なぜプログラムは2進数で動くのか
深掘りでコンピュータの基本原理について。 「なぜプログラムは2進数で動くのか？10進数じゃダメ？」という疑問を解決しつつ、任天堂64の64ビットや最新のパソコンのビット数について。
2進数で動く理由：電気信号のシンプルさ
2進数（バイナリ）は、0と1の2つの数字だけを使って数値を表現します。これがコンピュータで使われる理由は、電気信号の制御が非常に簡単だからです。
- オン（1）とオフ（0）: コンピュータ内部では、電気のオンとオフでデータを表現します。2つの状態だけを使うことで、信号の誤りやノイズに対して強く、安定した動作が可能になります。
- シンプルな回路設計: 2進数を使うことで、シンプルな論理ゲート（AND、OR、NOTなど）を組み合わせて計算を行うことができます。これにより、効率的かつコスト効果の高い回路設計が可能になります。
10進数ではダメなの？
私たちが普段使っている10進数（デシマル）は、0から9までの10種類の数字を使って数値を表現します。もしプログラムが10進数で動けば、直感的でわかりやすいかもしれませんが、実際には多くの問題があります。
- 電気信号の複雑さ: 10進数を使うと、0から9までの10種類の状態を正確に制御する必要があります。これには非常に複雑な回路が必要で、コストが高くなります。
- 信号の誤り: 10種類の状態を持つ信号は、ノイズや干渉に対して脆弱です。電圧の微妙な違いが大きな誤りを引き起こす可能性があります。
任天堂64の64ビットとは？
任天堂64は、1996年に発売された家庭用ゲーム機で、その名の通り64ビットのアーキテクチャを持っています。当時のゲーム機としては非常に先進的で、より複雑な計算を高速に処理することができました。
- 64ビット: これにより、一度に64ビット（8バイト）のデータを処理することができ、より高度なグラフィックスや物理演算を実現しました。64ビットのアーキテクチャは、同時期の32ビット機と比べて非常に強力でした。
最新のパソコンのビット数について
最新のパソコンの多くは64ビットアーキテクチャを採用しています。ここで、64ビットの利点を簡単に説明します。
- メモリの拡張: 64ビットシステムは、膨大な量のメモリ（理論上最大16エクサバイト）にアクセスでき、これにより大規模なデータ処理やメモリ集約型のアプリケーションが実行可能です。
- パフォーマンスの向上: 64ビットプロセッサは、一度に処理できるデータ量が多いため、パフォーマンスが向上し、より複雑な計算や高度なグラフィックス処理が可能です。
