수업 : 프로그래밍 언어론

1강 프로그래밍 언어소개

1. 프로그램이란 컴퓨터가 수행할 명령어를 순서대로 나열해 둔 것이며, 프로그래밍 언어는 프로그램 작성에 사용되는 언어이다. 프로그래밍 언어는 컴퓨터가 수행할 수 있고 사람이 읽을 수 있는 형태로 계산을 나타내는 표기체계이다.

2. 프로그래밍 언어는 말이 아닌 글 형태로 사용되고, 엄밀한 규칙에 따라 정의되며, 주로 기계에 명령을 전달하는 단방향 언어이다.

3. 언어는 우리의 사고 능력과 밀접한 관련이 있으며 프로그래밍은 우리에게 체계적으로 생각하는 방법을 가르쳐 준다.

4. 프로그래밍 언어의 기본적인 기능은 작성력과 가독성, 실행 가능성으로 요약할 수 있다.

5. 프로그래밍 언어는 추상화, 모듈화를 지원한다.

6. 프로그래밍 언어는 공통적으로 기계적, 구조적, 가변적이라는 특성을 지닌다.

7. 프로그래밍 언어는 추상화 수준에 따라 저급언어부터 고급언어까지 다양한 스펙트럼으로 존재하는데, 고급언어란 기계에 독립적인 언어를 뜻한다.

8. 프로그래밍 언어는 데이터, 연산, 명령어, 서브프로그램, 타입, 모듈 등으로 구성된다.

9. 프로그래밍 언어는 구문론과 의미론을 통해 정의할 수 있다.

10. 프로그래밍 언어를 선택할 때는 자신의 사전지식을 고려해야 하며 실제로 사용해 볼 수 있는 언어, 프로그램을 관리하기 쉬운 언어, 자신의 업무와 관련 있는 언어, 자신이 아는 언어와 유사한 언어를 선택하는 것이 바람직하다.

11. 프로그래밍을 배우기 위해서는 ‘눈보다 손’으로 학습해야 하고, 그림을 통해 생각하면 더 편리하며, 간단한 프로그램부터 시작하여 복잡한 프로그램으로 점진적으로 변경하는 것이 좋다.

12. 프로그래밍 언어론을 배우는 이유는 새로운 언어를 쉽게 배우기 위해서, 또 내가 사용하는 언어를 더 잘 이해하기 위해서, 나아가 궁극적으로 현명한 언어 설계자가 되기 위해서이다.

2강 프로그래밍 언어의 발전 및 동작원리

 

1. 저장 프로그램 방식의 에드박이 등장하면서 프로그램이라는 개념이 등장하게 되었다.

2. 1950년대 초기 프로그래밍 언어로 Fortran은 수식 계산, 변수, 대입문, 함수, 제어문의 초기 형태를, Algol은 제어 구조 개념을, LISP는 함수형 언어 개념을 소개하였다.

3. 1960년대 발표된 Cobol은 레코드를 통한 자료 구조 개념을 제시하였다. BASIC은 교육용 언어로서 큰 인기를 끌었으며 Simula는 객체지향 개념을 처음 소개하였다.

4. 1970년대 가장 영향력이 높은 프로그래밍 언어는 C이다. Pascal은 구조화 프로그래밍의 교육용 언어로 자리잡았고, 그 외 다양한 패러다임의 언어가 등장하였다.

5. 1980년대에는 객체지향 개념이 더욱 견고해지고 다양한 언어 표준이 이루어졌다.

6. 1990년대에는 Java와 JavaScript, Python을 필두로 하여 프로그래밍 언어의 대중화가 시작되었다.

7. 인터프리터는 고급언어 프로그램으로 작성된 문장을 하나씩 읽어서 수행한다. 컴파일러는 고급언어 프로그램을 기계어로 미리 번역한다. 하이브리드 구현은 고급언어 프로그램을 중간 코드 형태로 컴파일하고 이 중간 코드를 가상기계 상에서 해석한다.

8. 프로그래밍 언어의 요구사항을 효과적으로 지원하기 위해 따라야 하는 프로그래밍 언어 설계 원칙으로는 규칙성, 추상화 지원, 복잡도 지원 등을 들 수 있다.

9. 프로그래밍 언어의 평가 기준 중 대표적인 것으로 작성력, 가독성, 신뢰성, 직교성, 일관성, 확장성, 효율성, 유연성, 이식성 등을 들 수 있다.

10. 프로그래밍 언어를 선택할 때는 언어 사용 커뮤니티가 활발하고 호의적인지, 언어의 특정 응용 분야가 있는지, 새로운 프로그래밍 패러다임을 지원하는지 등을 고려해야 한다.

3강 프로그래밍 언어 패러다임

 

1. 프로그램을 작성하는 전형적인 방식을 프로그래밍 패러다임이라고 부른다.

2. 명령형 프로그래밍 패러다임에서 프로그램은 특정 작업을 수행하기 위해 명령어가 나열된 것이다. 컴퓨터 하드웨어의 속성을 그대로 반영한 형태의 패러다임이다.

3. 절차형 프로그래밍 패러다임은 문제를 해결하기 위한 절차를 서브루틴 단위의 절차로 구현하는 방식의 패러다임으로, 프로그램을 절차의 집합으로 간주한다.

4. 함수형 프로그래밍 패러다임에서는 데이터를 값으로 간주하고, 주어진 데이터로부터 새로운 값을 생성하는 함수에 초점을 맞추어 프로그램을 작성한다.

5. 논리 프로그래밍 패러다임에서는 문제의 조건을 논리식으로 표현하고 이 식을 바탕으로 어떤 사실을 입증해 나가는 방식으로 프로그램을 수행한다. 논리 프로그래밍 패러다임은 선언적 프로그래밍 패러다임의 일종이다.

6. 객체지향 프로그래밍 패러다임은 데이터와 관련 연산을 합쳐 객체로 모형화하고, 객체 사이의 상호작용을 통해 프로그램을 수행하는 프로그래밍 패러다임이다.

7. 프로그래밍 패러다임의 변화 배경으로는 응용 도메인의 변화, 프로그램 구성 방식의 변화, 계산 모델의 변화 등을 들 수 있다.

8. 하나의 프로그래밍 언어가 한 패러다임만 지원하는 것은 아니다.

9. 구조화 프로그래밍은 goto 논란으로부터 촉발되었는데 goto 없이 프로그램을 작성하는 패러다임이다.

10. 다양한 프로그래밍 패러다임은 서로 배타적이라기보다 상호 보완적인 것으로 보는 것이 바랍직하다.

4강 구문론과 의미론

1. 프로그래밍 언어는 문장을 정확하게 이해할 수 있도록 명확한 구문과 그 의미가 정의되어야 한다. 이를 프로그래밍 언어의 형식적 정의라 하며 이는 다시 구문론과 의미론으로 나눌 수 있다.

2. 구문론은 프로그램의 표면적인 구조를 정의하는 것으로, 프로그램 작성 시 어떤 형태로 작성해야 하는지를 기술한다.

3. 의미론은 프로그램의 내용적인 효과를 정의하는 것으로, 프로그램 실행 시 어떤 일이 일어나는지 그 의미를 기술한다.

4. 프로그래밍 언어에서 구문은 문맥 자유 문법으로 표현된다. 문맥 자유 문법이란 문맥에 영향을 받지 않는 문법을 의미한다.

5. 문맥 자유 문법을 표현하는 방법으로 BNF, EBNF, 구문 도표가 있다.

6. 프로그래밍 언어에서 의미는 자연어로 표현되는 경우가 많지만, 엄밀한 표현을 위한 형식 의미론도 존재한다.

7. 형식 의미론에서 다루는 표현 방법으로는 속성 문법, 기능적 의미론, 표기적 의미론, 공리적 의미론이 있다.