データ解析講座　第２回「データの仕組みを知る」｜バイナリーエディタ｜２進数

【データ解析講座】　第２回「データの仕組みを知る」

　うぉっほん…。前回の講座は役に立ったかのぅ…。
　さて、今回じゃが「データの仕組みを知る」ということで、第１回で説明した１６進数表記がゲームの中ではどのように表現をされているのかを説明するぞい。
　まず、表記に関する主な考え方には以下の２つの考え方があるのじゃ。

表記に関する主な考え方
　・２進化１０進数と固定小数点数
　・数値表記とフラグ表記

　…上記の言葉を見てピーンときたかのぅ？
　ピーンと来るようであれば今回の講座は見なくてもよいぞ。「何のことやらさっぱり…」というものは以下の説明をしっかりと見ることじゃのぅ…。

２進化１０進数と固定小数点数の違い
　まずはじめに、２進化１０進数と固定小数点数の違いについてじゃが…第１回で「１０進数→２進数→１６進数」の関係について説明をしたかと思ったが、後者の固定小数点数とは前回説明をした以下のようなものじゃ…。

　例えば、あるゲームで経験値が１２３４のときのデータは、固定小数点数では下記の表のように表現されるのじゃ。

○×進数表記	-	-	-	数値
１０進数表記	-	-	-	１２３４
１６進数表記	-	４	２	Ｄ
２進数表記	-	０１００	００１０	１１０１

　どうじゃ？覚えておったかのぅ…。

　そして２進化１０進数じゃが…これは以下のように表現されるのじゃ。

　例えば、あるゲームで経験値が１２３４のときのデータは、２進化１０進数では下記の表のように表現されるのじゃ。

○×進数表記	千の位	百の位	十の位	一の位
１０進数表記	１	２	３	４
１６進数表記	０１	０２	０３	０４
２進数表記	０００１	００１０	００１１	０１００

　また２進化１０進数の中でもパック表現とゾーン表現というものがあるのじゃが…それはこのような違いを言うのじゃ。

　例えば、あるゲームで経験値が６３のときのデータは、下記の表のように表現されるのじゃ。

表記方法	-	-	-	数値
ゲーム上の表現	-	-	-	９９
１０進数表記	-	-	-	９９
１６進数表記	-	-	６	３
２進数表記	-	-	０１１０	００１１
パック表現	-	-	０１１０	００１１
ゾーン表現	００００	０１１０	００００	００１１

　どうじゃ？違いがわかるかのぅ…。

　ちなみに、パック表現では奇数桁表現ができないという制約があり、１００なら０１００と４ブロック表現をしなくてはならないのじゃ。（正確には符号部があり６ブロック必要なのじゃガ、ここは割愛させてもらうぞい）

　つまりじゃ、２進化１０進数では４桁の数字「１２３４」を表現するのに、４つのデータブロックを使用するのに対し、固定小数点数では４桁の数字「１２３４」が３桁で表現でき、使用するデータブロックも３つで済むため、データを小さく収めることができるという訳なのじゃ。さらに２進化１０進数中でもゾーン表現にすると８ブロックも使用してしまうというわけじゃ。

　ところで…ここで「ブロック」という表現が出てきたんじゃが、「ブロック」というのは１つのデータ（数値）の塊のことで、ここでは４ビットを１ブロックとして表現しておる。

　…何じゃ？また「ビット」という表現が出てきて困惑しておるのかのぅ…。

　「ビット」というのは２進数で表現する際に用いる位のことでのぅ…「０１」なら２ビット、「０１００」なら４ビット、「１１０１１００１」なら８ビットというのじゃ。ファミコンのことを「８ビットマシン」などと表現をするのじゃが、これはファミコンが１度に８ビットのデータ（数値）を処理することができるという意味なのじゃ。

　また、８ビット＝１バイトとも表現できるのじゃが…モデムという機械の転送速度表現で「５６ｋｂｐｓ」と書いてあるものがあるとすると…これは「５６キロビット／秒」を表しており、１秒間に５６０００ビットのデータを転送できるという意味なのじゃ。バイト表現なら７ＫＢｐｓと表現するのじゃ。（ｋｂｐｓ＝キロ・ビット・パー・セカンドと読むのじゃ）

　ちなみに…正確には１キロビット＝１０２４ビット（２の１０乗）なのじゃが、計算が面倒なので最近は１キロビット＝１０００ビットで計算をしてるケースが多いのじゃ。ゆえにハードディスクが８０ＧＢと書いてある商品を購入しても、パソコン上の表現では７６ＧＢとなっているのは、この誤差によるものなのじゃ。（なんか損をした気分じゃが、慣例化しておるからのぅ…）

　なお…バイナリーエディタでは１ブロックを１６ビットとして表現しており、１ブロックでどのように数値表現をするかは作り手（プログラマー）によってまちまちじゃ。（１ブロック＝ＦＦ（１６進数））

例にあげると…１２３という数字を１６進数表記なら「７Ｂ」、２進化１０進数パック表現なら「０１２３（＝００００，０００１，００１０，００１１）」、２進化１０進数ゾーン表現なら「０１０２０３（＝００００，０００１，００００，００１０，００００，００１１）」と１ブロック、２ブロック、４ブロック…とデータの大きさに差が出てしまうということなのじゃ。

　ここまでついてこれているかのぅ…。

数値表記とフラグ表記の違い
　ここからは実際のゲームを例に出して説明するぞい。

　数値表記については特に説明するまでもないが、ドラクエIIIで言えば、ＨＰ：２４０とかいう数字によって表現されるものじゃ。

　…で、フラグ表記についてじゃが、フラグ（＝旗）という名前の通り、旗が立っているか立っていないかによって状態を表すというものじゃ。

　ここではドラクエIIIのルーラによって行ける場所を例に出して説明をするぞい。

行ったことのある城・町・村の名前	行ったｏｒ行ってない	フラグ
アリアハン	行った	１
レーベ	行った	１
ロマリア	行った	１
カザーブ	行ってない	０
ノアニール	行ってない	０
アッサラーム	行ってない	０
イシス	行ってない	０
ポルトガ	行った	１

　例えば、こんな感じじゃと、フラグを倒して「１００００１１１」とする。これをバイナリーエディタでの表示１６進数に置き換えると「８７」となる。
　これを「ＦＦ」に書き換えたとすると、アリアハン～ポルトガまでの全ての場所に行ったこととなる。

　では、実際にデータを改竄してみるぞい…。

　ゲームをスタートした直後の画面（右下に母親が主人公を王様に謁見させるために待っている状況）

　なぜかアレフガルドに行ったことがあることになっている。

　…とこんなことも可能なのじゃ。

オルテガが勝利するも…。

※戦闘中のステータスも変更可能

　どうじゃ、データの仕組みはわかったかのぅ…。

　余談じゃが…昔はソーン２進化１０進数を使っていて、それがパック２進化１０進数、そして最近は１６進数を使っているようじゃ。先にも説明したが、ゾーン２進化１０進数と１６進数では同じブロック数で表現できる数値に雲泥の差があるからのぅ…。

　今回はここまでじゃ。
　何か質問があれば、Bigfireの御仁宛にメールを送ってもらおうかのぅ…。

第３回へつづく