프로그래밍 언어의 발전
컴퓨터 시스템의 발전
아이디어 시대
계산 자동화를 위한 상상속 기계 설계 (튜링 기계)
전자식 컴퓨터의 등장
전자 신호를 통한 계산 기계 (에니악, 콜로서스)
프로그램 저장 방식의 컴퓨터
프로그램과 처리기를 분리 (에드박)
운영체제의 발전
일괄 처리 운영체제
관리자(사람)를 대신할 프로그램 등장 (들어온 순서대로만 처리 가능)
시분할 운영체제
한 컴퓨터를 여러 사람이 사용 (거의 동시에 작업하는 것처럼 보임)
DOS
IBM, Apple 등 개인용 컴퓨터 (PC)
PC 환경 운영체제 발전
GUI 운영체제와 Linux 의 발전
초기 프로그래밍 언어 (1950년대)
이전에는 기계어를 사용했지만 최초의 고급 언어로 볼 수 있다
Fortran: 수식과 문장, 제어문의 등장 IBM 의 존 배커스에 의해 개발됨 과학 계산용 언어
Algol: 구조화 프로그래밍의 발전 본래 이름: IAL 국제 위원회 ACM-GAMM 을 통해 설계된 언어 알고리즘을 기술하는 언어
문제를 해결하기 위한 코드 흐름을 순차적으로만 하는 것이 아니라 구조화하여 알고리즘을 풀어낼 수 있다
- LISP: 최초의 함수형 언어 MIT의 존 매카시가 설계 프로그램과 데이터의 형태가 동일하다 -> 프로그램을 데이터로 받을 수 있다 (초기 인공지능 분야에서 자주 사용)
프로그래밍 언어의 발전 (1960년대)
Cobol: 레코드 타입의 소개 미 해군에서 그레이스 호퍼가 사무용 언어로 개발함
PL/1: 모든 언어를 합쳐서 만들어보았으나 너무 복잡해졌다
BASIC: 교육용 언어
Simula: 객체지향의 등장 시뮬레이션 언어
프로그래밍 언어의 단순화 (1970년대)
Pascal: 차세대 교육용 언어 구조화 프로그래밍을 지원한다
C: 진정한 시스템 프로그래밍 언어 Unix 개발용 시스템 프로그래밍 언어로 Java, C++ 등 다양한 언어에 지대한 영향을 끼쳤다 최근 사용되는 대부분의 다른 언어들은 응용 프로그래밍 언어 시스템 프로그래밍 언어라 함은 하드웨어와 사용자를 연결해주는 목적의 프로그래밍을 할 수 있는 언어
Prolog: 선언적 논리 언어 최초의 논리 언어
Smalltalk: 객체지향 언어의 발전 (데이터 자체가 객체) 최초로 GUI, 마우스 등을 도입
Ada: 안정성을 위한 매우 복잡한 언어 미 국방성의 공모로 만들어짐
ML: 타입 시스템을 갖춘 현대 프로그래밍 언어 강력한 정적 타입 검사, 타입 추론, 패턴 검사, 예외 처리 등
Scheme: 간결한 LISP 로 MTI 학생들의 기초 프로그래밍 언어
현대 프로그래밍 언어의 등장 (1980년대)
Common Lisp: 방대한 LISP 의 통합 멀티 패러다임 언어
Objective-C: C의 탈을 쓴 Smalltalk C 를 기초로 한 객체지향 언어의 신호탄 Apple 사의 애플리케이션 작성 언어로 발전
C++: 객체지향을 도입한 C 객체지향, 클래스 개념을 C에 도입
Perl: 문자열 처리를 위한 언어 (정규식 기반)
프로그래밍 언어의 대중화 (1990년대 이후)
Java: 단순한 객체지향 언어 원래 목적은 임베디드 컴퓨팅 분야였으나 웹 브라우저에 탑재되면서 인기를 얻었다 JVM
JavaScript: 웹 프로개래밍 언어 Netscape 사에서 만든 스크립트 언어 Elm, TypesScript 등 다양한 언어로 발전 자바와는 전혀 다른 언어
Python: 빠른 프로토타이핑 언어 스크립트 언어 동적 언어 추구 다중 패러다임 언어
Haskell: 순수 함수형 언어 모나드 개념이 탑재되면서 점차 인기 Scala 에 영향을 줌
프로그램 동작 원리
컴퓨터 구조와 프로그램 동작 원리
컴퓨터 구조
CPU 와 메모리, 저장장치 등이 BUS 로 연결 다양한 입출력 장치도 연결될 수 있다
전원 -> 운영체제가 메모리에 적재 (저장장치 -> 메모리) -> 수행 CPU 는 인출-해석-실행 주기를 반복하여 메모리의 명령어를 실행
기계어
CPU 가 이해하고 수행하는 명령어 (0101) 이진수 형태의 명령어를 사람이 이해하는 것은 난해하다
어셈블리어
기계어에 거의 일대일 대응하는 형태의 기호 언어 CPU 에 종속적 -> 이식성이 거의 없다
고급 프로그래밍 언어
사람에 가까운 표현으로 프로그램을 나타냄 특정 기계에 종속정이지 않음 프로그램을 CPU 가 알아듣는 기계어로 표현해주어야 함
소스 프로그램: 프로그래머가 작성한 프로그램 목적 프로그램: 컴퓨터 하드웨어가 수행할 수 있는 플로그램
프로그래머가 작성한 소스 프로그램을 컴파일하여 목적 프로그램으로 바꾼뒤 하드웨어가 수행하거나 소스 프로그램을 인터프리터가 명령어를 한 줄씩 해석하여 하드웨어가 한 줄씩 수행할 수 있다
인터프리터
프로그래밍 언어로 작성된 고수준 명령을 한 줄씩 가져와 해석, 수행하는 프로그램 인터프리터는 CPU 의 인출-해석-실행 주기를 흉내낸다 하나의 가상 기걔처럼 보일 수 있다
컴파일러
프로그램을 CPU 가 수행할 수 있는 형태로 바꾸어 CPU 가 실행 인터프리터가 한줄씩 실행하는 해석 과정을 미리 모두 수행 (효율적) 사용 프로그램은 주로 컴파일 방식으로 번역한 후 판매
하이브리드
인터프리터 방식과 컴파일러 방식을 조합한 방식 중간 코드까지 작은 컴파일 후 인터프리터를 통해 해석 인터프리터를 가상 기계 (VM) 이라고 부른다 중간 코드는 기계어에 유사하지만 가상 기계가 이해할 수 있는 언어로 기계 종속적이지 않다는 장점이 있고 중간에 컴파일이 한 번 되어있기 떄문에 속도도 빠르다는 이점이 있음 자바 같은 언어가 하이브리드
프로그래밍 언어 평가 기준
프로그래밍 언어 요구사항
- 표현 풍부성: 프로그래머가 아이디어를 원하는대로 표현할 수 있어야 함
- 유지 보수성: 변화에 쉽게 대응할 수 있어야 한다
- 실행 가능성: 컴퓨터에서 실행할 수 있어야 한다
설계 원칙
- 규칙성: 언어의 기능이 잘 조합될 수 있어야 한다 (일반성, 직교성, 일관성)
- 추상화 지원: 실세계의 대상을 추상화하여 나타낼 수 있고 이를 대상으로 연산을 수행할 수 있어야 한다 (데이터 추상화, 제어 추상화, 추상 데이터 타입 정의)
- 복잡도 제어: 복잡한 대상 및 처리 방법을 제어할 수 있어야 한다 (캡슐화, 모듈화)
평가 기준
- 작성력
- 가독성
- 신뢰성: 오류 가능성을 줄이는 것
- 직교성: 언어의 기능이 서로 간섭하지 않고 자유롭게 조합될 수 있는지
- 일관성
- 확장성
- 효율성
- 유연성
- 이식성
서로 상충되는 평가 기준이 있기 떄문에 트레이드 오프 관계인 경우가 있어 완벽한 프로그래밍 언어는 없다
프로그래밍 언어 선택 기준
커뮤니티가 활발한 특정 응용 분야가 존재하는 새로운
각자의 기준에 맞추어 선택한다