함수에서 객체지향으로 추상화

초록

본 논문은 함수와 객체 실행을 위한 계산 모델을 계층적으로 정립하고, 높은 추상화 단계에서 함수와 객체의 동시 실행을 가능하게 하는 프레임워크를 제시한다. 특히 객체 실행 모델이 객체지향의 핵심 원칙—캡슐화, 상속, 다형성—을 어떻게 만족하는지를 논증한다.

상세 분석

이 연구는 전통적인 순차적 함수 호출 모델을 출발점으로, 함수 실행을 추상화하여 스레드와 같은 독립적인 실행 흐름으로 전환한다. 이러한 변환은 함수 호출 스택을 명시적인 실행 컨텍스트로 분리하고, 컨텍스트 간 통신을 메시지 패싱 형태로 모델링함으로써 자연스럽게 병렬성을 도입한다. 이어서 객체 실행 모델을 정의할 때, 객체를 “상태와 행동을 함께 갖는 실행 단위”로 규정하고, 각 객체가 자체 스케줄러를 통해 독립적으로 동작하도록 설계한다. 이때 객체 간 상호작용은 함수 호출과 동일한 메시지 전달 메커니즘을 사용하되, 호출자는 객체의 내부 구현을 알 필요가 없도록 인터페이스만 노출한다. 이러한 설계는 객체지향의 캡슐화 원칙을 수학적으로 증명 가능한 형태로 구현한다는 점에서 의미가 크다. 또한 상속 관계는 실행 모델 상에서 ‘동작 재사용’과 ‘상태 확장’이라는 두 축으로 해석된다. 상위 객체의 행동은 하위 객체의 실행 컨텍스트에 그대로 복제되며, 필요에 따라 오버라이드가 가능한 구조를 제공한다. 다형성은 동일 인터페이스를 구현한 여러 객체가 동일한 메시지를 수신했을 때, 각 객체가 자신에게 맞는 구현을 선택해 실행하는 형태로 구현된다. 논문은 이러한 메커니즘을 형식화된 전이 시스템과 라벨링 전이 규칙으로 표현하고, 모델 검증을 위해 상태 공간 탐색과 동시성 오류(데드락, 레이스 컨디션) 검출 기법을 적용한다. 결과적으로 제안된 모델은 기존의 객체지향 언어가 제공하는 추상화 수준을 유지하면서도, 병렬 실행을 위한 이론적 기반을 제공한다는 점에서 학술적·실용적 기여가 크다.