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コンピュータで2進数を使う理由の1つ

2024/07/28に公開

概要

コンピュータで2進数を使う理由の1つは、
トランジスタを使うことでハードウェアを簡単に設計できるから

トランジスタとは電気的にON/OFFがコントロールできるスイッチのようなもの
※2進数とは、「110100001」のような0と1の組み合わせで数値を表現する方法のこと

OFFを0、ONを1とした場合、
トランジスタ1つだと2通り(0 or 1)の組み合わせが表現できる

OFFを0、ONを1とした場合、
トランジスタ2つだと4通り(00 or 01 or 10 or 11)の組み合わせが表現できる

トランジスタの個数と組み合わせの数を表にすると以下となる

だから何かというと、
コンピュータが理解できる形式である０と１の組み合わせ(2進数)に、
人間が理解できる形式のデータをマッピングすることで、あらゆるデータを表現することができるということ

00:あ
01:い
10:う
11:え

bitとは情報量を表す最小単位
1bitは、1つのトランジスタで表現できる情報量。つまり1桁の2進数の情報量ということ
2bitは、2つのトランジスタで表現できる情報量。つまり2桁の2進数の情報量ということ
つまり、nビットは $2^n$ 通りの0と1の組み合わせ=情報量ということ

先ほどの表にピンクで追記したものが以下

トランジスタ数は2進数の桁数を表しており、
組み合わせの数は情報量を表す