[1차 필기] 프로그래밍 언어 활용(과정평가형 정보처리산업기사)

비트(bit)

• 비트는 컴퓨터를 이해하기 위한 가장 기본적인 용어
• Binary Digit 약칭
• 0과 1로 구성된 이진법
• 비트와 바이트의 관계
  1. byte
  2. kb 킬로
  3. mb 메가
  4. gb 기가
  5. tb 테라
  6. pb 페타
  7. eb 엑사
• 컴퓨터 명령 전달

컴퓨터 시스템 구조

• 프로그램 실행 및 데이터 처리는 중앙처리장치(CPU)에서 수행 → 저장은 기억장치(Memory)에서 수행 → 중앙처리장치로 부터 명령을 받아 데이터를 입력 또는 출력하는 일은 입출력 장치(I/O Device)에서 수행
• 명령어 실행단계
  1. 인출(Fetch) → 해석(Decode) → 실행(Excute) → 기록(Wirte Back)
• 명령어 형식
  1. 용도에 따라 필드로 나눌 수 있음
  2. 필드의 수, 배치 방법, 각 필드에 포함되는 0과 1의 개수를 정의하는 것을 명령어 형식이라 함
  3. 연산 코드 : 수행될 연산을 지정
  4. 오퍼 랜드 : 연산을 수행하는 데 필요한 데이터 또는 데이터의 주소

프로그램의 구성 요소

• 자료구조
  1. 단순구조 : 프로그래밍 언어에서 제공하는 기본 데이터 타입
  2. 선형구조 : 자료들 사이의 선후 관계가 일대일 구조
  3. 비선형구조 : 자료들 사의 선후 관계가 계층 또는 그물 형태를 가지는 구조
  4. 파일구조 : 보조 기억장치에 데이터 값이 실제로 기록되는 자료구조
• 알고리즘 : 자연어, 순서도, 의사코드, 프로그래밍 언어를 이용하는 방법이 있음, 프로그래밍 언어가 아니더라도 알고리즘 표현 가능
  1. 입력
  2. 출력
  3. 명확성
  4. 유한성
  5. 유효성
• 변수 : 어떤 값을 주기억 장치에 기억하기 위해서 사용하는 공간
• 식별자 : 프로그램의 구성 요소를 구별하기 위한 기준, 변수명이 식별자에 속함
• 바인딩 : 변수와 변순에 관련된 속성을 연결하는 과정
  1. 정적 바인딩 : 프로그램 실행 시간 전에 속성을 연결하는 방식
  2. 동적 바인딩 : 프로그램 실행 시잔에 속성을 연결하는 방식
• 선언 : 변수에 이름, 데이터 타입 등의 속성을 부여하는 작업
  1. 명시적 선언 : 선언문을 이용하여 변수 이름을 나열하고 속성을 부여하는 방식
  2. 묵시적 선언 : 별도의 선언문 없이 디폴트 규칙에 의해 속성이 부여되는 방식
• 영역 : 이름이 사용되는 범위를 의미
  1. 정적 영역 : 변수를 찾을때 구조에 기반하는 방식
  2. 동적 영역 : 변수를 찾을때 구조보다는 순서에 기반하는 방식
• 할당 : 변수에 메모리 공간을 바인딩하는 작업을 의미
• 데이터 타입 : 변수가 가질 수 잇는 속성값의 길이 및 성질을 의미
  1. 불린 타입 : 조건이 참인지 거짓인지 판단하고자 할 때 사용
  2. 문자 타입 : 문자 하나를 저장하고자 할 때 사용
  3. 문자열 타입 : 나열된 여러 개의 문자를 저장하고자 할 때 사용
  4. 정수 타입 : 정수값을 저장하고자 할 때 사용
  5. 부동 소수점 타입 : 소수점을 포함하는 실수값을 저장하고자 할 때 사용
  6. 배열 타입 : 여러 데이터를 하나를 묶어서 저장하고자 할 때 사용
• 연산자 : 데이터 처리를 위해 연산을 표현하는 기호로 +,- 등과 같은 연산자를 포함
• 명령문 : 프로그램을 구성하는 문자응로, 지시 사항을 처리하는 단위를 의미

연산자

• 산술 연산자
  1. +, -, *, /, %(나머지)
• 시프트 연산자
  1. << : 왼쪽 값을 오른쪽 값만큼 비트를 왼쪽으로 이동시킴

  2. : 왼쪽 값에 오른쪽 값만큼의 부호 비트를 채우면서 왼쪽으로 이동

• 관계 연산자
  1.  
  2. <

  3. =

  4. =<
  5. == : 왼쪽에 있는 값이 오른쪽과 같으면 참 그렇지 않으면 거짓
  6. != : 왼쪽에 있는 값이 오른쪽과 다르면 참 그렇지 않으면 거짓
• 논리 연산자
  1. && : 두 개의 논리값이 모두 참이면 참 그렇지 않으면 거짓
  2. || : 두 개의 논리값 중 하나가 참이면 참 그렇지 않으면 거짓
• 비트 연산자
  1. & : 두 값을 비트로 연산하여 모두 참이면 참 그렇지 않으면 거짓
  2. | : 두 값을 비트로 연산하여 하나가 참이면 참 그렇지 않으면 거짓
  3. ^ : 두 값을 비트로 연산하여 서로 다르면 참 그렇지 않으면 거짓

조건문

• if, case/switch

반복문

• while, for, do

사용자 정의 자료형 활용

• 열거체
  1. 괄호 안에 연속적인 값이 들어가는 자료형
  2. 특정 값을 넣어주지 않으면 1씩 늘어나기 때문에 상수배열이라고도 함
• 구조체
  1. 괄호 안에 멤버 변수를 사용하는 자료
• 공용체
  1. 구조체와 거의 유사하나 조금 더 범주가 크다고 볼 수 있음
• 추상화
  1. 복잡한 문제의 본질을 이해하기 위해 세부 사항은 배제하고 중요한 부분을 중심으로 간략화하는 기법
     • 기능 추상화 : 입력 자료를 출력 자료로 변환하는 과정을 추상화하는 방법
     • 자료 추상화 : 자료와 자료에 적용할 수 있는 오퍼레이션을 함께 정의하는 방법
     • 제어 추상화 : 외부 이벤트에 대한 반응을 추상화하는 방법
• 상속
  1. 상위 수준 그룹의 모든 특성을 하위 수준 그룹이 이어받아 재사용 또는 확장하는 특성을 의미
  2. 단일 상속, 다중 상속이 있음
• 구체화
  1. 하위 수준 그룹이 상위 수준 그룹의 추상적인 부분을 구체화시키는 것을 의미

프로그래밍 언어의 유형 분류

• 개발 편의성에 따른 분류
  1. 저급 언어 : 기계가 이해할 수 있도록 만들어진 언어, 기계어, 어셈블리어
  2. 고급 언어 : 개발자가 소스코드를 작성할 때 쉽게 이해할 수 있도록 작성된 언어로 C, C++, JAVA 고급 언어
• 실행하는 방식에 따른 분류
  1. 명령형 언어 : 컴퓨터에 저장된 명령어들이 순차적으로 실행되는 프로그래밍 방식으로 절차형 언어라고 함, FORTRAN, COBOL, PASCAL, C
  2. 함수형 언어 : 수학적 수식과 같은 함수들로 프로그램을 구성하여 호출하는 방식, LISP
  3. 논리형 언어 : 규칙에 대한 활성화 조건이 만족되면 연관되 규칙이 실행되는 구조, 추론과 관계 규칙에 의해 원하는 결과를 얻는 방식, PROLOG
  4. 객체 지향 언어 : 객체 간의 메시지 통신을 이용하여 프로그래밍 하는 방식, JAVA, C++
• 구현 기법에 따른 분류
  1. 컴파일 방식의 언어 : 고급 언어를 기계어를 번역하는 방식의 언어, FORTRAN, PASCAL, C, C++ 등 컴파일 방식의 언어, 실행에 필요한 정보가 컴파일 시간에 계산되어 실행 속도가 높다는 특징
  2. 인터프리터 방식의 언어 : 고급 언어 명령문을 하나씩 번역하고 실행하는 방식의 언어, BASIC, PROLOG, LISP, SNOBOL, 프로그램 실행시에 계산된다는 특징을 가지고 있음
  3. 혼합형 방식의 언어 : 고급 언어를 컴파일 하여 중간 언어로 변환 후, 인터프리터에 의해 번역을 실행하는 방식의 언어를 의미, JAVA

컴파일러

• 고급언어를 기계어로 번역하는 도구
• 컴파일방식의 언어는 모두 컴파일러를 필요

인터프리터

• 프로그램 문장을 하나씩 번역하고 실행할 수 있도록 하는 프로그램
• 개발하는 과정에서 사용하면 유용
• 인터프리터 방식의 언어는 모두 인터프리터를 필요
• 실행속도가 느리고 메모리 사용이 비효율적임

절차지향 프로그래밍

• 객체라는 개념이 등장하기 이전에 모듈, 변수, 함수를 사용하여 개발하는 방법
• 프로그램을 순차적으로 수행시키는 방법
• 자료구조와 명령 중심으로 프로그램을 구성

객체지향 프로그래밍

• 객체와 객체 간의 통신을 통해 프로그램이 구현됨
• 객체와 속성, 메소드로 구성되는데, 절차 지향에서의 모듈은 객체에 대응되고, 변수는 속성에 대응되며, 함수는 메소드에 대응
• 객체 지향 프로그래밍의 구성 요소
  1. 객체(Object) : 개체, 속성, 메소드로 구성된 클래스의 인스턴스를 의미
  2. 클래스(Class) : 객체의 타입을 정의하고 객체를 생성하는 틀을 의미
  3. 메시지(Message) : 객체 간의 통신을 의미
• 객체의 구성 요소
  1. 개체(Entity) : 현실 세계에 보이는 본질을 의미
  2. 속성(Attribute) : 자료 저장소 역할을 하며, 절차 지향 프로그래밍의 변수와 대응
  3. 메소드(Method) : 호출 단위를 의미, 절차 지향 프로그래밍의 함수와 대응

프로그래맹 언어 패턴

• 싱글톤 패턴 : 오직 하나의 인스턴스만을 가지도록 하는 패턴
• 팩토리 메소드 패턴 : 어떤 인스턴스를 생성할지는 서브클래스에서 정의하도록 하는 패턴
• 옵서버 패턴 : 하나의 오브젝트 상태가 변할 때 관련자에게 알리고 자동 업데이트를 수행하는 패턴
• 퍼사드 패턴 : 하나의 인터페이스로 제공하는 패턴
• 프락시 패턴 : 객체의 대리자를 이용하여 다른 객체로의 접근을 통제하는 패턴
• 커맨드 패턴 : 요청 자체를 캡슐화하여 파라미터를 전달하는 패턴
• 템플릿 메소드 패턴 : 템플릿을 정의하고 구체화는 서브클래스에서 정의 하는 패턴

디자인패턴

• 어떤 분야에서 반복적으로 나타나는 문제점들에 대해 전문가들의 경험을 정리하여 해결방안을 제시한 패턴

라이브러리

• 효율적인 프로그램 개발을 위해 필요한 프로그램을 모아 놓은 집합체
• 필요할 때 찾아서 쓸 수 있도록 모듈화 되어 제공되는 프로그램
• 라이브러리 구성
  1. 도움말
  2. 설치 파일
  3. 샘플 코드
• 표준 라이브러리
  1. 프로그래밍 언어가 기본적으로 가지고 있는 라이브러리를 의미
  2. 여러 종류의 모듈과 패키지를 가짐
• 외부 라이브러리
  1. 표준 라이브러리와 달리 별도의 파일을 설치해야 함
  2. 누구나 개발하여 설치 할 수 있음
  3. 인터넷 공유할 수 있음

모듈

• 한객의 파일에서 기능을 제공

패키지

• 여러 개의 모듈을 한 개의 폴더에 묶어서 기능을 제공