基数とは?初心者向けにわかりやすく解説【2進数・10進数・16進数の違いも理解】
生徒
「先生、パソコンの数の数え方ってふつうの数字と違うんですか?」
先生
「はい。パソコンの世界では『基数(キスウ)』という考え方で、数の表し方が違います。」
生徒
「基数?それってなんですか?」
先生
「いい質問ですね。では『基数(キスウ)』とは何か、実際の例をまじえて説明していきましょう!」
1. 基数(キスウ)とは?
基数(キスウ)とは、数を表すときに使う「桁(ケタ)」の数のことです。たとえば、私たちがふだん使っている数字は「10進数(ジュッシュンスウ)」といい、0から9までの10個の数字を使っています。この「10」が基数(キスウ)になります。
パソコンの世界では、主に以下の基数が使われます:
- 2進数(ニシンスウ)…基数は2(0と1)
- 10進数(ジュッシュンスウ)…基数は10(0〜9)
- 16進数(ジュウロクシンスウ)…基数は16(0〜9とA〜F)
このように、「どんな数字を使って数を表すか」を決めるのが基数(キスウ)なのです。
2. 基数の具体例と2進数の考え方
基数の使い方を理解するには、例を見てみましょう。
たとえば、10進数の「5」は、2進数では「101」となります。
これは、以下のように考えることができます:
- 2の2乗(4)+2の0乗(1)=5
- つまり「101」は、左から「1×4 + 0×2 + 1×1」という意味になります
このように、2進数では「0」と「1」だけを使って、数を表現しています。これは、パソコンの回路が「電気が流れている(1)」と「流れていない(0)」の2つしか扱えないためです。
3. 16進数(ジュウロクシンスウ)とは?
16進数(ジュウロクシンスウ)は、基数が「16」の数の表し方です。0から9に加えて、10〜15をA〜Fの英字で表します。
具体的には:
- 10進数の10 → 16進数では「A」
- 10進数の11 → 「B」
- 12 → 「C」、13 → 「D」、14 → 「E」、15 → 「F」
そして16進数は、2進数との変換が簡単なので、プログラミングやパソコン内部のデータ表現でよく使われます。
4. 2進数・10進数・16進数の対応早見表
基数の違いによって、同じ数でも表し方が変わります。下のような表で比較してみましょう。
| 10進数 | 2進数 | 16進数 |
|---|---|---|
| 0 | 0000 | 0 |
| 1 | 0001 | 1 |
| 2 | 0010 | 2 |
| 3 | 0011 | 3 |
| 4 | 0100 | 4 |
| 5 | 0101 | 5 |
| 6 | 0110 | 6 |
| 7 | 0111 | 7 |
| 8 | 1000 | 8 |
| 9 | 1001 | 9 |
| 10 | 1010 | A |
| 11 | 1011 | B |
| 12 | 1100 | C |
| 13 | 1101 | D |
| 14 | 1110 | E |
| 15 | 1111 | F |
このように、基数(キスウ)が変わると、数の表し方も大きく変わります。
5. 基数の雑学:なぜ2進数や16進数が必要?
私たちは10進数(ジュッシュンスウ)を使っていますが、パソコンはなぜ2進数(ニシンスウ)や16進数(ジュウロクシンスウ)を使うのでしょうか?
それは、パソコン内部の回路が「ON(電気が流れる)」と「OFF(電気が流れない)」の2つの状態しか扱えないためです。この2つの状態を表すのに最適なのが、0と1で表せる2進数です。
そして、2進数は長くなりやすいため、4ビット(4桁の2進数)をまとめて表せる16進数もよく使われます。メモリのアドレスやカラーコード(例:#FF0000など)にも16進数が使われています。
6. 基数は「進数の種類」を表すキーワード
最後にもう一度確認しましょう。「基数(キスウ)」という言葉は、どの「進数(シンスウ)」を使っているかを示すキーワードです。
- 2進数 → 基数は2(使う数字は0と1)
- 10進数 → 基数は10(使う数字は0〜9)
- 16進数 → 基数は16(使う数字は0〜9とA〜F)
このように基数(キスウ)を理解すると、コンピュータのしくみやプログラミングがグッとわかりやすくなります。