المصطلحات الهندسية

الترميز الهندسي ( أو الصيغة الهندسية ، أو الترميز التقني ) هو شكل من أشكال الترميز العلمي، حيث يُختار أس العدد عشرة دائمًا ليكون قابلاً للقسمة على ثلاثة، وذلك لمطابقة البادئات المترية الشائعة . أي أن الترميز العلمي يتوافق مع قوى الألف، على سبيل المثال، 531 × 10³ بدلاً من 5.31 × 10⁵ ( ولكن على شاشات الآلات الحاسبة، يُكتب بالرمز E - مع استخدام "E" بدلاً من "×10" لتوفير المساحة) لتمثيل 531,000. وكبديل لكتابة قوى العدد 10، يمكن استخدام بادئات النظام الدولي للوحدات (SI) ، [ 1 ] والتي توفر عادةً خطوات من عامل الألف. [ ملاحظة 1 ] في معظم الآلات الحاسبة، يُطلق على الترميز الهندسي اسم "ENG"، بينما يُرمز للترميز العلمي بالرمز SCI.

تاريخ

تم تقديم تطبيق مبكر للتدوين الهندسي في شكل تحديد النطاق وعرض الأرقام مع بادئات النظام الدولي للوحدات في عداد التردد  المحوسب HP 5360A بواسطة شركة هيوليت باكارد في عام 1969. [ 1 ]

استنادًا إلى فكرة بيتر د. ديكنسون [ 2 ] [ 1 ] كانت أول آلة حاسبة تدعم الترميز الهندسي الذي يعرض قيم الأس لقوى العشرة هي HP-25 في عام 1975. [ 3 ] تم تنفيذها كوضع عرض مخصص بالإضافة إلى الترميز العلمي.

في عام 1975، طرحت شركة كومودور عددًا من الآلات الحاسبة العلمية (مثل SR4148 /SR4148R [ 4 ] و SR4190R [ 5 ] ) التي توفر ترميزًا علميًا متغيرًا ، حيث يؤدي الضغط على مفتاحي EE↓و EE↑إلى تحريك الأس والفاصلة العشرية بمقدار ±1 [ nb 2 ] في الترميز العلمي . وبين عامي 1976 و1980، كانت خاصية تحريك الأس نفسها متاحة أيضًا في بعض آلات حاسبة تكساس إنسترومنتس التي سبقت عصر شاشات LCD ، مثل طرازات SR-40 المبكرة [ 6 ] [ 7 ] وTI-30 [ 8 ] [ 9 ] [10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] و TI-45 [ 16 ] [ 17 ] ، والتي كانت تستخدم ( ) بدلًا من ذلك. يمكن اعتبار هذا تمهيدًا لميزة طُبقت في العديد من آلات حاسبة كاسيو منذ عامي 1978/1979 (مثل FX-501P / FX-502P )، حيث يُتاح عرض الأرقام بالصيغة الهندسية عند الطلب بضغطة زر واحدة ( ) (بدلاً من تفعيل وضع عرض مخصص كما هو الحال في معظم الآلات الحاسبة الأخرى)، وتؤدي الضغطات اللاحقة على الزر إلى تحريك الأس والفاصلة العشرية للرقم المعروض بمقدار ±3 [ nb 2 ] لتسهيل مطابقة النتائج مع البادئة المطلوبة. كما تدعم بعض الآلات الحاسبة الرسومية (مثل fx-9860G ) في العقد الأول من الألفية الثانية عرض بعض بادئات النظام الدولي للوحدات (f، p، n، μ، m، k، M، G، T، P، E) كلاحقات في الوضع الهندسي.INVEE↓INVENG

ملخص

بالمقارنة مع الترميز العلمي المعياري، فإن أحد عيوب استخدام بادئات النظام الدولي للوحدات (SI) والترميز الهندسي هو أن الأرقام المعنوية لا تكون واضحة دائمًا عندما يكون أصغر رقم معنوي أو أصغر أرقام معنوية صفرًا. على سبيل المثال، 500  ميكرومتر و لا يمكن لـ 500 × 10⁻⁶ متر أن تعبر عن الفروقات في عدم اليقين بين5 × 10⁻⁴ م  ،5.0 × 10⁻⁴ متر  ، و5.00 × 10⁻⁴ م . يمكن حل هذه المسألة  بتغيير نطاق المعامل أمام الأس من النطاق الشائع 1-1000 إلى 0.001-1.0. قد يكون هذا مناسبًا في بعض الحالات، وغير عملي في حالات أخرى. في المثال السابق، استُخدمت 0.5  مم، أو 0.50  مم، أو 0.500 مم لإظهار عدم اليقين والأرقام المعنوية. من الشائع أيضًا ذكر الدقة صراحةً، مثل " 47 كيلو أوم ± 5% ".  

مثال آخر: عندما تكون سرعة الضوء (بالضبط)299792458 م [ 18 ] ( بحسب تعريف المتر) يُعبر عنها على النحو التالي3.00 × 10⁸ م  أوإذا كانت السرعة 3.00 × 10⁵ كم/ث،  فمن الواضح أنها تقع بين299500 كم  و300-500 كم  ، ولكن عند استخدام300 × 10⁶ م  ، أو300 × 10³ كم  ،300 ألف  كيلومتر في الثانية ، أو السرعة غير العادية ولكن القصيرة300  مم/ث ، هذا غير واضح. أحد الاحتمالات هو استخدام0.300 × 10⁹ م  أو0.300  جم/ ث

من ناحية أخرى، تسمح رموز الهندسة بمطابقة الأرقام بشكل صريح مع بادئات النظام الدولي للوحدات (SI) المقابلة لها، مما يسهل القراءة والتواصل الشفهي. على سبيل المثال،يمكن قراءة 12.5 × 10⁻⁹ متر  على أنها "اثنا عشر فاصلة خمسة نانومتر" (حيث 10⁻⁹ هي نانو ) وكتابتها على النحو التالي: 12.5  نانومتر، بينما مكافئها في التدوين العلميمن المرجح أن تُقرأ 1.25 × 10 −8  م على أنها "واحد فاصلة اثنين خمسة مضروبة في عشرة أس سالب ثمانية أمتار".

يمكن استخدام الترميز الهندسي، مثل الترميز العلمي عمومًا، باستخدام الترميز E ، بحيثيمكن كتابة العدد 3.0 × 10⁻⁹ على الصورة 3.0E⁻⁹ أو 3.0e⁻⁹. يجب عدم الخلط بين E (أو e) وعدد أويلر e أو رمز البادئة exa .

بادئات النظام الدولي للوحدات
بادئةالتمثيلات
اسمرمزالأساس 1000الأساس 10قيمة
كويتاسؤال1000 10 10 301 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
روناR1000 9 10 271 000 000 000 000 000 000 000 000 000
يوتاY1000 8 10 241 000 000 000 000 000 000 000 000
زيتاZ1000 7 10 211 000 000 000 000 000 000 000
إكساهـ1000 6 10 181,000,000,000,000,000,000
بيتاP1000 5 10 151,000,000,000,000,000
تيراتي1000 4 10 121,000,000,000,000
جيجاجي1000 3 10 91,000,000,000
ميجام1000 2 10 6مليون
كيلوك1000 1 10 31000
1000 0 10 01
مليم1000 -1 10 −30.001
ميكروμ1000 -2 10 −60.000 001
نانون1000 -3 10 −90.000 000 001
بيكوص1000 -4 10 −120.000 000 000 001
فيمتوو1000 -5 10-150.000 000 000 000 001
أتوأ1000 -6 10 −180.000 000 000 000 000 001
زيبتوz1000 -7 10 −210.000 000 000 000 000 001
يوكتوy1000 -8 10 −24 0.000 000 000 000 000 000 001
رونتور1000 -9 10 −27 0.000 000 000 000 000 000 000 001
كويكتوq1000 -10 10-30 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001

الترميز الهندسي الثنائي

كما يُمكن اعتبار الترميز الهندسي العشري ترميزًا علميًا أساسه 1000 (10³ = 1000)، فإن الترميز الهندسي الثنائي يرتبط بالترميز العلمي أساسه 1024 ( 2¹⁰ = 1024)، حيث يجب أن يكون أس العدد 2 قابلاً للقسمة على 10. ويرتبط هذا ارتباطًا وثيقًا بتمثيل الفاصلة العائمة ذي الأساس 2 ( ترميز B ) الشائع استخدامه في العمليات الحسابية الحاسوبية، واستخدام البادئات الثنائية IEC ، مثل 1B10 لـ 1  ×  2¹⁰ ، و 1 B20 لـ 1  ×  2²⁰ ، و1B30 لـ 1 × 2³⁰ ، و1 B40 لـ 1 × 2⁴⁰ ، وهكذا. [ 19 ]    

بادئات اللجنة الكهروتقنية الدولية
بادئةالتمثيلات
اسمرمزالأساس 1024الأساس 2قيمة
quebi [ nb 3 ]تشى [ ملحوظة 3 ]1024 10 2 1001 267 650 600 228 229 401 496 703 205 376
روبي [ ملاحظة 3 ]ري [ ملحوظة 3 ]1024 9 2 901 237 940 039 285 380 274 ​​899 124 224
يوبييي1024 8 2 801 208 925 819 614 629 174 706 176
زيبيزي1024 7 2 701 180 591 620 717 411 303 424
exbiإي1024 6 2 601 152 921 504 606 846 976
بيبيباي1024 5 2 501 125 899 906 842 624
تيبيتي1024 4 2 401 099 511 627 776
جيبيجي1024 3 2 301 073 741 824
ميبيمي1024 2 2 201048576
كيبيكي1024 1 2 101024
1024 0 2 01

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. باستثناء حالة الوحدات المربعة والمكعبة: في هذه الحالة، توفر بادئات النظام الدولي للوحدات خطوات بعامل مليون أو مليار على التوالي.
  2. يؤدي تغيير الأس بمقدار واحد إلى تقليل الأس بنفس مقدار تحريك الفاصلة العشرية إلى اليمين، بحيث لا تتغير قيمة الرقم المعروض. ويؤدي الضغط على مفتاح قبل ذلكإلىعكس العملية في الاتجاه المعاكس.INV
  3. 1 2 3 4 تم اقتراح نظائر ثنائية طبيعية لبادئات رونا وكويتا العشرية التي تم تقديمها في عام 2022 في ورقة استشارية للجنة الاستشارية للوحدات (CCU) التابعة للجنة الدولية للأوزان والمقاييس مثل robi- (Ri، 1024 9 ) و quebi- (Qi، 1024 10 ). اعتبارًا من عام 2022، لم يتم اعتماد هذه البادئات الثنائية من قبل IEC وISO.

مراجع

  1. 1 2 3 غوردون، غاري ب.؛ ريسر، جيلبرت أ. (مايو 1969). "تقديم عداد الحوسبة - إليكم أهم تقدم في العدادات الإلكترونية في السنوات الأخيرة" (ملف PDF) . مجلة هيوليت-باكارد . 20 (9). شركة هيوليت-باكارد : 2-16 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 2017-06-04 . تم الاسترجاع في 2017-06-04 . [...] تُعرض القياسات حول فاصلة عشرية ثابتة، وتُجمع أنابيب العرض في مجموعات ثلاثية لتسهيل قراءة الشاشة. يُرفق العرض الرقمي بوحدات القياس المناسبة (هرتز، ثانية، إلخ) ومُضاعِف بادئة يُحسب بواسطة العداد (مثلًا، k للكيلو، M للميغا، إلخ). يوجد 12 أنبوب عرض رقمي، للسماح بتحريك القيمة المعروضة (11 رقمًا كحد أقصى) حول الفاصلة العشرية الثابتة. تُحجب الأرقام غير المهمة والأصفار البادئة تلقائيًا، بحيث لا تُعرض إلا الأرقام المهمة، أو يمكن تحديد أي عدد من الأرقام يدويًا من 3 إلى 11. مع ذلك، يحتفظ الحاسوب داخليًا دائمًا بـ 11 رقمًا. […](ملاحظة: يقدم هذا المنتج عداد الحوسبة HP 5360A.)
  2. US 3987290 ، ديكنسون، بيتر د.، "جهاز حاسبة لعرض البيانات في الترميز الهندسي"، نُشر في 19-10-1976، مُخصص لشركة هيوليت-باكارد  . «[…] تم تطوير عداد حاسوبي [...] يعرض البيانات بالترميز الهندسي، حيث يُعبَّر عن الأسّ بالأحرف الأبجدية بدلاً من الأرقام، مثل f بدلاً من -15، وp بدلاً من -12، وn بدلاً من -9، وμ بدلاً من -6، وm بدلاً من -3، وk بدلاً من +3، وM بدلاً من +6، وG بدلاً من +9، وT بدلاً من +12. إلا أن هذا الجهاز يقتصر على عرض الكميات الرقمية التي يوجد لها ترميز أسّي أبجدي متعارف عليه. كما أن نطاق البيانات التي يمكن لهذا الجهاز عرضها محدود، لأن مساحة عرض الأسّ محدودة، وستكون كبيرة جدًا إذا طُلب منها احتواء جميع الأحرف الأبجدية اللازمة لتمثيل كل أسّ من مضاعفات العدد ثلاثة، على سبيل المثال، في النطاق من -99 إلى +99. [...]» (US 05/578,775)
  3. نيف، راندال ب.؛ تيلمان، لين (نوفمبر 1975). "ثلاث آلات حاسبة جيبية جديدة: أصغر حجمًا، وأقل تكلفة، وأكثر قوة" (ملف PDF) . مجلة هيوليت-باكارد . 27 (3). شركة هيوليت-باكارد : 1-7 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 10 يونيو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يونيو 2017 .
  4. "آلة حاسبة إلكترونية علمية طراز SR4148R" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 25-07-2004.
  5. كومودور - آلة حاسبة متعددة الوظائف قابلة لإعادة الشحن ومبرمجة مسبقًا، تدعم الترميز العلمي - موديل SR4190R - دليل المستخدم (PDF) . كومودور . 1975. الصفحات 10-11 . مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 24-06-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-06-2017 . الترميز العلمي المتغير: توفر آلات حاسبة كومودور العلمية إمكانية تغيير الأس حسب الرغبة، مما يسمح باختيار الوحدة التي تُقرأ بها الشاشة. يقوم زر " و" بزيادة أو إنقاص قيمة الأس بمقدار واحد لكل ضغطة، مما يُحرك الفاصلة العشرية للجزء الكسري وفقًا لذلك. EE↑EE↓
  6. "Texas Instruments SR-40" . Datamath .
  7. "آلة حاسبة إلكترونية من طراز Texas Instruments SR-40 - دليل المستخدم" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 23-07-2011.
  8. ^ "تكساس إنسترومنتس تي آي-30" . بيانات .
  9. "آلة حاسبة إلكترونية من نوع تكساس إنسترومنتس TI-30 - دليل المستخدم" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 13 يناير 2006.
  10. "آلة حاسبة تكساس إنسترومنتس TI-30 (البرازيل)" . داتاماث .
  11. ^ “دليل تكساس إنسترومنتس TI-30” (PDF) .
  12. "آلة حاسبة تكساس إنسترومنتس TI-30 (التصميم الإيطالي الأول)" . داتاماث .
  13. ^ "تكساس إنسترومنتس TI-30 (التصميم الإيطالي الثاني)" . بيانات .
  14. "آلة حاسبة تكساس إنسترومنتس TI-30 (بدون كروم)" . داتاماث .
  15. "Texas Instruments 30/super موزعة بواسطة Koh-I-Noor Hardtmuth" . Datamath .
  16. ^ "تكساس إنسترومنتس TI-45 (التصميم الأول)" . بيانات .
  17. ^ “دليل تكساس إنسترومنتس TI-45” (PDF) .
  18. "قيمة CODATA: سرعة الضوء في الفراغ c ، c₀ " . CODATA 2014 : مرجع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) للثوابت والوحدات وعدم اليقين: الثوابت الفيزيائية الأساسية . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) . 24-05-2017. مؤرشف من الأصل في 25-06-2017 . تم الاسترجاع في 25-05-2017 .
  19. مارتن، بروس آلان (أكتوبر 1968). "رسائل إلى المحرر: حول الترميز الثنائي" . اتصالات رابطة آلات الحوسبة . 11 (10). الجامعات المرتبطة : 658. doi : 10.1145/364096.364107 . S2CID 28248410 .