コンピュータ・ハードウェアとは
コンピュータはCPU、メモリ、ハードディスク、フラッシュメモリ、マザーボード、チップセットなどから成る機械です。ネットワークに繋げるハードウェアとはハブやルーター、LANケーブルなどコンピュータをネットワークに繋ぐための機器です。このページではコンピュータとハードウェアについて解説します。
CPUとは
CPUは中央処理装置とも呼ばれ、データーの読み書きや入出力処理を行っています。CPUはギガヘルツ(GHz）という単位の周波数で性能が表示されます。一般的に、値が大きいほど高速な処理が行えます。
メモリとは
メモリはCPUが演算した内容を一時的に記録する領域です。読み出しだけで書き込みができないROMと、読み書きどちらも可能なRAMの2種類があります。
ROMは電源を切っても消えませんが、RAMは電源を切ると消えてしまいます。フラッシュメモリー（SDカード、USBメモリー）などはROMに含まれます。
ハードディスクとは
ハードディスクはメモリと同様の記憶装置ですが、電源を切っても記録内容は消えません。
マザーボードとは
マザーボードは基板で、この上にCPUやメモリなどが搭載されています。マザーボードは各部品同士のデータを転送する回路を持った装置です。
ASICとFPGAとは
ルーターや携帯電話などを製造する際にはICと呼ばれる半導体回路を組み合わせます。しかし、ICの数が多くなると、接続の多さにより処理能力の低下などの問題が生じます。そのため、ICを多く接続しなくても良いように、特定の用途のために作られたICをASICと呼びます。カメラにはカメラ用のASIC、携帯電話には携帯電話用のASICを搭載しています。
ASICは一度出荷されると機能を変更することはできませんが、変更可能な機能を搭載した半導体回路をFPGAと呼びます。FPGAには書き換え可能な領域であるRAMが含まれています。
いずれにしてもASICやFPGAは通信データ処理を行っており、この方法を「ハードウェア処理」と呼んでいます。
NIC(Network Interface Card）とは
ノード（パソコンやルーター）などの繋ぎ口をポートと呼びます。NICはポートを持つ部品のことを指します。無線LANアダプタなどもNICの一種です。
リピーターハブとスイッチングハブ
ハブは集線装置です。LANケーブルが差し込まれる穴が複数空いています。リピーターハブでは、受信したデータをすべてのポートに送ってしまうため無駄が多いです。一方、スイッチングハブはフレームのヘッダ情報を見ながら必要なポートのみにデータを送ることができます。現在の製品は殆どスイッチングハブです。
ルーターとは
ルーターは「データを送る経路を決める人」という意味の言葉です。ネットワーク上での送信経路を決定します。
LANケーブル：ツイストペアケーブル
LANケーブルではツイストペアケーブルと呼ばれる8本の細い銅線で構成されています。ツイストペアケーブルにはUTPとSTPの2種類がり、UTPはシールド（金属箔でケーブルを覆うこと）なし、STPはシールドありです。
ツイストペアケーブルにはストレートケーブルとクロスケーブルの2種類があり、8本の銅線のうち、データを送る千雄一が尾となります。ストレートかクロスかはノード（ハブやルーター）の種類によって変わってきます。
ツイストペアケーブルにはカテゴリがあり、カテゴリ3は10Mbpsの通信速度、カテゴリ6は1Gbpsと、カテゴリの数字が上がるほど品質が良くなります。
ツイストペアケーブルの長さは100mという制限があります。100mでは足らない場合には光ケーブルを使用します。
Auto-MDIXとは
パソコンやルーターのインターフェイス（外部と接続する媒体）はMDIと呼ばれ、スイッチ・ハブなどのインターフェイスはMDI-Xと呼ばれます。MDIとMDI-Xを繋ぐ場合はストレートケーブル、MDI同士、MDI-X同士を繋ぐ場合はクロスケーブルを使用します。
また、わざわざケーブルを変えなくとも自動的にMDIかMDI-Xかを判別して、その都度通信経路を制御できる機器も存在します。そのようなインターフェイスはAuto-MDIXと呼ばれます。現在の機器は殆どAuto-MDIX対応です。
光ケーブルとは
LANケーブル（ツイストペアケーブル）は100mの制限があるため、それ以上を必要とする倍には光ケーブルを使用します。光ケーブルにはシングルモードとマルチモードの2種類があり、シングルモードでは光線（モード）を１つだけ使って情報を送ります。一方、マルチモードでは複数の光線（モード）を使います。マルチモードの方がデータの損失が大きいのですが、安価で作れるため、近距離通信によく使われます。
光ケーブルもケーブルの最長の長さが定められており、例えば10Gpsでは、マルチモードで300m、シングルモードで40kmとなっています。いずれにしても、シングルモードでは長距離であってもデータを正確に伝達することができます。
