端末エミュレーター

こんにちは コンピュータ業界の歴史における端末の役割に関する出版物をご紹介します。 この記事は、個人的な経験、著者の考え、文学資料の分析に基づいています。 将来的には、記事の内容が指定される可能性があります。 この出版物は、技術開発の歴史に関心のある通信システムで信号の送信、受信、処理を行うデバイスの開発に従事する専門家を対象としています。



端末は、ユーザーとコンピューター間の対話対話を整理するために使用される電子または電気機械デバイスです[1]。通常、ネットワークインターフェイスを介してリモートサーバーに接続されたキーボードとディスプレイで構成されます。 このような端末システムの最初のバージョンは、初期のコンピューターの巨大なサイズのために、パーソナルコンピューターの概念がまだ存在していなかったときに登場しました。 前世紀の70年代まで、多くのユーザーがプリンターをモニターとして使用し[2]、キーボードから入力されたコマンドに対するコンピューターの反応が印刷されました。











マルチターミナルシステム[3]では、複数のコンピューターとコンピューターを同時に操作できます。各コンピューターは、コンピューターを操作するための独自のターミナルを受け取り、その数はその計算能力によって決まりました。 このようなマルチターミナルシステムは、現代のコンピューターネットワークのプロトタイプになっています。 13歳のビル・ゲイツは、校舎に設置されたコンピューター端末に文字通り魅了され[4]、彼と彼の友人たちは彼の隣で毎分無料で過ごしました。 「私たちは平行した宇宙に住んでいました」ビル・ゲイツ自身がこの時について話しました。









1978年、DECはVT100端末[5]をリリースしました。この端末は、シリアル通信回線を使用してサーバーに接続し、データを一度に1ビットずつ順次送信します。 RS-232シリアルインターフェイス標準（RSは推奨標準を意味します）[6]が開発され、データ通信機器（DCE）の通信用に1962年にElectronic Industries Associations（EIA）によって提案されました。端末、プリンター、モデム、その他の周辺機器など、データを受信するためのハードウェア（データ端末装置-DTE）を備えたコンピューター。 RS-232BおよびRS-232C規格のその後の変更では、送信信号の電圧の振幅が変更されました。元の規格では25ボルトでしたが、それぞれ12ボルトと5ボルトに減少しました。 1969年に採用されたRS-232C標準[7]のバージョンは、コンピュータメーカーの標準になりました。その多くは、ナショナルインスツルメンツ[8]などのメーカーを含め、標準で文字「C」を省略し、単にRS- 232。 RS-232DおよびRS-232E規格の後続バージョンには、マイナーな変更が含まれています[6]。 すべてのメーカーが常に[9]厳密に仕様に従っているわけではないことに注意してください。









データフローを制御するために、シリアルインターフェイスは[10]タイムカウンター（同期信号、クロック）を使用します。 トランスミッタとレシーバは、このカウンタを使用して、対応するデータビットを送信および読み取る必要がある時点を判断します。 シリアルデータ転送には、同期と非同期の2つの形式があります。



同期データ伝送では、トランスミッタとレシーバは、共通のソースによって生成された共通の時間カウンタを使用します。 受信側の送信ビットの生成はこのカウンタと同期され、受信側はこのカウンタを使用して、受信ビットを読み取る必要がある時点を決定します。 同期インターフェイスは、長さが約15フィート（約4.5メートル）以下の短い通信回線、または同じ回路基板のコンポーネント間で使用されます。 長い通信回線の場合、同期シリアルデータ送信方法は、別の通信回線を必要とし、ノイズの影響を受ける同期信号を送信する必要があるため、あまり効果的ではありません。









非同期データ転送では、そのような通信回線は必要ありません。 受信機と送信機は、独自のクロック信号を生成します。 各送信データバイトの前には、カウンタを同期するためのスタートビットがあり、1つまたは2つのストップビットの後に、送信データバイトの終了を示す送信バイトが続きます。 非同期シリアルデータ送信で最もよく知られている形式の1つは8-N-1形式です。この形式では、1つの開始ビットが送信され、その後に送信データのバイト、1つの停止ビットが続きます。 記号Nは、送信されたデータにエラー訂正に使用されるパリティビットが含まれていないことを示します。 たとえば、7-E-1形式では、1つのスタートビット、7つのデータビット、1つのパリティビット、1つのストップビットが送信されます。 パリティビットは、偶数（偶数）、奇数（奇数）、設定（マーク）、およびリセット（スペース）にすることができます。 偶数パリティビットは、データビットとパリティビットが偶数の単位ビットを含むように設定されます。 奇数パリティビットは、データビットとパリティビットが奇数の単位ビットを含むように設定されます。 セット（マーク）パリティビットは常に1に等しく、リセット（スペース）は常にゼロに等しくなります。 パリティビットを使用すると、1ビットのエラーのみを判別できます。 たとえば、偶数パリティビット0で送信されたビット0110000のシーケンスは、電話回線のノイズにより0111100に変化する場合がありますが、パリティは保持されるため、受信機はエラーを検出しません。











「私は素晴らしいエンジニアでした。 Hewlett-Packardは、パソコンを5回作成するという私の考えを拒否しました。 後に、Apple IIを見たとき、彼らはそれが今まで見た中で最高の製品だと言いました。」Steve Wozniak











コンピューター技術の発展により、ターミナルコンプレックスはパーソナルコンピューターに置き換えられ始め、ターミナルエミュレーターは他の情報表示システムでディスプレイ端末をエミュレートする一般的な方法になり、VTSC端末ASCII文字セットと制御シーケンスはTeratermなどのエミュレーターの標準になりました。ユーザー入力デバイスから入力された表示および制御情報をシリアル信号に変換し、接続されたデバイス間で送信できます。 mおよび端末。 キーボードはコードの送信に使用されます。 一部のキーは、押されるとすぐに1つ以上のコードを送信します。 CTRLやSHIFTなどの他のキーは、押されたときにコードを送信しませんが、他のキーが押されたときに送信されるコードを変更します。 キーボードには、4つの異なる方向の4つの矢印キーが含まれています。 これらのキーは制御シーケンスを伝えます。 端末がこのようなシーケンスを受信すると、カーソルは1文字を上下左右にシフトします。



ユーザーは、画面やマウスやキーボードなどの入力デバイスを含むパーソナルコンピューター（PC）にインストールされたターミナルエミュレーターを使用して、デバイスをテストおよび管理できます。 たとえば、ターミナルエミュレータを使用して、コンピューターのオペレーティングシステムをデバッグできます。 エラーメッセージを処理するために、一部のオペレーティングシステムはコンピューターのシリアルポートにエラーメッセージを送信します。 エラーメッセージを処理するには、ターミナル（またはターミナルエミュレータを備えたコンピュータ）をコンピュータのシリアルポートに接続します。シリアルポートの出力の信号は、ターミナルコマンドのシーケンスとして解釈されます。 これらのコマンドを使用すると、端末画面にテキストを表示できます。 もう1つの例は、コマンドラインインターフェイス（cli）をサポートするポートを介してターミナルエミュレーターを接続することにより構成する機能を提供するルーターです。 このようなプログラムのアプリケーションの別の領域は、さまざまなボード、リレーモジュールなどの構成と管理です。



RS-232インターフェースは正常に機能し、周辺機器を接続するための主要なポートの1つとして約20年にわたって使用されてきました。 新しいインターフェイスを作成する代わりに既存のインターフェイスを使用することにより、IBMや他のメーカーは新しいコンピューターの開発を加速し、ユーザーが既に発売されているプリンターやモデムを接続できるようになりました。 しかし、コンピューターテクノロジーとさまざまな周辺機器の生産性が向上するにつれて、古いインターフェイスが使用を妨げ、通信が制限され始めました。 これは、USBポート[11]などの新しいハードウェアポートの作成として機能し、その最初の仕様は1996年1月に公開されました。 各USBデバイスは、USBポートからのリクエストやその他のイベントの登録および応答、データの送受信方法を決定するUSB​​プロトコルを実装する必要があります。 通常、これらの機能は、デバイスの一部であるマイクロコントローラーまたは特定用途向け集積回路（ASIC）によって実行されます。 一般的なUSBコントローラーには、USBトランシーバー、シリアルインターフェイスエンジン、USBデータのバッファー、およびUSB通信の構成、ステータス、およびタイミング情報を保存するためのレジスタが含まれます。 シリアルインターフェイスメカニズムは、USB仕様プロトコルの基本機能を処理するインターフェイスです。 ASICは、高性能を必要とする大規模なアプリケーションに必要な場合があります。









コンピュータ産業の発展により、情報を構成および送信するためのさまざまなハードウェアポートをサポートするさまざまな電子デバイスが非常にアクセスしやすくなりました。 シリアル（RS-232、COMポート）やUSBポートなどの接触接続に加えて、Wi-Fi、Bluetoothなどの無線技術に基づく非接触接続用のさまざまなポートオプションが登場しています。



送信される情報の量の増加により、USBなどの新しい高速インターフェースが出現しましたが、RS-232インターフェースは、その信頼性と簡単なプログラム可能性などによって説明できるアプリケーションを発見しています。 プログラマブル端末の急速な発展に伴い、タッチスクリーンを備えた電子デバイス（スマートフォン、タブレットコンピューターなど）の人気が高まっており、ユーザーがディスプレイから情報を入力できるようになっています。 このようなデバイスでの端末のエミュレーションは、端末のさらなる開発の方向性の1つです。