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ギガバイトの意味と使い方をマスターしよう!②

コンピュータはどのように計算を行っているか

 

コンピュータはどのように計算を行っているか

ギガバイトの意味と使い方をマスターしよう!①でお話ししましたが、いよいよここからはコンピュータの計算方法を説明していきたいと思います。コンピュータは前述のとおり、二進法で計算を行なっています。音楽データも、テキストデータも、画像データも、動画データもすべて0と1から成り立っています。

この0と1を収めるための桁をビットといいます。1ビットは情報量のすべての基本単位です。たとえば、1ビットなら1桁なので、0と1、二通りのパターンが構成できます。2ビットなら2桁なので、00、01、10、11の四通りのパターンが構成できます。3ビットなら3桁なので、000、001,010、011、100、101、110、110の八通りのパターンが構成できます。

もし8ビットならば、00000000から11111111まで、実に256通りものパターンを構成できます。もしNビットならば、2のN乗のパターンが構成できます。

コンピュータの世界では、8ビットを1バイトと呼ぶことになっています。ハードディスクの容量は普段はバイトであらわすことができますが、実はビットであらわしても問題ないのです。

 

キロバイト、メガバイト、ギガバイト、テラバイト

キロバイト、メガバイト、ギガバイト、テラバイト

さて、現在コンピュータで扱っているデータはとても大きく、バイト程度のサイズではとても収まり切りません。しかし、たとえばデータの大きさを1000000バイトとか、10000000バイトとか、100000000バイトとか表してしまってはとても読みにくいです。そこで、大きいデータを扱うときには、バイトの上に特定の接頭語を付けて、わかりやすく表現することにします。

  1. 103=1000バイトを1キロバイトと呼ぶことにします。2000バイトは2キロバイト、10000バイトは10キロバイトです。
  2. 103=1000キロバイトを1メガバイトと呼ぶことにします。2000キロバイトは2メガバイト、10000キロバイトは10メガバイトです。
  3. 103=1000メガバイトを1ギガバイトと呼ぶことにします。2000メガバイトは2ギガバイト、10000メガバイトは10ギガバイトです。
  4. 103=1000ギガバイトを1テラバイトと呼ぶことにします。2000ギガバイトは2テラバイト、10000ギガバイトは10テラバイトです。

実際にはもっと上の接頭語もあるのですが、家庭用コンピュータの場合はテラバイトまで抑えておけばまず問題ないでしょう。1000バイトが1キロバイト、1000キロバイトが1メガバイト、1000メガバイトが1ギガバイト、1000ギガバイトが1テラバイトです。これを覚えておくと、ハードディスクやメモリの性能が簡単に読み取れるようになります。

ちなみに、コンピュータの世界では1000ではなく210=1024を基準とすることがあります。1024バイト=1キロバイト、といった感じです。コンピュータ関連の仕事にでもつかない限りはどっちで覚えても問題ありませんが、たとえば100GBのハードディスクがあった場合、実質的な容量はもう少しだけ減るということは把握しておきましょう。

 

文字のバイト数

テキストエディタを開いて、「あいうえお」と入力し、適当な名前を付けて保存してみましょう。次にそのテキストを右クリックし、プロパティを開いてファイルサイズの大きさを確認してみましょう。入力が間違っていなければ、そこには「10バイト」と書いてあるはずです。5文字で10バイト、つまり1文字で2バイトです。

次に半角アルファベットで「ABCDEFG」と入力し、適当な名前を付けて保存してみましょう。次にそのテキストを右クリックし、プロパティを開いてファイルサイズの大きさを確認してみましょう。入力が間違っていなければ、そこには「7バイト」と書いてあるはずです。7文字で7バイト、つまり1文字で1バイトです。

このことからもわかるように、全角文字(ひらがな、カタカナ、漢字、全角英数字など)は1文字2バイト、半角文字(半角英数字、半角カタカナなど)は1文字1バイトです。

ちなみに、これは文字情報しか含まれていないテキストファイルだからそうなっているだけです。テキスト以外の様々な情報が含まれているWordファイルに「あいうえお」と入力して保存しても、10バイトにはなりません(もっと大きくなります)。

 

周辺機器のバイト数

周辺機器のバイト数

ハードディスク編

近年、ハードディスクの大容量化、低価格化が進んでいます。以前は10万円出さなければ買えなかった大容量のハードディスクが、今では2万円で買えるといったようなことも少なくありません。

容量は商品や用途、内臓か外付けかによってもまちまちですが、家庭用でも大きい外付けハードディスクならば、5~10テラバイトに達することがあります。現在主流な外付けハードディスクの大きさは1~2テラバイトぐらいです。

参考までに、現在価格.comに並んでいる1テラバイトの外付けハードディスクのうち、最も安いのは5980円です。

SSD編

SSDとは半導体メモリ(基本的にフラッシュメモリ)を記憶媒体として用いた記録装置です。用途はハードディスクと大体同じですが、静かで読み込みが早く、衝撃や振動にも強いというメリットがあります。一方で大容量化が難しく、単位容量当たりの価格が高いというデメリットもあります。

容量はやはり商品や用途、内臓か外付けかによってもまちまちですが、家庭用でも大きい外付けハードディスクならば、1~2テラバイトに達することがあります。現在主流な外付けSSDの大きさは128~512ギガバイトぐらいです。

参考までに、現在価格.comに並んでいる128ギガバイトの外付けSSDのうち、最も安いのは5970円です。容量は上記のハードディスクの8分の1程度しかないのに、値段がほぼ同じです。やっぱりSSDはまだまだ割高ですね。

USBメモリ編

USBメモリとは、簡単に言えば小さくて持ち運びができる外付けハードディスクのようなものです。USBポートに差し込んで使います。容量はハードディスクよりも小さいですが、100円ライターぐらいの大きさしかないので、データを持ち運ぶには最適です。容量は大きなものだと1テラバイトに達することもありますが、それはごく珍しいものです。一般的なUSBは2ギガバイト~64ギガバイトくらいです。

参考までに、現在価格.comに並んでいる32ギガバイトのUSBメモリのうち、最も安いのは975円です。1バイト当たりのコストパフォーマンスとしてはSSDよりは少しいいですが、ハードディスクと比べるとだいぶ劣ります。

CD・DVD・BD編

いずれも光学ディスクと呼ばれる、持ち運び可能な媒体です。容量の小さいCDは主に音楽データを保存するのに、容量が大きいDVDやBDは主に動画を保存するのにつかわれます。もちろん、DVDやBDに音楽を保存することもできます。また、同じCDでもCD-ROM(書き換えができない)やCD-R(1回だけ書き込みできる)やCD-RW(複数回書き込んだり消したりできる)などの違いがありますが、このあたりはまあ覚えないでも対して困らないでしょう。

容量はCD<DVD<BDとなっています。CDの容量は一般的に700メガバイトDVDは4.7ギガバイト(4700メガバイト)BDは片面で25ギガバイト、両面なら50ギガバイトとなっています。

フロッピーディスク編

今では使うことがめっきり少なくなってしまったフロッピーディスクですが、これだってれっきとした記憶媒体の一種です。一番ポピュラーな2HDで1.44メガバイトと、現代人から見れば冗談のような数字ですが、それでも当時の人はこれを使っていました。後年にこれよりも大きいフロッピーディスクも開発されましたが、それでもサイズはせいぜい240MBどまりでした。

 

日常的によく使うファイルのサイズ

テキストファイルのサイズ

ここからは、一般的なファイルがどれくらいの大きさなのかを解説していきたいと思います。まずこの文章。大体全角5800文字ぐらいなので、テキストデータに直すと5800×2=11600バイト、つまり11.6キロバイトということになります。文庫本一冊は大体10万文字なので、それをまるまるテキストデータにすると10万×2=200000バイト、つまり200キロバイトということになります。

画像ファイルのサイズ

画像形式やサイズなどによっても異なりますが、大きさ640ピクセル、幅480ピクセルのjpeg形式の風景画像の場合、大体1個で160キロバイトです。

音声ファイルのサイズ

5分、ビットレート128kbps(通常音質)の場合、大体1つで5メガバイトです。

動画ファイルのサイズ

音声ファイルよりもさらにサイズが大きいです。デジタルカメラで20分間フルHD動画を撮影すると、大体8ギガバイトになります。

 

記憶媒体にどれくらいのファイルを保存することができるのか

仮にここに1テラバイト(1000ギガバイト)のハードディスクがあったとしましょう。このハードディスクに160キロバイトの画像を保存する場合、いったい何枚まで入るのでしょうか。ちょっと計算してみましょう。

1000ギガバイトは100万メガバイトです。また、160キロバイトは0.16メガバイトです。したがって保存できる枚数は100万÷0.16≒625万枚となります。一生かかっても625万枚の画像を集めることなんてできないでしょうし、画像を保存するだけなら一生溜められそうです。

下に1テラバイトのハードディスクにデータがどれだけ入るかをまとめてありますので、保存の際の参考にしていただければと思います。

1テラバイトのハードディスクに保存できるデータ

1テラバイトのハードディスクに保存できるデータ

 

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