동작적 의미론
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1. 본문
동작적 의미론(Operational Semantics)은 프로그래밍 언어의 의미를 정의하는 방법 중 하나입니다. 프로그램의 실행 과정을 단계별로 기술하여 그 의미를 나타내는 방식으로, 다음 두 가지 주요 접근 방식이 있습니다.
- 구조적 동작적 의미론 (Structural Operational Semantics, Small-step Semantics): 프로그램 실행의 각 단계를 작은 단위로 나누어 정의합니다. 각 단계는 계산의 한 스텝을 나타내며, 이를 통해 프로그램의 점진적인 변화를 보여줍니다.
- 자연 의미론 (Natural Semantics, Big-step Semantics): 프로그램 실행의 전체 결과를 한 번에 정의합니다. 즉, 입력 값에 대한 최종 출력 값을 바로 나타내는 방식으로, 프로그램의 "큰 그림"을 보여줍니다.
동작적 의미론은 다음과 같은 특징을 가집니다.
- 실행 기반: 프로그램의 의미를 실제 실행 과정에 기반하여 설명합니다.
- 추상 기계: 가상의 기계(abstract machine)를 정의하고, 이 기계에서의 연산을 통해 의미를 표현하기도 합니다. ([2]에서 리스프의 의미론 정의에 람다 미적분학을 사용한 것이나 SECD 머신이 그 예시입니다.)
- 형식적 정의: 수학적 표기법을 사용하여 엄밀하게 정의됩니다.
(2023-09-06) 날짜의 자료([8])에서는 동작적 의미론을 기능적 의미론(Operational Semantics)라고 칭하며, 동적 의미론의 표현 방법 중 하나로 설명하고 있습니다. 이 설명에 따르면, 프로그램이 수행되면 컴퓨터의 상태가 바뀌는데, 이때 프로그램의 의미를 추상 기계의 상태를 바꾸는 것으로 표현합니다.
동작적 의미론은 프로그래밍 언어의 의미를 명확하게 정의하고, 프로그램의 동작을 예측하며, 언어의 설계를 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
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