특정 작업에 대해 언어를“최적화”시키는 이유는 무엇입니까?

특정 작업에 특화된 프로그래밍 언어가 종종 있습니다. 일부 프로그래밍 언어는 배열 산술 (예 : 행렬 및 다차원 배열 사용)이 뛰어나지 만 다른 언어로는 재현하기 어려운 상위 수준 수학에서는 훨씬 더 우수합니다 (아직도 동일하게 가능함).

어쨌든 어셈블리로 컴파일하는 것이 가장 쉽다는 점에서 언어는 다른 언어보다 특정 작업이나 최종 목표에 더 좋을까요?

나는 Turing 완전한 언어, Turing과 동등한 언어에 대해 이야기하고 있습니다.

고려해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.

• 추상화 : 언어는 무엇을 "특별한"것으로 취급합니까? Matlab에서와 같이 행렬이 일류 값입니까, 아니면 C와 같이 배열과 같은 더 간단한 유형을 사용하여 인코딩합니까? C는 매트릭스가 어떻게 구현되는지에 대해 생각하게하지만 Matlab은 그렇지 않습니다.

  마찬가지로 복잡한 비동기 통신 시스템을 가지고 있다면 콜백을 수행 할 수있는 일급 함수를 원할 것입니다.

  추가되는 기능이 많을수록 언어가 복잡해집니다. 따라서 C ++ 및 D와 같은 "다중 패러다임"언어가 있지만 대부분의 언어는 틈새 시장을 선택하고 해당 틈새 시장에 중요한 요소를 선택한 다음 주요 추상화로 우선 순위를 지정합니다.

• 성능 : 모든 추상화는 컴파일 타임이든 런타임이든 비용이 따릅니다. 일부 언어는 덜 추상적이지만 성능이 뛰어난 방식으로 자신을 제한합니다.

  초기 포트란은 포인터 나 재귀를 허용하지 않았기 때문에 많은 루프를 실행하는 C와 같은 언어보다 빠른 속도로 숫자를 처리했습니다. 그러나 간접적 인 포인터가 필요한 트리와 같은 큰 데이터 구조를 인코딩하는 것은 끔찍했습니다. (현대 포트란에 대해서는 잘 몰라요.)

본질적으로 항상 상충 관계가 있습니다. 더 추상적 인 것은 런타임이 느려지거나 컴파일 타임에 더 복잡하다는 것을 의미합니다. 더 많은 기능은 더 복잡한 언어를 의미합니다. 일부 기능은 포인터 및 재귀와 같이 특정 작업을 빠르게하고 다른 작업을 느리게 만듭니다. 완벽한 언어는 없기 때문에 언어 품질면에서 각 언어는 현지 최대 수준에 도달합니다.

일부 언어의 제약 조건으로 기본 성능과 가능성 간의 균형을 유지하는 더 빠른 코드 (예 : Fortran vs C 및 포인터 별칭)를 쉽게 구현할 수 있습니다.

언어는 특정 작업에 대해 "최적화"된 것이 아니라 구현, 컴파일러 및 제약 조건으로 인해 컴파일러가 코드를 이해하기 쉽게 만들어줍니다. 실제 문제는 특정 라이브러리, 문제 길이에 따라 스위치로 프로세스 속도를 높이기 위해 구현 된 알고리즘에 관한 것입니다.

예를 들어 곱셈은 다양한 경우를 사용합니다 ( GMP 곱셈 참조) .

언어가 더 높은 수준의 수학 연산을 지정하면 구현이 최적이지만 (이 경우 효율적) 언어 사양의 일부가 아닙니다.

Matlab, Mathematica 및 Maple 에서 행렬 순위 계산을 살펴보십시오 (현재 모든 테스트를 직접 수행 할 수는 없지만 테스트와 일치합니다). 이러한 모든 언어 (환경)는 동일한 상위 수준의 작업을 구현하지만 구현 세부 사항이 다르므로 다양한 시간이 소요됩니다.

일부 도메인 특정 작업 (여기서는 도메인 특정 언어)이 특정 계산을 지향 할 때 대상 고객을 위해 개선되고 최적화됩니다 (수년에 걸쳐). 그러나 항상 최적 인 것은 아닙니다. 예를 들어 Perl은 문자열 처리에 오랜 역사를 가지고 있지만 PCRE (여기서는 Perl의 정규식)는 가장 빠른 기존 표현식이 아니며 메모리를 많이 사용하지만 표현력이 뛰어나고 강력합니다.

언어의 제약 조건으로 인해 컴파일 프로세스가 달라지고 언급 된 포인터 앨리어싱은 코드 순서 변경 가능성을 방지하고 변수를 다시로드합니다.

제 생각에 이것은 실제로 매우 정확하게 공식화 될 수 있습니다 : 도구 (예 : 표준 라이브러리와 함께 프로그래밍 언어)는 사용 가능한 모든 가능한 도구보다 최소화 할 때 특정 종류의 문제에 대한 최적의 도구입니다. 충분히 정확하고 성능이 좋은 솔루션을 얻는 데 소요되는 비용. 문제 등급의 모든 문제에 대한 주어진 확률 분포에 대한 기대치. 대부분이 비용은 프로그래머 시간 의 형태로 제공 되며 예상 설계 시간, 예상 디버깅 시간, 도구에 익숙하지 않은 사람을 교육하는 데 필요한 예상 시간 등이 포함됩니다.

실제로, 이들 양 중 실제로는 거의 측정 할 수 없습니다. 그래도 문제에 대해 생각하는 것이 올바른 방법이라고 생각합니다.

훌륭한 질문이며 쉽게 대답 할 수 없습니다. 실시간 통신 애플리케이션에 적합한 Erlang 언어에 대한 것이 있습니까? 아니면 Erlang 컴파일러에 관한 것입니까? 아니면 Erlang 커뮤니티와 생태계에 관한 것입니까? 아마도 텔레콤 응용 프로그램을 작성하는 방법을 아는 사람들은 Erlang에서 전문가이고, Erlang을 아는 사람들은 텔레콤 응용 프로그램에서 전문가입니까? 이러한 모든 요소가 중요한 역할을한다고 생각합니다.

Erlang에는 이러한 응용 프로그램에 적합한 두 가지 기능이있을 수 있습니다 (캐비티 : 언어를 사용한 적이 없습니다). 동시성 지원과 동적 소프트웨어 업그레이드 지원이 있습니다. 이러한 기능은 다른 많은 영역에서도 유용하지만 통신 엔지니어는 가동 시간에 열광적입니다. 아마도 웹 사이트를 구축하는 사람들이 전화 교환기를 구축하는 사람들처럼 고 가용성에 관심이 있다면 Erlang도 인기가있을 것입니다.

다른 답변은 특정 작업에 대한 언어를 최적화한다는 요점을 놓친 것입니다. 주어진 하드웨어에서 코드를 더 빨리 실행시키는 것만이 아닙니다. 특정 언어를 통해 명확하고 간결하게 문제에 대한 해결책을 표현할 수 있습니다. 그것은 문제 영역에 달려 있으며 (마케팅 과대 광고, 기존 솔루션의 무지 및 새로운 언어 작성의 자아 여행과 함께) 우리가 여러 언어를 사용하는 이유는 프로그래머가 적은 코드를 작성하는 것입니다. 오류가 적고 다음 프로그래머가 읽기 / 이해 / 수정 / 향상하기 쉽습니다.

예를 들어 C와 C ++는 모두 객체 지향 프로그래밍에 사용될 수 있습니다. 실제로 GObject 라이브러리는 OO C의 좋은 예입니다. 함수 포인터를 포함하는 AC 구조체는 C ++ 클래스의 가상 메서드와 동일한 목적을 수행 할 수 있으며 보다 나은; 개발 페널티는 메모리를 할당하고 함수 포인터를 초기화하고 '부모'메소드를 호출하기위한 전략을 선택하는 글루 코드입니다. 대부분의 경우 유형 Class klass * = new class()보다 명확하고 안전합니다 struct class *klass = malloc(sizeof(struct class));klass->fn1 = ...;klass->fnN = ....