Калькулятор Windows — Windows Calculator

Оригинальный автор (ы) Крис Питерс,
Марк Клиггетт,
Марк Тейлор,
Крейг Брокшмидт Разработчики) Microsoft Начальная версия 20 ноября 1985 г . ; 35 лет назад ( 1985-11-20 ) Репозиторий github .com / Microsoft / калькулятор Написано в C ++ Операционная система Все версии Microsoft Windows , системного программного обеспечения Xbox One , Windows 10 Mobile , Windows Phone , Linux Платформа IA-32 , x86-64 и ARM (и исторически DEC Alpha , Itanium , MIPS и PowerPC ) Тип Калькулятор программного обеспечения Лицензия Лицензия MIT

Калькулятор Windows — это программный калькулятор, разработанный Microsoft и включенный в Windows . Он имеет четыре режима: стандартный, научный, программный и графический. Стандартный режим включает цифровую клавиатуру и кнопки для выполнения арифметических операций. Научный режим делает еще один шаг вперед и добавляет экспоненты и тригонометрическую функцию, а режим программиста позволяет пользователю выполнять операции, связанные с компьютерным программированием . Недавно в калькулятор был добавлен режим построения графиков, позволяющий пользователям отображать уравнения на координатной плоскости.

Калькулятор Windows — одно из немногих приложений, которые включены во все версии Windows, начиная с Windows 1.0 . С тех пор калькулятор был дополнен различными возможностями.

Кроме того, калькулятор также включен в Windows Phone и Xbox One .

СОДЕРЖАНИЕ

История

Простой арифметический калькулятор впервые был включен в Windows 1.0 .

В Windows 3.0 , был добавлен научный режим, который включал показатели и корни , логарифмы , факторную основанную функцию, тригонометрию (поддерживает радиан , степень и gradians углов), базовые преобразования (2, 8, 10, 16), логические операций, статистические такие функции, как статистика одной переменной и линейная регрессия.

Windows 9x

До Windows 95 он использовал числа с плавающей запятой двойной точности IEEE 754-1985 , а наибольшее число, представимое калькулятором, было 2 1024 , что немного больше 10 308 (

В Windows 98 и более поздних версиях используется арифметическая библиотека произвольной точности , заменяющая стандартную библиотеку с плавающей запятой IEEE . Он предлагает большую точность для основных операций (сложение, вычитание, умножение, деление) и 32-значную точность для расширенных операций ( квадратный корень , трансцендентные функции ). Наибольшее значение, которое может быть представлено в калькуляторе Windows, в настоящее время составляет 000, а наименьшее — 10 -9 999 . (Также ! Вычисляет гамма-функцию, которая определена для всех действительных чисел, исключая только отрицательные целые числа).

Windows 2000, XP и Vista

В Windows 2000 , цифра группировка добавляется. В строку меню добавлены настройки степени и базы.

Калькуляторы Windows XP и Vista могли выполнять вычисления с использованием чисел, превышающих 10 10000 , но вычисления с этими числами (например, 10 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2 . ) все больше замедляют работу калькулятора и сделать его не отвечающим, пока расчет не будет завершен.

Это последние версии Windows Calculator, в которых вычисления с двоичными / десятичными / шестнадцатеричными / восьмеричными числами включены в научный режим. В Windows 7 они были переведены в режим программиста , который представляет собой новый отдельный режим, сосуществующий с научным режимом .

Windows 7

В Windows 7 были добавлены режимы отдельного программатора, статистики, преобразования единиц измерения, расчета даты и рабочих листов. Всплывающие подсказки были удалены. Кроме того, интерфейс Калькулятора был переработан впервые с момента его появления. Базовые функции преобразования переведены в режим программиста, а статистические функции переведены в режим статистики. Переключение между режимами не сохраняет текущий номер, сбрасывая его на 0.

Максимальное число снова ограничено 10 10000 .

В каждом режиме, кроме режима программиста, можно увидеть историю расчетов. Приложение было переработано для поддержки мультитач . Стандартный режим ведет себя как простой калькулятор чековой книжки; ввод последовательности 6 * 4 + 12 / 4 — 4 * 5 дает ответ 25. В научном режиме порядок операций соблюдается при выполнении вычислений (умножение и деление выполняются перед сложением и вычитанием), что означает 6 * 4 + 12 / 4 — 4 * 5 = 7 .

В режиме программиста ввод числа в десятичном формате имеет нижний и верхний предел, в зависимости от типа данных, и всегда должен быть целым числом. Тип данных числа в десятичном режиме — n-битовое целое число со знаком при преобразовании числа в шестнадцатеричный, восьмеричный или двоичный режим.

Тип данных	Размер типа данных (бит)	Нижний предел	Верхний предел
Байт	8	-128	127
Слово	16	-32 768	32 767
Dword	32	-2 147 483 648	2 147 483 647
Qword	64	-9 223 372 036 854 775 808	9 223 372 036 854 775 807

Справа от основного калькулятора можно добавить панель с расчетом даты, преобразованием единиц измерения и рабочими листами. Рабочие листы позволяют вычислить результат выбранного поля на основе значений других полей. Предварительно определенные шаблоны включают расчет экономии топлива автомобиля (миль на галлон и л / 100 км), аренду транспортного средства и ипотеку. В предварительных бета-версиях Windows 7 калькулятор также предоставлял шаблон заработной платы.

Windows 8.1

Хотя традиционный калькулятор по-прежнему включен в Windows 8.1 , также присутствует калькулятор в стиле Metro с полноэкранным интерфейсом, а также в обычном, научном и преобразовательном режимах.

Windows 10

Калькулятор в не-НТСП- изданиях в Windows 10 является приложением универсальных платформ Windows . Напротив, Windows 10 LTSC (которая не включает универсальные приложения для Windows) включает традиционный калькулятор, но теперь он назван win32calc.exe . Оба калькулятора предоставляют функции традиционного калькулятора, включенного в Windows 7, такие как преобразование единиц объема, длины, веса, температуры, энергии, площади, скорости, времени, мощности, данных, давления и угла, а также список истории, который пользователь может очистить.

И универсальное приложение для Windows, и LTSC win32calc.exe регистрируются в системе как обработчики calculator: псевдопротокола. Эта регистрация аналогична регистрации, выполняемой любым другим хорошо работающим приложением, когда оно регистрируется как обработчик для типа файла (например .jpg ) или протокола (например http: ).

Все выпуски Windows 10 (как LTSC, так и не-LTSC) по-прежнему имеют файл calc.exe , который, однако, представляет собой просто заглушку, запускающую (через ShellExecute) обработчик, связанный с calculator: псевдопротоколом. Как и в случае с любым другим протоколом или типом файла, когда есть несколько обработчиков на выбор, пользователи могут выбирать, какой обработчик они предпочитают — либо через классическую панель управления (настройки «Программы по умолчанию»), либо через настройки иммерсивного пользовательского интерфейса («Приложения по умолчанию» settings) или из командной строки через OpenWith calculator: .

В Windows 10 Fall Creators Update в Калькулятор был добавлен режим конвертера валют.

6 марта 2019 года Microsoft опубликовала исходный код калькулятора на GitHub под лицензией MIT .

Функции

По умолчанию калькулятор работает в стандартном режиме, который напоминает калькулятор с четырьмя функциями. В научном режиме доступны более продвинутые функции, включая логарифмы , преобразование числовой базы , некоторые логические операторы , приоритет операторов , поддержку радиан , градусов и градиентов, а также простые статистические функции с одной переменной . Он не обеспечивает поддержку функций , определяемых пользователем, комплексных чисел , переменных для хранения промежуточных результатов (кроме классического аккумуляторе памяти карманных калькуляторов), автоматизированных полярная — декартовы координаты преобразования, или поддержка статистики двух переменных.

Калькулятор поддерживает быстрые клавиши ; со всеми функциями калькулятора связаны сочетания клавиш.

Калькулятор в режиме программист не может принимать или отображать несколько больше , чем в подписанном QWORD (16 шестнадцатеричных цифр / 64 бита). Таким образом, наибольшее число, которое он может обработать, — 0x7FFFFFFFFFFFFFFF (десятичное 9,223,372,036,854,775,807). Любые вычисления в режиме программиста, которые превышают этот предел, будут переполняться , даже если эти вычисления будут успешными в других режимах. В частности, в этом режиме недоступны научные обозначения .

Проблемы

• Для некоторых трансцендентных функций , таких как оператор квадратного корня (sqrt (4) — 2 = -8.1648465955514287168521180122928e-39), приводящий к неправильному вычислению числа из-за катастрофической отмены .
• Старые версии универсального калькулятора в не-НТСП- изданиях в Windows 10 не используют региональный формат (может быть установлена в области панели управления) , которые отличаются от языка дисплейного приложения для форматирования чисел (языком приложение является английским (США ), но для регионального формата Windows задан другой формат).

Калькулятор Плюс

Калькулятор Плюс — это отдельное приложение для пользователей Windows XP и Windows Server 2003, которое добавляет режим «Преобразование» по сравнению с версией Калькулятора для Windows XP. Режим поддерживает «Преобразование» блок преобразования и конвертации валюты . Курсы обмена валют можно обновить с помощью встроенной функции обновления, которая загружает курсы обмена из Европейского центрального банка .

Калькулятор (Windows)

компонент Windows
Калькулятор
Скриншот Обычного режима Калькулятора в Windows 10
Тип компонента	Калькулятор
Включён в	Начиная с Windows 95

Калькулятор (calc.exe) — компонент Microsoft Windows, имитирующий работу обычного карманного калькулятора. Его «кнопки» можно нажимать мышкой. Возможен ввод с дополнительной цифровой клавиатуры. Также можно вставлять математические выражения из буфера обмена и получать результат (например, набрать в Блокноте «2*2=», скопировать и вставить в Калькулятор, на «экране» которого появится ответ «4»).

Содержание

Режимы работы

Калькулятор до версии, включённой в состав Windows 7, работал в двух режимах: «Обычный» и «Инженерный» (переключение через меню «Вид»). Состояние хранится в файле win.ini, секция [SciCalc]. При переключении режимов экран очищается.

В обычном и инженерном режимах отличается порядок выполнения операций:

• в обычном режиме нажатие 1+1*2= даст ответ 4
• в инженерном режиме 1+1*2= даёт в результате 3

Обычный режим

• В обычном режиме представлены функции квадратного корня, процентов, обратной величины (также и в расширенном режиме).
• Доступны манипуляции с памятью (одна ячейка). Есть индикатор.

Инженерный режим

В дополнение к обычному режиму доступны:

• тригонометрические и гиперболические (флажок «Hyp») функции, обратные им функции, которые доступны через флажок «Inv» (сбрасывается автоматически), натуральный и десятичный логарифмы, натуральная (тоже доступна через «Inv») и десятичная экспоненты, возведение в степень и извлечение корня (отдельно реализованы вторая, третья и произвольная степени), а также число π <\displaystyle \pi >.
• перевод долей градуса в минуты и секунды (обратно через флажок «Inv»), вычисление факториала, а для нецелого аргумента — пи-функции, которая является обобщением факториала и определяется через гамма-функцию как Π ( x ) = Γ ( x + 1 ) <\displaystyle \Pi (x)=\Gamma (x+1)>.
• группировка операций (кнопки со скобками, есть индикатор уровня вложенности), переключение режимов отображения (фиксированная/плавающая точка).
• вычисление остатка от деления
• побитовые операции: AND, OR, NOT, XOR. Перед вычислением дробная часть отбрасывается.
• сдвиг влево (сдвиг вправо через флажок «Inv»)

Тригонометрия

Расчеты в градусах, радианах, градах (переключатель доступен только в режиме десятичной системы счисления)

Недесятичные системы счисления

Переключатель разрядности обрабатываемых данных (8, 4, 2, 1 байт).

Функция логарифм (log) работает только в десятичном (Dec) и в шестнадцатеричном (Hex) режимах. В двоичном режиме (Bin) и в восьмеричном режиме (Oct) функция логарифм (log) не работает.

Поразрядные логические операции и возможность работы с системами счисления, отличными от десятичной начиная с версии Windows 7 и Windows 8 перенесены в новый режим «Программист».

Статистический режим

Активизируется по кнопке «Sta» (доступна в инженерном режиме), показывается окно «статистика», доступны кнопки манипуляции данными и базовые статистические функции.

Режим «Программист»

Появился в Windows 7 за счет переноса из инженерного режима следующих функций:

• логические операции: NOT, AND, OR, XOR
• логические и циклические (последних ранее не было) сдвиги вправо и влево
• возможность обработки данных в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления.

При работе с любой системой счисления в данном режиме под «дисплеем» показывается двоичное представление текущего результата, разделённое на тетрады. Обрабатываемые данные представляются в целочисленном формате (дробная часть результата всегда отбрасывается) размером от 8 до 64 бит в дополнительном коде.

Дополнительные возможности

При вставке из буфера следующие последовательности символов воспринимаются как команды: [1]

:c	Очистка памяти.
:e	Включение режима ввода десятичных чисел в экспоненциальной нотации.
:m	Занесение отображаемого числа в память.
:p	Прибавление отображаемого числа к числу, хранящемуся в памяти.
:q	Очистка калькулятора для новых вычислений.
:r	Отображение числа, хранящегося в памяти.
\	Эквивалентно кнопке «Dat». Перед использованием этой клавиши необходимо нажать кнопку «Sta».

Ограничения и ошибки в работе

На текущий момент во всех версиях Windows, включая 64-разрядные, калькулятор имеет ограничение при выполнении операции возведения числа в целую степень. Данное ограничение, связанное с переполнением, возникает при возведении в целую степень, если показатель степени нельзя представить 32-разрядным целым числом. В этом случае выдаётся сообщение «Недопустимый ввод». В то же время использование приблизительно такого же, но дробного показателя степени не приводит к ошибке. Пусть, например, нужно вычислить 0.999999999 − 3000000000 <\displaystyle 0.999999999^<-3000000000>> . Непосредственное вычисление выражения приводит к ошибке, однако, например, выражение 0.999999999 − 3000000000.5 <\displaystyle 0.999999999^<-3000000000.5>> корректно вычисляется и даёт результат 20.085536963358741652581860232205 <\displaystyle 20.085536963358741652581860232205> . Из него можно получить:

0.999999999 − 3000000000 = 0.999999999 − 3000000000.5 ⋅ 0.999999999 = 20.085536953315973168391797284239 <\displaystyle 0.999999999^<-3000000000>=0.999999999^<-3000000000.5>\cdot <\sqrt <0.999999999>>=20.085536953315973168391797284239>

Указанное выше ограничение при возведении в степень приводит к появлению бага (его уже вряд ли можно назвать ограничением). Он заключается в том, что при взятии противоположной величины от 32-разрядного целого числа − 2 31 = − 2147483648 <\displaystyle -2^<31>=-2147483648> происходит переполнение, которое корректно не обрабатывается и приводит к аварийному завершению работы программы. Например, сбой может происходить при вычислении выражения

0.999999999 − 2147483648 <\displaystyle 0.999999999^<-2147483648>> .

Правильный результат 8.5632830377708104878252734036038 <\displaystyle 8.5632830377708104878252734036038> можно получить, изменив показатель степени, например следующим образом:

0.999999999 − 2147483648 = ( 0.999999999 2 ) − 1073741824 <\displaystyle 0.999999999^<-2147483648>=(0.999999999^<2>)^<-1073741824>>

0.999999999 − 2147483648 = 0.999999999 − 2147483647 / 0.999999999 <\displaystyle 0.999999999^<-2147483648>=0.999999999^<-2147483647>/0.999999999> .

Ещё ряд ограничений связан с непродуманной реализацией вычислительных алгоритмов, в результате чего для некоторых значений происходит потеря точности, иногда приводящая к существенным ошибкам. Так, стандартная формула вычисления ареа-синуса при больших по модулю отрицательных значениях аргумента приводит к вычитанию близких чисел и, как следствие, потере значащих цифр результата. Вычислим, например, с помощью калькулятора Windows ареа-синус ( sinh − 1 <\displaystyle \operatorname ^<-1>> ) от числа − 3 , 5 e + 100 <\displaystyle -3,5e+100> . Получаем результат 149 , 01606898593917039273345339555 <\displaystyle 149,01606898593917039273345339555> , не имеющий ничего общего с правильным ответом − 232 , 20441944845988170690449821188 <\displaystyle -232,20441944845988170690449821188> . В данном случае правильный ответ можно получить, пользуясь свойством нечётности функции: arsh ⁡ x = − arsh ⁡ ( − x ) <\displaystyle \operatorname x=-\operatorname (-x)> .

Для гиперболического тангенса ( tanh <\displaystyle \operatorname > ) некоторые значения аргумента признаются недействительными, хотя на самом деле функция существует и не вызывает переполнение для любых значений аргумента. А именно, при 10000>»> x > 10000 <\displaystyle x>10000> 10000>»/> или x − 1000 <\displaystyle x выдаётся сообщение «Недопустимый ввод». Данное ограничение является необоснованным, так как значения функции для указанных значений аргумента примерно равны 1 <\displaystyle 1> и − 1 <\displaystyle -1> соответственно.

Развитие

В Windows 7 реализован значительно обновлённый Калькулятор. В дополнение к Обычному и Инженерному, появились режимы для программистов (Programmer) и статистический (Statistics). В каждом режиме (кроме статистического) ведется история вычислений. Справа от основной панели калькулятора можно открыть панели расчёта разницы между датами, расчёта расхода топлива или платежей по кредиту, конвертации физических величин.

В режиме программиста можно выполнять операции только над целыми числами, а в инженерном режиме нельзя переводить числа из одной системы счисления в другую. Это является существенным недостатком новой версии Калькулятора. В Windows 10 заменен на Modern-версию