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第2章 第2節
情報通信の効率的な方法
1 情報の容量と伝送の特性
2 データの圧縮
3 エラー検出とエラー訂正
情報Cプレゼン用資料（座学23）
担当 早苗雅史
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１ 情報の容量と伝送の特性
１ 情報の容量
 容量
情報を表すデータの単位 ビット
単位と表記法
定義
バイト B
１B =８bit
キロバイト KB
１KB=1024B（=２１０B）
メガバイト MB
１MB=1024KB （=２１０KB）
ギガバイト GB
１GB=1024MB （=２１０MB）
2
１ 情報の容量と伝送の特性
２ 伝送媒体と伝送速度
 信号
情報を色や形，電流や電圧の変化に変えたもの
 伝送媒体
信号を伝えるもの
 伝送速度
単位 bps （bit per second）
 伝送距離
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ツイストペアケーブル
同軸ケーブル
光ファイバ
１ 情報の容量と伝送の特性
伝送速度とダウンロード時間
８MBのデータを64Kbpsでダウンロード
①
8MB  8  1024  1024(B)
 8  1024  1024  8(bit)
 67108864(bit)
②
8  1024  1024  8
 1048(秒)  17.5(分)
64  1024
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１ 情報の容量と伝送の特性
３ 伝送媒体の共有とスループット
 伝送媒体の共有 →設備の効率
 スループット
■ いつでも送信できるが，設備が大変
■ 待ち時間がある
受信中
お休み
お休み
送信中
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２ データの圧縮
１ 圧縮と伸長
 圧縮
情報をあらわす容量を減らすこと
 伸長 （解凍，展開，復元）
圧縮したものをもとの情報に戻すこと
 ファイルの圧縮形式
 lzh
・・・日本で開発
 zip
 exe（自己解凍形式）
 Sit
 圧縮ソフト＝アーカイバ
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２ データの圧縮
圧縮の種類
シャノン・ファノ符号化
静的符号化 ハフマン符号化
算術符号化
連長（ランレングス）符号化
可逆圧縮
（損失のない
圧縮）
動的ハフマン符号化
動的符号化
非可逆圧縮 JPEG圧縮法
（損失のある
音声符号化
圧縮）
ユニバーサ
ル符号化
LZ符号化
BSTW符号化
インターバル符号化
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２ データの圧縮
２ 圧縮のしくみ
 ランレングス符号化
白白白白黒黒黒白白白白白黒黒黒黒黒黒黒黒
0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
4
3
5
8
20ビット
圧縮
0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1
16ビット
伸長
圧縮率80%
0 1 1
0 1 0
1 0 0 0
1 1 0 0 0 1
1
000
2
001
3
010
4
011
5
1000
6
1010
7
110000
8
110001
8
4
3
5
8
２ データの圧縮
その他の圧縮法
 ハフマンの符号化
晴 0 0 ， 曇 0 1 ， 雨 1 0 ， 雪 11 で 符 号 化
晴
曇
晴
晴
雨
晴
晴
雪
曇
晴
晴
0
曇
10
20ビット
雨
110
10
雪
111
0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0
圧縮
0
10
0
0
110
0
0
111
0
16ビット
伸長
圧縮率80%
晴
曇
晴
晴
雨
晴
晴
雪
曇
晴
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２ データの圧縮
３ 圧縮と損失
 損失のない圧縮，損失のある圧縮
 画像の圧縮形式
形式
GIF
圧縮による
損失
なし
表現できる
色数
圧縮に適する
素材
２５６色
イラスト
ロゴマーク
JPEG
あり
フルカラー
写真
風景画
PNG
なし
フルカラー
汎用
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２ データの圧縮
色数の少ない画像の場合
GIF
265色(1735ﾊﾞｲﾄ)
16色(933ﾊﾞｲﾄ)
3色(613ﾊﾞｲﾄ)
圧縮ﾚﾍﾞﾙ50(1820ﾊﾞｲﾄ)
圧縮ﾚﾍﾞﾙ80(978ﾊﾞｲﾄ)
PNG8 16色(919ﾊﾞｲﾄ)
PNG8 2色(578ﾊﾞｲﾄ)
JPG
圧縮ﾚﾍﾞﾙ10(3432ﾊﾞｲﾄ)
PNG
11
PNG24(3135ﾊﾞｲﾄ)
２ データの圧縮
色数の多い画像の場合
GIF
265色(16833ﾊﾞｲﾄ)
16色(949ﾊﾞｲﾄ)
3色(3358ﾊﾞｲﾄ)
JPG
圧縮ﾚﾍﾞﾙ10(7896ﾊﾞｲﾄ)
圧縮ﾚﾍﾞﾙ50(3901ﾊﾞｲﾄ)
圧縮ﾚﾍﾞﾙ80(2520ﾊﾞｲﾄ)
PNG24(34215ﾊﾞｲﾄ)
PNG8 16色(13450ﾊﾞｲﾄ)
PNG8 2色(2884ﾊﾞｲﾄ)
PNG
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２ データの圧縮
GIFフォーマット，JPGフォーマット
 GIFフォーマット
 インターレースＧＩＦ（画像の段階表示）
 透過ＧＩＦ
 アニメーションＧＩＦ
 JPGフォーマット
 プログレッシブＪＰＧ（画像の段階表示）
圧縮タイプの設定
圧縮レベルの設定
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２ データの圧縮
音声の圧縮
 MP3 （ＭＰＥＧ-１ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ３）
12分の1程度まで圧縮
動画圧縮企画MPEG-1の音声部分
 MIDI （Musical Instrument Digital Interface）
音声自体を記録しているのではない
学期の音を数値化
 WMA （Windows Media Audio）
マイクロソフト社が開発
MP3の半分まで圧縮
「Windows Media Technologies」の音声部分
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３ エラー検出とエラー訂正
１ 信頼できる通信
 エラー
送ったデータと受け取ったデータが異なる
こと
 エラー検出
エラーを見つけだすこと
 エラー訂正
エラーを訂正すること
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３ エラー検出とエラー訂正
２ エラー検出の原理
 エラー検出のための冗長性
データを表現するために必要な最小の量を超えた
情報を付加すること
 エラー検出用のビット＝付加ビット（パリティビット）
エラー検出用のビットを加えて，１の個数が偶数になるようにする
0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1
=6
0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1
=7
エラーでビットが変わってしまうと，１の個数が偶数でなくなる。
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３ エラー検出とエラー訂正
３ エラー検出の限界
 その他のエラー検出方法
 訂正符号（error
correcting code）
２カ所（２ビット）の誤り検出
 エラーの頻度が多くなると，エラー検出が困難
 冗長性を増やす
 エラー検出しやすくなる＝信頼性の増幅
 同じ伝送速度で送信できるデータ量が少なくな
る
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３ エラー検出とエラー訂正
４ エラー訂正の方法
 再送
同じデータを再び送ること
 TCPによるエラー訂正
パケットを送って「受け取った」という返事
がなければ，再度送ることで，情報を確実
に伝えることができる
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