8
ビット/バイトとは：これらの用語は、コンピュータのデータ保存において重要な役割を果たしています。その正確な意味と違いについてご説明します。
ビットとバイトとは：基本的な定義
コンピュータが大量のデータを転送または保存する方法を理解するには、デジタル世界の最小構成要素について知る必要があります。ここで、ビットとバイトという用語が登場します。これらは、あらゆるファイル、写真、インターネット接続の基盤となっています。
- ビット：「ビット」は、binary digit（2進数）を意味します。これは、デジタルシステムにおける最小の情報単位であり、0 または 1 の 2 つの状態しか取りません。
- ハードウェアでは、ビットは、電圧（高 = 1、低 = 0）、磁化（ハードディスクなど）、または光学マーキング（光学メディアなど）によって表現されます。
- 公式の記号は「bit」または小文字の「b」です。
- バイト： 1 バイトは、事実上常に8 ビットで構成されています（現在のデファクトスタンダード）。
- 多くのアーキテクチャでは、1 バイト（記号「B」）は、メモリ内でアドレス指定可能な最小単位です。つまり、多くのシステムは、個々のビットではなく、バイト全体しかアクセスできません。
- 8 ビットを明示的に強調するために、「オクテット」（8 ビット）という別名も使用されることがあります。
- 1 バイトは 2⁸ = 256 の可能な状態（文字エンコーディング、小数、色情報など）を取ることができます。
換算：バイトからキロバイト、メガバイトなどへ。
大量のデータを扱う場合、バイト以上の意味のある単位が必要になります。ここで接頭辞が活躍しますが、特別な点があります。
- 2進法と10進法の接頭辞： コンピュータ技術では、メモリチップのサイズは2の倍数（例：1024 = 2¹⁰）であるため、伝統的に2の累乗で計算が行われます。
- したがって、以下の式が成立します。
1 KB = 1024 B
1 MB = 1024 KB = 1 048 576 B
1 GB = 1024 MB = 1 073 741 824 B1 TB = 1024 GB など。
- 同時に、多くのメーカー（特にハードディスク、SSD、USB メモリ）は、1 kB = 1 000 B という 10 進法ベースのシステム を使用しています。
1 MB = 1 000 000 B1 GB = 1 000 000 000 B など。
- この並存は、例えば、オペレーティングシステムが「500 GB」（メーカー指定の十進法）のハードディスクを表示しているにもかかわらず、内部では二進法による換算を行っている場合など、不一致の原因となります。
- 混乱を避けるため、IEC（国際電気標準会議）は、それぞれ正確に 1024 倍する特別な接頭辞、KiB、MiB、GiB、TiB を導入しました（例：1 KiB = 1024 B、1 MiB = 1024 KiB）。
実用的な関連性：日常生活におけるビットとバイト
ここでは、ビットとバイトが実際にどのように使用されているか、また、それらを区別する方法についてご紹介します。
- データ転送速度（ネットワーク、インターネット）： インターネット回線、DSL、光ファイバー、携帯電話の速度は、 ほとんどの場合、ビット/秒で表示されます。例えば、「100 Mbit/s」や「1 Gbit/s」などです。小さな「b」はビットを表します。ファイルをダウンロードする場合、回線速度（ビット/秒）とファイルサイズ（バイト）から所要時間が算出されます。例：100 Mbit/s の回線は 12.5 MB/s（100 / 8）に相当します。
- よく混同されることがあります。「Mbps」、「MB/s」、「Mbit/s」と表記されている場合がありますが、ビットとバイトのどちらを指しているかを常に確認してください。
- メモリおよびファイルサイズ： ハードディスク、SSD、USB メモリ、SD カード、メモリなどの記憶媒体は、 バイト（GB、TB など）で表示されます。例：「128 GB」の USB メモリは、通常 1280 億（10 進法）バイト、つまり 128 × 10⁹ B を意味します。オペレーティングシステムは、2 進法での換算を使用する場合、これを約 119 GiB として表示する場合があります。
- オペレーティングシステムでは、多くの場合、バイナリ解釈（例：1 GB = 2³⁰ B）が使用されているため、メーカーの仕様と比較すると、「失われた記憶容量」があるように見えることがあります。
- わかりやすい例： USB メモリ：64 GB のメモリは、多くの場合、実際の容量はバイト単位で、オペレーティングシステムでは GiB 単位でより小さく表示されます。
- ファイルのダウンロード：100 Mbit/s のインターネット接続では、理論的には 1 GB のファイル（≈ 8 Gbit）を約 80 秒（オーバーヘッドを除く）で転送できます。
- ビデオストリーミング：5 MB/s のデータレートを持つ HD ビデオには、少なくとも 40 Mbit/s の帯域幅（5 × 8）のインターネット回線が必要です。
