วันเสาร์ที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2556

กฎของมัวร์

กฎของมัวร์ (Moore's Law)

          กฎของมัวร์ หรือ Moore’s Law คือกฏที่อธิบายแนวโน้มของการพัฒนาฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ในระยะยาว โดยมีความว่าจํานวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถบรรจุลงในชิพจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆสองปี ซึ่งกฎนี้ได้ถูกตัองชื่อตาม Gordon E. Moore ผู้ก่อตั้ง Intel ซึ้งเขาได้อธิบายแนวโน้มนี้ไว้ในรายงานของเขาในปี 1965 และเมื่อเวลาผ่านไปจึงพบว่ากฎนี้นั้นแม่นยําอย่างประหลาด อาจเกิดเนื่องจากอุตสาหกรรม semiconductorได้นํากฎนี้ไปเป็นเป้าหมายในการวางแผน พัฒนาอุตสาหกรรมของตนก็เป็นได้ 

          คําว่า "กฎของมัวร์" นั้นถูกเรียกโดยศาสตราจารย์ Caltech นามว่า Carver Mead ซึ่งกล่าวว่าจํานวนทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆหนึ่งปี ในช่วงปี 1965 นั่นก็เป็นจริงตามคําของมัวร์ แต่เชื่อว่าคงเป็นเช่นนี้ในระยะเวลาสั้นๆเท่านั้น ต่อมามัวร์จึงได้เปลี่ยนรูปกฎของเขามาเป็น เพิ่มขึ้นสองเท่าในทุกๆสองปี ในปี 1975

          เมื่อเวลาผ่านมากฎของมัวร์ก็ได้รับการยอมรับเป็นอย่างมาก ถึงแม้ว่าจะเป็นเพียงแค่การทํานาย จนต่อมาได้กลายมาเป็นเป้ าหมายของอุตสาหกรรม semiconductor ส่งผลให้เกิดการแข่งขันระหว่างกลุ่มคู่แข่ง ทําให้วิศวกรของแต่ละบริษัทต้องคอยคิดค้น พัฒนาความสามารถในการประมวลผลต่างๆ 
ด้วยเหตุนี้กฎของมัวร์จึงเปรียบเหมือน self-fulfilling prophecy นอกจากนั้นยังส่งผลต่อต้นทุนการผลิตอีกด้วยเนื่องจากเหตุผลที่ว่าต้องทําให้เกิดผลตามกฎของมัวร์ ดังนั้นจึงต้องใช้ทุนในการวิจัย พัฒนา การผลิต และการทดสอบสูงขึ้น ในทุกๆชิพที่มีการพัฒนาขึ้นมา ซึ่งจากเหตุผลข้อนี้นั้นทําให้เกิด กฎข้อที่สองของมัวร์ขึ้น โดยบอกว่า ต้นทุนการผลิตของ semiconductor นั้นเพิ่มขึ้นแบบ exponential เหมือนกัน

          สําหรับแนวโน้มในอนาคต Road map ของอุตสาหกรรมเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้ทํานายไว้ว่า กฎของมัวร์นั้นจะยังเป็นจริงอยู่ในชิพอีกหลายๆรุ่น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการคํานวณเวลาที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า นั้นอาจหมายถึงว่า ในอนาคตจํานวนทรานซิสเตอร์บนชิพอาจเพิ่มขึ้น 100 เท่าในเวลา 10 ปีก็เป็นได้ นอกจานั้นยังมีการวิจัยที่เกี่ยวเนื่องกับกฎของมัวร์ในอนาคตอีกด้วย อาทิเช่น การสร้างสถิติความเร็วใหม่ที 500 GHz จากนักวิจัยของ IBM โดยการใช้ silicon/germanium helium supercooled transistor และให้ทํางานที่อุณหภูมิตํ่ามากๆ การคิดค้นเทคนิคการพิมพ์วงจรโดยใช้ deep-ultraviolet ทําให้สามารถพิมพ์วงจรที่มีความกว้างแค่ 29.9 nm ได้ส่งผลให้กฎของมัวร์ยังเป็นจริงต่อไป นักวิจัยจาก HP Labs สร้าง memristor ที่มีการทํางานคล้ายกับ CBRAM, RRAM โดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงกว่า เพื่อนํามาใช้เป็นหน่วยความจําที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้ า นักพัฒนาจาก Tyndall National Institute ใน Cork, Ireland ประกาศการค้นพบ junctionless transistor ซึ่งมีขนาดเพียงแค่10 nm โดยสามารถผลิตโดยเทคโนยีที่มีอยู่ได้ นักคาดการณ์หลายๆคนอาทิเช่น Ray Kurzweil, Bruce Sterling และ Vernor Vinge เชื่อว่าการพัฒนาแบบ exponential ตามกฎของมัวร์นั้นสุดท้ายจะนําไปสู่ technological singularity (เทคโนโลยีทุกๆอย่างพัฒนาไปพร้อมๆกัน)

          อย่างไรก็ตาม กฎของมัวร์นั้นก็ยังมีข้อจํากัดอยู่เช่นกัน เช่นเรื่องของจํานวนทรานซิสเตอร์กับความสามารถในการประมวลผล การเพิ่มขึ้นของทรานซิสเตอร์ไม่ได้มีผลโดยตรงต่อความแรงของ
CPU แต่นอกเหนือจากนั้นยังมีปัญหาเกี่ยวกับคอขวด ทําให้เกิดการพัฒนาวิธีการจัดการข้อมูลแบบ
parallelism ซึ่งอาศัยกฎของมัวร์ในการช่วยออกแบบ


credit : นายธีรภัทร์ ฉวรรณกุล (5231028321)

วันจันทร์ที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2556

บิตตรวจสอบ&กฎของมัวร์

บิตตรวจสอบ (Parity Bit)

          ถึงแม้เลขฐานสองที่ใช้ในคอมพิวเตอร์มีอัตราความผิดพลาดต่ำ เพราะมีค่าความเป็นไปได้เพียง 0 หรือ 1 เท่านั้น แต่ก็อาจเกิดข้อบกพร่องขึ้นได้ภายในหน่วยความจำ ดังนั้น บิตตรวจสอบ หรือ พาริตี้บิต จึงเป็นบิตที่เพิ่มเติมเข้ามาต่อท้ายอีก 1 บิต ซึ่งถือเป็นบิตพิเศษที่ใช้สำหรับตรวจสอบความแม่นยำและความถูกต้องของข้อมูลที่จะถูกจัดเก็บลงในคอมพิวเตอร์

บิตตรวจสอบ จะมีวิธีตรวจสอบอยู่ 2 วิธีด้วยกัน คือ
1. การตรวจสอบบิตภาวะคู่ (Even Parity)
2. การตรวจสอบบิตภาวะคี่ (Odd Parity)

ตัวอย่าง การตรวจสอบพาริตี้ด้วยบิตภาวะคู่ (Even Parity)
                                  
                                     ASCII-8                   Parity                            
                                   0100 1101                     0                     M
                                   0100 1001                     1                      I
                                   0100 1110                     0                     N
                                   0101 0100                     1                     T

            - M ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001101 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 4 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคู่) 
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 0 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010011010
            - I ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001001 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 3 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคี่) 
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 1 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010010011
            - ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001110 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 4 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคู่) 
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 0 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010011100
            - T ตรงกับรหัสแอสกี้ 01010100 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 3 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคี่) 
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 1 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010101001




กฎของมัวร์ (Moore's Law)

          กฎของมัวร์ หรือ Moore’s Law คือกฏที่อธิบายแนวโน้มของการพัฒนาฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ในระยะยาว โดยมีความว่าจํานวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถบรรจุลงในชิพจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆสองปี ซึ่งกฎนี้ได้ถูกตัองชื่อตาม Gordon E. Moore ผู้ก่อตั้ง Intel ซึ้งเขาได้อธิบายแนวโน้มนี้ไว้ในรายงานของเขาในปี 1965 และเมื่อเวลาผ่านไปจึงพบว่ากฎนี้นั้นแม่นยําอย่างประหลาด อาจเกิดเนื่องจากอุตสาหกรรม semiconductorได้นํากฎนี้ไปเป็นเป้าหมายในการวางแผน พัฒนาอุตสาหกรรมของตนก็เป็นได้ 

          คําว่า "กฎของมัวร์" นั้นถูกเรียกโดยศาสตราจารย์ Caltech นามว่า Carver Mead ซึ่งกล่าวว่าจํานวนทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆหนึ่งปี ในช่วงปี 1965 นั่นก็เป็นจริงตามคําของมัวร์ แต่เชื่อว่าคงเป็นเช่นนี้ในระยะเวลาสั้นๆเท่านั้น ต่อมามัวร์จึงได้เปลี่ยนรูปกฎของเขามาเป็น เพิ่มขึ้นสองเท่าในทุกๆสองปี ในปี 1975

          เมื่อเวลาผ่านมากฎของมัวร์ก็ได้รับการยอมรับเป็นอย่างมาก ถึงแม้ว่าจะเป็นเพียงแค่การทํานาย จนต่อมาได้กลายมาเป็นเป้ าหมายของอุตสาหกรรม semiconductor ส่งผลให้เกิดการแข่งขันระหว่างกลุ่มคู่แข่ง ทําให้วิศวกรของแต่ละบริษัทต้องคอยคิดค้น พัฒนาความสามารถในการประมวลผลต่างๆ 
ด้วยเหตุนี้กฎของมัวร์จึงเปรียบเหมือน self-fulfilling prophecy นอกจากนั้นยังส่งผลต่อต้นทุนการผลิตอีกด้วยเนื่องจากเหตุผลที่ว่าต้องทําให้เกิดผลตามกฎของมัวร์ ดังนั้นจึงต้องใช้ทุนในการวิจัย พัฒนา การผลิต และการทดสอบสูงขึ้น ในทุกๆชิพที่มีการพัฒนาขึ้นมา ซึ่งจากเหตุผลข้อนี้นั้นทําให้เกิด กฎข้อที่สองของมัวร์ขึ้น โดยบอกว่า ต้นทุนการผลิตของ semiconductor นั้นเพิ่มขึ้นแบบ exponential เหมือนกัน

          สําหรับแนวโน้มในอนาคต Road map ของอุตสาหกรรมเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้ทํานายไว้ว่า กฎของมัวร์นั้นจะยังเป็นจริงอยู่ในชิพอีกหลายๆรุ่น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการคํานวณเวลาที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า นั้นอาจหมายถึงว่า ในอนาคตจํานวนทรานซิสเตอร์บนชิพอาจเพิ่มขึ้น 100 เท่าในเวลา 10 ปีก็เป็นได้ นอกจานั้นยังมีการวิจัยที่เกี่ยวเนื่องกับกฎของมัวร์ในอนาคตอีกด้วย อาทิเช่น การสร้างสถิติความเร็วใหม่ที 500 GHz จากนักวิจัยของ IBM โดยการใช้ silicon/germanium helium supercooled transistor และให้ทํางานที่อุณหภูมิตํ่ามากๆ การคิดค้นเทคนิคการพิมพ์วงจรโดยใช้ deep-ultraviolet ทําให้สามารถพิมพ์วงจรที่มีความกว้างแค่ 29.9 nm ได้ส่งผลให้กฎของมัวร์ยังเป็นจริงต่อไป นักวิจัยจาก HP Labs สร้าง memristor ที่มีการทํางานคล้ายกับ CBRAM, RRAM โดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงกว่า เพื่อนํามาใช้เป็นหน่วยความจําที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้ า นักพัฒนาจาก Tyndall National Institute ใน Cork, Ireland ประกาศการค้นพบ junctionless transistor ซึ่งมีขนาดเพียงแค่10 nm โดยสามารถผลิตโดยเทคโนยีที่มีอยู่ได้ นักคาดการณ์หลายๆคนอาทิเช่น Ray Kurzweil, Bruce Sterling และ Vernor Vinge เชื่อว่าการพัฒนาแบบ exponential ตามกฎของมัวร์นั้นสุดท้ายจะนําไปสู่ technological singularity (เทคโนโลยีทุกๆอย่างพัฒนาไปพร้อมๆกัน)

          อย่างไรก็ตาม กฎของมัวร์นั้นก็ยังมีข้อจํากัดอยู่เช่นกัน เช่นเรื่องของจํานวนทรานซิสเตอร์กับความสามารถในการประมวลผล การเพิ่มขึ้นของทรานซิสเตอร์ไม่ได้มีผลโดยตรงต่อความแรงของ
CPU แต่นอกเหนือจากนั้นยังมีปัญหาเกี่ยวกับคอขวด ทําให้เกิดการพัฒนาวิธีการจัดการข้อมูลแบบ
parallelism ซึ่งอาศัยกฎของมัวร์ในการช่วยออกแบบ


credit : นายธีรภัทร์ ฉวรรณกุล (5231028321)

รหัสแทนข้อมูล

รหัสแทนข้อมูล ( รหัส ASCII และ รหัส Unicode )


  • รหัสแอสกี้ (ASCII : American Standard Code for Information Interchange)

          รหัสแอสกี (ASCII) เป็นเป็นรหัสที่กำหนดขึ้นโดยหน่วยงานกำหนดมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา ย่อมาจาก American Standard Code for Information Interchange เป็นรหัส 8 บิต ใช้แทนสัญลักษณ์ต่าง ๆ ได้ 256 ตัว นิยม ใช้กันแพร่หลายกับระบบคอมพิวเตอร์ทั่วไปและระบบสื่อสารข้อมูล


บิดที่    
7
6
5
4
3
2
1
0

โครงสร้างของรหัสแอสกี มีดังนี้
                              บิตที่ 4 - 7                                             ประเภทของตัวอักขระ
                              0010                                                        เครื่องหมายต่าง ๆ 
                              0011                                                        ตัวเลขและเครื่องหมายต่าง ๆ
                              0100                                                        A - O 
                              0101                                                        P - Z และเครื่องหมายต่าง ๆ
                              0110                                                        a - o
                              0111                                                        p - z และเครื่องหมายต่าง ๆ

                             บิตที่ 0 ถึง 3 เป็นรหัสแทนอักขระแต่ละตัวในกลุ่ม

        ตัวอย่าง รหัสแทนข้อมูลแบบ ASCII

บิตที่
7
6
5
4
3
2
1
0


0
0
1
1
0
1
1
1
แทน 7

0
1
0
0
0
1
1
1
แทน G

0
1
1
0
0
1
1
1
แทน g

0
1
0
0
1
0
1
0
แทน J

0
0
1
0
1
0
1
1
แทน +

        จากหลักการของระบบเลขฐานสอง แต่ละบิตสามารแทนค่าได้ 2 แบบ คือ เลข 0 หรือเลข 1 ถ้าเราเขียนเลขฐานสอง เรียงกัน 2 บิต ในการแทนอักขระ เราจะมีรูปแบบในการแทนอักขระได้ 2 หรือ 4 รุปแบบคือ 00 ,01 ,10 ,11 ดังนั้นในการใช้รหัสแอสกีซึ่งมี 8 บิต ในการแทนอักขระแล้ว เราจะมีรูปแบบที่ใช้แทนถึง 28 หรือ 256 รูปแบบ ซึ่งเมื่อใช้แทนตัวอักษรภาษาอังกฤษแล้ว ยังมีเหลืออยู่ สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม หรือ สมอ.จึงได้กำหนดรหัสภาษาไทยเพิ่มลงไปเพื่อให้ใช้งานร่วมกัน

        ตัวอย่าง การแทนข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์

A
0100 0001
X
0101 1000
B
0100 0010
Y
0101 1001
C
0100 0011
Z
0101 1010
D
0100 0100
0
0011 0000
E
0100 0101
1
0011 0001
F
0100 0110
2
0011 0010
G
0100 0111
3
0011 0011
H
0100 1000
4
0011 0100
I
0100 1001
5
0011 0101
J
0100 1010
6
0011 0110
K
0100 1011
7
0011 0111
L
0100 1100
8
0011 1000
M
0100 1101
9
0011 1001
N
0100 1110
.
0010 1110
O
0100 1111
(
0010 1000
P
0101 0000
+
0010 1011
Q
0101 0001
$
0010 0100
R
0101 0010
*
0010 1010
S
0101 0011
)
0010 1001
T
0101 0100
-
0010 1101
U
0101 0101
/
0010 1111
V
0101 0110
'
0010 1100
W
0101 0111
=
0010 1101




  • รหัสยูนิโคด (Unicode)
          เป็นรหัสแบบใหม่ล่าสุด ถูกสร้างขึ้นมาเนื่องจากรหัสขนาด 8 บิตซึ่งมีรูปแบบเพียง 256
รูปแบบ ไม่สามารถแทนภาษาเขียนแบบต่าง ๆ ในโลกได้ครบหมด โดยเฉพาะภาษาที่เป็นภาษาภาพ
เช่น ภาษาจีนหรือภาษาญี่ปุ่นเพียงภาษาเดียวก็มีจำนวนรูปแบบเกินกว่า 256 ตัวแล้ว

          UniCode จะเป็นระบบรหัสที่เป็น 16 บิต จึงแทนตัวอักษรได้มากถึง 65,536 ตัว ซึ่ง
เพียงพอสำหรับตัวอักษรและสัญลักษณ์กราฟฟิกโดยทั่วไป รวมทั้งสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์ต่าง ๆ
ในปัจจุบันระบบ UniCode มีใช้ในระบบปฏิบัติการ Window NT ระบบปฏิบัติการ UNIX
บางรุ่น รวมทั้งมีการสนับสนุนชนิดข้อมูลแบบ UniCode ในภาษา JAVA ด้วย





JIRATTIKARN PROMPONG


0100 1010          
0100 1001          I
0101 0010          R
0100 0001          A  
0101 0100          T 
0101 0100          T 
0100 1001           
0100 1011           
0100 0001           A  
0101 0010           R
0100 1110           N

0101 0000           P 
0101 0010           R
0100 1111           
0100 1101          
0101 0000           P
0100 1111           O
0100 1110           N 
0100 0111          

*** ใช้พื้นที่จัดเก็บจำนวน 152 bit 19 byte ***




         


credit : http://neung.kaengkhoi.ac.th/mdata/rsdata4.html#d3