[ITパスポート試験]ハードウェア(入出力装置)[無料講座・例題付き！]

2020年2月22日2021年6月14日

今回はITパスポートのハードウェア(入出力装置)について学習していきましょう。

ラク

このモニターは解像度が※※※でゲーミング特化でキーボードもメカニカル搭載で〇〇〇で・・・

くろん

何の話だにゃ？

キュー

ゲーミングデバイス(※)やろな。ここまでオタクな内容はしらんでええけど、Iパスでもちょっとは必要な知識やから勉強していこうか

1. 入力装置と出力装置
2. ハードウェア(入出力装置)・例題
- 2.1. 問題
- 2.2. 解説(クリックで展開)
3. ハードウェア(入出力装置)・まとめ

入力装置と出力装置

コンピュータにデータを入力するための入力装置や、結果を出力させる出力装置にはさまざまなものがあります。

キーボードやマウス、タッチパネルなどは入力装置に該当しますし、プリンタやモニタは出力装置に該当します。

それぞれ例を見ながら学習していきましょう。

ディスプレイ

ディスプレイやモニタは主に出力装置の一つです。現在用いられているディスプレイの例としては、以下のような物になります。

液晶ディスプレイ・・・2枚のガラス版の間に液晶を挟み、電圧をかけることで背面から光を通したり遮断する仕組みです。
プラズマディスプレイ・・・ヘリウムガスやネオンガスを封入し、そこに電圧をかけると放電する仕組みによって発光させます。小型化が難しいといった特性から大型テレビに用いられます。
有機ELディスプレイ・・・電圧をかけることで発光する有機化合物を用いており、プラズマディスプレイよりも小型化が可能です。

ディスプレイでは光の三原色を用いて色を表現しています。

プリンタ

プリンタも出力装置の一つですが、こちらは紙などにアウトプットする際に用いられます。

プリンタには以下のようなものがあります。

インクジェットプリンタ・・・ノズルからインクを噴射してプリントします。
レーザプリンタ・・・レーザ光によってトナーと呼ばれる粉を定着してプリントします。
ドットインパクトプリンタ・・・旧式プリンタで伝票発行などに用いられます。

これらのプリンタも三原色を用いますが、こちらは色の三原色を使って表現しています。

また、印刷の細かさに関しては解像度を用いて表現し、1インチ当たりに印刷できるドット数でdpiと言った単位で表現します。

キュー

画面の大きさの解像度とは少し違うから注意やで

インタフェース

コンピュータの五大装置を学習し、それぞれ人間でいうところの脳だったり目だったりと言った表現をしたと思います。

人間もそうですが、それら単独では機能せず、血管や神経にあたるものが必要となってきます。それがインタフェースと呼ばれるもので、装置間をつなぐケーブルやコネクタ、電子信号などがこれに該当します。

入出力インターフェイスには一般的にシリアルインターフェイスとパラレルインターフェイスに分かれています。それぞれの違いは以下の通りです。

シリアルインターフェイス・・・単一の伝送路を使用しながら1ビットずつデータを伝送していきます。
パラレルインターフェイス・・・複数の伝送路を束ねて同時に複数の電子送信が行えます。

こうしてみるとパラレルインターフェイスが効率よく思われますが、現在ではシリアルインターフェイスの方が高速で主流となっています。

パラレルインターフェイスが遅い理由として、並行して送受信されるビット間の同期がうまく取れず、その処理にかえって時間がかかってしまう点が挙げられます。

USB

代表的なシリアルインターフェイスにUSBがあります。

USBを経由してキーボードやマウス、モニタと言った外部機器に接続することが可能であり、データ転送速度はUSB1.1規格では最大12Mbps、USB2.0規格では最大480Mbps、USB3.0規格では5Gbpsとなっています。

このUSBはハブと呼ばれる集線装置を用いて接続することも可能で、さらには機器が動作していても抜き差しできるホットプラグ機能や、接続先の機器からUSBケーブルを介して充電を行うバスパワー機能も所持しています。

種類もいくつか分かれており、USB、mini USB、microUSBと言った3種類が存在しており、さらにはType-A、Type-B、Type-Cと言った形状にも分かれています。

ラク

Nintendo Switchの充電ケーブルはType-Cだな

カズ

試験で形状まで踏み込むことはあまりないけど、気になる方はこちらのサイトで目を通してみてね！

Bluetooth

短距離無線通信のインターフェイスとしてはBluetoothが挙げられます。

最新規格でのデータ転送速度は約3Mビット/秒となっており、誰でも自由に使用することができます。

特徴として遮蔽物があっても通信可能で、クラスと呼ばれる電波強度を設定することで1m~100mの距離に収まっていれば通信可能です。

Bluetoothはイヤホンや電話、カーナビにゲーム機など至る所で用いられています。

入力装置における重要語句

以下は試験でも良く問われる語句です。あわせて押さえておきましょう。

3Dプリンタ・・・3次元の立体を表すデータに基づいて、素材を積み上げていくことによって3Dの物体を作成するプリンタです。
タブレット・・・もともとはタッチパネルを搭載した入力装置でしたが、現在ではキーボードやマイク等も搭載し、出力精度も上昇したため小型のコンピュータとして扱われるようになりました。
デバイスドライバ・・・外部機器などのデバイスを制御する専用ソフトウェアで、物理的に接続してもこのドライバをインストールしなければ利用できないこともあります。
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)・・・モニタやTVと言った家電に用いられるインターフェイスで、映像と音声の信号を1本のケーブルで行う事ができます。
ポートリプリケータ・・・ノートPCやタブレットに利用する機能拡張用の機器で、シリアルポートやパラレルポート、HDMI端子やLAN端子など複数の接続端子を持っています。
RFID・・・電波を用いてタグと呼ばれる小さなチップのデータを非接触で書き換えることができるシステムです。ICカードによく利用されています。
NFC(Near Field Cp,,imocation)・・・RFIDの規格の一つで、数十cmの至近距離でデータの通信を行うことができます。
IrDA・・・赤外線を用いた規格を策定する団体や規格で、IrDAを搭載した機器同士であれば赤外線ポートを向かい合わせるだけで通信できます。
CPRM(Content Protection for Recordable Media)・・・DVD-RやSDカードなどに用いられており、一度だけ複製することを許可する著作権保護技術になります。

ハードウェア(入出力装置)・例題

実際に例題を解いて問題に慣れていきましょう。

問題

問1

次のうち，通信可能な最大距離が最も短いものはどれか。(H.28/秋)

ア　Bluetooth
イ　IrDA
ウ　NFC
エ　Wi-Fi

問2

USBに関する記述のうち，適切なものはどれか。(H.29/秋)

ア　PCと周辺機器の間のデータ転送速度は，幾つかのモードからPC利用者自らが設定できる。
イ　USBで接続する周辺機器への電力供給は，全てUSBケーブルを介して行う。
ウ　周辺機器側のコネクタ形状には幾つかの種類がある。
エ　パラレルインタフェースであり，複数の信号線でデータを送る。

問3

プラズマディスプレイの説明として，適切なものはどれか。(H.21/春)

ア　ガス放電によって発生する光を利用して映像を表示する。
イ　自身では発光しないので，バックライトを使って映像を表示する。
ウ　電極の間に有機化合物を挟んだ構造で，これに電気を通すと発光することを利用して映像を表示する。
エ　電子銃から電子ピームを発射し，管面の蛍光体に当てて発光させ，文字や映像を表示する。