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私が日々、挑戦したことや学んだことなどを紹介していく雑記ブログです。 (新しいAI技術HTM, 専門の音声信号処理, 趣味のアニメ等も書いてます。)

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入出力インタフェース、USBとは【基本情報技術者になろう!】

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現在、私は秋の基本情報技術者試験に向けて勉強中です。

その中で、私が得た知識をまとめて記事にしています。

 

本記事のテーマ

基本情報技術者になろう!】

・入出力インタフェースとは

・USBとは

入出力インタフェースとは

入出力インタフェース

コンピュータと様々な周辺機器をつなぐために定められている規格。

 入出力インタフェースの規格には、「ケーブルや端子などの差込口の形状」や「ケーブルの種類」、「ケーブルの中を通す信号のパターン」など、細々とした内容が決まっています。この企画を守ることで、異なるメーカのキーボードに買い換えても問題なく交換できたり、プリンタとスキャナのように全く異なる用途の危機も同じケーブルを共有できたりといった互換性が保たれているのです。

  周辺機器との接続で現在最もポピュラーなのが「USB」です。この規格では、コンピュータに周辺機器をつなぐと自動的に設定が行われるプラグ・アンド・プレイ(差し込めば使える)という仕組みが利用できます。

 

入出力インタフェースでは、データを転送する方式によって「パラレルインタフェース」と「シリアルインタフェース」に分かれます。

パラレル(並列)とシリアル(直列)について説明いたします 。

パラレル(並列)とシリアル(直列)

パラレルとは、並列という意味で複数の信号を同時に送受信します。

一方シリアルは直列という意味で信号を一つずつ連続して送受信します。
 当初は複数の信号を一回で送れるパラレルインタフェースが高速とされていました。しかし、高速化を突き詰めていくにつれ信号間のタイミングを取ることが難しくなり、現在はシリアルインタフェースで高速化を図るのが主流となっています。(2019/06/30現在)また、シリアル通信では信号を送るための線(バス)が複数並ぶため、ノイズが入ってきたときに、隣のバスにも影響を与えやすいという欠点もあります。

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パラレルインタフェース

規格の例:

IDE(Ingrated Drive Electronics)、SCSI(Small Computer System Interface)

IDE(Ingrated Drive Electronics)

内蔵用ハードディスクを接続するための規格として使われていたインタフェースです。

当初は、「最大2台までのハードディスクを接続できる」という規格でしたが、後にCD-ROMドライブなどの接続にも対応したEIDE(Enhanced IDE)として拡張され。広く普及しました。EIDEでは「最大4台までの機器(ハードディスクやCD-ROMなど)」を接続できます。

二つのポート(プライマリセカンダリ)に 2台ずつ機器を接続することができる。

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SCSI(Small Computer System Interface)

ハードディスクやCD-ROM、MOドライブ、イメージスキャナなど、様々な周辺機器の接続に使われていたインタフェースです。

接続できるのは、コンプー太本体を含めて8台までで、各機器には識別のために固有のID番号(SCSI ID)を割り当てます。

接続方法:「デイジーチェーン」という、数珠つなぎに機器を連結していく。終端にはターミネータ(終端抵抗)が必要

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シリアルインタフェース

規格の例:

USBIEEE1394

周辺機器を繋ぐためのインタフェースに広く採用されており、どちらも「電源を入れたまま機器を抜き差しできるホットプラグ」と「周辺機器をつなぐと自動的に設定が開始されるプラグ・アンド・プレイ」に対応しています。

 

USB(Universal Serial Bus)

パソコンと周辺機器とをつなぐ際の、最も標準的なインタフェースです。

Universal(広く行われる、万能の)とあるように広く使える高い汎用性に主眼が置かれた規格で、キーボードやマウス、スキャナなどの入力装置、プリンタなどの出力装置、外付けハードディスクなどの補助記憶装置と、機器を選ばずに利用できるようになっています。

また、USBには複数の規格があり、高速なUSB2.0USB3.0になると外付けハードディスクの接続などに使われます。

規格:

USB1.0:

ロースピードモード   1.5Mビット/秒

フルスピードモード   12Mビット/秒

USB2.0

ハイスピードモード   480Mビット/秒

USB3.0

スーパースピードモード 5Gビット/秒

 

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IEEE1394

i.LinkFireWireという名前でも呼ばれる、主にハードディスクレコーダなどの情報家電やデジタルビデオカメラなどの機器に使われているインタフェースです。

図左のハブ:リピータハブ→IEEE1394版のハブで、USBのハブと同じ役割を果たす

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無線インタフェース

入出力インタフェースには、周辺機器との接続にケーブルを使用しない、無線で通信するタイプもあります。

規格の例:

IeDABluetooth

IrDA(Infrared Data Association)

赤外線を使って無線通信を行う規格です。携帯電話やノートパソコン、携帯情報端末などによく使われています。テレビのリモコンも赤外線で通信していますがIrDAとは互換性はありません。

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Bluetooth

2.4GHzの電波を使って無線通信を行う規格です。携帯電話やノートパソコン、携帯情報端末の他、キーボードやマウス、プリンタなど様々な周辺機器をワイヤレス接続することができます。

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 以上で入出力インタフェースの説明を終わります。

色んな規格・用語が登場して大変かもしれませんが頑張りましょう!

 

 

参考資料

・キタミ式イラストIT塾 基本情報技術者 平成31/01年