정보처리기사 실기 정리 - 11. 응용 SW 기초 기술 활용

Chapter01 운영체제의 특징 (중요도: ★★★)

◆ 운영체제(OS: Operating System)

: 사용자가 컴퓨터의 하드웨어를 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공해주는 소프트웨어

◆ 운영체제 종류

: 윈도즈(Windows), 유닉스(Unix), 리눅스(Linux), 맥(Mac), 안드로이드(Android)

◆ 윈도즈 계열 운영체제 특징(지선자오)

GUI(그래픽 사용자 인터페이스) 제공 / 선점형 멀티태스킹 방식 제공 / 자동감지 기능 (Plug and Play) 제공 / OLE 사용

◆ 유닉스 계열 운영체제 특징(대다 사이계)

대화식 운영체제 기능 제공 / 다중 작업 기능 제공 / 다중 사용자 기능 제공 / 이식성 제공 / 계층적 트리 구조 파일 시스템 제공

◆ 메모리 관리 기법(반배할교)

• 반입 기법: 메모리 적재 시기 결정(When)
• 배치 기법: 메모리 적재 위치 결정(Where)
• 할당 기법: 메모리 적재 방법 결정(How)
• 교체 기법: 메모리 교체 대상 결정(Who)

◆ 메모리 배치 기법(초적악)

• 최초 적합(First-fit): 프로세스가 적재될 수 있는 가용 공간 중에서 첫 번째 분할에 할당하는 방식
• 최적 적합(Best fit): 가용 공간 중에서 가장 크기가 비슷한 공간을 선택하여 프로세스를 적재하는 방식
• 최악 접합(Worst-fit): 프로세스의 가용 공간들 중에서 가장 큰 공간에 할당하는 방식

◆ 프로세스 상태(생준실대완)

• 생성(Create) 상태: 사용자에 의해 프로세스가 생성된 상태
• 준비(Ready) 상태: CPU를 할당받을 수 있는 상태
• 실행(Running) 상태: 프로세스가 CPU를 할당받아 동작 중인 상태
• 대기(Waiting) 상태: 프로세스 실행 중 입출력 처리 등으로 인해 CPU를 양도하고 입출력 처리가 완료까지 대기 리스트에서 기다리는 상태
• 완료(Complete) 상태: 프로세스가 CPU를 할당받아 주어진 시간 내에 완전히 수행을 종료한 상태

◆ 프로세스 상태 전이(디타블웨)

◆ 프로세스 스케줄링의 유형

• 선점형 스케줄링(SMMR): 우선순위가 높은 프로세스가 CPU를 점유하는 스케줄링

  • SRT(Shortest Remaining Time First): 가장 짧은 시간이 소요되는 프로세스를 먼저 수행
  • 다단계 큐(MLQ, Multi Level Queue): 여러 개의 큐를 이용하여 상위단계 작업에 의한 하위단계 작업이 선점
  • 다단계 피드백 큐(MLFQ, Multi Level Feedback Queue): 큐마다 서로 다른 CPU시간 할당량을 부여, FIFO+라운드 로빈 스케줄링 기법 혼합
  • 라운드 로빈(Round Robbin): 프로세스는 같은 크기의 CPU 시간 할당

• 비선점형 스케줄링(우기HFS): 한 프로세스가 CPU를 할당 받으면 작업 종료 전까지 다른 프로세스는 CPU점유 불가능한 스케줄링

  • 우선순위(Priority): 프로세스별 우선순위에 따라 CPU 할당
  • 기한부(Deadline): 작업들이 명시된 기한 내에 완료되도록 계획
  • FCFS(First Come First Service): 프로세스가 대기 큐에 도착한 순서에 따라 CPU할당=FIFO

  

• SJF(Shortest Job First): 가장 짧은 작업부터 수행, 평균 대시 시간 최소화. 기아현상 발생

  

• HRN(Highest Response Ratio Next): 대기 중인 프로세스 중 현재 응답률(우선순위 계산식)이 가장 높은 것을 선택, 기아현상 최소화 기법

  

◆ 반환시간 및 대기시간 계산 방법 (반종도 대반서)

• 반환시간 = 종료 시간 - 도착 시간

• 대기시간 = 반환시간 - 서비스(실행) 시간

• 반환시간 : 대기시간 + 실행시간

◆ 교착상태(Deadlock) 발생 조건(상점비환)

• 상호 배제 : 한 번에 프로세스 하나만 해당 자원을 사용할 수 있다. 사용 중인 자원을 다른 프로세스가 사용하려면 요청한 자원이 해제될 때까지 기다려야 한다.
• 점유와 대기 : 자원을 최소한 하나 보유하고, 다른 프로세스에 할당된 자원을 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 존재해야 한다.
• 비선점 : 이미 할당된 자원을 강제로 빼앗을 수 없다(비선점).
• 환형(순환) 대기 : 대기 프로세스의 집합이 순환 형태로 자원을 대기하고 있어야 한다.

교착상태 해결방법(예회발복)

예방 / 회피 / 발견 / 복구

◆ 가상화(Virtualization)

: 물리적인 리소스들을 사용자에게 하나로 보이게 하거나, 하나의 물리적인 리소스를 여러 개로 보이게 하는 기술

◆ 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)

: 인터넷을 통해 가상화된 컴퓨터 시스템 리소스 제공

클라우드 컴퓨팅 분류(사공하)

• 사설 클라우드

  • 기업 또는 조직 내부에서 보유하고 있는 컴퓨팅 자원 등을 사용하여, 내부에 구축되어 운영되는 클라우드
  • 자체 컴퓨팅 자원으로 모든 하드웨어, 소프트웨어 데이터를 수용
  • 직접적인 통제 가능 -> 보안성 높일 수 있음!

• 공용 클라우드

  • 클라우드 서비스 제공 업체에서 다중 사용자를 위한 컴퓨팅 자원 서비스를 제공하는 클라우드
  • 일정 비용을 지불하고 하드웨어, 소프트웨어 사용
  • 확장성, 유연성 뛰어남

• 하이브리드 클라우드

  • 사설 클라우드와 공용 클라우드를 모두 사용하는 클라우드
  • 사설 클라우드의 약점인 구축 비용문제 해결
  • 공용 클라우드의 약점인 보안성 확보 문제 해결
  • 사용 업무의 중요도, 보안성 확보의 중요도 등에 따라 이용 형태 변경 가능

◆ 클라우드 컴퓨팅 유형(인플소)

• 인프라형 서비스(IaaS: Infrastructure as a Service): 서버, 스토리지 같은 시스템 자원을 클라우드로 제공하는 서비스
• 플랫폼형 서비스(Paas: Platform as a Service): 애플리케이션 개발, 실행, 관리할 수 있게하는 플랫폼을 제공하는 서비스
• 소프트웨어형 서비스(SaaS: Software as a Service): 클라이언트 통해 접속하여 소프트웨어 서비스 형태로 이용하는 서비스

Chapter02 네트워크 계층 구조 파악 (중요도: ★★★)

◆ 네트워크(Network)

: 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라

• 광대역 네트워크(WAN): LAN에 비해 전송거리가 넓음
• 근거리 네트워크(LAN): 한 건물 또는 작은 지역 커버

◆ OSI(Open System Interconnection) 7계층(아파서 티내다 피나다)

• 응용 계층(Application Layer): 사용자와 네트워크 간 응용서비스 연결, 데이터 생성
• 표현 계층(Presentation Layer): 데이터 형식 설정, 부호교환, 암/복호화
• 세션 계층(Session Layer): 송수신 간의 논리적인 연결
• 전송 계층(Transport Layer): 송수신 프로세스 간의 연결
• 네트워크 계층(Network Layer): 단말기 간 데이터 전송을 위한 최적화된 경로 제공
• 데이터링크 계층(Data Link Layer): 인접 시스템 간 데이터 전송, 전송 오류 제어
• 물리 계층(Physical Layer): 0과 1의 비트 정보를 회선에 보내기 위한 전기적 신호 변환

◆ 프로토콜(Protocol)

:서로 다른 시스템이나 기기들 간의 데이터 교환을 원활히 하기 위한 표준화된 통신규약

◆ 프로토콜 기본 3요소(구의타)

• 구문(Syntax): 시스템 간의 정보 전송을 위한 데이터 형식, 코딩, 신호 레벨 등의 규정
• 의미(Semantic): 시스템 간의 정보 전송을 위한 제어 정보로 조정과 에러 처리를 위한 규정
• 타이밍(Timing): 시스템 간의 정보 전송을 위한 속도 조절과 순서 관리 규정

◆ 네트워크 프로토콜(Network Protocol)

: 컴퓨터나 원거리 통신 장비 사이에서 메시지를 주고받는 양식과 규칙의 체계

◆ 데이터 링크 계층 프로토콜

• HDLC(High-level Data Link Control): 점대점 방식이나 다중방식 통신에 사용되며, 동기식 비트 중심
• PPP(Point-to-Point Protocol): 네트워크 분야에서 두 통신 노드 간의 직접적인 연결
• 프레임 릴레이(Frame Relay): 프로토콜 처리를 간략화하여 데이터 처리속도의 향상 및 전송 지연을 감소시킨 고속데이터 전송 기술
• ATM(Asynchronous Transport Mode): 53바이트 셀 단위로 전달하는 비동기식 시분할 다중화 방식의 패킷형 전송 기술

◆ 네트워크 계층 프로토콜

• IP(Internet Protocol): 송수신 간의 패킷 단위로 데이터를 교환하는 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용
• ARP(Adress Resolution Protocol 주소확인): IP네트워크상에서 IP주소를 MAC주소(물리주소)로 변환하는 프로토콜
• RARP(Reverse Address Resolution Protocol): : ARP와 반대로 MAC(물리적인) 주소를 IP주소로 변환
• ICMP(Internet Control Message Protocol): IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 프로토콜
• IGMP(Internet Group Managemnet Protocol): 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티캐스트 그룹 멤버십을 구성하는 데 사용하는 통신 프로토콜
• 라우팅 프로토콜(Routing Protocol): 데이터 전송을 위해 최적의 경로를 설정해주는 라우터 간의 상호 통신 프로토콜

◆ IPv4 (Internet Protocol version 4)

: 인터넷에서 사용되는 패킷 교환 네트워크상에서 데이터를 교환하기 위한 32비트 주소체계를 갖는 네트워크 계층 프로토콜

• 8비트씩 4부분으로 나뉜 10진수
• 0~255까지 3자리수 표현
• IPv4 전송방식(유멀브) : 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트

◆ IPv4 클래스 분류

• A클래스: 국가나 대형 통신망에 사용(0~127), 네트워크 사용자에게 부여가 가능한 IP
• B클래스: 중대형 통신망에 사용(128~191)
• C클래스: 소규모 통신망에 사용(192~223)
• D클래스: 멀티캐스트 용도로 예약된 주소(224~239)
• E클래스: 연구를 위해 예약된 주소(공용 사용 불가)

◆ IPv6 (Internet Protocol version 6)

: Pv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발

• IPv4에 비해 자료 전송속도가 빠름
• 128비트 주소체계
• 16비트씩 8개 부분으로 나눈 16진수
• IPv4 전송방식(유멀애) : 유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트
  

◆ IPv4에서 IPv6으로 전환 방법

: 듀얼 스택, 터널링, 주소 변환 방식

◆ 라우팅 프로토콜

• 내부 라우팅 프로토콜(IGP) : AS(자율시스템) 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜
  • RIP(Routing Information Protocol): AS(자율시스템)내에서 사용하는 거리 벡터 알고리즘에 기초하여 개발된 내부 라우팅 프로토콜
  • OSPF(Open Shortest Path First): 자신을 기준으로 링크 상태 알고리즘을 적용하여 최단 경로 를 찾는 라우팅 프로토콜
• 외부 라우팅 프로토콜(EGP): AS(자율시스템) 간의 라우팅 즉 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜
  • BGP(Border Gateway Protocol): AS상호 간에 경로 정보를 교환하기 위한 라우팅 프로토콜

◆전송계층 프로토콜

• TCP(Transmission Control Protocol)

  • TCP 특징(신연흐혼): 신뢰성 보장, 연결 지향적 특징, 흐름 제어, 혼잡 제어

• UDP(User Datagram Protocol):

  • UDP 특징: 비신뢰성, 순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공, 실시간 응용 및 멀티캐스트 가능, 단순 헤어
  • UDP 헤더구조(소데렝체다) : Source Port Number / Destination Port Number / UDP Length / UDP Checksum / Data

◆ 표현계층 프로토콜

• JPEG: 이미지를 위해 만들어진 표준 규격
• MPEG: 멀티미디어(비디오, 오디오)를 위해 만들어진 표준 규격

◆ 응용계층 프로토콜

• HTTP(Hyper Text Transfer Protocol): 텍스트 기반의 통신구약, 하이퍼텍스트를 빠르게 교환하기 위한 프로토콜
• FTP(File Transfer Protocol): TCP/IP를 갖고 서버와 클라이언트 사이의 파일을 전송하기 위한 프로토콜
• SMTP(Simple Mail Transfer Protocol): 인터넷에서 TCP포트 25번을 사용하여 이메일을 보내기 위해 이용되는 프로토콜
• POP3(Post Office Protocol Version 3): 원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이메일을 가져오는 데 사용하는 프로토콜
• IMAP(Internet Messaging Access Protocol): 원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이메일을 가져오는 데 사용하는 프로토콜
• Telnet: 인터넷이나 로컬 영역에서 네트워크 연결에 사용되는 네트워크 프로토콜
• SSH(Secure Shell): 서로 연결되어 있는 컴퓨터 간 원격 명령 실행이나 쉘 서비스 등을 수행, Telent보다 강력한 보안 제공
• SNMP(Simple Network Managemnet Protocol): 라우터나 허브 등 네트워크 장치로부터 정보를 수집 및 관리

◆ 패킷 교환 방식(Packet Switching)

: 작은 블록의 패킷으로 데이터를 전송하여 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 사용하도록 하는 통신 방식

• 활용: 이메일, 메시지

◆ 패킷 교환 방식 기술

• X.25: 통신을 원하는 두 단말장치가 패킷 교환망을 통해 패킷을 원활히 전달하기 위한 통신 프로토콜
• 프레임 릴레이: ISDN을 사용하기 위한 프로토콜로서 ITU-T에 의해 표준으로 작성
• ATM(Asynchronous Transfer Mode): 비동기 전송모드, 광대역 전송에 쓰이는 스위칭 기법

◆ 서킷 교환 방식(Circuit Switching)

: 네트워크 회선 전체를 특정 사용층이 독점하도록 하는 통신 방식

• 활용: 영상, 비디오

◆ 애드 혹 네트워크(Ad-hoc Network)

: 노드들에 의해 자율적으로 구성되는 기반 구조가 없는 네트워크

Chapter03 기본 개발환경 구축하기 (중요도: ★)

◆ 개발환경 인프라 구성 방식

• 온프레미스(On-Premise) 방식: 외부 인터넷망이 차단된 상태에서 인트라넷망만을 활용하여 개발환경을 구축하는 방식
• 클라우드(Cloud) 방식: 클라우드 공급 서비스를 제공하는 회사들(아마존, 구글, MS 등)의 서비스를 임대하여 개발 환경을 구축하는 방식
• 하이브리드(Hybrid) 방식: 온프레미스와 클라우드 방식을 혼용한 방식