• 입출력 Stream
  
• 표준입력/출력 Streams
  
• 예외 - Exceptions
  
• int형 데이터를 String 로 변경하기
  
  

입출력 I/O

I/O Streams

표준 Stream

• System.in : 입력 스트림
  
• System.out : 출력 스트림으로 일반적인 결과를 출력한다.
  
• System.err : 출력 스트림으로 에러메시지를 출력한다.
  
  

문자열 입력과 출력

입출력 예제 프로그램

Echo.Java

import java.util.Scanner;

class Echo
{
  public static void main (String[] args) 
  {
    String inData;
    Scanner scan = new Scanner( System.in );

    System.out.println("Enter the data:");
    inData = scan.nextLine();

    System.out.println("You entered:" + inData );
  }
}

$ java Echo
Enter the data:
Hello World
You entered:Hello World

숫자도 문자다

자세히보기

import java.util.Scanner;

class Echo
{
  public static void main (String[] args) 
  {
    String inData;
    Scanner scan = new Scanner( System.in );

    System.out.println("Enter the data:");
    inData = scan.nextLine();

    System.out.println("You entered:" + inData );
  }
}

class Echo

• public static void main (String[] args)
  
  모든 main() 메서드는 동일한 방법으로 시작하며, 실행되기 위해서는 main() 메서드를 포함해야만 한다.
  
• String inData;
  
  프로그램이 생성한 String 객체를 reference 하기 위한 reference 변수 inData를 선언한다.
  
• Scanner scan = new Scanner( System.in );
  
  Scanner 객체를 생성하며, 생성된 객체를 위한 레퍼런스 변수 scan에 대입한다.
  
  

System.out.println ("Enter the data:");

이 메서드는 모니터에 문자열 "Enter the data"를 출력한다.

inData = scan.nextLine();

nextLine()메서드를 이용하면 키보드로 부터 한줄의 문자열을 읽어들일 수 있다. 읽어들인 문자열은 String 객체인 inData가 refer한다.

System.out.println("You entered:" + inData );

"You entered:" 다음에 inData가 refer하고 있는 문자열을 모니터에 출력한다.

문제

enter키를 누르기전에 문자열의 편집이 가능한가? (backspace 혹은 키보드 이동을 통한)

숫자입력

여기에 또다른 프로그램이 있다.

Enter the data:
Columbus sailed in 1492.
You entered:Columbus sailed in 1492.

문자 '1', '4', '9', '2' 에 주목하라. 우리는 숫자라고 하더라도 모두 문자로 처리된다는 것을 알고 있다. 이러한 경우에는 입력받은 데이터를 문자로 인식해도 문제가 되지는 않을 것이다. 그러나 콜롬버스가 지금으로 부터 몇년전에 항해를 했는지를 계산하고자 할 경우에는 문제가 발생한다.

nextInt()

Scanner 객체에서 제공하는 nextInt 메서드는 읽어들인 문자열을 int타입으로 변환한다. Scanner 객체는 문자열의 스트림에서 한자씩 문자로 읽어들여서 숫자로 변환한다. 변환된 숫자는 32bit 데이터 타입으로 저장된다.

위의 그림은 읽어들인 문자열이 어떻게 숫자로 변환되는지를 보여주고 있다. 입력된 데이터는 integer로 변환된다음 num에 저장된다. 변환된 숫자는 제곱된다음 square 에 저장되고, println 메서드를 이용해서 문자열로 변환된 다음 화면에 출력이 된다.

문제
문자열에 대해서 산술연산이 가능한가 ?

EchoSquare.java

다음의 프로그램은 이전에서 그림으로 묘사되었던 일을 수행한다. 키보드로 입력을 받아서 제곱을 한다음 그 결과를 화면에 출력한다.

import java.util.Scanner;

class EchoSquare
{
  public static void main (String[] args)
  { 
    Scanner scan = new Scanner( System.in );
    int num, square;      // declare two int variables 

    System.out.println("Enter an integer:");
    num = scan.nextInt();
    square = num * num ;  // compute the square 

    System.out.println("The square of " + num + " is " + square);
  }
}

다음은 컴파일하고 실행시킨 결과다.

$ javac EchoSquare.java
$ java EchoSquare
Enter an integer:
12
The square of 12 is 144
$ 

문제
이 프로그램이 아래와 같은 입력을 처리할수 있을까?

천이백삼십사

integer로 변환하기

위의 프로그램에서 integer형으로 변환하는 것은 아래의 코드를 통해서 이루어진다.

num = scan.nextInt();

이코드는 다음과 같은 과정을 밟는다.

1. 대입연산자의 오른쪽에 있는 코드가 먼저 평가되고 실행된다.
   
2. 실행된 결과값이 변수 num 에 저장된다.
   
   

nextInt 메서드는 공백문자나 개행문자를 만나기 전까지의 입력된 문자열을 int형으로 변환하고 그 결과를 num 변수에 저장한다.

만약 주어진 문자열이 변환할수 없는 문자를 포함하고 있다면, java는 Exception을 발생시키고 프로그램을 종료시킨다. Exception은 프로그램의 오동작과 관련된 정보를 담고 있는 객체다. 실제 산업현장에서 사용되는 프로그램은 Exception이 발생했을 때, 이에 대한 처리를 해주어야 하지만, 이 프로그램은 그냥 프로그램을 종료시킨다.

문제
이 프로그램은 아래의 입력을 제대로 처리할수 있을까?

Enter an integer: 1492
Enter an integer: Fourteen ninety two
Enter an integer: 14.92
Enter an integer: -1492
Enter an integer: 1 4 9 2

InputMismatchException

사용자가 숫자로 변경할 수 없는 잘못된 문자를 입력한다면, 이 프로그램은 다음과 같이 예외(exception)을 발생시킨다.

$ java EchoSquare
Enter an integer:
14.92
Exception in thread "main" java.util.InputMismatchException
        at java.util.Scanner.throwFor(Scanner.java:819)
        at java.util.Scanner.next(Scanner.java:1431)
        at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2040)
        at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2000)
        at EchoSquare.main(EchoSquare.java:11)
$

예외는 자바 프로그램이 잘못실행될 때, 자바시스템에 의해서 발생되며 특별한 처리를 해주지 않을경우 프로그램을 종료시킨다.

문제
다음의 입력을 integer 형으로 받아들일 수 있을까 ?

+65

다른 예제

다음은 두개의 숫자를 입력받아서 더한후 출력하는 프로그램이다.

import java.util.Scanner;

class AddTwo
{
  public static void main (String[] args) 
  { 
    Scanner scan = new Scanner( System.in );
    int first, second, sum ;      // declaration of int variables

    System.out.println("Enter first  integer:");
    first = scan.nextInt();       // read chars and convert to int

    System.out.println("Enter second integer:");
    second = scan.nextInt();      // read chars and convert to int

    sum = first + second;         // add the two ints, put result in sum

    System.out.println("The sum of " + first + " plus " + second +" is " + sum );
  }
}

다음은 실행결과다.

$ java AddTwo
Enter first  integer:
100
Enter second integer:
200
The sum of 100 plus 200 is 300

$ java AddTwo
Enter first  integer:
800
Enter second integer:
-400

나누기 테스트

앞에서 다루었던 프로그램을 약간 수정해서, 다양한 산술연산이 가능한 프로그램을 작성했다.

• divident와 divisor 두개의 수를 입력받는다.
  
• 몫(quotient)과 나머지(remainder)를 구한다.
  
• quotient * divisor + remainder 를 계산해서 출력한다.
  

import java.util.Scanner;
class IntDivideTest
{
  public static void main (String[] args) 
  { 
    Scanner scan = new Scanner( System.in );
 
    int dividend, divisor ;                      // int versions of input
    int quotient, remainder ;                    // results of "/" and "%"

    System.out.println("Enter the dividend:");   // read the dividend
    dividend = scan.nextInt();          

    System.out.println("Enter the divisor:");    // read the divisor
    divisor  = scan.nextInt();          

    quotient = dividend / divisor ;              // perform int math
    remainder= dividend % divisor ;

    System.out.println( dividend + " / " + divisor + " is " + quotient );
    System.out.println( dividend + " % " + divisor + " is " + remainder );
    System.out.println( quotient + " * " + divisor + 
        " + " + remainder + " is " + (quotient*divisor+remainder) );
  }
}

프로그램을 실행시키고 다양한 값을 입력해서 어떤결과가 발생하는지 테스트해보도록 하자.

• Classes
  
• 객체(Objects)
  
• Reference 변수
  
• String 객체
  
• 객체의 실행 메서드
  
• String 객체의 메서드들
  
  

객체와 원시 데이터

  +-------------+-------------+
  | Primitive   | Objects     | 
  | Data        |             |
  +-------------+-------------+

객체의 모양

객체는 데이터와 메서드로 구성된다. 옆의 그림은 객체의 일반적인 모습을 보여주고 있다. 각각의 조그마한 노란색 블럭은 메모리의 바이트를 의미한다. 데이터와 메서드를 불문하고 모두 바이트로 구성된 정보임을 알 수 있다. 이 객체는 Elementary, my dear Waston!이라는 데이터를 포함하며, 이 데이터를 다루기 위한 concat, equals, length, substring 메서드들을 포함한다.

객체의 생성

class StringDemo1
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    String str ;

    str = new String( "Elementary, my dear Watson!" );
  }
}

new String("Elementary, my dear Watson!");

객체는 실행시간에 생성된다

class StringDemo1
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    String str;

    str = new String( "Elementary, my dear Watson!" );

  }
}

Object Reference

str = new String( "Elementary, my dear Watson!" );

• 표현의 평가
  
  new String( "Elementary, my dear Watson!" );
  이것은 새로운 객체를 생성한다. 객체는 메모리상에 위치할 것이므로 객체가 메모리상의 어느 위치에 있는지를 가리키는 무엇인가가 필요할 것이다. reference는 객체를 가리키는 일을 한다. 우리가 레퍼런스를 부르면 자바 가상머신이 객체의 위치를 찾아서 되돌려준다.
  
• 변수에 값을 저장
  
  객체를 생성하면 그에 대한 레퍼런스가 생긴다. 이제 이것을 변수에 저장하면 된다.
  str = The reference to the string just created
  이제 str을 이용해서 객체를 사용하면 된다.
  
  

Before and After

메서드의 실행

class StringDemo2
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    String str;
    int    len;

    str = new String( "Elementary, my dear Watson!" );

    len = str.length();

    System.out.println("The length is: " + len );

  }
}

Dot Notation (표기)

   objectReference . memberName

   objectReference . memberName (parameter)

레퍼런스 변수의 선언

• ClassName variableName;
  
  이 선언은 해당 클래스를 위한 레퍼런스 변수를 선언한다. 그러나 아직 객체는 만들어지지 않았다.
  
• ClassName variableName = new ClassName( parameter, parameter, ...);
  
  이 선언은 해당 클래스를 위한 레퍼런스 변수를 선언한다. 그리고 new 키워드를 이용해서 객체를 생성한다. 최종적으로 레퍼런스 변수는 새로 생성된 객체의 레퍼런스가 할당된다.
  
• ClassName variableNameOne, variagleName Two;
  
  두개의 레퍼런스 변수를 선언할 수도 있다. 이 경우에는 아직 객체가 만들어지지는 않았다.
  
• ClassName variableNameOne = new ClassName( parameter, parameter ),
  
  variableNameTwo = new ClassName( parameter, parameter );
  두개의 페퍼런스 변수를 선언하고, new키워드를 이용해서 생성된 객체를 할당한다.
  
  
문제
다음 코드에 문제가 있는가 ?

String stringG = new String("And yet, it moves!");

String 클래스의 메서드들

class StringDemo3
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    String str = new String( "Golf is a good walk spoiled." ); // create the original object

    String sub = str.substring(8); //create a new object from the original

    System.out.println( sub );

  }
}

새로운 String

   String str = new String( "Golf is a good walk spoiled." );  // 원본 객체의 생성

   String str = str.substring(8);  // 원래 객체로 부터 새로운 객체를 생성한다. 

String의 다른 메서드들

public char charAt( int index )
public String concat( String str ) 
public boolean endsWith( String suffix ) 

public boolean equals( Object anObject ) 
public boolean equalsIgnoreCase( String anotherString ) 

public int indexOf( int ch ) 
public int indexOf( String str ) 

public int length() 
public boolean startsWith( String prefix ) 

public String substring( int beginIndex ) 
public String substring( int beginIndex, int endIndex ) 
public String toLowerCase() 

public String toUpperCase() 
public String trim() 

Type Wrappers

1. 표현에 대한 복습
   
2. 수치 연산자들
   
3. Integer 연산자
   
4. Floating point 연산자
   
5. Floating point와 Interger 가 함께 사용될 경우의 표현
   
6. 상수 (Constants)
   
   

   short x = 12;     // 16bit short
   int result;          // 32bit int

   result = x / 3     // 모두 32bit 로 간주되어서 연산이 된다.

short x = 12;
short y = 3;
short value;

value = x/y;

  7/4

7/4 = 1

1.5 + 7/2

class IntegerDivision
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("The result is: " + (1/2 + 1/2) );
  }
}

+num/+div == +result,  -num/+div == -result,  +num/-div == -result,  -num/-div == +result 

17/5 == 3,  -17/5 == -3,  17/-5 == -3,  -17/-5 == 3

( 1/2 + 3.5 ) / 2.0

( 1/2 + 3.5 ) / 2.0
  ---
  do first

( 0 + 3.5 ) / 2.0

3.5 / 2.0

1.75

      2
   --------
 5 | 13
    -----
     10
    -----
      3

class RemainderExample
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    int quotient, remainder;

    quotient  =  17 / 3;
    remainder =  17 % 3;
    
    System.out.println("The quotient : " + quotient );
    System.out.println("The remainder: " + remainder );
    System.out.println("The original : " + (quotient*3 + remainder) );
  }
}

17 %  3 == 2     -17 %  3 == -2     
17 % -3 == 2     -17 % -3 == -2

class CalculateTax
{
  public static void main ( String[] arg )
  {
    final double DURABLE = 0.045;
    final double NONDURABLE = 0.038;

    . . . . . .
  }
}

taxamount = gross * DURABLE ;

DURABLE = 0.441; 

• 변수
  
• Assignment Statements
  
• Expressions
  
• 산술 연산자들
  

변수

변수의 선언

class Example
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    long payAmount = 123;    //a declaration of a variable

    System.out.println("The variable contains: " + payAmount );
  }
}

자바프로그램 Simulated

class Example
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    long payAmount = ;    //a declaration of a variable

    System.out.println ("The variable contains: " + payAmount );
  }
}

이 시뮬레이션 프로그램을 이용해서 여러분은 소스코드를 만들고 컴파일하고 실행시키는 귀찮은 과정없이, 실행과정을 확인할 수 있다.

변수선언 문법

변수명

• 'a'~'z', 'A'~'Z', '0'~'9', '_', '$'를 사용할 수 있다.
  
  이름중간에 빈칸이 포함되면 안된다.
  
• 숫자로 시작될 수 없다.
  
• 길이는 상관없다.
  
• 변수명은 대소문자를 구별한다.
  
  SUM과 Sum은 서로 다르다.
  
• 예약어는 변수명으로 선택될 수 없다.
  
• 해당 영역에서 두번 선언할 수 없다.
  
  

예제 프로그램

class Example
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    long   hoursWorked = 40;    
    double payRate = 10.0, taxRate = 0.10;    

    System.out.println("Hours Worked: " + hoursWorked );
    System.out.println("pay Amount  : " + (hoursWorked * payRate) );
    System.out.println("tax Amount  : " + (hoursWorked * payRate * taxRate) );
  }
}

Hours Worked: 40
pay Amount  : 400.0
tax Amount  : 40.0

계산

class Example
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    long   hoursWorked = 40;    
    double payRate = 10.0, taxRate = 0.10;    

    System.out.println("Hours Worked: " + hoursWorked );
    System.out.println("pay Amount  : " + (hoursWorked * payRate) );
    System.out.println("tax Amount  : " + (hoursWorked * payRate * taxRate) );
  }
}

각 Statement 를 여러줄로 쓰기

class Example
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    long   hoursWorked = 40;    
    double payRate = 10.0, 
           taxRate = 0.10;    

    System.out.println("Hours Worked: " + 
hoursWorked );
    System.out.println("pay Amount  : " 
+ (hoursWorked * payRate) );
    System.out.println("tax Amount  : " + (hoursWorked 
* payRate * taxRate) );
  }
}

class Example
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    long   hoursWorked = 40;    
    double payRate = 10.0, 
           taxRate = 0.10;    

    System.out.println("Hours Worked: " + 
        hoursWorked );
    System.out.println("pay Amount  : " +
       (hoursWorked * payRate) );
    System.out.println("tax Amount  : " + 
       (hoursWorked * payRate * taxRate) );
  }
}

cla
   ss Example
{

  public static void main ( String[] args )
  {
    long   hoursWorked = 40;    
    double payRate = 10.0, taxRate = 0.10;    

    System.out.println("Hours 
        Worked: " + hoursWorked );

    System.out.println("pay Amount  : " + (hours
        Worked * payRate) );

    System.out.println("tax Amount  : " + (
        hoursWorked * payRate * taxRate) );
  }
}

Assignment Statements

class Example3
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    long payAmount ;  // 초기화 없이 선언했다.

    payAmount = 123;  //an assignment statement
    System.out.println("The variable contains: " + payAmount );
  }
}

Assignment Statement Syntax

Assignment Statement Symatics

1. Evaluate the expression : 값의 계산
   
2. 변수에 값을 저장
   

1. Evaluate the expression : 32+8을 계산한다.
   
2. 변수에 값을 저장 : 40을 sum에 저장한다.
   
   문제
   아래의 대입구문이 실행되는 단계를 기술하라.
   
   sum = 42-12;
   

Expressions : 표현

• literal - 값이 직접 의미를 가지는 문자 : 3.456
  
• 연산자 - 산술 연산을 위한 +, * 와 같은 심볼들
  
• 변수 - 값을 저장하기 위한 메모리 구역
  
• 괄호 - ( 과 )
  
  

spaces는 문제가 되지 않는다

(hoursWorked*payRate)-deduction  -- 1
(hoursWorked * payRate) - deduction -- 2

( hours Worked * pay Rate) -deduction

12-4     /     2+2

12 - 4/2 +2

산술 연산자

Evalution by Rewriting

16 - 12 / 4
     ------
16 -    3
---------
   13

같은 우선순위의 경우 왼쪽께 먼저 평가된다.

4 - 2 + 5
-----
  2   + 5
  -------
      7

음수표현

원하는 결과를 위해서 괄호를 사용하라

-1 * 7 * 3  
------
  -7   * 3
  --------
     -21

중첩된 괄호

• a + b + c * d
  
• a + b + (c * d)
  
• (a + b ) + (c * d)
  
• ( (a+b) + (c*d) )
  
  문제
  아래의 표현이 평가와 계산값은 ?
  
  • 8 + 2 / 2 + 3
    
  • (8 + 2) / (2 +3)
    
  • (8 + 2) / 2 + 3
    
  • 8 + 2 / (2+3)

• 데이터 타입
  
• Primitive Data (원시 데이터 타입)과 객체 (Objects)
  
• 자바에서 사용하는 Primitive Data Type
  
• Numberic 데이터 타입
  
• 문자 와 boolean 데이터 타입
  
• Type Wrappers
  
  문제
  다음은 종이의 일부분이다. 이 종이에는 단어가 있는데, 이 단어가 의미하는 바가 무엇인가.
  
  

데이터 타입

• 데이터가 어떻게 표현되고 사용될지를 결정한다.
  
• 데이터 타입에 따라 컴퓨터가 어떻게 데이터를 다룰지 알 수 있다.
  
• 컴퓨터에 저장된 모든 값은 데이터타입에 의해서 표현될 수 있다.
  
  

많은 종류의 데이터 타입이 있다.

Primitive Data Type

Objects (객체)

• 원시 데이터 타입은 값이 작고 바이트의 크기가 고정되어 있을 때 사용한다.
  
• 8개의 원시 데이터 타입만이 존재한다.
  
• 프로그래머는 새로운 원시 데이터 타입을 생성할 수 없다.
  
• 객체는 많은 메모리 바이트를 사용하는 큰 데이터블럭을 위해서 사용한다.
  
• 객체는 많은 구성요소로 이루어진다.
  
• 객체 데이터 타입은 class라고 부른다.
  
• Java Development kit에는 유용하게 사용할수 있는 많은 클래스가 미래 정의되어 있다.
  
• 프로그래머는 프로그램의 요구에 따라 새로운 클래스를 생성할 수 있다.
  
  

숫자형 원시 데이터 타입

• 정수형 원시 데이터 타입들
  

  Type	Size	범위
  byte	8bits	-128 ~ +127
  short	16bits	-32768 ~ 32767
  int	32bit	약 -20억 ~ 20억
  long	64bit	약 -10E18 ~ +10E18

  
  
• 부동소숫점 원시 데이터 타입들
  

  Type	Size	범위
  float	32bit	-3.4E+38 to +3.4E+38
  double	64bit	-1.7E+308 to 1.7E+308

  
  

큰 값을 다루기 위해서는 많은 비트가 필요하다

Floating Point Type

Explict Floating Point Literals

Scientific 표시

double rats = 8912 ;과double rats = 8912.0 ;

Floating Point Number의 정확도

Double 형의 정확도

import java.io.*;
class Test
{
 public static void main(String[] args)
 {
 float a = 1230.00089F;
 System.out.println("Data "+String.valueOf(a));
 }
}

double a = 1230.00089D;

char 원시 데이터 타입

Character Literals

  'm'     'y'     'A'

  '\n'    '\t'

"Hello"

"W"

boolean 원시 데이터 타입

• 간단한 예제 프로그램들의 작성
  
• 소스파일과 클래스 파일의 이름
  
• Syntax 에러 (문법 에러)
  
• 버그
  
• 편집, 컴파일, 실행의 사이클
  
• Matching braces
  
• Neat indenting
  
  문제
  다음 중 자바프로그램이 실행되기 위해서 필요한 파일은 무엇인가.
  
  • 소스 코드 파일
    
  • 바이트코드 파일
    
    

예제 소스 프로그램

class Hello
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("Hello World!");
  }
}

Between the Braces

class Hello
{
...
}

class Hello
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("Hello World!");
  }
}

public static void main(String[] args)

println

ass Hello
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("Hello World!");
  }
}

자바 프로그램의 실행 과정 다시보기

# cd /home/java 
# ls *.java
Hello.java

# ls *.java
ls *.java: 그런 파일이나 디렉토리가 없음

# javac Hello.java
# java Hello
Hello World!
#

문법 에러

Class Hello
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("Hello World!");
  }
}

# javac Hello.java
Hello.java:1: 'class' or 'interface' expected
Class Hello
^
1 error

문법에러 수정

편집, 컴파일, 실행 주기

1. vi를 이용해서 프로그램을 편집한다.
   
2. 프로그램을 하드디스크에 저장한다.
   
3. javac명령을 이용해서 프로그램을 컴파일 한다.
   
4. 만약 문법에러 등으로 컴파일이 되지 않는다면 1번으로 되돌아 간다.
   
5. java명령을 이용해서 프로그램을 실행한다.
   
6. 제대로 실행되지 않는다면 1번으로 되돌아간다.
   
7. 제대로 실행되면, 주기를 종료한다.
   
   

버그

class Hello
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("Hello Neptune!");
  }
}

긴 프로그램의 작성

class Emily
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("A bird came down the walk:");
    System.out.println("He did not know I saw;");
    System.out.println("He bit an angle-worm in halves");
    System.out.println("And ate the fellow, raw.");
  }
}

다른 예제

class Haiku
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println(_______________________________);
    System.out.println(_______________________________);
    System.out.println(_______________________________);
  }
}

프로그램의 종료

class Haiku
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("On a withered branch");
    System.out.println("A crow has just alighted:");
    System.out.println("Nightfall in autumn.");
  }
}

  class     Haiku{
  public   static void main(String[] args )
    {
  System.out.   println(          "On a withered branch");
    System  .  out.println("A crow has just alighted:"         );
System.out.println("Nightfall in autumn.");
  }}

주석

// Write three lines of a poem to the computer monitor
class Haiku
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("On a withered branch" );
    System.out.println("A crow has just alighted:");
    System.out.println("Nightfall in autumn.");
  }
}

많은 주석의 작성

class Haiku
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("On a withered branch" );  // Write first line of the poem
    System.out.println("A crow has just alighted:");  // Write 2nd line of the poem
    System.out.println("Nightfall in autumn.");  // Write 3rd line of the poem
  }
}

/* Program 1

Write out three lines of a poem.
The poem describes a single moment in time,
using 17 syllables.
*/

class Haiku
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("On a withered branch" );
    System.out.println("A crow has just alighted:");
    System.out.println("Nightfall in autumn."); 
  }
}

괄호문

왼쪽괄호 
   {
오른쪽괄호
   }

class Haiku
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println( "On a withered branch" );
    System.out.println( "A crow has just alighted:" );
    System.out.println( "Nightfall in autumn." );
  }
}

끝내며

class Haiku
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println( "On a withered branch" );
    System.out.println( "A crow has just alighted:" );
    System.out.println( "Nightfall in autumn." );
  }
}

원문 : http://www.joinc.co.kr/modules/moniwiki/wiki.php/Site/Java/Documents/ComputerScienceUsingJava/Chapter05

Introduction to Java

자바 설치하기

• Windows XP
  
• Windows 2000
  
• 모든 버전의 Unix(리눅스와 솔라리스 포함)
  
• Mac OS가 설치된 Apple 컴퓨터
  
  

자바 설치하기

윈도우즈 환경 기준

리눅스 환경

# chmod +x jdk-6-linux-i586.bin
# ./jdk-6-linux-i586.bin

# mv jdk1.6.0 /usr/local/java

$ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/bin/X11

# export PATH=$PATH:/usr/local/sbin

$ javac
Usage: javac <options> <source files>
where possible options include:
  -g                         Generate all debugging info
  -g:none                    Generate no debugging info
  -g:{lines,vars,source}     Generate only some debugging info
...

간단한 자바프로그램 작성

class Hello
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("Hello World!!!");
  }
}

보내는 사람 Java

ByteCodes

Java Virtual Machine

Portability

Applets

자바 소스 프로그램의 작성

# vi Hello.java

class Hello
{
  public static void main ( String[] args )
  {
    System.out.println("Hello World!");
  }
}

터미널을 통한 명령 실행

vi의 실행

# vi Hello.java

vi

프로그램의 실행

# cd /home/wow
# mkdir java
# cd java

# ls -al *
-rw-r--r-- 1 onnet onnet 103 2007-01-23 20:24 Hello.java

# javac Hello.java

$ java Hello
Hello World!

예제 자바 프로그램의 분석

어느덧 4장이군요 (사실은 8장진행중이지만) 원문은 http://www.joinc.co.kr/modules/moniwiki/wiki.php/Site/Java/Documents/ComputerScienceUsingJava/Chapter04

프로세서

http://chortle.ccsu.edu/java5/Notes/chap04/ch04_1.html

지금까지의 문서를 통해서 컴퓨터 시스템을 이루는 주요한 하드웨어 구성요소가 아래와 같다는 것을 배웠다.

• 프로세서
  
• 메인 메모리
  
• Secondary 메모리 장치
  
• 입출력 장치
  
  

이번 장에서는 컴퓨터시스템의 두뇌에 해당되는 프로세서에 대해서 알아보도록 하겠다. 이번장에서 배우고자 하는 것은 컴퓨터의 두뇌가 어떻게 인간인 여러분이 짠 프로그램을 해석해서 작업을 수행하는가에 대한 것이다. 이를 위해서 다음과 같은 큰 주제들을 다루도록 하겠다.

• 기계 수행 (Machine Operations) 와 기계어(Machine language)
  
• 기계어의 예
  
• 다양한 종류의 프로세서 칩
  
• 고 수준 프로그래밍 언어들
  
• 컴파일러(compiler) 언어들
  
• interpreter 언어들
  
  문제
  프로그램의 수행에 직접적으로 관여하는 컴퓨터 시스템의 구성요소는 무엇인가 ?
  
  

프로세스의 전자적 명령 수행 (Electronic Operations of a Processor

http://chortle.ccsu.edu/java5/Notes/chap04/ch04_2.html

컴퓨터 프로세서에 의해서 프로그램이 실행되게 되면, 프로세서는 짧은 시간에 매우 많은 작은 단위의 전자적인 명령을 수행하게 된다. 예를 들어 프로세서에게 메인메모리로 부터 1byte의 데이터를 읽어들이는 일을 맡겨지게 될경우, 각 바이트의 bit값이 1인지를 검사하게 된다. 거의 대부분의 프로세서가 이러한 간단한 일을 일초에 수백만번씩 수행하게 된다.

Intel Pentium 프로세서

보내는 사람 Java

믿음이 가지 않을지 모르겠지만, 이런 단순한 작업들이 컴퓨터가 할 수 있는 모든 것들이다. 이러한 작은 작업들이 모이고 모여서 주어진 명령을 수행하게 되는 것이다. 프로세서가 할 수 있는 기본단위의 일들이 워낙에 작기 때문에 수백만 수천만번 이러한 일을 반복수행해야 그럴듯한 결과를 보여줄 수 있다. 다행히 현대의 컴퓨터들은 초당 수백만번의 이러한 연산을 어려움없이 해낸다.

그러나 우리는 엄청난 수의 작은단위의 일을 제어하는 방법을 알고 있어야 프로그램을 작성할 수 있는건 아니다. 다행스럽게도 우리에게는 'Java, C와 같은 고수준 프로그래밍 언어들을 가지고 있다. 우리는 큰 수준에서의 일을 제어하는 방식을 알고 있으면 된다. 나머지는 프로그램 언어가 알아서 해결해 준다.

문제
웹브라우저를 통해서 하이퍼 링크를 클릭해서 새로운 페이지를 화면에 뿌려주기 위해서 프로세서는 얼마나 많은 전자적 명령을 수행해야 할까요 ?

• 1
  
• 10
  
• 100
  
• 100,000
  
  

기계 명령

http://chortle.ccsu.edu/java5/Notes/chap04/ch04_3.html

자가용을 몰고 서울에서 부산까지 달리기 위해서는 매우 복잡한 과정을 거쳐야 한다. 도로표지판을 읽을 줄 알아야 하고, 신호를 보고 가속, 감속, 정지, 방향전환을 해야 한다. 그러나 이러한 복잡한 일들도 사실상 핸들, accelerate, break을 이용한 회전, 앞뒤 방향이동과 같은 단순한 패턴의 반복으로 이루어진다. 이러한 단순한 일이 수천 수만번 일어나는 것이다. 프로세서도 마찬가지다. 몇개의 명령들의 수많은 반복으로 그림을 보여주거나, 음악을 들려주는 것과 같은 일들을 해낸다.

프로세서에 의해서 수행되는 이러한 각각의 조그마한 전자적 수행을 machine operation 이라고 부른다. 이러한 machine operation은 한번에 하나만 수행될 수 있다. 대신 초당 수백만번 수행이 된다.

기계명령 프로세서가 하나의 machine operation을 수행하기 위해서 읽어들이는 메모리에 저장된 몇개의 바이트의 조합이다. 프로세서는 기계명령을 읽어서 수행하고, 다음에 저장된 기계명령을 읽어서 수행하는 식으로 작동한다. 메모리에 저장된 이러한 기계명령의 조합을 우리는 기계어 프로그램 (machine language program) 혹은 실행가능한 프로그램 (executable program) 이라고 한다.

이해하기 힘들다고 해서 공황상태에 빠질 필요는 없다. 차차 알아나가게 될거다.

문제
프로그램이 실행될 때, 기계어 프로그램과 데이터는 모두 메인 메모리에 위치합니까 ?

기계어의 예제

http://chortle.ccsu.edu/java5/Notes/chap04/ch04_4.html

우리가 사용하는 전동치솔에 프로세서와 메인메모리가 있다고 가정해 보자. 이 프로세서는 칫솔을 좌우로 회전시키고, on/off 스위치를 체크하는 등의 일을 할 수 있어야 한다. 기계명령은 하나의 byte로 이루어지다. 각각의 명령은 machine operations (기계 수행)에 대응된다.

Machine Instruction	Machine Operation
0000 0000	Stop
0000 0001	칫솔을 왼쪽으로 회전
0000 0010	칫솔을 오른쪽으로 회전
0000 0100	프로그램의 시작위치로 이동
0000 1000	만약 스위치가 off되면 다음명령을 skip한다.

주소	Machine Instruction
0	______
1	______
2	______
3	______

스위치를 올리면 바로 On 상태인 것으로 가정하자. 프로세서는 한번에 하나의 명령만을 실행할 수 있을 뿐이다. 처음에는 0번 주소에 있는 명령을 실행하고, 실행이 끝나면 1번 주소에 있는 기계명령을 실행할 것이다. 스위치를 켜면, off 상태가 되기 전까지는 칫솔을 좌우로 움직이는 기계명령을 수행해야 할 것이다.

문제
전동치솔을 제어하기 위한 기계명령을 위의 테이블에 채워넣어라.

기계어 프로그램 (Machine Language Program)

여기에 앞의 전동치솔 문제의 해답이 있다.

0	0000 0001	칫솔을 왼쪽으로 회전한다
1	0000 0010	칫솔을 오른쪽으로 회전한다
2	0000 1000	만약 스위치가 0ff라면 다음을 건너뛴다
3	0000 0100	프로그램의 시작위치로 간다
4	0000 0000	프로그램을 종료한다

위의 전동칫솔 프로그램은 메모리 상에 다음과 같은 비트의 연속으로 저장되어 있을 것이다.

0000 0001 0000 0010 0000 1000 0000 0100 0000 0000

프로세서가 시작되면 각 코드의 명령을 수행하게 된다. 물론 위의 예는 교과서적인 설명을 위한 예제다. 컴퓨터 프로세서로 제어되는 전동치솔은 아직 시중에 판매되고 있지 않다. 또한 실제 컴퓨터에 사용되는 프로세서들은 훨씬 복잡한 작업을 수행한다. 그렇지만 이 예제를 통해서 프로세서가 프로그램을 어떤방식으로 실행하는지에 대한 기본적인 아이디어는 얻었을 것이다.

• 기계어 프로그램은 메인메모리에 저장되어 있는 연속된 기계어 명령을 실행한다.
  
• 기계어 명령은 하나 이상의 바이트의 조합으로 이루어진다.
  
• 프로세서는 한번에 하나의 기계 명령만을 수행할 수 있다.
  
• 모든 기계들은 그들을 제어하기 위한 machine operation 셋을 가지고 있다.
  
  

만약 전동칫솔의 스위치를 켜게 되면 프로그램은 off버튼을 누를때까지, 무한 반복으로 왼쪽 오른쪽으로 움직이는 작업을 수행할 것이다. 이와 마찬가지로 실제 컴퓨터가 다루는 프로그램들도 많은 작은 임무를 수행하는 기계명령을 반복하는 형식으로 주어진 일을 처리하게 된다.

문제
위의 전동치솔에서 off버튼을 누르면 어떤일이 발생하는가 ?

명령의 실행

http://chortle.ccsu.edu/java5/Notes/chap04/ch04_6.html

실행(execute) 라는 말은 보통 instruction(명령)에 의해서 machine operation이 수행되는 과정을 의미한다. 위의 전동치솔을 예로 들어보자면, 0000 0000 명령을 실행해서 칫솔을 멈춘다, 혹은 초당 수백만번의 기계명령이 실행된다로 실행을 묘사할 수 있다.

모든 기계어 프로그램은 명령의 연속적인 실행을 통해서 작동을 한다. 실제 컴퓨터에 있어서는 초당 수백만번의 명령이 실행될 것이다. 컴퓨터가 더 좋으면 좋을 수록 (Hz 숫자가 높을 수록) 더 짧은 시간에 더 많은 명령을 실행할 수 있다.

전동칫솔의 예에서 기계명령은 실행이 된후 종료 명령이 내려지기 전까지 좌우로 회전하는 반복되는 명령의 모음들로 이루어져 있다. 일반 컴퓨터역시 마찬가지이며 이러한 반복적인 실행을 loop라고 부른다.

우리가 흔히 접하는 컴퓨터에 사용되는 프로세서들은수백만개의 트랜지스터들을 가지고 있는데, 이들은 integrated circuit (집적 회로)라 고 불리우는 조그만 실리콘 웨이퍼위에 놓여 있다. 전동치솔을 위한 프로세서는 매우 간단해서, 아마도 몇백개 정도의 트랜지스터 정도면 주어진 일을 해내는 프로세서를 만들어 낼 수 있을 것이다. 집적회로는 프로세서뿐만 아니라 메인 메모리의 메모리칩과 같은 컴퓨터의 다른 부분들에도 사용된다.

문제
Apple 컴퓨터와 IBM 호환 컴퓨터는 동일한 프로세서 칩을 사용할까 ?

다른 종류의 프로세서들

컴퓨터 시스템에는 여러가지 종류의 프로세서들이 사용된다. 여러분들은 이미 Intel 회사의 프로세서들에 (486, Pentium, Pentium II ...) 대해서 잘 알고 있을 것이다. 또한 Apple 컴퓨터에 사용되는 프로세서의 이름도 알고 있을 것이다. 컴퓨터는 그 디자인된 목적에 따라서 거기에 맞는 프로세서를 가지게 된다. 오실로스코프와 같은 다른 전자장치들은 거기에 맞는 형태의 프로세서들을 가지고 있다. 1

애플의 파워 매킨토시와 Dell의 프로세서들은 그 디자인에 있어서 많은 차이를 보여준다. 프로세서가 다르면 서로 다른 machine operation을 가지게 된다. 그러므로 Dell 컴퓨터에서 돌아가는 기계 프로그램은 Apple 컴퓨터에서 실행되지 않는다. 이러한 차이는 동일한 회사에서 만든 컴퓨터에서도 나타나게 된다. 486과 Pentium 은 인텔에서 만든 프로세서이므로 비슷한 machine operation을 가지지만, 약간의 차이가 발생하게 된다. 때문에 486에서는 잘돌아갔던 프로그램이 Pentium에서 돌아가지 않는 경우가 발생한다. 이럴 경우에는 새로운 프로세서를 위해서 작성된 최신 버전의 프로그램을 설치해야 한다.

그러나 어도비사의 포토샵과 같은 프로그램은 Pentium기반의 컴퓨터와 Apple 컴퓨터 모두에서 작동한다. 이 둘은 486과 Pentium에 비견할 수 없을 정도로 많은 간격을 가지고 있는데, 어떻게 실행이 될까 ? 비록 두개의 프로세서간의 많은 차이가 있지만, machine operations의 대부분은 비슷하기 때문에 이러한 일이 가능해진다. 지프와 스포츠카가 매우 다르지만 핸들, 브레이드, 악셀레이터등의 기본적인 구성이 같기 때문에, 약간의 훈련으로 움직일 수 있는 것과 마찬가지다. 물론 그렇다고 하더라도 각각의 프로세서에 맞도록 프로그램이 다시 만들어져야 할 것이다.

프로세서가 어떤 구조 (architecture)를 가질 것인가 하는 것은 어떠한 machine operations를 가지도록 만들어질 것인가에 따라서 선택되어진다. 어떠한 machine operations를 가질 것인가 하는 것은 프로세서가 어떤 용도에 쓰일 것인가에 따라 달라질 것이다. 프로세서의 구조에 관한 내용은 컴퓨터 과학의 또다른 분야이기 때문에 여기에서는 자세히 다루지 않도록 하겠다.

고급 언어

전동치솔의 경우를 봐서 알겠지만 기계 언어를 사용해서 프로그램을 작성하는 것은 인간에게 불편한 작업이다. 그나마 전동치솔은 간단하기라도 했지만, 실행가능한 파일 (직업 수행되는 기계명령어로된 프로그램) 들은 수백에서 수천의 기계 언어로 된 명령으로 이루어져 있다. 기계어로 인간이 원하는 프로그램을 작성하는 건 거의 불가능에 가깝다고 봐야 할 것이다. 0과 1의 비트조합으로 계산기를 만든다고 가정해 보라.

기계어를 써서 프로그램을 작성하는게 어렵기 때문에 대부분의 프로그램들은 C, C++, Java와 같은 high level programming language (고급언어)를 통해서 만들어진다. 이러한 고급언어를 이용하면 프로그래머는 복잡한 일을 수행하는 프로그램을 만들어 낼 수 있다. 나중에 이들 프로그램은 많은 machine operation들로 이루어진 기계어로 변환이 되어서 프로세서가 직접 실행시키게 된다.

다음은 C언어 프로그램의 간단한 예이다.

int sum = 0;

machine operation으로 나타내 보자면, 메인 메모리의 특정한 영역에 숫자 0을 저장을 수행하라 라는 명령이 된다. 아주 간단한 일처럼 보이겠지만 기계어를 이용해서 직접 작성할려면 0과 1로 이루어진 알아먹기가 거의 불가능한 수백개의 machine operation을 사용해야 한다. C를 이용하면 단한줄로 이러한 일을 끝낼 수 있다.

문제
프로그래머에게 시간당 50$를 지불하는 회사가 있다고 가정해 보자. 회사는 기계어를 이용해서 프로그램을 작성하는 프로그래머를 원할까. 아니면 고급언어를 사용하는 프로그래머를 원할까.

소스 프로그램

프로그래머는 고급언어를 이용해서 프로그램을 만든다. 고급언어로 만들어진 프로그램은 문서작성기를 통해서 입력된 여러 줄의 문자들로 이루어지며, 파일 형태로 하드디스크에 저장된다. 다음은 C언어로 작성된 완전한 프로그램이다.

#include <stdio.h>
int main()
{
  int sum = 0;
  sum = 2+2;
  printf("%d\n", sum);
}

이러한 내용을 가진 프로그램은 addup.c와 같은 이름으로 하드디스크에 저장된다. 이 파일은 연속된 바이트의 조합으로 이루어져 있으며, 이 바이트들이 문자데이터로 읽혀지게 된다. 여러분은 에디터를 통해서 문자의 형태로 읽어오고, 프린터를 통해서 출력할 수 있을 것이다. 그러나 이들 바이트에는 기계 명령이 포함되어 있지 않다. 이 바이트들이 메인메모리로 복사된다고 하더라도 어떠한 일도 수행할 수 없게 된다.

소스 프로그램 (혹은 소스파일)은 고급언어로 씌여진 명령들로 이루어진 문서 파일을 의미한다. 이 것은 변환 과정이 없이는 실행이 될 수 없다.

소스 프로그램이 실행되기 위해서는 기계어로 번역되는 과정을 필요로 한다. 이렇게 소스파일을 입력받아서 실행가능한 기계어 프로그램으로 바꾸어주는 일을 하는 응용 프로그램을 translater이라고 한다. C 프로그램인 addup.c가 번역되는 과정을 거쳐서 실행 프로그램이 되는 것이다. 이렇게 번역과정을 거친 프로그램은 addup.exe등의 이름을 가진 실행가능한 프로그램의 형태로 하드디스크에 저장이 된다. 이 프로그램은 메인메모리로 저장이 되서 실행될 수 있다.

프로그래머는 보통 소스 프로그램을 번역하는 과정을 translate한다 라고 하는대신에, compile한다라고 말한다. 즉 소스프로그램은 컴파일 과정을 거쳐서 실행 프로그램이 된다라고 바꿔 말할 수 있다.

문제
이상에서 우리는 소스프로그램이 번역과정을 거쳐서 실행된다는 것을 알았다. 그러나 프로그램은 원하지 않는 방향으로 잘못 실행될 수도 있다. 1부터 100까지 더하는 프로그램을 만들었는데, 1부터 99까지 더하는 프로그램을 만들었다면 프로그램을 수정해야 할것이다. 소스 프로그램을 수정해야 하는가. 아니면 실행 프로그램을 수정해야 하는가.

프로그램 번역

다음 그림은 C에 의해서 만들어진 프로그램이 어떻게 실행파일로 만들어지는지를 보여주고 있다. (Java는 다른 과정을 거친다. 이에 대해서는 다음장에서 다루도록 하겠다.

1. 소스파일은 문서작성기를 통해서 만들어진다.
   
   • 여기에는 고급언어 명령이 포함되어 있다.
     
   • 문자로된 byte 정보들이 포함되어 있다.
     
2. 소스파일은 하드디스크에 저장된다.
   
3. 소스파일은 메인 메모리로 올라간다고 하더라도 프로세스에 의해서 실행될 수 없다.
   
4. 컴파일러(번역기) 프로그램이 소소 파일을 실행파일로 번역한다.
   
   • 소스파일은 변경되지 않은체, 새로운 실행파일이 생성된다.
     
   • 컴파일러 자체도 C 언어와 같은 고급언오로 만들어지며, 목표로 하는 프로세서와 운영체제에서만 작동한다. 영어 번역가는 영문서만 번역할 수 있는 것과 마찬가지다.
     
5. 실행파일 역시 하드디스크로 저장된다.
   
6. (키보드를 통해서)프로그램을 실행을 명령하면, 운영체제는 실행파일을 메인메모리로 카피하고 실행시킨다.
   
   

위의 방식은 Ada, Pascal, C, C++, FORTRAN 등의 많은 언어들이 사용하고 있다. Java는 이들과는 약간 다른 방식을 채택하고 있는데, 다음장에서 자세히 다루도록 하겠다.

문제
C언어로 만들어진 소스코드파일을 팬티엄 컴퓨터에서 애플 매킨토시 컴퓨터로 복사했다. 이들 컴퓨터에서 프로그램을 실행시키려면 어떻게 해야 하는가.

Portability

이론적으로 고급언어를 통해서 만든 프로그램은 다른 여러 종류의 프로세서에서 실행되게 할 수 있다. 퀘이크를 예로 들어보자면, 윈도우즈와 매킨토시를 위한 별도의 소스파일을 만들 필요 없이 하나의 소스파일만 가지고, 양쪽에서 동일하게 실행되는 실행파일을 만들 수 있다. 물론 소스파일을 해당 프로세서에 맞도록 번역할 수 있는 컴파일러 프로그램이 존재한다는 조건이 따른다.

이렇게 하나의 소스파일을 유지하면서도 서로 다른 프로세서에서 실행가능하게 됨으로써, software portability를 높일 수 있다. 단지 고급언어를 사용해서 프로그램을 작성할 수 있기만 하면 된다. 나머지 작업은 컴파일러가 알아서 해준다.

그러나 불행하게도 고급언어를 사용하더라도 서로 다른 프로세서에서 동일하게 작동하는 프로그램을 짜는건 그리 만만한 일이 아니다. 다른 시스템에서 돌아가게 하려면, 운영체제의 특성, 버전등과 같은 상당히 많은 것들에 대해서 신경을 써야한다. 많은 것을 해결해 주기는 하지만 여전히 portability 한 소프트웨어를 만들기 위해서는 상당한 인간의 노력을 필요로 하는 것이다. 자바를 사용하면 portability한 소프트웨어를 만들기 위해서 필요로 하는 상당한 인간의 노력조차 자바에서 해결해 주므로 훨씬 적은 노력으로 portability한 소프트웨어를 만들 수 있다.

문제
프로그래머에게 시간당 50$를 주는 회사가 있다. 이 회사는 애플과 인텔 컴퓨터 모두에서 작동되는 프로그램을 만들려고 한다. 이 회사는 Java와 다른 고급언어 프로그래머들 중 어느쪽을 선호 할 거라 생각되는가

Interpreter

고급언어로 씌여진 프로그램은 절대 프로세서에 의해서 곧바로 실행될 수 없다. 컴파일러를 통해서 소스 프로그램을 실행가능한 (기계어로 된) 프로그램으로 번역해야 한다.

여기에서는 interpreter방식을 사용하는 다른 언어들을 소개하고자 한다.

인터프리터는 그 자체가 프로세서 처럼행동해서, 고급언어로 작성된 프로그램을 직접 실행시킨다.

다음은 인터프리터의 작동방식을 나타내는 그림이다.

위의 그림에서 소스프로그램은 program.bas이 며, BASIC 프로그래밍 언어로 만들어졌다. 이 프로그램을 BASIC interpreter에 넘기면, 소스프로그램을 넘겨 받은 interpreter가 직접 실행시킨다. BASIC 인터프리터는 소스프로그램을 라인단위로 읽어서 실행을 하는데, 컴파일러가 번역기라면 인터프리터는 동시통역기라고 생각하면 될 것이다.

인터프리터는 많은 곳에서 사용되는데, WOW와 같은 게임에도 사용된다. 이러한 게임은 자체적으로 인터프리터를 가지고 있어서, 캐릭터의 행동방식, 마법데미지, UI등을 결정할 수 있다. 이러한 인터프리터는 자체적인 명령어셋과 체계를 가지고 있는데, 이를 지킨다면 쉽게, UI, 캐릭터행동, 데미지 등의 변경이 가능하다. UI같은 경우에는 프로그래머가 아니더라도 실시간으로 변경이 가능하다. 만약 내부적으로 인터프리터를 사용하고 있지 않다면, UI, 마법데미지, 행동방식의 변경이 있을 때마다 프로그램을 새로 컴파일해서 패치시켜주는 작업이 필요할 것이다.

Virtual Machine (가상기계)

BASIC 소스 프로그램을 인터프리터를 통해서 실행시키면, 인터프리터와 소스프로그램이 모두 메모리에 올라가게 된다. 이 인터프리터는 하드웨어에서 직접실행기 가능한 기계 명령으로 구성되어 있다. BASIC 소스프로그램은 BASIC 인터프리터가 이해할 수 있는 명령어들의 조합으로 이루어져 있다. 달리말하자면 BASIC 인터프리터가 가상의 프로세서인 것처럼 작동을 해서 BASIC 프로그램을 직접 실행시키게 되는 것이다.

위의 그림은 인터프리터를 설명했을 때 사용한 그림과 비슷해 보이지만 약간의 차이가 있다. Basic 인터프리터와 프로세서를 하나로 묶고 있는데, 이렇게 베이직 인터프리터가 프로세스를 그 하부에 감추고 있으므로, 베이직 프로그래머는 가상의 기계위에 있는 것처럼 프로그래밍을 할 수 있다. 이런 이유로 우리는 베이직 인터프리터를 베이직 가상기계라고 부르기도 한다. 영화 메트릭스 에서 메트릭스를 통해서 가상의 세계를 구성함으로써, 인간들로 하여금 하나의 세계에 있는 것처럼 느끼는 것과 마찬가지라 할 수 있겠다.

문제
베이직 소스 프로그램을 실행파일로 변경할 수 있을까 ?

속도

컴퓨터 언어는 크게 두 종류로 나눌 수 있음을 알 수 있다. 그럼 인간의 언어 활동과 비교해서 이 둘의 차이점을 설명해 보도록 하겠다.

• Translator : 책을 번역하는 것과 비슷한 행위다. 영어로 된책은 한글로 완전히 번역이 되어서 출판이 된다.
  
• Interpreter : 동시 통역기이다. 한쪽에서 영어로 말을 하면, 통역가가 그 즉시 한글로 통역을 해서 알려준다.
  

영어로 된 책을 통역가가 번역을 한다음에 읽어주는 것보다는 이미 번역을 끝마친 책을 보는게 훨씬 빠를 것이다. 컴퓨터 언어도 마찬가지다. 인터프리터기는 프로그램을 한줄씩 읽어서 해석하고 기계어로 변경해서 실행을 한다. 때문에 즉시 실행되는 컴파일과정을 거친 프로그램보다 느릴 수 밖에 없다.

문제
프로그램이 빠르게 작동할 수 있어야 한다는 것은 항상 중요한 문제가 되는가 ?

1.1 아날로그와 바이너리 신호 Analog and Binary Signals

http://chortle.ccsu.edu/AssemblyTutorial/Chapter-02/ass02_1.html

• 이진수의 신호 Binary signals.
  
• 아날로그 신호 Analog signals.
  
• 이진수의 장점들Advantages of Binary.
  
• 비트 Bits.
  
• 노이즈 신호들 Noisy signals.
  
  

1.2 바이너리(이진수적인) Binary

• 자동차 점화 스위치
  
• 시계의 시침
  
• 전자계산기의 입력버튼
  
• 스테레오에서 둥그런 볼륨 조정장치.
  

1.3 왜 컴퓨터는 이진수를 사용하나 Why Computers use Binary

http://chortle.ccsu.edu/AssemblyTutorial/Chapter-02/ass02_3.html

1. 간단하다. 만들기 쉽다.
   
2. 신호가 명확하다. 그렇기 때문에 잡음(noise)을 최소화할 수 있다.
   
3. 완벽한 복제물을 만들 수 있다.
   
4. 형태를 가진 모든 것을 "비트(bit)의 형태"로 표현할 수 있다.
   
   

• "껏다"/"켰다" 스위치
  
• 불빛 조절계(ligth dimmer)
  
  

1.4 바이너리의 장점 1 단순하다 그래서 쉽게 만들수 있다 Advantages of Binary 1 : Simple; easy to build

http://chortle.ccsu.edu/AssemblyTutorial/Chapter-02/ass02_4.html

• 점토에 그려넣어 책을 한 권씩 만든다.
  
• 종이에 펜과 잉크로 한자 한자 직접써서 한 권씩 만든다.
  
• 평평한 나무에 글자를 새겨낸후 책을 찍어 낸다.
  
• 활자를 만들어 책을 찍어 낸다.
  
  
  

1.5 바이너리의 장점 2. 신호가 명확하다. Advantages of Binary 2:Unambiguous Signals

http://chortle.ccsu.edu/AssemblyTutorial/Chapter-02/ass02_5.html
답: 활자로 만드는 것

• 불의 밝기를 정확히 알아내는 일
  
• 불이 꺼졌는지 켜졌는지 알아내는 일
  
  

1.6 올드 노스 빗 Old North Bit

http://chortle.ccsu.edu/AssemblyTutorial/Chapter-02/ass02_6.html

1.7 아날로그 신호 An Analog Signal

1.8 바이너리 신호 Binary Signal

1.9 불완전한 전송 Imperfect Transmission

http://chortle.ccsu.edu/AssemblyTutorial/Chapter-02/ass02_9.html

1.10 바이너리의 장점 3. 완벽한 복사물을 만들 수 있다. Advantages of Binary 3: Flawless copies can be made.

1.11 클럭 Clocks

1.12 바이너리의 장점 4. 어떤것도 다 표현할 수 있다. Advantages of Binary Representation 4 : Representing Anything

• 패턴 또는 형태로 표현될 수 있는 어떤 것이든 0과 1을 사용해서 0과 1의 형태로 재현할 수 있다.
  
  

1.13 바이너리 또는 이진수로 모든 것을 표현 할 수 있다라는 것에 대해 더 생각해 보기 More on Representing Anything in Binary

1.14 기호와 패턴 Symbols and Patterns

• 패턴으로 표현할 수 있는 어떤 것이든 비트의 패턴(pattern)으로 표현될 수 있다.
  
  

1.15 2 장 끝

1 컴퓨터 시스템에 대한 소개

• 하드웨어와 소프트웨어
  
• 컴퓨터 시스템의 구성요소
  
• 네트웍스
  
• WWW(월드 와이드 웹)
  
  
  

1.1 하드웨어와 소프트웨어

1.2 컴퓨터 시스템의 구성요소

• 컴퓨터 시스템에서 하드웨어 구성요소는 전자회로들이다.
  
• 소프트웨어 구성요소는 무형의 요소들로, 데이터와 컴퓨터 프로그램들이다.
  
  

• 프로세스
  
• 메인 메모리
  
• Secondary 메모리
  
• 입력장치 (Input Device)
  
• 출력장치 (Output Device)
  
  

1.3 하드웨어 구성요소

1.4 메모리

• 메인 메모리 :
  
  • 프로세서와 직접 연결되어 있다.
    
  • 내용은 빠르고 쉽게 바뀔 수 있다.
    
  • 프로세서는 초당 수백만회 정도 메모리에 대한 접근을 할 수 있다.
    
• Secondary 메모리 :
  
  • 버스와 컨트롤러를 통해서 메인 메모리와 연결된다. (프로세서와 물리적으로 멀리 위치한다)
    
  • 내용은 빠르고 쉽게 바뀔 수 있으나, 메인메모리의 그것 보다는 느리다. (물리적으로 멀리 떨어져 있기 때문에)
    
  • 프로그램이나 데이터를 오랜시간 저장하기 위해서 사용한다.
    
  • 이들 데이터가 이용되기 위해서는 반드시 메인 메모리로 복사가 되어야 한다.
    
    
  질문
  메인메모리와 Secondary메모리중 어느게 빠른가.
  
  

1.5 메인 메모리

1.6 Secondary 메모리

• 하드디스크는 메인메모리에 비해서 거대한 크기의 저장공간을 제공한다.
  
• 하드디스크는 보통 컴퓨터시스템의 내부에 하나의 유닛으로 포함된다. (외장 하드디스크와 같이 외부에 위치하는 것들도 있다)
  
• 하드디스크는 데이터와 프로그램을 오랜시간 저장하기에 좋다.
  
• 데이터와 프로그램은 하드디스크 상에 파일의 형태로 존재한다.
  
  

1.7 입/출력 장치

• 키보드
  
• 마우스
  
• 마이크폰
  
• 바코드 리더기
  
• 타블랫(그래픽 디자이너를 위한)
  
  

• 모니터
  
• 프린터
  
• 스피커
  
  

1.8 소프트웨어

1.9 프로그램의 종류

1.10 운영체제

1.11 프로그램 실행하기

1. 사용자가 응용 프로그램을 실행한다.
   
   • 이 과정은 아이콘을 클릭하거나, 프롬프트에 명령을 직접입력함으로써 이루어진다.
     
2. 운영체제는 응용의 이름을 확인한다.
   
3. 운영체제는 응용 프로그램이 하드디스크의 어디에 저장되어 있는지를 찾는다.
   
4. 운영체제는 주 메모리에서 응용 프로그램을 실행시킬만한 (사용하지 않고 있는)충분한 공간이 있는지를 확인한다.
   
5. 운영체제는 응용프로그램과 데이터를 메인메모리에 복사한다.
   
6. 응용 프로그램을 위한 자원을 확보한다.
   
7. 드디어 응용 프로그램이 시작된다.
   
   

1.12 네트워크

1.13 WAN

1.14 인터넷

1.15 World Wide Web

1.16 Hyperlinks