デジタルについて
まず、最初は基礎中の基礎からやっていこうか。
具体的には何を勉強するんですか？
まぁ最初だからね。いわゆる、デジタルがどうだのー2進法がなんやかんやだのービットが―バイトがーとかのみんなが"よくわかんないけど多分大丈夫"で飛ばしちゃう所かな。
アナログとデジタルの違い
アナログは温度や時間などの連続的な情報をそのままの連続的な状態で表すものである。例として水銀を使った温度計や日時計がある。これは変化し続ける情報をそのまま表すと考えるとわかりやすいかもしれない。このようなアナログの時計や温度計は目盛りを小さくしていけば、非常に細かい情報を正確に表すことができる。
なら、砂時計とかもアナログですね。
これに対して、デジタルでは連続的な情報を離散的、段階的に表現する。これはアナログで表す1.12、1.98、 2.88のような情報を1、 2、 3などに一定に区切って表すものである。これは変化し続ける情報を飛び飛びで表したものと考えると分かりやすい。
デジタルの世界には少数が存在しないと考えることもできるね。
コンピュータの内部に於いては、アナログな日時計や温度計のように連続的に情報を表す手法が使われていないため、電気信号がついているか、ついていないかだけで情報を表現する必要がある。このため、コンピュータ内では必然的に情報のやり取りはデジタルの形を取ることになる。コンピュータの電気信号がついている状態を1、ついていない状態を0として、0と1の組み合わせである2進法で情報を表現している。
後でやるけど、２進法で表された数を２進数と呼ぶよ。
デジタルにおける情報量の単位
デジタル化されたコンピュータ内部の情報の量を表す単位として、ビットというものがある。これは二進法でデジタル化された情報の最小単位で、二進数で表現された情報、101011100などの一桁に当たる。また、8ビットをまとめて１バイト(B)、1024バイトをまとめて１キロバイト(KB)となり、ここからは1024倍ごとに単位に変わるようになる。このような数値の状態になったデータをバイナリデータともいう。
探Q
1キロバイト＝1024バイトではない？
インターネットで、「キロバイト 何バイト」と検索するとバイトが1000倍ごとに単位が変わると書いてあるWebサイトがいくつかある。ただ、教科書などではは1024倍すると単位が変わると書いている。実際はどうなのだろうか？
結論から言うと1キロバイト＝1024バイトではない！
私たちを含む多くの高校生は1キロバイト＝1024バイトとなり、それ以降は1024倍するごとに単位が変わると習ったと思う。しかし、この単位の使い方は実は間違っているのである。
世界の研究や教育に使われる単位を決めている、国際度量衡総会によると1キロバイト＝1000バイトとなっていて、1キロバイト＝1024バイトは誤りであることが分かる。ではなぜ、多くのWebサイトや教科書は1キロバイト＝1024バイトとして扱っているのだろうか。
え？1024倍じゃないんですか？
よくある厳密に言えばってことだよ。試験とかでは「1キロバイト＝1024バイトとして扱う」みたいに定義がなされるから、こういう考え方もあるんだ、ぐらいに思えばいいさ。
単位と歴史
なぜ先述のような状況になったのかを理解するためには、SI接頭語というものを理解する必要がある。SI接頭語というのは第11回国際度量衡総会で決められた、様々な単位の大きさを10のべき乗で表すための接頭語（単位の前に付き、大きさを表す単語のようなもの）で、1000倍されるごとに単位が変わるようになっている。10の何乗になるかは右の表のようになっていて、SI接頭語は10べき乗を表すためだけに使うべきだと厳格に定められている。
このようなSI接頭語は様々な分野の様々な単位に使うことができ、扱いやすいものだが、コンピュータの場合は情報を2進数で表すため、1000という数字は2進法の世界ではキリが悪く扱いづらくなってしまっている。そこで、SI接頭語を1000ではなく2の10乗である1024倍ごとに単位を変えるものとして扱う、という手法が生まれた。この俗習をMicrosoftやGoogleなどの大企業が使ってしまったことによって、SI接頭語は1024倍ごとに単位を変えるもの、という誤った認識が広まってしまったのだ。
- ①アナログは変化する情報をそのままの形で区切らずに表現し、デジタルは変化する情報に目盛りを設けるなどして区切ることで段階的に表現する。
- ②コンピュータの内部では電気信号によるデジタルの、２進法での情報のやり取りが行われている。
- ③コンピュータ内部ではビットとバイトを使ってデータの量を表しており、８ビット＝１バイトとなっている。また、バイトは1024倍されるごとに単位が変わり、キロバイト、メガバイト、ギガバイトと大きくなっていく。
