USBとは？転送モードとIEEE 1394・RS-232との違い【基本情報技術者試験】

まず結論

USB（Universal Serial Bus）とは、パソコンと周辺機器を接続するための代表的なシリアルインタフェースです。

基本情報技術者試験では、次の対応で切り分けると判断しやすくなります。

USB
→ シリアルインタフェース

FireWire
→ IEEE 1394

モデム接続
→ RS-232

また、古いUSB規格では、機器に応じて次の転送モードが使われました。

転送モード	最大速度	主な用途例
Low Speed	1.5 Mbps	キーボード、マウス
Full Speed	12 Mbps	プリンタ、スキャナ
High Speed	480 Mbps	外付け記憶装置

一言で覚えるなら、次のとおりです。

USBはシリアル方式。FireWireはIEEE 1394、モデムはRS-232。

直感的な説明

USBは、パソコンの周辺機器をまとめて接続するための共通の入口です。

パソコン
↓
USB
↓
キーボード
マウス
プリンタ
スキャナ
外付け記憶装置

接続する機器によって、必要な通信速度は異なります。

例えば、キーボードが送るのは押されたキーの情報です。

送るデータが少ない
→ 低速でも足りる

一方、外付け記憶装置では、大きなファイルを転送します。

送るデータが多い
→ 高速な転送が必要

このため、USBでは機器の用途に応じた転送速度が用意されてきました。

定義・仕組み

USBはシリアルインタフェース

USBの正式名称は、Universal Serial Busです。

名前にあるとおり、シリアル方式でデータを転送します。

Serial
→ データを順番に送る

したがって、USBをパラレルインタフェースと説明する選択肢は誤りです。

USBの主な特徴

USBには、次のような特徴があります。

多くの周辺機器に使える
ホットプラグに対応する
プラグアンドプレイに対応する
バスパワーで給電できる
USBハブで接続口を増やせる

ホットプラグ

ホットプラグとは、コンピュータの電源を入れたまま機器を接続・取り外しできる性質です。

電源を切らずに着脱
→ ホットプラグ

ただし、USBメモリなどの記憶装置は、書込み中に突然取り外すとデータが破損する可能性があります。

ホットプラグ対応と、安全な取り外し操作が不要という意味は同じではありません。

プラグアンドプレイ

プラグアンドプレイとは、機器を接続したときに、OSが機器を認識して設定を行う仕組みです。

接続後に自動認識・設定
→ プラグアンドプレイ

電源を入れたまま着脱
→ ホットプラグ

この2つは似ていますが、役割が違います。

バスパワー

USBでは、データ通信だけでなく、ケーブルを通じて周辺機器へ電力を供給できます。

USBケーブル
→ データ通信
＋
電力供給

マウス、キーボード、USBメモリなどは、USBポートから給電されることがあります。

USBハブとの関係

USBハブは、1つのUSBポートを複数の接続口へ増やす装置です。

USBポート1個
↓
USBハブ
↓
複数のUSB機器

USBハブの詳細は、USBハブとは？ホットプラグと最大127台の意味で整理しています。

科目Aでどう出る？

科目Aでは、USBの特徴を問う問題や、似たインタフェースとの違いを選ばせる問題が出ます。

USBかどうかを判断する

問題文に次の言葉があれば、USBを疑います。

シリアルインタフェース
周辺機器接続
ホットプラグ
プラグアンドプレイ
バスパワー
USBハブ

他の規格と切り分ける

表現	該当する規格
Universal Serial Bus	USB
FireWire	IEEE 1394
モデム接続	RS-232
旧来のプリンタ接続	パラレルインタフェース

転送モードを見分ける

古いUSB規格では、次の3モードが基本です。

Low Speed
→ 低速でよい機器

Full Speed
→ 中程度の速度が必要な機器

High Speed
→ 大量データを扱う機器

機器の用途と必要なデータ量を対応させます。

機器	主なモード
キーボード	Low Speed
マウス	Low Speed
プリンタ	Full Speed
スキャナ	Full Speed
外付け磁気ディスク	High Speed

出題時点に注意する

USB規格はその後も発展しています。

過去問では、出題当時の転送モードを前提に判断します。

古い問題
→ Low / Full / High

新しい規格
→ SuperSpeed系もある

現在の知識だけで過去問を読み替えず、問題文の前提に従うことが大切です。

どんな場面で使う？

入力装置を接続する

キーボードやマウスなどを接続します。

データ量が少ない
→ 低速でも十分

プリンタやスキャナを接続する

画像データなどを扱うため、キーボードやマウスより高い通信速度が必要です。

外付け記憶装置を接続する

外付けHDDやSSDでは、大きなファイルを扱うため、高速通信が重要です。

小型機器へ給電する

USBケーブルを通じて、機器へ電力を供給できます。

USB扇風機
USBライト
スマートフォン

ただし、供給できる電力は規格やポートによって異なります。

よくある誤解・混同

USBはパラレルインタフェース

誤りです。

USBはシリアルインタフェースです。

USB
→ Serial

FireWireはUSBの別名

誤りです。

FireWire
→ IEEE 1394

USB
→ Universal Serial Bus

どちらも周辺機器を接続するシリアルインタフェースですが、同じ規格ではありません。

モデム接続用の規格がUSB

誤りです。

モデム接続で代表的なのはRS-232です。

モデム
→ RS-232

一般的な周辺機器
→ USB

ホットプラグとプラグアンドプレイは同じ

違います。

電源を入れたまま着脱
→ ホットプラグ

接続後に自動認識・設定
→ プラグアンドプレイ

High Speedなら現在も最速

違います。

High SpeedはUSB 2.0で使われる呼び方です。

その後、SuperSpeedなど、さらに高速な規格が登場しました。

過去問では、出題時点の用語と速度を確認します。

USB Type-CはUSBの転送速度を表す

違います。

USB Type-Cは、主にコネクタ形状を表します。

USB Type-C
→ 端子の形

USB 2.0 / USB 3.xなど
→ 通信規格や速度

端子の形が同じでも、対応する通信速度や機能が異なる場合があります。

バスパワーならどんな機器でも動かせる

違います。

USBポートから供給できる電力には上限があります。

消費電力の大きい機器では、外部電源が必要になる場合があります。

まとめ（試験直前用）

USBはUniversal Serial Busの略
USBはパラレルではなくシリアルインタフェース
FireWireはIEEE 1394
モデム接続で代表的なのはRS-232
Low Speedはキーボード・マウス、Full Speedはプリンタ・スキャナ、High Speedは外付け記憶装置
ホットプラグは電源を入れたまま着脱、プラグアンドプレイは自動認識・設定
過去問では、出題当時のUSB規格を前提に判断する

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