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SISTEMI DI NUMERAZIONE
L'evoluzione dei numeri indo-arabi: dal mille d.C.
(in alto) all'Italia del 1400 (ultima serie in basso).
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- Il problema fondamentale della numerazione è sempre stato
quello di rappresentare con un numero limitato di segni particolari, detti cifre,
linfinità dei numeri. Come noto, noi usiamo un sistema decimale, con 10 cifre-base
che vanno da 0 a 9. Il numero 0, chiamato dagli arabi "vuoto" e dagli orientali
"circolo", fu introdotto in Italia dal pisano Leonardo
Fibocacci, nel 1223, col nome che dura ancora oggi e che proviene da
"zefiro" (dolce venticello). Insomma, fu con luso della numerazione
scritta posizionale arabica, che, a sua volta, rifletteva quella indiana, che l'Europa
aveva scoperto la grande importanza dello zero.
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- Ora, nel nostro sistema decimale, dieci unità del primo
ordine formano una decina, che costituisce una unità del secondo ordine; 10 unità del
secondo ordine formano un centinaio, che costituisce una unità del terzo ordine, ecc. Per
cui abbiamo: 1=100, 10=101, 100=102,
1000=103...
- Così, ad es.: 298 = 8 unità del primo ordine, 9 unità
(decine) del secondo ordine, 2 unità (centinaia) del terzo ordine. 298 si può anche
scrivere così: 2x100 + 9x10 + 8x1 = 2x102 + 9x101 + 8x100.
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La più antica indicazione delle nostre
cifre trovata in Europa. |
- Si poteva però scegliere un sistema di numerazione a base
5, cioè da 0 a 4, e le cose dal punto di vista logico non sarebbero cambiate. Per
rappresentare 298 si sarebbe dovuto fare così: 298:5=(59 con resto 3), 59:5=(11 con resto
4), 11:5=(2 con resto 1). Cioè occorre dividere per 5 finché non si ottengono dei numeri
inferiori a 5. In questo caso 298 scritto a base 10, è rappresentato a base 5 col numero
2143, cioè: 3 = unità del primo ordine, 4 = unità del secondo ordine, 1 = unità del
terzo ordine, 2 = unità del quarto ordine.
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Ebrei e greci usavano anche le lettere dell'alfabeto come
segni numerici. |
- Per poter risalire da una numerazione a base arbitraria a
una decimale è semplice: 2143 = 2x53 + 1x52 + 4x51 + 3x50 (nel sistema a base 5 ogni unità di un dato ordine è uguale a 5
unità dellordine subito inferiore) = 298.
- Naturalmente si potevano scegliere sistemi di numerazione a
base 3, 7, 9 ecc. Nel sistema quaternario, il pollice serviva per contare le altre dita. (Clicca qui per il sistema a base 3).
- Tuttavia, il sistema che si è preferito adottare nel
calcolo computeristico è stato quello binario, cioè a base 2, composto da 0 e 1.
E' stata la facilità di rappresentarlo elettricamente che ha mosso la
decisione. Esso infatti richiede due soli simboli, che possono
facilmente essere tradotti con due stati elettrici (ad es. corrente
positiva e negativa, acceso e spento).
- Usata dalla civiltà cinese molto tempo
prima della nostra era, la numerazione binaria presenta inoltre il
vantaggio di non richiedere la conoscenza di una tavola di addizione o
di moltiplicazione.
- E questo nonostante che la
rappresentazione binaria di un numero richieda circa il triplo delle
cifre richieste per la sua rappresentazione decimale.
- E' vero che le espressioni, essendoci un numero minimo di simboli,
richiedono un tempo molto lungo di elaborazione, poiché si vengono a creare lunghe
file di 0 e di 1, ma lenorme velocità del computer ha saputo risolvere anche questo
problema.
- Un numero in codice binario
è quindi ottenuto dalle cifre 0 e 1 che, da destra a sinistra, indicano
le potenze di 2 necessarie a formare il corrispondente numero decimale;
ad es. 11001 corrisponde a 25, essendo:
25=1×24+1×2³+0×2²+0×2¹+1×2º.
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Esadecimale |
Binario |
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F |
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111 |
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- Di un certo interesse era anche il sistema vigesimale degli
antichi Maya. Come base dei loro calcoli avevano preso il numero 20, cioè la somma delle
dita dei mani e dei piedi. La conchiglia era il simbolo dello zero; il punto equivaleva a
uno; la barra (--) a 5. Questo sistema di numerazione, che era posizione e non additivo
(come quello romano), permetteva di calcolare somme molto grandi.
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Il sistema a base 20 dei Maya
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- Come sistema, il loro era certamente migliore di quello
egiziano e greco-romano. I primi spagnoli rimasero impressionati dalla rapidità con cui i
Maya contavano, senza misure di capacità o peso, i semi di cacao, che vendevano uno ad
uno in quantità varianti da 400 a 8.000.
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