언어 특성 활용하기

(1) 프로그래밍 언어의 유형 분류

- 프로그래밍 언어는 컴퓨터 시스템의 역사와 함께하고 있으며 프로그래밍 언어가 개발된 시대적인 패러다임에 따라 유사한 특성이 있다.

- 프로그래밍 언어의 발전 과정과 언어별 특성은?

- 프로그래밍 언어는 개발 편의성에 따라 저급 언어와 고급 언어로, 실행하는 방식에 따라 명령형, 함수형, 논리형, 객체 지향형 언어로, 구현 기법에 따라 컴파일 방식의 언어, 인터프리터 방식의 언어, 혼합형 언어로 분류할 수 있다.

 

▼ 개발 편의성에 따른 언어 분류

• 저급 언어 : 기계가 이해할 수 있도록 만들어진 언어 ex) 기계어, 어셈블리어
• 고급 언어 : 개발자가 소스 코드를 작성할 때 쉽게 이해할 수 있도록 작성된 언어 ex) C, C++, 자바, 파이썬

 

▼  실행하는 방식에 따른 언어 분류

• 명령형 언어 : 컴퓨터에 저장된 명령어들이 순차적으로 실행되는 프로그래밍 방식, 절차형 언어라고도 함 ex) FORTRAN, COBOL, PASCAL, C
• 객체 지향 언어 : 객체 간의 메시지 통신을 이용하여 프로그래밍하는 방식 ex)JAVA, C++
• 함수형 언어 : 수하적 수식과 같은 함수들로 프로그램을 구성하여 호출하는 방식 ex) LISP
• 논리형 언어 : 논리 문장을 이용하여 프로그램을 표현하고 계산을 수행하는 개념에 기반한 프로그래밍 방식 ex)프롤로그

 

▼  구현 기법에 따른 분류

• 컴파일 방식의 언어 : 고급 언어를 기계어로 번역하는 방식의 언어, 컴파일러에 의해 실행에 필요한 정보가 미리 계산되어 실행 속도가 높음 ex)FORTRAN, PASCAL, C, C++
• 인터프리터 방식의 언어 : 고급 언어 명령문을 하나씩 번역하고 실행하는 방식의 언어, 프로그램 실행과 동시에 동작 ex) BASIC, 프롤로그, LISP
• 혼합형 방식의 언어 : 고급 언어를 컴파일하여 중간 언어로 변환한 후, 인터프리터에 의해 번역을 실행하는 방식의 언어 ex)자바

 

(2) 프로그래밍 언어별 특성

 

1. 절차적 프로그래밍 언어 종류

• 알골(ALGOL) : 알고리즘의 연구개발에 이용하기 위한 목적으로 생성, 절차형 언어로는 최초로 재귀 호출이 가능, 이후 언어의 발전에 큰 영향을 미침
• C 언어 : 유닉스 운영 체제에서 사용하기 위해 개발한 프로그래밍 언어, 모든 컴퓨터 시스템에서 사용할 수 있도록 설계된 프로그래밍 언어
• 베이직 : 교육용으로 개발되어 언어의 문법이 쉬움, 다양한 종류의 베이직이 존재, 서로 다른 종류 사이의 소스 코드는 호환하지 않음
• 포트란 : 과학계산에서 필수적인 벡터, 행렬 계산 기능 등이 내장된 과학 기술 전문 언어, 산술 기호, 삼각함수, 대수 함수 등과 같은 수학 함수들 사용 가능 

 

2. 객체 지향 프로그래밍 언어 종류

종류	설명
C++	C++는 C 문법에 객체 지향 프로그래밍 개념과 일반화 프로그래밍을 위한 템플릿 기능이 추가 C++ 개발자는 원하는 많은 작업을 성능 하락이 없는 형태로 개발이 가능 직접 신경 써야 하는 것들이 많은 언어이기 때문에 개발이 어려움
C#	마이크로소프트에서 개발한 객체 지향 프로그래밍 언어 C++과 자바의 문법과 비슷한 문법을 가지고 있음 C#은 자바와 달리 불안전 코드와 같은 기술을 통하여 플랫폼 간 상호운용성 확보
자바	자바는 썬 마이크로 시스템즈가 개발한 객체 지향적 프로그래밍 언어 현재 웹 애플리케이션 개발에 가장 많이 사용하는 언어 자바 컴파일러는 자바 언어로 작성된 프로그램을 바이트 코드라는 특수한 바이너리 형태로 변환
델파이	기본적인 문법은 파스칼 문법에 여러 기능이 추가되어 존재 델파이는 윈도우즈 아래에서 모든 부분을 프로그래밍 할 수 있는 언어 높은 생산성과 간결한 코드가 대표적인 장점이고, C++와 비슷한 수준의 저수준 시스템 프로그래밍도 가능

 

 

3. 스크립트 언어 종류

종류	설명
PHP	동적 웹 페이지를 만들기 위해 설계됨 PHP로 작성된 코드를 HTML에 입력 시 웹 서버에서 해당 코드를 인식하여 작성자가 원하는 웹 페이지를 생성 인터페이스 방식의 자체 인터프리터를 제공함
펄	인터프리터 방식의 프로그래밍 언어 실용성을 모토로 하고 있어 C, 쉘 스크립트 등 다른 프로그래밍 언어에서 뛰어난 기능을 많이 도입 불특정한 데이터 길이의 제약 없이 강력한 문자열 처리 기능을 제공
파이썬	다양한 플랫폼에서 쓸 수 있고, 라이브러리가 풍부함 유니코드 문자열을 지원하여 다양한 언어의 문자 처리 들여쓰기를 사용하여 블록을 구분하는 문법 채용 다른 언어로 쓰인 모듈들을 연결하는 언어
자바스크립트	객체 기반의 스크립트 프로그래밍 언어 웹 브라우저 내에서 주로 사용하며, 다른 응용 프로그램의 내장 객체에도 접근할 수 있는 기능이 존재 자바스크립트는 브라우저마다 지원되는 버전이 상이함

 

4. 선언형 언어 종류

구분	종류	설명
함수형 언어	하스켈	패턴 맞춤, 커링, 조건제시법, 가드, 연산자 정의 등의 기능이 존재 재귀 함수나 대수적 자료형도 지원
	리스프	수학 표기법을 나타내기 위한 목적으로 생성 트리 자료구조, 가비지 컬렉션, 동적 자료형과 인터프리터와 같은 개념 제시 함수 호출 시 함수 이름 혹은 연산자가 첫 번째로 위치하여 피연산자가 이어 위치
논리형 언어	프롤로그	논리식을 기반으로 객체 간의 관계에 관한 문제를 해결하기 위해 사용 인공지능이나 계산 언어학 분야, 자연언어 처리 분야에서 사용
특수 분야 언어	SQL	관계형 데이터베이스 관리 시스템의 데이터를 관리하기 위해 설계된 특수 목적의 프로그래밍 언어 데이터베이스 관련 프로그램들이 SQL을 표준으로 채택

 

 

(3) 객체 지향 프로그래밍

- 객체 지향 프로그래밍의 경우에는 객체와 객체 간의 통신을 통해 프로그램이 구현된다.

- 객체와 속성, 메소드로 구성되는데, 절차 지향에서의 모듈은 객체에 대응되고, 변수는 속성에 대응되며, 함수는 메소드에 대응된다.

 

1. 객체 지향 프로그래밍의 구성요소

• 객체 : 개체, 속성, 메소드로 구성된 클래스의 인스턴스를 의미
• 클래스 : 객체 지향 프로그래밍에서 객체를 표현하는 추상 데이터 타입으로 객체를 생성하는 틀, 클래스를 통해 추상화된 자료형을 제공
• 메시지 : 객체 간의 통신

 

2. 객체의 구성요소

- 객체는 현실 세계에서 개체를 데이터 속성과 메소드를 결합한 형태로 표현한 것을 의미한다.

• 개체 : 현실 세계에 보이는 본질을 의미
• 속성 : 자료 저장소 역할을 하며, 절차 지향 프로그래밍의 변수와 대응
• 메소드 : 호출 단위를 의미하며, 절차 지향 프로그래밍의 함수와 대응

 

(4) 라이브러리

- 라이브러리는 필요할 때 찾아서 쓸 수 있도록 모듈화되어 제공되는 프로그램이다.

- 효율적인 프로그램 개발을 위해 필요한 프로그램을 모아 놓은 집합체로서, 프로그래밍 언어에 따라 일반적을 도움말, 설치 파일, 샘플 코드 등을 제공한다.

 

▼ 라이브러리의 구성

• 도움말 : 라이브러리를 사용하는 데 이해하기 쉽도록 설명해 놓은 문서
• 설치 파일 : 라이브러리를 적용하기 위해 제공되는 파일
• 샘플 코드 : 개발자가 라이브러리를 이해하고 손쉽게 적용하기 위해 제공되는 소스 코드

 

▼  라이브러리의 종류

• 표준 라이브러리 : 프로그래밍 언어가 기본적으로 가지고 있는 라이브러리를 의미, 각 프로그래밍 언어의 표준 라이브러리는 여러 종류의 모듈과 패키지를 가지며, 표준 라이브러리를 이용하면 별도의 파일 설치 없이 날짜와 시간 등의 기능을 이용할 수 있음
• 외부 라이브러리 : 표준 라이브러리와 달리 별도의 파일을 설치, 외부 라이브러리는 누구나 개발하여 설치할 수 있으며, 인터넷 등을 이용하여 공유할 수도 있음

 

① 문자열 라이브러리 함수

• strcat : 문자열끼리 연결하는 함수(String Concatenate)
• strcpy : 문자열을 복사하는 함수(String copy)
• strcmp : 문자열을 비교하는 함수
• strlen : 문자열의 길이를 알려주는 함수(String length)

 

② 표준 라이브러리 함수

• atoi : 문자열을 정수형으로 변환하는 함수
• atof : 문자열을 실수형으로 변환하는 함수
• itoa : 정수형을 문자열로 변환하는 라이브러리 함수

③ 수학 라이브러리 함수

- math.h 헤더 파일을 include하여 사용한다.

• ceil : 소수점 올림 함수
• floor : 소수점 내림 함수

 

④ 라이브러리 기능

1. 문자열 연산 기능 : 일반적인 문자열 조작을 수행
2. 문자열 탐색/치환 기능 : 문자열의 패턴을 정의하여 탐색/치환 등의 작업에 사용 가능
3. 수치 계산 기능 : 기본적인 수치 계산에 사용 가능
4. 난수 생성 기능 : 난수를 다루는 작업에 사용
5. 파일 경로 조작 기능 : 파일 경로 관련 기능을 제공
6. 디렉터리 생성 기능 : 디렉터리를 생성하는 기능을 제공
7. 날짜 조작 기능 : 날짜와 시간의 일자와 관련된 작업에 사용
8. 로그 출력 기능 : 로그 출력 기능을 제공

 

(5) 모듈과 패키지

- 라이브러리는 모듈과 패키지를 총칭한다.

- 모듈이 개별 파일이라면 패키지는 파일들을 모아 놓은 폴더라고 볼 수 있다. 

• 모듈 : 전역변수, 함수 등을 모아둔 파일 -> import 모듈명
• 패키지 : 모듈을 디렉터리 형식으로 구조화한 라이브러리 -> import 패키지명.모듈명