2進数とは？初心者でもわかる読み方・意味・仕組みをやさしく解説！
生徒
「先生、2進数って何ですか？コンピュータの勉強でよく出てくるんですが、いまいちピンときません。」
先生
「いい質問ですね。2進数は、コンピュータの世界でとても大切な数の表し方なんです。」
生徒
「普段使っている数字と何が違うんですか？」
先生
「私たちが日常で使う数字は10進数（ジュッシュンスウ）ですが、2進数（ニシンスウ）は0と1だけで数を表現する方法です。では、詳しく見ていきましょう！」
1. 2進数（ニシンスウ）とは？
2進数とは、読み方は2進数（ニシンスウ）といい、数字を0（ゼロ）と1（イチ）の2つだけで表す数の表記方法です。これは、基数（キスウ）が2のn進数（エヌシンスウ）であり、コンピュータやデジタル回路の内部処理に使われています。
たとえば、2進数の「101」は10進数に直すと「5」になります。これは以下のように計算されます：
- 1 × 2² = 4
- 0 × 2¹ = 0
- 1 × 2⁰ = 1
- 合計 = 5
2. 2進数と10進数（ジュッシュンスウ）の違い
10進数（ジュッシュンスウ）は0から9までの10種類の数字を使います。たとえば「254」は以下のように表されます：
- 2 × 10² = 200
- 5 × 10¹ = 50
- 4 × 10⁰ = 4
一方、2進数では桁が2倍ごとに重みを持ち、0か1のどちらかで構成されます。たとえば、「1101」は：
- 1 × 2³ = 8
- 1 × 2² = 4
- 0 × 2¹ = 0
- 1 × 2⁰ = 1
- 合計 = 13
このように、2進数は桁数が多くなりますが、計算のルールはシンプルです。
3. 2進数の仕組みと基本構造
2進数は、「ビット（bit）」と呼ばれる単位で構成されます。1ビットは0または1のどちらかを表します。そして8ビットを1バイト（Byte：バイト）と呼びます。
たとえば、「00000001」は8ビットの2進数で、10進数では「1」です。「11111111」は10進数で「255」に相当します。
このように、2進数はコンピュータが情報を扱うための基本単位となっており、データや処理の根本的な仕組みに深く関係しています。
4. 2進数の変換方法（10進数から2進数）
10進数の数を2進数に変換するには、「2で割って余りを取る」方法を繰り返します。
例：10進数の「13」を2進数に変換する手順
- 13 ÷ 2 = 6 余り1
- 6 ÷ 2 = 3 余り0
- 3 ÷ 2 = 1 余り1
- 1 ÷ 2 = 0 余り1
余りを下から読んで「1101」が2進数での表記になります。
5. 2進数の計算方法（足し算・引き算）
2進数にも足し算（加算）や引き算（減算）があります。基本的なルールは以下の通りです。
- 0 + 0 = 0
- 0 + 1 = 1
- 1 + 0 = 1
- 1 + 1 = 10（繰り上がって2進数では「0」、1を繰り上げ）
例：2進数「1011」＋「0101」＝「10000」（10進数の11＋5＝16）
6. 2進数とコンピュータの関係
コンピュータは、電気の流れを使ってデータを処理しています。電気が流れている状態を「1」、流れていない状態を「0」として判断します。そのため、2進数はコンピュータにとって非常に扱いやすい形式です。
CPU（シーピーユー）やメモリ、ストレージ、プログラミングなどあらゆるIT技術の基礎には、2進数が使われています。たとえば、画像データも、文字も、プログラムの命令も、最終的にはすべて2進数で表現され、処理されているのです。
7. 2進数の雑学やトリビア
2進数は、紀元前の古代インドや中国の「易経（エキキョウ）」にも類似の考えが見られるといわれています。近代的な2進数の概念を体系化したのは、ドイツの数学者ゴットフリート・ライプニッツ（Gottfried Leibniz）です。
また、2進数は「真理値」や「論理回路」の基本にもなっていて、論理演算（AND・OR・NOTなど）の基礎にも関係しています。現代のあらゆるテクノロジーを支える重要な仕組みです。
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