情報の科学 第3回 (データ量の話)

先に結論からいおう、ファイルサイズ問題は終わらなかった・・・。
授業研究が圧倒的に足りていない。
完全に私の力量不足、指導力不足である。

つい、雑談に逃げてしまう癖をなんとかしたい。
「BLOG書いてる時間で明日の教材研究をする」 だけで格段に良くなるだろうに。
ただまあ、それでも更新は続けたいと思う。
いつかきっと、未来の私、もしくはどこぞの誰かの役に立つことを願う。


さて、今日はファイルサイズについて授業を行った。
私が教えている2年生は、過去何度か触れているとおり1年次で社会と情報を履修しており、情報の科学を履修するに当たって重複した内容は簡単に復習するだけで、そのほとんどを省いている。
今回は授業冒頭に基数変換の確認をし、Excelの関数やその特徴を見直した上で、下記の流れで授業を進行した。

【データ量の話】
1.コンピュータ上において情報の最小単位はビット(bit)である。
2.8bit=1byteで、以降は1024倍ごとにKB,MB,GB,TB…と続いていく。(国際単位系・SI)

【画像のデータ量】
前々回(第1回)で学習したとおり、画像はピクセルの集合体である。
仮に下記のような5px*5pxの「モノクロ」画像があったとしよう。(実際にはホワイトボードにマス目を投射して板書した)

データ量

1.このとき、画像の「マス目」は5*5の25マスになる。
2.各マス目は、「白の時は0,黒の時は1」としてコンピュータ内で処理されている。
3.つまり、「各マス目の情報量は0か1の1bit」となる。

計算式は下記の通り。
5×5×1=25(bit)
25÷8=3.125 (bit→byte)
ファイルサイズ:約3byte


ここまで説明して、下記の流れへ進んだ。

【例題】
200px*100pxのモノクロ画像 の データ量はいくつか?

1. 200(px)*100(px)*1(bit)=20000(bit)
2. 20000÷8= 2500(byte)
3. 2500byteは約2.5KB

※2.4KBとすべきなのかどうかで悩んでしまった。どちらで指導するのが正解なのか・・・。
※便宜上1000で割るか、1024で割るかはケースバイケースで、試験問題なんかだと単位計算についての指示が書かれていることがほとんどである、とは伝えてある。


ここまでで終わってしまった。(時間切れ)

次回は【実際に作ってみよう】 の回。
mspaint(Windows標準搭載のペイントソフト)で100*200のモノクロビットマップを作成させ、ファイルサイズを確認させたい。また、「カラー画像(24bit)の場合はデータ量はどうなるのか」を考えさせた上で、再度作らせ反応を見てみたい。
※この時、各マスの情報量がRGBの8bit*8bit*8bitで24bitとなることを上手く伝えていきたい。

なお、フライング気味ではあるが、私が実際に作ってみた場合は下記のとおりである。

モノクロビットマップ
200px*100px
size:2.79KB (2862byte)

24bit.bmp
200px*100px
size:58.6KB (60054byte)

どんな色を設定しようが、ファイルサイズは変わらない。
興味のある人は是非試してみてほしい。

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