【ITパスポート練習問題 6.3対応】(1) 入出力インタフェース

【解説】

正解: 2 信号が連続的に変化する

この問題は、アナログ信号とデジタル信号の基本的な性質の違い、特に「情報の表現方法」を理解しているかを確認するものです。

正解の「信号が連続的に変化する」は、アナログ信号の定義そのものです。アナログ信号は、時間とともに途切れることなく滑らかに変化する波のようなデータで、音声（空気の振動）や温度の変化、電圧の変動などの自然界の物理量をそのまま表現するのに適しています。

選択肢1の「信号が離散的な値で表現される」は、デジタル信号の特徴です。デジタルは情報を「0」と「1」のような飛び飛びの値（離散値）で扱います。選択肢3の「ノイズに強く精度が高い」もデジタル信号のメリットです。アナログ信号は外部からのノイズが混入すると除去が難しく、コピーを繰り返すと劣化しやすいという弱点があります。

【解説】

正解: 1 音声信号

この問題は、身の回りにある情報のうち、何が本来「アナログ（連続量）」であるかを理解しているかを確認するものです。

正解は1の「音声信号」です。人間が発する声や楽器の音は空気の振動であり、これは時間とともに連続的に変化する波です。マイクロフォンで拾った直後の電気信号も、この振動をそのまま模倣しているためアナログ信号となります。

選択肢2の「デジタル画像」や選択肢3の「バイナリーデータ（0と1のデータ）」は、コンピュータで処理するために数値化されたデータであり、デジタル信号に分類されます。これらは本来のアナログ情報を加工・変換した後の形式です。

【解説】

正解: 3 アナログ-デジタル変換

この問題は、アナログデータをコンピュータで扱うために必要な変換技術の名称を正しく理解しているかを問うものです。

正解は3の「アナログ-デジタル変換」です。一般的にA/D変換（Analog-to-Digital Converter）と呼ばれ、連続的なアナログ信号を、コンピュータが処理できる「0と1」のデジタルデータに変換する処理全体を指します。

選択肢1の「量子化」と選択肢2の「標本化」は、A/D変換を行う手順の一部です。まず時間軸で値を切り出す「標本化」を行い、次にその値を数値に置き換える「量子化」を行うという流れになります。これらはあくまで工程の一つであり、変換プロセス全体を指す言葉としては不十分です。

【解説】

正解: 3 信号が離散的な値で表現される

この問題は、デジタル信号の定義と、アナログ信号と比較した際の特性を理解しているかを確認するものです。

正解は3の「信号が離散的な値で表現される」です。デジタル信号は、情報を連続した波ではなく、「0」や「1」といった区切られた（離散的な）数値の並びとして扱います。これにより、信号の判定が明確になり、計算機での処理に適した形式となります。

選択肢1の「ノイズに弱い」は誤りです。デジタル信号は多少のノイズが乗っても、閾値を基準に0か1かを判定し直せるため、ノイズに強いという特徴があります。選択肢2の「連続的に変化する」はアナログ信号の特徴であり、デジタルの特徴ではありません。

【解説】

正解: 2 コンピュータのデータ処理

この問題は、コンピュータの内部処理がどのような信号形式に基づいているかという基本原理を問うものです。

正解は2の「コンピュータのデータ処理」です。現在のコンピュータは、トランジスタのオン・オフを「1」と「0」に対応させて計算を行っています。この2進数を用いた処理はデジタル信号そのものです。

選択肢1の「アナログ時計」は、針の角度という連続的な量で時間を表現するためアナログ方式です。選択肢3の「アナログレコード」も、音の波形をそのまま溝の形状として刻み込んでいるため、デジタル信号ではありません。

【解説】

正解: 3 離散的な値で表現される

この問題は、デジタルデータの本質的な性質である「離散性」を理解しているかを確認するものです。

正解は3の「離散的な値で表現される」です。デジタル化とは、連続した情報を一定の間隔で区切り、段階的な数値に置き換えることを指します。この飛び飛びの値のことを離散値と呼びます。

選択肢1の「連続的に変化する」はアナログデータの特徴です。選択肢2の「無限の精度で表現される」は誤りです。デジタルデータはビット数（情報の桁数）に限りがあるため、表現できる精度には限界があり、必ず誤差（丸め誤差など）が含まれます。

【解説】

正解: 2 高速なデータ転送が可能

この問題は、現在広く普及しているUSB Type-C規格の物理的特徴と性能上のメリットを理解しているかを問うものです。

正解は2の「高速なデータ転送が可能」です。USB Type-Cは従来の規格よりも高速な通信に対応しており、さらに大容量の電力供給（USB PD）も可能です。また、コネクタの形状が上下左右対称（リバーシブル）で、向きを気にせず差し込める利便性もあります。

選択肢1の「片面のみで差し込める」は、従来のUSB Type-Aなどの特徴であり、両面差しできるType-Cの説明としては誤りです。選択肢3の「主にプリンターで使用される」は、正方形に近い形状をしたUSB Type-Bの特徴です。

【解説】

正解: 1 プリンターやスキャナーの接続

この問題は、USBコネクタの形状ごとの主な用途、特にType-Bがどのような機器に使われているかを理解しているかを確認するものです。

正解は1の「プリンターやスキャナーの接続」です。USB Type-B（Standard-B）は、正方形に近い台形のコネクタで、主に据え置き型の周辺機器側（プリンター、スキャナー、外付けハードディスクなど）の接続端子として利用されています。

選択肢2の「スマートフォンの充電」には、かつてはMicro-B、現在はType-Cが使われます。選択肢3の「コンピュータの外部ストレージ接続」も同様で、Type-Bが使われることもありますが、近年は小型の端子が主流となりつつあります。

【解説】

正解: 1 片面差しが可能な長方形の端子

この問題は、最も一般的に見られるUSB Type-A端子の形状と特性を認識しているかを確認するものです。

正解は1の「片面差しが可能な長方形の端子」です。パソコン本体やUSB充電器などに搭載されている平たい長方形のコネクタがType-Aです。内部にプラスチックの板があり、上下の向きが決まっているため、片面でしか差し込めません。

選択肢2の「双方向で接続可能な楕円形の端子」はUSB Type-Cの説明です。選択肢3の「高電圧機器の接続」はUSBの主な用途ではなく、特定の電源規格などと混同した内容といえます。

【解説】

正解: 2 映像および音声データのデジタル転送

この問題は、HDMIというインターフェースがどのようなデータを扱うための規格かを理解しているかを確認するものです。

正解は2の「映像および音声データのデジタル転送」です。HDMIは、テレビ、レコーダー、ゲーム機、パソコンなどの間で、映像信号と音声信号をデジタルデータのまま劣化させずに送受信するための規格です。

選択肢1の「高速インターネット接続」はLANケーブルの役割です（HDMIイーサネットチャンネルという機能もありますが、主な用途ではありません）。選択肢3の「USB機器の接続」はUSBケーブルの役割であり、HDMIとは異なります。

【解説】

正解: 1 映像と音声を一本のケーブルで同時に伝送できる

この問題は、従来のアナログ接続と比較した際の、HDMI接続の利便性やメリットを理解しているかを問うものです。

正解は1の「映像と音声を一本のケーブルで同時に伝送できる」です。かつては映像用のケーブル（黄色など）と音声用のケーブル（赤・白）を別々に接続する必要がありましたが、HDMIはこれらを1本のケーブルにまとめることができるため、配線が非常にシンプルになります。

選択肢2の「無線での接続」は基本機能ではありません。選択肢3の「長距離でも信号が劣化しない」は誤りです。デジタル信号であっても、ケーブルが長すぎると電気信号が減衰し、映像が映らなくなることがあります。

【解説】

正解: 3 DisplayPortはより高解像度や高リフレッシュレートに対応している

この問題は、映像出力インターフェースであるDisplayPortとHDMIのそれぞれの強みや用途の違いを理解しているかを確認するものです。

DisplayPortは、主にコンピュータ用ディスプレイのために開発された規格です。そのため、テレビ向けに発展したHDMIと比較して、非常に高い解像度や、滑らかな動きを実現する「高リフレッシュレート」への対応が早い段階から進んでおり、プロフェッショナル用途やゲーミング用途に適しています。

選択肢1は誤りで、DisplayPortも映像と同時に音声を伝送できます。選択肢2の互換性については、変換アダプタ等で対応可能な場合が多く、主な違いとは言えません。

【解説】

正解: 2 高解像度と高リフレッシュレートに対応している

この問題は、DisplayPortがどのような性能特性を持つインターフェースかを問うものです。

正解は2の「高解像度と高リフレッシュレートに対応している」です。DisplayPortは、大容量の映像データを高速に転送する仕組みを持っており、4Kや8Kといった高精細な映像や、1秒間に画面を書き換える回数（リフレッシュレート）が多い滑らかな映像の表示に強みを持っています。

選択肢1の「アナログで伝送」は誤りで、DisplayPortは完全なデジタル通信規格です。選択肢3の「主にテレビの接続」はHDMIの特徴であり、DisplayPortは主にPCモニターで採用されています。

【解説】

正解: 2 複数のディスプレイを1本のケーブルで接続できる

この問題は、DisplayPort特有の便利な機能である「デイジーチェーン接続」について理解しているかを確認するものです。

正解は2の「複数のディスプレイを1本のケーブルで接続できる」です。DisplayPortには、PCとモニターをつなぎ、さらにそのモニターから別のモニターへと数珠つなぎにする機能（マルチストリームトランスポート）があります。これにより、PC側のポートが1つでも、複数の画面を使用することが容易になります。

選択肢1は誤りで、デジタル信号を使用します。選択肢3も誤りで、映像用の規格として非常に高速なデータ転送速度を持っています。

【解説】

正解: 3 パソコンのディスプレイ

この問題は、DisplayPortが実際にどのような機器で標準的に使われているか、その利用シーンを理解しているかを問うものです。

正解は3の「パソコンのディスプレイ」です。DisplayPortはコンピュータ産業の標準化団体によって策定された規格であり、デスクトップPCのグラフィックボードや、PC向けモニターに搭載されているのが一般的です。

選択肢1のプリンターや選択肢2のゲームコンソール（家庭用ゲーム機）では、USBやHDMIが採用されることがほとんどであり、DisplayPortが使われることは稀です。

【解説】

正解: 2 赤・緑・青の各色信号を分離して伝送する

この問題は、古い映像規格であるアナログRGB（VGA）の信号伝送の仕組みを理解しているかを確認するものです。

正解は2の「赤・緑・青の各色信号を分離して伝送する」です。アナログRGBは、光の三原色であるRed（赤）、Green（緑）、Blue（青）の映像情報を、それぞれ独立したアナログ信号としてケーブル内で分けて送る方式です。これに同期信号を組み合わせて映像を表示します。

選択肢1は誤りです。アナログ信号はケーブルの品質や長さの影響を受けやすく、画質の劣化（ボケや変色）が起きやすい特徴があります。選択肢3も誤りで、名前の通りアナログ方式であり、デジタル信号ではありません。

【解説】

正解: 1 D-sub 15ピン

この問題は、アナログRGB信号を利用する際によく使われるコネクタの名称と形状を一致させられるかを問うものです。

正解は1の「D-sub 15ピン」です。これは「VGA端子」とも呼ばれ、台形の枠の中に15本のピンが3列に並んでいる形状をしています。パソコンやプロジェクターのアナログ接続端子として長年標準的に使われてきました。

選択肢2のUSB Type-Cや選択肢3のHDMIは、デジタル信号を伝送するための比較的新しいコネクタであり、アナログRGBとは規格が異なります。

【解説】

正解: 2 古いコンピュータモニター

この問題は、アナログRGB端子が現在どのような機器に見られるか、技術の世代交代を理解しているかを確認するものです。

正解は2の「古いコンピュータモニター」です。液晶モニターの普及初期や、それ以前のブラウン管（CRT）モニターの時代には、アナログRGB接続が主流でした。そのため、古い機種やプロジェクターにはこの端子がついています。

選択肢1の最新の4Kテレビや選択肢3のゲームコンソールは、高画質化のためにHDMIなどのデジタル接続が前提となっており、画質劣化のあるアナログRGB端子は搭載されていないことがほとんどです。

【解説】

正解: 3 デジタルとアナログ両方の信号をサポートする

この問題は、DVI規格の種類（DVI-D, DVI-A, DVI-I）ごとの違いを理解しているかを確認するものです。

正解は3の「デジタルとアナログ両方の信号をサポートする」です。DVI-Iの「I」はIntegrated（統合）を意味しており、デジタル信号用のピンとアナログ信号用のピンの両方を備えています。そのため、変換アダプタを使えば、古いアナログモニターにも接続できるという柔軟性があります。

選択肢1のアナログのみは「DVI-A」、選択肢2のデジタルのみは「DVI-D」の特徴です。

【解説】

正解: 2 HDMIやDisplayPortの普及

この問題は、PC周辺機器のインターフェースがどのように変化してきたか、その背景事情を理解しているかを問うものです。

正解は2の「HDMIやDisplayPortの普及」です。DVIは端子サイズが大きく、また標準では音声信号を送れないなどの制約がありました。より小型で、映像と音声を同時に送れ、さらに高解像度に対応できるHDMIやDisplayPortが登場したことで、DVIの採用は減少しました。

選択肢1の解像度については、DVIも一定の高解像度に対応可能ですが、4Kなどの超高解像度には不向きです。選択肢3の音声非対応も理由の一つですが、最大の要因は新規格への置き換わりが進んだことです。

【解説】

正解: 1 デジタル信号のみをサポートする

この問題は、DVI端子のバリエーションの一つであるDVI-Dの仕様を正しく理解しているかを確認するものです。

正解は1の「デジタル信号のみをサポートする」です。DVI-Dの「D」はDigitalを意味します。この端子にはアナログ信号用の配線が含まれていないため、アナログ入力しかない古いモニターに変換アダプタを使って接続することはできません。

選択肢2のアナログのみはDVI-A、選択肢3の両方サポートはDVI-Iの説明です。

【解説】

正解: 2 短距離の無線通信に特化している

この問題は、Bluetoothという無線通信規格の基本的な特性と適用範囲を理解しているかを問うものです。

正解は2の「短距離の無線通信に特化している」です。Bluetoothは、数メートルから数十メートル程度の狭い範囲で、デジタル機器同士を接続するために設計されました。Wi-Fiのように広い範囲をカバーするのではなく、手元の機器をつなぐ「近距離無線パン（PAN）」としての役割を担います。

選択肢1の長距離通信はWi-Fiや携帯電話網の役割です。選択肢3の「高い消費電力」は誤りで、Bluetooth（特にBLE）は乾電池や小型バッテリーでも長時間動く「省電力性」が大きな特徴です。

【解説】

正解: 1 ワイヤレスヘッドフォン

この問題は、Bluetooth技術が実際にどのような製品に応用されているか、具体的な利用シーンをイメージできるかを確認するものです。

正解は1の「ワイヤレスヘッドフォン」です。スマートフォンやPCとヘッドフォンを無線でつなぎ、音楽を聴く用途はBluetoothの最も代表的な活用例です。ケーブルの煩わしさを解消できるメリットがあります。

選択肢2の外部モニターへの映像出力には、Bluetoothの通信速度は遅すぎるため使われません。選択肢3の有線キーボードは物理ケーブルでつながるため、無線技術であるBluetoothは関係ありません。

【解説】

正解: 3 低消費電力で安定した通信が可能

この問題は、他の無線技術と比較した際のBluetoothの技術的な利点（メリット）を理解しているかを問うものです。

正解は3の「低消費電力で安定した通信が可能」です。Bluetoothは、大量のデータを送ることよりも、マウスやキーボード、イヤホンのように「長時間バッテリーを持たせながら接続し続ける」ことに適した設計になっています。また、周波数ホッピングという技術を使い、電波干渉に強い安定した通信を行います。

選択肢1や2にある「大量のデータ」「長距離」は、Wi-Fiが得意とする分野であり、Bluetoothの強みではありません。

【解説】

正解: 2 赤外線を利用した無線通信規格

この問題は、IrDAという通信規格がどのような物理媒体を利用しているかを理解しているかを確認するものです。

正解は2の「赤外線を利用した無線通信規格」です。IrDAは、テレビのリモコンと同じ「赤外線（光の一種）」を使ってデータを送受信します。

選択肢1は誤りで、到達距離は通常1メートル程度と非常に短いです。選択肢3も誤りで、光は壁や物を通り抜けないため、通信する機器同士の間に障害物があると通信できません。

【解説】

正解: 2 直線でしか通信できない

この問題は、赤外線通信（IrDA）の物理的な制約、つまり「指向性」について理解しているかを問うものです。

正解は2の「直線でしか通信できない」です。赤外線は光の性質を持つため、送信側と受信側のポート（窓）を向かい合わせる必要があります。ポケットに入れたままや、間に遮るものがある状態では通信できない点が大きなデメリットです。

選択肢1の通信速度は、規格によっては数Mbps以上の速度が出るため「極めて遅い」とは一概に言えません。選択肢3も誤りで、比較的低消費電力で動作します。

【解説】

正解: 1 BluetoothやWi-Fiの普及

この問題は、技術のトレンドが変化した要因、特に使い勝手の違いを理解しているかを確認するものです。

正解は1の「BluetoothやWi-Fiの普及」です。IrDAは「端子同士を向き合わせる」必要がありましたが、BluetoothやWi-Fiは電波を使うため、障害物があっても、カバンの中に機器が入っていても通信が可能です。この圧倒的な利便性の差により、IrDAはデータ通信の主役の座を譲ることになりました。

選択肢2の電波干渉や選択肢3の速度の問題は、IrDA衰退の直接的かつ主要な理由ではありません。

【解説】

正解: 2 数メートル離れた位置からも情報が読み取れる

この問題は、RFID（ICタグ）の特徴、特に通信可能な距離や非接触であることのメリットを理解しているかを問うものです。

正解は2の「数メートル離れた位置からも情報が読み取れる」です。RFIDは電波を利用してタグの情報を読み書きする技術です。使用する周波数帯（UHF帯など）によっては、数メートル離れた場所からでも通信が可能であり、ゲートを通過するだけで検知するといった使い方ができます。

選択肢1は接触型ICカードの特徴です。選択肢3は赤外線通信の説明であり、RFIDは電波（無線）を使用します。

【解説】

正解: 3 タグが見えなくても情報が読み取れる

この問題は、従来のバーコードシステムと比較した際の、RFID技術の決定的な優位性を理解しているかを確認するものです。

正解は3の「タグが見えなくても情報が読み取れる」です。バーコードはレーザーなどの光を当てるため、タグが表面に見えている必要があります。一方、RFIDは電波を使うため、箱の中に商品が入ったままでも、あるいは汚れが付着していても読み取りが可能です。

選択肢1は誤りで、RFIDは高速に読み取れます。選択肢2も誤りで、RFIDは複数のタグを一度にまとめて読み取る（一括読み取り）ことが可能です。

【解説】

正解: 2 ワイヤレス充電

この問題は、RFID技術の適用範囲と、他の無線技術との区別ができているかを問うものです。

正解は2の「ワイヤレス充電」です。RFIDはあくまで「情報の識別や認証」に使われる通信技術です。スマートフォンなどを置くだけで充電する技術（Qiなど）は電磁誘導などを用いますが、RFIDとは目的も規格も異なります。

選択肢1の「物流や在庫管理」や選択肢3の「交通機関の乗車券システム（Suicaなども広義のRFID技術に含まれます）」は、RFIDが最も活躍している分野です。

【解説】

正解: 2 数センチメートル以内の近距離で通信を行う

この問題は、NFC（Near Field Communication）という技術名称が示す通り、「近距離」での通信特性を理解しているかを確認するものです。

正解は2の「数センチメートル以内の近距離で通信を行う」です。NFCは「かざす」動作を前提としており、通信距離は通常10cm程度以下です。意図しない遠くの機器と勝手に通信してしまうことを防げるため、セキュリティが重要な用途に適しています。

選択肢1のような数十メートルの通信はBluetoothやWi-Fiの役割です。選択肢3の電力消費については、NFCタグ側は電力を必要としない（リーダーから受電する）パッシブ型もあり、スマホ側も待機電力は低く抑えられています。

【解説】

正解: 2 スマートフォンによる非接触型決済

この問題は、NFC技術が私たちの生活の中で具体的にどのように使われているかを理解しているかを問うものです。

正解は2の「スマートフォンによる非接触型決済」です。おサイフケータイやApple Pay、交通系ICカードなどは、NFCの技術を利用しています。リーダーに「かざす」だけで、認証とデータのやり取りが一瞬で完了するのが特徴です。

選択肢1の長距離通信はできません。選択肢3の大容量ファイル転送については、NFCの通信速度は遅いため不向きです（ただし、Wi-Fi接続のきっかけ作りとしてNFCを使うことはあります）。

【解説】

正解: 3 長距離のデータ通信

この問題は、NFCの技術的な限界や「できないこと」を正しく認識しているかを確認するものです。

正解は3の「長距離のデータ通信」です。NFCは「近距離無線通信」という名の通り、機器同士を数センチまで近づけないと通信できません。そのため、部屋の端から端へデータを送るといった長距離の通信には使用されません。

選択肢1の電子マネー決済や選択肢2の入退室管理は、NFCの「かざして認証する」という特性を活かした最適な利用シーンです。