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インタフェース(英: interface)は、ものごとの境界となる部分と、その境界でのプロトコルを指す。コンピュータなどでは、コンピュータシステム内、あるいはシステム間のインタフェースや、人間と機械の間のインタフェース(ヒューマンマシンインタフェース)などがある。他分野の専門用語の借用になるが、界面という訳語がある。コンピュータなどの情報機器ハードウェア間の通信を行う際の入出力ポートのコネクタ形状や、信号の送受信の方法(プロトコル)などを決めたもの。主にパラレル接続のものとシリアル接続のものに分けられるが、シリアル接続でもパラレルの制御用信号線や電源供給線が混ぜてあるものがほとんどである。またPCにおいてはパラレル接続での高速化が頭打ちなことから、各インタフェースのシリアル接続方式への移行が進んでいる。



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入出力ポート(にゅうしゅつりょくポート、英語: Input/Output Port)は、コンピュータ等の情報機器において、装置の外部に接続する機器との情報の入出力に使用するインタフェースの端子(ポート)である。コンピュータシステムにおけるディジタルインタフェースで、1本の端子に0か1(具体的には0Vか5Vなどの電圧)を選択して出力することができる回路、および1本の端子の電圧に応じて0か1を判別しその状態を読み取ることができる回路のことをI/Oポートと呼ぶ。 入力専用や出力専用の回路もあるが、多くの場合入力と出力の両方が行える回路構成になっており、レジスタの設定により入力か出力を切り替えて使うことができる。 CPUの周辺装置として存在し、その先にLEDやスイッチを接続して、LED表示やリレーのON/OFF、ボタンの入力などに用いられる。8本単位で構成される場面が多く、パラレルI/Oとも呼ばれる。



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レジスタ(register)はコンピュータのプロセッサなどが内蔵する記憶回路で、制御装置や演算装置や実行ユニットに直結した、操作に要する速度が最速の、比較的少量のものを指す。一般に、論理回路において、フリップフロップなどにより状態を保持する装置をレジスタと呼ぶ。コンピュータにおいては、プロセッサが内蔵しているそれを指す。プロセッサには、プログラムが読み書きできるレジスタ以外に、プロセッサ自身が動作するためのレジスタがあり、内部レジスタなどと呼ばれる。論理回路において使われるレジスタという用語としては、たとえばレジスタ転送レベルなどがある。プロセッサ内部のレジスタは、計算結果を一時的に保持したり、RAMやROMなどのメインメモリを読み書きする際のアドレスを保持したり、プロセッサや周辺機器の動作状態を保持・変更したりする。プロセッサの動作とは、極端にいえば、プログラムコードに従ってメインメモリとレジスタの間でデータを移送することだと表現できる。プロセッサ内部にはたいてい数個から数十個のレジスタがあり、内部バスや演算回路などと密接に結びついているため、高速に動作する。



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電気回路(でんきかいろ、英: electric(al) circuit)は、抵抗器(抵抗)、インダクタ、コンデンサ、スイッチなどの電気的素子が電気伝導体でつながった電流のループ(回路)である。電気回路は、電流の流れのための閉ループを持っていて、2つ以上の電気的素子が接続されている。回路の語義的にはループになっているものだけであり、また電流は基本的にはその性質として、ループになっていなければ流れないものであるが、アンテナやアースのように開放端になっている部分も通例として含めている。対象が電子工学的(弱電)であるものは電子回路と言う。



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抵抗器(ていこうき、英: resistor)とは、一定の電気抵抗値を得る目的で使用される電子部品であり受動素子である。通常は抵抗と呼ばれることが多い。電気回路用部品として、電流の制限や、電圧の分圧、時定数回路などの用途に用いられる。抵抗器はオームの法則によく従う性質を持つ電気抵抗素子をパッケージへと内蔵した電子部品である。電気抵抗素子は簡潔に抵抗体と呼ばれることもある。



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オームの法則(オームのほうそく、英語: Ohm's law)とは、導電現象において、電気回路の部分に流れる電流とその両端の電位差の関係を主張する法則である。クーロンの法則とともに電気工学で最も重要な関係式の一つである。1781年にヘンリー・キャヴェンディッシュが発見したが、その業績は1879年にマクスウェルがヘンリー・キャヴェンディシュ電気学論文集として出版するまで未公表であった。 ヘンリーの最初の発見後、1826年にドイツの物理学者であるゲオルク・オームによって再発見・公表されたため、その名を冠してオームの法則と呼ばれる。



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電流(でんりゅう、英: electric current)は、電子に代表される荷電粒子の移動に伴う電荷の移動(電気伝導)のこと、およびその物理量として、ある面を単位時間に通過する電荷の量のことである。電線などの金属導体内を流れる電流のように、多くの場合で電流を構成している荷電粒子は電子であるが、電子の流れは電流と逆向きであり、直感に反するものとなっている。電流の向きは正の電荷が流れる向きとして定義されており、負の電荷を帯びる電子の流れる向きは電流の向きと逆になる。これは電子の詳細が知られるようになったのが19世紀の末から20世紀初頭にかけての出来事であり、導電現象の研究は18世紀の末から進んでいたためで、電流の向きの定義を逆転させることに伴う混乱を避けるために現在でも直感に反する定義が使われ続けている。



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荷電粒子(かでんりゅうし)とは、電荷を帯びた粒子のこと。通常は、イオン化した原子や、電荷を持った素粒子のことである。核崩壊によって生じるアルファ線(ヘリウムの原子核)やベータ線(電子)は、荷電粒子から成る放射線である。質量の小さな粒子が電荷を帯びると、電場によって正と負の電荷が引き合ったり、反対に正と正、負と負が反発しあったりするクーロン力を受けたり、また磁場中でこういった粒子が運動することで進行方向とは直角方向に生じる力を受けたりする。これら2つの力をまとめてローレンツ力というが、磁場によって生じる力のほうが大きい場合には電界による力を無視して、磁場の力だけをローレンツ力と言うことがある。



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イオン化(イオンか、英語: ionization)とは、電荷的に中性な分子を、正または負の電荷を持ったイオンとする操作または現象で、電離(でんり)とも呼ばれる。主に物理学の分野では荷電ともいい、分子(原子あるいは原子団)が、エネルギー(電磁波や熱)を受けて電子を放出したり、逆に外から得ることを指す。また、化学の分野では解離ともいい、電解質(塩)が溶液中や融解時に、陽イオンと陰イオンに分かれることを指す。イオン化過程の一例をあげると、ある中性原子が電子(1個あるいは数個の価電子)を放出して、別の中性原子がこれを受け取る、電子の移動が起きる。電子を受け取った原子は負電荷に帯電して陰イオンとなり、電子を放出した方は正電荷に帯電して陽イオンとなる。このとき、ふたつのイオンが得た電荷量は、移動した電子の持つ電荷量(電気素量の整数倍)に等しく、符号は逆となり、和はゼロになる。原子が電子を放出するには、原子核がクーロン力によって電子を電子軌道に束縛している力に匹敵するエネルギーが必要で、これをイオン化エネルギーと呼ぶ。 電子は光子を吸収したり、原子同士の衝突によりエネルギーを受け取って励起され、イオン化エネルギーを超えると軌道を離れて別の原子の軌道へ移動する。移動先の原子の電子軌道に入った電子は、励起エネルギー分のエネルギーを放出して安定化する。



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