컴퓨터 구조와 운영체제
-
컴퓨터 구조 (아키텍처)
-
하드웨어,소프트웨어 사이의 인터페이스 정의
-
고수준 프로그래밍 언어 -> 어셈블리 -> 기계어의 변역 과정과 실행 모델
-
컴퓨터 하드웨어의 구성
-
중앙처리장치 : CPU
- 제어장치 : 명령어를 해석하여
제어 신호발생 - ALU(산술논리연산장치) : 산술 및 논리 연산 등을 수행
- 레지스터 : 연산의 대상 및 연산 결과 등을 저장
- 제어장치 : 명령어를 해석하여
-
주기억장치 : 메모리
-
보조기억장치 : Storage
-
입출력장치 : I/O 디바이스
-
-
프로그램의 번역 단계
- 원시 코드 -> 어셈블리 코드 -> 목적 코드
- 원시 -> 어셈블리 : 프로그램밍 언어에 따라 다른 번역기
- 어셈블리 -> 목적 : 어셈블러에 의하여 거의 1:1 번역
-
프로그램 번역/실행의 2가지 모델
- 컴파일러 : 코드가 실행되기 전 컴파일 과정을 거침 (TS)
- 인터프리터 : 코드를 한줄씩 읽으면서 해석 후 즉시 실행 (JS)
-
-
운영체제 OS
-
컴퓨터 하드웨어 자원의 효율적 활용
-
운영체제 : 컴퓨터 시스템이 살아가기 위하여 반드시 필요한 소프트웨어의 모음
- 컴퓨터 시스템의 자원을 관리
- 사용자에게 시스템 자원을 활용할 수 있는 기능을 제공
-
운영체제의 분류
- 범용 / 내장형
- 단일 사용자 / 다중 사용자
- 단일 프로세서 / 다중 프로세서
- 시분할 방식 / 다중 프로그래밍
-
운영체제의 역할
- 컴퓨터 시스템의 자원을 관리
- 프로세스 관리
- 메모리 관리
- 파일 시스템 관리
- 입출력 장치 관리
- 컴퓨터 시스템의 자원을 관리
-
운영체제 커널
- 운영체제의 핵심 부분에 위치하면서 시스템의 모든 측면에
완전한 권한을 가지고 있음
- 운영체제의 핵심 부분에 위치하면서 시스템의 모든 측면에
-
-
프로세스
-
컴퓨터 시스템에서 CPU 및 메모리를 이용하여 실행 중인 작업
-
프로그램과 차이점 : 프로그램 : 실행 가능한 코드 / 프로세스 : 실행 중인 프로그램
-
프로세스 관리
운영체제가 관리- 운영체제는 각 프로세스의 상태를 유지관리하고 각 프로세스가 시스템 자원을 사용할 수 있도록 관리함
-
-
프로세스와 스레드
- 싱글 스레드 : 하나의 스레드에
한번의 작업만 진행 - 멀티 스레드 : 하나의 스레드에
동시에 여러 작업을 진행
- 싱글 스레드 : 하나의 스레드에
-
스케줄링
- 어느 순간 어느 작업을 수행할 것인지 결정
- 효율성과 공정성 사이의 이해득실 관계가 중요
- ex) FCFS(비선점) , LRU , LFU , SJF(비선점) , SRT(선점) ,RR(선점)
-
메모리와 입출력 관리
-
운영체제의 컴퓨팅 시스템 자원의 추상화
-
운영체제의 추상화 : 하드웨어의 복잡한 동작을 간단하게 사용할 수 있도록 사용자와 개발자에게 숨기는 과정
-
프로세스 : CPU 시간에 대한 추상화
-
가상 메모리 : 메모리 공간에 대한 추상화
-
메모리 계층 구조와 가상 메모리
- 레지스터 , 캐시 메모리 , 주기억장치(메인 메모리) , 보조기억장치(스토리지)
- 빠른접근속도 (레지스터~) , 낮은 비트당 비용 (보조기억장치~)
-
가상메모리
- 실제 메모리(RAM)보다 더 큰 메모리 공간을 사용할 수 있도록 운영체제가 디스크(스토리지)를 활용하여 메모리를 확장하는 기술
-
데이터베이스
-
데이터의 저장과 인출 (검색)
- 관계형 데이터베이스
- 데이터 공유에 따른 문제와 해결책
-
데이터베이스의 구성 요소
개체와 그들이 가지는속성, 그리고 개체 사이의관계
-
데이터베이스 장점
- 데이터 중복 최소화
- 데이터 무결성
- 데이터 일관성
- 데이터 독립성
- 데이터 표준화
- 데이터 보안 유지
-
관계형 데이터베이스 Relational DB
- 키 : 한 튜플을 다른 튜플들과 구별하는 하나 이상의 속성의 집합
- 참조 무결성 : 참조할 수 없는 외부키를 가질 수 없음
- 개체 무결성 : 기본키에 속하는 속성은 비어 있을 수 없음
- 관계형 대수 연산
- 릴레이션을 대상으로 릴레이션을 만들어 내는 `수학적 연산`의 집합
- 합집합 , 교집합 , 차집합 , 곱집합 , 프로젝션 , 셀렉션 , 조인-
SQL
- INSERT , DELETE , UPDATE , SELECT
- DDL(Creatr , Alter , Drop , Truncate) , DML(Select , Insert , Update , Delete) , DCL(Grant , Revoke) , TCL (Commit , Rollback , Savepint)
-
트랜잭션
- 데이터베이스 관리 시스템에서 상호작용의 단위
- 트랜잭션이 가지는 속성 ACID
- 원자성 : 하나의 트랜잭션은 모두 실행되거나 전혀 실행되지 않아야 함
- 일관성 : 트랜잭션의 실행 전후에 데이터베이스 상태가 일관되어야 함
- 독립성 : 여러 트랜잭션이 병렬 실행되는 경우에도 서로 간섭하지 않도록 격리되어야 함
- 영구성 : 완료된 트랜잭션의 실행 결과는 데이터베이스에 영구 보존되어야 함
-
데이터베이스 활용
- ORM(옵젝 릴레이션 매핑) : 관계형 데이터베이스의 테이블과 객체지향 프로그램의 클래스 사이를 연결
- 장점
- SQL이 아닌 클래스의 메서드를 이용한 DB 접근 조작
- 코드의 재사용성 , 유지보수가능성 , 리팩토링 용이성 향상
- DBMS에 대한 종속성 감소
- 한계점
- 객체와 릴레이션 사이의 불일치에 기인하여 발생하는 비효율
- 장점
- ORM(옵젝 릴레이션 매핑) : 관계형 데이터베이스의 테이블과 객체지향 프로그램의 클래스 사이를 연결
-
비정형 데이터 (사진 , 동영상 처럼
정리되지 않은 데이터)-
설계된 모델이나 구조로 구성되지 않은 데이터
-
질적인 것으로 분류되어 인간 또는 기계에 의하여 생성됨
-
ex) 사물 인터넷 , 텍스트 데이터
-
비정형 데이터 처리의 어려움
- 방대한 볼륨 , 다양성 , 품질 , 보안 및 개인정보 보호 , 통합
-
벡터 DB (비정형 데이터 관리를 위해 등장)
- 데이터 객체를 수치화
-
-
NoSQL (Not Only SQL)
-
RDBMS와는 다른 방식으로 데이터를 저장하고 색인
-
유연성 , 확장성 , 고성능
-
종류
- key-value
- Document
- Column-family
- Graph
-
활용
- RDBMS를 대체할 것으로 예상하지 않음
- ACID 트랜잭션의 지원이 필수가 아닌 시스템에서는 응용이 확대될 전망
- 분산 데이터베이스로 고성능 서비스를 구축하는 데 적합
-
