コードとは、簡潔に言えば「規則に基づいて表現されたもの」のことです。
コンピュータにおいては規則性は人間が作ったもので、それを利用することで色々な表現や操作が可能になります。
けれど人間の感覚と機械の感覚には度々ズレがあるのでこの規則を理解しないと難しく感じてしまうこともあります。
前回はCPUの機能について述べました。
今回は、機械の表現方法の最小単位についての理解をまとめます。
機械における「bit（ビット）」と呼ばれる最小単位をきいたことがあるでしょうか？
bitとは「０または１」の状態を表す１つの「単位」ことです
例えば
豆電球が消えている状態が０
点灯している状態が１とするなら
豆電球１つが１bitです。
豆電球１つで０か１かの状態を表します。
豆電球２つなら２bit、３つなら３bitと呼びます。
さて、問題です。
３bitあればいくつまで数が数えられるでしょうか？
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普通の感覚では「３」思うのではないでしょうか？
全部消えた状態「０」も含めると４パターンになりますね。
しかし、上記の点灯以外にも色々なパターンがあります
これらのパターンも数に含むとしたら、どうやって数えるでしょうか？
実は、これらを順番にきちんとした規則に沿って点灯させると
と、０〜７までの８パターンの状態を表せるのです。他の点灯パターンは・・・無いですよね？
つまり、３bitで数えられる数字は７です。
どういう規則だかわかりますか？
２進数を理解している方は読み飛ばして問題ありませんが、
小学校の算数で０〜９までの数字に慣れている我々にとってはややこしく思えるかもしれませんが、実は算数と同じことをしています。
我々が小学生から慣れ親しんでいるる算数では「１０進数」という数字の規則に沿って計算をしています。
０〜９の１０のパターンを数えると次の桁に上がりますよね？
０のとき、
９までカウントすると
次の桁へ
２桁目がいっぱいになると
次の桁へ
言わずとも知れたこれが１０進数の表現です。
１０進数に対して電球の場合は「２進数」という規則に沿って計算をしています。
２進数では０〜１の２つのパターンを数え終わると次の桁に上がります。
もういちど見直してみましょう。
１０進数の時と同じようなカウンターで０と１を表すことにします
１をカウントすると
次の桁へ
２桁目がいっぱいになると
次の桁へ
どうです？特別な事はしていません。
数え方は１０進数と同じです。
では、１０進数と同じように０〜９までを表すには何桁必用でしょう？
３bitでは０〜７の８通りでしたよね？答えはもう一桁増やした４桁です。
では、数えてみましょう。
0000 = 0
0001 = 1
0010 = 2
0011 = 3
0100 = 4
0101 = 5
0110 = 6
0111 = 7
1000 = 8
1001 = 9
あれ？もっと数えられますよね？
ということで英字に置き換えます。
1010 = A
1011 = B
1100 = C
1101 = D
1110 = E
1111 = F
０〜Fまでの１６通り数えることができました。
16通り扱えると１０進数の計算をさせることが簡単になりそうですね。
この４bitで表される0~Fの数字と文字は「１６進数」とし、現在のコンピュータではよく用いられている単位です。（昔は８進数が主流だった時代もあったそうです）
例えばWebページでよく用いられるカラーコード
このサイトで表現されている#の次から始まる英数字は0~Fの16進数で、それぞれ光の三原色によって「赤（R）、緑（G）、青（B）」の色の強さを表しています。
#FF0000なら赤、#00FF00なら緑、#0000FFなら青といったように「00」や「FF」等の１６進数を２桁を１まとめに（つまり4bit×２の８bit）、一色につき１６の２乗である２５６通りの色度合いが表現されています。
赤緑青の３色それぞれが２５６段階の色を持つことが出来るので、色の表現は２５６の３乗である16,777,216通りの色の表現が可能になるのです。
この４bit×６bitの合計２４bitで表現される色をトゥルーカラーといい、人間の目で区別出来る色の限界と呼ばれています。（もっともっと色の空間を広げたディープカラーと呼ばれる表現方法もありますがあまり一般的ではないので省略。）
このようにbit数を増やす事で数だけでなく色まで表現できるのです。
さて、では文字をbitに置き換えるとなると何bit必用でしょう？
英語だとA~Zの２６文字×２（大文字小文字の２種類）＝最低５２通りの分類が必用です。
加えて数字と「'」や「＆」などの記号も必用です。文にするには空欄も必用ですね。改行も必用でしょう。
いろいろ加えると１００種じゃ足りそうにありません。
実際に使われているものを「文字コード」といい、一覧表がこちらに載っています。
文字コードにはプリンターの制御コード等が入り、最低７bitで表現されます。テストコードも含めると８bitです。
このような8bitを１まとめにした単位を「バイト」とよび、一文字を１バイトとして扱います。
カラーコードの表現でも8bitを１まとめにしていましたね。
コンピュータで１バイトという単位は都合が良いことがお解りいただけたかと思います。
（日本語や中国語といったより0~255に収まらない複雑な文字の場合はこの数では足りないので１バイトを２つ使った２バイトで表現され、「２バイト文字」と呼ばれています。）
プログラミングにおいても、この２５６通りもの表現があるとコンピューターに色々な命令を出すことが可能になります。
過去記事のこちらでは解りやすいよう２bitで命令を出すマシンとして例を挙げましたが、実際にCPUと呼ばれているものはもっともっと命令数が多いものです。
初心者には扱いやすいというこちらのマイコン、PIC16シリーズにおける命令数は３６個です。
アセンブラでプログラムを組むのであれば３６個の命令を駆使してプログラミングをします。
このような命令数はCPUによって異なります。
詳しくは「命令セット 一覧」等で検索してみてください。
いかがでしたでしょうか？このように我々の目にするWebサイトやアプリなどは目には見えない型でコードとして機能し表現されているのです。
