2進数・8進数・16進数の基礎まとめ【10進数からシンプルに解説】

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 コンピューターの世界を理解するうえで,最初に身につけておきたいのが「進数」の知識です。基本情報技術者試験をはじめとする情報処理技術者試験では,2進数・8進数・16進数の理解が前提となり,さまざまな問題で繰り返し問われます。基礎の段階でしっかり整理できていますか?

  • 進数=数の表し方(基数)であり,コンピューター理解の出発点

 コンピューターは,電気信号のON/OFFをもとに動作しており,そのしくみを理解するために2進数が使われます。また,8進数や16進数は,2進数を効率よく扱うための表現方法として重要です。

 このページでは,10進数を出発点として,2進数・8進数・16進数の考え方や関係性を,図や表を使いながらシンプルに整理しています。進数の基礎から丁寧に学べる構成になっているため,初学者の方でも無理なく理解できます。

 このページが,あなたの学習の第一歩です。ここから一緒に頑張っていきましょう!!

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10進数とは

 10進数の特徴は次のとおりです。

  • 1桁で0~9の10種類の数字を使い,10になるときに桁上がりする
  • ある桁の数を左に1桁動かすと10倍,右に1桁動かすと 110 倍になる

 1桁に使用する数字の個数を基数といいます。10進数の場合は10,2進数の場合は2です。
 また,たとえば,300という数値の場合,各桁の数字を左に1桁動かすと3000に,右に1桁動かすと30になり,それぞれ10倍, 1 10 倍になります。

数値の表し方

 10進数の123.45という数値は次のように表すことができます。

123.45
=100+20+3+0.4+0.05
=1×100+2×10+3×1+4×0.1+5×0.01
=1×102+2×101×3×100+4×10-1+5×10-2
※どんな数の0乗も1になる(a0=1)ので,1=100と表すことができる。

 102,101,…の部分は重みといい,各桁の数に対する大きさを表します。

2進数とは

 コンピューター内部では,電気信号のON/OFFにより情報を処理します。このON/OFFは数字の1/0に対応しており,2進数で表現します。

ON= 1
OFF= 0

 2進数の特徴は次のとおりです。

  • 1桁で0,1の2種類の数字を使い,2になるときに桁上がりする
  • ある桁の数を左に1桁動かすと2倍,右に1桁動かすと 1 2 倍になる

 2進数の場合,基数は2となります。

 10進数と2進数の対応を表にしました。じっくり,みてください。

10進数と2進数の対応表

 10進数と2進数を区別するために,次のような表記を使用することがあります。

10進数の100: 100(10)
2進数の100: 100(2)

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8進数とは

 8進数の特徴は次のとおりです。

  • 1桁で0~7の8種類の数字を使い,8になるときに桁上がりする
  • ある桁の数を左に1桁動かすと8倍,右に1桁動かすと 1 8 倍になる

 10進数と2進数,8進数の対応を表にしました。じっくり,みてください。

10進数と2進数、8進数の対応表

8進数と2進数の対応関係(変換の基礎)

 8進数の1桁は,2進数3桁で表すことができます。

2進数を8進数に変換する説明画像

16進数とは

 16進数の特徴は次のとおりです。

  • 1桁で0~9,A~Fの16種類の数字と文字(アルファベット)を使い,16になるときに桁上がりする
  • ある桁の数を左に1桁動かすと16倍,右に1桁動かすと 1 16 倍になる

 16進数の場合,1桁で10種類より多く表す必要があるためA~Fのアルファベットも使います。

 10進数と2進数,8進数,16進数の対応を表にしました。じっくり,みてください。

10進数と2進数,8進数,16進数の対応表

16進数と2進数の対応関係(変換の基礎)

 16進数の1桁は,2進数4桁で表すことができます。

2進数を16進数に変換する説明画像

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練習問題(進数の基礎理解)

 次の表の空欄を埋めよ。

練習問題の問題画像
練習問題の解答画像

まとめ

 今回は,10進数を基準にして,2進数・8進数・16進数の基本と相互関係についてシンプルにまとめてみました。進数は一見すると難しく感じるかもしれませんが,「基数」と「桁の重み」という考え方を押さえれば,必ず理解できるようになります。特に,2進数を中心に,8進数(3ビット)・16進数(4ビット)との対応関係を意識することが,試験対策のポイントです。この関係をしっかり理解しておくことで,進数変換の問題にもスムーズに対応できるようになります。最初は戸惑うこともあるかもしれませんが,練習問題を繰り返し解きながら,少しずつ慣れていきましょう。

 理解が進んだら,基本情報技術者試験の過去問題にもチャレンジしてみてください。

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