【応用情報/対策】OSI基本参照モデル-第６層（プレゼンテーション層）【衝撃簡単】

2024.04.14

はじめに
おわりに

はじめに

ここでは、OSI基本参照モデルの第６層について勉強していきます。ここで紹介する第６層の概念・用語を理解することで、今後のデータ通信技術における挑戦に対処し、革新的なソリューションを生み出す準備が整います。また、それが結果的に応用情報技術者試験の合格をつかみとることに繋がります。

【ここで扱う用語】

プレゼンテーション層（データの変換）
エンコーディング（機械が理解できる形式に変換）
符号化（表現形式の標準化＆冗長性→誤り検・＆訂正）
データ圧縮（通信速度向上＆負荷軽減）
可逆圧縮（データを完全復元）

プレゼンテーション層

プレゼンテーション層は、データの表現や形式を変換する層です。
プレゼンテーション層では、データの表現形式を統一することで、異なるシステム間での相互運用性を確保します。
プレゼンテーション層の具体的にはデータ圧縮、暗号化、エンコードなど）

データ圧縮

データ圧縮は、大きなデータを小さくすることで、通信や保存にかかる時間やスペースを節約することができます。

【データ圧縮のイメージ】

例えば、写真を送る場合を考えてみましょう。普通の写真はたくさんの色や細かい部分で構成されていますが、データ圧縮を使って写真を圧縮すると、同じ内容でもデータ量が減ります。これにより、写真を送るのにかかる時間や、写真を保存するのに必要なスペースを減らすことができるんです。

データ圧縮を使うことで、通信速度が向上し、ネットワークの負荷が軽減されます。また、データの保存スペースを節約することができ、効率的なデータ管理が可能になります。

【データ圧縮のメリット】

データ圧縮することで、送信するデータ量が減り、その結果、データを送るのにかかる時間が短縮されます（通信速度向上）。例えば、友達に写真を送る際、データを圧縮することで写真が早く相手に届くようになります。
データ圧縮すると、元のデータよりも少ない容量で同じ情報を保存できます。これにより、保存スペースを節約することができます。例えば、たくさんの書類を圧縮することで、パソコンの容量を節約することができます。
データ圧縮することで、ネットワーク上で送受信されるデータ量が減ります。これにより、ネットワークの負荷軽減され、通信がスムーズに行われるようになります。例えば、YouTubeやNetflixなどの動画サイトでは、データを圧縮して高速で動画を再生できるようになっています。

【データ圧縮の具体例】

簡単な例を挙げると、テキストメッセージを送る際に「こんにちは、元気ですか？」というメッセージを「こんにちは、元気？」のように短縮することもデータ圧縮の一例です。このように、データ圧縮は日常生活でも使われる身近な技術です。

可逆圧縮

可逆圧縮は、データを圧縮する手法の一つであり、データを元の状態に完全に復元できる特性を持ちます。
可逆圧縮は、データの一部が失われることなく、元のデータを正確に再現できるため、重要なデータの保存や送信に適しています。
可逆圧縮の代表的なアルゴリズムにはLempel-Ziv法やハフマン符号化などがあります

【可逆圧縮のイメージ】

可逆圧縮は、例えば言葉を書いた紙をたたんで収納するようなものです。紙をたたむことでスペースを節約できますが、たたんだ紙を広げれば元の言葉がそのまま読めるように、データを解凍すると元のデータが復元されるわけです。

エンコーディング

エンコーディングは、データをコンピュータが扱いやすい形式に変換するプロセスです。
エンコーディングは、データの正確な伝達や効率的な処理を実現するために欠かせない技術です。

要するに、コンピュータは画像やテキストは理解できないので、理解できる形式（バイナリ形式）に変換してあげることをエンコーディングといいます。

p.s.ということは、プロビジョニングにおけるコンパイラやインタプリタなどもエンコーディングといえます。

【エンコーディングの具体例】

例えば、テキストデータのエンコーディングでは、文字をコンピュータが理解できるバイト列に変換します。これにより、テキストをネットワーク上で送受信したり、処理したりすることが可能になります。

つまり、エンコーディングはデータの効率的な扱いや通信の円滑化、データの安全性向上などの利点を提供し、応用情報技術者試験にも重要な技術として求められます。

符号化

符号化は、データを特定の規則や符号に基づいて変換するプロセスです。
符号化により、データの圧縮や誤り検出・訂正などの目的を達成することができます。
符号化はデータの表現形式を標準化するために行われます

【符号化のイメージ】

中二病のあなたは友達に手紙を書こうと思いました。手紙を書く際、普通の言葉で書くだけではなく、特別な暗号を使ってメッセージを書くことにしました。この暗号は、友達とだけが理解できる秘密の合言葉やルールに基づいています。例えば、Aという文字を書く代わりに、3という数字を書く、などです。

このとき、手紙を書くこと自体がデータの符号化に相当します。普通の言葉ではなく、特定の規則に基づいてメッセージを書くことで、あなたと友達だけが理解できるデータに変換されます。

【符号化におけるデータ誤り・訂正イメージ】

符号化されたデータは、通常、特定の符号化方式に基づいて変換されます。この際、符号化方式には一定の冗長性が含まれている場合があります。この冗長性を利用して、データの誤りが発生した場合に誤りを検出・訂正することができます。

おまけ：エンコーディングと符号化の違い

エンコーディングと符号化は2者ともデータを変換するという共通点を持ちます。しかし、中身は別物なのでそれを理解しましょう！

エンコーディング:
- エンコーディングは、データを特定の形式や表現方法に変換するプロセスです。
- 主な目的は、データを機械が理解しやすい形式に変換することです。
- 例えば、テキストデータや画像データをコンピュータが扱いやすい形式に変換することがエンコーディングの一例です。
符号化:
- 符号化は、データを特定の規則や符号に基づいて変換するプロセスです。
- 主な目的は、データの圧縮や誤り検出・訂正のために特定の形式に変換することです。
- 例えば、テキストデータや音声データを特定の符号に変換して、データのサイズを小さくすることや通信中のエラーを検出・訂正することが符号化の一例です。