なぜ、コンピュータでは２進法が使われているのだろう？

Introduction

「情報」の学習を始めると、避けては通れない２進数の話。

その学習の前に、なぜコンピュータを扱う際に２進数の知識が必要なのかを説明します。

 

２進数を学習する理由

なぜ、情報系の科目では２進数を学習するのでしょうか？

理由はコンピューターが２進法「０」と「１」を使用しているからです。

電源を入れると画面が表示され、命令をマウス操作や画面タッチで伝えると即座に応答が返ってくるコンピューター。

最近では「人工知能」と呼ばれるような高度な処理まで瞬時に実行してくれます。
では、その処理の根本的な動力は何でしょうか。

そう。電気ですね。

どのようなコンピュータも電気の供給が止まってしまえばただの箱でしかありません。
皆さんのスマートフォンも充電池を抜いてしまえば使い物になりませんよね。

コンピュータの内部では、その電気の電圧の高低を「０」と「１」に割り当てることで計算処理やデータの保存を行っています。

その「０」と「１」の計算処理も、何千何万も瞬時に繰り返せば、画像を表示したり音楽を流したり動画を流すこともできるようになるのです。

あまり実感がわきませんね。

最近のコンピュータでは、その「０」と「１」の処理を１秒間に何十億と繰り返すものもあります。
途方もないスピードです。

何となく「それぐらいのスピードで処理すれば何でもできるかも・・・」という感じになってきたのでは。

大切な事なので、もう一度言いましょう。

コンピュータは、「０」と「１」しか分からない。

さて、コンピューターは電圧の高低を「０」と「1」に割り当てて処理をしていると言いましたが、電気が使えない場合はどうすれば良いのでしょう。

電気が使えない場合も、何らかの方法で「0」と「1」を保存しています。

磁気のS極とN極をそれぞれ「0」と「1」に置き換えて保存したり、電子の蓄積を利用したり・・・。

例えば、CDやDVD。
これらのメディアにはピットとランドと呼ばれる凹凸のある溝が存在し、その凹凸に光を当てた際の反射を「0」と「1」に割り当てています。

CDやDVD、ブルーレイディスクが近くにあったら、裏返して見てみましょう。うっすらと溝が見えて・・・。
きませんね。顕微鏡が無いと難しいと思います。

※「株式会社　東海電子顕微鏡解析」さんのページでCDを拡大した写真が分かり易く載っていました。

皆さんが観ているCDやDVDの動画や音楽も、「0」と「1」で記録されているということです。

 

以上のように、「0」と「1」しか扱えないコンピュータですが、その「0」と「1」だけで数を表現する方法が「２進法」です。
コンピューターと仲良くするには「２進法」を理解した方が良さそうですよね。

練習問題

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