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범용 프로그래밍 언어

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목차

1. 개요

범용 프로그래밍 언어는 다양한 종류의 작업을 수행하도록 설계된 프로그래밍 언어이다. 초기 프로그래밍 언어는 과학적 계산이나 상업적 데이터 처리를 위해 개발되었지만, IBM의 PL/I 이후로 과학 및 상업 프로그래밍 언어 간의 차이는 줄어들었다. 범용 프로그래밍 언어는 튜링 완전성을 가지며, C, C++, 파이썬 등이 대표적이다. 범용 언어는 광범위한 라이브러리를 활용할 수 있다는 장점이 있지만, 도메인 특화 언어에 비해 특정 작업에서 효율성이 떨어질 수 있다.

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범용 프로그래밍 언어
지도
기본 정보
유형프로그래밍 언어
특징광범위한 응용 분야에서 사용 가능
목적특정 작업에 국한되지 않고 다양한 프로그래밍 작업 수행 가능
설계 목표다양한 문제를 해결할 수 있는 능력
높은 수준의 추상화 지원
특정 하드웨어나 환경에 종속되지 않는 이식성
활용 분야
웹 개발웹 서버나 클라이언트 개발에 사용
소프트웨어 개발운영 체제, 게임, 응용 프로그램 등 다양한 소프트웨어 개발
과학 및 공학과학 계산, 데이터 분석, 시뮬레이션 등 복잡한 문제 해결
교육프로그래밍 학습에 사용
임베디드 시스템마이크로컨트롤러 등 임베디드 시스템 제어
기타데이터베이스 관리, 네트워크 프로그래밍 등 다양한 분야에서 활용
예시
인기 있는 범용 프로그래밍 언어C
C++
Java
JavaScript
Python
Go
C#
PHP
Ruby
Swift
장점
유연성다양한 종류의 프로그램 개발 가능
이식성여러 운영 체제에서 실행 가능
생산성높은 수준의 추상화로 개발 시간 단축 가능
단점
성능특정 목적 언어에 비해 성능이 떨어질 수 있음
복잡성언어 자체의 복잡성으로 학습에 어려움이 있을 수 있음
특징 비교
특정 목적 언어특정 분야에 특화된 기능을 제공하며 성능 면에서 유리
스크립트 언어가벼운 코딩 및 빠른 개발에 초점, 인터프리터 방식으로 실행
컴파일 언어실행 전 기계어로 변환, 실행 속도가 빠름
역사
초기포트란
코볼
알골 등이 초기 범용 언어
발전C가 다양한 분야에서 사용되며 범용 언어의 표준으로 자리 잡음
객체 지향 프로그래밍 개념 도입 후 C++와 Java 등장
현재Python, JavaScript 등 다양한 범용 언어들이 웹, 데이터 과학, 인공지능 등 다양한 분야에서 활발하게 사용
참고 자료
참고 자료위키백과 (영문)
위키백과 (일본어)

2. 역사

초기 프로그래밍 언어는 컴퓨터 하드웨어와 마찬가지로 과학적 계산(수치 계산) 또는 상업적 데이터 처리를 위해 설계되었다.[1] 포트란(Fortran)과 알골(ALGOL)과 같은 과학용 언어는 부동소수점 계산과 다차원 배열을 지원했고, 코볼(COBOL)과 같은 비즈니스 언어는 고정 필드 파일 형식과 데이터 레코드를 지원했다.[1] IPL-V와 리스프(LISP)과 같이 기호 리스트 처리를 위한 언어, 문자열 조작을 위한 코밋(COMIT), 수치 제어 기계를 위한 APT 등의 특수 언어는 훨씬 덜 사용되었다.[1] 포인터 조작이 필요한 시스템 프로그래밍은 일반적으로 어셈블리어로 수행되었지만, 일부 군사 응용 프로그램에는 조비알(JOVIAL)이 사용되었다.[1]

1964년에 발표된 IBM의 시스템/360은 과학 및 상업 응용 프로그램을 모두 지원하는 통합 하드웨어 아키텍처로 설계되었으며, IBM은 과학, 상업 및 시스템 프로그래밍을 지원하는 단일 범용 언어로 PL/I를 개발했다.

PL/I 이후로 과학적 프로그래밍 언어와 상업적 프로그래밍 언어 간의 차이점은 줄어들었으며, 대부분의 언어는 두 가지 모두에 필요한 기본 기능을 지원하고, 특수 파일 형식 처리는 전문화된 데이터베이스 관리 시스템에 위임되었다.

1960년대부터 많은 특수 언어도 개발되었다.[1] 이산 사건 시뮬레이션을 위한 GPSS와 시뮬라(Simula), 프로그래밍 교육을 위한 MAD, 베이직(BASIC), 로고, 파스칼, 시스템 프로그래밍을 위한 C, 대화형 프로그래밍을 위한 조스(JOSS)와 APL/360 등이다.[1]

3. 범용 프로그래밍 언어 vs. 도메인 특화 언어

범용 프로그래밍 언어와 도메인 특화 언어(DSL)의 구분은 항상 명확하지 않다.[2] 특정 작업을 위해 만들어진 프로그래밍 언어가 원래 도메인을 넘어 사용되면서 범용 프로그래밍 언어로 간주될 수 있다. 예를 들어, 코볼(COBOL), 포트란(Fortran), 리스프는 (업무 처리, 수치 계산 및 기호 처리를 위해) DSL로 만들어졌지만 시간이 지나면서 GPL이 되었다. 반대로, 일반적인 용도로 설계된 언어가 실제로는 특정 영역에만 적용될 수 있다.[3] 범용 언어이든 DSL이든 문제에 적합한 프로그래밍 언어는 문제 영역에서 충분히 표현력이 있으면서도 필요한 세부 정보의 수준을 최소화해야 한다.[4] 범용 언어는 도메인 특정 표기법을 지원할 수 없는 반면 DSL은 다양한 문제 영역에서 이 문제를 처리하도록 설계될 수 있다는 점에서 "일반적"이다.[4] 애플리케이션 도메인이 자체 언어를 정당화할 만큼 충분히 이해되지 않은 경우에는 DSL보다 범용 언어가 선호된다. 이 경우, 해당 도메인에 적합한 데이터 유형 및 함수 라이브러리를 갖춘 범용 언어를 대신 사용할 수 있다.[5] DSL은 일반적으로 GPL보다 작은 범위의 추상화 표기법을 제공하지만, 일부 DSL에는 전체 GPL이 하위 언어로 포함되어 있다. 이러한 경우 DSL은 GPL의 표현력과 함께 도메인 특정 표현력을 제공할 수 있다.[6]

범용 프로그래밍 언어는 모두 튜링 완전하며, 이는 이론적으로 모든 계산 문제를 해결할 수 있음을 의미한다. 도메인 특화 언어는 종종 마찬가지로 튜링 완전하지만 그렇지 않은 경우도 있다.

3. 1. 장점과 단점

범용 프로그래밍 언어는 프로그래머들이 더 일반적으로 사용하는 언어이다. 2021년 연구에 따르면 가장 많이 사용된 프로그래밍 언어는 C, Python, 그리고 Java였다.[7] 범용 프로그래밍 언어를 사용하는 데 유리한 점 중 하나는 더 많은 사람들이 이러한 언어에 익숙하여 새로운 언어를 배울 필요가 없다는 것이다.

또한, 통계 분석, 기계 학습 등 많은 작업에는 광범위하게 테스트되고 최적화된 라이브러리가 존재한다. 이론적으로 이러한 라이브러리의 존재는 범용 언어와 도메인 특화 언어 간의 격차를 해소해야 한다.[4]

2010년의 실증 연구에서는 C#에는 익숙하지만 XAML에는 익숙하지 않은 사용자에게 문제를 제시하여 범용 프로그래밍 언어(GPL)와 도메인 특화 언어(DSL) 간의 문제 해결 및 생산성을 측정했다. 이 특정 도메인 특화 언어 사용자는 GPL에 더 익숙했음에도 불구하고 15% 더 나은 성능을 보여 추가 연구가 필요함을 시사했다.[4]

4. 주요 범용 프로그래밍 언어 예시

4. 1. C

C의 전신인 B는 주로 시스템 프로그래밍을 위해 개발되었다.[8] 반대로 C는 운영 체제, 장치 드라이버, 응용 프로그램, 임베디드 시스템 등 다양한 컴퓨팅 분야에서 사용되고 있다.

C는 표현의 간결성, 흐름 제어, 데이터 구조 및 풍부한 연산자 집합을 제공하지만 사용자가 특정 맥락에서만 사용하도록 제한하지 않는다.[9] 처음에는 유닉스 운영 체제의 커널을 다시 작성하는 데 사용되었지만,[10] 응용 프로그램 개발, 임베디드 시스템(예: 마이크로프로세서 프로그래밍), 비디오 게임(예: 둠) 등에 쉽게 적용되었다. 오늘날 C는 여전히 가장 인기 있고 널리 사용되는 프로그래밍 언어 중 하나이다.[11]

4. 2. C++

C++는 C의 확장으로 구상되었으며, 객체 지향 기능과 참조, 연산자 오버로딩, 기본 인수와 같은 편의 기능을 도입했다.[12] C와 마찬가지로 C++는 일반적인 특성 덕분에 광범위한 영역에서 사용될 수 있었다. C++의 주요 응용 분야는 시스템 프로그래밍이지만,[12] 데스크톱 응용 프로그램, 비디오 게임, 데이터베이스, 금융 시스템 등을 구축하는 데도 광범위하게 사용되었다.[13] 마이크로소프트(Microsoft), 애플(Apple Inc.), 블룸버그, 모건 스탠리(Morgan Stanley)와 같은 주요 소프트웨어 및 금융 회사들은 여전히 내부 및 외부 응용 프로그램에서 C++를 널리 사용하고 있다.[13]

4. 3. 파이썬(Python)

파이썬은 코드 가독성과 확장성을 강조한 언어로 고안되었다.[14][15] 비소프트웨어 엔지니어들이 쉽게 컴퓨터 프로그램을 배우고 작성할 수 있게 해주었고, 도메인 전문가들이 자신들의 사용 사례에 맞는 라이브러리를 쉽게 만들 수 있게 해주었다.[14][15] 이러한 이유로 파이썬은 광범위한 분야에서 사용되어 왔다.[16]

파이썬은 웹 개발, 과학 및 학계, 머신 러닝, 일반 소프트웨어 개발 등 다양한 분야에서 활용된다.[16] 예를 들어 장고와 플라스크 같은 프레임워크는 웹 개발에,[16] SciPy와 판다스는 과학 연구에,[17] scikit-learn과 텐서플로우는 머신 러닝 분야에서 사용된다.[18]

5. 범용 프로그래밍 언어 목록

다음은 몇 가지 범용 프로그래밍 언어이다.

참조

[1] 논문 Programming Languages: History and Future 1972-07-01
[2] 논문 Domain-Specific Languages: An Annotated Bibliography 2000-01-01
[3] 논문 Real time programming: special purpose or general purpose languages https://hal.inria.fr[...] 2006-05-01
[4] 논문 Comparing General-Purpose and Domain-Specific Languages: An Empirical Study http://www.doiserbia[...] 2010-05-01
[5] 논문 Little languages: little maintenance? https://onlinelibrar[...] 1998-12-01
[6] 논문 Domain-specific languages: an annotated bibliography https://dl.acm.org/d[...] 2000-06-01
[7] 웹사이트 The Most Popular Programming Languages - 1965/2021 - New Update - Statistics and Data https://statisticsan[...] 2022-06-03
[8] 웹사이트 Cover sheet for technical memorandum https://www.bell-lab[...] Bell Telephone Laboratories 2022-06-03
[9] 서적 The C programming language http://worldcat.org/[...] Prentice Hall 2016-01-01
[10] 논문 The development of the C language https://www.bell-lab[...] 1993-04-01
[11] 웹사이트 TIOBE Index https://www.tiobe.co[...] 2022-06-03
[12] 서적 The C++ Programming Language Addison-Wesley 1995-01-01
[13] 웹사이트 C++ Applications https://www.stroustr[...] 2022-06-03
[14] 웹사이트 artima - The Making of Python https://www.artima.c[...] 2022-06-03
[15] 웹사이트 General Python FAQ — Python 3.10.4 documentation https://docs.python.[...] 2022-06-03
[16] 웹사이트 Applications for Python https://www.python.o[...] 2022-06-03
[17] 웹사이트 Programming Languages Popularity in 12,086 Research Papers – Quantifying Health https://quantifyingh[...] 2022-06-03
[18] 논문 Scikit-learn: Machine learning in Python https://www.jmlr.org[...] 2011-01-01
[19] 웹사이트 http://www-sop.inria[...]


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