入出力インターフェースの種類と特徴【備忘録-基本情報技術者試験対策 #42】

※ 本記事では、基本情報技術者試験の対策として私が勉強したことを備忘録的にまとめておきたいと思います。
少しでも参考になれば嬉しいです。

はじめに

さて今回は、基本情報技術者試験対策として、入出力インターフェースの種類と特徴についてまとめたいと思います。

入出力インターフェース（Input/Output Interface）は、コンピュータシステムや電子デバイスにおいて、データの入出力を行うための”接点”や”手段”を指します。ユーザーとシステム、または異なるシステム同士がデータをやり取りする際の仲介役のようなイメージです。

例えば、新しいキーボードを買った際、特に何も考えることなく、コードをPCにさせば使えますよね？？これは入出力インターフェース（要はコード）の規格がある程度統一されており、共用できるよう互換性が保たれているからです。

インターフェースには色々な種類があり、覚えるのも一苦労ですが、これを機会にしっかりと覚えておくようにしましょう！

ちなみに私はこの参考書を使って勉強してました。

漫画形式で読みやすく、分かりやすい内容になっているため、無理なく学習を進められると思います。

過去問を解きまくり、不明点があれば参考書で知識を補う、このサイクルで試験対策するのが私のオススメです！

最新版はこちらです。

少し内容が異なる部分もあるかもしれませんが、大まかには変わらないはずですので、安心して下さい。

パラレル（並列）とシリアル（直列）

入出力インターフェースはデータ転送の仕組みによって、パラレルインターフェースとシリアルインターフェイスに分類されます。

パラレルインターフェースとは「並列」で同時に信号を送受信する方式です。一方シリアルインターフェイスとは「直列」で1つずつ信号を送受信する方式です。

単純に考えれば、同時に複数の信号を送受信できるパラレルインターフェースの方がよい（やりとりが高速）のように思えますよね？？

まぁたしかにそうなのですが、実はそんな単純なものでもないそうです。

パラレルインターフェースは並列が故に、高速化を突き詰めていくと信号間のタイミングを取ることが難しいそうです。微妙なタイミングのずれが生じてしまい、困ったことになるというわけですね。

そんな背景もあり、近年ではシリアルインターフェイスで高速化を図ることが主流になっているようです。

パラレルインターフェースの種類と特徴

※いずれもシリアルインターフェイスが主流になったことで、徐々に使われるタイミングがなくなってきたとのことです。

IDE（Integrated Drive Electronics）

IDE（Integrated Drive Electronics）は、コンピュータとハードディスクや光学ドライブを接続するためのインターフェース規格です。1986年にコンパック（現HP）とウエスタンデジタルによって策定されたもので、データ転送とコントローラー機能を統合したことによる、システムの設計と接続が簡素化を実現しました。

また、元々は最大2台までのハードディスクを接続できるという規格だったそうですが、その後、CD-ROMなどの接続にも対応したEIDE（Enhanced IDE）というものが登場したようです。

SCSI（Small Computer System Interface）

SCSI（Small Computer System Interface）は、コンピュータと周辺機器を接続するための標準インターフェース規格です。ハードディスクドライブやテープドライブ、光ディスクドライブ、プリンターなど、多様なデバイスを接続することができます。1980年代に登場し、特にサーバーやワークステーションなどの高性能なコンピュータシステムで広く使用されてきました。

多様なデバイスを接続できるってのが大きな特徴ですね。

シリアルインターフェースの種類と特徴

USBやIEEE1394はかなり代表的なインターフェースですね。いずれも、「ホットプラグ（電源を入れたまま抜き差しできる）」と「プラグ・アンド・プレイ（機器につなげば自動で設定が完了し、使えるようになる）」に対応しています。

USB（Universal Serial Bus）

USB（Universal Serial Bus）は、コンピュータと周辺機器を接続するためのシリアルバス規格です。1990年代後半に登場し、以来、パソコンやスマートフォンなどのデバイス間でのデータ転送や電力供給に広く利用されています。USBは、その汎用性と使いやすさから、現代のデジタルライフに欠かせないインターフェースとなっています。

おそらく皆さん、一番馴染みのある入出力インターフェースなのではないでしょうか？？

以下はおまけです。

• USB 1.1：
  初期のUSB規格で、最大データ転送速度は12Mbps。キーボードやマウスなどの低速デバイスに適している。
• USB 2.0：
  2000年に登場し、最大480Mbpsのデータ転送速度を実現。これにより、外付けハードディスクや光学ドライブなどの高速デバイスにも対応可能となった。
• USB 3.0：
  USB 3.0では、最大5Gbpsのデータ転送速度を提供。さらにUSB 3.1やUSB 3.2では10Gbps以上の速度が実現。これにより、大容量データの高速転送が可能となった。

まぁ数字が大きくなればなるほど性能が高いと覚えておけばいいでしょう！

IEEE1394

IEEE1394（FireWire）は、家電製品やコンピュータを接続するための高速シリアルバス・インターフェース規格です。この規格はApple社が開発したFireWireを元にIEEEが標準化したもので、データ転送速度が高速であり、多数のデバイスを接続できる点が特徴です。現在では、USBの普及により使用頻度は減少しましたが、一部の専門的な用途で依然として利用されています。

正直あまり馴染みがない・・・

無線インターフェースの種類と特徴

IrDA（Infrared Data Association）

IrDA（Infrared Data Association）は、赤外線による光無線データ通信を規格化する団体であり、その規格そのものの名称でもあります。1993年にHewlett-Packard、IBM、Microsoft、シャープなどの主要企業が中心となって設立されました。この規格は、主にデータ通信においてケーブルを使わない無線通信を実現するために使用されます。

赤外線で通信といえばテレビのリモコン等をイメージするかと思いますが、あればまた別のものなので注意が必要です。

ちなみに、通信距離は1 m以内で、間に障害物があると通信ができないという弱点もあります。

Bluetooth

Bluetoothは、ケーブルや配線を必要とせずにデバイス間でデータを通信できる無線技術です。短距離の無線通信技術であり、主に2.4GHz帯の周波数を使用します。Bluetoothは、Hedy Lamarrによって考案された周波数ホッピング技術を基に、1994年にエリクソン社によって開発されました。現在では、多くのデバイスで標準装備されている普及した技術です。

Bluetoothもかなり馴染み深いですよね、無線通信といえばBluetoothといったイメージを持っているはずです。

通信距離は10 m程度であり、間に障害物があっても問題なく通信ができるという特徴があります。

最後に

さて今回は、基本情報技術者試験対策として、入出力インターフェースの種類と特徴についてまとめました。

色々と種類があり、中々に覚えるのは大変かとは思いますが、ひとまず頑張りましょう・・・。

前回まとめた記事も読んでもらえると嬉しいです！

基本情報以外の勉強記事も是非！

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