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コンピュータは文字や写真、動画などをどうやって表示しているの?

コンピュータは何でもできて楽しい

コンピュータでは、文字だけでなく、写真や動画、さらに音声データまで扱うことができます。今では当たり前のように感じられますが、どのようにして対応しているのでしょうか? この記事では、コンピュータ初心者にも分かるように紹介しています。

コンピュータによる文字や写真、動画などの表示方法

コンピュータは、日本語や英数字の文字をディスプレイに表示します。それどころか、写真や絵、動画や音声までも扱えます。

どんな情報もディスプレイ(画面)に表示して、気軽にネットサーフィンなどを楽しめますが、コンピュータでは、どんな処理をしているのでしょう。

コンピュータのできること

コンピュータは、文字でも写真でもどんな情報でも、数値化できるものなら何でも対応できます。

では、どのようにして数値化しているのでしょうか?

文字の場合

アルファベットの場合は、26文字なので、大文字と小文字でも52通りです。

例えば、aを1とした場合、zは、26になります。大文字のAを27にするとZは、52です。つまり、アルファベットなら簡単に単語を数値に置き換えられます。

日本語の文字は、文字数が多い上に、ひらがな、カタカナ、漢字、ローマ字など種類の違う文字もあります。そのため、対応する数値も膨大ですが、数値化できます。

写真や絵の場合

写真や絵画なら、1枚を小さなメッシュ状の区画に区切って、3原色と明るさを数値化します。メッシュが細かければ、対応する数値も増えますが、より高精細になります。

動画の場合

動画を数値化するには、写真と同様にして、1枚を小さなメッシュ状の区画に区切って数値化したものを作ります。この写真が少しずつずれたものを作って、パラパラ漫画のようにすれば動画になります。

音声の場合

音声の数値化は、一言でいうと、信号波形の高さを数値にして、一定時間ごとに集計したものです。

コンピュータは、二進数で動く

二進数表示二進数表示

0は電気的にオフ(電流が流れない)状態、1は電気的にオン(電流が流れる)状態を表しています。これは、コンピュータが出来た当初から変わりません。コンピュータは進化してきましたが、現在でも扱える数値は、0と1だけです。

コンピュータは数値を扱いますが、全て0と1だけの二進数で動作しています。

二進数でさまざまなデータを表現できる理由

二進数は、0と1の2つの情報だけで構成されています。

これでは、1本の電線では、0(オフ)と1(オン)の2つの情報しか判別できせんが、同じ電線が2本あれば、この組み合わせは、0-0、1-0、0-1、1-1の4通りになります。4本なら16通り、もしも電線が8本なら256通りにもなります。

コンピュータは、このようにして、組合せ数を増やすことで、様々な情報を0と1に数値化して処理しています。

二進数では、このようにして、多くの情報を区別しているため、0と1だけで様々なデータを表現できるのです。

人が、0と1だけの数値を解読するのは大変ですが、コンピュータは苦にしません。。

但し、コンピュータの性能によって、扱える情報の量や処理時間が変わってくるので、メーカは、扱える信号の量を多くするのと、高速化を進化させて競争をしています。

まとめ

コンピュータは信号の扱える量や、速度を進化させてきましたが、データの処理方法は変えていません。

コンピュータは、データを0と1に数値化(二進数)して、処理しています。そのため、コンピュータで処理できるように、様々なデータ(文字・写真・音声など)は、全て二進数に変換して対応しています。

コンピュータで、様々な情報が扱えるのは、情報(データ)を0と1に数値化(二進数)して、処理しているからです。

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iyasaretaihito
子どもの時から、昆虫や恐竜、宇宙などに興味がある理科大好きな理系人間です。 会社は半導体設計関連会社に勤務して、60歳で定年退職後は趣味に没頭する、のん気なおじさんです。