BPM ビットとは •物質の基本単位は? ...アトム ( atom ) •情報の基本単位は? ...ビット (bit) •ビットとは? binary digitの略 ...「ある(1)」か、「ない(0)」か •あらゆる情報はビットの単位に分解することができる。 (情報理論 クロード・シャノン 1949年) 生体情報:DNA、商品情報:バーコード、音楽: CD、映画:DVD、写真:デジカメ All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 0 ビットとは BPM <あらゆる情報をビット化する> 論理データのビット化 真/偽、男/女、大人/子供、右/左、表/裏、上/下、 外/内、接続/切断 → 0/1を割り当てる 数値データのビット化 離散数:学籍番号、商品番号、郵便番号、電話番号、IS BN、車検証番号、保険証番号 → 2進化 連続数:長さ、高さ、重さ、速度、音圧、気圧、電圧、電流、 周波数、明るさ、価格 → サンプリング → 2進化 All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 1 BPM コード化 <なぜビットを使うのか> 計算機の動作原理は2進数(オン/オフ)である。 10進数を使うと電子回路が複雑になる(故障、誤動作しやすい)。 理論的な裏づけはブール代数(ジョージ・ブールが19世紀に論理学の ために作った)。 回路の最小単位はトランジスタである。 1/0信号の演算や記憶はトランジスタにより行うことができる。 集積回路は数百万個のトランジスタを1チップにまとめたもの。 CPUやメモリは集積回路によって作られている。 All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 2 コード化 BPM <画像> 1ピクセル(画素) 白黒:1bit 8色:3bit 256色:8bit フルカラー:24bit All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 3 コード化 BPM All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 4 BPM コード化 <画像の色(3bit)> 色 黒 青 緑 水色(シアン) 赤 紫(マゼンダ) 黄 白 R(赤) G B(青) (緑) 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 青 紫 赤 水色 白 黄 緑 All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 5 BPM コード化 <画像の色(フルカラー)> 色 R(Red) G(Green) B(Blue) 金色 銀色 11111111 11010111 00000000 11000000 11000000 11000000 ベージュ チョコレート 灰色 11110101 11110101 11011100 11010010 01101001 00011110 10000000 10000000 10000000 ダークブルー ネイビーブ ルー ダークレッド 00000000 00000000 10001011 00000000 00000000 10000000 10001011 00000000 00000000 ライム 00000000 11111111 00000000 白 11111111 11111111 11111111 All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 6 BPM コード化 <音声> 音の大きさ 時間 音の大きさ 16bitで表す 時間 1/44100秒でサンプリング 人間の耳の限界=20KHz All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 7 BPM コード化 <文字> 文字 ASCIIコード 文字 ASCIIコード 0 00110000 + 00101011 1 00110001 ー 00101101 9 00111001 * 00101010 スペース 00100000 / 00101111 A 01000001 = 00111101 B 01000010 $ 00100100 Z 01011010 a 01100001 z 01111010 All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 8 BPM ビットのメリット 1. あらゆる情報を同一の形式で扱える。 データと命令(ソフトウェアが生まれた) マルティメディア(テキスト、画像、動画、音声) 2. 情報が劣化しない。 伝言ゲーム(音声情報と文字情報) カセットテープとMD、ビデオとDVD 3. コンピュータのメカニズムがシンプル。 高密度化、高速化、低価格化 半導体の集積密度は1年半で倍増する(ムーアの法則) All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 9 BPM ビットの計算 ビットとバイト 1B(バイト) = 8b(ビット) 単位記号 k(キロ)=103、M(メガ)=106、G(ギガ)=109 m(ミリ)=10-3、μ(マイクロ)10-6、n(ナノ)=10-9 例. 縦2,000画素、横3,000画素の24ビットカラー画像を保存する のに必要な記憶容量は、 2,000×3,000×24[b]=18,000,000[B]=18[MB] All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 10 課題3(2004年10月18日提出) BPM インターネットまたは雑誌から、自分のお気に入りの パソコンを選んで、そのスペックを解説せよ。 ただし、単に技術用語や数字を羅列するのではなく、 その意味を説明すること。 提出:10月18日(月) 18:00 小林に手渡し。 所定の表紙をつけ、印刷したものを提出。 All Rights Reserved Copyright © 2004, Kobayashi 11
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