二進法と二進数

 

課題 虹色の箱と玉を用いて、個数を、数えます。
 



 
白い玉の個数を、虹色の箱と玉を用いて、二進法とで、数えます。


@ 一箱に、二個の玉が入る赤い箱を、用意します。
 
   

A 白い玉を、赤い箱に、二個ずつ、入れていきます。
  満杯になったら、赤い玉と交換し、箱を、空にします。
  以上の操作を、繰り返します。
 

    ↓


赤い玉が、二個以上の場合は、次の操作を、行います。

B 橙色の箱に、赤い玉を、二個ずつ、入れていきます。
  満杯になったら、橙色の玉と交換し、箱を、空にします。
  以上の操作を、繰り返します。
       

  ↓


橙色の玉が、二個以上の場合は、次の操作を、行います。

C 黄色の箱に、橙色の玉を、二個ずつ、入れていきます。
  満杯になったら、橙色の玉と交換し、箱を、空にします。
  以上の操作を、繰り返します。
       

 ↓


黄色の玉が、二個以上の場合は、次の操作を、行います。

D 緑色の箱に、黄色の玉を、二個ずつ、入れていきます。
  満杯になったら、緑色の玉と交換し、箱を、空にします。
  以上の操作を、繰り返します。
       

 ↓


緑色の玉が、一個の場合は、Eの操作を、行います。

E 白・赤・橙・黄・緑色の、各色の玉を、算用数字を用い、数えます。
  該当する玉がない場合は、0とします。
  漢字を用いると、1緑0黄1橙0赤1白、
  算用数字のみを取り出すと、10101、
     

二進数を表現するのに必要な、文字は、二文字です。
通常は、0と1を、使用します。

二進数の位(桁)の固有名詞は、日常利用される十進数の、百や千と異なり、ありません。
そこで、十進数との対応が、明確となる、1・2・4・8・16・・・を、利用します。
あるいは、べき乗の表示で、20・21・22・23・24・・・を、用います。

漢字
位(桁) 128 64 32 16 8 4 2 1
位(桁) 27 26 25 24 23 22 21 20
桁数 8 7 6 5 4 3 2 1

二進数、10101 は、十進数との対応は、以下の様に、なります。
10101 = 1*16 + 0*8 + 1*4 + 0*2 + 1*1 = 16 + 4 + 1 = 21

八桁の二進数の最大値は、以下の様な、関係になります。
128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255 = 256 - 1 = 28 - 1

べき乗の表記に関して、以下の定義を、用います。
20 ≡ 1
21 ≡ 2
22 ≡ 2*2
23 ≡ 2*2*2
24 ≡ 2*2*2*2
一般的に
2n ≡ 2*2*2*2*・・・*2     n回の乗算
a0 ≡ 1
an ≡ a*a*・・・*a     n回の乗算

下の表は、0から16に対応する、虹色の玉と個数、二進数と十進数での表記法、です。
 
実物 虹色の玉 玉数 二進数 十進数
0白 0 0
1白 1 1
●● 1赤0白 10 2
●●● 1赤1白 11 3
●●●● 1橙0赤0白 100 4
●●●●● 1橙0赤1白 101 5
●●●●●● 1橙1赤0白 110 6
●●●●●●● 1橙1赤1白 111 7
●●●●●●●● 1黄0橙0赤0白 1000 8
●●●●●●●●● 1黄0橙0赤1白 1001 9
●●●●●●●●●● 1黄0橙1赤0白 1010 10
●●●●●●●●●●
1黄0橙1赤1白 1011 11
●●●●●●●●●●
●●
1黄1橙0赤0白 1100 12
●●●●●●●●●●
●●●
1黄1橙0赤1白 1101 13
●●●●●●●●●●
●●●●
1黄1橙1赤0白 1110 14
●●●●●●●●●●
●●●●●
1黄1橙1赤1白 1111 15
●●●●●●●●●●
●●●●●●
1緑0黄0橙0赤0白 10000 16





 
ご先祖様と二進数

人は、二人の両親、四人の祖父母、八人の曾祖父母、十六人の高祖父母が、います。
両親の数は、二進数の21に、対応します。
さらに、祖父母の数は22、曾祖父母の数は23、高祖父母の数は24に、対応します。
両親が、25歳で、子供をもうけるとすると、
0歳児は、25歳の両親、50歳の祖父母、75歳の曾祖父母、100歳の高祖父母が、います。
あるいは、75年前には、8人の曾祖父母が、誕生したことに、
100年前には、16人の高祖父母が、誕生したことになります。

以下の表は、過去に遡った、ご先祖様の数、です。
 
ご先祖様の数 二進数 年前 備考
2 21 25 両親
4 22 50 祖父母
8 23 75 曾祖父母
16 24 100 高祖父母
32 25 125 明治29年
64 26 150 明治4年
128 27 175 弘化3年
256 28 200 文政4年
4096 212 300 享保6年
65536 216 400 元和7年 江戸時代
1048576 220 500 大永元年 戦国時代
16777216 224 600 応永28年 室町時代
268435456 228 700 元応3年 鎌倉時代
4294967296 232 800 承久3年 鎌倉時代


この表を見て、???
2021年の日本の人口は、1億2千万人、です。江戸時代の人口は、3千万人、とされています。
700年前の鎌倉時代には、2憶人の、ご先祖様が??
800年前の承久の乱の頃には、地球の人口を超える、ご先祖様が???!!!

子供は、両親の遺伝子の、半分ずつを、引き継いでいます。
さらに、4人の祖父母から、1/4ずつを、8人の曾祖父母から、1/18ずつを、引き継いでいます。
子供にとって、遺伝子のレベルでは、ご先祖様が、平等に、共有されています。
あるいは、子孫においては、平等に、分割されていきます。