【情報I】なぜコンピュータは2進数なの？現役エンジニアが仕組みから解説

こんにちは！オンライン家庭教師のこばやしです。普段はフリーランスのITエンジニアとして働きながら、中高生に「情報I」「理系数学」「英語」を教えています。

情報Iで最初の関門になりがちなのが、2進数・16進数です。変換のやり方は暗記でこなしているけれど、「そもそもなぜコンピュータは2進数なんて使うの？」という肝心なところが、いまいち納得できていない方も多いのではないでしょうか。

変換がつらく感じる原因は、理由を知らずに手順だけを覚えているからです。理由が分かれば、変換はただの作業ではなくなります！

■ コンピュータは「電気のオン/オフ」で動いている

まず知ってほしいのは、コンピュータの中身は、突き詰めると「電気が流れているか、いないか」の2つの状態しか区別できない、ということです。

スイッチのオンとオフ。この2つしかありません。だから、その2つの状態に「1」と「0」を割り当てるのが、いちばん自然で確実。つまり、コンピュータが2進数を使うのは好みではなく、必然なのです。

■ 2進数は"桁上がり"のルールが違うだけ

「2進数」と聞くと難しそうですが、実は10進数と同じ「位取り」の仕組みで、桁上がりのルールが違うだけです。

10進数は「10になったら位が上がる」。2進数は「2になったら位が上がる」。それだけの違いです。私たちが普段10本の指で数えるから10進数に慣れているだけで、数の本質は変わりません。ここが納得できると、変換もぐっと楽になります。

■ 16進数は、人のための"省略記法"

では、なぜ16進数まで出てくるのでしょうか。それは、2進数が「長すぎて人間には読みにくい」からです。

たとえば「11111111」と書くより、16進数で「FF」と書いたほうが、ずっと短くて扱いやすい。16進数は、2進数の4桁をちょうど１文字にまとめられるので、人間が2進数を読み書きするための"省略記法"として使われているのです。

■ 現場でも、16進数は日常の道具

「16進数なんて、試験でしか使わないのでは？」と思うかもしれません。でも実は、現場ではごく普通に使います。

たとえばWebの色指定。「#FF0000」は赤色ですが、これは16進数です。プログラムでメモリの中身を確認するときも、16進数で表示します。私も日々の開発で当たり前のように使っています。2進数・16進数は、決して机上の話ではないのです！

■ 「基準を決めて数を表す」という発想

何進数か、という考え方は、「基準を決めて数を表す」という数の本質に触れる入口です。この発想が分かると、数そのものへの理解が一段深まります。

私の授業では、スイッチのオン/オフから始めて「なぜ2進数なのか」を体感してもらいます。変換のやり方は、必ず理由とセットで教える。そうすると、暗記だった変換が「納得できる作業」に変わります。

「進数の変換が、何度やっても苦手」

「なぜ2進数を使うのか、そもそも納得できていない」

そんな方は、ぜひ一度体験授業にいらしてください。「だから2進数なのか！」という圧倒的な納得感と共に、数の世界へご案内します！

【プロフィール】

こばやし｜納得感を大切にするフリーランスエンジニア

北海道大卒。約10年間にわたり金融決済システムなどの基幹開発に携わった後、フリーランスのエンジニア・IT講師として独立。企業の新人IT研修のメイン講師も務めるプロが、「仕組みから理解する」論理的な指導を行います。