프로그래밍

프로그래밍

• 뭔가를 해내는 방법을 기술하기

– “ 해내는” = “ 계산하는”

– 루트 2 를 찾는 방법 – 자장면을 만드는 방법 – 전화를 거는 방법

– 결혼을 하는 방법

• 뭔가를 정의하기 , 와는 다르다

– 루트 2 는 제곱하면 2 가 되는 수

– 자장면은 가장 싸고 맛있는 중국음식

– 전화걸기는 소리와 영상을 주고받고자 작업들어가는 것 – 결혼은 남자와 여자가 후손을 잘 만들어내기위한 계약

컴퓨터 프로그래밍의 어려움

• 프로그램은 규모와 복잡도가 점점 커짐

– 소프트웨어는 하드웨어가 더 좋아지는 속도보다 훨씬 빨리 더 복잡해지고 커진다

• 프로그램은 자동으로 실행됨

– 기계는 우리가 바라는 바를 실행하지 않는다

– 기계는 프로그램에 써 있는 것을 실행할 뿐이다

프로그래밍 시스템 기술의 대응

• 프로그램은 규모와 복잡도가 점점 커짐

– 프로그래밍을 점점 더 상위에서 하도록하는 도구 제공 :

• 프로그래밍 언어 시스템 : bits, assembly, C, Java, C#, Schem e, ML, etc.

– 계산의 복잡한 내용을 쉽게 관리하는 도구 제공 :

• 프로그래밍 언어 시스템 : C, Java, ML, Scheme, C#, etc.

• 프로그램이 자동으로 실행됨

– 프로그램의 오류를 자동으로 검증하는 도구 제공

• 1 세대 ( 문법검증 ): all languages

• 2 세대 ( 타입검증 ): ML, Java

• 3 세대 … : new frontiers

목표 = 그 대응의 개념 / 구조 / 방법 / 미래기술등을 실습을 통해서 익히기

이제 시작해 봅시다

프로그램을 구성하는 데 필요한 요소

• 기본원소들 primitives

– voltages, resistors, capacitors, inductors, … – 0, 1, AND gates, OR gates, NOT gates, … – integers, strings, booleans, +, -, =, ^, …

• 조합하는 방법들 means of combination

– rules about wiring together in an electronic circuit – rules about connecting together in a Boolean circuit – rules about composing together in a compound

• 속내용을 감추는 방법들 means of abstraction

– black boxes: amplifier, receiver, transmitter, … – black boxes: XOR, MUX, …

– black boxes: min, max, average, marry … pair, list, tree, set, vehicle, fire, …

• 실행과정의 이해

– electronic laws about V, I, R, C – truth tables of Bollean gates – evaluation rules of programs

Programming Elements

• 기본원소들 primitives

• 조합하는 방법들 means of combination

• 속내용을 감추는 방법들 means of abstract ion

• 프로그램 실행과정의 이해 rule of evaluatio n

Scheme Basics:

expressions, values, types

• an expression computes a value, which i s returned when the expression is evalua

ted

• every value has a type

now on in Scheme

Programming Elements: primitives

type elements built-in operators

.2, 2.3e4 +, -, /, *, =, <, >, <=,

>=

strings “snow”, “thi

s is @” stringlength, string=

?

booleans #t, #f and, or, not

primitives

Programming Elements: primitives

• primitives are self-evaluating exprs

– 1 evaluates to number 1 – #t evaluates to boolean #t – “a” evaluates to string “a”

– + evaluates to number-addition operator + – / evaluates to number-division operator /

• primitives are also called “constants”

Programming Elements:

combinations

• open paranthesis, expressions, close pa ranthesis

• the expression evaluates the sub-expressions then apply the value of the 1^st-subexpr to the values of argument exprs

• the 1^st-subexpr must evaluate to a procedure

(+ 1 2)

compound expressions

Programming Elements:

combinations

can use nested combinations

use the combination rule recursively

(+ (* 1 2) 3)

(* (+ 1 2) (- 1 2))

Programming Elements: abstracti ons (naming)

• (define pi 3.14)

• name pi now means value 3.14

• such name-value pairs are remembered by the computer in a table called “enviro

nment”

• can use pi for 3.14 thereafter (define pi 3.14)

(* pi 10)

Programming Elements: abstracti ons (naming)

• (define <name> <expr>)

evaluates the <expr> and its return-value is named <name>.

(define pi 3.14)

(define x (+ (* pi 10) 0.1)) (= (+ x x) (* 2 x))

Scheme Basics:

rule of evaluation

• if primitives, return value

• if name, return its associated value in en vironment

• if special form, do something special

• if compound expr, then

– evaluate all the sub-expressions

– apply the operator value to the values of th e operands and return the result

Read-Eval-Print

Read

Compile; Evaluate

Print

execution world visible world

visible world

(* 2 (+ 3 4))

internal representation of expr

value of expr

14

The Two Worlds

visible world

syntax

execution world

semantics

expr

printed representation of value

value 12 value 3.14

12 12

_expr

eval self-rule _pr ^{in t} eval name-rule _pr ^{in t}