「分かりそう」で「分からない」でも「分かった」気になれるIT用語辞典

順番に見ていきましょう。
まずは予備知識として「ビット」について説明します。
「そんなの説明されなくても知ってるよ！」な人は適当に読み飛ばしてください。

ビットは、コンピュータさんの世界における「0か1が入る箱」です。



あるいは、この「0か1が入る箱」の数を表す単位です。
例えば「4ビット」であれば「0か1が入る箱が4つあるよ」の意味になります。



ビットは

コンピュータが処理する最小単位

と言われています。

コンピュータさんは、実際はショボイやつです。
電気信号のonとoff、つまり「1」と「0」しか判別できません。



ただし、この「1」と「0」を、た～くさん組み合わせることによって、数字や文字、あるいは画像や動画などを扱っています。



数字を例に見てみましょう。

ここに0か1が入る箱が1つありました。



この状況で表現できる値は2つだけです。

・0
・1

に対応する何かを表現できます。

試しに、数字を2つ割り当ててみましょう。

・0：0
・1：1

とします。

0か1が入る箱が1つだけあるときは、数字の「0」と「1」を表現できました。

おっと、ピヨ太君が箱をもう1つ持ってきたようです。



0か1が入る箱が2つになりました。



箱が2つになると表現できる値は4つになります。

・0-0
・0-1
・1-0
・1-1

に対応する何かを表現できます。

せっかくなので数字を4つ割り当ててみましょう。

・0-0：0
・0-1：1
・1-0：2
・1-1：3

とします。

箱が1つのときは、表現できる数字は「0」と「1」の2つでした。
箱が2つになると、表現できる数字は「0」から「3」までの4つになりました。

おっと、ピヨ太君が、さらに箱をもう1つ持ってきたようです。



0か1が入る箱が今度は3つになりました。



箱が3つになると表現できる値は8つになります。

・0-0-0
・0-0-1
・0-1-0
・0-1-1
・1-0-0
・1-0-1
・1-1-0
・1-1-1

に対応する何かを表現できます。

せっかくなので数字を8つ割り当ててみましょう。

・0-0-0：0
・0-0-1：1
・0-1-0：2
・0-1-1：3
・1-0-0：4
・1-0-1：5
・1-1-0：6
・1-1-1：7

とします。

箱が1つのときは、表現できる数字は「0」と「1」の2つでした。
箱が2つになると、表現できる数字は「0」から「3」までの4つになりました。
箱が3つになると、表現できる数字は「0」から「7」までの8つになりました。

さらに箱の数を増やせば、より多くの数字を表現できるでしょう。



さらにさらに箱の数を増やせば、数字だけではなく文字も表現できそうです。



さらにさらにさらに箱の数を増やせば、画像とか動画も表現できるんじゃないですかね。



このように、0か1が入る箱を たくさん使うことで、コンピュータさんは数字や文字、あるいは画像や動画などのデータを扱っているのです。

コンピュータの世界におけるデータの根源は「0か1が入る箱」です。
すべてのデータは

0か1の寄せ集め

であると言えます。

コンピュータさんが判別できる「0か1（が入る箱）」がビットです。
このビットを寄せ集めて、あれやこれやのデータが形作られています。

あるいは「0か1（が入る箱）」の数を表す単位が「ビット」です。
例えば「4ビット」であれば「0か1が入る箱が4つあるよ」の意味になります。

以上を踏まえて、本題に入ります。

繰り返しになりますが、コンピュータの世界には「0」と「1」しかありません。
「0」と「1」の組み合わせに人間様が適当な意味を割り当てて使っています。



この「人間様が割り当てた適当な意味」を1回捨てて初心に立ち返ろう。

データは0と1の固まりだってことを思い出して操作しよう！

が「ビット演算」です。

例えば、そうですね。

「5」という数字を1つ左にずらしてみましょう。

「『5』を左にズラす」と言われるとピンと来ないかもしれませんが「『0000 0101』を左にズラす」と言われれば勘の良い方は分かるのではないでしょうか。
「0000 0101」は「5」を2進数（0と1の組み合わせ）で表したものです。

0000 0101

のビット（つまりは桁）を全部1つずつ左にズラして空いたところに「0」を埋めると

0000 1010

に なります。



2進数の「0000 1010」は10進数に直すと「10」です。
「5」を1つ左にズラしたら「10」になりました。



「5を1つ左にズラしたら10になる」です。
算数っぽく考えると「何のこっちゃ？」ですよね。
ですが、ビット演算と捉えれば何もおかしくありません。

このような

ビットに着目して、それを操作する

のがビット演算です。

ビット演算をするときはイメージが大事です。
数字と捉えてしまうと理解しにくいと思います。
旗を持ったおっさんが横一列に並んでいると考えてください。
そのおっさん達に「おまえは旗を上げろ！おまえは旗を下ろせ！」と命令するのがビット演算です。



今回はビットをズラすのを例に挙げましたが、他にも、いろいろなビット演算があります。
ビット演算で よく出てくる演算子は

・AND
・OR
・XOR
・NOT

あたりでしょうか。
それぞれの意味は、それぞれの用語の説明を ご覧ください。