【IT基礎】アナログとデジタルの違い｜「坂道」と「階段」で学ぶ劣化しない理由

「デジタル放送」「デジタルカメラ」「DX（デジタルトランスフォーメーション）」…。
世の中はデジタル一色ですが、そもそも「アナログ」と何が違うのでしょうか？

「アナログは古くて、デジタルは新しい」というイメージだけで覚えていると、ITパスポート試験のAD変換（アナログ・デジタル変換）の問題でつまずきます。
この2つの違いは、「なめらかな坂道」か「カクカクした階段」かで考えると一発で理解できます。

この記事では、なぜデジタルデータはコピーしても劣化しないのか、その仕組みを解説します。

1. アナログは「なめらかな坂道」

アナログ（Analog）とは、情報を「連続した量」で表すことです。

アナログの例

アナログの良さは「微妙なニュアンス（無限の中間）」を表現できることですが、弱点があります。
それは「ノイズに弱い（劣化する）」ことです。

例えば、カセットテープをダビング（コピー）すると、少し「サーッ」という雑音が混じりますよね。
さらにそのテープをコピーすると、雑音がどんどん増えていきます。
「微妙な値」まで正確にコピーしようとするため、ホコリやノイズまで一緒にコピーしてしまうのです。

デジタル（Digital）とは、情報を「区切られた段階（数字）」で表すことです。

デジタルの例

デジタルは、どんなになめらかな風景や音楽も、無理やり「0と1」の階段状にカクカクさせて記録します。
一見すると大雑把に見えますが、これには最強のメリットがあります。

デジタルデータは「0」か「1」しかありません。

もし通信の途中でノイズが入って、「1」という信号が少し弱まり「0.8」くらいになってしまったとします。
アナログなら「0.8になっちゃった」と劣化しますが、デジタルは違います。

「0.8も来てるなら、これは『1』のつもりだろう！よし、1に戻そう！」
と、勝手に修正して元のきれいな「1」に戻せるのです。

これが、Webページや音楽ファイルを何億回コピーしても、画質や音質が全く劣化しない理由です。

ITパスポートや基本情報技術者試験では、「アナログ（声など）をデジタルデータにする手順（PCM方式）」がよく出ます。
カラオケでマイク（アナログ）に入った声を、機械でデジタル処理する流れをイメージしてください。

この3段階を覚えよう！

標本化（サンプリング）
横方向のカット。「1秒間に何回データを取るか」を決める。
回数が多いほどなめらかになる。CDなら1秒に44,100回（44.1kHz）。
量子化（りょうしか）
縦方向のカット。「音の大きさを何段階のメモリに合わせるか」を決める。
「3.4くらいの強さ」みたいな微妙な値を、四捨五入して「3」という整数にする作業。
符号化（ふごうか）
量子化で決まった数字（3など）を、コンピュータが分かる2進数（0011）に変換する。

語呂合わせは特にありませんが、「標本（ひょうほん）→ 量子（りょうし）→ 符号（ふごう）」のリズムで覚えてしまいましょう。

最後に、ビジネス視点での比較をまとめます。

微妙な情報が切り捨てられる：
「階段」にする過程で、間の微妙な情報は消えてしまう（量子化誤差）。
レコード愛好家が「デジタルの音は冷たい」と言うのはこのため。

「アナログは坂道、デジタルは階段」。

私たちの世界（声、光、時間）はすべてアナログですが、コンピュータの世界（保存、通信、加工）ではデジタルの方が圧倒的に便利です。
だから、スマホもテレビも、入り口でアナログをデジタルに変換（AD変換）して処理し、最後に出口でアナログに戻して（DA変換）人間に届けているのです。