【入力装置・出力装置】入力装置の種類と特徴〜出力装置の種類と特徴

【入力装置・出力装置】入力装置の種類と特徴〜出力装置の種類と特徴
ハテオ君

入力装置と出力装置にはどんな種類があってどんな機能や特徴があるんだろう...。

今回はこの悩みを解決します!

今回の記事テーマ

入出力装置の基礎知識〜各装置の種類と特徴を徹底解説!

コンピュータには必ず、出力装置と入力装置が存在します。

入力装置がないと、外部から文字やデータの入力ができません。
また、出力装置がないと、コンピュータ内で処理した結果や映像の出力の出力ができないです。

このように2つの装置がないとコンピュータとして機能することができないので、入力装置と出力装置はコンピュータを動かす上で無くてはならない存在になります。

そんな2つの装置には様々な種類と特徴がありますので、ぜひ今回の記事を参考にして知識を身につけていきましょう!

本日の記事内容

記事の最後には、今回の内容に関しての確認問題も用意していますので、インプットとアウトプットとしても是非活用してみてください。

元中卒の自分が、誰でも理解できるように解説していきます。

それでは早速見ていきましょう。

黄島 成

入力装置と出力装置とはどんな装置?

入力装置と出力装置とはどんな装置?

コンピュータの内部は、「制御装置・演算装置・記憶装置・入力装置・出力装置の五大装置で構成されています。

今回は、そんな五大装置の「入力装置・出力装置」について解説していきます。

入力装置とは?

入力装置とは、コンピュータへ指示やデータを入力する装置です。

具体的には、2進数で表わされたデータや情報をコンピュータが理解できる形に加工して、各装置へ送信する役割を担当しています。
別名「入力デバ」とも呼ばれます。

人間で例えると「視覚・聴覚・触覚・味覚・嗅覚」この5感にあたる部分が入力装置になります。

パソコンの入力装置としては、「キーボードマウス」は標準装備されていることが多くなっていますね。

出力装置とは?

出力装置とは、コンピュータから外部へデータを出力する装置です。

具体的には、2進数で処理した内容を人間が理解できる形に加工して出力する役割を担当しています
別名「出力デバイス」とも呼ばれます。

人間で例えると「手・口・鼻」の部分にあたるのが出力装置になります。

パソコンの出力装置としては「ディスプレイプリンター」などが挙げられますね。

入力装置の3つの種類と特徴

入力装置の3つの種類と特徴

次に、入力装置にはどんな種類があり、どのような機能を持っているのかを紹介していきます。

入力装置の代表

  • ポインティングデバイス
  • バーコードリーダ
  • RFID

順番にそれぞれの特徴と役割を見ていきましょう。

①:ポインティングデバイス

ポインティングデバイスとは、入力位置や座標を入力する装置を総じてにポインティングデバイスと呼びます。

パソコン層操作するための「マウス」やスマホの「タッチパネル」などに使用されています。

ポインティングデバイス技術の種類

  • トラックボール
  • トラックパッド
  • ジョイスティック
  • タッチパネル
  • ディジタイザ

トラックボール

トラックボール

トラックボールは、玉の一部分が装置の上面に出ている装置です。

この球を指で直接回転させることによって、入力位置の座標を指示することができます。

ノートパソコンに内蔵されていたり、マウスに搭載されている場合もあります。

トラックパッド

トラックパッド

トラックパッドとは、人間の持つ静電気を利用し指の位置を検出する装置です。

指で操作面を指して入力位置の座標を指示することができます。

ノートパソコンには基本的に内蔵されいます。

ジョイスティック

ジョイスティック

ジョイスティックとは、操作棒を前後左右に傾けて移動方向や移動量で座標を指示する装置です。

ゲームセンターの格闘ゲームなどでよく利用されています。

昔のゲーム機機ではジョイスティックがほとんどでしたので、懐かしいですね。

タッチパネル

タッチパネル

タッチパネルとは、専用のパネル上を直接指で触れることで位置情報を入力する装置です。

銀行のATM・スマートフォン・タブレット端末」で使用されています。

ちなみにスマホなどでは、タッチした部分の表面電荷の変化を捉えて位置を検出する「静電容量タッチパネル」が使用されています。

ディジタイザ

ディジタイザ

ディジタイザとは、ペンのような装置と板状の装置を組み合わせた入力装置です。

ペンのようなそ装置を画面に押し付けて座標を指示することができます。

タブレット端末に付属していることが多く、イラストなどを作成する時には役立ちます。

②:バーコードリーダ

バーコードリーダとは、商品などに印刷された帯状のマークを読み取りでデータを入力することのできる装置です。POS端末の入力装置として使用されています。

POSシステムとは、スーパーやコンビニのレジなどで使用される端末です。

レジ入力の自動化を図るだけでなく、バーコードを使って商品の販売情報をリアルタイムで収集し、売筋商品や死筋商品を把握することで、迅速な受発注を行うことができます。 

バーコードの種類

  • JANコード
  • QRコード

JANコード

JANコード

JANコードとは、商品に横並びの線と番号が印刷されたバーコードのことです。

日本で流通している様々な商品には、JANコードというバーコードが使用され、13桁の(標準タイプ)と8桁の(短縮タイプ)があります。

このバーコードは、帯状の線の並びがデータを意味し「国コード」「メーカーコード」」「商品アイテムコードチェックディジット」で分けられ構成されています

QRコード

QRコード

QRコードとは、横方向だけでなく縦方向にも印刷されたバーコードのことです。

JYNコードより小さな面積で多くの情報を取り込むことができます。

特徴としては、読み取りコードの一部が読み込めなくても正しく読みだせるようなエラー修正機能を持っています。

③:RFID(Radio Frequency Identification)

RFID(Radio Frequency Identification)

RFIDとは、小さな無線ICチップにより「モノ」「人物」を識別や管理することのできる装置です。

具体的には、小さな無線ICチップにアンテナを組み合わせた荷札で、電磁波を利用して情報を非接触で読み取ることのできるチップになります。別名「ICタグ」と呼ばれることもあります。

商品の「タグ」や電車も「定期券」「交通系ICカード」などで主に利用されています。ちなみにNFCは、RFIDの国際規格です。

出力装置の2つの種類と解像度

入力装置の次に、出力装置にはどんな種類があり、どのような機能を持っているのかを紹介していきます。

出力装置の代表例

  • ディスプレイ
  • プリンター

順番にそれぞれの特徴と機能を見ていきましょう。

ディスプレイの種類

ディスプレイとは、「文字・図形・グラフィック・動画」などを表示する装置です。
別名「モニター」と呼ばれることもあります。

ディスプレイ装置は、コンピュータで処理したデータを出力し、映像や動画を見ることができます。現代のIT社会では欠かせない装置です。

ディスプレイの種類

  • 液晶ディスプレイ
  • 有機ELディスプレイ
  • POP(プラズマディスプレイパネル)

液晶ディスプレイ

液晶ディスプレイは、光の透過を画素ごとに制御し、カラーフィルタを用いて色を表現するディスプレイです。

液晶自体は発光しないので、バックライトまたは外部の光を取り込む仕組みが必要です。

液晶ディスプレイ

特徴としては、視野角が狭く応答速度が遅いことです。

現在では、比較的応答速の速いTFT液晶ディスプレイが主流になっています。

有機ELディスプレイ

有機ディスプレイは、発光ダイオードの一種を挟んだ構造のディスプレイです。
発光ダイオードとは「LED」のことです。

有機ELディスプレイ

ここに 本文

POP(プラズマディスプレイパネル)

POPは放電によって発生する紫外線と蛍光体を利用するディスプレイです。

野球のバックスクリーンで使われる画面のようなイメージです。

POP(プラズマディスプレイパネル)

特徴としては、コントラストが高く視野角が広いため大型化できるところです。

ディスプレイの解像度と専用のメモリ

解像度とは、画像の密度のことを意味します。

ディスプレイの文字やデータは、点(ドット)が集まったもので表現されます。このドットのことを、「画素」「ピクセル(Pixel)」と呼ぶ。

ディスプレイの解像度と専用のメモリ(画素・ピクセル(Pixel)・ドット)

例えばディスプレイの解像度は、「1280×1024ドット」のように横方向と縦方向のドット数で表します。

同じ大きさのディスプレイなら、ドット数が大きいほど解像度が高くきめ細かい自然な文字やデータを表現することができます。

VRAM(Video RAM)

VRAMは、ディスプレイに表示される内容を一時的に記録するために使用される専用のメモリです。

ディスプレイに表現できる解像度や色数は、VRAMの容量によって決まります。

  • 1ドットに2色表現するには、1bit(ビット)
  • 1ドットに4色表現するには、2bit(ビット)
  • 1ドットに8色表現するには、3bit(ビット)

上記のように、それぞれの色に対応させる必要があります。

もっとも自然な色を表現できるフルカラーでは、1bit当たりに24bit(ビット)使用され16.777,216が使用されています。

ディスプレイの色は「RGB」という色の組み合わせで表現されます。

  • R(Red:赤)
  • G(Green:緑)
  • B(Blue:青)

上記のRGBを「色の三原色」と言い、この組み合わせでディスプレイの色は表現されています。

プリンターの種類

プリンターとは、コンピュータで処理した情報を用紙で印刷する出力装置です。

プリンターの種類

  • ドットインパクトプリンタ
  • インクジェットプリンタ
  • レーザープリンタ

ドットインパクトプリンタ

ドットインパクトプリンタ

ドットインパクトプリンタは、印字ヘッドの多数のピンでインクリボンに衝撃(インパクト)を与えることによって印刷するプリンターです。

主に複写式の伝票印刷などに利用されています。

特徴としては、衝撃を与え印字するために印字音が大きく印刷品質も高くない

インクジェットプリンタ

インクジェットプリンタ

インクジェットプリンタは、印字ヘッドのノズルからインクを吹き付けることによって印刷するプリンターです。

主に、個人向けのプリンタとして利用されています。 

特徴としては、印字音が静かで印刷品質も高く低価格でカラー印刷できる。

レーザープリンタ

レーザープリンタ

レーザープリンタはコピー機と同じ原理で、光導電物質を表面に塗布した感光ドラムにレ―ザ光を当てて像を作り、ドラムに付着したトナーを紙に転写して印刷するプリンターです。

主に、ビジネス用のプリンタとしてよく利用されています。

特徴としては、印字音が静かで印刷品質も非常に高くページ単位で印刷するため高速。

プリンターの種類は主に上記で説明した3つ分けられます。

プリンタの性能を表す指標の1つに、1分間に印刷できるページ数を示すPPM(Page Per Minute)があり、1インチ( 2.54cm)当たりのドット数で表します。

ちなみにプリンターで表現される色は、ディスプレイとは異なり以下通りです。

  • C(Cyan:シアン)
  • M(Magenta:マゼンタ)
  • Y(Yellow:イエロー)

上記の三原色の組み合わせで色を表現します。この3原色を混ぜると黒色になりますが、黒を鮮明にするためにはK(Key plate;ブラック)を加えた4原色を使用しています。

今回のまとめ&確認問題

入出力装置の種類と特徴については上記内容で以上となります。

それではまず今回の内容をまとめていきましょう。

まとめ

  • 入力装置は、コンピュータへ指示やデータを入力する装置
  • 出力装置は、コンピュータから外部へデータを出力する装置
  • 代表的な入力装置の種類は「ポインティングデバイス・バーコードリーダ・RFID」の3つ
  • 代表的な出力装置の種類は「ディスプレイ・プリンタ」の2つ

今回の確認問題「アウトプット用」

確認問題

ハードウェア確認問題⑥

「次へ」で問題スタート!

①解説

【問題①】

ICタグ(RFID)の特徴はどれか。

:GPSを利用し、現在地の位置情報や属性情報を表示する。
不正解× GPSは利用していない
:専用の磁気読取り装置に挿入して使用する。
不正解× 非接触型で無線通信が可能
:大量の情報を扱うので、情報の記憶には外部記憶装置を使用する。
不正解× 内部に記憶されている。
:汚れに強、記録された情報を梱包の外から読むことができる。
正解○

【解説】

ICタグ(RFID)とは、小さな無線ICチップにより「モノ」「人物」を識別や管理することのできる装置です。

具体的には、小さな無線ICチップにアンテナを組み合わせた荷札で、電磁波を利用して情報を非接触で読み取ることのできるチップになります。

つまり答えは「」が適切。

②解説

【問題②】

自発光型で、発光ダイオードの一種に分類される表示装置はどれか。

:CRTディスプレイ
不正解× 電子線が蛍光物質に衝突すると光が放出されるディスプレイ
:液晶ディスプレイ
不正解× 光の透過を画素ごとに制御し、カラーフィルタを用いて色を表現するディスプレイ
:プラズマディスプレイ
不正解× 放電によって発生する紫外線と蛍光体を利用するディスプレイ
:有機ELディスプレイ
正解○

【解説】

自発光型で、発光ダイオードの一種に分類される表示装置として挙げられるるのは「有機ELディスプレイ」です。

有機ELディスプレイの特徴

発光ダイオードの一種を挟んだ構造のディスプレイで、バックライト不要なので薄型で低電圧のため消費電力です。

つまり答えは「」となる。

③解説

【問題③】

1文字が、縦48ドット、横32ドットで表される2値ビットマップのフォントがある。文字データ が8,192種類あるとき、文字データ全体を保存するために必要な領域は何バイトか。ここで、1Mバイト=1,024kバイト、1kバイト=1,024バイトとし、文字データは圧縮しないものとする。

:192k 不正解×
:1.5M 正解○
:12M 不正解×
:96M 不正解×

【解説】

1文字を表すために必要な画素数を計算します。

48×32=1536画素

色情報は2値(1または0)なので、1文字を表すのに必要なデータ量をバイト単位で表すと以下通り。

1536ビット÷8=192バイト

192バイトのフォントが8192種類あるので文字データ全体のデータ量は次のように計算できます。("÷1024÷1024"でMバイト単位に変換しています。

192×8,192÷1024÷1024=
=192×(8,192÷1024)÷1024
=192×8÷1024
=1536÷1024
=1.5

つまり答えは「」となる。

最後まで読んでいただきありがとうございました!

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また、質問や問い合わせに関しては、コメント欄かお問い合わせフォームを活用ください。

それではまたお会いしましょう。

黄島 成

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