오늘의 이야기는
프로그래밍 언어의 종류와 구성 입니다.
문법적인 부분은 다음번에 할 예정이니
프로그래밍 언어란 것을 이루는 것들에 대해 설명해 볼까 합니다.
프로그래밍 언어는 크게
"고등 언어 - high level" / "저급 언어 - low level" 로 나뉜다고 하지만
대개 포트란이나 C 언어를 기준으로 고등이다 저급이다 식으로 나뉘는데
저급 언어에 속하는 건.. 어셈블리 정도 외에는 크게 없는 것 같습니다(기계어를 직접 구현 가능하신.. 폰 노이만 급 아니라면..)
그리고 언어는 "인터프리트 언어" 와 "컴파일 언어"로 나뉘어 지며
인터프리트 언어는 베이직이 가장 유명하며, 한줄씩 입력하면 그때 그때
컴퓨터가 내부적으로 명령어를 번역하여 즉시 실행하는 방법으로
사용자가 실행을 위해 필요한 기술의 수준이 낮기에 처음 언어를 공부하기에 적절하다는 평이나
실행속도가 느린편이고 프로그램 작성과 디버깅을 위해서는 직접 하나하나 실행하는 식으로 해야 하므로
컴파일러 언어에 비해서 디버깅이 어려운 난점이 있습니다.
하지만 인터프리트 언어도 런타임 최적화나, 런타임시 정보를 이용해 컴파일 보다 더욱 최적화 하는 방법으로 발전하면서
오히려 컴파일 언어보다 나은 성능을 보이기도 하므로 우열을 가리기는 힘들어 지고 있습니다.
컴파일 언어는 처음부터 끝까지 완전한 문법으로 작성을 하여 한번에 실행파일을 만드는 방법으로
컴파일 시간에 에러를 잡아내는 등 유지보수 비용을 낮출수는 있으나
문법을 모르면 실행조차 시켜볼수 없기에 초기 진입장벽이 높은 언어방식 입니다.
또한, 프로그래밍 언어는 컴퓨터가 이해할 수 있도록 번역을 해주어야 하는데
요즘 high level 언어에서는 IDE를 통해 사용자가 사용하게 되고
(과거에는 메모장에서 파일을 저장하고 별도로 컴파일러를 실행했었으나 turbo-C에서 부터 IDE를 DOS에서 제공했습니다.)
IDE에는 편집기와 컴파일러 그리고 도움말로 이루어 집니다.
편집기는 문법강조(syntax highlighter), 자동완성(auto completion) 등을 통해 원활한 프로그래밍을 지원하며
컴파일러는 구문분석, 최적화, 기계어 생성, 링크 거쳐 실행파일을 생성합니다.
그리고 프로그래밍의 성능을 측정하기위한 프로파일링과 디버깅과 릴리즈를 위한 각종 모드를 지원합니다.
소스파일로 작성된 프로그램은 컴퓨터가 이해할 수 있도록 여러 과정을 거치는데
tokenizer를 통해 식별자로 나뉘는데 이러한 식별자는 키워드가 변수명 함수명, 상수 등이 될 수 있으며
token을 트리 모양으로 이쁘게 배열하며(구문분석 / parse tree)
문맥분석을 통해 여기서 여기 까지는 for문이다 라던가 어떻게 하면 좀 더 효율적인 코드로 변형할지를 고민하게 됩니다.
또한, 영어에서의 S+V+O (주어 동사 목적어) 이런식으로 제대로 된 문법대로 나열이 되었는지를 확인합니다.
이러한 과정을 거쳐 AST(abstract syntax tree)가 생성되면 어셈블리 언어로 1차 번역하고
어셈블리 언어는 어셈블러를 통해 바이너리로 변형됩니다. (*.o 리눅스 / *.obj 윈도우)
하나의 소스라면 한개의 바이너리만 나오겠지만, 여러개의 파일을 컴파일 한 경우라면 여러개가 나올테니
하나의 파일로 묶어 실행파일을 만드는데
과거에는 용량이 적을 경우 *.com 으로(command) 생성하고
용량이 클 경우 *.exe(executable)로 생성했으나 요즘에는 딱히 com을 보기 쉽진 않아졌습니다.
아무튼 이러한 실행 파일은 PE format(윈도우) 나 ELF(리눅스) 의 형태로 포장되며
컴퓨터에서 실행시
하드에서 램으로 복사
램에서 각각 모듈을 실행(메모리 번지는 자동으로 할당/ 동적링커)
외부 모듈 불러오기
등을 통해 프로그램이 실행되게 됩니다.
