Numerojärjestelmät kulttuurissa | |
---|---|
indoarabia | |
arabia tamili burma |
Khmer Lao Mongolian Thai |
Itä-Aasialainen | |
Kiinalainen japanilainen Suzhou korealainen |
Vietnamilaiset laskukepit |
Aakkosellinen | |
Abjadia armenia Aryabhata kyrillinen kreikka |
Georgian Etiopian juutalainen Akshara Sankhya |
muu | |
Babylonian egyptiläinen etruski roomalainen Tonava |
Ullakko Kipu Mayan Egeanmeren KPPU-symbolit |
paikallinen | |
2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 8 , 10 , 12 , 16 , 20 , 60 | |
Nega-asentoinen | |
symmetrinen | |
sekajärjestelmät | |
Fibonacci | |
ei-asentoinen | |
Yksikkö (yksittäinen) |
Kolmiosainen lukujärjestelmä on paikkalukujärjestelmä , jonka kokonaislukukanta on 3.
Saatavana kahdessa versiossa: epäsymmetrinen ja symmetrinen.
Epäsymmetrisessä kolmilukujärjestelmässä käytetään useammin lukuja {0,1,2} ja ternäärisymmetrisessä numerojärjestelmässä merkkejä {−,0,+}, {−1,0,+1}, { 1 ,0,1}, { 1 ,0,1}, {i,0,1}, {N,O,P}, {N,Z,P} ja numerot {2,0,1}, {7 ,0,1} . Setun -tietokoneen tulosteissa käytettiin koodausta {yksi,0,1} [1] . Kolminaisuusnumerot voidaan merkitä millä tahansa kolmella merkillä {A,B,C}, mutta sinun on lisäksi määritettävä merkkien ensisijaisuus, esimerkiksi A<B<C.
Digitaalisessa elektroniikassa kolminumerojärjestelmän versiosta riippumatta yksi kolminumeroinen kolminumeroinen numero vastaa yhtä trinaarista liipaisinta vähintään kolmessa tulologiikalla varustetussa invertterissä tai kahta binääriliipaisinta vähintään neljässä tulologiikalla varustetussa invertterissä.
Esimerkki lukujen esittämisestä epäsymmetrisessä kolmilukujärjestelmässä on merkintä tähän positiivisten kokonaislukujen järjestelmään:
Desimaaliluku | 0 | yksi | 2 | 3 | neljä | 5 | 6 | 7 | kahdeksan | 9 | kymmenen |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
kolmiosainen numero | 0 | yksi | 2 | kymmenen | yksitoista | 12 | kaksikymmentä | 21 | 22 | 100 | 101 |
Jos desimaalilukujärjestelmässä on 10 numeroa ja vierekkäisten numeroiden painot eroavat 10 kertaa (yksi numero, kymmennumero, satanumero), niin kolminumeroisessa järjestelmässä käytetään vain kolmea numeroa ja vierekkäisten numeroiden painot eroavat kolme kertaa (yksinumero, kolmikko, yhdeksän numero, ...). Numero 1, joka on kirjoitettu ensin pilkun vasemmalle puolelle, tarkoittaa yksikköä; sama numero, kirjoitettuna toiseksi pilkun vasemmalle puolelle, tarkoittaa kolminkertaista jne.
Epäsymmetrinen kolmilukujärjestelmä on parillisten (yhdistettyjen) eksponentiaalisten paikkalukujärjestelmien erikoistapaus, jossa a k on kolmiosaisesta joukosta a={0,1,2}, b=3, numeroiden painot ovat 3 k .
Eksponentiaaliset numerojärjestelmätEksponentiaalisissa kolminumerojärjestelmissä käytetään kahta järjestelmää:
Kokonaisluku eksponentiaalisessa paikkalukujärjestelmässä esitetään numeroiden (numeroiden) arvojen tulojen summana - luvun b k : nnellä potenssilla :
, missä:Jokaista tuloa tällaisessa merkinnässä kutsutaan (a, b)-arvoiseksi numeroksi.
Kun c=b , (b, b) -aariset lukujärjestelmät muodostetaan tulolla - a k b k ja summalla - , jotka muuttuvat b = 3 :lla tavalliseksi (3,3) -aariseksi (kolmioksi) numerojärjestelmä. Kirjoitettaessa ensimmäinen hakemisto jätetään usein pois, joskus, kun tekstissä on maininta, myös toinen hakemisto jätetään pois.
Numeron - b k - painotuskerroin määritetään, ja se voi yleisessä tapauksessa olla numeron - k valinnainen eksponentiaalinen funktio ja valinnaisesti 3 :n potenssi . Arvojoukko a k on rajoitetumpi ja liittyy enemmän laitteisto-osaan - liipaisujen pysyvien tilojen lukumäärään tai triggeriryhmän tilojen lukumäärään rekisterin yhdessä bitissä . Yleisessä tapauksessa a k voi valinnaisesti olla myös kolmiosaisesta joukosta a={0,1,2}, mutta jotta parillinen järjestelmä olisi kolmiosainen ja jota kutsutaan ternääriksi, vähintään toisen kahdesta järjestelmästä on oltava kolmiosainen. a k -nnella lähempänä laitteistoa ja k -nnellä joukosta a ={0,1,2} tai joukosta a={-1,0,+1} määritetään koodausjärjestelmä: epäsymmetrinen kolmiosainen tai symmetrinen kolmiosainen.
Eksponentiaaliset kolminumerojärjestelmätKokonaisluku eksponentiaalisessa asemakolmiojärjestelmässä kirjoitetaan sen numeroiden (numerojonojen) sekvenssinä, joka on lueteltu vasemmalta oikealle numeroiden tärkeysjärjestyksen mukaan:
Eksponentiaalisissa lukujärjestelmissä numeroiden arvoille annetaan painokertoimet , ne jätetään pois merkinnöistä, mutta ymmärretään, että k :nnen numeron oikealta vasemmalle painokerroin on yhtä suuri kuin .
Kombinatoriikasta tiedetään, että tallennettujen koodien määrä on yhtä suuri kuin toistoja sisältävien sijoitusten lukumäärä :
jossa a = 3 on 3-alkiojoukko a = {0, 1, 2}, josta numerot a k otetaan , n on alkioiden (numeroiden) lukumäärä luvussa x 3, b .
Tallennettujen koodien määrä ei riipu eksponentiaalisen funktion - b -kannasta, joka määrittää lukujen x 3, b edustaman arvojen alueen .
Murtoluku kirjoitetaan ja esitetään muodossa
missä m on desimaalipilkun oikealla puolella olevan luvun murto-osan numeroiden lukumäärä;
Joissakin tapauksissa tämä ei välttämättä riitä; tällaisissa tapauksissa voidaan käyttää sisäänrakennettua (kommentoitua), nelinumerojärjestelmää ja muita numerojärjestelmiä.
Kolmiosaiset lukujärjestelmät lisäkertoimellaEksponentiaalisissa kolminumerojärjestelmissä numeron painoon voidaan lisätä lisätekijä. Esimerkiksi kerroin (b/c):
Yleensä c≠3.
Kun k a={0,1,2}, b=3 ja c=3, muodostuu tavallinen epäsymmetrinen kolmilukujärjestelmä.
Kun a=2, b=3 ja c=2, muodostuu (2,3,2)-aarinen lukujärjestelmä, jonka tuloon ei-kokonaislukupainokerroin on yhtä suuri kuin (3/c)=(3/2) )=1,5.
Muille a, b ja c arvoille muodostetaan muut eksponentiaaliset paikkalukujärjestelmät lisäkertoimella (b/c), jonka luku on ääretön.
Myös muiden yhdistettyjen lukujärjestelmien äärettömät joukot ovat mahdollisia.
Yksi kolminumeroinen numero voidaan koodata eri tavoin.
Kolmitason koodausjärjestelmät kolminumeroisille numeroille1. Kolmitason koodaus (3-level LevelCoded Ternary, 3L LCT, "single-wire"): Kolmitason
koodausjärjestelmien lukumäärä kolminumeroisille numeroille on yhtä suuri kuin permutaatioiden lukumäärä :
1.1. Symmetrinen {-1,0,+1}
+U - (+1) ;
0 - (0);
-U - (-1),
1.2. Siirretty +1 {0,1,2}
1.3. Siirretty +2 {1,2,3}
2. Kaksibittiset binäärikoodatut kolminumeroiset numerot (2- Bit BinaryCodedTernary, 2B BCT-esitys, "kaksijohtiminen") käyttäen 3 koodia neljästä mahdollisesta [2] :
Mahdollisten 2B BCT:n kolminumeroisten koodausjärjestelmien määrä on yhtä suuri kuin yhdistelmien lukumäärä ilman toistoa :
Tässä muutamia niistä:
2.1. [3]
(1,0) - 2;
(0,1) - 1;
(0,0) - 0.
2.2.
(1,1) - 2;
(0,1) - 1;
(0,0) - 0.
3. Kaksibittiset binäärikoodatut kolminumeroiset numerot (2- Bit BinaryCodedTernary, 2B BCT-esitys, "kaksijohtiminen") käyttäen kaikkia 4 koodia neljästä mahdollisesta (kaksi neljästä koodista koodaa yhden ja tiukempi kolminumeroinen numero 3).
3.1.
Tässä on yksi niistä [4] :
(0.0) - "0"
(1.1) - "0"
(0.1) - "-1"
(1.0) - "+1"
4. Kolmibittinen binäärikoodattu ternaari numeroita (3-bittinen BinaryCodedTernary, 3B BCT-esitys, "kolmijohtiminen") käyttäen kolmea koodia kahdeksasta mahdollisesta:
Mahdollisten 3B BCT:n kolminumeroisten koodausjärjestelmien lukumäärä on yhtä suuri kuin toistottomien yhdistelmien lukumäärä :
Tässä muutamia niistä:
3.1.
(1,0,0) - 2;
(0,1,0) - 1;
(0,0,1) - 0.
3.2.
(0,1,1) - 2;
(1,0,1) - 1;
(0,1,0) - 0.
3.3.
(1,1,1) - 2;
(0,1,1) - 1;
(0,0,1) - 0.
3.4.
(0,0,0) - 2;
(1,0,0) - 1;
(1,1,0) - 0.
3.5.
(1,0,0) - 2;
(1,1,0) - 1;
(1,1,1) - 0.
3.6.
(0,1,1) - 2;
(0,0,1) - 1;
(0,0,0) - 0.
3.7.
(1,0,1) - 2;
(0,1,0) - 1;
(0,0,0) - 0
jne.
Bittikohtaisessa vertailussa kolminumerojärjestelmä on binäärilukujärjestelmää tilavampi.
Yhdeksännumeroisen binäärikoodin kapasiteetti on numeroita ja kolminumeroinen koodi on numeron kapasiteetti, eli kaksinkertainen.
Kahdenkymmenenseitsemän numeron binäärikoodilla on lukukapasiteetti ja kolminumeroisella koodilla numerokapasiteetti , eli se on kertaa suurempi.
Kolmiosainen paikallinen eksponentiaalinen epäsymmetrinen lukujärjestelmä merkkien lukumäärän suhteen (kolminumeroisessa desimaaliluvussa 3 * 10 = 30 merkkiä) on taloudellisin paikka eksponentiaalinen epäsymmetrinen lukujärjestelmä. [5] [6] [7] [8] [9] A. Kushnerov [6] pitää tämän lauseen John von Neumannin ansioksi .
Käännöksessä desimaalikokonaisluku jaetaan kolmella jäännöksellä (kokonaislukujako) niin kauan kuin osamäärä on suurempi kuin nolla. Loput, jotka on kirjoitettu vasemmalta oikealle viimeisestä ensimmäiseen, ovat kokonaisluvun epäsymmetrinen ternäärinen vastine koko desimaaliluvulle. [10] [11]
Esimerkki: desimaalikokonaisluku 48 10.10 muunnetaan epäsymmetriseksi kolmiosaiseksi kokonaisluvuksi:
luku = 48 10.10 jaettuna 3:lla, osamäärä = 16, jakojäännös a 0 = 0
osamäärä = 16 10.10 jaettuna luvulla 3 , 5, suhdeluku a 1 = 1
osamäärä = 5 10.10 jaettuna 3:lla, osamäärä = 1, jakojäännös a 2 = 2
osamäärä = 1 10.10 jaettuna 3:lla, osamäärä = 0, jäännös a 3 = 1
osamäärä ei suurempi kuin nolla, jako on valmis.
Nyt, kun kirjoitetaan kaikki jäännökset viimeisestä ensimmäiseen vasemmalta oikealle, saadaan tulos 48 10.10 \u003d (a 3 a 2 a 1 a 0 ) 3.3 \u003d 1210 3.3 .
Italialainen matemaatikko Fibonacci (Leonardo Pisalainen ) ( 1170-1250 ) ehdotti sijaintikokonaislukusymmetristä kolmilukujärjestelmää " painoongelman " ratkaisemiseksi. [12] Parhaan painojärjestelmän ongelmaa pohti Luca Pacioli (XV vuosisata). Erityinen tapaus tästä ongelmasta julkaistiin ranskalaisen matemaatikon Claude Bachet de Meziriacin kirjassa "Viihdyttävien ongelmien kokoelma" vuonna 1612 (C. G. Bachetin kirjan "Matematiikkaan perustuvat pelit ja ongelmat" venäjänkielinen käännös julkaistiin Pietarissa. Pietari vasta vuonna 1877). Vuonna 1797 Venäjällä annettiin laki "oikeiden juoma- ja leipämittojen vahvistamisesta kaikkialla Venäjän valtakunnassa". Tavaroiden punnitsemiseen sallittiin vain seuraavien painojen painot: 1 ja 2 paunaa, 1, 3, 9, 27 puntaa ja 1, 3, 9, 27 ja 81 puolaa . Lain liitteenä julkaistiin taulukko tavaroiden punnitsemisesta 1 paunasta 40 paunaan painoilla 1, 3, 9, 27 puntaa ja tavaroiden punnitsemiseksi 1 puolasta 96 puolaan painoilla 1, 3, 9, 27 ja 81 kelat [13] . Pietarilainen akateemikko Leonard Euler kiinnosti tätä ongelmaa , ja myöhemmin D. I. Mendeleev kiinnostui . [14] [15] [16] [17] [18]
Vipuvaa'alla punnittaessa symmetriaa on käytetty muinaisista ajoista lähtien, jolloin kulhoon on lisätty paino tavaroiden kanssa. Kolmiosaisen lukujärjestelmän elementit olivat muinaisten sumerien lukujärjestelmässä [19] , mitta-, paino- ja rahajärjestelmissä, joissa oli yksiköitä, jotka olivat yhtä suuret kuin 3. Mutta vain symmetrisessä kolmiosaisessa Fibonacci-lukujärjestelmässä molemmat nämä ominaisuudet yhdistetään.
Symmetrisen järjestelmän avulla voit esittää negatiivisia lukuja ilman erillistä miinusmerkkiä. Numeroa 2 edustaa numero 1 kolmosten paikalla ja numero (miinus yksi) yksiköiden paikalla. Lukua −2 edustaa numero (miinus yksi) kolmosten paikalla ja numero 1 yksiköiden paikalla.
Kolmen symmetrisen numerojärjestelmän numeroiden (merkkien) ja kolmiosaisen epäsymmetrisen numerojärjestelmän numeroiden (merkkien) välillä on kuusi mahdollista vastaavuutta:
yksi. | 2. | 3. | neljä. | 5. | 6. | |
---|---|---|---|---|---|---|
yksi | 2 | yksi | 0 | 0 | 2 | yksi |
0 | yksi | 0 | 2 | yksi | 0 | 2 |
yksi | 0 | 2 | yksi | 2 | yksi | 0 |
Kohdan 2 mukaan numeroarvot 0 ja 1 tallennetaan.
Desimaalijärjestelmä | −9 | −8 | −7 | −6 | −5 | −4 | −3 | −2 | −1 | 0 | yksi | 2 | 3 | neljä | 5 | 6 | 7 | kahdeksan | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Kolmiosainen epäsymmetrinen | -100 | −22 | −21 | −20 | −12 | −11 | −10 | −2 | −1 | 0 | yksi | 2 | kymmenen | yksitoista | 12 | kaksikymmentä | 21 | 22 | 100 |
Kolmiosainen symmetrinen | 100_ _ | 101_ _ | 1 1 1 | 1 10 | 1 11 | yksitoista | 1 0 | 1 1 | yksi | 0 | yksi | 1 1 | kymmenen | yksitoista | 1 11 | 1 1 0 | 1 1 1 | 10 1 | 100 |
Kolmiosaisessa symmetrisessä lukujärjestelmässä etumerkki 1 voidaan korvata merkillä (ei numerolla) i tai 2 ja toisessa tapauksessa kolmiosaisen epäsymmetrisen järjestelmän etumerkkejä {2,0,1} voidaan käyttää kolmiosainen symmetrinen lukujärjestelmä {-1,0,+1}.
Koska kantaluku 3 on pariton, kolmiosaisessa järjestelmässä on mahdollista nollan suhteen symmetrinen lukujärjestys: −1, 0, 1, joka liittyy kuuteen arvokkaaseen ominaisuuteen:
Positiivisten ja negatiivisten numeroiden ansiosta sekä positiiviset että negatiiviset numerot voidaan esittää suoraan. Tässä tapauksessa ei tarvita erityistä etumerkkibittiä eikä ylimääräistä (tai käänteistä) koodia tarvitse syöttää aritmeettisten operaatioiden suorittamiseksi negatiivisilla luvuilla. Kaikki kolmisymmetrisessä numerojärjestelmässä esitettyjen numeroiden toiminnot suoritetaan tietysti ottaen huomioon numeroiden etumerkit. Luvun etumerkki määräytyy luvun merkittävimmän numeron etumerkillä: jos se on positiivinen, niin luku on positiivinen, jos se on negatiivinen, niin luku on negatiivinen. Jos haluat muuttaa luvun etumerkkiä, sinun on vaihdettava sen kaikkien numeroiden etumerkit (eli käännettävä sen koodi Lukasiewiczin inversiolla). Esimerkiksi:
Toinen hyödyllinen seuraus numeroarvojen symmetrisestä järjestelystä on lukujen pyöristysongelman puuttuminen: hylättyjen alempien numeroiden edustaman luvun itseisarvo ei koskaan ylitä puolta vastaavan luvun osan itseisarvosta. tallennettujen numeroiden vähiten merkitsevän luvun pienimpään numeroon. Siksi luvun pienten numeroiden hylkäämisen seurauksena tämän luvun paras likiarvo saadaan tietylle määrälle jäljellä olevia numeroita, eikä pyöristystä tarvita.
Lukujen muuntaminen desimaalijärjestelmästä kolmiosaiseen järjestelmään ja vastaava painokysymys on kuvattu yksityiskohtaisesti kirjoissa [20] [21] . Se kertoo myös kolmiosaisen painojärjestelmän käytöstä venäläisessä käytännössä.
Mikä tahansa kolmilukujärjestelmään kirjoitettu luku, jolla on luvut 0, 1, −1, voidaan esittää luvun 3 kokonaislukupotenssien summana, ja jos luku 1 on luvun ternääriesityksen annetussa bitissä, niin tätä bittiä vastaavan luvun 3 potenssi sisällytetään summaan merkillä “+”, jos luku on −1, niin merkillä “-”, ja jos luku on 0, niin sitä ei sisällytetä ollenkaan . Tämä voidaan esittää kaavalla
, missä - luvun kokonaislukuosa,
lisäksi kertoimet K voivat saada arvot { 1, 0, −1 }.
Jotta kolmiosaisessa järjestelmässä esitetty luku muunnetaan desimaalijärjestelmäksi, on tarpeen kertoa annetun luvun kunkin numeron numero tätä numeroa vastaavan luvun 3 potenssilla (desimaalimuodossa) ja lisätä tuloksena olevat tuotteet.
2 | 02 | kymmenen | yksitoista |
---|---|---|---|
yksi | 01 | 02 | kymmenen |
0 | 00 | 01 | 02 |
+ | 0 | yksi | 2 |
yksi | 00 | 01 | 1 1 |
---|---|---|---|
0 | 0 1 | 00 | 01 |
yksi | 1 1 | 0 1 | 00 |
+ | yksi | 0 | yksi |
Komentojen esittäminen kolmikoodissa ohjelmoinnissa ja koneeseen syötettäessä on hankalaa ja epätaloudellista, joten koneen ulkopuolella käytetään yhdeksän desimaalin komennon esitysmuotoa. Yhdeksän numeroa on yhdistetty kolminumeroisiin pareihin:
Kun irrotat koneesta, negatiiviset desimaaliluvut merkitään kirjaimilla:
desimaaliluku | ||||
---|---|---|---|---|
Latinalaisen aakkoston kirjain | Z | Y | X | W |
Venäjän aakkosten kirjain | C | klo | X | JA |