Du er her: KRL Norsk Engelsk Matematikk Samfunnsfag Natur & miljø TverrfagligFilosofiske samtaler Forsiden Forum E-postliste Kontakt Hjelp Om
8.-10. klasse Potenser «Dumme», digitale datamaskiner
 Potenser
 

«Dumme», digitale datamaskiner

Tekst/illustrasjoner:
Jon Haugstad/Clipart.com
Filosofiske spørsmål:
Øyvind Olsholt
Sist oppdatert: 2. februar 2004

Datamaskinen baserer seg helt og holdent på digitale signaler, og i den forbindelse skal vi se på forholdet mellom titallssystemet, som vi bruker til daglig, og totallssystemet, som er det tallsystemet maskinene snakker. Her forklareres også hvordan alle tall i tallsystemet kan skrives som en sum av potenser.


Det binære tallsystemet

Alle småbarn er stolte når de greier å telle til 10. Enda mer kry er de når de kommer lenger ut i tallrekken. Etter noen år begynner de å skrive de samme tallene. De utvikler mengdeforståelse. Barn pugger tallene fra 0 til 10. Etterpå bruker de logikk for å komme videre. Når det er slutt på fingrene, begynner de på nytt: en tier pluss en ener = 11 osv.

Vi bruker altså et titallssystem. Sannsynligvis gjør vi det fordi det i sin tid passet med antall fingre vi hadde. Dessuten hadde vi intelligens nok til å holde styr på 10 ulike mengder om gangen. En datamaskin greier ikke telle lenger enn til 2! Den bruker tallene 0 og 1, etterpå begynner den å telle på nytt. Fordelen med datamaskinen er at den teller forferdelig fort. Derfor blir den så effektiv.

PC'en vår fungerer i prinsippet som en samling med millioner av lyspærer hvor hver pære enten er skrudd av eller på. Mørk pære tilsvarer tallet 0, lysende pære tilsvarer tallet 1. Derfor sier vi at datamaskinen arbeider etter det binære tallsystemet. «Bi» er en latinsk forstavelse som viser til at noe er to-delt. Bigami betyr f.eks. et ekteskap med to personer på samme tid.

For å illustrere forskjellen mellom den menneskelige og den maskinelle måten å tenke på, skal vi velge et tall fra titallssystemet og oversette det til det binære totallssystemet.

Utgangspunktet er at alle tall i tallsystemet kan skrives som en sum av potenser. En potens er et produkt av to eller flere like tall:

22 = 2 · 2 = 4
33 = 3 · 3 · 3 = 27
Et tall opphøyd i første potens er lik tallet selv: 41 = 4
Et tall opphøyd i 0-te potens er alltid lik 1:
50 = 1
1580 = 1

Eksempel: tallet 12

Nå er vi klare til å «oversette» fra titallssystemet til totallssystemet. Vi skal ta tallet «12» som eksempel. Tallet 12 består av én tier og to enere. Eller sagt på en annen måte:

(1 · 101) + (2 · 100) =
1 · 10 + 2 · 1 =
10 + 2 =
12

Som alle tall i titallsystemet kan skrives som potenser av 10, kan de samme tallene skrives som potenser av 2 i totallsystemet (de røde tallene viser hvilke tall som er med på å danne resultatet nederst):

1 · 23 = 8
1 · 22 = 4
0 · 21 = 0
0 · 20 = 0
     
1 1 0 0   12

Tallet «12» i vårt tallsystem tilsvarer «1 1 0 0» på dataspråket. (Legg merke til at mens vi i høyrekolonnen adderer sifrene og får summen på nederste linje, setter vi i venstrekolonnen bare sifrene etter hverandre på nederste linje.)

Eksempel: tallet 2002

Vi prøver med et høyere tall for å se om systemet stemmer. La oss ta for oss tallet 2002 (de røde tallene viser hvilke tall som er med på å danne resultatet nederst):

1 · 210 = 1·2·2·2·2·2·2·2·2·2·2 =1024
1 · 29 = 1·2·2·2·2·2·2·2·2·2 = 512
1 · 28 = 1·2·2·2·2·2·2·2·2 = 256
1 · 27 = 1·2·2·2·2·2·2·2 = 128
1 · 26 = 1·2·2·2·2·2·2 = 64
0 · 25 = 0
1 · 24 = 1·2·2·2·2 = 16
0 · 23 = 0
0 · 22 = 0
1 · 21 = 2
0 · 20 = 0
   
1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0   2002

Hvert av sifrene i det binære tallsystemet kalles en «bit» etter det engelske «binary digit». «Digit» betyr både siffer, tall, finger, og tå – folk brukte gjerne det de hadde av bevegelige kroppsdeler for å telle i riktig gamle dager. Det som skjer i datamaskinen når vi trykker tastene 2 – 0 – 0 – 2, er at prosessoren, maskinens hjerne, oversetter våre 4 «trykk» til 11 signaler ved hjelp av et bestemt mønster av 0'er og 1'ere, og med det gir skjermen beskjed om å vise symbolene «2002».


Ideer til filosofiske samtaler


  1. Tror du maskiner er smarte? Hva er det isåfall som gjør dem smarte? Vil du si at et menneske er smart dersom det klarer å løse 1000 regnstykker av denne typen på under ett sekund: 1+2, 2+3, 3+2, 2+4, 4+3, 4+1 osv.? Hva er egentlig forskjellen på en smart maskin og et smart menneske?
  2. Det er menneskene som har skapt maskinene. Men kan en datamaskin være mer verdt enn det menneske som har skapt den? Kan et menneske produsere noe som er mer verdifullt enn seg selv? Den franske matematikeren og filosofen Rene Descartes (1596-1650) sa at det aldri kan være mer i virkningen enn i årsaken. Er du enig?
  3. Går det egentlig an å si at datamaskiner er dumme? Hvis vi faller og slår oss på en sten, kan vi kanskje si at stenen er dum, men er det ikke heller slik at det er ganske dumt å påstå at en sten er dum? Hva kreves av noe/noen for å kunne være dum/t? Må noe ha en innebygget evne til intelligens for å kunne være dum? Isåfall: hva har innebygget intelligens: mennesker? dyr? hvaler? planter? planeter? maskiner?

 
   

[her kommer en innlesning av teksten]
Når du holder musen over de uthevede ordene i teksten, dukker det opp en forklaring!
POTENSER
«Dumme», digitale datamaskiner
Teksten med filosofiske spørsmål
Potensregning i hodet
© www.skoletorget.no