ビットとバイト：8ビットで1バイト、1024倍ずつ大きくなる
ビット（bit）は 0 か 1 のどちらかを表す情報の最小単位で、8ビット＝1バイト（byte）です。バイトが大きくなると KB → MB → GB → TB と単位が変わり、パソコンの表示では1024倍ずつ大きくなります。通信速度の Mbps はビット、ファイルサイズの MB はバイトなので、8倍のちがいがあります。
このページで学べること
- ビットとバイトの関係がわかる
- 8ビットで256通り表せる理由がわかる
- KB・MB・GBを換算できる
- MbpsとMB/sの違いがわかる
前提知識
単位のしくみ
- 1ビット＝0か1（2通り） ／ 8ビット＝1バイト（256通り）
- 1KB＝1024バイト、1MB＝1024KB、1GB＝1024MB、1TB＝1024GB
1ビットで表せるのは2通り。2ビットなら 00・01・10・11 の4通り、3ビットで8通りと、1桁増えるごとに2倍になります。8ビットでは 2×2×…×2＝256通り。半角文字1文字が1バイトで表せるのは、この256通りを使っているからです。
なぜ1024なのかというと、コンピュータが2進数で動いているためです。2を10回かけると1024（210）になり、ちょうどよい区切りになります。
※ 厳密には、国際単位では 1KB＝1000バイトで、1024バイトは 1KiB（キビバイト）と呼びます。ただしパソコンの表示では 1KB＝1024バイトとして扱われることが多く、このページでもその慣習にそって説明します（このため、ハードディスクの表示容量が実際より小さく見えることがあります）。
1ビットは 0 か 1 の 2通り。ここにもう1ビット足すと、もとの2通りそれぞれに 0 の場合と 1 の場合ができるので、00・01・10・11 の 4通りになります。
さらに1ビット増えれば、その4通りがそれぞれ2つに枝分かれして8通り。1桁増えるたびに枝が2倍になるので、8ビットでは 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 ＝ 256 通りです。場合の数の「かけ算の法則」とまったく同じしくみで、1024（＝2を10回かけた数）が単位の区切りに使われるのもここから来ています。
図でイメージする（単位の階段）
例題（くわしい手順）
例題1：保存できる枚数を求める
1枚3MB の写真は、1GB の空き容量に何枚保存できますか。
- 単位をそろえる：1GB＝1024MB。
- わる：1024 ÷ 3 ＝ 341.3…。
- 切り捨てる：枚数は整数なので341枚（342枚目は入りきらない）。
- 確かめる：341 × 3 ＝ 1023MB で 1024MB におさまり、342枚だと 1026MB で超えてしまいます。
「単位をそろえてから割る」のは単位換算と同じ手順です。実際にはファイル管理用の領域も使うため、表示できる枚数はもう少し少なくなります。
例題2：通信速度から時間を求める
100Mbps の回線で 1GB のファイルをダウンロードすると、理論上何秒かかりますか（通信の計算なので 1GB ＝ 1000MB とします）。
- 単位の種類をそろえる：Mbps はビット、GB はバイト。まずどちらかにそろえます。
- 数え方をそろえる：通信速度の M（メガ）は100万（1000 × 1000）なので、ファイルも 1GB ＝ 1000MB と1000倍で数えます。
- ファイルをビットに直す：1バイト ＝ 8ビットなので 1000 × 8 ＝ 8000（Mビット）。
- 速度でわる：8000 ÷ 100 ＝ 80 なので、80秒（1分20秒）です。
- 確かめる：100Mbps は1秒で 100 ÷ 8 ＝ 12.5MB ぶん。1000 ÷ 12.5 ＝ 80秒で同じ答えになります。
パソコンの表示の 1GB（1024 × 1024 × 1024 ＝ 1,073,741,824バイト）で計算すると約86秒です。「1GB ＝ 1024MB」と「1秒に1億ビット」を混ぜて 81.92秒 とすると、どちらの数え方でもない値になります。1000倍と1024倍のどちらで数えるかをそろえましょう。小文字の b はビット、大文字の B はバイト。ここを取りちがえると答えが8倍ずれます。実際には通信の制御に使う分があるので、理論値よりは時間がかかります。
MbpsとMBの違い
| くらべること | Mbps | MB |
|---|---|---|
| 単位のもと | ビット（小文字の b） | バイト（大文字の B） |
| 表すもの | 1秒間に送れる量（速さ） | データの大きさ（量） |
| 関係 | 100Mbps ＝ 100 ÷ 8 ＝ 約12.5MB/秒（理論値） | |
「100Mbps なのに 12MB/秒しか出ない」と感じるのは故障ではなく、ビットとバイトの8倍のちがいによるものです。
よくある間違い
小文字の b はビット、大文字の B はバイトです。Mbps は通信速度（ビット）、MB はデータ量（バイト）で、8倍ちがいます。
通信速度からダウンロード時間を出すときは、バイトをビットに直す（×8）必要があります。1GBのファイルは約8192Mbit です。
国際単位では1KB＝1000バイト、1024バイトは1KiB です。パソコンの表示は1024で計算されることが多いため、カタログ容量と実際の表示がずれて見えます。
練習問題
まず自分で解いてから解説を開きましょう。
1バイトは何ビットですか。
解答・解説を見る
8ビットで表せる組み合わせは何通りですか。
解答・解説を見る
2MB は何KB ですか（1MB＝1024KB とします）。
解答・解説を見る
答え：2048KB
2×1024＝2048KB です。
1MB＝1024KB（1024倍ずつ大きくなる）。1000倍で計算すると2000KBになり、少しずれます。SI接頭語との違いに注意。
つまずいたら → 「1MB ＝ 1024KB」（本ページ 単位のしくみ）に戻りましょう。
100Mbps の回線で 1GB のファイルをダウンロードすると、理論上何秒かかりますか（1GB ＝ 1000MB とします）。
解答・解説を見る
答え：80秒（1分20秒）
1GB＝1000MB＝1000×8＝8000Mbit。8000÷100＝80秒。通信速度の M は100万なので、ファイルも1000倍で数えてそろえます。実際は通信の余分なやりとりがあるため、これより長くかかります。
つまずいたら → 「bps はビット、B はバイトで8倍ちがう」（本ページ 例題2）に戻りましょう。
よくある質問
Q. ビットとバイトの違いは何ですか？
ビットは0か1を表す最小単位で、8ビットが集まって1バイトになります。小文字のbがビット、大文字のBがバイトを表します。
Q. 1MBは何KBですか？
パソコンの表示では1MB＝1024KBです（国際単位では1MB＝1000KBで、1024KBは1MiBと呼びます）。1KBは1024バイトです。
Q. Mbpsとは何ですか？
1秒間に送れるビット数で、通信速度の単位です。100Mbpsは1秒間に100メガビット送れる速さで、バイトに直すと約12.5MB/秒になります。
Q. ハードディスクの表示容量が少なく見えるのはなぜですか？
メーカーは 1GB＝1000MB で数え、パソコンは 1GB＝1024MB で表示するためです。同じ容量でも表示が約7%小さく見えます。
次に学ぶ内容
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