Transcript Chapter 2 : 언어의 변천

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Chapter 2 – 언어의 변천
Outline
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
디지털 컴퓨터 이전의 언어
1950년대 : 최초의 프로그래밍 언어
1960년대 : 프로그래밍 언어의 폭증
1970년대 : 간결성, 추상화, 연구사항
1980년대 : 통합과 새로운 방향
1990년대 : World Wide Web 프로그래밍 (Java)
언어의 세대론과 미래
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2.1 디지털 컴퓨터 이전의 언어
• 최초의 알고리즘
– 찰흙판, BC 1500 – 3000, 바빌론 근처 메소포타미아
– 60진법 사용 (현재 시, 분, 초 개념에 사용), 부동 소수점, 가감승제 가능
– 대수학 방정식 해결 ( “이것이 프로시저다” 표현 사용)
– if x < 0 then branch 개념 없음 (음수, 0 개념 없음)
– 알고리즘 반복 작성, 우수한 표기법이었음
• Euclid
– B. C. 300년, 최대공약수 알고리즘 (모국어 사용)
– 수에서 0 개념 없음, 수 1이 제수로 인식되지 않았음
– 특수 경우 반복 시킴
– 바빌로니아 사람들 보다 별로 진보되지 못함
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2.1 디지털 컴퓨터이전의 언어
• Charles Babbage (1792 – 1871)
– Difference Engine
• 계산 처리를 위한 기계
• 유한 차 (finite difference)의 원리를 기본으로 함
– Analytical Engine : 현 디지털 컴퓨터의 원리 포함
• 현재 컴퓨터와 유사한 구조
• 프로그램과 자료를 주기억장치에 저장시키는 저장 개념 없음 (연산카드,
변수카드 사용)
– Ada Augusta(C Babbage 조수)
• 최초의 컴퓨터 프로그래머 (Analytical Engine 프로그래머)
• Ada의 ‘알고리즘 분석’에 대한 견해
“거의 모든 계산에서 성공적인 수행을 할 수 있는 매우 다양한 배치 방법들이
가능하다. 그리고 이들 배치 방법을 선택하는데 있어서 계산을 수행하는 기계
목적에 맞도록 여러 가지 고려해야 할 점들이 있다. 한 가지 중요한 고려 대상은
계산하는데 필요한 시간을 최소로 줄이는 배치 방법을 선택하는 것이다.”
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2.1 디지털 컴퓨터이전의 언어
• 1930년대 – 1940년대
– 프로그래밍 표기에서 창조적인 것들이 급격히 증가
• Zuse의 Plan Calculus
• Turing의 Turing Machine
• Church의 Lambda Calculus
• Aiken의 Mark I
• von Neumann의 Flow Diagrams
디지털 컴퓨터의 초기 개발자에게 알려지지 않음
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FORTRAN I 
FORTRAN II 
 ALGOL 58
 ALGOL 60
FORTRAN Ⅳ 
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 FLOW-MATIC
 CPL
SIMULAR I 
ALGOL W 
 LISP
 COBOL
 APL
 BASIC
 SNOBOL
 PL/I
SIMULAR 67 
 ALGOL 68
 Pascal
 Smalltalk 72
 BCPL
B
C
 Prolog
 CLU
 Mesa
 Scheme
 Euclid
FORTRAN 77 
 MODULAR-2
 Smalltalk 80
 Ada 83
FORTRAN 90 
 ML
 MinimalBASIC
 Oberon
 MODULAR-3
 ICON
 COMMON LISP
 C++  Miranda
QuickBASIC 
 Eiffel
 Ada 95
 ANSI C
VisualBASIC 
 Java
 2004 Y.H. Won, Hongik University.
All rights reserved.
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2.2 1950년대 : 최초의 프로그래밍 언어
• 1950년대 초반
– 기계어 사용 (프로그램 저장 방식)
기호화
어셈블리 언어
- 기계 의존적
- 자연어와 상이한 구문
• 1950년대 중반
– Fortran (Formula TRANslation)
• 1954 – 57, John Backus에 의해 고안된 최초의 고급 언어
• Fortran II, Fortran IV, Fortran 66, Fortran 77, Fortran 90
• Fortran 컴파일러는 효율적인 기계어 코드를 생성
언어의 긴 생명
• 배열, 반복 구조, 분기문, 부프로그램 등의 특징은 이후 언어에 큰 영향
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2.2 1950년대 : 최초의 프로그래밍 언어
• 1950년대 후반에 등장한 언어
– COBOL (Common Business-Oriented Language)
• 상업자료처리용
– ALGOL 60 (ALGOrithmic Language 60)
• 알고리즘 기술, 범용
– Lisp (LISt Processor)
• 기호연산, 리스트 처리용
– APL (A Programming Language)
• 배열처리용
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2.2 1950년대 : 최초의 프로그래밍 언어
• 1950년대 후반
– COBOL (COmmon Business-Oriented Language)
• 1959 - 60, 미국방성의 Grace Hopper에 의해 고안
• 설계 목적
– 사용자들이 프로그램을 읽기 쉽고, 이해하기 쉽게 함
• 언어의 특징
– 레코드 구조 도입
– 자료구조와 실행 부분을 분리
– “PICTURE”를 써서 원하는 출력 양식의 가변성 부가
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2.2 1950년대 : 최초의 프로그래밍 언어
• 1950년대 후반
– ALGOL 60 (ALGOrithmic Language 60)
• 1958 - 60, 알고리즘 서술을 위한 일반적인 표현 언어
• 언어의 특징
– 양식의 자유화(free format), 구조적 명령문, begin-end 블록,
변수 타입선언, 되부름, call-by-value 매개 변수 등의 개념 소개
– 스택 기반 실행 환경 도입
– Backus-Naur Forms(BNF)을 최초로 사용
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2.2 1950년대 : 최초의 프로그래밍 언어
• 1950년대 후반
– Lisp (LISt Processor)
• 1950 년대 후반, MIT의 John McCarthy에 의해 고안
• 일반적인 리스트 구조와 함수의 적용을 기본으로 함
• 인공지능 분야 응용
• 언어의 특징
– 통일된 자료구조, S-expression
– 기본적인 계산 표기법에 함수 적용
– garbage collection 개념 소개
– 되부름의 원조
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2.2 1950년대 : 최초의 프로그래밍 언어
• 1950년대 후반
– APL (A Programming Language)
• 1950 년대 후반에서 60년대 초반
• 하버드대의 K. Iverson에 의해 고안
• 언어의 장점
배열과 행렬에 대한 연산이 쉽고, 강력한 프로그래밍
• 언어의 단점
– 제어구조가 없음
– 특정 터미널에만 있는 그리스 기호 사용
– 프로그램 이해 난이
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2.3 1960년대 : 프로그래밍 언어의 폭증
•
Sammet의 “Programming Languages: History and Funda Mentals”책 표지
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2.3 1960년대 : 프로그래밍 언어의 폭증
•
1960년대 시대적 특징
–
초기 언어 성공
–
특별한 관심 분야나 목적
언어 개발 몰두
수백의 언어 탄생
• 예 : 그래픽, 통신, 보고서 작성 분야 등
–
•
대부분의 언어는 소멸, 소수 언어는 지대한 공헌
1960년대 등장한 언어
– PL/I (Programming Language One)
– Algol 68
– Simula 67
– Basic (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code)
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2.3 1960년대 : 프로그래밍 언어의 폭증
•
PL/I
–
Fortran, Cobol, Algol 60의 장점 모두 수용
–
새로운 개념 추가 (병행성, 기억 장소 할당, 예외처리)
–
IBM의 막강한 지원
–
언어의 문제점 (방대)
•
번역기가 크고 작성이 어려움
•
실행 효율 저하
•
배우기 어려움, 오류 발생 유도
•
언어 특성들의 상호 작용으로 인한 신뢰성 저하
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2.3 1960년대 : 프로그래밍 언어의 폭증
•
Algol 68
–
Algol60 + 타 언어의 여러 기능 + 표현력 있고 일관된 구조
–
새로운 특성 독자 개발
–
이론적으로 일관성 갖는 구조
–
일반적인 형 시스템, 직교성 강조 (수식 위주)
–
언어 기술
–
디자인 일관성, 파일 시스템, 실행 환경
–
범용 컴퓨터 사용 불가능 (비판
새로운 용어 과다 사용
우수
소수 구현)
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2.3 1960년대 : 프로그래밍 언어의 폭증
•
특기 할 기타 언어
–
Snobol (StriNg Oriented symBOlic Language)
•
–
–
최초의 문자열 처리 언어, 패턴 매칭 기능 다양
Simula 67
•
객체 지향 언어(클래스 개념 최초 도입)
•
Simula I + Algol 60
•
시뮬레이션 목적
Basic (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code)
•
시분할용의 간결한 언어
•
마이크로 컴퓨터 이식 (교육용, 사무처리용, 가정용)
•
언어군 (ANSI 표준 : 1978 ‘minimal Basic’, 1988 ‘Standard Basic’)
•
후에 나온 Basic : 제어 구조, 변수 선언, 프로시저 추가
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1970년대 : 간결성, 추상화, 연구 사항
•
•
1970년대 초반 언어의 특징
–
60년대의 혼돈 후
–
Niklaus Wirth : Algol 68 디자인에 반발 (방대성)
–
Wirth + Hoare : Algol W 제안
간결성과 일관성 추구
1970년대 초반에 등장한 언어
–
–
Pascal (1971, Wirth)
•
작고, 간결하고, 효율적이고, 구조적이며, 프로그래밍 교육용
•
분리 컴파일, 유용한 문자열 조작, 입출력 기능
삭제 또는 축소 (성공적)
C 언어 (1972, Dennis Ritchie)
•
Pascal 과는 다른 각도의 간결성
•
수식 위주로 형 시스템과 실행환경 축소, 하드웨어 접근 용이
•
중급 언어로 분류 : 기계 접근성 강화 (고급 언어와 상반 개념)
•
운영체제 프로그래밍용 (Bliss(1971), Forth(1971))
•
C 언어로 작성된 UNIX 성공
★ C, Pascal
C 언어 대중화
간결성, 디자인 일관성 (소그룹의 고안) : 성공 요인
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1970년대 : 간결성, 추상화, 연구 사항
• 1970년대 중, 후반 언어 특징
– 자료 추상화, 병행성, 증명 등의 메커니즘을 집중적으로 시도
– 1970년대 중, 후반에 등장한 언어
– CLU (1974-77, MIT의 Babara Liskov)
• 추상화 기법을 위한 일관성 있는 접근 방식
자료 추상화, 제어 추상화, 예외처리
• 자료 추상화 : cluster (Simula의 class와 유사)
• 제어 구조 : iterator - 일반성
• 예외처리 : Ada와 비슷한 구조 제안
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1970년대 : 간결성, 추상화, 연구 사항
•
1970년대 중, 후반에 등장한 언어
– Euclid (1976-77, 토론토(Toronto) 대학)
• Pascal을 개선한 언어
• Pascal의 단점인 이명(aliasing) 개선, 자료형의 추상화, 프로그램 증명 보조 추가
• 프로그램의 형식적 검증을 목적으로 한 최초 언어
–
Mesa (1976-79, Xerox사 Palo Alto 연구소)
• Pascal 구조에 모듈 구조, 예외처리기, 병행성, 병렬 프로그래밍의 개념 추가
• 시스템 프로그래밍용
Modula-2 메커니즘 고안에 지대한 영향
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2.5 1980년대 : 통합과 새로운 방향
•
•
1980년대 언어의 특징
–
Ada 등장(개념 통합)
–
함수형 언어에 새로운 관심 부여 - 스킴(Scheme), ML(Meta Language) 개발
–
논리형 프로그래밍 언어 - Prolog 등장
–
객체 지향 언어에 대한 활발한 연구 및 개발
1980년대 등장한 언어
– Ada
• 자료 추상화, 타입 메커니즘(package), 병행 처리(task), 예외처리기 도입
• 디자인이 섬세하고 상세함, 사용 급증
• 단점 : 복잡 방대 (제 2의 PL/I 가능성)
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2.5 1980년대 : 통합과 새로운 방향
• 1980년대 등장한 언어
– Modula-2
• 1982-88, Modula 언어를 기본, 운영체제 구축용( N. Wirth)
• Pascal의 디자인에 결점 보완(당시 실험적 언어)
• 추상화, 부분적 동시처리 개념
• 내장형 시스템 프로그래밍 목적 : 하드웨어 접근이 용이한 다목적 언어
• 교육 목적으로 인기
• 가능한 한 소규모의 간결한 언어로 시도
예외처리기능 등 제외
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2.5 1980년대 : 통합과 새로운 방향
• 1980년대 등장한 함수형 언어
– 스킴(Scheme)
• 1975-78, MIT의 Gerald J. Sussman과 Guy L. Steele, Jr. 개발
• Lisp 언어 개정
• Lisp보다 획일적이고, lambda calculus에 가깝게 설계됨
–
Common Lisp : 표준
–
ML (meta language)
• 1978, 에딘버러(Edinburgh) 대학의 Robin Milner 개발
• 기존 함수형 언어와 상이 함
• Pascal과 유사하나 유연성 (문법, 타입 체킹)
– Miranda
• 1985-86, 맨체스터 대학의 데이비드 터너(David Turner)가 개발
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2.5 1980년대 : 통합과 새로운 방향
•
1980년대 등장한 언어
– Prolog (1972- , A. Colmerauer의 그룹)
• 논리형 언어
• 인공지능 분야에서 많이 사용
– SETL (뉴욕 대학(NYU)의 J. Schwartz)
• 집합론을 프로그래밍 언어로 시도한 것 (미적분, 수학의 교육 모델로 사용)
• 구현 결핍
– Smalltalk (1972-80, Xerox사의 Alan Kay, Dan Ingalls)
• 객체 지향 언어의 모범
–
C++ (1980, Bjarne Stroustrup)
• C 언어를 확장한 객체 지향언어
–
Eiffel (1980년대 중반, Bertrand Meyer)
• Pascal에 가까우면서 일관성 있는 객체 지향 언어
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2.6 1990년대 : World Wide Web 프로그래밍 (Java)
•
1990년대 언어의 특징
– 제 4세대 언어 대두
• 응용문제를 빠르게 구현
• 실사용자가 직접 프로그래밍
• 데이터 베이스를 쉽게 처리
– HTML, Java 등장
•
1990년대 등장한 언어
– Java언어
• James Gosling 설계 팀장
• C++ 기반 : 많은 구조 삭제, 일부 구조 변경, 일부 구조 추가
– C++의 강력함과 유연성 제공
– C++ 보다 규모는 작아지고, 더 간결하고, 신뢰성이 증가 된 언어
• 한 응용 분야 목표 : 내장 시스템
• Java의 응용분야가 확장 됨
Web 프로그래밍 (C/C++결점 보완)
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2.6 1990년대 : World Wide Web 프로그래밍 (Java)
•
Java의 특징 : 간결성과 신뢰성 제공 원칙
–
자료형, 클래스 제공
–
기본 자료형 : 스칼라 형 제공
–
배열 – 미리 정의된 클래스 객체로 제공(C++와 구별)
–
포인터 삭제
•
참조형 제공
포인터 – 기억장소 지시, 참조형 – 객체 지시
–
논리형 제공 ( 산술 연산에 사용 불가 : C/C++와 구별),
–
부프로그램 제공 안함
–
단일상속
–
동시성 제공 (synchronize) - Thread
–
쓰레기 수집
–
묵시적 형 변화 – 확대형 변환 ( widenning)
–
중간 언어 제공 (이식성 증가)
–
Java 애플릿 - 클라이언트에서 실행
–
프로그래머 – Java선호 (C++기피)
클래스 메소드 제공
다중 상속 변칙 사용 (인터페이스 사용)
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2.7 프로그래밍 언어의 세대론과 미래
• 프로그래밍 언어의 세대구분(견해에 따른 2가지 분류)
• 제 1 세대 – 어셈블리 언어
• 제 1 세대 – 기계어
• 제 2 세대 – 비구조형 고급 언어
• 제 2 세대 – 어셈블리 언어
• 제 3 세대 – 구조형 고급 언어
• 제 3 세대 – 고급 언어
• 제 4 세대 – 화일처리(SQL등)
• 제 4 세대 – 화일처리(SQL등)
• 제 5 세대 – 초 고급 언어
• 제 5 세대 – 초 고급 언어
Fortran, Cobol,Basic 등 : 비구조형 언어
PL/1,Pascal, C 등 : 프로시저 위주의 고급 언어
Prolog, SETL등 : 초고급 언어
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2.7 프로그래밍 언어의 세대론과 미래
•
4세대 언어의 특징
–
소프트웨어의 위기 (software crisis)
–
4세대 언어들은 데이터베이스 시스템을 위해 만들어진 명령어로 출발
에디터(editor)나 디버거(debugger), 서류작성기나 제어용 유틸리티와 같은
개발도구들과 함께 디자인 환경에 포함
–
대표적 예 : SQL(Structured Query Language), Lotus, Delphi 등
–
거대한 화일 처리 응용 프로그램을 몇 개 안 되는 코드로 신속하게 작성
–
언어 설계 이론에 공헌한 바는 작지만 실용성 큼
–
최근의 Visual Basic, Visual C++, Power Builder도 이 부류에 속함
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2.7 프로그래밍 언어의 세대론과 미래
•
명세 언어
–
사용자가 원하는 바를 서술하면 시스템이 요구 사항을 구현해 주는 언어
–
1979, Winograd의 명세 언어에 대한 견해
“고급 언어는 기계어 코드의 복잡함과 난해함을 탈피할
수있게하며 ,고급언어시스템은
복잡한 시스템이나 구성 요소를 이해하여 다룰 수 있게 한다.
이제는 알고리즘의 세부적인 명세로부터 떠나서 우리가 작성한 패키지나 객체의
성질을 기술하는데 집중시킬 필요가 있다. 즉, 새로운 세대의 프로그래밍 도구가
될 조건은 프로그래밍 시스템이 명령이 아닌 선언인데, 즉 프로그램의 주작업이
알고리즘을 수행하는 명령문들의 나열보다는 계산과정과 계산이 수행되는 객체
(object)를 묘사하는 작업을 수행하는 방향으로 가게될 것이다.”
논리형 언어와 제 5세대 언어가 시도하는 바를 기술
- 이런 언어들은 모범안을 빠르게 기술하는 방법만을 제공
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2.7 프로그래밍 언어의 세대론과 미래
• 소프트웨어 위기 (software crisis)의 극복
– 언어적 기술보다는 조직적인 방법으로 해결
• 기존 코드의 재사용 증대
• 이식성 증대
• 문법 위주의 에디터를 사용하여 프로그래머의 생산성 높임
• 언어 설계의 미래
– 하드웨어와 컴퓨터 구조의 발달에 의해 영향 받음
– 새로운 언어의 출현보다는 기존 언어들을 갈고 닦아, 언어 설계에 대한
이해를 점진적으로 증가시키는 방향으로 예상됨