コンピューターの情報(じょうほう)はオンとオフ? デジタルデータのしくみ

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ゲームであそんでいてとちゅうでやめるとき、そこまでの内容ないようを「セーブ」しますね。このとき、ゲームには「セーブデータ」という情報じょうほう保存ほぞんされます。

このセーブデータなどの「データ」、ゲーム電気でんきを使って記録きろくします。どうやってでしょう?

かべのスイッチを考えてみましょう。スイッチをオンにすると部屋へや電球でんきゅうがついて、オフにすると電灯でんとうえますね。この時、電気でんきながれている「オン」と、ながれていない「オフ」わっています。

ゲームやパソコン、スマートフォン(コンピューターとびます)のなかには、電気でんきをためておける「メモリー」という場所ばしょがあります。

ここにはたくさんの電球でんきゅうが並べられていて、コンピューターはこの電球でんきゅうあるルールにしたがってオンにしたり、オフにしたりしておきます。これをあと見返みかえすと、なにを記録きろくしたのかをおもすことができ、セーブしたところからゲームを再開さいかいできるというわけです。(本当ほんとう電球でんきゅうがあるわけではなく、電気でんきの「信号しんごう」をためておける場所ばしょがあります。)

では、電気のオンとオフだけでどうやって、ゲームのそれまでの内容ないようのこしておけるのでしょう?

それには、文字もじ数字すうじ画像がぞう音楽おんがく動画どうがなど、あらゆる情報じょうほうをこの電気でんき信号しんごうえる必要ひつようがあります。

電気でんき情報じょうほうは「デジタルデータ」

いま登場とうじょうした電気でんき信号しんごうのことを「デジタルデータ」といいますデジタルというのは「数字すうじの」という意味いみで、数字すうじだけの時計とけいのことを「デジタル時計どけい」なんていいますね。

Digital clock on blue background

コンピューターではかりやすいように、電気でんきのオンを「1」、オフを「0」といかえて使つかいます。この0と1のことをデジタルデータといいます。

文字もじをデジタルデータにしてみよう

では、情報じょうほうをデジタルデータにえる方法ほうほうとして、まずは文字もじについてを紹介しょうかいしましょう。

この文字もじはなんてえますか?

ひらがなの「あ」とえます。でもじつはこれをコンピューターは「1000001010100000」と記録きろくしています。「い」は「1000001010100010」、「う」は「1000001010100100」です。いっぱい、1と0がならんでいてクラクラしますね。

でも、よく見比みくらべると、最初さいしょほうおな数字すうじなのでじつわっているのは最後さいごのところだけ。

1000001010100000
1000001010100010
1000001010100100

ちょっとずつ数字すうじちがっていますね。これはいわば「背番号せばんごう」。

たとえば、野球やきゅうやサッカーをするとき、選手せんしゅ見分みわけられるように「背番号せばんごう」をつけます。あの背番号せばんごうおなじチームのなかおな数字すうじ選手せんしゅがいたら、見分みわけがつかなくなってしまいますね。そこで、おな数字すうじにならないようにけます。じつは、デジタルデータの文字もじもこれとおなことをしています。

つまり、「あ」という文字もじに「000」という数字すうじ使つかったら、「い」には「010」、「う」には「100」とべつ数字すうじ使つかっていけば、全部ぜんぶ文字もじ見分みわけられるようになります。

ただ、みんなが勝手かってめてしまったら大変たいへんです。そこで、「みんなおな番号ばんごう使つかいましょう」として「文字もじコード(コードというのが、見分みわけるための数字すうじのこと)」というものをめました

いまのコンピューターでは「Unicode(ユニコード)」という文字もじコードが使つかわれています。この文字もじコードには、日本語にほんごのひらがな・カタカナ・漢字かんじはもちろん、英語えいごのアルファベット、中国ちゅうごく漢字かんじ韓国かんこくのハングル文字もじなど世界中せかいじゅうのさまざまな文字もじのコードがめられています。このおかげで、わたしたちは世界中せかいじゅうひとたちと電子でんしメールなどでメッセージをおくうことができるのです。

コラム

他にもある文字コード

文字もじコードは、ユニコードのほかにもいろいろな種類しゅるいがあります。

アスキー(ASCII)コード

一番古い文字コードで、英語のアルファベットや記号しか決められていません。

ジス(JIS)コード・シフトジス(JIS)コード

日本語用の文字コード。今も古い日本語用コンピューターなどで使われています。

これらの文字コードは、古いコンピューターなどで使われている場合があります。

デジタルデータの単位は、ビット、バイトとギガ

「あ」という文字もじは「1000001010100000」という数字すうじえられて記録きろくされています。このとき、このデータの量は「16ビット」と数えます。「ビット」というのは、データの単位たんいで、ながさの単位たんいが「メートル」、おもさの単位たんいが「グラム」なのとおなじく、デジタルデータの単位たんいは「ビット」とかぞえます。「あ」の文字もじは16数字すうじならんでいたので「16ビット」になるというわけです。

データのりょうは、えてくると単位たんいわります。

おおきさ単位たんいかた
1ビットbit
8ビットバイトbyte
1024バイトキロバイトKB
1024キロバイトメガバイトMB
1024メガバイトギガバイトGB
1024ギガバイトテラバイトTB
1024テラバイトペタバイトPB

ひょうのように、1ビットが8あつまると単位たんいわって「1バイト」になります。なんで「8」なんていうハンパなかずなのかは、べつ記事きじ紹介しょうかいします。

つづいて、1バイトが1024あつまると、「1キロバイト」になります。これは、1,000メートルが1キロメートルになるのにていますね。後は、1024ごとにメガ・ギガ・テラ・ペタと単位が変わります。例えば、1ギガバイト(GB)はどのくらいのデータ量があるかというと・・

1ビット × 8 × 1024 × 1024 × 1024 = 8589934592(約85億!)

コラム

ちいさな単位たんいおぼえよう

おおきな単位たんいまなんだので、わせてちいさな単位たんいおぼえましょう。

たとえば、1びょうたいして1000ぶんの1びょうは1ミリびょう。1000ぶんの1ミリびょうが、マイクロびょう、その後「ナノ」「ピコ」と続きます。

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この記事を書いた人

ともすた編集部

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