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基礎理論

2進数(バイナリ)は、すべてのデジタル技術の根底を支える数学的基礎です。コンピュータ内部の物理的な最小情報単位は「ビット(bit)」と呼ばれ、1ビットは2進数の1桁(0または1)に相当します。8ビットが集まると「1バイト(byte)」となり、これで256通りの情報を表現できます。コンピュータが2進数で効率的に計算を行うために、正負の数を表す「2の補数表現」や、小数を表す「浮動小数点数」といった仕組みが用いられます。また、プログラムコードやネットワークのIPアドレスなどを人間が読みやすく表現するために、2進数の4桁を1桁で表せる「16進数(0〜9とA〜Fを使用)」もITの現場では頻繁に使われており、2進数と10進数、16進数の相互変換はプログラミングの基礎技術となっています。コンピュータ内での負の数の表現方法として「2の補数」があります。これは、ある数のすべてのビットを反転させて1を足すことで負の数を表す手法です。

試験でのポイント

試験での最重要ポイントは、「10進数と2進数の相互変換の計算」です。10進数を2進数に変換するために「2で割り算し続けて余りを並べる方法」や、2進数を10進数に戻すために「各桁の重み(2の0乗、1乗、2乗…)を掛け算して足す方法」を確実に身につけておきましょう。また、ビットとバイトの単位換算(1バイト=8ビット)や、コンピュータが2進数を用いる物理的な理由(スイッチのON/OFFという電圧の有無で表現するため)についても理論問題として出題されます。16進数(0〜9、A〜F)と2進数の相互変換(2進数の4ビットが16進数の1桁に対応する)の計算方法も押さえておきましょう。

関連する用語

16進数、ビット(bit)、バイト(byte)、2の補数、浮動小数点数