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한편의 영화가 만들어지는 과정을 생각해 봅시다. 감독은 전체 시나리오의 흐름을 파악하고, 적절한 시점에 각 배우에게 “지금부터 당신의 장면을 연기해 주세요”라고 지시를 내립니다. 배우는 자신의 역할에 맞는 특정 연기를 하고, 연기가 끝나면 다시 감독에게 흐름을 넘깁니다. 이 과정이 반복되면서 한 편의 복잡하고 긴 영화가 완성됩니다. 소프트웨어가 작동하는 방식도 이와 놀랍도록 유사합니다. 여기서 영화감독의 역할을 하는 것이 메인 루틴(Main Routine)이고, 각 장면을 연기하는 배우의 역할이 바로 서브 루틴(Subroutine)입니다.

이 글에서는 프로그래밍의 가장 기본적인 실행 구조인 ‘루틴’에 대해 알아봅니다. 정보처리기사 자격증을 준비하며 절차적 프로그래밍의 기초를 다지고 싶은 분, 또는 개발자와의 소통을 위해 프로그램의 동작 원리를 이해하고 싶은 기획자 및 관리자분들을 위해 준비했습니다. 프로그램의 시작과 끝을 책임지는 메인 루틴과, 필요할 때마다 나타나 문제를 해결하는 만능 해결사 서브 루틴의 관계를 통해 질서정연한 코드의 세계를 경험해 보시길 바랍니다.

목차

1. 루틴이란 무엇인가?: 프로그램의 작업 단위
2. 메인 루틴 (Main Routine): 모든 것의 시작점이자 지휘자 🎬
3. 서브 루틴 (Subroutine): 필요할 때 부르는 만능 해결사 🛠️
4. 메인 루틴과 서브 루틴의 상호작용: 호출과 반환
5. 왜 서브 루틴을 사용하는가?: 모듈화의 실현
6. 루틴에서 함수와 프로시저로
7. 결론: 질서 있는 코드의 첫걸음

루틴이란 무엇인가?: 프로그램의 작업 단위

루틴(Routine)은 가장 포괄적인 의미에서 ‘컴퓨터가 수행하는 일련의 작업 절차’를 의미합니다. 특정 목표를 달성하기 위해 순서대로 배열된 명령어들의 집합으로, 프로그램 내에서 하나의 작업 단위로 간주될 수 있는 모든 코드 블록을 루틴이라고 부를 수 있습니다. ‘정해진 순서’나 ‘판에 박힌 일’을 의미하는 일상 용어 ‘루틴’처럼, 프로그램의 루틴도 정해진 절차에 따라 특정 임무를 수행합니다.

이러한 루틴은 프로그램의 목적과 구조에 따라 크게 두 가지 종류로 나뉩니다. 하나는 프로그램이 시작될 때 단 한 번 실행되어 전체의 흐름을 책임지는 메인 루틴이고, 다른 하나는 특정 기능을 수행하기 위해 필요할 때마다 여러 번 호출되어 사용되는 서브 루틴입니다. 이 두 루틴의 유기적인 상호작용을 통해 복잡한 소프트웨어가 질서정연하게 동작하게 됩니다.

메인 루틴 (Main Routine): 모든 것의 시작점이자 지휘자 🎬

프로그램의 진입점(Entry Point)

사용자가 바탕화면의 아이콘을 더블 클릭하여 프로그램을 실행시키는 순간, 운영체제는 해당 프로그램의 ‘시작점’을 찾아 실행의 제어권을 넘겨줍니다. 이 최초의 시작점이자 프로그램의 생명이 시작되는 곳이 바로 메인 루틴입니다. 메인 루틴은 프로그램 전체에서 유일하게 단 하나만 존재하며, 프로그램이 종료될 때까지 전체의 흐름을 책임집니다.

C, C++, Java, C# 등 많은 프로그래밍 언어에서는 이 메인 루틴이 main()이라는 이름의 함수로 명시적으로 정의되어 있습니다. 운영체제는 약속된 이름인 main() 함수를 찾아 실행하고, 이 main() 함수의 실행이 끝나면 프로그램도 종료됩니다. 즉, 메인 루틴은 프로그램의 시작과 끝을 정의하는 알파이자 오메가라고 할 수 있습니다.

전체 흐름을 제어하는 역할

메인 루틴의 가장 중요한 역할은 모든 세부적인 작업을 직접 처리하는 것이 아니라, 프로그램의 전체적인 흐름과 로직을 조율하고 관리하는 지휘자(Conductor)의 역할을 하는 것입니다. 마치 오케스트라의 지휘자가 직접 바이올린을 켜거나 트럼펫을 불지 않고, 각 악기 파트(서브 루틴)에 적절한 연주 시점을 지시하여 웅장한 교향곡을 완성하는 것과 같습니다.

잘 작성된 메인 루틴은 프로그램이 수행해야 할 큰 작업들을 순서대로 나열한 목차나 개요처럼 보입니다. 예를 들어, ‘사용자로부터 데이터를 입력받는다 -> 데이터를 처리한다 -> 결과를 화면에 출력한다’와 같은 큰 그림을 그리고, 각 단계의 실제 작업은 해당 기능을 전문적으로 수행하는 서브 루틴을 호출하여 위임합니다. 이를 통해 우리는 메인 루틴의 코드만 보고도 프로그램 전체가 어떤 순서로 무엇을 하는지 쉽게 파악할 수 있습니다.

서브 루틴 (Subroutine): 필요할 때 부르는 만능 해결사 🛠️

특정 기능의 전문화

서브 루틴은 하나의 특정 기능을 수행하기 위해 만들어진 독립적인 코드 블록입니다. ‘두 숫자의 합을 구하는 기능’, ‘이메일 주소 형식이 올바른지 검증하는 기능’, ‘사용자 데이터를 데이터베이스에 저장하는 기능’처럼, 명확하고 단일한 책임을 갖는 단위로 작성됩니다.

서브 루틴은 그 자체만으로는 실행되지 않으며, 메인 루틴이나 다른 서브 루틴에 의해 이름이 불려지는, 즉 ‘호출(Call)’되었을 때만 실행됩니다. 영화 속에서 감독이 “액션!”이라고 외치기 전까지 가만히 대기하는 배우처럼, 서브 루틴은 자신의 역할이 필요한 순간에 호출되어 임무를 수행하고, 임무가 끝나면 실행의 제어권을 다시 자신을 호출한 곳으로 돌려줍니다.

호출(Call)을 통한 재사용

서브 루틴의 가장 강력한 특징은 재사용성입니다. 한번 잘 만들어진 서브 루틴은 프로그램의 여러 다른 위치에서 필요할 때마다 몇 번이고 다시 호출하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자로부터 입력받은 숫자에 쉼표(,)를 찍어주는 addCommasToNumber()라는 서브 루틴을 만들었다고 가정해 봅시다. 이 서브 루틴은 상품 가격을 표시할 때, 은행 계좌 잔액을 보여줄 때, 게시물의 조회 수를 보여줄 때 등 숫자를 형식에 맞게 출력해야 하는 모든 곳에서 재사용될 수 있습니다.

이는 ‘같은 코드를 반복해서 작성하지 말라(DRY, Don’t Repeat Yourself)’는 프로그래밍의 중요 원칙을 실현하는 가장 기본적인 방법입니다. 만약 서브 루틴이 없다면, 쉼표를 찍어주는 동일한 로직을 필요한 모든 곳에 복사해서 붙여넣어야 할 것이며, 이는 코드의 양을 불필요하게 늘리고 유지보수를 매우 어렵게 만들 것입니다.

메인 루틴과 서브 루틴의 상호작용: 호출과 반환

호출 스택(Call Stack)의 개념 📚

프로그램의 제어 흐름이 메인 루틴과 여러 서브 루틴 사이를 어떻게 이동하는지 이해하기 위해서는 호출 스택(Call Stack)의 개념을 알아야 합니다. 호출 스택은 프로그램이 현재 실행 중인 루틴들의 작업 내역을 순서대로 기록하는 메모리 공간입니다.

이 과정은 마치 우리가 책상 위에서 여러 가지 일을 처리하는 방식과 같습니다.

1. 메인 루틴이 작업을 시작합니다. (책상 위에 ‘주요 업무’ 서류를 펼침)
2. 메인 루틴이 서브 루틴 A를 호출합니다. 이때 메인 루틴은 하던 일을 잠시 멈추고, 어디까지 했는지 ‘주요 업무’ 서류에 책갈피를 꽂아둔 채 그 위에 ‘A 업무’ 서류를 올려놓습니다.
3. 서브 루틴 A가 작업을 하다가, 다시 서브 루틴 B를 호출합니다. A는 하던 일을 멈추고 ‘A 업무’ 서류에 책갈피를 꽂은 뒤, 그 위에 ‘B 업무’ 서류를 올려놓습니다.
4. 서브 루틴 B가 작업을 마칩니다. ‘B 업무’ 서류를 치우고, 바로 아래에 있던 ‘A 업무’ 서류의 책갈피 위치부터 다시 작업을 이어갑니다.
5. 서브 루틴 A가 작업을 마칩니다. ‘A 업무’ 서류를 치우고, 맨 아래에 있던 ‘주요 업무’ 서류의 책갈피 위치부터 다시 작업을 이어갑니다.

이처럼 가장 마지막에 호출된 루틴이 가장 먼저 종료되는 ‘후입선출(LIFO, Last-In, First-Out)’ 구조로 작동하는 것이 바로 호출 스택의 핵심 원리입니다.

인자(Argument)와 반환값(Return Value)

루틴끼리 작업을 주고받을 때는 데이터도 함께 전달해야 합니다. 이때 사용되는 것이 인자와 반환값입니다.

• 인자(Argument) 또는 매개변수(Parameter): 호출하는 쪽(Caller)에서 호출되는 쪽(Callee)으로 넘겨주는 데이터입니다. calculateSum(5, 3)을 호출할 때, 5와 3이 바로 인자입니다. 이는 마치 요리사(서브 루틴)에게 “계란 2개와 밀가루 500g으로(인자) 빵을 만들어 줘”라고 재료를 주는 것과 같습니다.
• 반환값(Return Value): 호출된 서브 루틴이 자신의 작업을 마친 후, 호출한 쪽으로 돌려주는 결과 데이터입니다. calculateSum(5, 3)이 8이라는 결과를 돌려주는 것이 반환값입니다. 요리사가 완성된 빵(반환값)을 건네주는 것과 같습니다.

왜 서브 루틴을 사용하는가?: 모듈화의 실현

코드의 재사용과 중복 제거

서브 루틴을 사용하는 가장 큰 이유는 앞서 언급했듯이 코드의 재사용성을 높여 중복을 제거하기 위함입니다. 중복 코드는 소프트웨어의 품질을 저해하는 가장 큰 적 중 하나입니다. 만약 동일한 코드가 10군데에 흩어져 있다면, 해당 로직을 수정해야 할 때 10군데를 모두 찾아서 똑같이 수정해야 합니다. 하나라도 놓치면 버그가 발생하게 됩니다. 서브 루틴을 사용하면, 오직 해당 서브 루틴 하나만 수정하면 이를 호출하는 모든 곳에 변경 사항이 자동으로 반영되므로 유지보수가 매우 용이해집니다.

복잡성 감소와 가독성 향상

서브 루틴은 거대하고 복잡한 문제를 작고 관리 가능한 단위로 나누는 ‘모듈화’의 가장 기본적인 형태입니다. 수백 줄에 달하는 코드가 하나의 거대한 루틴 안에 뒤섞여 있는 것보다, 각 기능별로 잘 나뉜 여러 개의 서브 루틴으로 구성된 프로그램이 훨씬 이해하기 쉽습니다.

initializeProgram();

loadUserData();

processTransactions();

generateReport();

terminateProgram();

위와 같이 잘 명명된 서브 루틴 호출로 이루어진 메인 루틴은, 코드 자체가 하나의 잘 쓰인 목차처럼 기능하여 프로그램의 전체적인 구조와 흐름을 한눈에 파악할 수 있게 해줍니다. 이는 코드의 가독성을 극적으로 향상시켜 협업과 유지보수를 용이하게 만듭니다.

쉬운 테스트와 디버깅

잘 만들어진 서브 루틴은 독립적으로 테스트할 수 있습니다. 프로그램 전체를 실행하지 않고도, 특정 서브 루틴에 다양한 입력값(인자)을 주어 그 결과(반환값)가 올바른지 검증할 수 있습니다. 이는 버그를 조기에 발견하고 수정하는 데 매우 효과적입니다. 만약 프로그램에서 버그가 발생했을 때, 문제의 원인이 될 수 있는 범위를 특정 서브 루틴 내부로 좁힐 수 있기 때문에 디버깅 과정 또한 훨씬 수월해집니다.

루틴에서 함수와 프로시저로

서브 루틴의 두 가지 얼굴: 함수와 프로시저

서브 루틴은 그 역할에 따라 좀 더 구체적으로 함수(Function)와 프로시저(Procedure)로 구분되기도 합니다. 이 구분은 전통적인 프로그래밍 언어에서 더 엄격하게 사용되었습니다.

• 함수 (Function): 특정 연산을 수행한 후, 반드시 결과값을 반환(return)하는 서브 루틴입니다. 수학의 함수 f(x) = y처럼, 입력값(x)을 받아 결과값(y)을 내놓는 역할에 충실합니다. calculateSum()이나 getUserName()과 같이 무언가를 계산하거나 조회하여 그 결과를 돌려주는 경우가 함수에 해당합니다.
• 프로시저 (Procedure): 특정 작업을 수행하지만, 결과값을 반환하지 않는 서브 루틴입니다. 반환값 없이 단지 정해진 절차(procedure)를 수행하는 것이 목적입니다. 화면에 텍스트를 출력하는 printMessage()나 파일을 삭제하는 deleteFile()과 같이 시스템의 상태를 변경하거나 특정 동작을 실행만 하는 경우가 프로시저에 해당합니다.

현대 프로그래밍 언어에서의 의미

Python, JavaScript 등 많은 현대 프로그래밍 언어에서는 함수와 프로시저를 엄격하게 구분하지 않고, ‘함수(Function)’라는 용어로 통칭하는 경우가 많습니다. 반환값이 없는 경우에도 ‘아무것도 반환하지 않는(void, null, None 등) 함수’로 간주합니다. 하지만 용어가 통합되었을 뿐, 서브 루틴이 ‘값을 계산하여 반환하는 역할’과 ‘특정 동작을 수행하는 역할’로 나뉜다는 근본적인 개념은 여전히 유효하며, 이를 이해하는 것은 코드의 역할을 명확히 파악하는 데 도움이 됩니다.

결론: 질서 있는 코드의 첫걸음

복잡하게 얽힌 실타래를 푸는 가장 좋은 방법은 시작점을 찾아 한 가닥씩 차근차근 풀어내는 것입니다. 프로그래밍에서 메인 루틴과 서브 루틴의 구조는 바로 이 실타래를 푸는 질서와 규칙을 제공합니다. 메인 루틴이라는 명확한 시작점에서 출발하여, 서브 루틴이라는 잘 정의된 작업 단위들을 순서대로 호출하고 실행하는 구조는 혼돈스러운 문제에 질서를 부여하는 가장 기본적인 방법입니다.

영화감독이 시나리오에 따라 배우들을 지휘하듯, 잘 구조화된 프로그램은 명확한 메인 루틴이 전문화된 서브 루틴들을 조율하여 복잡한 목표를 달성합니다. 이처럼 거대한 문제를 작고 재사용 가능한 단위로 나누어 해결하는 루틴의 개념을 이해하는 것은, 깨끗하고, 유지보수하기 쉬우며, 확장 가능한 코드를 작성하기 위한 가장 중요하고 본질적인 첫걸음이라 할 수 있습니다.

한 채의 집을 짓는 것과 하나의 거대한 도시를 계획하는 것은 근본적으로 다릅니다. 집 한 채는 다소 즉흥적으로 지을 수 있지만, 수백만 명이 살아갈 도시는 철저한 도시 계획, 명확한 구역법(Zoning Law), 그리고 모든 건물이 따라야 하는 엄격한 건축법규를 필요로 합니다. 이러한 원칙이 없다면 도시는 금세 혼돈에 빠지고, 유지보수가 불가능한 유령 도시로 전락할 것입니다. 소프트웨어 개발에서 ‘공통 모듈’을 만드는 것은 거대한 도시를 설계하는 것과 같습니다. 단순히 재사용 가능한 코드 조각을 만드는 것을 넘어, 여러 시스템의 기반이 되고 오랫동안 안정적으로 사용될 신뢰성 높은 부품을 만드는 일이기 때문입니다.

이 글에서는 정보처리기사 자격증 시험의 단골 주제이자, 견고한 소프트웨어 아키텍처의 근간이 되는 ‘공통 모듈의 5대 원칙’ – 정확성, 명확성, 완전성, 일관성, 추적성에 대해 깊이 있게 탐구합니다. 이 원칙들은 단순한 규칙을 넘어, 여러분의 공통 모듈을 일회성 코드에서 신뢰할 수 있는 자산으로 격상시키는 ‘계명’과도 같습니다. 이 5가지 원칙을 통해 어떻게 하면 시간이 지나도 변치 않는 가치를 지니는, 불멸의 소프트웨어 초석을 다질 수 있는지 그 지혜를 알아보겠습니다.

목차

1. 왜 공통 모듈에 ‘원칙’이 필요한가?
2. 제1원칙: 정확성 (Accuracy) – 올바르게 동작하는가?
3. 제2원칙: 명확성 (Clarity) – 이해하기 쉬운가?
4. 제3원칙: 완전성 (Completeness) – 모든 경우를 다루는가?
5. 제4원칙: 일관성 (Consistency) – 예측 가능하게 작동하는가?
6. 제5원칙: 추적성 (Traceability) – 변경과 이력을 알 수 있는가?
7. 결론: 신뢰라는 가장 큰 자산

왜 공통 모듈에 ‘원칙’이 필요한가?

우리는 앞선 글에서 공통 모듈이 개발 생산성을 높이고 품질을 일관되게 유지하며 유지보수를 용이하게 만드는 강력한 도구임을 배웠습니다. 하지만 이러한 장점은 공통 모듈이 ‘잘 만들어졌을 때’만 유효합니다. 만약 공통 모듈에 결함이 있거나, 사용하기 어렵거나, 예외 상황을 제대로 처리하지 못한다면 어떻게 될까요? 그 문제는 모듈을 사용하는 모든 시스템으로 전염병처럼 퍼져나가, 오히려 재앙의 근원지가 될 것입니다.

바로 이 때문에 공통 모듈에는 일반적인 기능 개발보다 훨씬 더 엄격한 원칙과 기준이 필요합니다. 공통 모듈은 한번 만들어지고 잊히는 코드가 아니라, 여러 개발자와 여러 프로젝트가 오랜 시간 동안 믿고 사용해야 하는 ‘공공재’이자 ‘핵심 자산’이기 때문입니다. 지금부터 소개할 5가지 원칙은 공통 모듈이 이러한 신뢰를 얻고 제 역할을 다하기 위해 반드시 갖추어야 할 최소한의 자격 요건입니다. 이 원칙들은 모듈의 품질을 보증하고, 장기적인 가치를 담보하는 가장 확실한 청사진이 되어 줄 것입니다.

제1원칙: 정확성 (Accuracy) – 올바르게 동작하는가?

정확성의 정의

정확성은 공통 모듈이 주어진 요구사항 명세에 따라, 기대되는 결과를 올바르게 반환해야 함을 의미합니다. 이는 모든 원칙 중 가장 기본적이고 타협할 수 없는 원칙입니다. 만약 숫자를 받아 부가세를 계산해주는 공통 모듈이 잘못된 세율을 적용하거나 계산 실수를 한다면, 그 모듈은 아무리 사용하기 편리하고 빠르더라도 아무런 가치가 없습니다. 오히려 시스템 전체의 신뢰도를 떨어뜨리는 심각한 문제를 야기할 뿐입니다.

정확성은 단순히 ‘해피 패스(Happy Path)’, 즉 예상된 정상적인 입력값에 대해서만 올바르게 동작하는 것을 넘어섭니다. 다양한 경계값, 특이한 입력값, 심지어 잘못된 형식의 입력값에 대해서도 명세에 정의된 대로 정확하게 반응(예: 에러 처리)해야 합니다. 모듈의 존재 이유 그 자체와 직결되는 원칙이 바로 정확성입니다.

정확성 확보 방안

정확성을 보장하는 가장 확실한 방법은 철저하고 자동화된 테스트입니다. 개발자의 감에 의존한 수동 테스트로는 복잡한 로직의 정확성을 완벽하게 검증할 수 없습니다. 따라서 다양한 입력값과 시나리오에 대한 단위 테스트(Unit Test) 코드를 작성하여, 모듈의 모든 기능이 개별적으로 정확하게 동작하는지 검증해야 합니다.

또한, 테스트 주도 개발(TDD, Test-Driven Development) 방법론을 적용하는 것도 좋은 방법입니다. TDD는 실제 코드를 작성하기 전에 실패하는 테스트 코드를 먼저 작성하는 개발 방식입니다. 이는 개발자가 구현해야 할 기능의 요구사항을 명확하게 이해하도록 도우며, 모든 요구사항이 코드로 정확하게 구현되었음을 테스트를 통해 증명하게 만듭니다. 명확한 요구사항 정의와 이를 기반으로 한 촘촘한 테스트 케이스가 정확성의 초석입니다.

제2원칙: 명확성 (Clarity) – 이해하기 쉬운가?

명확성의 정의

명확성은 해당 모듈의 기능과 사용법을 다른 개발자가 모듈의 내부 소스 코드를 전부 들여다보지 않고도 쉽고 명확하게 이해할 수 있어야 함을 의미합니다. 아무리 정확하게 동작하는 모듈이라도, 그 이름이 무엇을 하는지 암시하지 못하거나, 사용법이 복잡하고 난해하다면 아무도 사용하려 하지 않을 것입니다. 명확성이 부족한 모듈은 재사용성을 떨어뜨리고, 잘못된 사용으로 인한 버그를 유발하는 원인이 됩니다.

명확성은 모듈의 이름, 모듈이 제공하는 함수(API)의 이름, 그리고 함수의 인자(Parameter) 이름 등 모든 명명 규칙(Naming Convention)에 적용됩니다. 또한, 모듈의 기능과 사용법, 제약사항 등을 설명하는 문서의 명료함까지 포함하는 포괄적인 개념입니다. 다른 개발자의 입장에서 ‘이 모듈은 무엇을 하는가?’ 그리고 ‘이것을 어떻게 사용해야 하는가?’라는 질문에 즉시 답할 수 있을 때, 명확성의 원칙을 만족한다고 할 수 있습니다.

명확성 확보 방안

명확성을 확보하기 위한 가장 첫 번째 실천은 ‘자기 설명적인(Self-describing)’ 이름을 짓는 것입니다. 예를 들어, 사용자의 이메일 주소를 검증하는 함수의 이름으로 check() 보다는 isValidUserEmailFormat() 이 훨씬 명확합니다. 좋은 이름은 그 자체로 훌륭한 문서가 됩니다.

두 번째는 상세하고 표준화된 문서화입니다. 모듈의 전반적인 역할, 각 함수가 하는 일, 필요한 인자와 반환되는 값의 형식, 그리고 발생할 수 있는 예외 상황 등을 명확하게 기술해야 합니다. Java의 Javadoc이나 Python의 Docstring과 같이 코드 내에 문서를 작성하는 표준화된 방식을 따르는 것이 좋습니다. 이는 마치 잘 만들어진 가전제품에 항상 명확한 사용 설명서가 동봉되어 있는 것과 같은 이치입니다.

제3원칙: 완전성 (Completeness) – 모든 경우를 다루는가?

완전성의 정의

완전성은 공통 모듈이 자신의 기능과 관련된 모든 경우의 수를 처리하고, 예외적인 상황에 대해서도 적절하게 대응할 수 있어야 함을 의미합니다. 정확성이 ‘정상적인 상황’에서의 올바른 동작에 초점을 맞춘다면, 완전성은 ‘비정상적이거나 예외적인 모든 상황’까지 포괄하는 더 넓은 개념입니다.

예를 들어, 외부 API를 호출하여 환율 정보를 가져오는 모듈이 있다고 가정해 봅시다. 이 모듈은 네트워크가 정상일 때 환율 정보를 정확하게 가져오는 것(정확성)뿐만 아니라, 네트워크 연결이 끊겼을 때, API 서버가 응답하지 않을 때, 혹은 API가 예상치 못한 형식의 데이터를 반환했을 때와 같은 예외 상황에서도 시스템 전체를 멈추게 하지 않고, 미리 정의된 방식(예: 기본 환율값 반환, 에러 메시지 반환)으로 우아하게(gracefully) 대처해야 합니다(완전성).

완전성 확보 방안

완전성은 방어적인 프로그래밍(Defensive Programming) 자세를 통해 확보할 수 있습니다. 이는 “모든 입력값은 잠재적으로 잘못될 수 있다”고 가정하고 코드를 작성하는 방식입니다. 함수에 전달된 인자가 null은 아닌지, 숫자가 들어와야 할 곳에 문자가 들어오지는 않았는지 등을 항상 검증(Input Validation)해야 합니다.

또한, 체계적인 예외 처리(Exception Handling) 메커니즘을 갖추는 것이 필수적입니다. 문제가 발생했을 때 프로그램을 무작정 중단시키는 것이 아니라, try-catch 구문 등을 사용하여 예외를 포착하고, 문제의 원인을 파악할 수 있는 명확한 에러 로그를 남기며, 호출한 측에 상황을 알리는 약속된 오류 코드를 반환해야 합니다. 이는 마치 웹사이트 회원가입 폼이 비밀번호 규칙이 틀렸을 때 “비밀번호는 8자 이상, 특수문자 포함이어야 합니다”라고 친절하게 알려주는 것과 같습니다. 이러한 완전성은 모듈의 안정성과 신뢰성을 크게 향상시킵니다.

제4원칙: 일관성 (Consistency) – 예측 가능하게 작동하는가?

일관성의 정의

일관성은 공통 모듈이 시스템의 다른 부분이나 다른 모듈과 조화롭게 작동하며, 예측 가능한 방식으로 동작해야 함을 의미합니다. 일관성은 크게 두 가지 차원에서 살펴볼 수 있습니다. 첫째는 모듈 내부의 내적 일관성으로, 모듈 내에서 사용되는 용어, 코딩 스타일, 설계 패턴 등이 일관되어야 함을 의미합니다.

둘째는 외부 시스템과의 외적 일관성으로, 모듈이 제공하는 인터페이스나 동작 방식이 전체 시스템의 설계 철학이나 다른 모듈과 일관성을 유지해야 함을 의미합니다. 예를 들어, 시스템의 다른 모듈들이 데이터 조회 시 findData() 라는 함수명을 사용한다면, 새로 만든 모듈도 getData() 가 아닌 findData() 라는 이름을 사용하는 것이 일관성을 지키는 것입니다. 이러한 일관성은 개발자가 시스템을 더 쉽게 학습하고 예측할 수 있게 만들어 생산성을 높여줍니다.

일관성 확보 방안

일관성을 확보하기 위해서는 전사적인 코딩 표준과 디자인 패턴을 정의하고 준수하는 것이 중요합니다. 변수나 함수의 명명 규칙, 코드 들여쓰기 스타일, 에러 처리 방식 등에 대한 가이드라인을 정하고 모든 모듈 개발자가 이를 따르도록 해야 합니다.

특히 UI 컴포넌트 모듈의 경우, 디자인 시스템(Design System)을 기반으로 개발하여 시각적, 인터랙션적 일관성을 유지하는 것이 매우 중요합니다. 모든 버튼과 입력창, 아이콘이 동일한 디자인 원칙에 따라 만들어져야 사용자에게 통일되고 안정적인 경험을 제공할 수 있습니다. 일관성은 개별 모듈의 품질을 넘어 시스템 전체의 완성도를 결정하는 중요한 척도입니다.

제5원칙: 추적성 (Traceability) – 변경과 이력을 알 수 있는가?

추적성의 정의

추적성은 공통 모듈의 요구사항, 설계, 구현, 테스트, 그리고 실제 사용에 이르는 전 과정의 이력을 추적하고, 그들 사이의 연관 관계를 파악할 수 있어야 함을 의미합니다. 어떤 요구사항 때문에 이 기능이 만들어졌는지, 이 코드는 언제 누가 어떤 이유로 수정했는지, 그리고 현재 이 모듈을 어떤 프로젝트들이 사용하고 있는지를 언제든지 확인할 수 있어야 합니다.

추적성은 모듈의 유지보수와 관리에 있어 핵심적인 역할을 합니다. 예를 들어, 특정 기능에서 버그가 발견되었을 때, 추적성을 통해 이 기능이 어떤 요구사항에서 비롯되었는지 역추적하여 근본적인 원인을 파악할 수 있습니다. 또한, 모듈의 특정 부분을 수정해야 할 때, 이 수정이 어떤 다른 시스템에 영향을 미칠지(영향도 분석)를 파악하는 데 결정적인 정보를 제공합니다. 추적성이 확보되지 않은 모듈은 시간이 지날수록 누구도 함부로 건드릴 수 없는 ‘블랙박스’가 되어버릴 위험이 있습니다.

추적성 확보 방안

추적성을 확보하기 위한 가장 기본적인 도구는 Git과 같은 버전 관리 시스템(Version Control System)의 체계적인 사용입니다. 모든 코드 변경 사항을 의미 있는 단위로 커밋(commit)하고, 커밋 메시지에 변경 이유와 관련 이슈 티켓(예: Jira 이슈 번호)을 명확하게 기록해야 합니다.

또한, 요구사항 관리 도구(예: Jira, Confluence)와 코드 저장소를 연동하여, 특정 요구사항 항목에서 관련 코드 변경 내역을 바로 확인할 수 있도록 구성하는 것이 좋습니다. 마지막으로, 모듈의 버전별 변경 사항을 요약한 변경 로그(Changelog)를 꾸준히 관리하고, 사내 라이브러리 관리 시스템 등을 통해 어떤 프로젝트가 어떤 버전의 모듈을 사용하고 있는지 파악할 수 있는 체계를 갖추어야 합니다.

결론: 신뢰라는 가장 큰 자산

지금까지 살펴본 공통 모듈의 5가지 원칙 – 정확성, 명확성, 완전성, 일관성, 추적성 – 은 각기 다른 측면을 다루는 것처럼 보이지만, 결국 ‘신뢰’라는 하나의 목표를 향하고 있습니다. 다른 개발자가 내 모듈을 가져다 쓸 때, 이 모듈이 정확하게 동작할 것이라는 신뢰, 사용법을 쉽게 이해할 수 있을 것이라는 신뢰, 어떤 예외 상황에서도 안정적일 것이라는 신뢰, 그리고 시스템과 조화롭게 작동하며 투명하게 관리될 것이라는 신뢰를 주기 위한 것입니다.

이러한 신뢰는 하루아침에 만들어지지 않습니다. 그것은 잘 정의된 원칙을 기반으로 한 꾸준한 설계, 엄격한 테스트, 그리고 투명한 관리의 결과물입니다. 공통 모듈을 만드는 것은 단순히 코드를 재사용하는 기술적인 행위를 넘어, 조직 전체의 개발 역량을 강화하고 장기적인 기술 자산을 쌓아가는 전략적인 활동입니다. 이 5가지 원칙을 나침반 삼아, 모든 이가 믿고 사용할 수 있는 견고한 공통 모듈을 만들어 나간다면, 여러분의 소프트웨어는 시간의 흐름 속에서도 흔들리지 않는 굳건한 반석 위에 서게 될 것입니다.

우리가 매일 사용하는 스마트폰 앱, 컴퓨터 프로그램, 웹사이트는 모두 프로그래밍 언어라는 특별한 언어로 만들어진 ‘설계도’에서 시작합니다. 하지만 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)는 C언어, Java, Python과 같은 인간 친화적인 언어를 전혀 이해하지 못합니다. CPU가 이해할 수 있는 유일한 언어는 ‘0’과 ‘1’의 조합으로 이루어진 기계어(Machine Code)뿐입니다. 이처럼 인간이 이해하는 언어와 기계가 이해하는 언어 사이의 거대한 간극을 메워주는 결정적인 과정이 바로 ‘컴파일(Compile)’입니다. 컴파일은 우리가 작성한 프로그램 설계도(소스 코드)를 컴퓨터가 직접 실행할 수 있는 최종 결과물(실행 파일)로 번역해주는 마법과 같은 과정입니다.

이 글에서는 소프트웨어 개발의 가장 근본적인 과정이지만 비전공자에게는 낯설게 느껴질 수 있는 ‘컴파일’의 세계를 탐험합니다. 정보처리기사 자격증을 준비하는 수험생부터 개발자와 협업하는 기획자, 프로젝트 관리자까지, 기술의 중심에 있는 모든 이들을 위해 컴파일의 정의와 작동 원리, 그리고 가장 많이 비교되는 인터프리터 방식과의 차이점까지 명확하게 설명합니다. 우리가 만든 아이디어가 어떻게 살아 움직이는 소프트웨어가 되는지, 그 보이지 않는 핵심적인 다리, 컴파일에 대해 깊이 있게 이해하는 시간을 가져보시길 바랍니다.

목차

1. 컴파일이란 무엇인가?
2. 컴파일러는 어떻게 작동하는가?: 번역의 4단계
3. 컴파일 vs 인터프리터: 두 가지 번역 방식의 차이
4. 컴파일 과정에서 만나는 주요 개념들
5. 컴파일 언어의 장점과 단점
6. 결론: 보이지 않지만 가장 중요한 다리

컴파일이란 무엇인가?

컴파일의 정의: 고급 언어에서 기계어로

컴파일이란, C++, Java, Swift와 같이 인간이 이해하기 쉬운 프로그래밍 언어, 즉 ‘고급 언어(High-level Language)’로 작성된 소스 코드(Source Code)를 컴퓨터의 CPU가 직접 해석하고 실행할 수 있는 ‘저급 언어(Low-level Language)’, 즉 기계어로 바꾸는 전체 과정을 의미합니다. 이 과정을 통해 만들어진 결과물이 바로 우리가 흔히 보는 .exe(윈도우), .apk(안드로이드)와 같은 실행 파일입니다.

이는 마치 한국어로 쓰인 소설책을 영어권 독자가 읽을 수 있도록 영어로 번역하고, 인쇄하여 한 권의 완결된 영어판 책으로 만드는 과정과 같습니다. 한번 번역된 영어판 책은 한국어 원본 없이도 영어권 독자가 언제든지 빠르고 쉽게 읽을 수 있습니다. 마찬가지로, 한번 컴파일된 실행 파일은 소스 코드가 없어도 해당 컴퓨터 환경에서 독립적으로, 그리고 매우 빠르게 실행될 수 있습니다. 이 번역 과정을 수행하는 소프트웨어를 ‘컴파일러(Compiler)’라고 부릅니다.

‘컴파일러’의 역할: 전문 번역가

컴파일러는 단순히 소스 코드의 단어를 기계어 단어로 일대일 치환하는 단순한 번역기가 아닙니다. 컴파일러는 해당 프로그래밍 언어의 문법과 의미를 완벽하게 이해하는 ‘전문 번역가’에 가깝습니다. 컴파일러는 소스 코드를 받으면, 먼저 우리가 작성한 코드에 문법적인 오류는 없는지, 논리적으로 말이 안 되는 부분은 없는지를 꼼꼼하게 검사합니다.

모든 검사를 통과하면, 컴파일러는 단순히 기계어로 바꾸는 것을 넘어, 더 빠르고 효율적으로 작동할 수 있도록 코드를 ‘최적화(Optimization)’하는 중요한 역할도 수행합니다. 예를 들어, 불필요하게 반복되는 계산을 줄이거나, 메모리를 더 효율적으로 사용하는 방식으로 코드의 구조를 재배치합니다. 이처럼 컴파일러는 인간의 아이디어가 담긴 소스 코드를 기계가 가장 잘 실행할 수 있는 최상의 형태로 가공하여 최종 결과물을 만들어내는 핵심적인 역할을 담당합니다.

컴파일러는 어떻게 작동하는가?: 번역의 4단계

컴파일러의 내부 작동은 매우 복잡하지만, 그 과정을 크게 네 단계로 나누어 이해할 수 있습니다. 이는 마치 우리가 외국어 문장을 번역할 때 단어를 쪼개고, 문법을 확인하고, 의미를 파악한 후, 최종적으로 번역문을 만드는 과정과 유사합니다.

1단계: 어휘 분석 (Lexical Analysis)

컴파일러가 가장 먼저 하는 일은 소스 코드라는 거대한 텍스트 덩어리를 의미 있는 최소 단위인 ‘토큰(Token)’으로 분해하는 것입니다. 이를 어휘 분석이라고 합니다. 예를 들어 result = a + 10; 이라는 코드가 있다면, 어휘 분석기는 이를 result, =, a, +, 10, ; 과 같은 의미 있는 조각들로 나눕니다.

이는 마치 영어 문장 “The cat sat on the mat.”을 “The”, “cat”, “sat”, “on”, “the”, “mat”, “.” 과 같이 개별 단어와 구두점으로 나누는 것과 같습니다. 이 단계에서는 각 조각이 변수 이름인지, 연산자인지, 숫자인지 등을 구분할 뿐, 이들의 조합이 문법적으로 올바른지에 대해서는 판단하지 않습니다.

2단계: 구문 분석 (Syntax Analysis)

어휘 분석을 통해 만들어진 토큰들의 배열을 가지고, 프로그래밍 언어의 문법 규칙에 맞는지 검사하는 단계입니다. 이를 구문 분석이라고 하며, 이 과정에서 컴파일러는 토큰들을 ‘파스 트리(Parse Tree)’라는 나무 형태의 자료 구조로 재구성하여 코드의 문법적 구조를 파악합니다.

만약 result = a + ; 와 같이 문법에 맞지 않는 코드가 있다면, 구문 분석 단계에서 “오류: 연산자(+) 뒤에 올바른 값이 오지 않았습니다.”와 같은 ‘구문 오류(Syntax Error)’를 발생시키고 컴파일을 중단합니다. 이는 영어 문장에서 “The cat sat on the.” 처럼 전치사 뒤에 명사가 오지 않아 문법적으로 틀린 문장을 찾아내는 것과 같습니다. 우리가 코딩 중 가장 흔하게 마주하는 오류들이 대부분 이 단계에서 발견됩니다.

3단계: 의미 분석 (Semantic Analysis)

구문 분석을 통과하여 문법적으로는 완벽한 코드라 할지라도, 의미적으로 말이 되지 않는 경우가 있을 수 있습니다. 의미 분석은 바로 이러한 논리적 오류를 검사하는 단계입니다. 예를 들어, result = "hello" + 10; 이라는 코드는 ‘문자열’과 ‘숫자’를 더하라는 의미로, 문법적으로는 ‘변수 = 값 + 값’의 형태를 갖추었지만 의미적으로는 성립할 수 없는 연산입니다.

의미 분석 단계에서는 이처럼 타입이 서로 맞지 않거나, 선언되지 않은 변수를 사용하는 등의 의미론적 오류를 찾아냅니다. 이는 마치 “사과가 노래를 부른다.”라는 문장이 주어와 서술어를 갖춘 문법적으로 완벽한 문장이지만, 의미적으로는 말이 되지 않는 것을 가려내는 과정과 같습니다. 이 단계를 통과해야 비로소 코드가 논리적으로도 타당함을 보장받게 됩니다.

4단계: 코드 생성 및 최적화 (Code Generation & Optimization)

모든 분석과 검사가 끝나면, 컴파일러는 드디어 중간 단계의 코드를 실제 목표 컴퓨터 아키텍처에 맞는 기계어로 번역하는 ‘코드 생성’ 작업을 시작합니다. 이 과정에서 컴파일러는 단순히 코드를 직역하는 것을 넘어, 앞서 언급한 ‘최적화’를 수행합니다.

예를 들어, 반복문 안에서 변하지 않는 계산이 있다면 이를 반복문 밖으로 빼내어 한번만 계산하도록 하거나, 사용되지 않는 코드를 제거하는 등의 작업을 통해 최종 실행 파일의 크기를 줄이고 실행 속도를 높입니다. 이는 전문 번역가가 원문의 뜻을 해치지 않는 선에서 더 간결하고 효율적인 표현으로 다듬는 과정과 같습니다. 이 최적화 단계 덕분에 컴파일된 프로그램이 높은 성능을 낼 수 있는 것입니다.

컴파일 vs 인터프리터: 두 가지 번역 방식의 차이

프로그래밍 언어를 기계가 이해하도록 만드는 방식에는 컴파일 외에 ‘인터프리터(Interpreter)’라는 또 다른 주요 방식이 있습니다. 두 방식의 차이를 이해하는 것은 각 언어의 특징을 이해하는 데 매우 중요합니다.

컴파일 방식: 미리 번역해서 통째로 실행

컴파일 방식은 앞서 설명했듯이, 소스 코드 전체를 기계어로 미리 번역하여 하나의 완성된 실행 파일을 만드는 방식입니다. 이는 책 한 권을 전부 번역하여 출판하는 것과 같습니다. 번역하는 데는 시간이 걸리지만, 한번 번역된 책은 독자가 매우 빠르게 읽을 수 있습니다.

이 방식의 가장 큰 특징은 실행 속도가 빠르다는 점입니다. 이미 기계어로 모두 번역되어 있기 때문에, 실행 시에는 추가적인 번역 과정 없이 바로 실행됩니다. 하지만 플랫폼에 종속적이라는 단점이 있습니다. 윈도우 환경에서 컴파일된 파일은 맥이나 리눅스에서 실행되지 않으며, 각 플랫폼에 맞게 별도로 컴파일해야 합니다. C, C++, Go, Swift 등이 대표적인 컴파일 언어입니다.

인터프리터 방식: 한 줄씩 바로 번역하며 실행

인터프리터 방식은 소스 코드를 실행 파일로 만들지 않고, 프로그램을 실행하는 시점에 코드를 한 줄씩 읽어들여 바로 번역하고 실행하는 방식입니다. 이는 마치 외국인과 대화할 때 옆에서 동시통역사가 한 문장씩 듣고 바로 통역해주는 것과 같습니다.

이 방식의 가장 큰 장점은 플랫폼 독립성입니다. 파이썬 인터프리터, 자바스크립트 엔진 등 인터프리터만 설치되어 있다면 어떤 운영체제에서든 동일한 소스 코드를 바로 실행할 수 있습니다. 또한 코드를 수정하고 바로 실행 결과를 확인할 수 있어 개발 속도가 빠르고 유연합니다. 하지만 실행 시점에 매번 번역 과정을 거쳐야 하므로, 컴파일 방식에 비해 실행 속도가 상대적으로 느리다는 단점이 있습니다. Python, JavaScript, Ruby 등이 대표적인 인터프리터 언어입니다.

두 방식의 절충: 하이브리드 방식

Java나 C#과 같은 언어들은 컴파일과 인터프리터 방식의 장점을 모두 취하기 위한 하이브리드 방식을 사용합니다. 이들 언어는 소스 코드를 특정 CPU에 종속적인 기계어로 직접 컴파일하는 대신, ‘바이트코드(Bytecode)’라는 중간 언어로 먼저 컴파일합니다.

이 바이트코드는 자바 가상 머신(JVM)이나 .NET 런타임(CLR)이라는 프로그램 위에서 인터프리터 방식으로 해석되거나, 실행 시점에 기계어로 빠르게 다시 컴파일(JIT, Just-In-Time 컴파일)되어 실행됩니다. 이를 통해 플랫폼 독립성과 준수한 실행 속도라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있었습니다.

컴파일 과정에서 만나는 주요 개념들

빌드 (Build)

‘빌드’는 ‘컴파일’보다 더 넓은 의미를 갖는 용어입니다. 빌드는 소스 코드를 실행 가능한 소프트웨어 산출물로 변환하는 전체 과정을 의미하며, 컴파일은 이 빌드 과정의 핵심적인 일부입니다. 빌드 과정에는 컴파일 외에도, 프로젝트가 의존하는 외부 라이브러리들을 다운로드하고, 코드의 유효성을 검사하는 린팅(Linting)을 수행하고, 자동화된 테스트를 실행하며, 최종적으로 컴파일된 코드들을 하나의 설치 파일이나 배포 가능한 패키지로 묶는 작업 등이 포함됩니다. 프로젝트 관리자나 기획자가 개발자로부터 “빌드가 깨졌다”는 말을 듣는다면, 이는 단순히 컴파일 오류뿐만 아니라 이 전체 과정 중 어딘가에서 문제가 발생했음을 의미합니다.

링크 (Link)

요즘의 소프트웨어는 수십, 수백 개의 소스 코드 파일로 이루어져 있습니다. 컴파일러는 이 파일들을 각각 개별적으로 컴파일하여 ‘오브젝트 파일(.obj, .o)’이라는 중간 결과물을 만듭니다. ‘링크’는 이 여러 개의 오브젝트 파일들과, 미리 만들어진 라이브러리 코드(예: 화면에 글자를 출력하는 기능)들을 한데 모아 최종적인 하나의 실행 파일로 연결하고 묶어주는 과정입니다. ‘링커(Linker)’라는 프로그램이 이 역할을 수행합니다. 이는 마치 여러 명의 작가가 각자 쓴 원고(오브젝트 파일)와 참고 문헌(라이브러리)을 모아 편집자가 하나의 완성된 책(실행 파일)으로 엮는 과정에 비유할 수 있습니다.

최적화 (Optimization)

최적화는 컴파일러가 소스 코드의 의미는 그대로 유지하면서, 더 적은 메모리를 사용하고 더 빠르게 실행되는 기계어를 생성하기 위해 수행하는 일련의 변환 과정입니다. 현대의 컴파일러는 매우 지능적이어서, 사람이 미처 생각하지 못한 부분까지 분석하여 코드를 개선합니다. 예를 들어, x = 2 + 3; 이라는 코드가 있다면, 실행 시점에 2와 3을 더하는 대신 컴파일 시점에 미리 5로 계산하여 x = 5; 라는 코드로 바꿔버립니다. 이러한 수많은 최적화 기법 덕분에, 잘 만들어진 컴파일러를 사용하는 것만으로도 프로그램의 성능이 크게 향상될 수 있습니다. 게임이나 과학 계산처럼 극한의 성능이 요구되는 분야에서 컴파일 언어가 선호되는 주된 이유이기도 합니다.

컴파일 언어의 장점과 단점

장점: 빠른 실행 속도와 높은 효율성

컴파일 언어의 가장 큰 장점은 실행 속도입니다. 실행 전에 이미 모든 코드가 기계어로 번역 및 최적화되어 있기 때문에, 프로그램을 시작하면 CPU는 다른 부가적인 작업 없이 기계어 명령을 곧바로 처리할 수 있습니다. 이는 실시간 반응이 중요한 게임, 고화질 동영상 편집 소프트웨어, 대규모 데이터 처리 시스템, 운영체제(OS) 등 시스템의 자원을 최대한 효율적으로 사용하고 최고의 성능을 내야 하는 분야에서 컴파일 언어가 필수적으로 사용되는 이유입니다. 또한, 컴파일 시점에 엄격한 문법 및 타입 검사를 수행하므로, 실행 시점에 발생할 수 있는 많은 오류를 미리 예방하여 프로그램의 안정성을 높여줍니다.

단점: 플랫폼 종속성과 긴 빌드 시간

반면, 컴파일 언어는 몇 가지 뚜렷한 단점도 가지고 있습니다. 가장 큰 단점은 플랫폼 종속성입니다. 윈도우용으로 컴파일된 프로그램은 다른 운영체제에서 실행할 수 없으므로, 여러 플랫폼을 지원하려면 각 플랫폼에 맞는 컴파일러를 사용하여 별도의 실행 파일을 만들어야 합니다. 이는 개발 및 배포 과정을 복잡하게 만듭니다. 또한, 프로젝트의 규모가 커질수록 소스 코드를 수정할 때마다 전체 코드를 다시 컴파일하고 빌드하는 데 걸리는 시간이 길어질 수 있습니다. 이러한 긴 빌드 시간은 개발자의 생산성을 저하시키고, 빠른 아이디어 검증 및 프로토타이핑을 어렵게 만드는 요인이 되기도 합니다.

결론: 보이지 않지만 가장 중요한 다리

컴파일은 소프트웨어 개발 과정의 수면 아래에서 일어나는 복잡하고 기술적인 과정이지만, 인간의 창의적인 아이디어를 현실 세계에서 작동하는 구체적인 결과물로 만들어주는 가장 중요한 다리입니다. 우리가 키보드로 입력한 몇 줄의 코드가 화려한 그래픽을 보여주는 게임이 되고, 전 세계 사람들과 소통하는 소셜 미디어 앱이 될 수 있는 것은 바로 이 정교한 번역 과정, 컴파일이 있기 때문입니다.

개발자가 아니더라도 컴파일의 기본 원리를 이해하는 것은 현대 기술 사회를 살아가는 우리 모두에게 유용합니다. 왜 어떤 프로그램은 설치해야 하고 어떤 프로그램은 웹에서 바로 실행되는지, 왜 내 컴퓨터에 맞는 버전을 다운로드해야 하는지, 왜 앱 업데이트에 시간이 걸리는지에 대한 근본적인 답이 바로 여기에 있습니다. 보이지 않는 곳에서 묵묵히 인간과 기계를 연결하며 디지털 세상을 움직이는 힘, 그것이 바로 컴파일의 진정한 가치일 것입니다.