# 2進数とデータ — 0と1がすべての正体

> レベル: 初級 ／ 対象: 大人
> 出典: Kotowary — https://kotowary.com/learn/units/binary-and-data?level=beginner&audience=adult
このユニットは「0と1の**仕組み**」に集中します。データの種類やメディア・圧縮そのものは [データの正体](/learn/units/data-basics) を参照してください。

## なぜ0と1なのか

コンピュータの中では、文字も写真も音楽も動画も、**すべて0と1の並び**で表されています。なぜわざわざ2種類だけなのでしょうか。

答えは「**機械にとって一番間違えにくいから**」です。コンピュータの中身は電気回路で、電気には「流れている/流れていない」というはっきりした2つの状態があります。もし10進数を使おうとすると電圧を10段階に見分ける必要があり、ノイズですぐ誤読します。オンかオフかの2択なら、まず間違えません。

::image{src="/images/computer-basics/transistor.webp" alt="半導体ウェハ" caption="0と1の正体 — オン/オフを刻む半導体"}

この0か1かの1桁を **ビット（bit）** と呼びます。コンピュータの世界の最小単位です。

## ビットを束ねると何でも表せる

1ビットでは「はい/いいえ」しか表せませんが、束ねると表現力が爆発します。

- 2ビット → 4通り（00, 01, 10, 11）
- 3ビット → 8通り
- 8ビット → **256通り** … これを **1バイト（byte）** と呼びます

たとえば半角の「A」には65番、「B」には66番…と番号を割り当てるルール（文字コード）を決めておけば、文字は数値になり、数値は2進数になり、電気信号として扱えます。

::diagram{name="bits-switch"}

写真も同じです。画像を細かいマス目（画素）に分け、各マスの色を「赤・緑・青の強さ」の数値で記録する。音楽なら、音の波の高さを1秒間に何万回も測って数値の列にする。**変換ルールこそ違え、行き着く先はぜんぶ0と1**。だから1本のケーブルで文字も動画も送れるのです。

## 単位の感覚をつかむ

- 1 KB（キロバイト）≒ 1,000 バイト … 短いメール1通ぶん
- 1 MB（メガバイト）≒ 1,000 KB … 写真1枚、曲1分ぶん
- 1 GB（ギガバイト）≒ 1,000 MB … 映画1本（標準画質）
- 1 TB（テラバイト）≒ 1,000 GB … スマホ写真なら数十万枚

「ギガが減る」の「ギガ」はこの単位のことで、正確には通信で送った**データ量**を指しています。0と1を何個送ったか、という話だったわけです。