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ビットとバイトとワード

更新日２００５．１１．３

コンピュータで扱う基本的な単位として、ビットとバイトがあります。
ここでは、ビット，バイトおよびワードについて説明します。
また、関連情報として、ビットの状態（ＯＮ，ＯＦＦ）を表すＨ，Ｌについても説明します。

（１）ビットとバイトとワード
・皆さんがお使いのパソコンには、CPUやメモリ，入出力装置（ハードディスク，ＣＤ，ディスプレイ，キーボードなど）が搭載されています。
このＣＰＵやメモリなどは、ＯＮかＯＦＦかの電気信号により、情報を変換・伝達・保存しています。

ＯＮまたはＯＦＦの一つの情報をビット（ｂｉｔ）と言います。
ビットの状態は、ＯＮ／ＯＦＦの２通りしかありませんので、ＯＮは１，ＯＦＦは０として２進数で表現します。
そして、８ビット分をまとめてバイト（Ｂｙｔｅ）と呼びます。

以上を簡単にまとめたものが下の表です。
ビットの状態OFFOFFONONOFFOFFONOFF
２進数表現00110010
バイト８ビットで１バイト
１バイトは８ビットですが、１バイトを半分にして上位４ビット／下位４ビットのように扱う場合もあります。

ワードは、考え方はバイトと同じで、複数のビットをまとめてワード（ＷＯＲＤ）と呼びます。
ただし、コンピュータによって１ワードのビット数が異なります。
ＰＩＣ１６シリーズの場合、１ワードは１４ビットで構成されます。

ＰＩＣ１６Ｆ８４Ａの場合、以下のようになります。
　データメモリ　・・・　バイト単位（８ビットまとめて）に読み出し，書き込みを行う
　プログラムメモリ　・・・　ワード単位（１４ビットまとめて）に読み出しを行う

ＰＩＣのデータメモリやプログラムメモリについては、ＰＩＣのメモリ構造を参照して下さい。

（２）ＯＮとＯＦＦ　ＨとＬ
上では、ＯＮ／ＯＦＦと表現しましたが、ＰＩＣのドキュメントにはＯＮ／ＯＦＦと言う記述はありません。

一般的に、論理回路を扱う場合は、ＯＮをＨ，ＯＦＦをＬと表現しています。
（ＯＮ＝Ｈ，ＯＦＦ＝Ｌと言うのは少し正確ではありませんが、大体そのようなものだと思って下さい。）
そして、ＨとＬとはどんな状態であるかを規定しています。

ＰＩＣの電源が５Ｖの場合の入力は以下のようになっています。
Ｈ：２Ｖ〜５Ｖの範囲
Ｌ：０Ｖ〜０．８Ｖの範囲
また、０Ｖや５Ｖと言う表現も使わず、Ｖｓｓ，Ｖｄｄと表現します。
電源電圧は、５Ｖとは限らないので、Ｖｄｄと表現しているのです。

このページでは、分かり易くするために、ＯＮ／ＯＦＦの表現を使っています。

（３）参考
デジタルとアナログ
今までの説明のように、ＯＮとＯＦＦのみを扱う電気回路をデジタル回路と呼びます。

一方、アンプなどのように可変の電圧（電流）を扱う電気回路をアナログ回路と呼びます。

情報を記録（メモリなどに）するのに、デジタル方式は正確に記録でき、何回読み出しても必ず同じ情報を読み出せます。（実際には、パリティやＢＣＣなどにより、同じ情報が読み出せたかをチェックしています。このような事がソフトウェアでも可能であることから、アナログ方式に比べて情報を正確に・容易に扱えます。）

アナログ方式での記録（昔のテープレコーダなど）は、記録する時点でノイズなどにより元の情報を正確には記録できず、読み出し時もノイズにより元の情報を正確に再現する事ができません。
テレビ番組をビデオに録画し、テープを何度もダビングしていくと、徐々に画質が劣化するのはこのためです。

最近では、音楽やテレビなどのアナログ信号をデジタル変換して、デジタル形式で記録する方式が主流になっています。（テレビの録画はハードディスクに，音楽はＣＤやメモリなどに記録）
デジタル方式ですので、何回コピーしても音質や画質は劣化しません。
何回コピーしても品質劣化が無い事から、これを悪用した不法コピーが問題となり、コピーを制限する方式などが生まれています。

バイトとオクテット
今では、１バイトは８ビットと言うのが一般的ですが、その昔は１バイトが７ビットや９ビットなどのコンピュータもありました。

コンピュータ同士を接続するネットワーク（ＬＡＮや回線など）では、１バイトが８ビットのコンピュータと１バイトが９ビットのコンピュータでも接続して通信する必要があります。
そこで、ネットワークに流す情報の単位として、オクテットと言う単位ができました。
１オクテットは８ビットと規定されており、どんなコンピュータ同士でも通信が可能となっています。