コンピュータと2進数の関係を理解しよう！

コンピュータと2進数には深い関係があります。それはどんな関係なのでしょうか。

管理人

これまで2進数や単位の話をしたけど何か気が付くことない？

りさ

bitの1桁が2進数で表現できます。

管理人

そう。2種類の状態しか表現できないbitは2進数と相性がいいんだ。
実のところコンピュータは0か1でしか物事を扱えず、表示されてる文字や画像、再生してる音楽も全て0と1の集合だよ。

りさ

ちょっと信じられない。

管理人

最初は理解できないけど、実際には0と1があれば全て表現できるんだ。
ここではコンピュータと2進数の関係、情報の最小単位を学習しよう。

コンピュータのハードウェア的な仕組み

凄く大雑把にコンピュータの物理仕様を伝えると、ON/OFFできるスイッチが膨大に存在していて、それを切り替えることで動きます。
また、このスイッチは電気信号でコントロールされ、電気が流れてるとON、電気が流れてないとOFFになります。

この膨大なスイッチを超高速で切り替えることで、人間には到底不可能な速度で演算を行います。

コンピュータのソフトウェア的な仕組み

コンピュータは電気的な信号でON/OFFを判断すると書きましたが、これは物理的な話です。
では、ソフトウェア視点ではどうでしょうか。こちらも大雑把な解説になりますが、ソフトウェアからはスイッチのONが1、OFFが0に見えます。

つまりスイッチの状態は2進数の1桁で表現でき、これは1bitに該当します。

情報の最小単位

情報の最小単位はbitですが、これでは2種類の情報しか表現できません。
より多くの情報を扱うには複数のbitを使えばいいのですが、何らかの基準が欲しいとは思いませんか？

りさ

byteを使えばいいと思います。

管理人

その通り。8bit = 1byteという話を覚えてるかな。このbyteがコンピュータの基本的な単位として利用されるよ。

あとがき

コンピュータは0と1しか理解できませんが、代わりに超高速で正確な演算ができます。
さらに演算には膨大なbitを利用することができ、とてつもない桁数を扱うことが可能です。

◆ コンピュータサイエンスに関する学習コンテンツ