[ITパスポート試験]ディジタルとアナログ[無料講座・例題付き！]
今回はITパスポートで取り扱うディジタルとアナログに関する内容を見ていきます。
ディジタルとアナログ
ディジタルとアナログはよく聞く言葉かと思います。
これらの名前が着く代表的な物にディジタル時計、アナログ時計があり、これを想像してもらえれば分かりやすいかなと思います。
アナログは連続、ディジタルは不連続といった考え方が一般的です。
ビットとバイト
コンピュータは電気の供給を元に動いています。
そのため、情報の表現形式としてはONの状態かOFFの状態かの2パターンしか存在しません。
これがディジタル的表現とされており、コンピュータの中ではこのONとOFFのみを用いてすべての数値を扱っています。
ここでは分かりやすいように、ONを1、OFFを0としてみます。そしてこの1か0を格納する一個の箱を1ビットと呼びます。つまり、1ビットで表現できる情報としては1か0の2パターンになります。
では、これが2ビットだったらどうなるでしょうか。
[00]・[01]・[10]・[11]
の4パターンですね。これが3ビットだったら
[000]・[001]・[010]・[011]・[100]・[101]・[110]・[111]
の8パターンとなります。
このように、ビット数が増えていくと表現できる数値も増えていきます。
1ビットの時に2パターン、2ビットの時に4パターン、3ビットの時に8パターンと、1ビット増えるごとに表現できるパターンは2倍になっていることが分かります。
このことから、nビットの時のパターンは\(2^n\)パターンあることが分かります。
また、8ビットごとにまとめたものを1バイトといった表現で表すこともできます。
補助単位について
よく某携帯会社のCM等でギガバイト～と言った単語を耳にするかなと思います。
また、記憶デバイスを持ったことがあるならUSBメモリやSDカードの容量として〇〇MB～のような単位を見たことがある方も多い事かなと思います。
このMやギガは補助単位(それぞれメガ、Gと表現することもあります)と呼ばれ、特に膨大な桁のデータを扱う時にはこのように表現することが多いです。
特に頻出単位は表にまとめたので、あわせて覚えてしまいましょう。
| アルファベット | 読み | 数値 |
| p | ピコ | \(10^{-12}\)=0.000000000001 |
| n | ナノ | \(10^{-9}\)=0.000000001 |
| μ | マイクロ | \(10^{-6}\)=0.000001 |
| m | ミリ | \(10^{-3}\)=0.001 |
| k | キロ | \(10^3\)=1,000 |
| M | メガ | \(10^6\)=1,000,000 |
| G | ギガ | \(10^9\)=1,000,000,000 |
| T | テラ | \(10^{12}\)=1,000,000,000,000 |
2進数について
ビット表現のように、0と1の羅列で表現されているものを2進数と呼びます。
コンピュータ工学を学習する上で2進数を知り、変換できるようになることは必須と言って過言ではありません。
ただ、進数変換に関してはそれだけで解説がかなり長くなってしまうので、以下のページを読んで学習していってください。
ディジタルとアナログ・例題
実際に例題を解いて問題に慣れていきましょう。
問題
問1
A～Zの26種類の文字を表現する文字コードに最小限必要なビット数は幾つか。(H.30/春)
ア 4
イ 5
ウ 6
エ 7
問2
二つの2進数01011010との01101011を加算して得られる2進数はどれか。ここで，2進数は値が正の8ビットで表現するものとする。(H.31/春)
ア 00110001
イ 01111011
ウ 10000100
エ 11000101
問3
2進数1011と2進数101を乗算した結果の2進数はどれか。(H.28/秋)
ア 1111
イ 10000
ウ 101111
エ 110111
解説(クリックで展開)
ディジタルとアナログ・まとめ
今回はディジタルとアナログについて学習しました。
特に進数による計算問題は毎年ほぼ必ず出題されていると言っても良いので、変換及び計算はできるようにしておきましょう。
次回はコンテンツのディジタル表現に関して学習します。
福井県産。北海道に行ったり新潟に行ったりと、雪国を旅してます。
経理4年/インフラエンジニア7年(内4年は兼務)/ライター5年(副業)
簿記2級/FP2級/応用情報技術者/情報処理安全確保支援士/中小企業診断修得者 など
