4.3 Umreikningur milli talnakerfa
4.3 Umreikningur milli talnakerfa

Námsmarkmið
Að loknum þessum hluta átt þú að geta:
Í talnakerfinu okkar notum við grunntöluna 10, en önnur talnakerfi hafa ekki endilega byggst á henni. Eins og við sáum hjá Majum og Babýloníumönnum hafa verið notuð kerfi með öðrum grunntölum. Tugakerfið byggist á því að flokka hluti í tugi, en slík flokkun verður aðeins til þar sem menningin leggur áherslu á þann fjölda. Okkur finnst 10 eðlileg tala vegna þess að við höfum tíu fingur. Önnur kerfi nota til dæmis fjóra eða tuttugu sem hópastærð.
Ein góð ástæða til að skoða önnur talnakerfi er að rifja upp hvernig við lærðum reikning sem börn og þurftum að leggja reglur tugakerfisins á minnið. Við þurftum jafnframt að skilja hvers vegna reglurnar giltu, til dæmis hvers vegna og . Önnur góð ástæða er tölvutæknin, því rafrásir tölva nota tvíundarkerfið.
Í þessum kafla skoðum við önnur talnakerfi og hvernig umreikna má milli þeirra.
Umreikningur úr talnakerfi með annarri grunntölu yfir í tugakerfi og önnur talnakerfi
Í hlutanum um hindú-arabíska sætiskerfið sáum við að kerfið okkar hefur grunntöluna 10. Sætisgildi tölustafa ráðast því af veldum af 10. Við höfum þegar unnið með aðrar grunntölur: talnakerfi Babýloníumanna hafði grunntöluna 60 en kerfi Maja grunntöluna 20.
Til að kanna hvernig tugakerfið er notað skaltu svara þessari spurningu: Hvaða tölu táknar 4.572? Þú hefur líklega svarað „fjögur þúsund fimm hundruð sjötíu og tvö“. En hvers vegna merkir 4 fjögur þúsund? Ungt barn sem er að læra tölur gæti sagt að þetta væru fjórir, fimm, sjö og tveir. Þú túlkaðir hins vegar fjóran sem fjögur þúsund. Hvers vegna?
Ástæðan er sætisgildi. Þú lærðir snemma að sæti tölustafsins gefur honum mismunandi gildi: tugþúsundir, þúsundir, hundruð, tugir og einingar. Þess vegna túlkar þú talnatáknið 4.572 sem „fjögur þúsund fimm hundruð sjötíu og tvö“. Eins og fram kom í hlutanum um hindú-arabíska sætiskerfið felst liðað form tölu í því að margfalda hvern tölustaf með viðeigandi veldi af 10. Því má skrifa 4.572 sem .
Ein hugsanleg ástæða fyrir notkun tugakerfisins er að við höfum tíu fingur og það varð viðmið í þeim menningarsamfélögum þar sem hindú-arabíska kerfið þróaðist. Önnur samfélög kunna að hafa skipulagt talningu á annan hátt, til dæmis í tuttugu með því að telja tærnar með eða í sextíu vegna þess að 60 á marga deila. Stærðfræðilega er grunntalan 10 þó fremur óhentug þar sem hún á fáa deila. Okkur finnst kerfið auðvelt og einfalt vegna þess að okkur hefur verið kennt að nota það.
Í tugakerfi þarf tíu tákn: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 og 9.
Ímyndum okkur nú að við hefðum aðeins sex fingur í stað tíu og talningarkerfið okkar byggðist á þeim. Þá teldum við í sexum en ekki tugum. Hvaða áhrif hefði það á það hvernig við táknum og meðhöndlum stærðir?
Í fyrsta lagi þyrftum við aðeins sex tákn. Notum 0, 1, 2, 3, 4 og 5. Í öðru lagi myndu sætisgildin byggjast á veldum af 6 en ekki veldum af 10. Talan 3.024 í sextalakerfi væri til dæmis . Þannig má færa tölu úr sextalakerfi yfir í tugakerfi. Útreikningurinn gefur .
Þetta merkir að talan 3.024 í sextalakerfi er jöfn tölunni 664 í tugakerfi.
Hér eftir setjum við lágvísinn 6 aftan við talnatákn í sextalakerfi, til dæmis 3.0246, til að sýna grunntöluna.
Talnatákn í tugakerfi fær engan lágvísi þar sem tugakerfið er viðmiðunarkerfið. Því er 3.024 talnatákn í tugakerfi. Talnatákn í kerfi með grunntöluna 13 mætti til dæmis rita 4.67213.
Sextalakerfi notar því aðeins táknin 0, 1, 2, 3, 4 og 5 og sætisgildin eru veldi af 6. Við eigum þó enn eftir að sjá hvernig talið er í sextalakerfi. Til þess þurfum við að vita hvernig stærðir umfram fimm eru táknaðar. Rifjum fyrst upp talningu frá 0 til 100 í tugakerfi og hvernig stærri gildi eru táknuð.
Þegar tölur í tugakerfi eru skrifaðar byrjum við á þessum tíu gildum:
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Nú eru táknin uppurin og því notum við tvo tölustafi:
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
Tölustafurinn 1 fremst merkir að við höfum einu sinni farið í gegnum alla tölustafina.
Nú höfum við farið tvisvar í gegnum þá. Áfram fæst:
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
Og þannig áfram:
| 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | og svo framvegis. |
Að lokum komum við að tölunum 90 til 99:
| 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 |
Þá eru tölustafirnir aftur uppurnir. Við höfum einu sinni farið í gegnum alla möguleika í tugasætinu og bætum því við nýju sæti:
| 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 |
Þetta er mynstrið í tugakerfinu. Við skrifum tölustafina þar til þeir eru allir notaðir og bætum síðan sæti fremst sem telur hve oft við höfum farið í gegnum þá. Til að skilja reikniaðgerðir þarf að þekkja tölurnar og geta talið áfram, því allar reikniaðgerðir byggjast á talningu.
Sama talningarmynstur gildir í öllum öðrum talnakerfum, þar á meðal sextalakerfi. Byrjum því:
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Nú eru táknin uppurin. Rétt eins og í tugakerfi notum við annan tölustaf; fremri tölustafurinn sýnir að við höfum einu sinni farið í gegnum öll táknin.
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Við höldum áfram eftir sama mynstri:
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 |
| 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |
| 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 |
Að lokum eru möguleikarnir í fremra sætinu líka uppurnir. Þá gerum við eins og í tugakerfi og bætum þriðja tölustafnum fremst til að sýna að öll táknin í öðru sætinu hafa verið notuð einu sinni:
| 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 |
| 110 | 111 | og svo framvegis. |
Táknamynstrið er hið sama en loturnar styttri, því aðeins sex tölustafir eru notaðir. Þannig táknum við tölur í sextalakerfi. Mikilvægt er að geta talið og skrifað tölurnar áður en reikniaðgerðir eru framkvæmdar í kerfinu.
Þegar grunntalan er stærri en 10 þurfum við fleiri tölustafi. Í stað þess að búa til ný tákn notum við hástafi: A er tölustafurinn með gildið 10, B hefur gildið 11 og svo framvegis.
Dæmi 4.12
Lausn
Dæmi 4.13
Lausn
Dæmi 4.14
Lausn
Dæmi 4.15
Lausn
Dæmi 4.16
Lausn
Dæmi 4.17
Lausn
Dæmi 4.18
Lausn
Dæmi 4.19
Lausn
Tvíundarkerfið er mikilvægt á stafrænni öld þar sem tölvur nota það. Það er einfaldasta talnakerfið en hefur þann ókost að talnatáknin geta orðið mjög löng. Í hlutunum um samlagningu og frádrátt annars vegar og margföldun og deilingu hins vegar skoðum við reikniaðgerðir í tvíundarkerfi.
Dæmi 4.20
Lausn
Umreikningur úr tugakerfi yfir í annað talnakerfi
Þegar tala er færð úr tugakerfi yfir í annað talnakerfi er deilt endurtekið og afgangurinn skráður í hverju skrefi. Tölustafir nýja talnatáknsins eru síðan afgangarnir lesnir í öfugri röð, frá þeim síðasta til þess fyrsta. Til að lýsa þessu nákvæmlega rifjum við upp hugtök deilingar. Þegar heiltölum er deilt nefnist talan sem deilt er í deilistofn og talan sem deilt er með deilir. Þegar deilistofninn er ekki neikvæður og deilirinn jákvæður er kvótinn stærsta heiltalan sem má margfalda með deilinum þannig að margfeldið verði minna en eða jafnt deilistofninum.
Ef heiltölunni er deilt með jákvæðu heiltölunni kallast deilistofn og deilir.
Til að færa tugakerfistölu yfir í talnakerfi með grunntöluna deilum við með og skráum afganginn. Síðan deilum við kvótanum úr því skrefi aftur með og skráum afganginn. Þessu er haldið áfram þar til kvótinn er 0. Talnatáknið í kerfi með grunntöluna er myndað úr afgangunum í öfugri röð, frá þeim síðasta til þess fyrsta.
Dæmi 4.21
Lausn
Dæmi 4.22
Lausn
Dæmi 4.23
Lausn
Hindú-arabísk talnatákn færð yfir í maja-talnatákn
Að færa hindú-arabískt talnatákn yfir í maja-talnatákn felur í sér tvö aðskilin skref. Fyrst er talan færð yfir í tuttugakerfi með aðferðinni sem lýst var hér að framan. Síðan er talnatáknið í tuttugakerfi ritað með maja-talnatáknum. Talnatáknin og gildi þeirra eru sýnd hér til upprifjunar.

Dæmi 4.24
Lausn
Villur í umreikningi milli talnakerfa
Nokkrar algengar villur geta komið upp við umreikning milli talnakerfa. Oft felast þær í því að óleyfilegur tölustafur er notaður í nýja kerfinu.
Dæmi 4.25
Lausn
Ef villa er gerð í endurteknu deilingunni við umreikning úr tugakerfi getur óleyfilegur tölustafur komið fram í nýja kerfinu. Tölustafirnir ráðast af afganginum í hverju skrefi og því bendir sérhver afgangur sem er ekki leyfilegur tölustafur til villu.
Dæmi 4.26
Lausn
Önnur leið til að greina villu í umreikningi er að bera saman fjölda tölustafa. Þegar jákvæð heiltala er færð úr kerfi með hærri grunntölu yfir í kerfi með lægri grunntölu getur tölustöfunum ekki fækkað. Á sama hátt getur þeim ekki fjölgað þegar talan er færð úr lægri grunntölu yfir í hærri. Ef tugakerfistala er til dæmis færð yfir í þrítalakerfi getur nýja talnatáknið ekki haft færri tölustafi en tugakerfistáknið. Ef tala í sjötalakerfi er færð yfir í tugakerfi getur tugakerfistáknið ekki haft fleiri tölustafi en upphaflega talnatáknið.