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情報伝達・保存媒体と情報量

　ここからは少し、違った話になるので頭を切り替えて下さい。

　ここまではコップと水で説明してきましたが、明らかに違う２状態が

あれば、その状態を使ってデジタル値の伝達や保存ができる筈で、記号

や極性などもでもよい筈です。世の中に溢れるデジタル機器ではハード

ディスクの磁気や、Blue-Lay、DVD、CD等の光、メモリの電子など

様々な媒体が利用されています。また、理論値：Ｔｒｕｅ／Ｆａｌｓｅ

や、数字ならば２つあればよいので、０と１なども利用されています。

　ところで、デジタル媒体には情報量が明示されていて、１６ＧＢ等と

書かれていませんか。これはどういう意味でしょうか。

　先程の例でコップ１個の水が有る状態と無い状態で一つの情報を表し

ました。この情報量のことを１ビットという単位で表します。１ビット

で伝達・保存できる情報量は非常に僅かなものです。しかし、コップを

増やしていくことで更に多くの情報を伝達・保存できる筈です。

　１ビットでは情報量があまりにも少ないので、８ビットを１バイトと

いう単位で表す方法が一般に用いられます。１バイトを１Ｂとも表記し

ます。

　実は１バイトも僅かな情報量にすぎません。そこで、１,０００Ｂを

１ｋＢ（１キロバイト）、１，０００ｋＢを１ＭＢ（１メガバイト）

１，０００ＭＢを１ＧＢ（１ギガバイト）、１，０００ＧＢを１ＴＢ（

１テラバイト）と表記しています。

（厳密に言えば、それぞれ１，０００倍ではなく１，０２４倍です。）

 

複数ビットの情報量（規則という道具）

　１ビットで表せる情報量と２ビットで表せる情報量とでは、どの程度

の違いがあるのでしょうか。

　例えばコップが１個の場合、水が有／無の２状態を表せます。便宜上

�@無＝０と�A有＝１の２状態としましょう。

　では、コップが２個あった場合はどうでしょうか。

　�@両方とも無無＝０

　�A一つは有でもう一つは無＝１

　�B両方とも有有＝２、

なので３状態を表せます。何かおかしいですか？

　２個のコップが等価（同じ価値）であれば、ここで示した通りです。

　この場合、自分がコップ２個で誰かに情報を渡すときに、どのように

コップを渡しても相手は正しく情報を受け取ってくれる筈です。

　しかし、２個のコップの価値が違うと考えればもう一状態を表すこと

ができます。例えばコップ２はコップ１の２倍の価値があると考えます。

　�@コップ１無・コップ２無＝０

　�Aコップ１有・コップ２無＝１

　�Bコップ１無・コップ２有＝２

　�Cコップ１有・コップ２有＝３

そのかわり、コップ１とコップ２の価値に関する規則を予め相手と合意

しておく必要があります。例えば、最初に渡すコップの価値は１で２番

目に渡すコップの価値は２です、という具合です。

　このことを重み付けと言い、それぞれの価値を重みと言います。

　コップを３個、４個と増やしていった場合も、コップを渡す順番毎に

重みが異なり、それぞれ、１，２，４，８の重みがあるという規則さえ

あれば、コップ３個の場合は０〜７、コップ４個の場合は０〜１５の値

を表せます。

　ここで示したようにデジタル情報を扱う場合は、効率よく扱うために

予め規則が設けられていると思って間違いありません。この規則は扱う

情報によって様々です。

　この規則によって効率化できるという性質はデジタル量が持つ重要な

性質で、アナログ量と比較した時の最大の利点と言ってもよいでしょう。

しかし、規則の作り方は様々であり、一言で説明することはできません。

この先を読み進めていったとき、この利点がいかに大きいかが理解でき

るようになると思います。

 

（一言）

　デジタル値は非常に長い数字の羅列になり、非常に見づらくなります。

このため、４桁毎にスペースを入れる表記を用いる場合があります。例

えば、'00000000'を'0000 0000'と表記します。

＜つづく＞