< IT > 코딩을 지탱하는 기술_1~3장

📌 2장_프로그래밍 언어를 조감하다

 

프로그래밍 언어는 어떻게 탄생한 것일까?

→ 프로그래밍 언어는 인간을 편하게 하기 위해 만들어졌다.

 

프로그래밍 언어 탄생의 목적

→ 프로그램은 어떤 것을 편하게 하기 위해 고안된 것이다.

 

언어에 따라 다른 '편리함'의 의미

→ 프로그래밍 언어의 목적은 '편리함' 이다.

    그럼 세상에는 왜 수많은 언어가 존재할까?

    그것은 편하다는 의미가 사람에 따라 다르기 때문이다.

 

무엇을 편하게 하고 싶은 것인가?

C++ 은 빠른 실행 속도를 중시하고 있는 언어다.

C로 만든 코드보다 빠른 속도가 날 수 있도록 고안했지만, 결과적으로 언어 사양이 더 복잡해졌다.

반면에, Scheme 은 언어 사양을 쉽게 파악할 수 있는데 중점을 두고 있다.

그러나 구문이 수많은 괄호로 이루어져있어 싫어하는 사람도 많다.

 

어떤 프로그램을 편하게 만들고 싶은가?

Python 은 다른 사람이 쓴 코드를 쉽게 해석할 수 있는데 중점을 두고 있다.

Scheme 보다 C에 가깝고 많은 제어 구문을 채용하고 있으며 인텐드 ( Intend, 들여쓰기 ) 를 강조하고 있다.

그렇지만 속도가 느리며, 사양도 단순하지 않다.

 

언어는 무엇을 편하게 만들도록 하는가?

PHP 는 웹 서비스를 쉽게 만들 수 있도록 해준다. 그러나 문장 처리를 편하게 하지는 못한다.

반대로 Haskell, OCaml 등의 ML ( Meta - language ) 처리 계통 언어는 ML 이라는 이름이 나타내고 있듯이 문장 처리를 쉽게 만든다. 

하지만 웹 서비스를 위해 사용된 경우는 PHP 만큼 많지 않다.

 

요약해줘

다양한 설게 언어가 있는 것은 사람에 따라 다양한 목적이 있기 때문이다.

빠른 속도를 위해 만들어진 C++와 쉬운 코드 해석을 위해 설계된 Python 을 비교해서 C++ 이 읽기 어렵다느니 Python 이 느리다느니 하는 것을 옳지 못하다.

 

프로그래밍 언어는 사람을 편하게 하기 위해 만들어졌다. 그러나 무엇이 편한지는 언어에 따라 다르다.

언어는 도구다. 어떤 언어가 자신의 목적에 적합한지는 그 언어를 사용할 때 자신이 어느 정도의 생산성을 발휘할 수 있는지로 판단할 수 있다. 

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📌 3장_문법의 탄생

프로그래밍 언어에는 수많은 규칙이 있다. 
무엇 때문에 많은 규칙이 존재하는 걸까?

🤍 문법이란?

문법이란 무엇을 편하게 하기 위해 만들어졌을까?

좀 더 간단했던 시대의 언어인 FORTH 와 LISP 에 대해 알아보자.

FORTH	문법이 거의 없다.
LISP	괄호로 코드 구조를 표현한다.

FORTH 와 LISP 가 가지고 있는 기능은 현재의 프로그래밍 언어에서도 중요한 역할을 하고 있다.

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🤍 문법은 언어 설계자가 정한 규칙

문법은 언어에 따라 다른다.

연산자의 종류도 언어에 따라 다르다. 

예)

C 언어에서는 '=' 가 연산자이며, '우결합성 연산자' 이다. 그래서 소스 코드에 x=y=1 이라고 써 있다면, 이것은 x=(y=1) 이라고 해석된다.

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🤍 스택 머신과 FORTH

FORTH 는 1958년 경에 개발되어 문법이 거의 존재하지 않는 언어다.

설계자 Charles H. Moore 에 따르면 'FORTH 는 가장 간단한 컴퓨터 언어' 이다.

FORTH 는 구문을 최대한 제한함으로 문제를 해결한다는 것이 그의 주장이다.

 

FORTH 에서는 '1과 2를 더한다'는 코드를 다음과 같이 쓴다.

1 2 +

FORTH의 특징인 '스택 ( Stack )' 즉, 값을 쌓아 두는 장소를 이용하여 코드가 실행된다.

스택을 사용한 연산 구조

스택에 1 을 담아둔다. 다음으로, 2 와 만나서 2를 스택에 담는다.

+ 라는 워드는 ' 스택에서 두 개를 꺼내서 그것을 더한 결과를 스택에 담아라 ' 는 명령이다.

그래서 스택에서 1과 2 를 꺼내서 더한 결과인 3을 스택에 담는다.

 

( 1 + 3 ) * 3 은 어떻게 표현할까?

다음과 같이 표현할 수 있다.

1 2 + 3 *

1 + ( 2 * 3 ) 은 어떻게 표현할까?

다음과 같이 표현할 수 있다.

2 3 * 1 +

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🤍 현재도 살아있는 스택 머신

최근에 와선 FORTH 와 같이 스택 기반의 언어를 입력하는 경우는 많이 줄었을 것이다.

그러나 보이지 않는 곳에서 사용되고 있다.

예)

Java, Python 등은 스택 머신 형의 VM 을 사용하고 있다.

VM 이 실행하는 명령열도 FORTH 와 같은 구조로 되어 있다.

Python 이나 Java 로 프로그램을 짜면 그 프로그램은 내부적으로 FORTH 와 같은 프로그램으로 변환 ( 컴파일 ) 되어 동작하고 있는 것이다.

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🤍 구문 트리와 LISP

FORTH 와 달리 '하나의 구역을 표현하기 위해 항상 괄호를 사용하자' 라는 선택을 한 언어가 있다.

1958년에 탄생한 LISP 이다.

 

1 + 2 는 어떻게 표현할까?

( + 1 2 )

 

( 1 + 2 ) * 3 은 어떻게 표현할까?

( * ( + 1 2 ) 3 )

구문 트리의 구조

위의 계산식을 그림으로 표현하였다.

1. '더해, 1과 2를' 이다.

2. '곱해, 무언가와 3을' 이다.

3. '무언가' 부분에 '더해, 1과2를' 이다.

2, 3 과 같은 구문을 구문 트리라고 한다.

 

FORTH 와 LISP 의 구문 트리 비교

FORTH , LISP 에서도 구문 트리는 동일하다.

이 두 개의 언어는 특정 규칙을 사용해 구문 트리를 모방한 것뿐이다.

즉, 언어의 생김새는 크게 다르지만 동일한 구조를 사용해서 '하고자 하는 것'을 표현했다.

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🤍 중위 표기법

FORTH	연산자는 연산 대상의 뒤에 배치된다.	후위 표기법
LISP	연산자는 연산 대상의 앞에 배치된다.	전위 표기법

연산자를 연산 대상의 사이에 두는 것을 중위 표기법이라고 한다.

FORTRAN 은 이 중위 표기법을 적용할 수 있도록 만들어졌다.

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🤍 구문 해석기

구문 해석기 ( 파서, Parser ) 는 소스 코드를 문자열로 읽어 들여 해석하고, 그것을 구문 트리로 만드는 프로그램이다.

FORTRAN 에서 프로그램이 컴파일 될 때도 이 구문 해석기가 소스 코드를 문자열로 읽어 들여 구문 트리로 변환하는 작업을 한다.

 

요약해줘

문법 설계와 구문 분석기 구현은 프로그래밍 언어의 외관을 결정하는 중요 요소다.

그러나 고안한 문법이 구문 분석기로 구현될 수 있는지는 또 다른 문제다.

구문 분석 방법에 따라 어떤 규칙을 적용해야 애매한 부분 없이 분석할 수 있는지가 달라진다.

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'1 더하기 2에 3을 곱한다' 는 똑같은 처리도, 언어에 따라 표현 방법이 틀리다.

그러나 구문 트리로 표현하면 거의 동일하다.

이 언어에 차이가 생긴 것은 '어떤 문자열을 쓰면 어떤 구문 트리가 생기는가' 라는 규칙이다. 

그리고 이것이 문법이다.

 

FORTH 나 LISP 은 규칙이 적은 것을 중시했다. 

그러나 FORTRAN 은 ' x 가 + 보다 우선 순위가 높다 ' 등의 정해진 규칙을 도입해서 ' 다가가기 쉬운 작성법 ' 을 중시했다.

그리고 FORTRAN 방식이 FORTH, LISP 보다 많은 사람들에게 사랑받게 되었다.

 

모순 없이 해석할 수 있는 문법을 만들어내는 것은 어렵다.

특히 나중에 새로운 문법을 추가할 때 기존 문법과 마찰되지 않도록 하는 것을 더욱 그렇다.

이 때문에 현실의 프로그래밍 언어에는 이해하기 어려운 작성법이 여전히 존재하는 것이다.

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