ส่วนเก็บข้อมูล เป็นส่วนที่ใช้ในการเก็บข้อมูลนำเข้าและผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณ
2. ส่วนประมวลผล เป็นส่วนที่ใช้ในการประมวลผลทางคณิตศาสตร์
3. ส่วนควบคุม เป็นส่วนที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างส่วนเก็บข้อมูล และส่วนประมวลผล
4. ส่วนรับข้อมูลเข้าและแสดงผลลัพธ์ เป็นส่วนที่ใช้รับทราบข้อมูลจากภายนอกเครื่องเข้าสู่ส่วนเก็บ และแสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณให้ผู้ใช้ได้รับทราบ

เครื่อง difference engine

              เป็นที่น่าสังเกตว่าส่วนประกอบต่างๆ ของเครื่อง Alaytical Engine มีลักษณะใกล้เคียงกับส่วนประกอบ ของระบบคอมพิวเตอร์ ในปัจจุบัน แต่น่าเสียดายที่เครื่อง Alalytical Engine ของ Babbage นั้นไม่สามารถ สร้างให้สำเร็จขึ้นมาได้ ทั้งนี้เนื่องจากเทคโนโลยี สมัยนั้นไม่สามารถสร้างส่วนประกอบต่างๆ ดังกล่าว และอีกประการหนึ่งก็คือ สมัยนั้นไม่มีความจำเป็น ต้องใช้เครื่องที่มีความสามารถสูงขนาดนั้น ดังนั้นรัฐบาล อังกฤษจึงหยุดให้ความสนับสนุนโครงการของ Babbage ในปี พ.ศ. 2385 ทำให้ไม่มีทุนที่จะทำการวิจัยต่อไป สืบเนื่องจากมาจากแนวความคิดของ Analytical Engine เช่นนี้จึงทำให้ Charles Babbage ได้รับการยกย่อง ให้เป็น บิดาของเครื่องคอมพิวเตอร์

              พ.ศ. 2385 ชาวอังกฤษ ชื่อ Lady Auqusta Ada Byron ได้ทำการแปลเรื่องราวเกี่ยวกับเครื่อง Anatical Engine จากภาษาฝรั่งเศลเป็นภาษาอังกฤษ ในระหว่างการแปลทำให้ Lady Ada เข้าใจถึงหลักการทำงาน ของเครื่อง Analytical Engine และได้เขียนรายละเอียดขั้นตอนของคำสั่งให้เครื่องนี้ทำการคำนวณที่ยุ่งยาก ซับซ้อนไว้ในหนังสือทางคณิตศาสตร์เล่มหนึ่ง ซึ่งถือว่าเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์โปรแกรมแรกของโลก และจากจุดนี้จึงถือว่า Lady Ada เป็นโปรแกรมเมอร์คนแรกของโลก (มีภาษาที่ใช้เขียนโปรแกรมที่เก่าแก่ อยู่หนึ่งภาษาคือภาษา Ada มาจาก ชื่อของ Lady Ada) นอกจากนี้ Lady Ada ยังค้นพบอีกว่าชุดบัตรเจาะรู ที่บรรจุคำสั่งไว้สามารถนำกลับมาทำงานซ้ำได้ถ้าต้องการ นั่นคือหลักของการทำงานวนซ้ำ หรือเรียกว่า Loop เครื่องมือที่ใช้ในการคำนวณที่ถูกพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 19 นั้น ทำงานกับเลขฐานสิบ (Decimal Number) แต่เมื่อเริ่มต้นของศตวรรษที่ 20 ระบบคอมพิวเตอร์ได้ถูกพัฒนาขึ้นจึงทำให้มีการเปลี่ยนแปลงมาใช้ เลขฐานสอง (Binary Number) กับระบบคอมพิวเตอร์ ที่เป็นผลสืบเนื่องมาจากหลักของพีชคณิต

              พ.ศ. 2397 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ George Boole ได้ใช้หลักพีชคณิตเผยแพร่กฎของ Boolean Algebra ซึ่งเป็นคณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายเหตุผลของตรรกวิทยาที่ตัวแปรมีค่าได้เพียง "จริง" หรือ "เท็จ" เท่านั้น (ใช้สภาวะเพียงสองอย่างคือ 0 กับ 1 ร่วมกับเครื่องหมายในเชิงตรรกพื้นฐาน คือ AND, OR และ NOT)
สิ่งที่ George Boole คิดค้นขึ้น นับว่ามีประโยชน์ต่อระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็น การยากที่จะใช้กระแสไฟฟ้า ซึ่งมีเพียง 2 สภาวะ คือ เปิด กับ ปิด ในการแทน เลขฐานสิบซึ่งมีอยู่ถึง 10 ตัว คือ 0 ถึง 9 แต่เป็นการง่ายกว่าเราแทนด้วยเลขฐานสอง คือ 0 กับ 1 จึงถือว่าสิ่งนี้เป็นรากฐานที่สำคัญของการ ออกแบบวงจรระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

              พ.ศ. 2423 Dr. Herman Hollerith นักสถิติชาวอเมริกันได้ประดิษฐ์เครื่องประมวลผลทางสถิติซึ่ง ใช้กับบัตรเจาะรู เครื่องนี้ได้รับการพัฒนา ให้ดียิ่งขึ้นและมาใช้งานสำรวจสำมะโนประชากร ของสหรัฐอเมริกา ในป พ.ศ. 2433 และช่วยให้การสรุปผลสำมะโนประชากรเสร็จสิ้นภายในระยะเวลา 2 ปีครึ่ง (โดยก่อนหน้านั้นต้องใช้เวลาถึง 7 ปีครึ่ง) เรียกบัตรเจาะรูนี้ว่า บัตรฮอลเลอริธ และชื่ออื่นๆ ที่ใช้เรียกบัตรนี้ ก็คือ บัตร ไอบีเอ็ม หรือบัตร 80 คอลัมน์ เพราะผู้ผลิตคือ บริษัท IBM

 การกำเนิดของเครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

              ฟันเฟือง รอก คาน ซึ่งเป็นวัสดุ ที่มีขนาดใหญ่ และมีน้ำหนักมากทำให้การทำงานล่าช้าและผิดพลาดอยู่เสมอ ดังนั้นในยุคต่อมาจึงพยายาม พัฒนาเครื่องมือ ให้มีขนาดเล็กลง แต่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ดังนี้

              พ.ศ. 2480 ศาสตราจารย์ Howard Aiken แห่งมหาลัยวิทยาลัยฮาวาร์ด ได้พัฒนาเครื่องคำนวณ ตาม แนวคิด ของ Babbage ร่วมกับวิศวกรของบริษัท IBM สร้างเครื่องคำนวณตามความคิดของ Babbage ได้ สำเร็จ โดยเครื่องดังกล่าวทำงานแบบเครื่องจักรกลปนไฟฟ้า และใช้บัตรเจาะรูเป็นสื่อในการนำเข้าข้อมูลสู่ เครื่องเพื่อทำการประมวลผล การพัฒนาดังกล่าวมาเสร็จสิ้นในปี พ.ศ. 2487 โดยเครื่องมือนี้มีชื่อว่า MARK 1 และเนื่องจากเครื่องนี้สำเร็จได้จากการสนับสนุน ด้านการเงินและบุคลากรจากบริษัท IBM ดังนั้นจึงมีอีกชื่อ หนึ่งว่า IBM Automatic Sequence Controlled Calculator และนับเป็นเครื่องคำนวณแบบอัตโนมัติเครื่องแรกของโลก

              พ.ศ. 2486 ซึ่งเป็นช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ศูนย์วิจัยของกองทัพบกสหรัฐอเมริกามีความจำเป็นที่จะต้อง คิดค้นเครื่องช่วยคำนวณ เพื่อใช้คำนวณหาทิศทางและระยะทางในการส่งขีปนาวุธ ซึ่งถ้าใช้เครื่องคำนวณที่มี อยู่ในสมัยนั้นจะต้องใช้เวลาถึง 12 ชั่วโมงในการคำนวณ การยิง 1 ครั้ง ดังนั้นกองทัพจึงให้กองทุนอุดหนุนแก่ John W. Mauchly และ Persper Eckert จากหมาวิทยาลัยเพนซิลวาเนีย ในการสร้างคอมพิวเตอร์ จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขึ้นมา โดยนำหลอดสุญยากาศ (Vacuum Tube) จำนวน 18,000 หลอด มาใช้ในการสร้าง ซึ่งมีข้อดีคือ ทำให้เครื่องมีความเร็ว และมีความถูกต้องแม่นยำในการคำนวณมากขึ้น ในด้านของความเร็วนั้น เครื่องจักกลมีความเฉื่อยของการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนประกอบ แต่คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ จะใช้อิเล็กตรอนเป็นตัวคลื่อนที่ ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยกระแสไฟฟ้าได้ ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วของแสง ส่วนความถูกต้องแม่นยำในการทำงานของเครื่องจักรกลอาศัยฟันเฟือง รอก คาน ในการทำงาน ทำให้ทำงานได้ช้า และเเกิดความผิดพลดได้ง่าย

              พ.ศ. 2489 เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ Mauchly และ Eckert คิดค้นขึ้นได้มีชื่อว่า ENIAC ย่อมาจาก (Electronic Numberical Integrater and Caculator) ประสบความสำเร็จในปี พ.ศ. 2489 ถึงแม้ว่าจะไม่ทันใช้ในสงครามโลกครั้งที่สอง แต่ความเร็วในการตำนวณของ ENIAC ทำให้วงการคอมพิวเตอร์ขณะนั้น ยอมรับความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ แต่อย่างไรก็ตาม ENIAC ทำงานด้วยไฟฟ้าทั้งหมดทำให้ในการทำงานแต่ละครั้งจึงทำให้เกิดความร้อนสูงมากจำเป็นต้องติดตั้งไว้ในห้องที่มีเครือ่งปรับอากาศด้วย นอกจากนี้ ENIAC ยังเก็บได้เฉพาะข้อมูลที่เป็นตัวเลขขนาด 10 หลัก และเก็บได้เพียง 20 จำนวน เท่านั้น ส่วนชุดคำสั่งนั้น ยังไม่สามารถเก็บไว้ในเครื่องได้ การส่งชุดคำสั่งเข้าเครื่องจะต้องใช้วิธีการเดินสายไฟสร้างวงจร ถ้ามีการแก้ไขโปรแกรม ก็ต้องมีการเดินสายไฟกันใหม่ ซึ่งใช้เวลาเป็นวัน

เครื่องคอมพิวเตอร์ ENIAC

              ความคิดต่อมาในการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ให้ดีขึ้นก็คือ การค้นหาวิธีการเก็บโปรแกรมไว้ในเครื่อง เพื่อลดความยุ่งยาก ของขั้นตอนการป้อนคำสั่งเข้าเครื่อง มีนักคณิตศาสตร์เชื้อสายฮังการเรียนชื่อ Dr.John Von Neumann ได้พบวิธีการเก็บโปรแกรมไว้ ในหน่วยความจำของเครื่องเช่นเดียวกับการเก็บข้อมูลและต่อวงจรไฟฟ้า สำหรับการคำนวณ และการปฏิบัติการพื้นฐาน ไว้ให้เรียบร้อยภายในเครื่อง แล้วเรียกวงจรเหล่านี้ด้วยรหัสตัวเลขที่กำหนดไว้ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนาขึ้นตามแนวความคิดนี้ได้แก่ EVAC (Electronic Ddiscreate Variable Automatic Computer) ซึ่งสร้างเสร็จใน พ.ศ. 2492 และนำมาใช้งานจริงในปี พ.ศ. 2494 และในเวลาใกล้เคียงกัน ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดส์ ประเทศอังกฤษ ได้มีการสร้างคอมพิวเตอร์มีลักษณะคล้ายกับเครื่อง EVAC และให้ชื่อว่า EDSAC (Electronic Delay Strorage Automatic Caculator)

เครื่องคอมพิวเตอร์ในแต่ละยุค

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 1 (พ.ศ. 2497-2501) 
              คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ใช้ หลอดสูญญากาศ (Vacuum tube) เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องยังมีขนาดใหญ่มาก ใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมาก ทำให้เครื่องมีความร้อนสูงจึงมักเกิดข้อผิดพลาดง่าย คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้แก่ UNIVAC I , IBM 600

หลอดสูญญากาศ

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 2 (พ.ศ. 2502-2507) 
              คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช ้ทรานซิสเตอร์ (Transistor) เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และใช้วงแหวนแม่เหล็กเป็นหน่วยความจำ คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กกว่ายุคแรก ต้นทุนต่ำกว่า ใช้กระแสไฟฟ้าและมีความแม่นยำมากกว่า

ทรานซิสเตอร์

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 3 (พ.ศ. 2508-2513) 
              คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้ วงจรไอซี (Integrated Circuit) เป็นสารกึ่งตัวนำที่สามารถบรรจุวงจรทางตรรกะไว้แล้วพิมพ์บนแผ่นซิลิกอน(Silicon) เรียกว่า "ชิป"

ไอซี

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 4 (พ.ศ. 2514-2523) 
              คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้ วงจร LSI (Large-Scale Integrated Ciruit) เป็นการรวมวงจรไอซีจำนวนมากลงในแผ่นซิลิกอนชิป 1 แผ่น สามารถบรรจุได้มากกว่า 1 ล้านวงจร ด้วยเทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้เกิดแนวคิดในการบรรจุวงจรที่สำคัญสำหรับการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์นั่นคือ CPU ลงชิปตัวเดียว เรียกว่า "ไมโครโปรเชสเซอร์"

ไมโครโปรเซสเซอร์

คอมพิวเตอร์ยคุที่ 5 (พ.ศ. 2524-ปัจจุบัน) 
              คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้ วงจร VLSI (Very Large-Scale Integrated Ciruit) เป็นการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ก่อกำเนิด ไมโครโปรเซสเซอร์

              เมื่อก่อนนั้น Intel เป็นบริษัทผลิตชิปไอซีแห่งหนึ่งที่ไม่ใหญ่โตมากนักเท่าในปัจจุบันนี้ เมื่อปี ค.ศ.1969 ได้สร้างความสะเทือน ให้กับวงการอิเล็คทรอนิคส์ โดยการออกชิปหน่วยความจำ(Memory)ขนาด 1 Kbyte มาเป็นรายแรก

              บริษัทบิสซิคอมพ์(Busicomp) ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องคิดเลขของญี่ปุ่นได้ทำการว่าจ้างให้ Intel ทำการผลิตชิปไอซี ที่บิสซิคอมพ์เป็นคนออกแบบเองที่มีจำนวน 12 ตัว โครงการนี้ถูกมอบหมายให้นาย M.E. Hoff, Jr. ซึ่งเข้าตัดสินใจที่จะใช้วิธีการออกแบบชิปแบบใหม่ โดยสร้างชิปที่ให้ถูกโปรแกรมได้ หมายถึงว่าสามารถนำเอาชุดคำสั่งของการคำนวณไปเก็บไว้ใน หน่วยความจำก่อนแล้วให้ไอซีตัวนี้อ่านเข้ามาแปล ความหมาย และทำงานภายหลัง

              ในปี 1971 Intel ได้นำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาด โดยใช้ชื่อทางการค้าว่า Intel 4004 ในราคา 200 เหรียญสหรัฐ และเรียกชิปนี้ว่าเป็น ไมโครโปรเซสเซอร์(Micro Processor) ก็เพราะว่า 4004 นี้เป็น CPU (Central Processing Unit) ตัวหนึ่ง ซึ่งมีขนาด 4.2 X 3.2 มิลลิเมตร ภายในประกอบด้วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 2250 ตัว และเป็น ไมโครโปรเซสเซอร์ขนาด 4 บิต
หลังจาก 1 ปีต่อมา Intel ได้ออก ไมโครโปรเซสเซอร์ ขนาด 8 บิตออกมาโดยใช้ชื่อว่า 8008 มีชุดคำสั่ง 48 คำสั่ง และอ้างหน่วยความจำได้ 16 Kbyte ซึ่งทาง Intel หวังว่าจะเป็นตัวกระตุ้นตลาดทางด้านชิปหน่วยความจำได้อีกทางหนึ่ง
เมื่อปี 1973 ทาง Intel ได้ออก ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ที่มีชุดคำสั่งพื้นฐาน 74 คำสั่งและสามารถอ้างหน่วยความจำได้ 64 Kbyte

ไมโครคอมพิวเตอร์ เครื่องแรกของโลก

                มีนิตยสารต่างประเทศฉบับหนึ่ง ชื่อว่า Popular Electronics ฉบับเดือน มกราคม ได้ลงบทความ เกี่ยวกับเครื่อง ไมโครโปรเซสเซอร์ เครื่องแรกของโลกที่มีชื่อว่า อัลแตร์ 8800 (Altair) ซึ่งทำออกมาเป็นชุดคิท โดยบริษัท MITS (Micro Insumentation And Telemetry Systems) ลักษณะของชุดคิท ก็คือ จะอยู่ในรูปของอุปกรณ์แต่ละชิ้นโดยให้ คุณนำไปประกอบขึ้นใช้เอง

              บริษัท MITS ถูกก่อตั้งเมื่อปี 1969 โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อทำตลาดในด้านเครื่องคิดเลข แต่การค้าชลอตัวลง ประธานบริษัท ชื่อ H. Edword Roberts เห็นการไกล คิดเปิดตลาดใหม่ซึ่งจะขายชุดคิด คอมพิวเตอร์ ประมาณเอาไว้ว่าอาจขาย ได้ในจำนวนปีล่ะประมาณ 200-300 ชุด จึงให้ทิมงานออกแบบบและพัฒนาแล้วเสร็จก่อนถึงคริสต์มาส ในปี 1974 แต่เพิ่งมา ประกาศตัวในปีถัดไป สำหรับ CPU ที่ใช้คือ 8080 และคำว่า ไมโครคอมพิวเตอร์ จึงถูกเรียกใช้เป็นครั้งแรกเพื่อชุดคิทคอมพิวเตอร์ชุดนี้

              ชุดคิทของ อัลแตร์ นี้ประกอบด้วย ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ของบริษัท Intel มี เพาเวอร์ซัพพลาย มีแผงหน้าปัดที่ติดหลอดไฟ เป็นแถวมาให้เพื่อแสดงผล รวมถึงหน่วยความจำ 256 Byte ( แหม.. เหมือนของเล่นเราในสมัยนี้ จังงง ) นอกนั้น ยังมี สล๊อต (Slot) ให้เสียบอุปกร์อื่น ๆ เพิ่มได้ แต่ก็ทำให้ MITS ต้องผิดคาด คือ ภายใน เดือนเดียว มีจดหมายส่งเข้ามาขอสั่งซื้อเป็นจำนวนถึง 4,000 ชุดเลยทีเดียว
              ด้วยชิป 8080 นี่เองได้เป็นแรงดลใจให้บริษัท ดิจิตอลรีเสิร์ช (Digital Research) กำเนิดระบบปฏิบัติการ(Operating System) ที่ชื่อว่า ซีพีเอ็ม(CP/M หรือ Control Program For Microcomputer) ขึ้นมา ในขณะที่ Microsoft ยังเพิ่งออก Microsoft Basic รุ่นแรกเท่านั้นเอง
ถึงยุค Z80

              เมื่อเดือน พฤศจิกายนปี 1974 ได้มี วิศวกรของ Intel บางคนได้ออกมาตั้งบริษัทผลิตชิปเอง โดยมีชื่อว่า ไซล๊อก (Zilog) เนื่องจาก วิศวกรเหล่านี้ ได้มีส่วนร่ามในการผลิตชิป 8080 ด้วยจึงได้นำเอาเทคโนโลยีการผลิดนี้มาสร้างตัวใหม่ที่ดีกว่า มีชื่อว่า Z80 ยังคงเป็น ชิปขนาด 8 บิต เมื่อได้ออกสู่ตลาดได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากได้ปรับปรุงข้อบกพร่องต่าง ๆ ที่มีอยู่ใน 8080 จึงทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ หลายต่อหลายยี่ห้อ หันมาใช้ชิป Z80 กัน แม้แต่ซีพีเอ็ม ก็ยังถูกปรับปรุงให้มาใช้กับ Z80 นี้ด้วย *** แม้ในปัจุบันนี้ Z80 ยังคงถูกใช้งาน และนำไปใช้ ในการเรียนการสอน ไมโครโปรเซสเซอร์ ด้วย เช่น ชุดคิดหรือ Single Board Microcomputer ของ ETT, Sila เป็นต้น และ IC ตัวนี้ยังผลิตขาย อยู่ในปัจจุบัน ในราคา ไม่เกิน 100 บาท น่ะจะบอกให้)
Computer เครื่องแรกของ IBM
              ในปี 1975 ไอบีเอ็ม ได้ออกเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ เครื่องแรกออกมา แต่ทางไอบีเอ็มได้เรียกเครื่องนี้ว่าเป็น เทอร์มินัลแบบชาญฉลาด ที่สามารถโปรแกรมได้ (Intelligent Programmable Terminal) และตั้งชื่อรุ่นว่า Model 5100 มีหน่วยความจำ 16 Kbyte แล้วยังมีตัวแปลภาษาเบสิก แบบอินเตอร์พรีทเตอร์ (Interpreter) ด้วย และมี ไดรฟ์สำหรับใส่คาร์ทิดจ์เทปในตัว แต่ก็ยังขายไม่ดีเอามาก ๆ เลย เพราะว่าตั้งราคาไว้สูงมากถึง 9,000 เหรียญสหัฐ

              ในปลายปี 1980 บริษัทไอบีเอ็มได้เกิดแผนกเล็ก ๆ ขึ้นมาแผนกหนึ่งเรียกว่า Entry Systems Division ภายใต้ทีมของคนชื่อว่า ดอน เอสทริดจ์ (Don Estridge) และนักออกแบบอีก 12 คน โดยได้รับมอบหมายให้พัฒนาเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของไอบีเอ็มโมเด็ล 5100 นั้นเอง โดยนำเอาจุดเด่นของเครื่อง ที่ขายดีมารวมไว้ในการออกแบบเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ของไอบีเอ็ม และผลิตจำหน่ายได้ภายในปีเดียวภายใต้ชื่อว่า ไอบีเอ็มพีซี (IBM PC) ซึ่งถูกเปิดตัวในเดือน สิหาคม ปี 1981 และยอดขายของเครื่องพีซีก็ได้พุ่งอย่างรวดเร็ว ทำให้บริษัทอื่น ๆ จับตามอง
 กำเนิด แอปเปิ้ล
              ในปี 1976 หลังจาก Stephen Wozniak และ Steve Jobs ได้ร่วมกันก่อตั้งบริษัทแอปเปิลคอมพิวเตอร์ (Apple Computer) และได้นำเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ เครื่องแรกที่ประดิษฐ์จากโรงรถออกมาขายโดยใช้ชื่อว่า Apple I ในราคา 695 เหรียญ บริษัทแอปเปิลได้ผลิตเครื่อง Apple I ออกมาไม่มากนัก ภายในปีเดียวได้ผลิต Apple II ออกมา
              และรุ่นนี้เป็นรุ่นเปิดศักราชแห่งวงการไมโครคอมพิวเตอร์ และเป็นการสร้างมาตรฐาน ที่ไมโครคอมพิวเตอร์ ที่เกิดมาตามหลังทั้งหมด 

ขอบคุณข้อมูลและภาพประกอบจาก
http://www.joseph.ac.th/websara1/technology_girl/Batty/link/system/id.htm