● 2進法 ●
さて、いきなり「なぞなぞ」です。
「両手の指の数が2本、なあ〜に?」
人間は、両手の指の数が10本ですね。
もし、右手も左手も1本指だったらどうなっていたかな。
えっ、それじゃ物をつかめないよ〜って?
じつは、コンピュータは2本指なのです。
もちろん、どこにも手もないし指もないけど・・・。
頭の中で2本の指を使ってかぞえているのです。
ぼくは両手の指の数が2本なの〜。
物をつかむのはへただけど
計算はとってもうまいんだ!
最近、絵も音楽もできるようになったよ。
さて、お金もっていますか?
心配しないで!
ちょっとかして・・・なんて言いませんから。
1円玉、10円玉、100円玉、1000円札、10000円札
(5円玉、50円玉、500円玉、5000円札はちょっとおいときましょう。
あっ、そうそう2000円札なんてのもありましたっけ・・・。)
1円玉が10あつまると 10円
10円玉が10あつまると 100円
100円玉が10あつまると 1000円
1000円札が10あつまると 10000円
ここにあらわれた 10 は 両手の指の数 10 です。
数をかぞえるとき、指をおりまげながら
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
とかぞえていって、10集まったらそれをひとかたまりにして考えたのです。
10が10あつまると100ですが、それを10×10のようにかくと
次のようになります。
1円 ( このことを 100 )
10円 ( このことを 101 )
100円 は 10×10
このことを 102
1000円 は 10×10×10 このことを 103
10000円 は 10×10×10×10 このことを 104
では、もし2本指だったらどんなお札をつくることになるのでしょう?
今度は数をかぞえるとき、指をおりまげながら
1、2
とかぞえていって、2集まったらそれをひとかたまりにして考えることになります。
1円玉が2あつまると 2円
2円玉が2あつまると 4円
4円玉が2あつまると 8円
8円玉が2あつまると 16円
16円玉が2あつまると 32円
32円玉が2あつまると 64円
64円玉が2あつまると 128円
そうすると、2円、4円、8円、16円、32円、64円、128円・・・
などのお札(玉)をつくることになります。
2が2あつまると4ですが、それを2×2のようにかくと
次のようになります。
1円 ( このことを 20 )
2円 ( このことを 21 )
4円 は 2×2 このことを 22
8円 は 2×2×2 このことを 23
16円 は 2×2×2×2 このことを 24
32円 は 2×2×2×2×2
このことを 25
64円 は 2×2×2×2×2×2 このことを 26
128円 は 2×2×2×2×2×2×2 このことを 27
● たし算 ●
今度は、たし算です。
9+90=99
9+90+900=999
9+90+900+9000=9999
両手の指の数が10本で、10進法になれている人間にとって
こんなたし算はかんたんですね。
では、これはどうですか?
1+2=?
1+2+4=?
1+2+4+8=?
1+2+4+8+16=?
1+2+4+8+16+32=?
1+2+4+8+16+32+64=?
今度はむずかしそうですね。パッと、わかりますか。
じつは、両手の指の数が2本のコンピュータにとっては、
こっちのほうがかんたんなのです。
もう一度、じっくりやってみましょう。
9+90=99
9+90+900=999
9+90+900+9000=9999
これを、お金になおして考えてみます。
9 は 1円玉 9個 です。
90 は 10円玉 9個 です。
900 は 100円玉 9個 です。
9000 は 1000円札 9枚 です。
そして、9 というのは あと 1 あれば 10 になれる数です。
9+90=100−1
9+90+900=1000−1
9+90+900+9000=10000−1
などは、あと 1 あればと考えるとすぐわかります。
これは、次のようにもかけます。
9×1 + 9×10 = 100−1
9×1 + 9×10 + 9×100 = 1000−1
9×1 + 9×10 + 9×100 + 9×1000 = 10000−1
では、これとおなじことが2進法ではどうなるのでしょうか。
10進法では、9 というのは あと 1 あれば 10 になれる数でした。
では、2進法で、あと 1 あれば 2 になれる数は何でしょう?
そうです! 1 です。
そこで、次の式で、9 は 1 におきかえ、
1円、10円、100円、1000円、10000円などは
1円、2円、4円、8円、16円、32円、64円、128円におきかえてみましょう。
9×1 + 9×10 = 100−1
9×1 + 9×10 + 9×100 = 1000−1
9×1 + 9×10 + 9×100 + 9×1000 = 10000−1
そうすると、次のような式になります。
1+2=4−1
1+2+4=8−1
1+2+4+8=16−1
1+2+4+8+16=32−1
1+2+4+8+16+32=64−1
1+2+4+8+16+32+64=128−1
これが、「トーナメント戦」にでてきた式でした。
1+2+4+8+16+32+64 = 128 − 1
● 1000−1 ●
10進法で
1円玉 が 9個 と
10円玉 が 9個 と
100円玉 が 9個 とでは 999円 です。
これを (999)10 とかくことにしましょう。
2進法で
1円玉 が 1個 と
2円玉 が 1個 と
4円玉 が 1個 とでは 7円 です。
これを (111)2 とかくことにしましょう。
そうすると、
1+2 は (11)2
1+2+4 は (111)2
1+2+4+8 は (1111)2
1+2+4+8+16 は (11111)2
1+2+4+8+16+32 は (111111)2
1+2+4+8+16+32+64 は (1111111)2
この (11)2,(111)2,(1111)2 は、
10進数ならば 99,999,9999 のような数です。
ですから、
999 = 1000−1
のように
(111)2 = (1000)2−1
となります。
このことを、いままでは次のようにかいてきたのです。
9×1 + 9×10 + 9×100 = 1000−1
1+2+4=8−1
そして、(11)2,(111)2,(1111)2 のような数は
コンピュータの数のあつかいで、ちょっとした役目をはたすのです。
このことについては、またのおたのしみ!
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小林吹代
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