[📪정보] [컴퓨터 입문 칼럼] 1. 프로그래밍 언어

[Navy(211.195)]

I. 하드웨어와 소프트웨어

 

한 가지 근본적인 질문을 해보자.

컴퓨터나 AI는 어떻게 동작하는 것일까?

 

전선만 연결해주면 알아서 돌아간다고?

집에 있는 형광등에 전선만 연결하면 컴퓨터가 되나?

 

컴퓨터의 원활한 동작을 위해서는 다음 두 가지가 필요하다.

1) ‘몸체’, 2) '정신‘

 

심신이원론이니 뭐니 그런 거창한 이야기가 아니라 거친 비유일 뿐이다.

1)을 하드웨어(hardware), 2)를 소프트웨어(software)라고 부른다.

눈에 보이는 장치들은 하드웨어, 눈에 안 보이는 프로그램들은 소프트웨어라는 소리다.

 

근데 독자 분들이 컴퓨터 정비공을 할 것도 아니고, 하드웨어는 상당히 복잡한 면이 있다. 입문자들은 RAM과 ROM의 차이점을 서술해 보라는 기초적인 질문에서도 많이들 막힐 것이다. 그래서 이 칼럼에서는 소프트웨어를 위주로 설명하고, 하드웨어는 나중에 간단하게만 언급하겠다.

II. 논리 회로

 

그러면 소프트웨어는 어떻게 구현될까? 이 세상에는 정말 무지막지하게 많은 소프트웨어들이 있다. 그것들의 원리는 무엇일까?

 

간단히 말하면, ‘AND', 'OR', 'NOT'. 이 세 가지로 끝이다. 예를 들어서 ’AND' 게이트의 경우 입력이 모두 1이어야 출력도 1이 나오는 방식이다. ‘OR’ 게이트는 입력 중 하나만 1이어도 출력이 1인 방식이고. 이 세 가지를 적당히 잘 조합하면 된다.

 

너무 간단한 것 아니냐고? 한 가지 개념을 소개하겠다. 애니악이 나오기도 이전인 1936년, 수학자 앨런 튜링에 의해 ‘튜링 머신’이 제안되었다. 단 4가지 장치로만 구성되고, 간단한 원리로 작동하는, 간단한 기계다. (읽고, 이동하고, 쓰고, 읽고, 이동하고, 쓰고...) 물론 가상 기계다. 수학적인 개념이랄까?

 

그런데 이 기계는 놀랍게도 현대 컴퓨터를 전부 흉내낼 수 있다. 속도가 비교도 안 되게 느리기는 하겠지만, 어쨌든 원리상으로는 가능하다.

 

즉, 컴퓨터는 생각보다 단순한 원리로 작동하며, 0(기준 레벨 이하의 신호)과 1(기준 레벨 이상의 신호), 두 신호만 가지고도 잘 돌아간다는 소리다. 그게 컴퓨터의 원리고.

<그림 설명> 튜링기계. 딱 봐도 단순하다.

III. 프로그래밍 언어

 

1. 종류

 

1) 기계어

일단 제일 기본이 되는 것은 기계어이다. 0과 1을 활용하는 방식이다. 0101110 어쩌고 저쩌고. 영화 같은 데서 가끔 (멋으로) 나온다. 컴퓨터가 알아듣는 컴퓨터의 언어로, 초창기에는 우리도 기계어를 썼지만 현재는 이걸 직접 쓰지는 않는다.

 

2) 어셈블리어

기계어보다 한 단계 상위에 있는 게 어셈블리어다. 기계어를 변환한 인간의 언어랄까? 기계어보다 확실히 분량은 줄어들지만, 여전히 우리가 알아듣기는 힘들다. 기계어와 어셈블리어를 통칭해서 저급 언어(low level)라고 부른다.

 

3) 고급 언어(high level)

우리가 흔하게 볼 수 있는 것은 C(C++,C#), Java, Python 정도다. 우리가 비교적 쉽게 알아들을 수 있고, 입력해야 하는 분량도 상당히 줄어든다. 통계학에서는 주로 R이라는 언어를 쓰기도 하고, 활용목적에 따라 특화된 언어를 쓰면 된다. (컴퓨터 언어를 공부하려는 초심자들에게는 Python을 추천한다. <점프 투 파이썬> 등의 책이 도움이 될 것이다.)

cf. C하고 C++, C#(++는 1을 더해서 원래 변수에 대입하라는 뜻. #은 ++++라는 의미임.)는 연관성이 있는데, Java하고 JavaScript는 오스트리아와 오스트레일리아만큼이나 다르다. 혼동하지 말자.

 

저수준의 언어일수록 개발 편의성은 떨어지지만 실행 속도는 빠르고, 고수준의 언어일수록 개발 편의성은 높지만 실행 속도는 느리다.

2. 번역

 

컴퓨터는 기계어를 제외한 언어를 직접 알아들을 수 없다. 어셈블리어나 고급 언어는 우리가 쓰기 편하자고 만들어낸 것이기 때문이다. 그래서 우리가 작성한 내용을 기계어로 번역해줘야 하는데 이 역할을 하는 게 컴파일러(Compiler)와 인터프리터(Interpreter)다.

 

간단히 말해서, 컴파일러는 번역기, 인터프리터는 통역기다. 컴파일러는 코드(우리가 작성한 내용)를 통째로 번역하고, 인터프리터는 한 줄씩 번역하여 즉시 실행한다.

 

각자 장단점이 있다. 컴파일러는 개발 편의성은 떨어지지만 실행 속도는 빠르고, 인터프리터는 개발 편의성은 높지만 실행 속도는 느리다.

 

한편, 어셈블리어를 기계어로 번역해주는 프로그램은 어셈블러(Assembler)라고 부른다.

다음 칼럼에서는 컴퓨터과학의 기초이론인 자료구조와 알고리즘에 대해 알아보겠다.

(사진은 구글링해서 긁어모았긴 한데 뭐 영리목적도 아니고 문제 안 생기겠지...?)

[ez(ezreal3)]

완전 노베인데 이해가 쉽게 잘 됩니다. 올려주셔서 감사합니다 ^-^

[솜사탕치킨(yabu1020)]

올려줘서 고마워ㅠㅠ

[익명(223.62)]

감사합니다. 다음화가 너무 기대됩니다.

[익명(211.184)]

[익명(115.137)]

야이 새끼야 뭔 벌써 자료구조 알고리즘이야 노베들은 포인터는 커녕 int가 뭔지도 모를텐데

[익명(115.137)]

논리회로까지 들먹이면서 강의 하고싶은거면 아싸리 절차지향부터 시작하던가 ㅋㅋ

[익명(115.137)]

아니면 그냥 간단하게 객체부터 설명하던가해 문법을 알아야 자료구조를 써먹고 알고리즘을 써먹지

[Navy(211.195)]

절차 객체부터 해야하나 고민했긴 한데 어차피 여기서 이진트리니 뭐니 일일이 설명할 것도 아니고 걍 중학교레벨 지식백과에 나온 수준으로만 하려고

[Navy(211.195)]

써먹는 수준까지 가려면 진짜로 강의를 해야할걸ㅋㅋ 이 칼럼 목적은 그냥 용어가 나올 때 뭔 소리인지 대충이라도 알아들을 수 있도록 하는거임

[익명(110.14)]