I/Oは、一見すると説明不要と思われる概念の1つです。しかし、単純に思えるかもしれませんが、入力と出力は現代の電子機器の構成要素です。
入力と出力は、コンピューティングの世界（より一般的にはデータ/情報処理の世界）の基本です。これらがなければ、あらゆる種類の電子機器はデータを受信することができず、ユーザーはそのデータを操作したりやり取りしたりすることができなくなります。入力と出力は、私たちが使用するほぼすべてのデバイスとの関係の基礎を形成するため、入力と出力がどのように機能するかを理解することが重要です。
入力と出力とは何ですか?
簡単に言えば、入力と出力は、コンピューター (または別のデバイス) が世界と対話する方法です。
入力 コンピュータが外部からデータを受信するあらゆる方法を指します。最も明白な例は、コンピュータのキーボード、トラックパッド、またはマウスですが、「入力」には、カメラ、マイク、および特定のコンピュータにデータを供給するその他のデバイスやシステムも含まれます。
出力 同様に動作しますが、逆の動作になります。出力により、コンピューターは物理的な世界に対応できるようになります。これらのデバイスには、ディスプレイやスピーカーだけでなく、照明のオン/オフ、モーターの制御などのタスク用の制御や信号も含まれます。
コンピュータの入力と出力の仕組み
一般的に、I/Oデバイスはバスと呼ばれるインターフェースを介してコンピューターと通信します。このインターフェースには主に2つの機能があります。
1.通訳。バスは、基本コマンド (「READY」や「BUSY」など) を使用してデバイス間のアドレス指定と「ハンドシェイク」を実行します。このハンドシェイクにより、デバイスは相互に正常に通信できるようになります。
2.変換中。インターフェースの2番目の機能は、必要に応じてデータをシリアルからパラレルへ、またはその逆に変換することです。この変換により、異なる種類の情報を持つデバイス間の通信が可能になります。
コンピュータおよび他のほとんどのデジタル システムはバイナリで動作するため、入力信号はコンピュータのプロセッサに到達するまでにバイナリになっている必要があります。したがって、アナログ入力は、 アナログ-デジタルコンバータ（ADC） ただし、スキャナーの場合のように、これはデバイス/周辺機器自体の一部であることが多いです。前述のように、デジタル データはシリアルまたはパラレルのいずれかであるため、結果として得られるデジタル信号も変換が必要になる場合があります。この段階では、バスは通常、デジタル データの種類間の変換を容易にすることができます。
逆に、出力バスは、オーディオ、ビデオ、またはその他の必要な形式にコンピューターのデータを変換するのに役立ちます。オーディオなどの場合には、デジタル情報がアナログに戻されることがあります。実際のデバイスでデータを使用できるようにするには、ユーザーは デジタル-アナログ コンバーター (DAC) を使用する必要があります。
GPIOとは何ですか?
汎用入出力 (GPIO) は、回路 (集積回路または電子回路基板) 上のデジタル データ ピンです。ユーザーは実行時にGPIOの機能を変更し、ピンを操作して入力または出力として動作させることができます。
ほとんどのGPIOは、電球やモーターなどのデバイスに電力を供給するのに十分な電流を単独で出力できません。GPIOを使用してこのようなデバイスを制御するには、通常、トランジスタやリレーを使用して直接電力を供給する必要があります。
入力と出力の概要
I/Oは、さまざまな種類の補助デバイスを網羅する広い用語です。これは、人間がコンピューターとどのように対話するか、またコンピューターが周囲の世界とどのように対話するかを規定する概念でもあります。入力と出力の基本的な理解は、デバイスの構築と操作をより効率的かつ正確に行うのに役立ちます。