アクティビティの準備
アクティビティを始める前に次の準備を行いましょう。
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1. Google Colabを開きましょう。
次の「Google Colab」ボタンを押して「Google Colab」にアクセスしましょう。
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2. 新しいノートブックを作成し、名前を「IP01-03」と付けましょう
Pythonを使って2の補数で表現された2進数を表示しましょう。
プログラムは正の数の表示から順に行います。
変換する数値を入力して、数値を変換する手順を確認してみましょう。
アクティビティの準備
アクティビティを始める前に次の準備を行いましょう。
1. Google Colabを開きましょう。
次の「Google Colab」ボタンを押して「Google Colab」にアクセスしましょう。
2. 新しいノートブックを作成し、名前を「IP01-03」と付けましょう
準備ができたらアクティビティに進みましょう。
STEP1では、入力した10進数を8ビットの2進数を表示します。
入力する数字は正の数のみです。
次のプログラムをGoogle Colabに貼り付けてください。
# 正の数を8ビットの2進数で表示する
# ここに自分の好きな正の数を入れてください(例:10)
value =
n = 8 # ビット数
# 8ビットで表す
bin_str = bin(value)[2:].zfill(n)
print("2進数表現:", bin_str)
プログラムの4行目に変換したい10進数を入力して実行します。
例えば10進数の「10」を入れる場合は、4行目を下記のようにします。
value = 10
例えば、上記のように4行目に「10」を入れると「00001010」と表示されれば上手くできています。
10進数の数値を設定してプログラム実行し、表示された2進数を答えましょう。
ただし、8ビットの正の整数なので0~127までの数値を指定してください。
提出は「10」以外の2つの適当な数値を入れた結果を答えましょう。
1回目:4行目に入力した10進数の値
1回目:表示された2進数
2回目:4行目に入力した10進数の値
2回目:表示された2進数
ステップ2では、2の補数を求める手順である「反転+1」の状態を確認します。
入力する数字は正の数のみです。
次のプログラムをGoogle Colabに貼り付けてください。
# 負の数を8ビットの2進数で表示する
# 自分で負の数を設定してみよう(例:-5)
value =
n = 8 # ビット数
# 絶対値の2進数
abs_bin = bin(-value)[2:].zfill(n)
print("① 入力した値の2進数:", abs_bin)
# 反転
inverted = ''
for b in abs_bin:
inverted += '1' if b == '0' else '0'
print("② 桁(ビット)反転:", inverted)
# +1して2の補数を完成
plus1 = bin(int(inverted, 2) + 1)[2:].zfill(n)
print("③ +1した2の補数表現:", plus1)
プログラムの4行目に変換したい負の値を10進数で入力して実行します。
例えば、「-5」を入れると
① 入力した値の2進数: 00000101
② 桁(ビット)反転: 11111010
③ +1した2の補数表現: 11111011
と表示されれば上手くできています。
負の10進数を設定して表示された値を答えましょう。
ただし、8ビットの負の整数なので-128までの数値を指定してください。
提出は「-5」以外の2つの適当な数値を入れた結果を答えましょう。
1回目:4行目に入力した10進数の値
1回目:③で表示された2進数
2回目:4行目に入力した10進数の値
2回目:③で表示された2進数
ステップ3では、2の補数の計算をゲーム感覚で解くプログラムです。
入力する数字は2進数です。
コンピュータが10進数の値を出題しますので、2進数の値を8桁(ビット)で答えましょう。
次のプログラムをGoogle Colabに貼り付けてください。
# 負の数を8ビットの2進数で表示する
import random
# ビット数の設定
n = 8
# 出題する整数をランダムに生成(-128〜-1)
val = random.randint(-128, -1)
print("この数の2の補数は? →", val)
print(f"{n}ビットで入力してください。(例:{val} が -5 のとき 11111011)")
# 学生からの回答を input() で受け取る
ans = input("あなたの答え(2進数ビット列)を入力してください:").strip()
# 正解のビット列を計算(反転+1で求める)
if val >= 0:
correct = bin(val)[2:].zfill(n)
else:
abs_bin = bin(-val)[2:].zfill(n)
inv = ''.join(['1' if b == '0' else '0' for b in abs_bin])
correct = bin(int(inv, 2) + 1)[2:].zfill(n)
# 結果表示
if ans == correct:
print("🎉 正解です!")
else:
print("❌ 残念…")
print("正しい答えは:", correct)
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