バイト

「バイト」とは

バイト（byte）は、コンピュータで扱うデータ量を表す単位の一つです。現在のコンピュータでは、1バイトは8ビットと定義されています。

コンピュータでは、文字、画像、音声、動画など、さまざまな情報を0と1の組合せで表しています。その情報量を表す基本的な単位がビットであり、8ビットをまとめた単位がバイトです。

バイトは、ファイルの大きさ、主記憶装置や補助記憶装置の容量、通信するデータの量などを表すときに広く用いられます。

ビットとバイトの関係

ビットとは

ビット（bit）は、情報量を表す基本的な単位であり、0または1の2通りの状態を表します。

例えば、1ビットでは0と1の2通り、2ビットでは00、01、10、11の4通りの組合せを表現できます。

一般に、nビットで表現できる組合せの数は、次の式で求められます。

2ⁿ 通り

ビット数が1増えると、表現できる組合せの数は2倍になります。

バイトとは

1バイトは8ビットであるため、1バイトを使うと2⁸＝256通りの組合せを表現できます。

例えば、次の8桁の2進数は1バイトのデータです。

10110011

バイトは「B」、ビットは「b」と表記することがあります。大文字と小文字で意味が異なるため、注意が必要です。

• 8 b ＝ 8ビット
• 8 B ＝ 8バイト ＝ 64ビット

ビットとバイトの換算

バイトからビットへ換算するときは8倍、ビットからバイトへ換算するときは8で割ります。

例えば、16バイトをビットに換算すると、

16 × 8 ＝ 128ビット

となります。

480バイトの場合は、

480 × 8 ＝ 3840ビット

となります。

一方、500ビットをバイトに換算すると、

500 ÷ 8 ＝ 62.5バイト

となります。

このように、データ量を換算した結果が小数になる場合もあります。ただし、記憶領域を1バイト単位で確保するときには、端数を切り上げなければならないことがあります。

例えば、500ビットのデータを1バイト単位の領域に収める場合、62バイトでは496ビット分しかないため、最低63バイトの領域が必要になります。

バイトの大きな単位

ファイルや記憶装置の容量は非常に大きくなるため、バイトをまとめた単位が使われます。

ここで注意したいのは、1000倍を基準とする単位と、1024倍を基準とする単位があることです。

1000倍を基準とする単位

これらは10の累乗を基準とする単位です。

1024倍を基準とする単位

コンピュータは2進数を使うため、2¹⁰＝1024を基準とする単位も用いられます。

例えば、20480バイトをKiBに換算すると、

20480 ÷ 1024 ＝ 20 KiB

となります。

また、4 GiBをバイトに換算すると、

4 × 1024³ ＝ 2³² バイト

となります。

kBとKiB、MBとMiBは異なる単位です。問題を解く際には、単位の表記と問題文で指定された換算基準を確認する必要があります。

バイトと2進数・16進数

1バイトは8ビットなので、8桁の2進数で表すことができます。

例えば、次の2進数は1バイトのデータです。

10110011

この8ビットを4ビットずつに分割すると、

1011 0011

となります。

上位4ビットの1011は16進数のB、下位4ビットの0011は16進数の3に対応します。

したがって、

10110011₂ ＝ B3₁₆

となります。

16進数では、0～9とA～Fの16種類の数字を使用し、A～Fは10～15に対応します。

16進数1桁は16通りの値を表すので、2進数4ビットに対応します。

16 ＝ 2⁴

したがって、

• 4ビット ＝ 16進数1桁
• 8ビット（1バイト）＝ 16進数2桁
• 16ビット（2バイト）＝ 16進数4桁

となります。

16進数は2進数との対応がよいため、コンピュータで扱うバイト列やメモリアドレスなどを簡潔に表記するために利用されます。