[CS] 혼공컴운 - 3.1 소스 코드와 명령어

이 글은

- '강민철'님의 책 '혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제' 책을 읽으며 학습한 내용을 정리합니다.

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1. 고급 언어, 저급 언어

1.1 고급 언어(high-level programming language)

• 사람을 위한 언어
• 사람이 이해하고 작성하기 쉽게 만들어진 언어
• 예) C, C++, Java, Python, ...

1.2 저급 언어(low-level programming language)

• 컴퓨터가 직접 이해하고 실행할 수 있는 언어
• '명령어'로 이루어져 있다.
• 고급 언어로 작성된 코드가 실행되려면 반드시 저급 언어로 변환되어야 한다.

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2. 저급 언어의 종류 : 기계어와 어셈블리어

2.1 기계어

• 0과 1의 명령어 비트로 이루어진 언어
• 다만, 이진수로 나열하면 너무 길어지기 때문에 가독성을 위해 십육진수로 변환하기도 한다.

2.2 어셈블리어

• 명령어(기계어)를 읽기 편한 형태로 번역한 저급 언어
  • 예) push rdp, ret, pop rdp, ...
• 기계어를 읽기 쉬운 수준으로 변환한 언어일 뿐 실제로 어셈블리어를 이용해 복잡한 프로그램을 만드는 것은 쉽지 않다. 따라서 가독성도 더 좋고 편리한 문법이 제공되는 고급 언어를 사용하여 개발하는 것이 실무적 관점에서 유용하다.

2.3 어셈블리어가 중요한 분야

• 하드웨어와 밀접하게 맞닿아 있는 프로그램을 개발하는 임베디드 개발자, 게임 개발자, 정보 보안 분야 등의 개발자는
  어셈블리어를 많이 사용함
• 어셈블리어를 읽으면 컴퓨터가 프로그램을 어떤 과정으로 실행하는지, 프로그램이 어떤 절차로 작동되는지를 가장 근본적인 단계에서부터 하나하나 추적하고 관찰할 수 있기 때문
• 개발을 입문하는 단계에서는 고급언어-저급언어의 차이를 이해하는 것은 매우 좋은 교양이기 때문에 입문자라면 반드시 알아두는 것이 좋다.

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3) 컴파일 언어와 인터프리터 언어

고급언어를 컴퓨터에서 실행하려면 결국 이를 저급 언어로 변환하는 과정을 거쳐야 한다.

3.1 컴파일 언어

• 컴파일 언어 : 컴파일러에 의해 코드 전체가 저급 언어로 변환되어 실행되는 언어
• 컴파일 : 코드 전체가 저급 언어로 변환되는 과정
• 컴파일러 : 컴파일을 수행해주는 도구
  • 문법오류, 실행 가능성, 불필요한 코드 체크 후 모든 코드를 처음부터 끝까지 저급 언어로 컴파일
  • 오류를 하나라도 발견하면 해당 소스 코드는 컴파일에 실패한다.
• 목적코드 : 컴파일러를 통해 저급 언어로 변환된 코드
• 대표적인 언어 : C

3.2 인터프리터 언어

• 인터프리터 언어 : 인터프리터에 의해 소스 코드가 한 줄씩 차례로 저급언어로 변환하여 실행되는 언어
• 인터프리터 : 소스 코드를 한 줄 씩 변환하여 실행해주는 도구
• 컴퓨터와 대화하듯 소스 코드를 한 줄씩 실행하기 때문에 소스 코드 전체를 변환하는 시간을 기다릴 필요가 없다.
  • 대신 런타임에 소스 코드 마지막에 이를 때까지 한 줄 한 줄씩 저급 언어로 해석하며 실행해야 하기 때문에 컴파일 언어보다 느리다.
• 소스 코드를 한 줄씩 실행하기 때문에, 소스 코드 N번째 줄에 문법 오류가 있더라도 N-1번줄까지는 올바르게 수행된다.
• 대표적인 언어 : Python

3.3 컴파일 언어, 인터프리터 언어의 경계가 모호한 경우가 있음

• C, C++과 같이 명확하게 특정 방식의 언어라고 단언할 수 있는 언어도 있으나, 현대의 많은 프로그래밍 언어 중에는
  컴파일 언어 - 인터프리터의 경계가 모호한 경우가 더 많다.
  • Python도 컴파일을 하지 않는 것은 아님.
  • Java는 저급 언어로 번역하는 과정에서 컴파일과 인터프리트를 동시에 수행함
• 고급언어가 저급 언어로 변환되는 대표적인 방법에는 컴파일 방식과 인터프리트 방식이 있다 정도로만 이해하면 됨.

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4. 목적 파일 vs 실행 파일

4.1 목적 파일

• 목적 코드(컴퓨터가 이해하는 저급 언어)로 이루어진 파일을 목적파일이라고 한다.

4.2 실행 파일

• 실행 코드로 이루어진 파일
• 윈도우의 .exe와 같은 파일

4.3 링킹

• 목적 코드가 실행 파일이 되기 윙해서는 '링킹' 작업을 거쳐야 한다.
• 목적 코드는 저급 언어이므로 바로 실행할 수 없는데, 다른 목적에 분리된 외부 기능들을 연결 짓는
  작업이 필요하기 때문이다. 링킹 작업까지 모두 거쳐야 실행 파일이 만들어진다.

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