Главная » Отчетность » История систем счисления. Презентация к уроку итория чисел и систем счисления в зависимости от её положения

История систем счисления. Презентация к уроку итория чисел и систем счисления в зависимости от её положения

Материал
для любознательных

Вавилонская система счисления

Идея приписывать цифрам разные величины в зависимости от того, какую позицию они занимают в записи числа, впервые появилась в Древнем Вавилоне примерно в III тысячелетии до нашей эры.

До нашего времени дошли многие глиняные таблички Древнего Вавилона, на которых решены сложнейшие задачи, такие как вычисление корней, отыскание объема пирамиды и др. Для записи чисел вавилоняне использовали всего два знака: клин вертикальный (единицы) и клин горизонтальный (десятки). Все числа от 1 до 59 записывались с помощью этих знаков, как в обычной иероглифической системе.

Все число в целом записывалось в позиционной системе счисления с основанием 60. Поясним это на примерах.

Запись обозначала 6 60 + 3 = 363, подобно тому как наша запись 63 обозначает 6 10 + 3.

Запись обознала 32 60 + 52 = = 1972; запись обозначала 1 60 60 + 2 60 + + 4 = 3724.

Был у вавилонян и знак, игравший роль нуля. Им обозначали отсутствие промежуточных разрядов. Но отсутствие младших разрядов не обозначалось никак. Так, число могло обозначать и 3, и 180 = 3 60 и 10 800 = 3 60 60 и так далее. Различать такие числа можно было только по смыслу.

Вавилонская система счисления

Ш ести десятери чн ая вави лон ская си стем а -
п ервая и звестн ая н ам си стем а счи слен и я,
осн ован н ая н а п ози ц и он н ом п ри н ци пе.
И дея п ри п и сы вать ц и ф рам разн ы е вели чи н ы
взави си м о сти о т то го, к ак ую п о зи ц и ю о н и
за н и м а ю т в з а п и с и ч и сл а, в п е р в ы е п о я в и л а с ь в III
т ы с я ч е л е т и и д о н.э. в М е с о п о т а м и и (М е ж д у р е ч ь е)
у ш ум еров. О т ни х она переш ла к вави лонянам н овы м хозяевам М еж дуречья, п очем у и вош л а в
и стори ю как вави лон ская си стем а счи слен и я.

Ч и сла в этой си стем е счи слен и я составляли сь
и з зн аков двух ви дов: прям ой кли н для
о б о зн ач ен и я ед и н и ц и л еж ач и й к л и н д л я
о б о зн ач ен и я д еся тко в. В се ч и сл а о т 1 д о 59
запи сы вали сь с пом ощ ью эти х зн аков, как в
о б ы ч н о й и е р о гл и ф и ч е с к о й с и с т е м е.

В се чи сл о в ц елом зап и сы вал ось в п ози ц и о н н о й
си стем е счи слен и я с осн ован и ем 60. П оясн и м это
на прим ерах.
П оэтом у вави лон ская си стем а получи ла
н азван и е ш ест идесят еричн ой.

Д л я о п р ед ел ен и я зн ач ен и я ч и сл а н ад о б ы л о
и зображ ен и е чи сла разби ть н а разряды сп рава
н алево. Ч ередован и е груп п оди н аковы х зн аков
("ц и ф р ") со о т в е т ст в о в а л о ч е р е д о в а н и ю
разрядов:
= 2 х 6 0 + 12 = 13 2

Б ы л у в а в и л о н я н и з н а к, и г р а в ш и й р о л ь н ул я.
И м об озн ач ал и о тсутстви е п р ом еж уточ н ы х
разрядов. Н о отсутстви е м ладш и х разрядов н е
о б озн ач ал о сь н и к ак. Так, ч и сл о
м о гл о о б о з н а ч а т ь
и 3 и 18 0 = 3 6 0 и 10 8 0 0 = 3 6 0 6 0 и т а к д а л е е.
Р а з л и ч а т ь т а к и е ч и с л а м о ж н о б ы л о т о л ь к о п о с м ы с л у.

Ш ести десятери чн ая си стем а ш и роко при м ен ялась
в астрон ом и чески х расчетах вплоть до эпохи
в о зр о ж д е н и я. И м е н н о е ю п ол ьзо в а л с я в о II в е к е
н.э. г р е ч е с к и й м а т е м а т и к и а с т р о н о м К л а в д и й
П тол ем ей п р и составл ен и и табл и ц ы си н усов
(д р е в н е й ш е й и з д о ш е д ш и х д о н а с).

Возникновение чисел Сложно сказать, когда, а главное, как человек научился считать (так же, как невозможно доподлинно выяснить, когда, а главное, как возник язык). Известно только, что все древние цивилизации уже имели свои системы счёта, значит, история чисел и система счисления зародились в доцивилизационное время. История чисел и систем счисления начались с разделения понятий «один», «два», «много». Люди, научившись выделять один объект из всех остальных, произносили: «один», а если предметов было больше - «много». Однако уже в самых древних известных цивилизациях были разработаны более детальные системы счисления. Со временем, развитие цивилизованных поселений «заставляло» людей заниматься письменностью и математикой, так как в жизни появлялось все больше и больше информации и ее нужно было эффективней осваивать, а не считать до двух. Были придуманы специальные знаки для записи чисел. Они выполняли роль цифр и были удобны для чтения, но для их записи требовалось немало времени.

Вавилонская система счисления Вавилонская (месопотамская) система счисления – шестидесятиричная. До сих пор в часе 60 минут, а в минуте – 60 секунд. Потому год делится на число месяцев, кратное 60, а день делится на такое же число часов. Изначально это были солнечные часы, то есть каждый из них составлял 1/12 светового дня. Много позже длительность часа стали определять не по солнцу и добавили 12 ночных часов. Вавилонские цифры были составными и записывались как числа в десятеричной не позиционной системе счисления. Аналогичный принцип использовали индейцы Майя в своей двадцатеричной позиционной системе счисления. Для понимания записи числа между вавилонскими цифрами необходимы «пробелы».

Древнеегипетская система счисления В древнеегипетской системе счисления, которая возникла во второй половине третьего тысячелетия до н.э., использовались специальные цифры для обозначения чисел 1, 10, 102, 103, 104, 105, 106, 107. Числа в египетской системе счисления записывались как комбинации этих цифр, в которых каждая из них повторялась не более девяти раз. В основе древнеегипетской системы счисления лежал простой принцип сложения, согласно которому значение числа равно сумме значений цифр, участвующих в его записи. Ученые относят древнеегипетскую систему счисления к десятичной непозиционной. Число 345 древние египтяне записывали так: , где - единицы, - десятки, - сотни

Римская система счисления Римская система счисления - непозиционная система счисления, в которой для записи чисел используются буквы латинского алфавита. Для записи больших чисел необходимо сначала записать число тысяч, затем сотен, затем десятков и, наконец, единиц. Если большая цифра стоит перед меньшей, то они добавляются (принцип сложения), если же меньшая – перед большей, то меньшая вычитается (принцип вычитания). Например, VI = 5 + 1 = 6 IV = 5 - 1 = 4 XIX = 10 + 10 – 1 = 19 ХХI = 10 + 10 + 1 = 21 В настоящее время римская система счисления применяется для обозначения: веков (XV век и т.д.), годов н. э. (MCMLXXVII т. д.) и месяцев при указании дат (например, 1. V.1975) порядковых числительных производных больших порядков: yIV, yV и т.д. валентности химических элементов

Кириллическая (славянская) система счисления - отдельная буква соответствовала каждой цифре (от 1 до 9), каждому десятку (от 10 до 90) и каждой сотне (от 100 до 900). Чтобы читающий понимал, что перед ним цифры, применяли специальный знак – титло. Изображался он в виде волнистой линии и помещался над буквой. Назывался «аз под титло» и означал единицу. Кириллическая система счисления Не все буквы алфавита использовались в качестве цифр. Например, «Б» и «Ж» в цифры не обращались, т.к. их не было в древнегреческой азбуке, которая лежала в основе цифровой системы. До XVII века эта форма записи чисел была официальной на территории современной России, Белоруссии, Украины, Болгарии, Венгрии, Сербии и Хорватии. До сих пор православные церковные книги используют эту нумерацию

Арабская система счисления Арабская система счисления состоит из десяти символов: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9, с помощью которых записывается в десятичной системе счисления любое число. Арабские цифры возникли в Индии и в 10-13 вв. были занесены в Европу арабами (отсюда и название). «Арабские» цифры являются изобретением стекольщика - Геометрика. Он считал, что девяти цифрам нужно придать форму, которая соответствовала бы их значению и предлагал для этого фигуры с соответствующим количеством углов. Если сделать определенные перемещения этих фигур, то они вместе составят арабское выражение: Моя цель – вычисление (араб.) Данные символы и способ их использования европейцы заимствовали в Средние века в мусульманских математиков (уровень математики арабских стран в то время был выше, чем у европейцев), отсюда и происходит название арабские цифры. На самом деле арабы переняли их у индейцев. Арабская система счисления является позиционной – вес каждой цифры определяется положением в числе.

Системы счисления Система счисления - запись чисел с помощью некоторого алфавита, символы которого называют цифрами (способ кодирования числовой информации) . Системы счисления делятся на: позиционные непозиционные К позиционным системам счисления относятся двоичная, десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная. Здесь любое число записывается последовательностью цифр соответствующего алфавита, причем значение каждой цифры зависит от места (позиции), которое она занимает в этой последовательности. Например, в записи 555, сделанной в десятичной системе счисления, использована одна цифра 5, но в зависимости от занимаемого ею места она имеет разное количественное значение – 5 единиц, 5 десятков или 5 сотен. Непозиционные системы счисления - это такие системы, в которых значение цифры не зависит от ее положения в числе (римская система счисления).

Позиционные системы счисления В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от ее позиции. Количество используемых цифр называется основанием системы счисления. Место каждой цифры в числе называется позицией. Двоичная, десятичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы с основаниями два, десять, восемь и шестнадцать являются позиционными системами счисления. Продвижением цифры называют её замену на следующую по величине. Продвинуть цифру 1 значит заменить её на 2, продвинуть цифру 2 значит заменить её на 3. Продвижение старшей цифры в десятичной системе (это цифра 9) означает замену её на 0. Примеры первых десяти цифр в разных системах счисления: Двоичная: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001. Десятичная: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Восьмеричная: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11. Шестнадцатеричная: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (числа от 10 до 15 в шестнадцатеричной системе изображаются буквами A, B, C, D, E, F). Двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления относятся к классу машинных систем счисления.

До нас дошла римская система записи чисел

Применяется более 2500 лет.

В качестве цифр в ней используются латинские буквы:

Например:

CXXVIII = 100 +10 +10 +5 +1 +1 +1=128

Позиционной называют систему счисления, в которой количественное значение цифры зависит от ее положения в числе.

Вавилонская система счисления

Первая позиционная система счисления была придумана еще в древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была шестидесятеричной , то есть в ней использовалось шестьдесят цифр!

Числа составлялись из знаков двух видов:

Единицы – прямой клин

Десятки – лежачий клин

Позиционные системы счисления

Наиболее распространенными в настоящее время являются

Десятичная - двоичная

Восьмеричная

-шестнадцатеричная позиционные системы

счисления.

Десятичная система

счисления

Любое число мы можем записать при помощи десяти цифр:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Именно поэтому наша современная система счисления называется

десятичной.

Известный русский математик Н.Н.Лузин так выразился по этому поводу:

«Преимущества десятичной системы счисления не математические, а зоологические. Если бы у нас было на руках не десять пальцев, а восемь, то человечество бы пользовалось восьмеричной системой счисления.»

Десятичная система счисления

Хотя десятичную систему счисления принято называть арабской , но зародилась она в Индии , в V веке.

В Европе об этой системе узнали в ХII веке из арабских научных трактатов, которые были переведены на латынь.

Этим и объясняется название «Арабские цифры».

Однако широкое распространение в науке и в обиходе десятичная система счисления получила только в XVI веке. Эта система позволяет легко выполнять любые арифметические вычисления, записывать числа любой величины. Распространение арабской системы дало мощный толчок развитию математики.

Арабская нумерация

Возобладала при Петре I

Как видоизменялись цифры, употреблявшиеся арабами , пока они не приняли современные формы:

Была придумана задолго до появления компьютеров. Официальное рождение двоичной арифметики связано с именем Г. В. Лейбница, опубликовавшего в 1703 г. статью, в которой он рассмотрел правила выполнения арифметических действий над двоичными

числами. Ее недостаток – «длинная» запись чисел.

В настоящий момент – наиболее употребительная в информатике, вычислительной технике и смежных отраслях система счисления. Использует две цифры:

0 и 1

Свернутая форма записи числа: 101 2

Развернутая форма: 101 =1*22 +0*21 +1*20

Все числа в компьютере представляются

с помощью нулей и единиц, т. е. в двоичной системе счисления.