Калькулятор (Windows)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
компонент Windows
Калькулятор
Windows Calculator Logo.png
Screenshot calcw10.png
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»).

Режимы работы[править | править код]

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[править | править код]

  • 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[править | править код]

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 .
  • 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 .
  • 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[править | править код]

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

Недесятичные системы счисления[править | править код]

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[править | править код]

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

Режим «Программист»[править | править код]

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

  • логические операции: NOT, AND, OR, XOR;
  • логические Rsh, Lsh и циклические RoR, RoL (последних ранее не было) сдвиги вправо и влево
  Rsh - сдвиг битов двоичного числа вправо,  n раз, старший бит (знаковый, 0 - число положительное, 1 - отрицательное): например в однобайтных числах - b7 , сохраняет знак, а младший b0 просто выталкивается;
  Lsh - сдвигает биты двоичного числа влево n раз, каждый раз заполняя младший бит b0 нулём 0, а старший выталкивается (знак числа при этом не сохраняется);
  RoR - циклический сдвиг вправо, сдвигает все биты двоичного числа на один разряд, каждый раз выталкиваемый младший бит, на примере однобайтного числа: из b0 переносится в b7;
  • 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[править | править код]

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[править | править код]

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 . Непосредственное вычисление выражения приводит к ошибке, однако, например, выражение корректно вычисляется и даёт результат . Из него можно получить:

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 происходит переполнение, которое корректно не обрабатывается и приводит к аварийному завершению работы программы. Например, сбой может происходить при вычислении выражения

.

Правильный результат можно получить, изменив показатель степени, например следующим образом:

или

.

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 () от числа . Получаем результат , не имеющий ничего общего с правильным ответом . В данном случае правильный ответ можно получить, пользуясь свойством нечётности функции: .

Для гиперболического тангенса () некоторые значения аргумента признаются недействительными, хотя на самом деле функция существует и не вызывает переполнение для любых значений аргумента. А именно, при или выдаётся сообщение «Недопустимый ввод». Данное ограничение является необоснованным, так как значения функции для указанных значений аргумента примерно равны и соответственно.

Развитие[править | править код]

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

Примечания[править | править код]

  1. calc.chm Последовательности клавиш для вызова функций