혼공 운영체제) 03.명령어 01.소스 코드와 명령어

🔥 컴퓨터가 소스코드를 실행하는 과정

우리가 사용하는 C, C++, Python, Java 같은 프로그래밍 언어는 사람이 읽고 쓰기 쉽도록 설계된 고급 언어입니다.
하지만 컴퓨터는 고급 언어를 바로 이해하지 못하며, 0과 1로 구성된 기계어로 변환해야 실행할 수 있습니다.

 

📌 이번 강에서는 고급 언어(소스코드)가 어떻게 컴퓨터가 실행할 수 있는 명령어로 변환되는지 학습합니다.
✅ 고급 언어와 저급 언어의 개념
✅ 기계어와 어셈블리어 비교
✅ 컴파일 언어 vs 인터프리터 언어
✅ 소스코드 변환 과정 (컴파일 & 인터프리트 과정 실습)

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🏗 1. 고급 언어와 저급 언어

✅ 고급 언어 (High-Level Language)

• 사람이 읽고 쓰기 쉽도록 설계된 프로그래밍 언어
• 예: C, C++, Java, Python, JavaScript
• 개발자가 이해하기 쉬운 문법을 제공

📌 예제 (Python)

print("Hello, World!")

• 위 코드는 우리가 쉽게 읽고 이해할 수 있음
• 하지만 컴퓨터는 이 코드를 바로 실행할 수 없음

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✅ 저급 언어 (Low-Level Language)

컴퓨터가 직접 이해하고 실행할 수 있는 언어

• 기계어 (Machine Language): 0과 1로만 이루어진 언어
• 어셈블리어 (Assembly Language): 사람이 조금 더 읽기 쉽게 표현한 저급 언어

📌 예제 (기계어)

 

10101011 00001111 11001010 10101010

 

✅ 문제가 뭘까?

• 사람이 읽고 이해하기 어렵다.
• 개발자가 직접 작성하기 어렵다.
• 컴퓨터는 기계어만 이해할 수 있기 때문에, 고급 언어 → 기계어로 변환해야 한다.

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🎯 2. 기계어와 어셈블리어

✅ 기계어 (Machine Code)

• 컴퓨터가 직접 이해할 수 있는 0과 1로 된 코드
• CPU가 기계어를 실행하여 프로그램을 동작

📌 기계어 예제

 

10100011 01011000 11001010 01101100

 

❌ 문제점:

• 사람이 직접 작성하기 어려움
• 디버깅이 어렵고 유지보수가 불편함

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✅ 어셈블리어 (Assembly Language)

• 기계어를 사람이 좀 더 이해하기 쉽게 변환한 저급 언어
• CPU 명령어를 문자 형태로 표현

📌 어셈블리어 예제

MOV AX, 5
ADD AX, 3

 

✅ 장점:

• 기계어보다 사람이 읽기 쉬움
• 특정 하드웨어(CPU)와 밀접하게 연관됨

❌ 단점:

• 여전히 개발자가 직접 작성하기 어려움
• 하드웨어에 따라 명령어가 달라지므로 이식성이 떨어짐

📌 따라서, 대부분의 프로그래머는 "고급 언어"를 사용하고, 이를 기계어로 변환하는 과정이 필요하다.

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🛠 3. 컴파일 언어 vs 인터프리터 언어

고급 언어를 기계어로 변환하는 방식에는 컴파일 방식과 인터프리트 방식이 존재합니다.

✅ 컴파일 언어 (Compiled Language)

📌 특징

• 소스코드를 한 번에 기계어로 변환한 후 실행
• 실행 파일(.exe, .out)을 생성한 후 실행 가능
• 프로그램 실행 속도가 빠름

📌 예제 언어

• C, C++ (컴파일 방식 사용)

📌 컴파일 과정

소스코드 (C) → [컴파일러] → 기계어 변환 (목적 코드) → 실행 파일

✅ 장점

• 실행 속도가 빠름
• 배포 시 소스코드 노출 없이 실행 파일 제공 가능

❌ 단점

• 컴파일 과정이 필요하여 실행 속도가 느릴 수 있음
• 소스코드 수정 후 반드시 다시 컴파일해야 함

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✅ 인터프리터 언어 (Interpreted Language)

📌 특징

• 소스코드를 한 줄씩 해석하여 실행
• 실행 파일을 만들지 않고, 코드 실행 속도가 느림

📌 예제 언어

• Python, JavaScript, Ruby

📌 인터프리트 과정

소스코드 (Python) → [인터프리터] → 한 줄씩 기계어 변환 및 실행

 

✅ 장점

• 즉시 실행 가능 (컴파일 과정 불필요)
• 코드 수정 후 즉시 실행 가능 (개발 편의성 높음)

❌ 단점

• 실행 속도가 느림
• 프로그램을 실행할 때마다 해석해야 하므로 성능 저하

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🔍 4. 컴파일 & 인터프리트 과정 실습

📌 소스코드가 컴파일 & 인터프리트 과정을 거쳐 어떻게 변환되는지 확인할 수 있는 사이트 소개
👉 godbolt.org (Compiler Explorer)

 

✅ 실습 방법

1. 고급 언어(C, Python) 소스코드를 입력
2. 오른쪽 창에서 어셈블리어 코드 변환 결과 확인
3. CPU 아키텍처(x86, ARM 등)에 따라 변환된 코드가 달라지는 것도 확인 가능

📌 실습을 통해 확인할 수 있는 것

• 고급 언어가 어셈블리어로 변환되는 과정
• CPU 아키텍처별 명령어 차이
• 컴파일러 옵션에 따라 기계어 코드 최적화 여부

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🏁 정리: 소스코드와 명령어 변환 과정

📌 고급 언어 → 기계어로 변환하는 과정이 필요함

📌 컴파일 언어 vs 인터프리터 언어 비교

비교 항목	컴파일 언어	인터프리터 언어
변환 방식	전체 코드 변환 후 실행	한 줄씩 변환하여 실행
실행 속도	빠름	느림
예제 언어	C, C++	Python, JavaScript
장점	빠른 실행 속도	개발 편의성 높음
단점	수정 후 재컴파일 필요	실행 속도가 느림

 

📌 고급 언어 → 어셈블리어 → 기계어(0과 1) 변환 과정을 이해하는 것이 중요! 🚀

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✍ 이 블로그 포스트를 통해 배운 점

• 컴퓨터는 0과 1로 된 기계어만 이해한다.
• 고급 언어(소스코드)를 기계어로 변환하는 과정이 필요하다.
• 컴파일 언어(C, C++)와 인터프리터 언어(Python, JavaScript)의 차이점
• 컴파일 과정과 인터프리트 과정이 어떻게 진행되는지 이해했다.

 

 

출처:
혼자공부하는 운영체제 - 강민철