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학습개요
- 프로그래밍 언어가 무엇인지
- 프로그래밍 언어는 무엇으로 구성되어 있는지
- 프로그래밍 언어는 어떤 기능을 하는지
- 프로그래밍 언어는 어떻게 배워야 하는지
- 프로그래밍 언어론은 왜 배워야 하는지
학습목표
- 프로그래밍 언어의 정의를 이해하고 자연어와 대비한 프로그래밍 언어의 특징을 설명할 수 있다.
- 프로그래밍 언어의 기능을 이해하며, 이 기능을 지원하기 위해 프로그래밍 언어는 무엇을 제공하고 있는지 설명할 수 있다.
- 프로그래밍 언어를 구성하고 있는 요소를 개략적으로 살펴보고, 이를 통해 프로그래밍 언어에 대한 감각을 체득한다.
- 자신에게 맞는 프로그래밍 언어를 선택하는 방법을 살펴보고, 프로그래밍 언어의 학습 방법을 체득한다.
학습내용
프로그래밍 언어란 무엇인가?
프로그래밍 언어 정의
- 언어란 무엇인가?
- 의사 전달 수단
- 한 사람의 생각을 다른 사람에게 전달하는 데 사용
- 자연어는 크게 말과 글, 두 가지 형태로 존재
- 프로그래밍 언어란 무엇인가?
- 프로그램 작성에 사용되는 언어 (프로그램: 컴퓨터가 수행할 명령어를 순서대로 나열해 둔 것)
- 역시 의사전달 수단
- 주로 사람의 생각을 기계에 전달하는 데 사용
- 하지만 사람도 고려해야 한다! → 사람이 프로그램을 작성해서 기계에 전달하긴 하나, 다른 사람이 볼 수도 있기 때문에
- ⇒ 프로그래밍 언어 - 컴퓨터가 수행할 수 있고 사람이 읽을 수 있는 형태로 계산을 나타내는 표기 체계
프로그래밍 언어의 특징
| 자연어 | 프로그래밍 언어 | |
| 형식 | 말과 글 | 주로 글 |
| 내용 | 모호, 함축 | 엄밀한 규칙, 정확한 의도 |
| 방향성 | 양방향 | 단방향 (사람→컴퓨터) |
- 형식 - GUI 등이 생겨서 그림으로써 표현하는 방법도 있음! 스크래치 같은 것
- 엄밀한 규칙, 정확한 의도
- 컴퓨터 같은 경우에는 명령을 받게 되면 규칙대로 작업을 수행한다.
- 만약 엄밀하지 않다면? 어떤 일을 하다가 모호해지는 경우가 발생. 잘못된 결과 도출 가능성 있음!
- 단방향
- 사람 → 컴퓨터
- 다른 사람이 보는 경우도 있기 때문에 무조건적이지는 않다.
프로그래밍 언어를 배워야 하는 이유
- 내 언어의 한계가 내 세상의 한계이다. - 루트비히 비트겐슈타인
- 프로그래밍에 대한 사고 능력을 확장시켜 줌
- 문제 해결자로서 현명하게 언어를 선택할 수 있도록 해 줌
- 언어 사용자로서 언어를 자세히 배울 수 있도록 해 줌
- 현명한 관리자, 현명한 설계자가 될 수 있도록 함
프로그래밍을 배워야 하는 이유
- 모든 사람은 프로그래밍을 배워야 합니다. 프로그래밍은 우리에게 생각하는 방법을 가르쳐 주기 때문입니다 - 스티브 잡스
- 체계적으로 생각하는 방법을 가르쳐 줌
- 변화를 표현하는 방법을 가르쳐 줌
프로그래밍 언어의 기능
프로그래밍 언어의 기본 기능
- 작성력: 프로그래머의 의도를 나타낼 수 있도록 하는 기능
- 가독성: 프로그램을 쉽게 해독할 수 있도록 하는 기능 (타인이 볼 때)
- 실행 가능성: 컴퓨터에서 실행될 수 있도록 하는 기능
프로그래밍 언어의 부가 기능
- 추상화: 어떤 대상을 간략하게 추려 나타내는 방법 ㅇ(-(
- 사물의 특징들을 뽑아서 프로그램으로 표현한다
- 모듈화: 복잡한 대상을 나누어 구성할 수 있는 방법
- 복잡한 문제를 한번에 작성하지 않고, 소문제로 만들어서 작성 → 하나로 합쳐서 큰 프로그램 작성
프로그래밍 언어의 특성
- 기계적: 기계적으로 처리할 수 있어야 함 - 엄밀한 규칙에 따라 정의
- 구조적: 복잡한 구조를 나타낼 수 있어야 함 - 자료 구조, 제어 구조
- 자료구조- 데이터를 처리할 때 구조적으로 잘 처리하기 위해, 자료 자체를 구조화하여 처리
- 제어 구조 - 말 그대로 제어. 몇 번 반복할 건지 ...
- 가변적: 시대의 필요에 따라 바뀔 수 있음 - Python: 명령형 언어 → 객체지향 개념 탑재
- 파이썬 - 명령형 언어로 시작했으나, 시대가 흐르면서 객체지향 개념까지 탑재
프로그래밍 언어 스펙트럼
- 컴퓨터 구조에 따른 제약사항 → 언어
- 프로그래머 → 언어
- 언어가 컴퓨터에 친숙한지, 프로그래머에게 친숙한지
- 저급 언어
- 기계에 종속적인 언어
- 기계어 어셈블리어
- 거의 추상화가 되어 있지 않다
- 고급 언어
- 기계 독립적으로 정의되고 실행될 수 있는 언어
- 같은 고급어라 하더라도 그 정도에 따라서 다시 나눌 수 있음
- C, Java, Python 등
프로그래밍 언어의 구성 요소
데이터
- 자료를 프로그램이 처리할 수 있는 형태로 나타낸 것
- 수, 문자, 문자열, 멀티미디어 등
- 이 데이터를 기반으로 작업을 이어나가게 된다
- 이진 데이터: 이진수의 나열로 이루어진 데이터
- 텍스트 데이터: 문자열을 나타내는 데이터
연산
- 데이터 처리 방법
- 연산 적용 후 새로운 데이터를 결과로 얻음
- 연산자: 특별한 연산을 수행하는 함수(+ - * == =...)
- 변수: 연산 결과를 저장하는 이름
- 연산 표현 구조 수식과 문장
- 수식: 값을 나타내는 표현
- 문장: 처리를 나타내는 표현
명령어
- 특정 작업을 지시하는 단어
- if while 등
연산 및 명령어
- 대부분의 프로그래밍 언어는 다양한 연산자와 명령어를 통해 수식과 문장을 구성
- 연산의 종류
- 원시연산: 언어가 기본적으로 제공하고 있는 연산 (==, +...)
- 사용자 정의 연산: 프로그래머가 추가로 정의한 연산 (함수)
- 라이브러리: 사용자가 자주 사용할 만한 연산을 미리 정의해 둔 것 (원시연산에 일부 포함된다)
서브프로그램
- 전체 프로그램을 이루는 작은 코드 블록에 이름을 붙인 것
- 서브루틴이라고 부르기도 함
- 서브프로그램의 분류
- 함수: 연산 수행 결과 값을 반환하는 서브프로그램 (int add ~)
- 프로시저: 결과값을 반환하지 않는 서브프로그램 (void ~~)
타입
- 데이터 집합과 연산 집합을 합친 개념
- 연산의 안전성 보장을 위해 필요
- 자료형, 데이터형 ⇒ int
- 타입 안전성? 함수 f의 타입이 f(x): A → B라면, 모든 aㅌA에 대해 f(a) ㅌ B여야 한다.
- 누군가 프로그램을 작성했을 때, 그 각각의 함수 등의 연산이 타입 안전성을 지켜준다면 타입 안전한 프로그램이다.
- 프로그래밍 언어의 분류
- 강타입 언어: 타입 오류를 모두 검출하는 언어
- 약타입 언어: 일부 타입 오류를 허용하는 언어
- 무타입 언어: 타입 선언문도 없고, 어떤 대상의 타입이 계속 변경될 수 있는 언어
- 타입이 없는 게 아니라, 타입 선언문이 없더라.
모듈
- 독립적인 프로그램 구성 단위
- 서브프로그램도 모듈의 일종
- 내부와 외부를 구별하며, 독자적인 이름 공간을 차지한다.
- 변수, 함수, 타입 등 프로그래밍 언어에서 제공하는 거의 모든 것을 포함하는 단위.
프로그래밍 언어의 학습 방법
프로그래밍 언어의 두 가지 측면
- 프로그램 형태 + 수행 과정
- 프로그램 형태
- 작성한 프로그램 그 자체
- 데이터
- 연산
- ⇒ 구문론
- 수행 과정
- 실행 시 프로세스
- 메모리 (메모리상에서의 어떤 변화가 있을까...)
- 수행 흐름
- ⇒ 의미론
어떻게 프로그래밍 언어를 배워야 하나
- 좋은 프로그램을 많이 읽어야 한다.
- 프로그램을 많이 작성해 봐야 한다.
- 직접 실행해 보며 많이 생각해 봐야 한다.
프로그래밍 언어의 선택 방법
- 초보자
- 자신이 조금이라도 아는 언어
- 사용해 볼 수 있는 언어
- 주위에서 정보를 얻을 수 있는 언어
- 프로그램을 관리하기 쉬운 언어
- 숙련자
- 자신의 업무 분야에서 사용되는 언어
- 자신이 아는 언어와 유사한 언어
프로그래밍 언어의 학습 요령
- 눈보다 손
- 그림으로 생각
- 점진적으로 변경
왜 프로그래밍 언어론을 배워야 하나?
- 새로운 프로그래밍 언어를 쉽게 습득하기 위해서
- 내가 사용하는 언어를 더 잘 이해하기 위해서
- 현명한 언어 설계자가 되기 위해서
학습정리
- 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.
- 프로그래밍 언어는 말이 아닌 글 형태로 사용되고, 엄밀한 규칙에 따라 정의되며, 주로 기계에 명령을 전달하는 단방향 언어이다.
- 언어는 우리의 사고 능력과 밀접한 관련이 있으며 프로그래밍은 우리에게 체계적으로 생각하는 방법을 가르쳐 준다.
- 프로그래밍 언어의 기본적인 기능은 작성력과 가독성, 실행 가능성으로 요약할 수 있다.
- 프로그래밍 언어는 추상화, 모듈화를 지원한다.
- 프로그래밍 언어는 공통적으로 기계적, 구조적, 가변적이라는 특성을 지닌다.
- 프로그래밍 언어는 추상화 수준에 따라 저급언어부터 고급언어까지 다양한 스펙트럼으로 존재하는데, 고급언어란 기계에 독립적인 언어를 뜻한다.
- 프로그래밍 언어는 데이터, 연산, 명령어, 서브프로그램, 타입, 모듈 등으로 구성된다.
- 프로그래밍 언어는 구문론과 의미론을 통해 정의할 수 있다.
- 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.
- 프로그래밍을 배우기 위해서는 ‘눈보다 손’으로 학습해야 하고, 그림을 통해 생각하면 더 편리하며, 간단한 프로그램부터 시작하여 복잡한 프로그램으로 점진적으로 변경하는 것이 좋다.
- 프로그래밍 언어론을 배우는 이유는 새로운 언어를 쉽게 배우기 위해서, 또 내가 사용하는 언어를 더 잘 이해하기 위해서, 나아가 궁극적으로 현명한 언어 설계자가 되기 위해서이다.
해당 포스트는 방송통신대학교의 '프로그래밍 언어론' 강의를 들으며 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.
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