音声データ覚えうた！情報Ⅰ・ITパスポートのPCMを歌で暗記

はじめに
AIを活用した楽曲制作
タイトル・歌詞の紹介
楽曲の視聴
歌詞の解説
楽曲に込めたメッセージ
まとめ

はじめに

ITパスポート試験や、大学入試共通テスト「情報Ⅰ」の勉強をしていると、似たようなアルファベットの用語がたくさん出てきて混乱してしまうことはありませんか。
特に音声データの仕組みに関する用語（PCM、MIDI、MP3など）は、定義を正確に覚えていないと正解を選べない問題がよく出題されます。
そこで、試験に出る重要なポイントだけを詰め込んだ、暗記用の楽曲を作成しました。
音楽のリズムに乗せて、楽しく効率的に用語を覚えてしまいましょう。

AIを活用した楽曲制作

今回の楽曲制作には、最新の生成AIを活用しています。
歌詞の構成と作成にはGoogleの「Gemini」を使用し、試験範囲に基づいた正確かつ覚えやすいフレーズを考案しました。
そして、その歌詞を元にAI作曲ツール「Suno AI」を使用して、覚えやすくノリの良いメロディをつけています。
共通テストや資格試験の勉強の合間に聴けるよう、アップテンポで飽きのこない曲に仕上がりました。

タイトル・歌詞の紹介

曲のタイトル

音声データ覚えうた

歌詞

音声のデジタル化はPCM パルス符号変調　アナログ波形を0と1へ
標本化 量子化 符号化の3段階
標本化はサンプリング　横軸 時間の分割
単位はヘルツ　数値が大きいほど原音に近い　
量子化は縦軸 振幅の分割　電圧を整数に
単位はビット　四捨五入で誤差が生じる
符号化は2進数へ変換
PCMは波形データ　人の声 自然音 再生可能
WAVは非圧縮　PCMそのもの 容量大きい
MP3とAACは不可逆圧縮　聞こえない音カット　元の音には戻せない
MIDIは楽譜データ　演奏情報 電子楽器　容量 非常に小さい
データ量計算は掛け算　ヘルツ × ビット × チャンネル × 秒
バイト換算は最後に8で割る　アナログをデジタルはPCM
演奏情報はMIDI　MP3 AACは不可逆　元に戻せない

楽曲の視聴

作成した楽曲は以下のリンクから視聴できます。
勉強の合間や移動中にぜひ聴いてみてください。

youtube

Suno AI
音声データ覚えうた（Suno AI）

歌詞の解説

歌詞に含まれている「情報Ⅰ」やITパスポート試験の重要ポイントを、イメージしやすいように解説します。

1. PCM（音声のデジタル化）

アナログの音（空気の振動）をデジタル（0と1）にするには、グラフ用紙に波形を描き写すような作業を行います。
この手順は必ず「標本化→量子化→符号化」の順に進みます。
この順番は、共通テストでも頻出の基礎知識です。

標本化（サンプリング）
波形を横軸（時間）で細かく区切る作業です。
「1秒間に何回区切るか」をHz（ヘルツ）で表します。
この数値（サンプリング周波数）が大きいほど、滑らかな音になります。
量子化
区切った波形の高さ（縦軸）を、一番近い目盛りの数値（整数）に読み取る作業です。
目盛りの細かさをbit（ビット）で表します。
※この時、一番近い目盛りに合わせるため、元の波形とのズレ（量子化誤差）が生じます（四捨五入のようなものです）。
符号化
読み取った数値を、コンピュータが分かる2進数（0と1）に変換します。

2. MIDIは「音」ではなく「楽譜」

ここが一番の引っかけポイントです。

PCM（WAVやMP3など）
実際の「音の波形」を記録したもの。歌手の声や環境音もそのまま再生できます。
MIDI
「どの鍵盤を」「どの強さで」「どれくらいの長さ」弾くかという「演奏の命令（楽譜データ）」です。
実際の「音」は入っていないため、人の声（ボーカル）は記録できません。
データの内容はただの記号（楽譜）なので、画像や音声に比べて容量が非常に小さいのが特徴です。

3. データ量の計算式（試験頻出！）

「1分間の録音データのサイズは何バイトか？」といった計算問題は、情報ⅠでもITパスポートでも定番です。
難しく考えず、以下の要素をすべて掛け算すれば求められます。

\(\text{データ量(bit)} = \text{標本化周波数(Hz)} \times \text{量子化ビット数(bit)} \times \text{チャンネル数} \times \text{時間(秒)}\)

【計算の重要ポイント】

チャンネル数
問題文に「モノラル」とあれば1、「ステレオ」とあれば2を掛けます。
単位の変換
上記の計算結果は「ビット(bit)」ですが、解答は「バイト(Byte)」で求められることがほとんどです。
8ビット＝1バイトなので、最後に必ず8で割りましょう。

\(\text{データ量(Byte)} = \frac{\text{データ量(bit)}}{8}\)

さらに、KB（キロバイト）やMB（メガバイト）への変換を求められる場合もあるので、単位変換（÷1000 または ÷1024）にも注意しましょう。

4. 圧縮形式の違い

WAV
圧縮していないので高音質ですが、容量が大きいです（Windows標準）。
MP3 / AAC
人間に聞こえにくい音を間引いてサイズを小さくする「不可逆圧縮」です。
間引いてしまったデータは、解凍しても元には戻りません。

楽曲に込めたメッセージ

ITパスポート試験や共通テスト「情報Ⅰ」は範囲が広く、暗記項目も多い試験です。
教科書をただ読むだけでは頭に入りにくい内容も、リズムに乗せることで自然と口ずさめるようになります。
「アナログをデジタルはPCM」、「演奏情報はMIDI」といったキーワードが、試験中にふと思い出せるようになれば嬉しいです。
この曲が皆さんの合格の一助となることを願っています。

まとめ

今回は、ITパスポート試験および共通テスト「情報Ⅰ」の「音声データ」分野を攻略するための「音声データ覚えうた」を紹介しました。
PCMの3段階や、WAVとMIDIの違い、計算方法など、試験に出るポイントを網羅しています。
ぜひ繰り返し聴いて、耳から知識を定着させてください。
試験勉強、応援しています。

【AI音楽】共通テスト「情報Ⅰ」＆ITパスポート対策！「音声データ覚えうた」でPCMや計算問題をリズムで暗記しよう