この記事について
プログラミング学習の基礎づくりのため、基本情報技術者の参考書で学習したことをまとめています。
今回はデジタルデータの表現法についてまとめました。
1.目次
1.目次
2.デジタルデータで用いられる単位
3.文字の表現方法
4.マルチメディアデータの表現方法
5.アナログデータのコンピュータ制御
2.デジタルデータで用いられる単位
コンピュータで使用する最小の単位はbit(ビット)であり、
1bitだけでは0か1しか表せない。
そのため、8bitでひとまとめにしてbyte(バイト)という単位を用いる。
1byteでは、2^8つまり256通りの数を表すことが出来る。
このbyteにも、メートル法の補助単位が利用される。
k(キロ) => 10^3
M(メガ) => 10^6
G(ギガ) => 10^9
T(テラ) => 10^12
3.文字の表現方法
あらかじめ番号を割り振られた図形データを表示するという形式で、文字を表現する。
割り振り方(文字コード)によって表現できる文字の種類や量が異なる。
Unicode
全世界の文字を表せることを目指したコード。ISOで標準化されている。
文字数が多いため、現在は1文字を4byteで表す。
S-JIS
ひらがなや漢字、カタカナが扱える。Windowsでも使われており、1文字を2byteで表す。
4.マルチメディアデータの表現方法
画像や音声などは、それぞれに適した形で細かくしてから扱う。
画像
ビットマップ方式と呼ばれる、ドットの集合による表現形式を用いる。
ドットの一つ一つに色情報というデータが必要になり、
フルカラーでは1ドットにつき24bitの情報量が必要になる。
音声
PCM方式と呼ばれる、単位時間ごとに区切りを作る方式。
大まかには2段階の工程がある。
標準化(サンプリング)
音声データを単位時間で区切り、それぞれの音の高さを抽出する作業。
この単位時間の長さをサンプリング周期という。
量子化
音の高さを何段階で表現するかを定めて、
サンプリングしたデータを整数値に置き換える。
=>サンプリング周期:短,量子化ビット数:多 になるほどオリジナルに近くなる。
5.アナログデータのコンピュータ制御
機器の制御は以下の流れで行われる。
センサ…アナログデータを計測し、コンピュータに伝える(A/D変換)。
↓
コンピュータ…情報を整理して次に行う動作を決定し、電気信号を送る。
↓
アクチュエータ…電気信号を受け取り、物理的な動作に変換する(D/A変換)。
機器の制御方式
一般的な制御方式としては、以下の二つがある。
シーケンス制御
あらかじめ定められた条件に従って、段階を踏んで制御を実行する。
洗濯機など。
フィードバック制御
現在の状態を定期多岐に測定し、目標値とのずれを修正するように動作する。
エアコンなど。