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@masatom86650860

入出力インタフェース

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Last updated at Posted at 2022-07-31

入出力インタフェースの規格には、
ケーブルの差し込み口の形状、ケーブルの種類、ケーブルの中を通す信号パターン、などの内容が定められている。この規格を守ることで異なる機器も同じケーブルを共用できたりといった互換性が保たれている。

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てい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。

気づき

さして使えるのは設定されていたことだったのか。
気づかなかった。
すごいな。
入出力インタフェースとは接続する時の約束のことか。

パラレル（並行）とシリアル（直列）

入出力インタフェース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。
ビットを送信する。
パラレルは並列という意味で複数の信号を同時に送受信します。
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。

高速化を突き進めていくにつれ信号間のタイミングをと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。

気づき

複数の信号のずれでどうして致命的になるのかな？
クロック的なものがあってそれでタイミングがずれたらいけないのかな。

パラレルインタフェース

規格としてはIDE、SCSIがある。
現在はシリアルインタフェースが主流になりつつある。

IDE（Integrated Drive Electronics)

内蔵用のハードディスクを接続するためにの規格として使われていたインタフェース。
当時は最大2台までのハードディスクを接続できた。
CD-ROMドライブなどの接続にも対応したEIDEとして拡張された。
EIDEでは、最大４台までの機器（バードディスクやCDーROMドライブなど）を接続することができる。
シリアルATAが主流

SCSI（Small Computer System Interface)

ハードディスクやCDー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
数珠繋ぎにコンピュータと繋いでいくのでデイジーチェーンという。

気づき

IDEが内蔵用のハードディスクを接続するとは外のハードディスクと接続するのか？

Integrated Drive Electronics

マザーボード

  • パソコンの中心となるプリント基板。 メインボードともいい、MB、M/Bと略されることもある。中央処理装置（CPU）、メインメモリー、各種ボード拡張用のスロット（ソケット）や、マウス、キーボード、USB、LAN(ラン)、RS-232Cなどの外部コネクター類、パーツ間のデータの流れを制御するチップセットなどが搭載されている。
    出典 https://kotobank.jp/word/%E3%83%9E%E3%82%B6%E3%83%BC%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%89-8995

  • パソコンさんの中で一、二を争うくらい大事な部品

  • 他の部品たちがくっつく、パソコンの核となる部品

  • マザーボードにメモリやCPUがくっつきます。
    マウスやキーボードも接続されます。
    マザーボードにその他の部品が合体することでパソコンさんはできあがっているのです。
    出典 https://wa3.i-3-i.info/word1253.html

マザーボードとハードディスク間を接続する規格なのか。つまり中で繋がっているのか。
SCSIは何となく想像できる。

シリアルインタフェース

周辺機器をつなぐためのインタフェースに広く採用されている。
電源を入れたまま周辺機器を抜き差しできるホットプラグ
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
が代表される。

USB（Universal Serial Bus）

広く使える高い汎用性に主眼が置かれている。
キーボードやマウス、スキャナなどの機器を選ばず利用できるようになっている。
蛸足のようにUSBのつなぎ方をツリー状に接続するという。
USB1.1、USB2.0,USB3.0の種類がある。それぞれ速度が違う。1.5Mb/s~5Gb/sまで速くなる。
USBハブUSB機器の接続をたくさん収容できる集線機器でコンセントのマルチタップみたいなもの。
USBのコネクタの形状はType-A、Type-B、Type-C、Mini-B、Micro-Bがある。

IEEE１３９４(アイトリプルイーイチサンキューヨン)

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。
数珠繋ぎにつなぎ機器を連結する。デイジーチェーン方式もある。
リピータハブはIEEE１３９４版のハブでUSBハブと同じ役割を果たす。

気づき

USBハブはシリアルインタフェース方式の規格で接続してあるのか。

シリアルATA（SATA)

従来のATA（パラレル伝送）を高速なシリアル伝送で置き換えた規格。
シリアルATA3.0の規格では６Gbps（実行速度4.8Gbps）の転送性能がある。

DisplayPort

パソコンやAV機器とディスプレイ装置を接続するためのデジタル接続規格。
映像と音声をパケット化し、シリアル伝送を行う。
１本のケーブルで映像と音声の入出力が可能なほか、著作権保護技術にも対応している。

無線インタフェース

ケーブルを使用しない、無線で通信するタイプのものもある。
　

IrDA(Infrared Data Association)

赤外線を使って無線通信を行う規格。
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。
しかし同じ赤外線を使うテレビのリモコンなどはIrDAとの互換性はありません。
通信範囲は１m以内
間に障害物があると通信できない。

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、携帯情報端末のほか、キーボードやマウス、プリンタなどさまざまな周辺機器をワイヤレス接続することができる。
通信距離は１０mくらい
間に障害物があっても関係なし

Zigbee（ジグビー）

  • 多数の機器との接続を行うセンサネットワークでの利用を前提とした近距離無線通信の規格。
  • Bluetoothに比べて伝送距離が短く、伝送速度が低い。
  • 低電力で低コスト
  • 中継機能によりZigbeeネットワークの端末同士で情報のやり取りができる。

センサネットワークとは？

多数のセンサを通信ユニットやコントローラといった機器を用いて接続したネットワークを指します。
単体のセンサによる独立した検査に比べ、多数多様なセンサが検出したデータを収集することで、より広範囲であったり、多点における種類の異なるデータを一括収集・集積することができます。
また、生産状況や経過を可視化する際に欠かすことのできない、基礎的なネットワークといえます。
出典 https://www.keyence.co.jp/ss/general/iot-glossary/sensor-network.jsp#:~:text=%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%81%A8%E3%81%AF%E3%80%81%E5%A4%9A%E6%95%B0,%E3%81%99%E3%82%8B%E3%81%93%E3%81%A8%E3%81%8C%E3%81%A7%E3%81%8D%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82

気づき

IrDAはどういうふうに使われているのだろう？

具体的には、携帯電話の「赤外線メールアドレス交換」や、デジタルカメラの「赤外線プリント」などである。

赤外線を利用して近距離の無線データ通信を行うための規格で、IrDAを高度化したものを「IrSimple」という。NTTドコモ、シャープ、ITXイー・グローバレッジ（当時）、早稲田大学が共同開発したもので、2005年8月にIrDAによって標準化された。
出典 https://mypage.otsuka-shokai.co.jp/contents/business-oyakudachi/words/irda.html

Bluetoothの名前の由来はなんだろう？

Bluetoothを直訳すると「青い歯」ですが、これは10世紀のデンマーク王、ハーラル1世の異名「青歯王」から取られているんです。

ハーラル1世はデンマークとノルウェーを平和的に統一したことで知られる人物。当時乱立していた無線通信規格をまとめ、新しい無線規格で複数機器（パソコンと携帯電話）をつなぎたいという思いから、功績にちなんで「Bluetooth」と名付けられました。青いロゴマークも、ハーラル1世（Harald Blåtand）のイニシャルをルーン文字で表し、それを組み合わせて作られています。
出典 https://www.softbank.jp/sbnews/entry/20200228_04?page=02#page-02

王様の異名から取られているのか。知らなかった。

問題を解いた時の気づき

RS-232C

シリアル通信の規格
パソコンに標準で搭載されるなど、最も広く使われているシリアル通信規格です。
「EIA-232」とも呼ばれます。
各信号線の目的やタイミングのほか、接続コネクタも規定されています。
正式名称は「ANSI/EIA-232-E」。しかし、現在でも一般には「RS-232C」と呼ばれています。
出典 https://www.contec.com/jp/support/basic-knowledge/daq-control/serial-communicatin/#:~:text=%E3%83%91%E3%82%BD%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%81%AB%E6%A8%99%E6%BA%96%E3%81%A7%E6%90%AD%E8%BC%89,D%2DSUB%209%E3%83%94%E3%83%B3%EF%BC%89%E3%80%82

ネットワークハブ

ネットワークハブで検索してもあまり出なかったので近いようなものを見つけた。

ハブはLANネットワークが集まる集線装置で、複数のネットワークを接続でき、集めたネットワークを一つの大規模なネットワークに変換する役割を担っています。
出典 https://www.panduit.co.jp/column/naruhodo/7613/

接続形態の種類

EIDE(ATA/ATAPI-4)

マザーボード上の２つのコントローラからそれぞれ２台までデイジーチェーン接続。内蔵機器接続用

シリアルATA

コントローラから１体１に接続するためポート数分の台数のみ。パソコン内蔵機器の接続に用いる。

IEEE1394

装置同士を芋づる式に接続するデイジーチェーン接続により、最大１７台、ハブを用いたツリー接続を加えることで最大６３代まで接続可能。

USB

スター型接続により、理論上最大１２７台を接続できる。また、複数のハブを階層的に接続（カスケード接続）して、ツリー接続することもできる。

出典

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