
【计】 positional number
【计】 bit-by-bit; bitwise
bear in mind; mark; notes; record; remember; write down
count; reckon; spillikin
按位记数数(Positional Numeral System)是一种数学表示方法,其核心特征是数字的数值由符号本身和所处位置共同决定。以十进制系统为例,数字"3"在个位表示3,在十位则表示30,其值随位置呈指数级变化(基数为10)。该体系广泛应用于计算机科学(二进制、十六进制)和现代数学领域。
最早的完整位值制可追溯至公元前3世纪巴比伦的六十进制系统,但现代十进制体系成形于印度数学家布拉马古普塔(Brahmagupta)在公元7世纪确立的零符号系统。13世纪斐波那契《计算之书》将印度-阿拉伯数字体系引入欧洲,奠定了现代数学基础。
在数字系统中,按位记数法通过逻辑门电路实现高速运算。例如32位处理器采用二进制进行算术逻辑运算,每个比特位对应: $$b{31} times 2^{31} + b{30} times 2^{30} + cdots + b_0 times 2^0$$ 这种设计使得复杂运算可通过简单的位操作完成。
“按位记数数”更准确的表述应为“按位记数法”或“位置记数法”(Positional numeral system),是一种数学中表示数值的系统。其核心特征是:每个数字符号的位置决定了它的实际值。例如,十进制中的“123”,同一个数字“1”在百位表示100,而在十位仅表示10。
基数(进制):系统有一个固定的基数(如十进制基数为10,二进制基数为2)。每个位置的权值是基数的幂次,从右往左依次为基数⁰、基数¹、基数²等。
符号集合:使用0到基数-1的符号(如十进制用0-9,二进制用0-1)。
零的重要性:引入“0”作为占位符,明确区分不同位置(如205中的0表示十位为空)。
按位记数法最早由古印度人发明,后经阿拉伯传入欧洲(故称“阿拉伯数字”)。相比非位置系统(如罗马数字),其优势在于:
以罗马数字为例:
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