1.1 デジタルデータの正体
コンピュータは電気で動いています。電気には「流れている(ON)」か「流れていない(OFF)」の2つの状態しかありません。この2つの状態を数字の「1」と「0」に置き換えたのがデジタルの世界です。
ビット (bit) とは?
ビットは情報の最小単位で、「0か1か」が入る箱が1つある状態を表します。
0
1
0
1
1
0
1
0
8ビット(1バイト)の例
バイト (Byte) とは?
バイトは8つのビットをまとめた単位です。
- 1 Byte = 8 bit (基本中の基本!)
- 英数字1文字を表現するのにちょうどいいサイズ
- 1バイトで表現できる数: 0〜255 (28 = 256通り)
豆知識
なぜ8ビットが1バイトなのか?初期のコンピュータで英数字(ASCII文字)を表現するのに8ビットが必要だったため、この単位が標準になりました。
1.2 進数変換ツール
私たちが普段使うのは10進数(0〜9)ですが、コンピュータは2進数(0と1)を使います。プログラミングでは16進数もよく使います。
🔧 進数変換ツール
0〜9の数字
0と1のみ
0-9, A-F
各進数の説明
| 進数 | 使用する文字 | 用途 | 例 |
|---|---|---|---|
| 10進数 | 0-9 | 人間が普段使う数 | 255 |
| 2進数 | 0, 1 | コンピュータの内部表現 | 11111111 |
| 16進数 | 0-9, A-F | メモリアドレス、色コード | FF (0xFF) |
1.3 ビット/バイト計算機
🔧 データサイズ計算ツール
-
-
よく使うデータ単位
| 単位 | サイズ | 例 |
|---|---|---|
| 1 Byte | 8 bit | 英数字1文字 |
| 1 KB | 1,024 Byte | 短いテキストファイル |
| 1 MB | 1,024 KB | 高画質写真1枚 |
| 1 GB | 1,024 MB | 映画1本(SD画質) |
| 1 TB | 1,024 GB | 映画1000本分 |
1.4 論理回路シミュレーター
CPUの中身は、微細なスイッチ(トランジスタ)による論理演算の集まりです。これが「計算」の正体です!
🔧 論理演算シミュレーター
AND (A かつ B)
0
OR (A または B)
0
XOR (A と B が違う)
0
NOT A (A の反転)
1
論理演算の真理値表
| A | B | AND | OR | XOR |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1.5 コンピュータの5大装置
どんなコンピュータも、以下の5つの要素で構成されています。これをノイマン型アーキテクチャと呼びます。
CPU
制御装置 + 演算装置
脳(指令塔+計算係)メモリ(RAM)
主記憶装置
作業机HDD/SSD
補助記憶装置
本棚・倉庫入力装置
キーボード・マウス
目・耳出力装置
ディスプレイ・スピーカー
口・手
理解のポイント
「パソコンが重い」と感じる時、問題は「作業机(メモリ)が狭い」か「脳(CPU)の処理が追いつかない」かのどちらかです!