[논문 리뷰] Concepts and their Use for Modelling Objects and References in Programming Languages

Alexandr Savinov|ArXiv.org|2007. 12. 30.

Advanced Software Engineering Methodologies참고 문헌 14인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 참조 클래스와 객체 클래스를 통합하는 '개념(concept)'을 통해 객체와 참조를 모델링하는 개념 중심 프로그래밍(CoP)이라는 새로운 프로그래밍 패러다임을 소개한다. 참조는 값으로 전달되고 객체는 참조로 전달되므로 CoP는 간접적 객체 접근, 계층적 가상 주소 체계, 메서드 가로채기, 이중 메서드, 라이프사이클 관리와 같은 고급 기능을 가능하게 하여 참조와 객체 행동에 대한 향상된 제어를 제공하는 통합된 객체 지향 프로그래밍 모델을 제공한다.

ABSTRACT

In the paper a new programming construct, called concept, is introduced. Concept is pair of two classes: a reference class and an object class. Instances of the reference classes are passed-by-value and are intended to represent objects. Instances of the object class are passed-by-reference. An approach to programming where concepts are used instead of classes is called concept-oriented programming (CoP). In CoP objects are represented and accessed indirectly by means of references. The structure of concepts describes a hierarchical space with a virtual address system. The paper describes this new approach to programming including such mechanisms as reference resolution, complex references, method interception, dual methods, life-cycle management inheritance and polymorphism.

연구 동기 및 목표

• 기존 객체 지향 프로그래밍에서 객체 정체성과 참조 의미 체계에 대한 복잡성과 애매함을 해결하기 위해.
• 새로운 구조인 '개념'을 통해 참조와 객체 의미 체계를 명시적으로 분리하는 통합 모델을 도입하기 위해.
• 구조적이고 계층적인 참조 시스템을 통해 객체 수명 주기, 참조, 메서드 디스패치의 더 표현적이고 안전한 관리를 가능하게 하기 위해.
• 일致한 참조 모델 내에서 메서드 가로채기, 다형성, 이중 메서드와 같은 고급 언어 기능을 위한 기반을 제공하기 위해.
• 객체가 간접적으로 참조를 통해 액세스되도록 하는 프로그래밍 모델을 정형화하여 캡슐화와 참조 제어를 향상시키기 위해.

제안 방법

• 참조 클래스(값으로 전달됨)와 객체 클래스(참조로 전달됨)의 쌍으로 구성된 개념을 도입하기 위해.
• 계층적 가상 주소 공간 내에서 참조를 해당하는 객체로 매핑하기 위한 참조 해석 메커니즘을 사용하기 위해.
• 경로 기반 액세스를 통해 중첩되거나 간접적인 객체 참조에 접근할 수 있도록, 구조적이고 확장 가능한 참조 해석 시스템을 지원하기 위해.
• 참조 수준의 메서드 호출을 통해 동적 디스패치와 행동 수정을 가능하게 하기 위해 메서드 가로채기를 구현하기 위해.
• 참조 클래스와 객체 클래스 양쪽에 정의된 메서드인 이중 메서드를 도입하여 액세스 컨텍스트에 따라 다형적 행동을 지원하기 위해.
• 라이프사이클 관리 상속을 적용하여 객체 생성, 파괴, 참조 관리 정책을 개념 계층 전체에 걸쳐 전파하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 참조와 객체 의미 체계를 통합하면서도 타입 안전성과 캡슐화를 유지할 수 있는가?
• RQ2 성능과 표현력을 유지하면서도 참조를 통한 간접적 객체 액세스를 지원하기 위해 어떤 메커니즘이 필요한가?
• RQ3 복잡한 참조 해석과 탐색을 지원하기 위해 어떻게 계층적 가상 주소 체계를 설계할 수 있는가?
• RQ4 메서드 가로채기와 이중 메서드는 다형성과 런타임 행동 커스터마이제이션을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ5 라이프사이클 관리와 상속은 개념 기반 모델 내에서 어떻게 조화롭게 확장될 수 있는가?

주요 결과

• 개념 모델은 참조와 객체 의미 체계를 성공적으로 분리하여 간접 액세스를 통해 더 안전하고도 더 유연한 객체 처리를 가능하게 한다.
• 계층적 가상 주소 공간 내에서의 참조 해석은 경로 기반으로 객체에 액세스할 수 있도록 하여 모듈화되고 확장 가능한 시스템을 지원한다.
• 메서드 가로채기와 이중 메서드는 메서드 디스패치에 대한 세밀한 제어를 제공하여 런타임 오버헤드 없이도 동적 행동 커스터마이제이션을 가능하게 한다.
• 라이프사이클 관리 상속을 통해 일관된 객체 생성 및 파괴 정책이 개념 계층 전체에 걸쳐 전파되어 반복 코드와 오류를 줄일 수 있다.
• 참조와 객체를 위한 통합 모델은 언어 수준의 복잡성 최소화로도 최신 기능을 지원할 수 있음을 입증하였다.
• 기술 보고서와 프로토타입 구현은 개념 중심 프로그래밍이 기존의 클래스 기반 모델에 비해 실현 가능하고 표현력이 풍부한 대안임을 확인하였다.