[4장] 구조적 프로그래밍
<증명>
데이크스트라는 증명이라는 수학적인 원리를 적용하여 이 문제를 해결하고자 했다. 그의 비전은 공리, 정리, 다름정리, 보조정리로 구성되는 유클리드 계층구조를 만드는 것이었다. 다시 말해 프로그래머는 입증된 구조를 이용하고, 이들 구조를 코드와 결합시키며, 그래서 코드가 올바르다는 사실을 스스로 증명하게 되는 방식이었다.
데이크스트라는 이런 goto문의 ‘좋은’ 사용 방식은 if/then/else와 do/while과 같은 분기와 반복이라는 단순한 제어 구조에 해당한다는 사실을 발견했다. 모듈이 이러한 종류의 제어 구조만을 사용한다면 증명 가능한 단위로까지 모듈을 재귀적으로 세분화하는 것이 가능해 보였다.
모든 프로그램을 순차(sequence), 분기(selection), 반복(iteration)이라는 세 가지 구조만으로 표현할 수 있다는 사실을 증명했다. 모듈을 증명 가느앟게 하는 바로 그 제어 구조가 모든 프로그램을 만들 수 있는 제어 구조의 최소 집합과 동일하다는 사실이었다. 구조적 프로그래밍은 이렇게 탄생했다.
<해로운 성명서>
“goto문의 해로움”-데이크스트라는 세 가지 제어 구조에 대한 자신의 의견을 피력했다.
데이크스트라가 승리했다. 컴퓨터 언어가 진화하면서 goto문장은 계속 뒤편으로 밀려났다.
현재의 우리 모두는 구조적 프로그래머이며, 여기에는 선택의 여지가 없다. 제어흐름을 제약 없이 직접 전환할 수 있는 선택권 자체를 언어에서 제공하지 않기 때문이다.
<기능적 분해>
구조적 프로그래밍을 통해 모듈을 증명 가능한 더 작은 단위로 재귀적으로 분해할 수 있게 되었고, 이는 결국 모듈을 기능적으로 분해할 수 있음을 뜻했다.
이를 토대로 구조적 분석(structured analysis)이나 구조적 설계(structured design)와 같은 기법이 인기를 끌었었다.
<엄밀한 증명은 없었다>
오늘날 이처럼 엄밀한 증명이 고품질의 소프트웨어를 생산하기 위한 적절한 방법이라고 믿는 프로그래머는 이제 거의 없다.
<과학이 구출하다>
과학적 방법은 반증은 가능하지만 증명은 불가능하다.
과학은 서술된 내용이 사실임을 증명하는 방식이 아니라 서술이 틀렸음을 증명하는 방식으로 동작한다. 각고의 노력으로도 반례를 들 수 없는 서술이 있다면 목표에 부합할 만큼은 참이라고 본다.
결론적으로 수학은 증명 가능한 서술이 참임을 입증하는 원리라고 볼 수 있다. 반면 과학은 증명 가능한 서술이 거짓임을 입증하는 원리라고 볼 수 있다.
<테스트>
“테스트는 버그가 있음을 보여줄 뿐, 버그가 없음을 보여줄 수는 없다.”
테스트에 충분한 노력을 들였다면 테스트가 보장할 수 있는 것은 프로그램이 목표에 부합할 만큼은 충분히 참이라고 여길 수 있게 해주는 것이 전부다.
오히려 소프트웨어는 과학과 같다. 최선을 다하더라도 올바르지 않음을 증명하는 데 실패함으로써 올바름을 보여주기 때문이다.
거짓임을 증명하려는 테스트가 실패한다면, 이 기능들은 목표에 부합할 만큼은 충분히 참이라고 여기게 된다.
<결론>
구조적 프로그래밍이 오늘날까지 가치 있는 이유는 프로그래밍에서 반증 가능한 단위를 만들어 낼 수 있는 바로 이 능력 때문이다. 또한 흔히 현대적 언어가 아무런 제약 없는 goto 문장은 지원하지 않는 이유이기도 하다.
가장 작은 기능에서부터 가장 큰 컴포넌트에 이르기까지 모든 수준에서 소프트웨어는 과학과 같고, 따라서 반증 가능성에 의해 주도된다. 소프트웨어 아키텍트는 모듈, 컴포넌트, 서비스가 쉽게 반증 가능하도록(테스트하기 쉽도록) 만들기 위해 분주히 노력해야 한다.
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