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2.コンピュータのデータ記述
・・・コンピュータが使用する「言葉」・・・

　 コンピュータの中では、すべての情報を「1」と「0」で表現しています。 最小である一つの情報（「1」か「0」）を表す単位をビット（bit）と呼びます。 言い換えると、すべての情報はビットの集まりとしてコンピュータの中で取り扱うのです。(注1)
このビットを8つ集めた情報をバイト（byte）と呼び、このバイト（8ビット）単位の情報で文字や数字の情報を表わします。 （一部の大型コンピュータを除き、現在ではバイト単位で情報を扱うのが、コンピュータの主流となっています。）（注2）

注1：
「ビット」は、シャノンが情報量の単位として採用しました。 なお、ISOおよびJISでは情報量の単位としてビットの代わりにシャノン(Sh)を規定しています。
（JIS X 0016:1997、 ISO/IEC 2382-16:1996）
ただし、コンピュータ業界では、「ビット」の呼び方が一般的なようです。
注2：
１バイトは、8ビットで表す情報を意味しており、通信制御情報などが付加されると1バイトは8ビット以上が正しい表現になります。 また、通信分野などでは、厳密に8ビットの量を表す単位として「オクテット」も使用します。

2-1.コンピュータのデータ表現

　コンピュータで扱うデータは1バイトを8桁の2進数として、256種類（0から255）の情報に紐づけて使用します。 例えば、「01000010（2進法）」は、10進数では2の6乗 + 2の1乗= 64 + 2 =66を表現しています。 １バイトで表現できるのは、「00000000（2進数）」（10進数で「0」）から、「11111111（2進数）」（10進数で「255」）まで256種類となります。 現実に、コンピュータが扱う情報を見るために「1と0」では長くなってしまい不便なので、2の3乗（8進法）や2の4乗（16進法）での記数法が考案されました。 現在では、2の4乗である16を基数とした16進法が広く使用されています。 1桁で0から15の数（2進数の4ビット）を表します。通常の数字では0から9までですので、10を「A」、11を「B」、12を「C」、13を「D」、14を「E」、15を「F」で表します。 16進数はヘキサデシマルといい、ヘキサ(16のこと)と略称します。 15（10進数）すなわちF（16進数）を、0xF、0XF、Hex F、Fh、FHと表現することもあります。したがって、1バイトは2桁の16進数を用いて表示することが可能であり、近年では、一般的な表現方法となっています。

参考：10進数と2進数の対応表
 

2-2.数字データと文字データ

　数字データとしての「1」は、１バイト表示では「00000001（2進数）」ですので「01（16進数）」で表します。 一方、文字データとしての「1」は「11110001（2進数）」すなわち「F1（16進数）」（EBCDIK：エビシディックコードの例、メインフレーム用）や、 「00000000 00110001（2進数）」すなわち「0031（16進数）」 （JIS規格・ISO規格に準拠、PCで一般的に使用している2バイトのユニコード：Unicode）で表します。 ユニコードは、WindowsPCをご利用の方はかな漢字変換システムのIMEパッドで一覧参照可能です。 文字コードを使用すると、2バイトでは、256×256個の情報（数字、文字、記号、および、コンピュータへの制御記号）が表現可能です。
文字データの表現は、コードと呼ばれる文字のセットにより異なります。従来は、メーカごとの機種や搭載するOSごとに異なる文字セットが用いられていました。 2012年現在、多くのカナ漢字変換システムでは一般的にUTF8という規格のUnicode（ユニコード）という文字コードを使用しています。 ユニコードとは、世界中の多くのコンピュータ上の文字列を一貫した方法で符号化し、表現し、扱うためのコンピュータ業界の標準です。 （1980年代に提唱され、世界中のメーカから技術者が集まって改訂しています。） 文字コードはJISの規格（半角の英字と数字はX 0201：ANK (Alphabet, Numerals, Katakana)など）として定められており、国際規格ISOの規格（X0201はISO 646：ASC�U）に準拠しています。

上の例示において、漢字の「木」には、6728（16進数）がコードとして割り当てられています。（番地とも呼びます。）

2-3.数字データの表現

　2進数で計算用の数値データを取り扱う場合、プラス1以上の「正」の数とマイナス１以下の「負」の数では、表記方法が異なります。 （以下、本稿では、単純化のため、１バイトの整数を用いて例示します。16進数は0x00のように表記します。）
(1).「0」以上の正の数
前述のとおり、1バイト（8ビット）では、0ｘ00「2進数で00000000」から0ｘFF「2進数で11111111」の256通りの情報が規定できます。 0以上の整数は、0x00から0x7F「2進数で01111111」までの128通りを使用し、10進数の「0」から「127」としています。 左端のビットは、「0」以上の数では使用しないのです。（負（マイナス）の数で使用します。）
(2).負の数（マイナス）
マイナスの数は、「補数」という形式でデータとして取り扱います。 1バイト（8ビット）では、10進数の「-1」は、0xFF「2進数で11111111」と表します。 このことは、「-1」は、「1の補数」で表すルールになります。「1の補数」とは「1」と足し算すると、桁があがり、計算前に使用していた桁がすべて「0」になることを示しています。 「1」すなわち0x01「2進数で00000001」と「-1」すなわち0xFF「2進数で11111111」を足すと、「2進数で100000000」となります。 1バイト分の情報は右端から8桁です。すべて、「0」すなわち0x00「2進数で00000000」となります。 同様に、1バイトの「2の補数」は0xFE「2進数で11111110」と定義します。 「2」と「2の補数」を足すと１バイトの情報は「0」を示します。 従って、1バイトの負の数は「-1」すなわち0xFF「2進数で11111111」から「-128」すなわち0x80「2進数で10000000」までの128通りとなります。
コンピュータは補数のデータを利用することによって、「1-1」の計算を「1+（-1）」の形式で実行することになります。 言い換えるならば、「引き算」は「補数の足し算」として、高速に処理することが可能なのです。

2-4.数の単位

　現代のコンピュータ利用シーンでは、高速化・大量処理能力が進展したために、かなり大きな数・小さな数を取り扱う場合が増え続けてています。 近年の2010年以降のスーパーコンピュータは「京」（ケイ：数字の単位）と命名されました。 1秒間に「1京回=10,000,000,000,000,000回」の演算が可能なのです。
(1)・日本の数の単位（大きい数）
江戸時代の著作で、中国の数学書をもとにした「塵劫記：1627年、吉田光由 著」をおおむね採用しているようです。
（一桁で切り替わり）一、十、百、千、
（四桁で切り替わり）万、億、兆、京（ケイ）、１垓（ガイ）、・・・ここまで新聞でも採用
（以降は、参考まで）シまたはジョ（注3）、譲、溝、澗、正、載、極、
（八桁で切り替わり）恒河紗、阿僧祇、那由多、不可思議、無量、大数
(2).日本の数の単位（小さい数）
（一桁で切り替わり）分（ブ）、厘、毛、糸、・・・ここまで金融機関で使用
（以降は、参考まで）忽、微、繊、沙、塵、埃、渺、漠、模糊、逡巡、須臾、瞬息、弾指尾、刹那、
六徳、虚空、清浄、阿頼耶、阿摩羅、涅槃寂静

注3：
「シ、または、ジョウ」は、常用漢字外です。どうやら略字らしいのですが、元の字・読み方ともに、ここ数百年決着がついていません。 （10の24乗、垓の次で国際規格も制定されている範囲の単位なので、どうするのでしょうね？）

2-5.国際規格：2進数の単位

　国際度量衡総会（ＣＧＰＭ、1875年設立の国際委員会）で改良を重ねられたＳＩ接頭辞が一般的に（新聞でも）使用されるようになってきました。
ラテン語、ギリシャ語が中心のようですが、イタリア語やデンマーク語も使用されています。
2進数の場合は、k=1,000（10の3乗）を1,024（2の10乗）と読み替えてください。
(1).大きい数（1桁で切り替わり）
da（deca、deka：デカ=10=十）,h（hecto：ヘクト=100=百）,k（kilo：キロ=1,000=千）,
（3桁で切り替わり）
M（mega：メガ=1,000,000=百万）,G（giga：ギガ=1,000,000,000=十億）,
T（tera：テラ=一兆）,P（peta：ペタ=千兆）,E（exa：エクサ＝百京）,Z（zetta：ゼタ＝十垓）,
Y（yotta：ヨタ＝1,000,000,000,000,000,000,000,000=一し（または、じょ））
(2).小さい数（1桁で切り替わり）
d（deci：デシ=十分の一）,c（centi：センチ=百分の一）,m（milli：ミリ=千分の一=一毛）,
（3桁で切り替わり)
μ（micro：マイクロ=百万分の一）,n（nano：ナノ=十億分の一）,
p（pico：ピコ=一兆分の一）,f（femto：フェムト=千兆分の一）,a（ato：アト=百京分の一）,
z（zepto：ゼプト=十垓分の一）,y（yocto：ヨクト：一し（または、じょ）分の一=一涅槃寂聴）

コンピュータのデータ記述-以上

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