計數法

將應力(或載荷)-時間歷程簡化為一些列的全循環或半循環的過程,來計算循環個數的方法。主要分為單參數計數法和雙參數計數法。

基本介紹

  • 中文名:計數法
  • 發展:導致至今仍有用的計算工具算盤
  • 口頭計算:到達了以農業生產為主要方式
  • 二進位制:最古老的記數法
總述,計數發展,手指參加計算,口頭計算,二進位制,二十進位制,科學計數法,中國計數法,選礦中的計數法,

總述

人類從“多”這個概念分離出“1”的概念,被認為是人類經過最困難的階段才作出的數的概念。分出“1”的概念想必發生在人類處於低級發展階段。這可能由於,人通常總用一隻手拿一件物品,這便把“1”從“多”中分了出來。因此,計數的開端建立了由“1”和不確定的“多”這兩個概念構成的計數法。數“2”的出現,可能是由於用雙手各拿一件物品,在計算機的初級階段,人們把這個概念與雙手中各有一件物品聯繫起來。表示“3”的概念時,人們領悟到可以把第三件物品放在自己的腳邊,這樣“3”的特徵就是舉起雙手和指定一隻腳。由此,“4”的概念也就比較容易地區分出來。在發展計數的初級階段,人們還絕對不會使用數的名稱,在表達數時,或者用實際拿在手上或放在腳邊的被數物品,或者就靠相應的身體動作和手勢。
計數法計數法

計數發展

計數的繼續發展,大概與那時人類熟悉狩獵和捕魚等生活方式有關。原始公社制度要求人們對食物、衣服、戰利品等進行分配,從而迫使人們以某種方式對公共財富進行計算。計算過程停留在“4”上已經不能滿足需要,在這個發展階段上,人們開始拋棄必須將被數的物品拿在手中或置於腳邊的做法。數學中發生了第一次抽象,就是把一些被數的物品用另外某些彼此同類的物品和標記來代替,如用小石塊、繩結、樹枝、刻痕等。根據一一對應的原則進行這種計算,即給每一個被數物體選擇一個相應的東西作為計算工具,為了不致丟失這些簡陋的計算工具(如小石塊、貝殼、核),而把它們串在細繩或小棒上,後來導致至今仍有用的計算工具---算盤。

手指參加計算

當人們領悟到離自己最近和天生的計算器---自己的手指時,計算的發展有了飛躍。手指參加計算幫助人們越過了“4”,因為當開始用一隻手的所有手指計算相同的一個物體時,就能夠一下子把數數到“5”。計算的繼續發展,要求人們用兩隻手作為計算工具。爾後,又發展成用自己的腳趾。

口頭計算

原始社會的發展,逐漸到達了以農業生產為主要方式的程度,對口頭計算的要求開始了。在這一時期逐漸產生了以田地、菜園、畜群為對象的私有財產。這些財產的擁有者被迫的不僅要計算屬於他們的財產,而且要記住它們的數目。這推動著人們走上創造數的名稱的道路。要表述幾個個體的總和,是數的名稱發展的下一個階段。例如,表述兩個物品的數的名稱時,就用“像我有幾隻手這樣多”來代替,即主要使用任何動物的身體部位作為對一些物品的口頭表達。後來,敘述的語句被相應單詞的名稱所代替,名稱便作為數字固定下來。例如,數“2”用“耳朵”、“手”表示;“4”表示為“鴕鳥的腳趾”,等等。手指計算逐漸引起了計算的調整,人們便想法使數的口頭表達簡化,這樣導致了更高一級的單位出現,這也就是獨特的計數法形成了。

二進位制

二進位制被認為是最古老的記數法。它出現在人們還沒有用手指計算的時候,也就是在一隻手是低級單位,一雙手和一雙腳是高級單位之前的時候。人們用手指計算,就使各種計數法創造出來。五進位制被認為是手指計數法中最古老的,據推測很早起源於美國,當人們會用一隻手上的手指進行計算時所創立,並且得到了很充分的推廣。使用五進位製法,每當一隻手上的全部手指被用光,一些外部的記號就開始產生。
隨著時間的推移,計數法沿著兩個方向發展。用一隻手的手指計算擴展到兩隻手的手指,進而套用了兩隻腳的腳趾。只用雙手計算的,成為十進位計數法的基礎;擴大到用腳趾計算的,成為二十進位制的基礎。這種計數制主要由北美洲印第安人、中美和南美的土著居民創立,並被推廣到西伯利亞北部和非洲。

二十進位制

二十進位制產生以後,人類就變成了天然的高一級的單位,如20表示“一個人”,40表示“兩個人”,60表示“三個人”。隨著人類的進步,人們已不再赤腳,這樣腳趾就遮起來,腳趾再不能參加計算,這就迫使人們更多的使用十進位制。現代,二十進位制以被人們遺忘,通常代之以十進位制。
有些原始部落不把手指作為計算工具,而是用他們自己的關節。此類計算同樣也會有效的發展,並形成嚴整的體系。此種算法可構想如下:一隻手上的大拇指可作為其餘手指關節的計數器,其餘四指中的關節個數恰好為12,這樣在關節數12的後面是高一級的單位,十二進位制計數法便由此產生。這個過程的進一步發展,另外一隻手上的每個手指也可作為高一級的單位,即12*5=60,這大概就是建立六十進位制的原因。古巴比倫人廣泛使用六十進位制,並把它傳到了其他許多民族。今天,我們仍然可以看到十二進位制和六十進位制計數法的痕跡,如,一晝夜鐘點的計算,圓周角度的測量。
這樣,隨著人類社會發展的要求,人們逐漸地創造出了各種的計算方法,最後,計數法達到了完美的程度。我們現代所採用的計數法,是由印度人創造,後經阿拉伯傳入歐洲,在經歐洲傳遍世界,成為國際通用的統一計數法。

科學計數法

科學記數法(scientific notation)用冪的形式,有時可以方便的表示日常生活中遇到的一些較大的數,如:光的速度大約是300 000 000米/秒;全世界人口數大約是:7 000 000 000人。常在物理上見到這樣的大數,讀、寫都很不方便,考慮到10的冪有如下特點:
102=100,103=1000,104=10000,105=100000……10n=1……(後面跟n個零)
一般的,10的n次冪,在1的後面有n個0,這樣就可用10的冪表示一些大數,如:
6 100 000 000=6.1×1 000 000 000=6.1×109
任何實數的1次方都等於它本身。
當有了負整數指數冪的時候,小於1的正數也可以用科學記數法表示。例如:0.00001=10的負5次方,即小於1的正數也可以用科學記數法表示為a乘10 的負n次方的形式,其中a是正整數數位只有一位的正數(即整數部分只有一位,小數部分任意),n是整數【正負都有,除0外】。
科學記數法是指把一個數表示成a×10的n次冪的形式(1≤|a|<10,n 為整數。)
科學記數法可以很方便地表示一些絕對值較大的數,同樣,用科學記數法也可以很方便地表示一些絕對值較小的數。
一般地,一個小於1的正數可以表示為a×10n,其中1≤|a|<10,n是負整數。

中國計數法

中國人在計數時,常常用筆畫“正”字,一個“正”字有五畫,代表5,兩個“正”字就是10,以此類推。這個計數方法簡便易懂,很受中國人歡迎。那么,到底是誰最先開始使用這個聰明的方法的呢?據說這種方法最初是戲院司事們記“水牌賬”用的。
清末民初,戲園(俗稱茶園)是人們日常生活中重要的娛樂場所。每天戲園裡要迎來很多觀眾。可是那時候還沒有門票這種東西,戲園就安排“案目”(就是現在所說的服務員)在戲院門口招徠看客,領滿五位入座,司事(記賬先生)便在大水牌(類似黑板)上寫出一個“正”字,並標明某案目的名字。座席前設有八仙桌,看客可邊品茶邊看戲。稍後由案目負責計數、收費。到散場結賬時準確無誤。
這個方法隨著戲院實行門票制而被廢棄了,但是作為一種簡明、易懂、方便的記數法,一直流行於民間。到現在很多中國人在統計選票、清點財物等時候,都還保持著用“正”字計數的習慣。

選礦中的計數法

計數法就是逐個測出粒群中各顆粒的粒度,並求出粒度分布。這種方法的測定範圍是:光學顯微鏡下式0.025-250um;電子顯微鏡下為0.0005-5um。由於這種方法能夠測定的顆粒數較少,因此若要得到較為準確的物料粒度,取樣時要特別注意。

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