入出力インターフェース

本記事の内容

本記事は、基本情報技術者試験におけるメモリについて、情報及びコンピュータの素人目線から説明する記事です。

以下の基礎理論については、下記URLから御覧ください！

• データの単位、基数変換、負の2進数、2進数の四則演算
• 集合、論理演算、論理回路、オートマトン
• データ構造、アルゴリズム、プログラミング

データの単位、基数変換、負の２進数、２進数の四則演算

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2023.08.21

本記事の位置付け

本記事では、コンピュータを構成する「ハードウェア」について述べます。
具体的なハードウェアとしては、CPU、メモリ、キーボード、ディスプレイなどがあります。

入出力インターフェース

入出力インターフェースとは

例えば、PC本体とマウスをつなぐケーブルの種類(USB-2.0とか)やら、PCとディスプレイをつなぐケーブルの種類(HDMIとか)です。

入出力インターフェースの分類

入出力インターフェースは、有線または無線のいずれかに分類されます。

基本情報技術者試験で出題される主たる入出力インターフェースは次です。

シリアルインターフェースとパラレルインターフェース

有線のインターフェースは

• シリアルインターフェース
  1本の信号線で1ビットずつ順次やり取りする規格
• パラレルインターフェース
  複数の信号線で複数のビットを並列(パラレル)にやり取りする規格

の2種類の伝送方法で分類できます。

上の図を見れば、パラレルインターフェースでは同時に複数のデータを送信できることから、パラレルインターフェースのほうが伝送速度が速いように感じるかもしれません。

しかし、実際は「パラレルインターフェースではデータの同期を取るのが難しい」ため、現在ではシリアルインターフェースのほうが高速であり、主流です。

USB

USB(Universal Serial Bus)は、皆さんご存知でしょう。
現在最も普及している入出力インターフェースです。

名前に「Serial」と入っている通り、実はシリアルインターフェースであることがわかります。

ちなみに、「USB」聞くとUSBメモリやらUSBケーブルなどがまず思い浮かぶと思いますが、USBは機器の種類だったり記憶方式ではなく、入出力インターフェースの規格の1つです。

非常に優れた規格であるため、他の規格が廃れつつあります。

USBの発展

USBは転送速度等を向上させるために、時代とともに発展してきました。
以下はUSBの主流規格です。

規格名	最大転送速度	転送モードの名称
USB1.0	12Mbps	フルスピード
USB2.0	480Mbps	ハイスピード
USB3.0	5Gbps	スーパースピード

USB2.0から3.0にかけて、最大転送速度が10倍にもなっていることがわかります。

コネクタの形状

USBコネクタの形状は皆さんも御存知でしょう。
コネクタの形状は同じ規格内出会ったとしても複数種類あります。

すべての形状を覚える必要はありません(というよりもう知ってる)。
Type-Cの形状だけ覚えてればOKです(多分もう知ってる)。

周辺機器との接続

ここでは「PCと周辺機器を接続する方法」を述べます。

スター接続

ツリー接続

例えば、HDMI端子とUSB Type-AをType-Cに変換する変換器がありますが、それがハブです。
そのハブを使って接続する方法がツリー構造です。

デイジーチェーン接続

例えば、インターネット接続の状況を考えてみます。
モデムからルータ、ルータからPCと正に数珠つなぎに接続していますよね。
この方法がデイジーチェーン接続です。

デイジーチェーン接続の利点は、ハブが不要で配線がスッキリすることです。
一方欠点は、1本のケーブルをすべての周辺機器が共有するので、周辺機器が多くなり、伝送速度が落ちることです。

デバイスドライバ

これはソフトウェアの話になってしまいますが、デバイスドライバとは、PCに接続された周辺機器を制御するソフトウェアです。
デバイスドライバは通常周辺機器をPCに接続したときに自動的にインストールされます。
デバイスドライバのインストールが完了するれば、PCから周辺機器を操作できるようになります。

結

今回は、基本情報技術者試験におけるCについて、情報及びコンピュータの素人目線から説明しました。

入出力インターフェースには優先と無線の大きく2つに分かれ、端子にはUSBやらHDMIやらと聞きなじみがある種類があります。

特になじみのあるUSBには1.0から3.0までの規格があり、2.0から3.0になったときに最大転送速度が約10倍になっています。

ご存じだと思いますが、最近出てきた規格としてUSB Type-Cがあります。
これは押さえておいてほしいところです。

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