共通科目情報処理(講義)、体育専門学群対象、2001年04月26日 電子・情報工学系 新城 靖 <yas@is.tsukuba.ac.jp>
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コンピュータのモデル
単位としては、時間ではないものに対応させると分かりやすいかもしれない。
1ビットで表せること。
1ビットでは、0か1の2つのことしか区別できない。2つだけでは、日常的 に扱いたい情報(数、文字、画像、音声など)を表現するのに不足するので、普 通は、複数のビットをまとめて使うことになる。
もっと大きい数を扱う時には、複数ビットをまとめてあつかう。 ビットごとに、 20 21 22 23 ... と 重みを変える(2進法)。 たとえば、
101 (2進法)だと
22+20== 4 + 1 == 5 (10進法)を意味する。
---------------------------------------------------------------------- 2進 16進 10進 ---------------------------------------------------------------------- 0 0 0 1 1 1 10 2 2 11 3 3 100 4 4 101 5 5 110 6 6 111 6 7 1000 8 8 1001 9 9 1010 A 10 1011 B 11 1100 C 12 1101 D 13 1110 E 14 1111 F 15 10000 10 16 ----------------------------------------------------------------------16進数(16進法)では、10進で 10 から 15 の代わりに、アルファベッ トのA から F を使う。16進数の計算ができる必要はないが、 転記する必要がでてくることがある。
2の補数は、算盤で負の数を扱う時と同じ方法。 −nを、nを加えると、0(桁溢れ)になるよう。
m × R e
指数部 e と小数部 m の組で、少数を表す。e, m は整数。R は、2 が使われ ることが多い。(10 が使われることも、16 が使われることもある。)
画像は、細かい細かい点(画素、ピクセル、pixel)の集合として扱える。
画像の品質は、次の2つの数で決まる。
色と階調には、次のような種類がある。
色の名前の付け方には、いろいろある。
面積が決まっている場合には、画素数と解像度が混同されて使われることがあ る。
画素数 ×1画素あたりのビット数コンピュータ1画面の
縦のドット数 ×横のドット数 ×1画素あたりのビット数
1000 ドット x 1000 ドット x 24 ビット == 24,000,000 ビット。
(フロッピ・ディスク3枚分くらい。)
画像は、大きいので、「圧縮」したい。つまり、同じ画像をより小さなデータ 量で表現したい。
画像の表現形式にも、何種類もある。自分が使えるコンピュータで全ての種類 の画像が扱えるわけではない。操作する時には、自分が扱えるかどうかを調べ る必要がある。場合によっては、形式の「変換」をする必要がある。
よく使えれている画像の形式には、次のようなものがある。
JPEG は、ITU (International Telecommunications Union, 旧 CCITT) と ISO の共同作業グループ(Joint Photographic Experts Group) により作成された規格である。正式には、JFIF (JPEG File Interchange Format) という。
JPEG は、劣化式圧縮の1つである。JPEG では、人間の目で見た時 にあまり気が付かない部分のデータを取り除く。その結果、写真の 見た目の質を落とすことなく、高い圧縮率を実現している。JPEG で圧縮時に捨てられたデータは、展開時に回復させることはできな い。
このような性質から、JPEG は、写真のようなイメージを圧縮する ために向いている。逆に、図形やイラストなどの保存には、適さな い。このようなものは、劣化式ではない圧縮アルゴリズムを使って いる GIF 形式の方が適している。
JPEG では、写真を保存する時に、品質を指定することができる。 高い品質を指定すれば、劣化が少なくなるが、データ量は多くなる。 低い品質を指定すれば、逆になる。
A 1 B 2 C 3 ... Z 26モールス符合。
ポケットベル符合。
コンピュータでよく使われる文字集合と文字の符号化の方法
8ビット符号。 20(16進)から7F(16進)までは、ASCII と同じ。 西ヨーロッパでよく使われている。
参考:
http://www.sandia.gov/sci_compute/iso_symbol.html
漢字1文字を、16ビットで表す。16進で2121から747Eまでの範囲にある。た だし、ただし、半分は空いている。16ビットを、8ビットずつに分ける時に、 それぞれ 21〜7E に入るようになっている。
参考:
http://www.hlla.is.tsukuba.ac.jp/~yas/classes/ipe/nitiniti2-enshu-1996/1996-11-18/kanji-code.html
旺文社漢和辞典より。1986年。ISBN 4-01-077522-X。
残念ながら、漢字コードから漢字が引けない。
逆に文字を符号化してしまうと、個人の性質を出したい時には、問題がある。 たとえば、署名やラブレター。
文字の符号化には、何種類もある。符号化の方法を知らないと「文字化け」を 起こす。
日本語の符号化には次の3つがよく使われる。