【情報をどう表すか】プロセッサは「０」と「１」しかわからない
数字に英字、ひらがな、カタカナ、漢字やアルファベット、画像や動画、株価から科学実験データまで、アプリで扱えるデータは様々です。そういったアプリも、実態はプロセッサが実行しているプログラム。実はプロセッサの内部では、全ての情報は「０」と「１」だけを用いたバイナリ文字列で表現されています。そのほうがプロセッサの設計が楽なのです。
プロセッサは０と１しかわかりません。プロセッサが住むお部屋はこんな感じかもしれません！
文字で書ける全ての情報は、０と１だけで表現しても情報ロスはありません。英語圏で使われている英数字や記号は、8ビット（０と１の8ケタ）のASCIIコードを使って書き表せます。日本語で用いる文字はもっと多いですが、それでも16ビットのシフトJISなどで表現できます。最近では、世界中の言語で使われている文字を０と１で表すユニコード（UTF-8）などが普及しています。
画像は「ピクセル」という画面上の点の集まりと考えれば、各ピクセルの色と明るさを０と１で表せば十分です。動画は画像の連続です。
どうして「０」と「１」だけのほうが楽なのか
「０」と「１」だけのほうが誤差に強い
電子回路を流れる電流は電圧の高低の波です。カクカクした綺麗な波形にはならず、必ずどこかひずんでしまいます。
それでも、電圧が高いときを「１」、低いとき「０」と解釈するようにすると、正しく「１」と「０」が認識できます。
10進数を使うと誤差に弱くなる
同じ電圧の波を10進数の信号と解釈しようとすると、ひずみの影響で信号を誤って認識してしまいます。回路設計が極めて困難になってしまいます。
文字情報を「０」と「１」で
文字情報を「０」と「１」で
日本語用ではシフトJISやUTF-8など、０と１で文字を表すための様々な文字コードがあります。文字コードが違えば、同じ文字が違ったバイナリ文字列で表現されます。
画像を「０」と「１」で
画像を「０」と「１」で
画像はピクセルの集まりです。各ピクセルの色と明るさを０と１で表すことにすれば、1枚の画像は１つの2進数として表現できます。
この例では黒を「１」、白を「０」で表していますが、様々な色に番号を割り当てれば、カラー画像も同じやり方で2進数として表現することができます。
