Кіріспе

Элементар арифметикада carry – бұл цифрлардың бір бағанынан одан да маңыздырақ цифрлардың басқа бағанына көшірілетін цифр. Бұл сандарды оң жақтан бастап сол жаққа қарай қосудың стандартты алгоритмінің бір бөлігі. Мысалы, 6 пен 7 қосылғанда 13 шығады, онда "3" сол бағанға жазылады, ал "1" сол жаққа көшіріледі. Азайту кезінде осы операция қарыз деп аталады. Дәстүрлі математикада көшіруге ерекше мән беріледі, ал реформаланған математикаға негізделген оқу бағдарламалары дұрыс жауапты табудың нақты әдісін баса көрсетпейді. Көшіру жоғары математикада да кездеседі. Есептеуде көшіру – қосу тізбектерінің маңызды функциясы.

Математикалық білім беру

Дәстүр бойынша, carry көбінесе элементар мектептің 2-ші сыныбында немесе кейінгі бірінші сыныбында көп таңбалы сандарды қосу кезінде оқытылады. Алайда, 20 ғасырдың соңынан бері АҚШ-та жасалған TERC сияқты көптеген қабылданған оқу бағдарламалары дәстүрлі carry әдісін оқытудан бас тартып, өзіндік арифметикалық әдістерді, сондай-ақ түсті пайдалану, заттармен жұмыс істеу және кестелерді қолдану әдістерін ұсынды. Мұндай тәсілдер "Математикалық тұрғыдан дұрыс" тобы сияқты ұйымдар тарапынан сынға алынды, және кейбір штаттар мен округтер бұл тәжірибеден бас тартты, бірақ ол әлі де кеңінен қолданылуда.

Жоғары математика

Куммер теоремасы екі санды белгілі бір негізде қосу кезінде пайда болатын сандардың саны, белгілі бір биномдық коэффициенттің ең жоғары дәрежелі бөлігішінің көрсеткішіне тең дейді. Көп таңбалы бірнеше кездейсоқ сандар қосылғанда, сандарды ауыстыру статистикасы Эйлер сандарымен және араластыру шайқау пермутацияларының статистикасымен күтпеген байланысқа ие. Абстрактты алгебрада екі таңбалы сандар үшін сандарды ауыстыру операциясын топтық когомология тілінде формалдауға болады. Бұл көзқарас нақты сандардың баламалы сипаттамаларына қолданылуы мүмкін.

Механикалық калькуляторлар

Алып жүру – механикалық калькуляторларды жобалаушылар мен құрастырушылардың алдында тұрған негізгі мәселелердің бірі. Олар екі негізгі қиындыққа кезеседі: біріншісі, алып жүру үшін бірнеше цифрды өзгерту қажет болуы мүмкін: мысалы, 999-ға 1-ді қосу үшін машина 4 түрлі цифрды өзгерткені керек. Екінші қиындық – келесі цифр қосу операциясын аяқтамай тұрып, алып жүру «дамуы» мүмкін. Көптеген механикалық калькуляторлар алып жүруді қосудан кейін жеке циклды орындау арқылы іске асырады. Қосу кезінде әрбір алып жүру орындалмай, тек «сигнал беріледі», ал алып жүру циклінде машина «белгіленген» цифрдың үстіндегі цифрларды арттырады. Бұл операция тізбектеп, бірінші цифрдан (бірліктерден) бастап, ондықтарға, жүздіктерге және т.б. орындалуы керек, себебі алып жүруді қосу келесі цифрда жаңа алып жүруді тудыруы мүмкін. Кейбір машиналар, әсіресе Паскальдің калькуляторы (екінші болып жасалған және қазірге дейін сақталған ең көне калькулятор), басқа тәсілді қолданады: цифрды 0-ден 9-ға дейін арттыру энергияны сақтау үшін механикалық құрылғыны іске қосады, ал келесі арттыру (цифрды 9-дан 0-ға жылжыту) келесі цифрды 1-ге арттыру үшін осы энергияны босатады. Паскаль өз машинасында салмақ пен гравитацияны пайдаланған. Осыған ұқсас тәсілді қолданған тағы бір маңызды машина – 19 ғасырдағы өте табысты Комптометр, ол салмақты серіппелермен алмастырды. Кейбір инновациялық машиналар үздіксіз беріліс жүйесін қолданады: кез келген цифрға 1-ді қосу келесі цифрды 1/10-ға жылжытады (ал ол келесі цифрды 1/100-ге және т.б. жылжытады). Кейбір инновациялық алғашқы калькуляторлар, атап айтқанда 1870 жылғы Чебышев калькуляторы және 1886 жылғы Селлингтің дизайны осы тәсілді қолданды, бірақ екеуі де сәттілікке жете алмады. 1930 жылдардың басында Марчант калькуляторы үздіксіз беріліс жүйесін табысты енгізді, бұл «Silent Speed» калькуляторымен басталды. Марчант (кейін SCM Corporation) оны пайдалануды және жетілдіруді жалғастырды, механикалық калькулятор дәуірінің соңына дейін, 1960 жылдардың аяғына дейін, бұрынғыдан да жоғары жылдамдықпен үздіксіз беріліс калькуляторларын жасады.

Есептеу

Цифрлық схема туралы айтқанда, "көтерілу" сөзі ұқсас мағынада қолданылады. Көптеген компьютерлерде арифметикалық операцияның ең маңызды битінен (немесе жылжу операциясынан шығарылған биттен) көтерілу арнайы көтерілу битіне орналастырылады, оны жоғары дәлдікті арифметика үшін көтерілу ретінде пайдалануға болады немесе оны тексеріп, компьютерлік бағдарламаның орындалуын басқару үшін қолдануға болады. Сол көтерілу биті әдетте азайтуда қарызды көрсету үшін де қолданылады, бірақ биттің мәні екілік толықтыру арифметикасының әсерінен кері болады. Әдетте, "1" көтерілу битінің мәні ALU-да қосымшаның шегінен асып кеткенін білдіреді және CPU-дан ұзын дерек сөздерін қосу кезінде ескеру қажет. Азайту операциялары үшін екі (қарсы) конвенция қолданылады, себебі көптеген машиналар қарыз алғанда көтерілу белгісін қояды, ал кейбір машиналар (мысалы, 6502 және PIC) оның орнына қарыз алғанда көтерілу белгісін сөндіреді (және керісінше).