[1장] 자바 시작

1.1 컴퓨터와 프로그래밍

프로그래밍 언어

• 프로그래밍 언어 : 컴퓨터가 실행할 프로그램을 작성하기 위한 언어
• 기계어(machine language) : 컴퓨터 CPU가 이해할 수 있는 0과 1의 이진수(binary code)로 구성된 언어 (컴퓨터의 CPU는 기계어만 이해하고 처리가능)
• 어셈블리어(assembly language) : 기계어 명령을 ADD, SUB, MOVE 등과 같은 표현하기 쉬운 상징적인 단어인 니모닉 기호 (mnemonic symbol)로 일대일 대응시킨 언어 (저급언어)
• 고급언어
  • 사람이 이해하기 쉽고 복잡한 작업, 자료 구조, 알고리즘을 표현하기 위해 고안된 언어
  • Pascal, Basic, C/C++, Java, C#
  • 절차 지향 언어와 객체 지향 언어로 나눌 수 있음

프로그래밍 컴파일

• 소스(source) : 프로그래밍 언어로 작성된 텍스트 파일
  • 컴퓨터는 C/C++나 자바와 같은 고급 언어로 작성된 소스 프로그램을 바로 이해할 수 없음 -> 컴파일(compile) 과정이 필요
• 컴파일(compile) : 소스 파일을 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 만드는 과정
  • 자바 : .java -> .class
  • C : .c -> .obj-> .exe
  • C++ : .cpp -> .obj -> .exe
• 소스 파일의 확장자로 프로그램을 작성한 언어를 구분
• 소스 프로그램을 컴파일하면 목적 파일이 생기며, 파일의 확장자는 언어나 운영체제에 따라 조금씩 다름
  • 자바 프로그램의 경우 컴파일된 파일의 확장자는 .class

 

1.2 자바의 출현과 WORA

자바의 탄생 배경(목적)

• 플랫폼 호환성 문제 해결
  • 기존 언어로 작성된 프로그램은 PC, 유닉스, 메인 프레임 등 플랫폼 간에 호환성 없음 (플랫폼 종속성; platform dependence)
  • 소스를 다시 컴파일하거나 프로그램을 재 작성해야 하는 단점
• 플랫폼 독립적(platform independent)인 언어 개발
  • 모든 플랫폼에서 호환성을 갖는 프로그래밍 언어 필요
  • 네트워크, 특히 웹에 최적화된 프로그래밍 언어의 필요성 대두
• 메모리 사용량이 적고 다양한 플랫폼을 가지는 가전 제품에 적용
  • 가전 제품 : 작은 량의 메모리를 가지는 제어 장치
  • 내장형 시스템 요구 충족

자바의 플랫폼 독립성, WORA

• WORA(Write Once Run Anywhere)
  • 한번 작성된 코드는 모든 플랫폼에서 바로 실행되는 자바의 특징
  • C/C++ 등 기존 언어가 가진 플랫폼 종속성 극복 (OS, H/W에 상관없이 자바 프로그램이 동일하게 실행)
  • 네트워크에 연결된 어느 클라이언트에서나 실행 (웹 브라우저, 분산 환경 지원)
• WORA를 가능하게 하는 자바의 특징
  • 바이트 코드(byte code)
    • 자바 소스를 컴파일한 목적 코드
    • CPU에 종속적이지 않은 중립적인 코드
    • JVM에 의해 해석되고 실행됨
  • 자바 가상 기계 JVM(Java Virtual Machine)
    • 자바 바이트 코드를 실행하는 자바 가상 기계(소프트웨어)

자바 가상 기계와 자바 실행 환경

• 바이트 코드
  • 자바 가상 기계에서 실행 가능한 바이너리 코드
  • 바이트 코드는 컴퓨터 CPU에 의해 직접 실행되지 않음
  • 자바 가상 기계가 작동 중인 플랫폼에서 실행
  • 자바 가상 기계가 인터프리터 방식으로 바이트 코드 해석  
  • 클래스 파일(.class)에 저장
• 자바 가상 기계(JVM : Java Virtual Machine)
  • 각기 다른 플랫폼에 설치
  • 동일한 자바 실행 환경 제공
  • 자바 가상 기계 자체는 플랫폼에 종속적
    • 자바 가상 기계는 플랫폼마다 각각 작성됨
    • 예) 리눅스에서 작동하는 자바 가상 기계는 윈도우에서 작동하지 않음
  • 자바 가상 기계 개발 및 공급
    • 자바 개발사인 오라클 외 IBM, MS 등 다양한 회사에서 제작 공급
• 자바의 실행
  • 자바 가상 기계가 클래스 파일(.class)의 바이트 코드 실행
• 실행 환경
  • 자바 가상 기계 + 자바 플랫폼의 다양한 클래스 라이브러리(자바 API)