コンピュータで扱う情報量の単位

コンピュータの世界では、情報量の単位として、KB(キロバイト)、MB(メガバイト)、GB(ギガバイト)、MHZ(メガヘルツ)などの単位をよく耳にします。また一見中途半端な数字の、256 512 1024などもよく出てくる数字ですね。

ここでは、これらの単位や数字について学習してみましょう。そして自分のパソコンの性能を調べたり、メモリやハードディスクの空き容量などをチェックしてみましょう。

また、パソコンや周辺機器のカタログを見ても、今までとは違った視点から判断できるようになるでしょう。

まずは最小単位の、ビット(bit)から

ビット(bit)は、コンピュータで扱う基本的な単位の最小値です。「0」か「1」かという情報1つが1ビットです。

コンピュータの世界では、0と1だけを使って数を表す「2進法」が使われています。

私たちがいつも使っている「10進法」は、0から9までの10種類の数字を使い、9の次は1桁上がって10になりますね。

2進法では、0と1の2種類を使い、1の次は1桁上がって10になります。
つまり、10進法の(0)=2進法では0、(1)=1、(2)=10、(3)=11、(4)=100、(5)=101、(6)=110、(7)=111、(8)=1000・・・となります。

ここでビットの説明に戻ります。

1ビットでは、2進数の1桁で、0、1の2通りの状態を表すことができます。

2ビットでは、2進数の2桁で、00、01、10、11の4通りの状態を表すことができます。

3ビットでは、2進数の3桁で、000、001、010、011、100、101、110、111の8通りの状態を表すことができます。

4ビットでは、0000から1111までの16通り、8ビットでは、00000000から11111111までの256通りの状態を表すことができます。

つまりnビットでは、2^n(2のn乗)の情報量を表すことができることになります。16ビットでは、(2の16乗)の65536通りの情報量を表すことができるということです。

バイト(Byte)、キロバイト(KB)、メガバイト(MB)、ギガバイト(GB)

ファイルのサイズやディスクの容量は、バイト(Byte)という単位で表されます。
バイトとは、情報量を表す単位で、コンピュータ内部では情報を8ビットずつまとめて扱うため、8ビットを1バイトと呼び基本的な単位になっています。

1000メートルを1キロメートルという単位で表すように、キロ(K)は千倍を、メガ(M)は百万倍を、ギガ(G)は十億倍を表す単位です。

しかし、コンピュータは2進法を使っているため、1000倍単位ではなく2の10乗にあたる、1024倍ごとに、キロバイト(KB)、メガバイト(MB)、ギガバイト(GB)となります。

したがって
1キロバイト(KB)=1024バイト

1メガバイト(MB)=1024キロバイト=1,048,576バイト

1ギガバイト(GB)=1024メガバイト=1,073,741,824バイト


文字のデータ量(1バイト文字と2バイト文字)

1バイト文字とは

1つの文字を表すのに、必要なデータ量によって分類しているもので、1バイトで表せることができる文字を指します。

前述のように、1バイト(8ビット)では、256通りの表現ができるため、英小文字 英大文字 数字 記号などを割り当てています。これらの文字1つのデータ量は1バイトということになります。

言語が英語などの場合、アルファベットや数字など、使う文字数が少ないため、1バイト(256通り)で表現することができます。


2バイト文字とは

英語などは、数字や記号も含め1バイトで表現できるのに対し、漢字だけでも何千種類もある日本語では、1バイトで表現することができません。
そのため、2バイト(2の16乗=65536通り)を使って表現します。したがって、日本語1文字のデータ量は2バイトということになります。

メモ帳などのテキストエディタに、1バイト文字である半角英数字を1000文字入力すれば、概ね1000バイトの情報量となります。
また2バイト文字である全角文字を1000文字入力すれば、概ね2000バイトの情報量となり、ファイルサイズは2000バイト(2000/1024=1.95キロバイト)になります。


転送速度の単位:bps

転送速度とは、一定時間内に転送できる情報量を表す単位です。「bps」は、「bit per second」の略で、1秒間に転送できるデータの情報量を示します。
1mbpsでは1秒間に1,000,000ビットのデータを転送できることになります。


CPUの速度:クロック周波数

CPUの処理速度を測る単位として、クロック周波数があります。クロックとは、データを処理するためにCPUが出す信号のことです。
クロック周波数は、信号を送るテンポのことで、1秒間に何拍のリズムで信号を送るかを表す基準値で、単位はmhzで表します。

CPUのクロック周波数が1ghzであれば、1秒間に1,000,000,000拍のリズムで動いていることになります。
CPUは、このクロック周波数に合わせてデータを処理するため、数値が大きいほど処理速度が速くなります。




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