現在コンピュータ システムではどのような信号が処理されていますか?

現在コンピュータ システムで処理されている情報はデジタル信号です。システム内の情報は 2 進数で処理されているためです。デジタル信号とは、独立変数が離散的であり、従属変数も離散的である信号を指します。コンピュータで一般的に使用される、有限ビット数の 2 進数はデジタル信号のサイズを表します。

このチュートリアルの動作環境: Windows 10 システム、DELL G3 コンピューター。

現在コンピュータ システムで処理されている情報は何ですか?

コンピュータ システムで処理されている情報は 2 進数で処理されているため、デジタル信号です

デジタル信号「変数が離散的であり、従属変数も離散信号である」を指します。この信号の独立変数は整数で表され、従属変数は有限数の中の数値で表されます。コンピューターでは、デジタル信号のサイズは、限られたビットの 2 進数で表されることがよくあります。

知識を広げる

情報化時代が前触れなく到来し、私たちは常にさまざまな信号に囲まれています。信号の本質とは、メッセージ (情報) を表す物理量です。たとえば、一般的な正弦波電気信号では、振幅、周波数、位相が異なると、異なるメッセージ (情報) を表します。信号を媒体とするデータは、文字記号や画像など、現実の物理世界に存在するあらゆる情報を表現できます。信号は、その具体的な表現の観点から、アナログ信号とデジタル信号に分類できます。

デジタル信号とは、信号を記述するために特殊な状態のセットを使用することを指します。通常、信号は最も一般的な 2 進数で表されます。信号を表すために 2 進数が使用される基本的な理由は、回路が 2 つの状態しか表現できないためです。状態、つまり回路のオンとオフ。実際のデジタル信号伝送では、通常、一定範囲の情報変化が状態 0 または状態 1 に分類されます。この状態を設定することにより、デジタル信号の耐ノイズ能力が大幅に向上します。それだけでなく、機密性、耐干渉性、伝送品質などの点で、デジタル信号はアナログ信号よりも優れており、信号伝送チャネルのリソースをより多く節約できます。

デジタル信号と離散時間信号の違いは従属変数にあります。離散時間信号の独立変数は離散、従属変数は連続であり、独立変数は整数、従属変数は物理量の大きさに応じた数値で表されます。離散時間信号の大きさを有限の 2 進数で表すと、それはデジタル信号になります。

バイナリ

バイナリは、コンピューティング テクノロジで広く使用されている数値体系です。バイナリデータとは、0と1の2桁で表される数値です。基本は 2 で、キャリー ルールは「2 が入力されると 1 が追加される」、借用ルールは「1 を借用して 2 に等しくなります」です。

2進数(バイナリ)は2桁の桁上げ方式であり、0と1が基本演算子であり、コンピュータ演算の基本は2進数です。コンピュータの基本はバイナリです。初期に設計された一般的に使用されていた基数系は主に 10 進法でした (指が 10 本あるため、10 進法のほうが合理的な選択です。指で 10 個の数値を表現できます。0 の概念はずっと後になってから登場しました) 、つまり 1 ～ 10 であり、0 ～ 9 ではありません）。

電子コンピュータの出現後、電子管を使用して 10 個の状態を表すのは複雑すぎるため、すべての電子コンピュータにはオンとオフの 2 つの基本状態しかありませんでした。言い換えれば、電子管の 2 つの状態により、電子管に基づく電子コンピューターは数値とデータを表現するために 2 進数を使用することが決まります。一般的に使用される基数には、8 進数と 16 進数があります。コンピュータ サイエンスでは、16 進数がよく使用されますが、10 進数はめったに使用されません。これは、16 進数と 2 進数には自然な関係があるためです。4 つの 2 進数のビットは、0 から 15 までの数値を表すことができ、これはまさにデータですつまり、2 進数から 16 進数への変換には、4 ビットごとの変換のみが必要になります。

関連知識の詳細については、FAQ 列をご覧ください。

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