情報活用編プラス
第2章「コミュニケーションと情報デザイン」
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デジタルデータとアナログデータ
7. デジタルの表現① ( 7 / 17 )
スライドの学習の目的
デジタルデータを表現するときに使われる２進数と情報量の単位についてわかるようになろう。
1.デジタルデータの表現
2.2進法
3.情報量
4.ビット数と情報量の関係
デジタルデータは「離散量」を表していることを学習しました。
離散量とは1、2、3・・・などのとびとびのデータのことです。
電気で動くコンピュータは、コンピュータ内部の電圧が「高い」状態と「低い」状態の2つの状態を、それぞれ「1」と「0」の2つのデジタルデータに対応させ処理を行います。
コンピュータで処理するためには、デジタルデータでなければなりません。そのため、コンピュータは電圧だけでなく、磁気や光の反射など、電気以外のさまざまな物理的な状態を「0」、「1」のデジタルデータに変換しています。
次の表は、よく使われる2つの状態と、それに対応する「0」「1」の例です。
| 数値 | 電圧 | 電流 | CD/DVD（光の反射） | ハードディスク(磁気) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 低い | 流れない | 反射が強い | S極 |
| 1 | 高い | 流れる | 反射が弱い | N極 |
コンピュータは、光の反射や磁気のS極・N極なども「1」と「0」に分けていたのか。
2つの状態になるのは電気だけではないってことなのですね。
そうですね。文字や画像、音声など全ての情報をコンピュータで処理できるように「1」と「0」のデジタルデータに変換しています。
そして、「1」と「0」の組合せで数を表現する方法を2進法といいます。
2進法について学習しましょう。
普段の日常生活で使っている数の多くは10進法と呼ばれる数値表現です。
コンピュータが処理する数は、2進法と呼ばれる数値表現です。
10進法と2進法の違い
| 使える数字の種類 | 数字の読み方の例 | |
|---|---|---|
|
10進法 |
0～9までの10種類 |
「10」を「じゅう」と読む |
|
2進法 |
0、1の2種類 |
「10」を「いち・ぜろ」と1桁ずつ読む |
使用できる数字の種類が異なる
10進法と2進法では数を表す場合に使える数字の種類が違います。
10進法：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9の10種類
2進法：0、1の2種類
10進法でも2進法でも各桁で表現出来る最大の数(10進法なら「9」、2進法なら「1」)を越えた場合、桁が1つ増え「10」と表します。
「10」は10進法と2進法で読み方が違うのですね。
そうですね。10進法との違いをはっきりさせるため、10進法以外は1桁ずつ読みます。
他に、10進法と2進法では1桁で表せることができる数字の種類が違っています。
同じ「10」でも、数字として意味が違うのですか？
そうです。10進法、2進法の1桁で表すことのできる数字の種類が違っているため、同じ「10」でも意味が異なります。
10進法でも2進法でも桁数を増やせば表現できる種類が増えていきます。このときのある桁数での表現可能な個数を情報量といいます。
また、コンピュータで情報を管理する最小単位をビット（bit）いい、1ビットは2進法の1桁にあたります。
情報量とビットについて学習しましょう。
