二進数とマルチメディアを抑えよう！　ITパスポート試験対策

二進数とマルチメディア

今回はITパスポート試験のテクノロジ分野である二進数とマルチメディアについて解説していきたいと思います。

二進数はあまり聞きなじみのないものですが、マルチメディアは結構知っている人が多いのではないかと思います。

けれど、二進数も覚えることが出来れば案外簡単なものなので、肩の力を抜いていきましょう。

それでは早速解説していきますね！

二進数

私たちパソコンを使っているユーザは、コンピュータに文字や数字を入力し、それを処理させています。実はコンピュータというものは数字しか処理することが出来ないのです。しかも私たちがよく使う｢0｣～｢9｣の10個の数字ではなく、｢0｣と｢1｣のみの2個しか使用していないのです。

この｢0｣と｢1｣だけで表わす数を、二進数、と呼びます。

例えば、｢A｣をユーザが入力した場合、コンピュータは｢100001｣といった数字で解釈するのです。この方がコンピュータには分かりやすい、という訳です。

2進数と10進数について見ていきましょう。

10進数は私たちがよく使っている｢0｣～｢9｣のことです。

＜2進数と10進数＞

10進数	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
2進数	0	1	10	11	100	101	110	111	1000	1001	1010

オレンジ色に染めているところは｢桁が上がっている｣ところになります。

とこのように2進数は簡単に言えば数字が2つしかないので、1より大きくなったら繰り上がる、ということを繰り返しています。ちなみに2進数の「10」の部分は「ジュウ」と読むのではなく「イチゼロ」と読みます。

 

2進数→10進数へ

コンピュータにとって扱いやすい2進数はこの繰り上がり上、どうしても桁数が多くなるため、私たちには扱いづらいのです。そのため、2進数を10進数に変換する事があります。

早速やっていきましょう！こういったことは実践あるのみですから！

例えば二進数で｢11000｣と表示された場合を考えていきます。

2進数　　　　1　1　0　0　0

2進数を10進数に変換するには「重み」を使って計算していくのです。

例えば、10進数で「146」という数字があったとします。これを桁ごとに分解していくと、「（1×100）＋（4×10）＋（6×）」といったふうに表わすことができます。各桁の数字に掛けている100、10、1が「重み」というわけです。

＜重み＞10進数の場合

と、上の図のように10進数の場合は全て10の累乗で表わすことができます。この、重み付けの基本となる10のことを基数と呼びます。2進数の場合だとこの基数が2となり、重みは「20、21、22、23…」となります。

では先程の2進数を10進数に直していきましょう。

2進数　　　　1　　　　　1　　　　　0　　　　　0　　　　0

重み　　　　 24　　　　23　　　　　22　　　　21　　　　　20

10進数　　1×24　＋　1×23　＋　0×22　＋　0×21　＋　0×20

　　　　＝　16　　＋　　8　　＋　　0　　＋　　0　　＋　　0

　　　　＝　24

とこのように計算することができるのです。

 

10進数→2進数へ

では逆に、10進数から2進数への変換方法はどうやっていけば良いのでしょうか？

例えば、10進数の「15」を2進数に変換していく場合、「15」を2進数の基数である「2」でひたすら割っていき、そのあまりを逆から並べていくと2進数に変換することができます。

＜10進数→2進数へ変換＞

　　　　2）１５

　　　　2）　7　……　１

　　　　2）　3　……　１

　　　　2）　1　……　１

　　　　　　 0　……　１　　　　　　　逆から順に並べる　１１１１

 

ビットとバイト

コンピュータが扱う２進数の数字は、桁数が多いほど、よりたくさんの情報を表現することが可能になります。２進数が１桁、つまりは「０」か「１」のどちらかで表現できる情報は２種類だけです。しかし、２桁になると「00」「01」「10」「11」といったように4種類の情報を表現できるのです。

2進数の1桁で表現することができる情報量の単位を「ビット」と呼びます。

さらに、8ビットのまとまりを「1バイト」といい、単位は「B」または「Byte」と書きます。

H3

8進数と16進数

コンピュータの世界では先程紹介した10進数と2進数の他にも、8進数と16進数などがよく使われます。

下の図を参考にしていただければ幸いです。

＜8進数と16進数＞

8進数と16進数も、先程紹介した2進数⇔10進数と同じように変換することができるのです。

マルチメディア

マルチメディアとは、複数の種類のデータを統合して扱ったものの事を言います。

コンピュータでは文字データや数字データだけではなく、画像や音声、動画など様々なデータを扱うことができるのです。現在、インターネット上に公開されているWebサイトやYouTubeなどはまさにマルチメディア、と言えるでしょう。

H3

可逆圧縮と非可逆圧縮

文字データや数字データに比べると情報量が多くなってしまうのが、画像や音声データです。そのため、データサイズを小さくする「圧縮」という技術が進んでいます。

圧縮には、圧縮した後に元の状態に戻せる「可逆圧縮」と、元の状態に戻すことができない「非可逆圧縮」があることを覚えておきましょう！

GPU

「GPU」とは、画像処理などを専門とする演算装置のことです。

動画や三次元グラフィックスの処理などをCPUの代わりに高速で実行することができるものです。

データ形式

画像や動画、音声のデータ形式には様々な種類があります。主に使われている種類を見ていきましょう！

＜データの種類＞

種類		特徴	拡張子
画像	GIF	254色しか表現できないので、多くの色を使わないイラストや、小さい画像に使用。 可逆圧縮形式	.gif
	PNG	Webサイトなどで使われている。可逆圧縮形式	.png
	JPEG	たくさんの色を表現することができるため、写真などに使われる。非可逆圧縮形式	.jpg .jpeg
動画	MPEG	ディジタル放送やDVD-Videoなどの動画に使用されている。非可逆圧縮形式	.mpg .mpeg
	AVI	Microsoft社が定めた動画形式。 サイズ制限あり	.avi
	MP4	多くのOS、ブラウザ、端末で(スマホや携帯電話など)再生可能	.mp4
音声	MP3	インターネット上で配信されている音楽データなどに使われている。非可逆圧縮形式	.mp3

「拡張子」とは、OSがファイルの種別を判別するために利用するものです。私たちで言うと名字のようなものとなります。

ファイル名の後ろに、ドット「.」でつなげます。

まとめ

いかがだったでしょうか？

今回は2進数とマルチメディアについて解説させていただきました！

ITへの道に進む人にとっては2進数や8進数、16進数は切っても切り離せないものとなっているので、しっかり覚えておきましょう！

また、ITパスポートの試験でも、計算問題として出やすい部分となっていますので、この機会に是非覚えていけると得点アップ間違いなしです！

データ形式に関しても、私たちがよく使っているもの担ってくるので、知っておいて損はないはずです！

一つ一つ覚えていくことがITパスポート合格の近道です！

それでは今回はこの辺で失礼します！！