Римские цифры, придуманные более 2500 лет тому назад, использовались европейцами на протяжении двух тысячелетий, затем были вытеснены арабскими цифрами. Это произошло потому, что римские цифры записать достаточно сложно, да и любые арифметические действия в римской системе выполнять гораздо сложнее, чем в арабской системе исчисления. Не смотря на то, что сегодня римская система не часто используется, это вовсе не значит, что она стала неактуальна. В большинстве случаев века римскими цифрами обозначают, а вот годы или точные даты принято писать арабскими цифрами.

Римскими цифры также используются при написании порядковых номеров монархов, энциклопедических томов, валентности различных химических элементов. На циферблатах ручных часов также часто используются цифры римской системы исчисления.

Римские цифры представляют собой определенные знаки, с помощью которых записывают десятичные разряды и их половины. Используют для этого всего семь заглавных букв латинского алфавита. Числу 1 соответствует римская цифра I, 5 – V, 10 – X, 50 – L, 100 – C, 500 – D, 1000 – M. При обозначении натуральных чисел эти цифры повторяются. Так 2 можно написать, используя два раза I, то есть 2 – II, 3 - три буквы I, то есть 3 – III. Если меньшая цифра стоит перед большей, то используется принцип вычитания (меньшая цифра вычитается из большей). Так, цифра 4 изображается как IV (то есть 5-1).

В случае, когда большая цифра стоит впереди меньшей, их складывают, например 6 записывается в римской системе, как VI (то есть 5+1).

Если Вы привыкли записывать числа арабскими цифрами, то могут возникнуть некоторые затруднения в том случае, когда нужно записать века римскими цифрами, какое-либо число или дату. Перевести любое число из арабской системы в римскую систему исчисления и наоборот можно очень легко и очень быстро, воспользовавшись удобным конвертером на нашем сайте.

На клавиатуре компьютера достаточно перейти на английский язык, чтобы без труда записать любое число римскими цифрами.

По всей видимости, древние римляне отдавали предпочтение прямым линиям, поэтому все их цифры прямые и строгие. Однако, римские цифры представляют собой ни что иное, как упрощенное изображение пальцев человеческой руки. Цифры с одного до четырех напоминают вытянутые пальцы, цифру пять можно сравнить с раскрытой ладонью, где большой палец оттопырен. А цифра десять напоминает две скрещенные руки. В европейских странах при счете принято разгибать пальцы, а вот в России, наоборот, загибать.

В ходе урока учащиеся пополняют свой запас знаний о непозиционных системах, в частности о римской системе счисления. Какие числа считаются в этой системе узловыми, по каким правилам записывают остальные числа, об истории происхождения этих чисел, изменением со времени их записи. Объяснение учителя дополняет сообщение учащегося, который готовит к научно - практической конференции исследовательскую работу по данной теме.

По ходу лекции учитель делает важные записи на доске, а учащиеся переносят их в свои тетради. После объяснения нового материала учащиеся применяют полученные знания о записи чисел на практике, выполняя тренировочные упражнения. Учащиеся переводят число, записанное римскими цифрами в запись арабскими, и наоборот, число в римской системе записывают арабскими цифрами. Для выполнения этого задания на каждой парте лежат по две карточки, на которых написано число римскими и арабскими цифрами. Учащиеся, работая в паре, должны осуществить взаимный переход.

Далее вниманию учащихся предлагается несколько занимательных, творческих задач, среди которых и задачи со спичками. Выполняя это задание, учащиеся могут работать в группах, оформляя решение маркерами на листах формата А-3. Все группы работают над одним и тем же заданием, а затем по одному представителю от каждой группы показывают решение одной из задач у доски.

Для подведения итогов урока и рефлексии учитель использует прием «Незаконченные предложения» или анкету «Как прошел урок», а также прием «Цветовая феерия».
В качестве домашнего задания учащимся предлагается составить викторину или тест из 5-7 вопросов на проверку знаний и умений по изученной теме.

Тип урока: комбинированный.

Цель урока : повышение интереса к предмету за счет использование богатого исторического, наглядного материала, занимательных задач; расширение кругозора обучающихся.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Объяснение нового материала (экскурс в историю)

Вступительное слово учителя : На последнем уроке математики мы с вами познакомились с различными непозиционными системами счисления, а в частности с египетской, китайской и славянской нумерацией. Сегодня мы поговорим подробно о римской системе счисления, которая тоже является непозиционной.
Вопрос к вам, ребята: Какая система называется непозиционной?

Ответ учащихся: Cистема называется непозиционной, если значение знака не зависит от его положения в записи числа.
Римской системой счисления пользовались в Европе в средние века, но и в настоящее время без неё нельзя обойтись во многих областях. Что вам известно про эту нумерацию?
У римлян были специальные обозначения для чисел 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000. Римские цифры имели такой вид:

Эти семь чисел назывались узловыми и с их помощью можно записать любое многозначное число. Первоначально римские цифры немного отличались от тех цифр, какими мы привыкли пользоваться сейчас. Они претерпели небольшие изменения в написании.
О происхождении римских цифр нет достоверных сведений, по этому поводу среди ученых до сих пор идут споры. Существует несколько взглядов на эту проблему.
Посмотрите внимательно на цифры 1, 5 и 10. На что они похожи?

Ответ : 1 – палочка, 10 – крест, мы видели их на обозначении группы крови, в учебнике истории.

– А есть ли что-то у человека, с чем можно связать эти обозначения?

Ответ: один – один палец, 5 – ладошка, рука, десять – две руки.

– Действительно, ребята, существует мнение, что цифры I,V,X есть суть палец, открытая рука и две такие руки. Но есть и другое объяснение этому факту.

Выступление учащегося: Первоначально числа от одного до девяти обозначалось соответственным числом вертикальных палочек. Когда счет шел десятками, нарисовав девять палочек, десятой их перечеркивали. А чтобы не писать так много палочек, перечеркивали одну палочку. Отсюда и произошел знак X.

Вопрос учащимся : Посмотрите на знаки обозначающие числа 5 и 10. Есть ли между ними какая то связь?

Ответ : Пять – это половина от десяти, галочка – половинка крестика.

Действительно, число 5 обозначалось половиной такого креста, обозначающего число 1о. Причем соседи римлян этруски, завоеванные Римской империей, употребляли для числа 5 нижнюю часть креста, а сами римляне верхней.
Для обозначения числа 100 перечеркивали палочку два раза или применяли кружок с точкой внутри. Очевидно, 50 обозначалось половиной этого знака. Число 1000 изображалось значком (I), а число 500 знаком I).
Также возможно, для обозначения числа 100 (centum) стали писать С, а для 1000(mille) букву M. Когда-то слово «миля» обозначало путь в тысячу двойных шагов.

Выступление учащегося : римские цифры долго держались в школьных учебниках и после проникновения в Европу современных цифр и поэтому назывались школьными.

Вопрос : Как вы считаете ребята, удобна ли римская нумерации в использовании?

Ответ : Римская нумерация не слишком удобна, чтобы записать даже некоторые однозначные цифры нужно писать два знака, для записи многозначного – еще больше. Выполнение арифметических действий над многозначными числами в этой записи очень трудно.

– Да, ребята, вы совершенно правы, у римской нумерации есть свои определенные недостатки и неудобства. Но темнее менее, римская нумерация преобладала в Италии до 13 века, а в некоторых странах Западной Европы до XVI века. Когда-то римляне завоевали многие страны и присоединили к своей империи. Со всех стран взимали огромные налоги, используя свои обозначения. Так что пришлось жителям этих стран учить римскую нумерацию, посылая проклятия на головы поработителей.

– Мы с вами не являемся жителями стран Римской империи, тогда для чего нам с вами в настоящее время знать римскую нумерацию?

Ответ : Чтобы понимать время на часах, определять дату в учебнике истории или у экспоната в музее, на уроке математики, в художественной литературе, для обозначения номера главы и т.п.

Вопрос : Если в римской нумерации есть только обозначения для цифр 1,5,10, 50, 100, 500, 1000, то, как записывать остальные числа?

Ответ : Для этого есть определенные правила. Остановимся на них подробнее (читают правила в учебнике с комментариями).

1. Если цифра с большим значением стоит слева от цифры с меньшим значением, то их значение складывается. Например: 6 – VI, 11 – XI, 60 – LX
2. Если цифра с меньшим значением стоит слева от цифры с большим значением, то из большего вычитается меньшее. Например: 4 – IV, 9 – IX, 40 – XL, 90 – XC.
3. Если рядом стоят две одинаковые цифры, то их значение складывается. Например: СС – 200, XX – 20.
4. Одна и та же цифра не может быть написана подряд более трех раз.

III. Практическое применение правил для перевода арабских цифр в римскую нумерацию и наоборот

– Сейчас мы с вами потренируемся записывать числа арабскими цифрами и наоборот, переходить в римскую нумерацию. У каждого на столе две карточки. Я попрошу вас число, записанное римскими цифрами записать арабскими, а записанное арабскими записать римскими. На выполнение задания у вас две минуты. Это задание вы выполняете в парах с соседом по парте.

Учащимся предлагаются следующие числа:

• В римской нумерации: CCC, LIX, XCV, LX, СXV, LXI, XVI, XIV, ССX, XXIX, XXII, LXXXIX, XLIV, DXL, LXXII
• Записанные арабскими цифрами: 9,15,29,49,427,41,58,67,99,1002,600,103,124,593,1541.

Для проверки правильности выполнения задания учитель показывает на доске число, записанное римскими цифрами, а учащийся, у которого имеется карточка с этим числом записанное арабскими цифрами, должен её поднять и показать классу. Соответственно, когда учитель показывает число, записанное арабскими цифрами, ученик показывает карточку с записью этого числа в римской нумерации. Если возникает заминка, это число разбирают всем классом.
Для выполнения следующего задания я попрошу вас разделиться на малые группы по 4 человека. Каждой группе предлагается решить творческое задание на применение знаний о римской нумерации. В течение 5 минут ребята выполняют это задание на листах формата А-4, а затем представляют решение всему классу.

На этом уроке учащимся были предложены следующие задачи:

• Сколько и каких чисел в римской системе счисления можно записать, используя только три спички?
• Нельзя ли из трех спичек сделать шесть, не ломая их?
• Как из двух спичек сделать десять, не ломая их?
• Как записать число 30 , чтобы оно при зеркальном отражении не изменяло своего значения?
• С помощью девяти спичек составлено число 300. Не изменяя количества спичек, уменьшите число в 3 раза.
• Из спичек составлено равенство: VI – IV = XI. Как получит верное равенство, переложив всего одну спичку?
• В харчевню пришли 11 человек и попросили подать им рыбы. Хозяин харчевни решил не упускать случая поживиться: имея в своем распоряжении три рыбы, он обещал подать на стол гостям одиннадцать. Гости заинтересовались и даже согласились заплатить деньги вперед. Как хозяин исполнил свое обещание?

Представители от каждой группы по очереди у доски представляют решение своей задачи.

IV. Подведение итогов урока, рефлексия, домашнее задание: составить викторину из пяти вопросов, проверяющих знания и умения по римской системе счисления.

Издревле человек проявляет интерес к окружающему миру, пытается его изучить, а полученные знания систематизировать и упорядочить. Один из таких способ - счет. Для этого были придуманы В настоящее время существует множество способов счета и учета информации. В этой статье мы расскажем о том, что такое натуральные числа, какие бывают системы счисления, как их использовать, а также историю их возникновения.

Общие сведения

Так что такое натуральные числа? Определение говорит, что они являются простейшими, то есть используются в повседневной жизни для подсчета количества каких-либо предметов. В настоящее время применяется позиционная десятеричная система счисления. Приведем определение данному понятию. Системы счисления - это представление чисел при помощи письменных символов (знаков), символический способ записи чисел. Стоит разделять понятия "число" и "цифра". Первое представляет собой некую абстрактную сущность, меру для определения количества. Цифрами называют определенные символы, которые используются для записи чисел. Самая популярная и распространенная - это арабская система символов. В ней цифры представляются знаками от 0 (нуля) и до 9 (девяти). Именно она используется для обозначения натуральных чисел в настоящее время. Менее распространенной является римская система счисления. Но о ней подробнее мы расскажем дальше.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что натуральные числа - это те, которые используются для счета предметов, указывают на порядковый номер какого-либо предмета среди аналогичных. Например, 5, 18, 596, 10873 и так далее.

Что такое числовой ряд?

Все натуральные числа, которые располагаются в порядке возрастания, образуют так называемый числовой ряд. Свое начало он берет с наименьшей цифры - единицы. Самого большого числа нет, так как данный ряд бесконечен. Таким образом, если к последующему числу мы прибавляем один, то получим следующее число. Стоит отметить, что число ноль не является натуральным числом. Оно означает полное отсутствие чего-либо, не имеет под собой материального основания. Следовательно, ноль нельзя отнести к классу под названием "натуральные числа". Обозначается множество натуральных чисел при помощи заглавной латинской буквы N.

Как они появились?

В самые древние времена для написания чисел использовали палочки. Такой способ позаимствовали римляне для своей непозиционной системы счисления (что это такое, мы расскажем дальше). При этом число записывалось без каких-либо символов, а как разность или сумма палочек.

Следующий этап развития системы счисления - обозначение при помощи букв. Затем появился позиционный класс чисел, который используется и по сей день. Новаторами в этой области стали древние вавилоняне и индусы, придумавшие шестидесятеричную и десятеричную системы соответственно. Стоит отметить, что широко используемая арабская система является производной от древнеиндийской. Арабские математики только дополнили ее цифрой нуль.

Классификация системы счисления

Так как чисел намного больше, чем соответствующих цифр, то для их записи принято использовать комбинацию (набор) цифр. Малое количество чисел (небольшое по величине) обозначается одной цифрой. Выходит, что системы счисления - это способы записи числовых значений при помощи цифр. Величина может зависеть от того, в каком порядке идут цифры, а может и не иметь значения. Данное свойство определяется системами счета, что служит основанием для классифицирования. Существует три группы (класса).

1. Смешанные.
2. Позиционные.
3. Непозиционные.

В качестве примера первой группы приведем денежные знаки. Рассмотрим российскую монетарную систему. В ней используются купюры и монеты таких номиналов, как: один, два, пять, десять, сто, пятьсот, тысяча и пять тысяч рублей, а также одна, пять, десять и пятьдесят копеек. Чтобы получить определенную сумму в рублях, необходимо использовать соответствующее количество денежных знаков различного номинального достоинства. Например, микроволновая печь стоит 6379 российских рублей. Чтобы сделать покупку, можно взять шесть купюр номиналом в тысячу рублей, 3 банкноты по сто рублей, одну купюру в пятьдесят рублей, две - по десять, одну монету в пять рублей и две монеты по два рубля. Если мы запишем количество монет или купюр, начиная от одной тысячи рублей и заканчивая копейкой, при этом заменяя неиспользуемые номиналы нулями, то получим следующее число: 603121200000. Если перемешать цифры в полученном ранее числе, то мы получим ложную цену на микроволновую печь. Поэтому такой способ записи относится к позиционному классу. Натуральные числа - это прямой пример позиционного класса.

Непозиционный класс - что это такое?

Непозиционная система счисления чисел характеризуются тем, что общая величина числа не зависит от положения цифры пи написании. Если к каждой цифре мы припишем соответствующий знак номинала, то такие составные символы (номинал плюс цифра) можно перемешивать. Другими словами, такая запись является непозиционной. В качестве чистого примера можно привести римскую систему. Ее рассмотрим более подробно.

Римские цифры

Этим понятием называют систему знаков (символов), которая была придумана древними римлянами для своей системы счисления. Суть ее состоит в следующем: все натуральные числа записываются повторением цифр. При этом, если меньшая цифра стоит перед большей, то первая вычитается из последней. Это называется принципом вычитания. Если имеет место четырехкратное повторение, данное правило на него не распространяется. А если же большая цифра стоит перед меньшей, то, наоборот, они складываются (принцип сложения). Историки отмечают, что данная система датируется примерно пятым веком до нашей эры у этрусков, которые, в свою очередь, могли ее перенять у протокельтов. Для правильного написания большого числа римскими символами необходимо сначала написать количество тысяч, потом - сотен, затем - десятков и в конце - единиц. Стоит отметить, что при этом только некоторые из цифр (например, I, M, X, C) могут дублироваться, но не больше, чем три раза. Следовательно, при помощи римских цифр можно записать практически любое целое число. Для современного человека, чтобы упростить подсчет, существует специальная таблица систем счисления римских цифр.

Использование римских цифр

Данная система счисления очень широко применялась в СССР при обозначении даты для указания месяца. Очень часто на надгробиях даты жизни и смерти указываются в особом формате, где порядковый номер месяца пишется римскими символами. В настоящее время, с переходом на компьютеризированную обработку информации, использование данной системы счисления практически кануло в Лету. Однако есть сферы, где «римский стиль» изображения цифр имеет свои особенности. Например, в странах Западной Европы очень часто используют эти символы на фронтонах зданий для обозначения номера года или в титрах видео- и кинопродукции. Так, в Литве на витринах магазинов или дорожных знаках, вывесках римскими цифрами обозначаются дни недели.

Современное применение римской системы счисления

В настоящее время данный способ написания чисел не имеет широкого применения. Однако исторически устоялось, что она применяется в сферах, о которых мы подробно расскажем в этом разделе. Во всем мире принято указывать номер тысячелетия или века римскими символами. Так же происходит и при написании "порядкового номера" монаршей особы. Например, Елизавета II, Людовик XIV и т.д. Это связано с тем, что данная система счисления более "величественная". Само ее появление ассоциируется с рассветом Римской империи - образцом традиции и классики. По тому же принципу данная система изображения цифр используется для маркировки циферблата в некоторых моделях часов. Еще один распространенный случай применения римских цифр - номера томов в многотомном литературном произведении. Например: «Война и мир», том III. Иногда таким образом нумеруются части книги, разделы или главы. В некоторых изданиях можно встретить обозначение страниц с предисловием к произведению. Это делают для того, чтобы при изменении текста предисловия не менять ссылки на него в теле основного текста. Римские цифры используют для обозначения важных исторических событий или пунктов перечня. Например, II мировая война, XVII съезд КПСС, XXII Олимпийские игры и тому подобное. Помимо тем, так или иначе связанных с историей, данную систему счисления используют в химии - для указания валентности элементов; в музыкальном искусстве - для указания порядкового номера ступени в звуковом ряде. Также римские цифры используют в медицине.

Римская система нумерации с помощью букв была распространена в Древнем Риме и Европе на протяжении двух тысяч лет. Только в позднем средневековье ее сменила более удобная для вычислений десятичная система цифр, заимствованная у арабов (1,2,3,4,5…).

Но, до сих пор римскими цифрами обозначаются даты на монументах, время на часах и (в англо-американской типографической традиции) страницы книжных предисловий, размеры одежды, главы монографий и учебников. Кроме того, в русском языке римскими цифрами принято обозначать порядковые числительные. Система Римских цифр в настоящее время применяется при обозначения веков (XV век и т.д.), годов н. э. (MCMLXXVII т. д.) и месяцев при указании дат (например, 1. V.1975), в исторических памятниках права как номера статей (Каролина и др)

Для обозначения чисел применялось 7 букв латинского алфавита (первая буква слов – пять, десять, пятьдесят, сто, пятьсот, тысяча):

I = 1, V = 5, X = 10, L = 50, C = 100, D = 500, M = 1000

С (100) -это первая буква латинского слова centum (сто)

а М - (1000) - на первую букву слова mille (тысяча).

Что же касается знака D (500), то он представлял собой половину знака Ф (1000)

Знак V (5) является верхней половиной знака Х (10)

Промежуточные числа образовывались путем прибавления нескольких букв справа или слева. Сначала пишутся тысячи и сотни, затем десятки и единицы. Таким образом, число 24 пишется как XXIV

Натуральные числа записываются при помощи повторения этих цифр.

При этом, если большая цифра стоит перед меньшей, то они складываются (принцип сложения), если же меньшая - перед большей, то меньшая вычитается из большей (принцип вычитания).

Другими словами - если знак, обозначающий меньшее число, стоит справа от знака, обозначающего большее число, то меньшее прибавляют к большему; если слева - то вычитают: VI - 6, т.е. 5+1 IV - 4, т.е. 5-1 LX - 60, т.е. 50+10 XL - 40, т.е. 50-10 CX - 110, т.е.100+10 XC - 90, т.е. 100-10 MDCCCXII - 1812, т.е. 1000+500+100+100+100+10+1+1

Последнее правило применяется только во избежание четырёхкратного повторения одной и той же цифры. Во избежание 4-х кратного повторения число 3999 записывается как MMMIM.

Возможно различное обозначение одного и того же числа. Так, число 80 можно представить как LXXX (50+10+10+10) и как XXC(100-20).

Например, I, Х, С ставятся соответственно перед Х, С, М для обозначения 9, 90, 900 или перед V, L, D для обозначения 4, 40, 400.

Например, VI = 5+1 = 6, IV = 5 - 1 = 4 (вместо IIII).

XIX = 10 + 10 - 1 = 19 (вместо XVIIII),

XL = 50 - 10 =40 (вместо XXXX),

XXXIII = 10 + 10 + 10 + 1 + 1 + 1 = 33 и т.д.

Примечание:

Основные римские цифры: I(1) - unus (унус) II(2) - duo (дуо) III(3) - tres (трэс) IV(4) - quattuor (кваттуор) V(5) - quinque (квинквэ) VI(6) - sex (сэкс) VII (7) - septem (сэптэм) VIII (8) - octo (окто) IX (9) - novem (новэм) X (10) - decem (дэцем) и т.д. XX (20) - viginti (вигинти) XXI (21) - unus et viginti или viginti unus XXII (22) - duo et viginti или viginti duo и т.д. XXVIII (28) - duodetriginta (дуодэтригинта) XXIX (29) - undetriginta (ундэтригинта) XXX (30) - triginta (тригинта) XL (40) - quadraginta (квадрагинта) L (50) - quinquaginta (квинквагинта) LX (60) - sexaginta (сэксагинта) LXX (70) - septuaginta (сэптуагинта) LXXX (80) - octoginta (октогинтна) XC (90) - nonaginta (нонагинта) C (100) - centum (центум) CC (200) - ducenti (дуценти) CCC (300) - trecenti (трэценти) CD (400) - quadrigenti (квадригэнти) D (500) - quingenti (квингэнти) DC (600) - sexcenti (сэксценти) DCC (700) - septigenti (сэптигэнти) DCCC(800) - octingenti (октигенти) CM (DCCCC) (900) - nongenti (нонгэнти) M (1000) - mille (милле) MM (2000) - duo milia (дуо милиа) V (5000) - quinque milia (квинквэ милиа) X (10000) - decem milia (дэцем милиа) XX (20000) - viginti milia (вигинти милиа) C (1000000) - centum milia (центум милиа) XI (1000000) - decies centena milia (дэциэс центэна милиа)"

Основные понятия систем счисления

Система счисления - это совокупность правил и приемов записи чисел с помощью набора цифровых знаков. Количество цифр, необходимых для записи числа в системе, называют основанием системы счисления. Основание системы записывается в справа числа в нижнем индексе: ; ; и т. д.

Различают два типа систем счисления:

позиционные, когда значение каждой цифры числа определяется ее позицией в записи числа;

непозиционные, когда значение цифры в числе не зависит от ее места в записи числа.

Примером непозиционной системы счисления является римская: числа IX, IV, XV и т.д. Примером позиционной системы счисления является десятичная система, используемая повседневно.

Любое целое число в позиционной системе можно записать в форме многочлена:

где S - основание системы счисления;

Цифры числа, записанного в данной системе счисления;

n - количество разрядов числа.

Пример. Число запишется в форме многочлена следующим образом:

Виды систем счисления

Римская система счисления является непозиционной системой. В ней для записи чисел используются буквы латинского алфавита. При этом буква I всегда означает единицу, буква - V пять, X - десять, L - пятьдесят, C - сто, D - пятьсот, M - тысячу и т.д. Например, число 264 записывается в виде CCLXIV. При записи чисел в римской системе счисления значением числа является алгебраическая сумма цифр, в него входящих. При этом цифры в записи числа следуют, как правило, в порядке убывания их значений, и не разрешается записывать рядом более трех одинаковых цифр. В том случае, когда за цифрой с большим значением следует цифра с меньшим, ее вклад в значение числа в целом является отрицательным. Типичные примеры, иллюстрирующие общие правила записи чисел в римской система счисления, приведены в таблице.

Таблица 2. Запись чисел в римской системе счисления

Недостатком римской системы является отсутствие формальных правил записи чисел и, соответственно, арифметических действий с многозначными числами. По причине неудобства и большой сложности в настоящее время римская система счисления используется там, где это действительно удобно: в литературе (нумерация глав), в оформлении документов (серия паспорта, ценных бумаг и др.), в декоративных целях на циферблате часов и в ряде других случаев.

Десятичня система счисления – в настоящее время наиболее известная и используемая. Изобретение десятичной системы счисления относится к главным достижениям человеческой мысли. Без нее вряд ли могла существовать, а тем более возникнуть современная техника. Причина, по которой десятичная система счисления стала общепринятой, вовсе не математическая. Люди привыкли считать в десятичной системе счисления, потому что у них по 10 пальцев на руках.

Древнее изображение десятичных цифр (рис. 1) не случайно: каждая цифра обозначает число по количеству углов в ней. Например, 0 - углов нет, 1 - один угол, 2 - два угла и т.д. Написание десятичных цифр претерпело существенные изменения. Форма, которой мы пользуемся, установилась в XVI веке.

Десятичная система впервые появилась в Индии примерно в VI веке новой эры. Индийская нумерация использовала девять числовых символов и нуль для обозначения пустой позиции. В ранних индийских рукописях, дошедших до нас, числа записывались в обратном порядке - наиболее значимая цифра ставилась справа. Но вскоре стало правилом располагать такую цифру с левой стороны. Особое значение придавалось нулевому символу, который вводился для позиционной системы обозначений. Индийская нумерация, включая нуль, дошла и до нашего времени. В Европе индусские приёмы десятичной арифметики получили распространение в начале ХIII в. благодаря работам итальянского математика Леонардо Пизанского (Фибоначчи). Европейцы заимствовали индийскую систему счисления у арабов, назвав ее арабской. Это исторически неправильное название удерживается и поныне.

Десятичная система использует десять цифр – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9, а также символы “+” и “–” для обозначения знака числа и запятую или точку для разделения целой и дробной частей числа.

В вычислительных машинах используется двоичная система счисления, её основание - число 2. Для записи чисел в этой системе используют только две цифры - 0 и 1. Вопреки распространенному заблуждению, двоичная система счисления была придумана не инженерами-конструкторами ЭВМ, а математиками и философами задолго до появления компьютеров, еще в ХVII - ХIХ веках. Первое опубликованное обсуждение двоичной системы счисления принадлежит испанскому священнику Хуану Карамюэлю Лобковицу (1670 г.). Всеобщее внимание к этой системе привлекла статья немецкого математика Готфрида Вильгельма Лейбница, опубликованная в 1703 г. В ней пояснялись двоичные операции сложения, вычитания, умножения и деления. Лейбниц не рекомендовал использовать эту систему для практических вычислений, но подчёркивал её важность для теоретических исследований. Со временем двоичная система счисления становится хорошо известной и получает развитие.

Выбор двоичной системы для применения в вычислительной технике объясняется тем, что электронные элементы - триггеры, из которых состоят микросхемы ЭВМ, могут находиться только в двух рабочих состояниях.

С помощью двоичной системы кодирования можно зафиксировать любые данные и знания. Это легко понять, если вспомнить принцип кодирования и передачи информации с помощью азбуки Морзе. Телеграфист, используя только два символа этой азбуки - точки и тире, может передать практически любой текст.

Двоичная система удобна для компьютера, но неудобна для человека: числа получаются длинными и их трудно записывать и запоминать. Конечно, можно перевести число в десятичную систему и записывать в таком виде, а потом, когда понадобится перевести обратно, но все эти переводы трудоёмки. Поэтому применяются системы счисления, родственные двоичной - восьмеричная и шестнадцатеричная. Для записи чисел в этих системах требуется соответственно 8 и 16 цифр. В 16-теричной первые 10 цифр общие, а дальше используют заглавные латинские буквы. Шестнадцатеричная цифра A соответствует десятеричному числу 10, шестнадцатеричная B – десятичному числу 11 и т. д. Использование этих систем объясняется тем, что переход к записи числа в любой из этих систем от его двоичной записи очень прост. Ниже приведена таблица соответствия чисел, записанных в разных системах.

Таблица 3. Соответствие чисел, записанных в различных системах счисления

Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую

Перевод чисел из одной системы счисления в другую составляет важную часть машинной арифметики. Рассмотрим основные правила перевода.

1. Для перевода двоичного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики:

При переводе удобно пользоваться таблицей степеней двойки:

Таблица 4. Степени числа 2

Пример. Число перевести в десятичную систему счисления.

2. Для перевода восьмеричного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 8, и вычислить по правилам десятичной арифметики:

При переводе удобно пользоваться таблицей степеней восьмерки:

Таблица 5. Степени числа 8