
【計】 positional number
【計】 bit-by-bit; bitwise
bear in mind; mark; notes; record; remember; write down
count; reckon; spillikin
按位記數數(Positional Numeral System)是一種數學表示方法,其核心特征是數字的數值由符號本身和所處位置共同決定。以十進制系統為例,數字"3"在個位表示3,在十位則表示30,其值隨位置呈指數級變化(基數為10)。該體系廣泛應用于計算機科學(二進制、十六進制)和現代數學領域。
最早的完整位值制可追溯至公元前3世紀巴比倫的六十進制系統,但現代十進制體系成形于印度數學家布拉馬古普塔(Brahmagupta)在公元7世紀确立的零符號系統。13世紀斐波那契《計算之書》将印度-阿拉伯數字體系引入歐洲,奠定了現代數學基礎。
在數字系統中,按位記數法通過邏輯門電路實現高速運算。例如32位處理器采用二進制進行算術邏輯運算,每個比特位對應: $$b{31} times 2^{31} + b{30} times 2^{30} + cdots + b_0 times 2^0$$ 這種設計使得複雜運算可通過簡單的位操作完成。
“按位記數數”更準确的表述應為“按位記數法”或“位置記數法”(Positional numeral system),是一種數學中表示數值的系統。其核心特征是:每個數字符號的位置決定了它的實際值。例如,十進制中的“123”,同一個數字“1”在百位表示100,而在十位僅表示10。
基數(進制):系統有一個固定的基數(如十進制基數為10,二進制基數為2)。每個位置的權值是基數的幂次,從右往左依次為基數⁰、基數¹、基數²等。
符號集合:使用0到基數-1的符號(如十進制用0-9,二進制用0-1)。
零的重要性:引入“0”作為占位符,明确區分不同位置(如205中的0表示十位為空)。
按位記數法最早由古印度人發明,後經阿拉伯傳入歐洲(故稱“阿拉伯數字”)。相比非位置系統(如羅馬數字),其優勢在于:
以羅馬數字為例:
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