정보처리기사(응용 SW 기초 기술 활용)

조영문·2023년 4월 7일

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1) 운영체제(OS : Operating System)

컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하며, 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 여러 프로그램의 모임

운영체제의 목적

처리능력 : 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양
변환시간 : 시스템에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸린 시간
사용 가능도 : 시스템을 사용할 필요가 있을 때 즉시 사용 가능한 정도
신뢰도 : 시스템이 주어진 문제를 정확하게 해결하는 정도

운영체제의 기능

프로세스(처리기; Processor), 기억장치(주기억장치, 보조기억장치), 입·출력 장치, 파일 및 정보 등의 자원을 관리
자원을 효율적으로 관리하기 위해 자원의 스케쥴링 기능을 제공한다.
사용자와 시스템 간의 편리한 인터페이스를 제공한다.
시스템의 각종 하드웨어와 네트워크를 관리·제어한다.

운영체제의 종류

Windows
UNIX
- 1960년대 AT&T 벨 연구소, MIT, general Electronic이 공동 개발한 운영체제
- 시분할 시스템을 위해 설계된 대화식 운영체제
- 소스가 공개된 개방형 시스템
- 대부분 C언어로 작성되어 있어 이식성이 높으며 장치, 프로세스 간의 호환성이 높다.
- 다중 사용자, 다중 작성을 지원한다.
  트리 구조의 파일 시스템을 갖는다.
Linux
- 1991년 리누스 토발즈가 UNIX 기반으로 개발한 운영체제
- 프로그램 소스 코드가 무료로 공개되어 있기 때문에 원하는 기능을 추가할 수 있다.
- UNIX와 완벽하게 호환된다.
MacOS
- 1980년대 애플이 UNIX기반으로 개발한 운영체제
Android
- 구글 사에서 개발한 리눅스 커널 기반의 개발형 모바일 운영체제
iOS
- 애플 사에서 개발한 유닉스 기반의 모바일 운영체제

2) 기억장치 관리

보조기억장치의 프로그램이나 데이터를 주기억장치에 적재시키는 시기, 적재 위치 등을 지정하여 한정된 주기억장치의 공간을 효율적으로 사용하기 위한 것

반입(Fetch) 전략
- 보조기억장치에서 보관중인 프로그램이나 데이터를 언제 주기억장치로 적재할 것인지 결정하는 전략
  - 요구 반입 : 실행 중인 프로그램이 특정 프로그램이나 데이터 등의 참조를 요구할 때 적재하는 방법
  - 예상 반입 : 실행 중인 프로그램에 의해 참조될 프로그램이나 데이터를 미리 예상하여 적재하는 방법
배치(Placement) 전략
- 새로 반입되는 프로그램이나 데이터를 주기억장치의 어디에 위치시킬 것인지를 결정하는 전략
  - 최초 적합(First Fit) : 프로그램이나 데이터가 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역 중에서, 첫 번째 분할 영역에 배치시키는 방법
  - 최적 적합(Best Fit) : 프로그램이나 데이터가 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역 중에서, 단편화를 가장 작게 남기는 분할 영역에 배치시키는 방법
  - 최악 적합(Worst Fit) : 프로그램이나 데이터가 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역 중에서, 단편화를 가장 많이 남기는 분할 영역에 배치시키는 방법
  - 단편화 : 주기억장치의 분할된 영역에 프로그램이나 데이터를 할당할 경우, 분할된 영역이 프로그램이나 데이터보다 작거나 커서 생기는 빈 기억공간
교체(Replacement) 전략

주기억장치의 모든 영역이 이미 사용중인 상태에서 새로운 프로그램이나 데이터를 주기억장치에 배치하려고 할 때, 이미 사용되고 있는 영역 중에서 어느 영역을 교체하여 사용할 것인지를 결정하는 전략
- FIFO : 가장 먼저 메모리에 올라온 페이지를 가장 먼저 보낸다.
- OPT(Optimal) : 앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지를 교체한다.
- LRU(Least Recently Used) : 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체한다.
- LFU(Least Frequently Used) : 참조횟수가 가장 작은 페이지를 교체한다.
- SCR(Second Chance Replacement) : 가장 오랫동안 주기억장치에 있던 페이지 중 자주 사용되는 페이지의 교체를 방지하기 위한 것으로, FIFO 기법의 단점을 보완한 기법이다.

3) 주기억장치 할당기법

연속 할당 기법

: 프로그램을 주기억장치에서 연속으로 할당하는 방법

- 단일 분할 할당 기법

: 주기억장치를 운영체제 영역과 사용자 영역으로 나누어 한 순간에는 호직 한 명의 사용자만이 주기억장치의 사용자 영역을 사용하는 기법

- 다중 분할 할당 기법

분산 할당 기법

: 프로그램을 특정 단위의 조각으로 나누어 주기억장치 내에 분산하여 할당하는 기법

가상기억장치 : 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 것으로, 용량이 작은 주기억장치를 마치 큰 용량을 가진 것처럼 사용하는 기법

- 페이징(Paging) 기법

: 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램과 주기억장치의 영역을 동일한 크기로 나눈 후, 나눠진 프로그램을 동일하게 나눠진 주기억장치의 영역에 적재시켜 실행하는 기법

프로그램을 일정한 크리고 나눈 단위를 페이지(Page)라고 하고, 페이지 크기로 일정하게 나누어진 주기억장치릐 단위를 페이지 프레임이라고 한다.
- 외부단편화는 발생하지 않지만, 내부단편화가 발생할 수 있다.

- 세그먼테이션(Segmentation) 기법

: 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램을 다양한 크기의 논리적인 단위로 나눈 후, 주기억장치에 적재시켜 실행시키는 기법

공간절약 가능
내부단편화는 발생하지 않지만, 외부단편화가 발생할 수 있다.

Locality

: 프로세스가 실행되는 동안 주기억장치를 참조할 때 일부 페이지만 집중적으로 참조하는 성질

워킹 셋(Working Set)

: 프로세스가 일정 시간 동안 자주 참조하는 페이지들의 집합

스래싱(Thrashing)

: 프로세스의 처리 시간보다 페이지 교체에 소요되는 시간이 더 많아지는 현상

4) 프로세스(Process)

일반적으로 프로세서에 의해 처리되는 사용자 프로그램, 시스템 프로그램, 즉 실행중인 프로그램입니다.

PCB(Process Control Block)

운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓은 곳

프로세스 상태 전이

제출 : 작업을 처리하기 위해 사용자가 작업을 시스템에 제출한 상태

접수 : 제출된 작업이 스풀 공간인 디스크의 할당 위치에 저장된 상태

준비 : 프로세스가 프로세서를 할당받기 위해 기다리고 있는 상태

실행 :준비상태 큐에서 프로세스가 프로세서를 할당받아 실행되는 상태

대기 : 프로세스가 입출력 처리가 필요하면 현재 실행 중인 프로세스가 중단괵, 입출력 처리가 완료될 때까지 대기하고 있는 상태

종료 : 프로세스의 실행이 끝나고 프로세스 할당이 해제된 상태

스레드(Thread)

시스템의 여러 자원을 할당 받아 실행하는 프로그램의 단위 또는 프로세스 내에서의 작업 단위로 사용된다.

5) 스케쥴링(Scheduling)

프로세스가 생성되어 실행이 될 때 필요한 시스템의 여러 자원을 해당 프로세스에게 할당하는 작

비선점(Non-Preemptive) 스케쥴링

이미 할당된 CPU를 다른 프로세스가 강제로 빼앗아 사용할 수 없는 스케쥴링 기법
종류
- FCFS(Fitst Come First Service) : 준비상태 큐에 도착한 순서에 따라 차례로 CPU를 할당하는 기법
- SJF(Shorest Job First) : 준비상태 큐에서 기다리고 있는 프로세스들 중에서 실행 시간이 가장 짧은 프로레스에 먼저 CPU를 할당하는 기법
- HRN(Highest Response-ratio Next) : 대기 시간과 서비스(실행) 시간을 이용하는 기법
- 우선순위 : 프로세스에서 우선순위를 정적, 동적으로 부여하여 우선순위가 높은 순서대로 처리하는 기법

선점(Preemptive) 스케쥴링

하나의 프로세스가 CPU를 할당받아 실행하고 있을 떄, 우선순위가 높은 다른 프로세스가 CPU를 강제로 빼앗아 사용할 수 있는 스케쥴링
- Round Robin : 각 프로세스는 같은 크기의 CPU시간을 할당 받고 선입선출에 의해 실행된다.
- SRT(Shortest Remaining Time) : 짧은 시간 순서대로 프로세스 수행한다. 남은 처리 시간이 더 짧은 프로세스가 준비 큐에 들어오면 그 프로레스가 바로 선점됨.
- 선점 우선순위 : 우선순위가 높은 프로세스가 준비 큐에 들어오면 CPU를 먼저 선점한다.
- 다단계 큐 : 준비 큐를 여러 개 사용하는 기법

6) 환경 변수

시스템 소프트웨어의 동작에 영향을 미치는 동적인 값들의 모임

Windows의 주요 환경변수

Unix/ Linux의 주요 환경 변수

7) 운영체제 기본 명령어

Windows 기본 명령어

Unix / Linux 기본 명령어

8) 인터넷(Internet)

TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여 전 세계 수많은 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 공범위한 컴퓨터 통신망

IP주소

8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성
A class : 국가나 대형 통신망에 사용(0.0.0.0 ~ 127.255.255.255)
B class : 중대형 통신망에 사용(128.0.0.0 ~ 191.255.255.255)
C class : 소규모 통신망에 사용(192.0.0.0 ~ 223.255.255.255)
D class : 멀티캐스트용으로 사용(224.0.0.0 ~ 239.255.255.255)
E class : 실험적 주소, 공용되지 않음(240.0.0.0 ~ 254.255.255.255)

멀티캐스트 : 한 명 이상의 송신자들이 특정한 한 명 이상의 수신자들에게 데이터를 전송하는 방식

서브넷팅(Subnetting)

할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는 것
4바이트의 IP 주소 중, 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위한 비트를 서브넷 마스크(Subnet Mask)라고 하며, 이를 변경하여 네트워크 주소를 여러 개로 분할하여 사용한다.
서브넷 마스트는 각 클래스마다 다르게 사용된다.

IPv6

16비트씩 8부분, 총 128비트로 구성
16진수로 표현, 콜론(:)을 사용
3가지 주소 체계
- 유니캐스트 : 단일송신자와 단일수신자 간의 통신
- 멀티캐스트 : 단일송신자와 다중수신자 간의 통신
- 애니캐스트 : 단일송신자와 가장 가까이 있는 단일수신자 간의 통신

도메인 네임

숫자로 된 IP주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현
문자로 된 도메인 네임을 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP주소로 변환하는 역할을 하는 시스템을 DNS(Domain Name System)라고 하며, 이런 역할을 하는 서버를 DNS서버라고 한다.

9) OSI 참조 모델

Open System Interconnection 참조 모델 : ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약

1계층. 물리계층(Physical Layer)

전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 들 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의한다.
물리적 전송 매체와 전송 신호 방식을 정의한다.
리티퍼 / 허브
주요 프로토콜
- RS-232 : 보통 15m 이하 단거리에서 38400bps까지 전송을 위한 직렬 인터페이스
- X.25 / X.21 : X.25는 패킷교환망, X.21은 회선 교환망에 대한 액세스 표준

2계층. 데이터링크 계층(Data Link Layer)

2개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보전송을 할 수 있도록 시스템 간 연결 설정과 유지 및 종료를 담당한다.
흐름제어, 프레인 동기화, 오류 제어, 순서 제어 기능을 한다.
브릿지 / 스위치
주요 프로토콜
- Ethernet : 비연결성 모드(CSMA/CD 방식의 LAN)
- IEEE 802 : LAN을 위한 표준 프로토콜
- HDLC(High-Level Data-Link Control) : 고속 데이터 전송에 적합하고, 비트 전송을 기본으로 하는 범용 데이터링크 전송제어절차
- PPP(Point to Point Protocol) : 전화선 같이 양단간 비동기 직렬 링크를 사용하는 두 컴퓨터간의 통신을 지원하는 프로토콜

3계층. 네트워크 계층(Network Layer)

개방 시스탬들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능을 한다.
네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능을 한다.
경로 설정(Routing), 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송을 수행
라우터
주요 프로토콜
- IP(Internet Protocol) : 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는데 사용하는 정보위주의 규약
- ICMP(Internet Control Message Protocol) : TCP/IP에서 IP패킷을 처리할 때 발생되는 문제 / 진단 등과 같이 IP계층에서 필요한 기타 기능들을 수행하기 위해 사용되는 프로토콜
- IGMP(Internet Group Management Protocol) : IP 멀티캐스트를 실현하기 위한 프로토콜
- ARP(Address Resolution Protocol) : 호스트의 IP주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속장치의 물리적 주소(Mac Address)로 바꿈
- RARP(Reverse Address Resolution Protocol) : ARP와 바대로 물리적 주소를 IP 주소로 변환하는 기능

4계층. 전송 계총(Transport Layer)

논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공함으로써 종단 시스템 간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 한다.
OSI7계층 중 하위 3계층(물리, 데이터링크, 네트워크)와 상위 3계층(세션, 표현, 응용)의 인터페이스 역할을 한따.
종단 시스템 간의 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 기능을 한다.
주소 설정, 다중화(분할 및 재조립), 오류 제어, 흐름 제어를 수행
TCP / UDP
게이트웨이
주요 프로토콜
- TCP(Transmission Control Protocol) : 양방향 연결 제공 / 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 / 가상 회선 연결 /
- UDP(User Datagram Protocol) : 비연결성, 신뢰성 없고, 순서화되지 않은 Datagram 서비스 제공 / 흐름 제어나 순서 제어가 없어 전송 속도 빠름 / 단순

5계층. 세션 계층(Session Layer)

송수신 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당한다.
대화 구성 및 동기 제어, 데이터 교환 관리 기능
ACK
주요 프로토콜
- NeuBIOS : 네트워크 기본적인 입출력을 정의한 규약
- RPC(Remote Procedure Call) : Windows 운영 체제에서 사용하는 원격프로시져 호출 프로토콜
- WinSock(Windos Socket) : 유닉스 등에서 TCP/IP 통신 시 사용하는 Socket을 Windows에서 그대로 구현한 것

6계층. 표현 계층(Presentation Layer)

응용계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 보내기 전에 통신에 적당한 형태로 변환하고, 세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환하는 기능을 한다.
코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식(포맷), 문맥 관리 기능
주요 프로토콜
- SSL(Secure Socker Layer) : 네트워크 레이어의 암호화 방식 / 인증, 암호화, 무결성 보장하는 프로토콜
- ASCII

7계층. 응용 계층(Application Layer)

사용자(응용 프로그램)가 OSI환경에 접근할 수 있도록 서비스를 제공한다.
응용 프로세스 간의 정보 교환, 전자 사서함, 파일 전송, 가상 터미널 등의 서비스 제공
주요 프로토콜
- FTP(File Transfer Protocal) : 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 인터넷 사이에서 파일을 주고받을 수 있도록 하는 원격파일 전송 프로토콜
- SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) : 전자 우편을 교환하는 서비스
- TELNET : 멀리 떨어져 있는 컴퓨터에 접속하여 자신의 컴퓨터처럼 사용할 수 있도록 해주는 서비스
- SNMP(Simple Network Management Protocol) : TCP/IP 네트워크 관리 프로토골로, 라우터나 허브 등 네트워크 기기의 네트워크 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는데 사용되는 표준 통신 규약
- DNS(Domain Network System) : 도메인 네임을 IP주소로 매핑하는 시스템
- HTTP(HyperText Transfer Protocal) :

네트워크 관련 장비

네트워크 인터페이스 카드 : 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 네트워크를 연결하는 장치
허브 : 각각의 회선을 통합하여 관리
리피터 : 수신한 신로를 재생시키거나 출력 전압을 높여 전송하는 장치
브리지 : LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서 컴퓨터 그룹을 연결하는 장치
라우터 : 브리지와 같이 LANrhk LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택하는 기능 추가
게이트웨이 : OSI 전 계층의 프로토골 구조가 다른 네트워크를 연결하는 장치

TCP/IP

서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원할하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약
- 구문(Syntax) : 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호 레벨 등을 규정함
- 의미(Semantics) : 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보를 규정함
- 시간(Timing) : 두 기기 간의 통신속도, 메시지의 순서 제어 등을 규정함

10) 네트워크 관련 신기술

IoT(Internet of Things) : 정보 통신을 기반으로 실세계와 가상세계의 다양한 사물들을 인터넷으로 서로 연결하여 진보된 서비스를 제공하기 위한 서비스 기반 기술
M2M(Machine to Machine; 사물통신) : 무선 통신을 이용한 기계와 기계 간의 통신
모바일 컴퓨팅 : 휴대용 기기로 이동하면서 자유로이 네트워크에 접속하여 업무를 처리할 수 있는 환경
클라우드 컴퓨팅 : 각종 컴퓨터 자원을 중앙 컴퓨터에 두고, 인터넷 기능을 갖는 단말기로 언제 어디서나 인터넷을 통해 컴퓨터 작업을 수행할 수 있는 가상화된 환경
그리고 컴퓨팅(Grid Computing) : 지리적으로 분산되어 있는 컴퓨터를 초고속 인터넷망으로 연결하여 공유함으로써 하나의 고성능 컴퓨터처럼 활용하는 기술
모바일 클라우드 컴퓨팅 : 소비자와 소비자의 파트너가 클라우드 서비스를 이용하여 모바일 기기로 클라우드 컴퓨팅 인프라를 구성하여 여러 가지 정보과 자원을 연결하는 기술
인터클라우드 컴퓨팅 : 각지 다른 클라우드 서비스를 연동하건 컴퓨팅 자원의 동적 할당이 가능하도록 여러 클라우드 서비스 제공자들이 제공하는 클라우드 서비스나 자원을 연결하는 기술
메시 네트워크(Mesh Network) : 차세대 이동 통신, 홈네트워킹, 공공 안전 등 특수 목적을 위한 새로운 방식의 네트워크 기술 / 대규모 디바이스의 네트워크 생성에 최적화되어 있음
와이선(Wi-SUN) : 스마트 그리드와 같은 장거리 무선 통신을 필요로 하는 사물 인터넷(IoT)서비스를 위한 저전력 장거리 통신 기술
NDN(Named Data Networking) : 콘텐츠 자체의 정보와 라우터 기능만으로 데이터 전송을 수행하는 기술 / 기존의 IP망을 대체할 새로운 인터넷 아키텍처로 떠오르고 있음
NGN(Next Generation Network; 차세대 통신망) : ITU-T에서 개발하고 있는 유선망 기반의 차세대 통신망 / 이동 통신에서 제공하는 완전한 이동성을 제공을 목표로 개발되고있음.
SDN(Software Defined Networking; 소프트웨어 정의 네트워킹) : 네트워크를 컴퓨터처럼 모델링하여 여러 사용자가 각각의 소프트웨어로 네트워킹을 가상화하여 제어하고 괸리하는 네트워크
NFC(Near Field Communication; 근거리 무선 통신) : 고주파를 이용한 근거리 무선 통신 기술
UWB(Ultra WideBand; 초광대역) : 짧은 거리에서 많은 양의 디지털 데이터를 낮은 전력으로 전송하기 위한 무선 기술로 무선 디지털 펄스라고도 함
피코넷(PICONET) : 여러 개의 독립된 통신 장치가 블루투스 기술이나 UWB 통신 기술을 사용하여 통신망을 형성하는 무선 네트워크 기술
WBAN(Wireless Body Area Network) : 웨어러블 또는 몸에 심는 형태의 센서나 기기를 무선으로 연결하는 개인 영역 네트워킹 기술
GIS(Geographic Information System; 지리 정보 시스템) : 지리적인 자료를 수집,저장,분석,출력할 수 있는 컴퓨터 응용 시스템
USN(Ubiquitous Sensor Network; 유비쿼터스 센서 네트워크) : 각종 센서로 수진할 수 있도록 구성한 네트워크 / RFID태그를 부착
SON(Self Organizing Network) : 주변 상황에 맞추어 스스로 망을 구성하는 네트워크
애드 훅 네트워크(Ad-hoc Network) : 재난 현장과 같이 별도의 고정된 유선망을 구축할 수 없는 장소에서 모바일 호스트만을 이용하여 구성한 네트워크
네트워크 슬라이싱 : 네트워크에서 하나의 물리적인 코어 네트워크 인프라를 독립된 다수의 가상 네트워크로 분리하여 각각의 네트워크를 통해 다양한 고객 맞춤형 서비스를 제공하는 것을 목적으로 하는 네트워크 기술 => 5G 핵심 기술(SDN / NFV를 활용)
저전력 블루투스 기술 : 일반 블루투스와 동일한 2.4GHz 주파수 대역을 사용하지만, 연결되지 않은 대기 상태에서는 절전모드를 유지하는 기술
지능형 초연결망 : 스마트 시티, 스마트 스테이션 등 4차 산업혁명 시대를 맞아 새로운 변화에 따라 급격하게 증가하는 데이터 트래픽을 효과적으로 수용하기 위해 시행되는 과학기술정보통신부 주관 사업
파장 분할 다중화(WDM; Wavelength Division Multiplexing) : 광섬유를 이용한 통신 기술의 하나로, 파장이 서로 다른 복수의 신로르 보냄으로써 여러 대의 단말기가 동시에 통신 회선을 사용할 수 있도록 하는 것
소프트웨어 정의 데이터 센터(SDDC; Software Defined Data Center) : 데이터 센터의 모든 자원을 가상화하여 인력의 개입없이 소프트웨어 조작만으로 관리 및 제어되는 데이터 센터
개방형 링크드 데이터(LOD; Linked Open Data) : Linked Data와 Open Data의 합성어로, 누구나 사용할 수 있도록 웹상에 공개된 연게 데이터를 의미

11) 네트워크 구축

2대 이상의 컴퓨터를 전화선이나 케이블 등으로 연결하여 자원을 공유하는 것

성형(Star)

중앙에 중앙 컴퓨터가 있고, 이를 중심으로 단말 장치들이 연결되는 중앙 집중식 네트워크

링형(Ring)

컴퓨터와 단말 장치들을 서로 이웃하는 것끼리 연결시킨 포인트 투 포인트 방식의 구성 형태

버스형

1개의 통신 회선에 여러 대의 단말 장치가 연결되어 있는 형태

계층형

중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말 장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결시키고, 이웃하는 단말 장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말 장치로부터 다시 연결시키는 형태

망형

모든 지점의 컴퓨터와 단말 장치를 서로 연결한 형태로, 노드의 연결성이 높다.

LAN의 표준안

NAT(Network Address Translation; 네트워크 주소 변환)

1개의 정식 IP주소에 대량의 가상 사설 IP 주소를 할당 및 연결하는 기능

12) 제어

경로제어

송수신 측 간의 전송 경로 중에서 최적 패킷 교환 경로를 결정하는 기능

경로제어 프로토콜

자율 시스템(AS; Autonomous System) : 하나의 도메인에 속하는 라우터들의 집합

IGP(Interior Gateway Protocol; 내부 게이트웨이 프로토콜) : 하나의 자율 시스템 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜

RIP(Routing Information Protocol) : 거리 벡터 라우팅 프로토콜이며, 최단 경로 탐색에 Bellman-Ford 알고리즘이 사용된다.
OSPF(Open Shortest Path First Protocol) : RIP의 단점을 해결하여 새로운 기능을 지원하는 인터넷 프로토콜로, 대규모 네트워크에서 많이 사용된다. 최단 경로 탐색에 다익스크라(Dijkstra)알고리즘을 사용한다.

BGP(Border Gateway Protocol) : 자율 시스템간의 라우팅 프로토콜이다.

흐름제어

네트워크 내의 원할한 흐름을 위해 송수신 측 사이에 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기능

정지-대기(stop and wait) : 수신 측의 확인 신호(ACK)를 받은 후에 다음 패킷을 전송하는 방식
슬라이딩 윈도우(Sliding Window) : 확인 신소, 즉 수신 통지를 이용하여 송신 데이터의 양을 조절하는 방식 / 확인 신호 없이도 보낼 수 있는 패킷 최대치를 미리 약속받고, 이 패킷의 최대치를 윈도우 크기를 뜻함

13) SW 관련 신기술

인공지능(AI; Artificial Intelligence) : 인간의 두뇌와 같이 컴퓨터 스스로 추론, 학습, 판단 등 인간지능적인 작업을 수행하는 시스템
딥 러닝 : 인간의 두뇌를 모델로 만들어지는 인공 신경망(ANN; Artificial Neural Network)을 기반으로 하는 기계 학습 기술
증강현실(Augmented Reality) : 실제 촬영한 화면에 가상의 정보를 부가하여 보여주는 기술로, 혼합 현실이라고도 한다.
블록체인 : P2P 네트워크를 이용하여 온라인 금융 거래 정보를 온라인 네트워크 참여자의 디지털 장비에 분산 저장하는 기술
분산 원장 기술 : 중앙 관리자나 중앙 데이터 저장소가 존재하지 않고, P2P 망내의 참여자들에게 모든 거래 목록이 분산 저장되어 거래가 발생할 때마다 지속적으로 갱신되는 디지털 원장
해시(Hash) : 임의의 길이의 입력 데이터나 메시지를 고정된 길이의 값이나 키로 변환하는 것
양자 암호키 분해 : 양자 통신을 위해 비밀키를 분해하여 관리하는 기술
프라이버시 강화 기술 : 개인정보 침해 위협을 관리하기 위한 핵심 기술
그레이웨어 : 소프트웨어를 제공하는 입장에서는 학의적이지 않은 유용한 소프트웨어라고 주장할 수 있지만, 사용자 입장에서는 유용할 수도 있고 악의적일 수도 있는 애드웨어, 트랙웨어, 기타 악성코드나 악성 공유웨어를 말함
메시업(Meshup) : 웹에서 제공한느 정보 및 서비스를 이용하여 새로운 소프트웨어나 서비스, 데이터베이스 등을 만드는 기술, 즉 다수의 정보원이 제공하는 콘텐츠를 조합하여 하나의 서비스로 제공하는 웹사이트 또는 애플리케이션을 말함
시멘틱 웹(Semantic Web) : 컴퓨터가 사람을 대신하여 정보를 읽고 이해하고 가공하여 새로운 정보를 만들어 낼 수 있도록 이해하기 쉬운 의미를 가진 차세대 지능형 웹
오픈 그리드 서비스 아키텍처 : 애플리케이션 공유를 위한 웹 서비스를 그리드 상에서 제공하기 위해 만든 개방형 표준
서비스 지향 아키텍처(SOA; Service Oriented Architecture) : 기업의 소프트웨어인프라인 정보 시스템을 공유와 재사용이 가능한 서비스 단위나 컴포넌트 중심으로 구축하는 정보 기술 아키텍처
서비스형 소프트웨어(SaaS; Software as a Service) : 소프트웨어의 여러 기능 중에서 사용자가 필요로하는 서비스만 이용할 수 있도록 한 소프트웨어
디지털 트윈(Digital Twin) : 현실 속의 사물을 소프트웨어로 가상화한 모델 / 실제 물리적인 자산을 소프트웨어로 가상화함으로써 실제 자산의 특성에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있음.

14) 소프트웨어 개발 보안

데이터의 기밀성, 무결성, 가용성을 유지하는 것을 목표로 한다.

15) HW 관련 기술

고가용성(HA; High Availability) : 긴 시간동안 안정적인 서비스 운영을 위해 장애 발생 시 즉시 다은 시스템으로 대체 가능한 환경을 구축하는 매커니즘
3D Printing : 대상을 평면에 출력하는 것이 아니라 손으로 만질 수 있는 실체 물체로 만들어 내는 것
4D Printing : 특정 기능이나 환경 조건이 갖추어지면 스스로 형태를 변화시키거나 제조되는 자가 조립 기술이 적용된 제춤을 3D Printing하는 기술
RAID(Redundant Array of Inexpensive Disk) : 여러 개의 하드디스크로 디스크 배열을 구성하여 파일을 구성하고 있는 데이터 블록들을 서로 다른 디스크들에 분상 저장할 경우, 그 블록들을 여러 디스크에서 동시에 읽거나 쓸 수 있으므로, 디스크의 속도가 매우 향상된다.
N-Screen : N개의 서로 다른 단말기에서 동일한 컨텐츠를 자유롭게 이용할 수 있는 서비스
멤스(MEMS; Micro-Electro Mechanical Systems) : 초정밀 반도체 제조 기술을 바탕으로 센서, 엑추에이터 등 기계 구조를 다양한 기술로 미세 가공하여 전기기계적 동작을 할 수 있도록 한 초미세 장치
트러스트 존 기술 : 하나의 프로세서 내에 일반 애플리케이션을 처리하는 일반 구역과 보안이 필요한 애플리케이션을 처리하는 보안 구역으로 분할하여 관리하는 하드웨어 기반의 보안 기술
멤리스터(Memristor) : 메모리와 레지스터의 합성어로 전류의 방향과 양 등 기존의 경험을 모두 기억하는 특별한 소자

16) Secure OS

기존의 운영체제에 내제된 보안 취약점을 해소하기 위해 보안 기능을 갖춘 커널을 이식하여 외부의 침입으로부터 시스템 자원을 보호하는 운영체제

17) DB 관련 신기술

빅데이터 : 기존의 관리방법이나 분석 체계로는 처리하기 어려운 막대한 양의 정형 또는 비정형 데이터 집합
메타 데이터(Meta Data) : 일련의 데이터를 정의하고 설명해 주는 데이터
디지털 아카이빙(Digital Archiving) : 디지털 정보 자원을 장기적으로 보존하기 위한 작업
하둡(Hadoop) : 오픈 소스를 기반으로 한 분산 컴퓨팅 플랫폼 / 일반 PC급 컴퓨터들로 가상화된 대형 스토리지를 형성하고 그 안에 보관된 거대한 데이터 세트를 병렬로 처리할 수 있도록 개발된 자바 소프트웨어 프레임워크
맵리듀스(MapReduce) : 대용량 데이터를 분산 처리하기 위한 목적으로 개발된 프로그래밍 모델 / 흩어져 있는 데이터를 연관성 있는 데이터 분류로 묶는 Map작업을 수행한 후, 중복 데이터를 제거하고 원하는 데이터를 추출하는 Reduce 작업을 수행함 / Google에서 고안했음
타조(Tajo) : 오픈 소스 기반 분산 컴퓨팅 플랫폼인 아파티 하둡 기반의 분산 데이터 웨어 하우스 프로젝트
데이터 다이어트(Data Diet) : 데이터를 삭제하는 것이 아니라 압축하고, 중복된 정보는 중복을 배제하고, 새로운 기준에 따라 나누어 작업하는 방법
데이터 마이닝(Data Mining) : 대량의 데이터를 분석하여 데이터에 내제된 변수 사이의 상호 관계를 규명하여 일정한 패턴을 찾아내는 기법
OLAP(Online Analytical Processing) : 다차원으로 이루어진 데이터로부터 통계적인 요약 정보를 분석하여 의사 결정에 활용하는 방식
- Roll-up : 개념 계층 구조에서 위로 이동하거나 차원 수를 줄여 OLAP 큐브의 데이터를 집계
- drill-down : 개념 계층 구조에서 아래로 이동하거나 큐브에 새 차원을 추가하는 두 가지 방법 중 하나를 사용하여 덜 세부적인 데이터를 더 세부적인 데이터로 변환
- pivoting : 현재 큐브 뷰를 회전하여 데이터의 새로운 표현을 표시하므로 데이터의 동적 다차원 뷰를 생성
- slicing : 기본 OLAP 큐브에서 단일 차원을 선택하여 하위 큐브를 생성
- dicing : 기본 OLAP 큐브 내에서 여러 차원을 선택하여 하위 큐브를 분
데이터 웨어하우스 : 정보와 창고의 합성어로, 기억의 의사 결정 과정에 효과적으로 사용될 수 있도록 여러 시스템에 분산되어 있는 데이터를 주제별로 통합,축적해 놓은 데이터베이스
데이터 마트 : 데이터 웨어하우스 보다 작은 하위 집합으로 주로 구체적인 특정 부서나 프로젝트 등의 작은 단위의 분석을 요구할 때 사용한다.

18) 회복 / 병행 제어

회복

트랜잭션들을 수행하는 도중 장애가 발생하여 데이터베이스가 손상되었을 때 손상되기 이전의 정상상태로 복구하는 작업

회복 기법의 종류

연기 갱신 기법
- 트랜잭션이 성공적으로 완료될 때까지 데이터베이스에 대한 실질적인 갱신을 연기하는 방법
- 트랜잭션 수행되는 동안 갱신된 내용은 로그(Log)에 보관
- 트랜잭션의 부분 완료 시점에 로그에 보고나한 갱신 내용을 실제 데이터베이스에 보관함
- Redo 작업만

즉각 갱신 기법
- 트랜잭션이 데이터를 갱신하면 트랜잭션이 부분 완료되기 전이라도 즉시 실제 데이터베이스에 반영하는 방법
- 장애가 발생하여 회복 작업 할 경우를 대비하여 갱신된 내용들은 로그(Log)에 보관
- Redo와 Undo 모두 사용 가능

그림자 페이지 대체 기법
- 갱신 이전의 데이터베이스를 일정 크기의 페이지 단위로 구성하여 각 페이지마다 복사본인 그림자 페이지를 별도 보관해 놓고, 실제 페이지를 대상으로 갱신 작업을 수행하다가 장애가 발생하여 트랜잭션 작업을 Rollback 시킬 때는 갱신 이후의 실제 페이지 부분을 그림자 페이지로 대체하여 회복시키는 기법

검사점 기법 (Checkpoint)
- 트랜잭션 실행 중, 특정 단게에서 재실행할 수 있도록 갱신 내용이나 시스템에 대한 상황 등에 관한 정보와 함께 검사점을 로그에 보관해두고, 장애 발생 시 트랜잭션 전체를 철회하지 않고 검사점부터 회복 작업을 수행하여 회복 시간을 절약하도록하는 기법

병행 제어

다중 프로그램의 이점을 활용하여 동시에 여러 개의 트랜잭션을 병행 수행할 때, 동시에 실행되는 트랜잭션들이 데이터베이스의 일관성을 파괴하지 않도록 트랜잭션 간의 상호작용을 제어하는 것

병행 제어 없으면 생기는 문제

갱신 분실 : 2개 이상의 트랜잭션이 같은 자료를 공유하여 갱신할 때 갱신 결과의 일부가 없어지는 현상
비완료 의존성 : 하나의 트랜잭션 수행이 실패한 후, 회복되기 전에 다른 트랜잭션이 실패한 갱신 결과를 참조하는 현상
연쇄 복귀 : 병행 수행되던 트랜잭션들 중 어느 하나에 문제가 생겨 Rollback하는 경우, 다른 트랜잭션도 함께 Rollback되는 현상

병행제어 기법의 종류

로킹(Locking)
- 트랜잭션이 어떤 로킹 단위를 액세스하기 전에 Lock(잠금)을 요청해서 Lock이 허락되어야만 그 로킹 단위를 액세스할 수 있도록 하는 기법
- 주요 데이터의 액세스를 상호 배타적으로 함

타임 스탬프 순서
- 트랜잭션과 트랜잭션이 읽거나 갱신한 데이터에 대해 트랜잭션이 실행을 하기 전에 시간표(TimeStamp)를 부여하여 부여된 시간에 따라 트랜잭션 작업을 수행하는 기법
- 직렬성 순서를 결정하기 위해 트랜잭션 간의 처리 순서를 미리 선택하는 기법들 중에서 가장 보편적으로 사용

최적 병행 수행(검증기법, 확인기법, 낙관적기법)
- 병행 수행하고자 하는 대부분의 트랜잭션이 판독 전용(Read Only) 트랜잭션일 경우, 트랜잭션 간의 충돌률이 매우 낮아서 병행 제어 기법을 사용하지 않고 실행되어도 이 중의 많은 트랜잰션으 ㄴ시스템 상태를 일관성있게 유지한다는 점을 이용한 기법

다중 버전 기법
- 타임 스탬프의 개념을 이용한 기법
- 다중 버전 타임 스탬프 기법이라고도 함.
- 타임 스탬프 기법은 트랜잭션 및 데이터들이 이용할 때의 시간을 시간표로 관리하지만, 다중 버전 기법은 갱신될 때마다 버전을 부여하여 관리함

19) 교착 상태(Dead Lock)

상호 배제의 의해 나타나는 문제점
둘 이상의 프로세스들이 자원을 점유한 상태에서 서로 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 요구하며 무한정 기다리는 현상

교착 상태 발생의 필요 충분 조건

상호배체 : 한 번에 한 개의 프로세스만이 공유 자원을 사용할 수 있어야 함.
점유와 대기 : 최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스에 할당되어 사용되고 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 있어야함
비선점 : 다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날때까지 강제로 빼앗을 수 없어야함.
환형 대기 : 공유자원과 공유자원을 사용하기 위해 대기하는 프로세스들이 원형으로 구성되어 있어, 자신에게 할당된 자원을 점유하면서 앞이나 뒤에 있는 프로세스의 자원을 요구해야함.

교착 상태의 해결 방법

예방 기법 : 사전에 시스템을 제어(발생원인 4가지 중 하나를 미리 제거)
회피 기법 : 발생 가능성을 배제하지 않고, 발생하면 적절히 피해가는 방법
발견 기법 : 교창 상태 발견 알고리즘과 자원 할당 그래프 등을 사용할 수 있음
회복 기법 : 교창 상태를 일으키는 프로세스를 종료하거나 교착 상태의 프로세스에 할당된 자원을 선점하여 프로세스나 자원을 회복하는 것

참고자료

https://starrykss.tistory.com/1655

조영문

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