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インターフェースとは

ソコンを使うということは、そのパソコンにインストールされているOSなどのソフトウェアを使うというのはもちろん、様々なデバイスを接続して使うということでもあります。

例えば、プリンタ、スキャナ、デジカメなど様々ですが、中でも特に最近増えてきているのがUSB接続タイプのデバイスで、データ持ち運び用のメモリをはじめとして、テレビチューナー、扇風機、充電器、ライトなどバラエティに富んでいます。(デバイスについて詳しくは、デバイスとは を参照してください)

こうしたデバイスは、パソコン本体に接続(無線を含む)して利用しますが、USBに代表されるように、その接続面の形状にはいくつかの種類があります。

基本的なパソコンのスタイルとして、パソコン本体に接続されているのは、マウス、ディスプレイ、キーボードですが、その接続口はすべて同じ形状であるとは限りません。

私のパソコンの場合は、マウスとディスプレイとキーボードの接続口の形状はすべて異なる形状をしています。

このように、機器同士の接続部分の形状にはいくつかの規格があり、こうしたコネクタ部分の形状の規格を含めて、ある面と面の境界部分にあたる装置やソフトウェアのことを、

インターフェース

と言います。インターフェースとは広い意味で使用される用語で、ハードウェアの接続部分はもちろん、ソフトウェア同士、さらには機械と人間との間で橋渡し的な役割を担う部分もインターフェースと呼ばれています。

もっとも、インターフェースと言えば主にハードウェアの接続部分のコネクタの規格ことを指すのが一般的ではあります。

では、具体的にインターフェースの種類をみて行きましょう。コネクタ部分以外にどのようなインターフェースが考えられるでしょうか?

私の職場(管理人については、管理人プロフィール を参照してください)では、各部署でクライアントサーバ型の部門システムが構築されています。(クライアントサーバ型については、コンピュータの種類 を参照してください)

そして、それらの部門システムをさらにネットワーク化して情報を共有していますが、各部門システムのサーバコンピュータをただ単純に接続しただけではスムーズなデータのやり取りはできません。

そこで、「インターフェースサーバ」というインターフェース専用のサーバコンピュータを設置して、ネットワーク内の異なるシステム間のデータの橋渡しをしています。

このインターフェースは、ハードウェア同士のインターフェースとも言えますが、各部門の業務ソフトウェア間の通信の橋渡しを担っており、先の例で言うソフトウェア同士のインターフェースという側面が強くあります。

では、機械と人間のインターフェースは何かというと、まさにOSの仕事がそれであり、OSで利用されているGUIがインターフェースになります。(GUIの「I」はインターフェースの「I」になります。詳しくは、OSの役割 を参照してください)

このようにインターフェースは、ハードウェア、ソフトウェア、ユーザーとの橋渡しをするものであり、それぞれ、

ハードウェアインターフェース、ソフトウェアインターフェース、ユーザーインターフェース

の3つに大別することができます。

まず、ハードウェアインターフェースについてです。ハードウェアインターフェースは、先述のとおり、コネクタの形状のことを指しており、インターフェースの代表格になります。

ハードウェアインターフェースは、データの転送ビットによって、

シリアルインターフェースとパラレルインターフェース

に区別することができます。シリアルインターフェースはデータを1ビットずつ順に送るインターフェースで、パラレルインターフェースはデータを一度に8ビット(1バイト)送るインターフェースになります。

シリアルインターフェースは、1ビットずつ順に送るために信号のずれがなく、離れた距離の転送に向いています。一方、パラレルインターフェースは、8ビット同時に送れるため高速ですが、距離が離れるにつれて信号がずれる可能性が増します。

最近では、パラレル接続のインターフェースは減少し、シリアル接続へシフトしつつあります。

ハードウェアインターフェースの種類
名称 説明
USB
(ユーエスビー)
シリアルインターフェース規格で、パソコンの電源を入れたまま抜き差しが可能(ホットプラグと言う)。現在最も普及が進んでいる規格の一つ。USB1.1では最大12Mbps程度だったが、USB2.0では最大480Mbpsの転送速度を実現している。
IEEE1394
(アイトリプルイー)
高速転送が可能なシリアルインターフェース規格。転送速度は100Mbps、200Mbps、400Mbpsが規格化されているが、800Mbps以上のさらなる上位規格もある。ホットプラグに対応。
IEEE1284
(アイトリプルイー)
プリンタなどを接続するパラレルポート用のインターフェース規格。通常、パラレルポートと言えばこのIEEE1284を指す。
IEEE802
(アイトリプルイー)
LANPAN(詳しくは、Bluetoothとは を参照してください)に関する規格。IEEE802.3では、100BESEーT等の標準的なイーサネットのインターフェースを規格。
SCSI
(スカジー)
5MB/s~320MB/sの高速転送が可能なパラレルインターフェース規格。低価格化が困難なためにサポートされなくなってきたが、サーバコンピュータ等で用いられる。シリアルへの移行も進んでいる。
ATA
(アタ)
パソコンと記憶装置(ストレージと言う)を接続するインターフェース規格。当初のATAはハードディスクしか接続できなかったが、CD等の他の記憶装置にも対応したATAPI(アタピー)、Ultra ATAと拡張されている。SCSIよりも安価なためパーソナルコンピュータでは主流だが、信頼性はSCSIの方が高い。シリアルへの移行も進んでいる。
コンセント 家庭用コンセントもれっきとしたハードウェアインターフェース。

※ 上表の「IEEE」とは米国の電子技術の団体「Institute of Electrical and Electronics Engineers」の略称になります。IEEEの規格は上表のみではなく、IEEE802も、IEEE802.3(有線LAN規格)、IEEE802.11(無線LAN規格)、IEEE802.15(PAN規格)等の規格にさらに分類されます。

ハードウェアインタフェースは、上表以外にも多数存在します。コネクタの形状や詳細について詳しくは、参考サイト を参照してみてください。

次に、ソフトウェアインターフェースです。

ソフトウェアインターフェースは、ソフトウェア同士の通信を行う際のメッセージの渡し方などを決めたルールのことです。広い意味ではファイル形式なども含まれるとされますが、基本的にソフトウェアインターフェースと言えば、

API(エー ピー アイ)

と呼ばれる関数の集合体(ひな形)のことを指します。APIは「Application Programming Interface」の略で、アプリケーションソフトをプログラミング(開発)する際のインターフェースになります。

APIは、OSの役割 でも少し解説しましたが、具体的には、OSの機能として、他のアプリケーションソフトが共通して利用できる関数の集合体になります。

つまり、個々のアプリケーションソフトを開発する際に、1から10まですべての機能をプログラミングして作りこむ必要はなく、各アプリケーションソフトの共通的な動作に関しては、APIからひな形のプログラム関数を「呼び出して」共同利用することができる機能になります。

それによって、開発者は負担軽減と無駄を省くことができるというわけです。こうしてAPIを使うことによって、他のソフトウェアと広義の意味で通信し合うということにもなるのです。

最後に、ユーザーインターフェースです。

ユーザーインターフェースは、先述のとおり、GUICUIといった人間がコンピュータ等の機械を操作する上で必要な情報や入力装置、出力装置等を提供する仕組みのことです。

つまり、機械を制御するための操作環境を指しており、パソコンであれば、GUIによってマウスやキーボードを駆使して操作しますし、車であればハンドルやブレーキ、ミラーといった操作環境がユーザーインターフェースになります。

したがって、ユーザーインターフェースの満足度、効率を上げることはその製品にとって、とても重要な要素になります。こうした、ユーザーインターフェースにおける満足度や効率をどの程度考慮しているかを測る尺度として用いられる用語が、

ユーザビリティ

と言う用語です。ユーザビリティが「高い」「低い」という使われ方をしますが、ユーザビリティを高めることが現在の製品の至上命題と言えるでしょう。

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更新履歴

2009年9月28日
ページを公開。
2009年9月28日
ページをXHTML1.0とCSS2.1で、Web標準化。レイアウト変更。
2014年5月23日
内容修正。
2018年2月3日
ページをSSL化によりHTTPSに対応。

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参考文献・ウェブサイト

当ページの作成にあたり、以下の文献およびウェブサイトを参考にさせていただきました。

ケーブル&コネクタ図鑑
http://www.atmarkit.co.jp/fpc/cableconnecter/indexpage/index.html
IEEEWikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/IEEE
【初級】知っておきたいストレージの基礎
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060313/232347/

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