【IT】ビットとは？わかりやすく解説

基本情報技術者試験の最初の勉強でビットの説明がでてきました。ChatGPTさんに尋ねてみると以下のような回答が返ってきました。

1ビットは0か1が入る箱

1ビットという箱の中には0か1の値が入ります。ただ、1ビットだけでは0か1しか表すことができないので、スイッチのOn／Off程度しか表すことができません。

どうやって文字や画像を表すの？

このビットの箱をいくつも用意することで、文字や画像、音声、動画などのデジタルデータを表します。

nビットで表せるもの

さて、1ビットだと0か1の２通りしか表せません。これが2ビットだとどうなるでしょう？正解は1ビットで2通りなので、2
ビットだと2通り×2通りで4通りの数を表すことができます。

同じように3ビットの時を考えると、2（通り）×2（通り）×2（通り）＝8通りを表すことができます。ここまでをまとめると、n ビットの時、2×2×…と2がn回でてくることになります。
なので次のことがいえます。

nビットの時、表すことができるものは2^ｎ個

4ビットで表せるもの（16進数の数値）

普段、私たちの生活で使っているのは10進数です（0～9までの10個の数値で1桁目を表し、9の次が繰り上がる）。16進数というのは9の次が10ではなく、Aになります。Aの次はB、C、D…と続き、Fまでが１桁目になります。Fの次の数が10になります。0～9の10個の数字とA～Fまでの6個のアルファベットの合計16個の文字を使って１桁目を表すので、16進数と呼ばれます。

nビットの時に表すことができるものは2ⁿ個に当てはめると　2^４＝16となり16進数は4ビットで表すことができます。

16進数は何に使うの？

16進数はITの世界では色々なものに使われています。下記に例を示します。

インターネット

インターネットで使われているIPアドレスではIPv4（Internet Protcol version 4）では32ビットで表されていますが、あまりにもわかりにくいので、8ビットごとに「.（ドット）」で区切って、0～255の10進数の4つの組み合わせで表されます（例.192.168.0.1）。

32ビットでIPアドレスを表すので、IPアドレスは2³²個（約43億個）存在できる計算になります。ただ、現在では約43
億個のIPアドレスでも枯渇しており、IPv6（Internet Protocol version 6）と次世代のIPアドレスへ移行して始めています。

IPv6では128ビットで表すことになっており、割り当てられるIPアドレスは2¹²⁸=2^32+32+32+32なので43億×43億×43億×43億＝約340澗（かん）とほぼ無限に近いと考えられています。

IPv6

ここまで話してようやく16進数の話になりますが、IPv6ではIPv4で0～255の10進数で表していた代わりに、16進数を用います。128ビットを16ビットごとに「：（コロン）」で区切ります。16進数は上述したように0～fで示すので各コロンの間の文字は0～ffffのいずれかになります。（例．2001:0db8:0000:0000:3456:0000:0000:0000）

IPv6アドレスを128ビット（2進数）へ

上記2進数の128ビットで計算するのは、ちょっと面倒なのでChatGPTに聞いてみましょう。

とIPv6アドレスを128ビットで表すことができました。

10進数を2進数へ変換、16進数を2進数へ変換する方法は以下記事をご参照ください。