スマホの容量が「128GB」とか、通信速度が「1Gbps」とか、単位がいろいろあって混乱します…。
覚えることは2つだけだよ。「単位は1,000倍ずつの階段」と「1バイト＝8ビット」。この2つで、試験の計算問題はほとんど解けるんだ。
ビットとバイトのおさらい
- ビット（bit）：0か1かを表す情報の最小単位
- バイト（Byte）：8ビット ＝ 1バイト
nビットで 2n 通りを表せることは、単元「2進数と基数変換」で学びました。この単元では逆に、「○種類を表すには何ビット必要か」 を考えてみましょう。
26種類のアルファベット大文字 を区別するには何ビット必要？
- 4ビット → 24 ＝ 16通り（足りない）
- 5ビット → 25 ＝ 32通り（26種類を表せる）
→ 最低 5ビット。「2n が初めて種類数以上になる n」を探します。
大きい単位：1,000倍ずつの階段
データ量が大きくなると、数字の前に 接頭語（k、M、G など）を付けて表します。1段上がるごとに 約1,000倍 です。
| 接頭語 | 読み | 大きさ | 身近な例 |
|---|---|---|---|
| k | キロ | 103（千） | 短いメールの文章 |
| M | メガ | 106（百万） | スマホの写真1枚 |
| G | ギガ | 109（十億） | 映画1本、スマホの容量 |
| T | テラ | 1012（一兆） | パソコンのHDD・SSD |
| P | ペタ | 1015 | 大企業のデータセンター |
コンピュータの記憶容量では、1kバイトを 210 ＝ 1,024バイト として扱うこともあります。試験では「1kバイト＝1,000バイトとする」のように 問題文に前提が書かれる ので、必ずそれに従いましょう。
小さい単位：1,000分の1ずつの階段
処理時間のように とても短い時間 を表すときは、逆向きの接頭語を使います。
| 接頭語 | 読み | 大きさ | 例 |
|---|---|---|---|
| m | ミリ | 10−3（千分の1） | ハードディスクの読み書き時間 |
| μ | マイクロ | 10−6（百万分の1） | |
| n | ナノ | 10−9（十億分の1） | メモリの読み書き時間 |
| p | ピコ | 10−12（一兆分の1） |
大きい方は「キロ・メガ・ギガ・テラ」、小さい方は「ミリ・マイクロ・ナノ・ピコ」。どちらも3桁（1,000倍）ずつ。「ミリ・マイ・ナノ・ピコ」とリズムで覚えよう。
データ量を計算する
文字のデータ量
文字はそれぞれ決まったビット数で表されます。「1文字を2バイトで表す」と問題文にあれば、400字の文章は 400 × 2 ＝ 800バイト です。
画像のデータ量
デジタル画像は、画素（ピクセル） という小さな点の集まりです。1画素ごとに色の情報を持っています。
横1,000画素 × 縦800画素、1画素を24ビットで表す画像のデータ量
- 画素数：1,000 × 800 ＝ 800,000画素
- 1画素のデータ量：24ビット ÷ 8 ＝ 3バイト
- 全体：800,000 × 3 ＝ 2,400,000バイト ＝ 2.4Mバイト
通信速度と転送時間
通信速度は bps（bits per second）＝「1秒間に何ビット送れるか」で表します。単位がビット である点が最大の注意点です。
また、実際の回線では制御のための情報なども流れるため、表示どおりの速度は出ません。実際に使える割合を 伝送効率 といいます。
転送時間 ＝ データ量（ビット）÷（通信速度 × 伝送効率）
データ量がバイトで与えられたら、必ず × 8 してビットに直す
| 単位 | 意味 | 主な使われ方 |
|---|---|---|
| ビット（bit、b） | 0か1かの1桁 | 通信速度（bps） |
| バイト（Byte、B） | 8ビット | ファイルサイズ、記憶容量 |
| bps | 1秒あたりのビット数 | 回線の速さ |
「100Mbpsの回線なら、100MBのファイルは1秒で送れる」って思ってました…。
それが典型的なひっかけだね。bは小文字でビット、Bは大文字でバイト。100MBは800Mbだから、効率100%でも8秒かかるんだよ。
試験に出るポイント
- 1バイト ＝ 8ビット。nビットで 2n 通り。「○種類に何ビット必要か」は 2n ≧ 種類数 となる最小の n
- 大きい単位：k（103）→ M（106）→ G（109）→ T（1012）
- 小さい単位：m（10−3）→ μ（10−6）→ n（10−9）→ p（10−12）
- 画像のデータ量 ＝ 画素数 × 1画素のビット数 ÷ 8（バイト）
- 転送時間は、バイトをビットに直し、伝送効率を掛けた速度で割る