Forth 프로그래밍 언어 입문 - 스택 기반 프로그래밍의 원조

Forth란 무엇인가

Forth는 1970년 찰스 무어가 개발한 스택 기반 프로그래밍 언어입니다. 40년간 저수준 프로그래밍을 연구해온 저로서는 Forth가 미니멀리즘의 극치라고 평가합니다. 언어 전체가 스택과 단어(word)라는 두 가지 개념으로 구성됩니다. 매우 작고 빠르며, 임베디드 시스템에서 여전히 사용됩니다. 인터프리터와 컴파일러가 통합된 대화형 환경을 제공합니다.

스택 기반 연산

Forth는 후위 표기법(Reverse Polish Notation)을 사용합니다. 3 4 +는 3과 4를 스택에 넣고 더한다는 의미입니다. 스택 조작 단어(DUP, DROP, SWAP, OVER, ROT)로 스택의 항목을 조작합니다. 복잡한 계산도 스택을 통해 수행합니다. 지역 변수가 거의 필요 없어 메모리가 절약됩니다. 스택 효과 주석(예: n1 n2 -- n3)으로 단어의 스택 동작을 문서화합니다.

단어 정의와 확장성

Forth에서는 새로운 단어(함수)를 : (콜론)으로 정의합니다. : SQUARE DUP * ;는 스택 최상위 값을 제곱하는 단어입니다. 이렇게 정의한 단어는 내장 단어처럼 사용됩니다. 이 과정을 반복하여 도메인 특화 언어(DSL)를 구축합니다. 컴파일러 자체도 Forth 단어로 확장할 수 있습니다. 이러한 확장성이 Forth의 핵심 철학입니다.

Forth의 응용 분야

Forth는 리소스가 제한된 환경에서 빛납니다. 우주 탐사선(로제타, 필레)에서 사용되었습니다. Open Firmware는 많은 컴퓨터의 부트 펌웨어에 사용된 Forth 환경입니다. Factor와 PostScript는 Forth의 영향을 받은 언어입니다. 임베디드 시스템, 실시간 제어, 신발 사이징 기계 같은 곳에서 Forth가 발견됩니다.

Forth 학습하기

Forth를 배우려면 스택 사고방식에 적응해야 합니다. 'Starting Forth'(Leo Brodie)는 고전적인 입문서로 온라인에서 읽을 수 있습니다. Gforth는 GNU Forth로 무료 구현체입니다. Forth 챌린지를 통해 스택 조작에 익숙해지세요. Forth는 언어가 얼마나 단순할 수 있는지 보여주는 극단적인 예입니다. 프로그래밍 언어 디자인에 관심 있다면 반드시 알아야 할 언어입니다.

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