ビットとバイト（bit / byte）

分類

テクノロジ系 基礎理論

出る試験

基本情報応用情報

重要度

★★★★☆

もう少し詳しい説明

ビットは、0か1のどちらかを入れる、1けたの入れ物です。コンピュータが扱えるのは0と1だけなので、これがいちばん小さい単位になります。

バイトは、ビットを8個まとめた単位です。半角の英数字1文字が、ちょうど1バイトにあたります。

まず、なぜ0と1だけなのか、そしてなぜ8個でまとめるのかを見ます。

なぜ0と1の2通りだけなのか

コンピュータの中で0と1を表しているのは、電気です。

電圧が高い状態を1、低い状態を0として扱います。電気が流れているか、流れていないか、という2通りだけです。

3通り以上にすることもできます。 ただし、そうすると境目があいまいになります。たとえば0・1・2の3通りにするなら、電圧を3段階に分けることになります。すると「中くらい」の電圧が来たときに、1なのか2なのか決められません。

電気の強さは、熱や距離の影響でわずかに揺れます。2通りなら、揺れても取り違えません。 「高いか低いか」だけを見るので、多少ぶれても判断が変わらないからです。

確実さを優先して、いちばん少ない2通りにしてある、ということになります。

けたが1つ増えると、表せる数は2倍になる

1ビットでは、0か1の2通りです。

2ビットにすると、00・01・10・11の4通りになります。

なぜ2倍ずつ増えるのか。 けたを1つ足すと、それまでの組合せが2つに分かれるからです。

2ビットの4通り（00・01・10・11）に、3けた目を足してみます。4通りそれぞれについて、3けた目が0のものと1のものができます。そのため 4 × 2 ＝ 8通りです。

nビットで表せる値の種類は 2ⁿ通り。

この式は、このあとの単元でくり返し出てきます。

なぜ8個まとめて1バイトなのか

英数字1文字ぶんにちょうどよかったからです。

アルファベットの大文字と小文字で52種類、数字が10種類、それに記号や改行などを足していくと、だいたい100種類ほどになります。

7ビットなら2⁷ ＝ 128通りで、ぎりぎり足ります。8ビットなら2⁸ ＝ 256通りで、余裕があります。コンピュータは2の累乗（2を何回か掛けた数。2・4・8・16…）で区切るほうが扱いやすいため、8ビットのほうが選ばれました。

1バイト ＝ 8ビット ＝ 256通り

この3つを結んだ形で覚えてください。

なお、日本語の文字は1バイトでは足りません。ひらがな・カタカナ・漢字を合わせると、256種類をはるかに超えます。そのため日本語は、1文字に2バイト以上を使います（くわしくは文字コード（文字と数値の対応表）のページで扱います）。

b と B：小文字か大文字かで8倍違う

ここが、試験でも実務でもいちばん間違えるところです。

同じ「100M」でも、こうなります。

8倍違います。 回線の速さが「100Mbps」と書いてあるのに、ファイルの大きさを「100Mバイト」で考えると、計算の答えは8倍ずれます。

使い分けには決まりがあります。

• 通信の速さは、ビットで数えます（bps。bits per second ＝ 1秒あたりに送れるビット数）
• 記憶の容量とファイルの大きさは、バイトで数えます

線を流れるものはビット、置いてあるものはバイト。

大きい数は接頭語を付ける

バイトやビットの前に k（キロ）・M（メガ）・G（ギガ）を付けて、大きい数を短く書きます。

この付け方をSI接頭語（k・M・G・Tのように、1,000倍ごとに名前を付けた記号）と呼びます。

ただし、記憶容量では1,000ではなく1,024でまとめることもあります。1,024は2¹⁰で、コンピュータにとっては区切りがよい数だからです。そちらは2進接頭語（Ki・Mi・Giのように、1,024倍ごとに名前を付けた記号）のページで扱います。

どこで出てくるのか

ビットとバイトは、ほとんどの単元の土台になっています。

「何ビットか」が分かると、「何通りを区別できるか」も分かります。 IPv4（いま広く使われている形式のIPアドレス）が32ビットなら、2³² ＝ 約43億通りです。この数が、いまIPアドレスが足りなくなっている理由そのものです。

覚え方：まず8を思い出す

押さえるのは3つです。

1. 1バイト ＝ 8ビット
2. 1バイト ＝ 256通り（2⁸）
3. nビット ＝ 2ⁿ通り

そして、計算を始める前に「ビットとバイトのどちらで書かれているか」を見ること。ここをそろえてから式を立てれば、8倍のずれは起きません。

試験ではこう出る

ビットとバイトの意味を単独で問う問題は、ほとんど出ません。 そのかわり、ほかの計算問題の中に必ず入ってきます。

• 伝送時間（データを送り終えるまでにかかる時間）の計算 … 回線速度はビット、データ量はバイト
• 記憶容量の計算 … 何バイト必要かを求める
• 必要なビット数を求める問題 … 「◯種類を区別するには何ビット必要か」
• サブネットマスク（IPアドレスのうち、どこまでがネットワークの番号かを示すもの）… 32ビットのうち何ビットか

いちばん多い失点は、ビットとバイトの8倍を忘れることです。 回線速度が「Mビット/秒」、データ量が「Mバイト」と書かれていたら、どちらかにそろえてから割ります。

必要なビット数の問題は、2・4・8・16・32・64・128・256と数え上げれば確実に解けます。1,000種類なら、2⁹ ＝ 512では足りず、2¹⁰ ＝ 1,024で足りるので10ビットです。公式を思い出せなくても、数えれば答えは出ます。

関連する用語

SI接頭語

kバイト・Mバイトのような単位の付け方。1000倍ごとに名前が変わる

基数変換

2進数と10進数、16進数の行き来。ビットの並びを読むときに使う

文字コード

文字と数値の対応表。1文字に何バイト使うかは、この決め方で変わる

伝送時間と伝送効率

回線速度はビット、データ量はバイトで書かれる。8倍を忘れると答えがずれる

主記憶

1つの番地に1バイトずつ置く。番地とバイトは1対1で対応する

ミニクイズ

この分野をまとめて解く → 基礎理論と情報メディアのミニテスト（全39問）

最終更新：2026-10-28