-　日本文教出版　情報B　-
第2章　コンピュータのしくみ
第2節　コンピュータの中での情報表現

1　ディジタルとアナログの違い

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【教師向けコメント】 ディジタルとアナログの違いを図的に学習できます。アナログ式とディジタル式の時計やはかりなど身近な道具を使って数値の扱い方の違いを説明すると効果的です。
【生徒向け】 アナログとディジタルの違いをオシロスコープの波形を見て、直感的に理解しましょう。

2104
【教師向けコメント】 10進数と2進数の対応およびビットパターンについて学習できます。コンピュータは2進数で数値を扱っていることを中心に説明します。また8ビットの2進数場合11111111=255までの数値しか数えられないことにも触れるといいでしょう。
【生徒向け】 コンピュータでは、2進数が用いられます。我々が日常使用している10進数との違いをしっかり理解しましょう。また、ランプの点灯で表すことにより、ビットパターンのイメージをつかむことができます。

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【教師向けコメント】 音声をディジタル化するしくみについて、標本化および量子化について学習することができます。ディジタル化することによって、劣化しなくなる。コンピュータで加工がしやすくなることに触れるとよいでしょう。
【生徒向け】 マイクロフォンから入力された音声が、どうやってコンピュータに取り込まれて、ディジタルデータとして表現されるか、そのしくみについて理解しましょう。

1505-1
【教師向けコメント】 ハードディスクにデータが記録される際には、取り出したいデータの場所も一緒に記録されることと、その理由を説明するときに利用することが出来ます。
【生徒向け】 ハードディスクにデータが記録される際には、どのファイルがハードディスク上のどこにあるのかがわかるように記録されます。実際にどのような工夫がされているのかみてみましょう。

2　コンピュータにおける数値の表現

2104
【教師向けコメント】 10進数と2進数の対応およびビットパターンについて学習できます。コンピュータは2進数で数値を扱っていることを中心に説明します。また8ビットの2進数場合11111111=255までの数値しか数えられないことにも触れるといいでしょう。
【生徒向け】 コンピュータでは、2進数が用いられます。我々が日常使用している10進数との違いをしっかり理解しましょう。また、ランプの点灯で表すことにより、ビットパターンのイメージをつかむことができます。

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【教師向けコメント】 情報の量と単位を学習することができます。ここではK(キロ),M(メガ),G(ギガ),T(テラ)と大きくなるとともに情報が約1000倍に増えることを図の牛乳パックやタンカーを用いながら説明するといいでしょう。データの最小の単位がビットであることにも触れましょう。
【生徒向け】 コンピュータでデータを扱う単位にはビットやバイトがあります。ここではフロッピーディスクやCD,DVD−ROMがどのぐらいのデータを扱えるのか理解しましょう。

4207-2
【教師向けコメント】 ＰＯＳシステムにおける無駄のない商品管理について、POSリーダとストアコントローラとの情報のやりとりに着目しながら押さえておくと良いでしょう。
【生徒向け】 POSシステムによる商品管理では、バーコードを使うことによりいかなるサービスが実現できるようになったかまとめてみましょう。

3　コンピュータによる画像の表示

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【教師向けコメント】 画像をディジタル化するしくみ、標本化および量子化について学習することができます。また、光の加法混合を理解し、RBGによるカラー表現が説明できといいでしょう。
【生徒向け】 CCDカメラに写った画像が、どうやってコンピュータに取り込まれて、ディジタル画像として表現されるか、そのしくみについて理解しましょう。

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【教師向けコメント】 画像を情報化する方法として、ペイント系とドロー系があり、それらの違いを学習することができます。身近な写真や図などを用意して、ペイント系とドロー系のどちらで作業を行うとよいか考えさせることによって両者の違いを理解させるとよいでしょう。
【生徒向け】 ペイント系とドロー系の図の取り扱い方の違いを理解しましょう。身近な写真や図はどちらで扱うとよいかを考えてみるといいでしょう。

4　コンピュータで画像を処理する方法

2107
【教師向けコメント】 画像をディジタル化するしくみ、標本化および量子化について学習することができます。また、光の加法混合を理解し、RBGによるカラー表現が説明できといいでしょう。
【生徒向け】 CCDカメラに写った画像が、どうやってコンピュータに取り込まれて、ディジタル画像として表現されるか、そのしくみについて理解しましょう。

2105
【教師向けコメント】 画像を情報化する方法として、ペイント系とドロー系があり、それらの違いを学習することができます。身近な写真や図などを用意して、ペイント系とドロー系のどちらで作業を行うとよいか考えさせることによって両者の違いを理解させるとよいでしょう。
【生徒向け】 ペイント系とドロー系の図の取り扱い方の違いを理解しましょう。身近な写真や図はどちらで扱うとよいかを考えてみるといいでしょう。

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【教師向けコメント】 動画と静止画の情報量の違いについて学習することができます。静止画や動画は、圧縮しない状態では、膨大なデータ量になってしまうことに触れるとよいでしょう。データ量を少なくするために情報圧縮技術を使うとよい(2112)ことにつながるように授業を展開するといいでしょう。
【生徒向け】 文字データと違い、静止画や動画はそのままでは、膨大な量になってしまうことを理解しましょう。

2111-1
【教師向けコメント】 冗長なデータを圧縮する一つの方式「ラン・レングス法」について学習することができます。画像には同じ色の点が連続していることが多いため、ラングレス法での圧縮が効果的です。身近なFAXの送受信にもこの技術が使われています。
【生徒向け】 データ圧縮方法の１つにラン・レングス法があります。ここでは圧縮の方式について概念的に理解しましょう。

2111-2
【教師向けコメント】 冗長なデータを圧縮する方法の一つ、ハフマン法について学習することができます。ハフマン法は、「出現頻度が高いデータほど短いコードを与える」ことで圧縮を行います。
【生徒向け】 より高度な圧縮法である「ハフマン法」について、「出現頻度が高いデータほど短いコードを与える」という考え方をつかみましょう。

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【教師向けコメント】 静止画および動画の代表的な圧縮方式JPEGおよびMPEG2の圧縮率について学習することができます。静止画像の代表的な圧縮方式であるJPEGでは、データ量を1/5から1/50に圧縮することが可能です。圧縮率を高くすると画質の劣化しますが、1/10程度の圧縮率では、画質の劣化がほとんどわかりません。ディジタルビデオカメラのDV録画方式は、動画の情報量を独自の方式で1/10程度に圧縮し、ビデオテープにディジタル録画します。ＤＶＤが採用している動画圧縮方式では、1/25から1/100という高い圧縮率となっています。また、なぜデータを圧縮する必要があるのか、データ通信と関連して説明すると効果的です。
【生徒向け】 どの程度データが圧縮されるのか、代表的なJPEG方式やMPEG2方式を例に、イメージをつかみましょう。

5　コンピュータによる文字情報の処理

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【教師向けコメント】 コンピュータでの文字の扱い方を学習することができます。コンピュータでは文字もそのままでは扱えず、数値化することを説明します。漢字は種類が多いので16ビットで扱います。興味のある生徒には、JIS規格以外にも、いくつかの文字コードがあることを説明するとよいでしょう。
【生徒向け】 コンピュータでは文字を数値で扱っています。それぞれの文字に文字コードが与えられていることを理解しましょう。図は、JIS X 0201の一覧表です。色分けによってより解りやすい表になっています。2106-2の文字列を、この表を使って実際に文字コードに変換させるなどの利用もできます。

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【教師向けコメント】 コンピュータでの文字コードの扱いについて具体的に学習することができます。コード表を見ながら文字と文字コードの対応ができるようにしておく必要があります。
【生徒向け】 文字がどのような形式でパソコンに記憶されているか理解しましょう。