1-6 ハードウェア
ハードウェア
ハードウェアは、PC、サーバ、スマートフォン、入力装置、出力装置など、実際に触れられる物理的な機器です。ITパスポートでは装置名だけでなく、業務目的に合う機器を選び、利便性と情報セキュリティの両方を考える問題が出題されます。
この節の目標は、コンピュータと入出力装置の特徴を比較し、店舗、倉庫、工場、オフィスなどの場面で適切な装置を選べるようになることです。
1. コンピュータの種類を目的で選ぶ
| 種類 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| PC | 個人が操作し、汎用的な業務に使う | 文書作成、表計算、Web会議 |
| サーバ | 複数の利用者や端末へ機能・データを提供する | Web、ファイル共有、データベース |
| 汎用コンピュータ | 大量かつ重要な処理を安定して行う | 金融機関や大規模基幹業務 |
| スマートフォン・タブレット | 携帯性と通信機能に優れる | 外出先での入力、確認、撮影 |
| ウェアラブル端末 | 身に着けて継続的に情報を取得できる | 健康管理、位置・作業状況の把握 |
| 組込み機器 | 特定の目的に合わせて機器へ組み込まれる | 自動車、家電、産業装置 |
「性能が最も高い機器」が常に正解ではありません。処理量、携帯性、設置場所、連続稼働、費用、保守のしやすさを比較します。
2. 入力装置は取得したい情報から決める
| 入力装置 | 取得する情報 | 活用例 |
|---|---|---|
| キーボード | 文字・数値 | 伝票や文書の入力 |
| マウス・タッチパネル | 位置・選択操作 | 画面操作、セルフレジ |
| イメージスキャナ | 紙の画像 | 契約書や図面の電子化 |
| OCR | 画像内の文字 | 紙帳票を文字データへ変換 |
| バーコードリーダ | 商品・管理コード | POS、在庫管理、配送確認 |
| ICカード・RFIDリーダ | カードやタグの識別情報 | 入退室、勤怠、在庫追跡 |
| Webカメラ | 画像・映像 | Web会議、遠隔確認 |
| マイク | 音声 | 音声入力、会議記録 |
スキャナは紙面を画像として取り込み、OCRはその画像から文字を認識します。スキャナだけで必ず編集可能な文字データになるわけではありません。
3. 出力装置は利用者と目的で決める
| 出力装置 | 特徴 | 選択時の観点 |
|---|---|---|
| 液晶・有機ELディスプレイ | 文字、画像、映像を表示する | 画面サイズ、解像度、消費電力 |
| プロジェクタ | 多人数へ大きく投影する | 明るさ、投影距離、設置環境 |
| プリンタ | 紙へ出力する | 印刷量、速度、画質、消耗品費 |
| 3Dプリンタ | 立体物を造形する | 試作品、部品、教育用モデル |
| ヘッドマウントディスプレイ | 視野内に映像を表示する | VR訓練、遠隔支援、没入型表示 |
| スピーカ | 音声を出力する | 案内、警告、会議音声 |
プリンタは本体価格だけで判断せず、インクやトナー、保守、電力を含む運用コストも考えます。
4. IoTはセンサとアクチュエータで考える
センサは現実世界の状態を測定し、アクチュエータはシステムからの指示を物理的な動作へ変えます。
| 種類 | 役割 | 例 |
|---|---|---|
| 温度・湿度センサ | 環境の状態を測る | 倉庫や温室の監視 |
| 加速度・ジャイロセンサ | 動き、傾き、回転を測る | 転倒検知、姿勢制御 |
| 光学・赤外線センサ | 光、物体、人の有無を検知する | 自動照明、通過検知 |
| GPS | 位置情報を取得する | 配送車両や携帯端末の位置確認 |
| カメラ | 画像や映像を取得する | 検品、防犯、混雑分析 |
| モーター・シリンダ | 指示に従って物を動かす | バルブ開閉、搬送、ロボット制御 |
完全ケース：食品倉庫の温度管理
冷蔵倉庫では、温度が基準を超えたときに商品品質が低下するおそれがあります。そこで温度センサを各区画に設置し、一定間隔で測定値をサーバへ送ります。
- 温度センサが値を取得する。
- 通信装置が測定値をネットワーク経由で送信する。
- サーバが基準値と比較し、異常を判定する。
- 異常時は担当者の端末へ通知する。
- 必要ならアクチュエータを使って冷却設備を制御する。
このケースでGPSを使っても温度は測れません。取得したい情報とセンサの種類を対応させる必要があります。また、自動制御を行うなら、誤検知時の停止方法や人による確認手順も必要です。
5. 記録媒体を容量・速度・可搬性で比較する
| 媒体 | 特徴 | 主な注意点 |
|---|---|---|
| SSD | 高速で衝撃に比較的強い | 書込み回数には限界がある |
| HDD | 大容量で単価が比較的低い | 衝撃や機械的故障に注意する |
| 光ディスク | 配布や長期保存に使われる | 容量、対応機器、劣化を確認する |
| USBメモリ・SDカード | 小型で持ち運びやすい | 紛失、持出し、マルウェア感染 |
| 磁気テープ | 大容量バックアップに向く | 順次アクセスで、即時参照には不向き |
バックアップ媒体を用意しただけでは、復旧できる保証はありません。保管場所を本番機器と分け、暗号化、世代管理、復元試験を行います。
6. 完全ケース：倉庫の入出荷を効率化する
紙の入出荷票を手入力している倉庫で、入力ミスと処理遅延を減らしたいとします。
- 商品識別にはバーコードリーダまたはRFIDリーダを使う。
- 作業者が移動しながら確認するため、携帯可能なタブレットを使う。
- 商品ラベルを出力するため、業務量に合ったプリンタを使う。
- データは端末だけに保存せず、サーバや業務システムへ送信する。
- 端末の紛失に備え、画面ロック、認証、遠隔消去などを設定する。
単にタブレットを導入するだけでは業務改善になりません。入力方法、ネットワーク、データ保存、障害時の代替手順まで一連の流れとして設計します。
7. よくある誤りと理由
- スキャナとOCRを同じものと考える：スキャナは画像を取得し、OCRは画像から文字を認識します。
- センサが機器を動かすと考える：測定はセンサ、物理的な動作はアクチュエータです。
- USBメモリを安全なバックアップと考える：紛失、故障、感染に備えた管理が必要です。
- 本体価格だけで機器を選ぶ：消耗品、保守、電力、交換を含む運用費用も比較します。
- 高性能な機器ほど最適と考える：目的、設置環境、携帯性、稼働時間に合うことが重要です。
8. セルフチェック
- 取得したい情報は文字、画像、識別コード、位置、温度のどれか。
- 入力、処理、保存、出力、物理動作の役割を区別したか。
- 機器の速度だけでなく、携帯性、費用、故障、情報漏えいを考えたか。
- IoTではセンサ、通信、サーバ、通知・制御の流れを確認したか。
理解を確認したら、第1章の練習問題と第1章の知識カードで装置を選んでください。CPUやメモリとの関係は、コンピュータ構成要素で確認できます。
公式範囲との対応
本節は、IPA「ITパスポート試験シラバス Ver.6.5」のハードウェア分野に対応し、PC、サーバ、携帯端末、代表的な入力装置・出力装置とその特徴を扱います。IoTデバイスや入出力インタフェースとの関係も併せて整理しています。