情報処理, 第３回

高知大学共通教育情報処理

（理学部対象、担当塩田）

第３回の教材 (1)

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講義編 : データ量の単位、文字のデジタル表現

□　アナログとデジタル

アナログ：自然にある、連続的な量
デジタル：離散的（不連続）な量。２進数で表すことが多い。
→ 電圧の高低で２進数を表して電気的に処理することができる。
デジタル信号の利点：
- 雑音に強い
- 完璧なコピーができる
- 文字・画像・音声等、異種のデータを統一的に扱うことができる
デジタル信号の難点：
- 信号処理に時間が掛かるのでタイムラグが不可避
- 規格がわからないと再生できない
- 規格・仕様が変わると対応できる機器がなくなる恐れがある
- メディアの耐久性がわかっていない
アナログとの共存が大事

□　２進数・16進数

コンピュータ内部では全てのデータが２進数として表現され処理される。
桁の多い２進数が人間にとって判りにくいとき、１６進数を使うことがある。
- 10,11,...,15 はアラビア数字がないので a,b...,f で代用する。
- ２進数を４桁ずつ区切ることで１６進数に直すことができる。
  例　10101101 →　1010 1101 → a d
  問題　１６進数の ff は１０進数ではいくつか？

□　ビット・バイト

1 ビット ( 1 bit ) = 0 か 1 を表す情報の最小単位 ( 1 桁の2進数 )
1 バイト ( 1 B ) = 8 ビット ( 8 桁の2進数 )
- 1 バイトで表すことのできる情報は、場合の数 2⁸ = 256 通り

□　データ・ファイルの単位、記憶容量

データやファイルの大きさはバイトと K, M, G, T で表す。（ただし、２進数に合わせて
- 1 キロ = 1024 倍 ( 1024 = 2¹⁰ )
- 1 メガ = 1024 キロ = 2²⁰ 倍
- 1 ギガ = 1024 メガ = 2²⁰ キロ = 2³⁰ 倍
- 1 テラ = 1024 ギガ = 2²⁰ メガ = 2³⁰ キロ = 2⁴⁰ 倍
が用いられることもあり、日常のキロ・メガ etc. と混在しているのが実情。）
例えば500万画素のデジカメ jpeg 画像の情報量は約 2MB = 2²¹ バイト = 2²⁴ ビット

□　文字を表す２進数　その１：アスキーコード

アルファベットや数字、キーボードにある基本的な記号には１バイトの数（コード）が割り当てられている。
→ アスキーコード表（アスキーコード表作成プログラムはこちら）

□　文字を表す２進数　その２：日本語コード

漢字はたくさんあるので、２バイトの数を割り当てる。
ややこしいことに、割り当て方の流儀がいくつもあって「文字化け」の原因となっている。
- シフトJISコード（ Windows 系の処理系でよく使う）
- UTF-8コード（ Mac 系の処理系でよく使う）
- EUCコード（ UNIX 系の処理系でよく使う）
例　「塩」はシフトJISコードで（１６進数の） 8996、「田」は 9363、「研」は 8ca4、「一」は 88ea。
例　 EUCコードで書いた次の文章をシフトJISコードや UTF-8 と思って表示してしまうと ...

土佐の高知の
はりまや橋で

□　文字の表示：フォント

コンピュータ君は文字も全て数字と思っているが、人間に見せるために「フォント」（＝文字の形）を持っている。ディスプレイ表示や印刷物ではこのフォントを使っている。
テキストファイルは文字コードだけで文章を処理するのでファイルサイズが小さくて済むが、これを pdf ファイル、ワープロのドキュメント、画像などにしてしまうとファイルサイズが極めて大きくなってしまう。
例　同じ内容でも

テキストファイルなら 1KB
pdf ファイルにすると 53KB
ワープロのドキュメントにすると 24KB
画像ファイルにすると 140KB

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