[11과목] 응용 SW 기초 기술 활용

 운영체제 – 사용자가 컴퓨터 하드웨어를 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스 제공하는 소프트웨어

 
운영체제 종류

Windows – MS-DOS의 멀티태스킹 기능과 GUI 환경을 제공
특징 – GUI 제공, 선점형 멀티태스킹 방식, 자동감지 기능, OLE
 
Unix – 90% 이상 C언어로 구현되어 있는 운영체제로 범용 다중 사용자 방식의 시분할 운영체제
Linux – Unix 기반으로 개발되고, 오픈 소스 기반의 운영체제
Mac – 애플이 유닉스 기반으로 개발한 그래픽 사용자 인터페이스 기반의 운영체제
Android – 핸드폰을 비롯한 휴대용 장치를 위한 운영체제와 미들웨어

 
운영체제 제어

CLI – 사용자가 직접 명령어를 입력, 컴퓨터에게 명령 Command Line Interface
GUI – 마우스로 화면을 클릭하여 그래픽 위주로 컴퓨터를 제어하는 방식

 
메모리 배치 기법
First Fit - 가용 공간 중에서 첫 번째 분할에 할당하는 방식
Best Fit - 비슷한 공간을 선택하여 프로세스를 적재하는 방식
Worst Fit - 가용 공간 중 가장 큰 공간에 할당하는 방식
 
교체 기법 유형
FIFO - 먼저 들어와 제일 오래 있던 페이지를 교체 (선입선출)
LRU - 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지 교체
LFU - 참조 횟수가 가장 적은 페이지를 선택하여 교체
OPT - 앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지 교체
NUR - 최근에 사용하지 않은 페이지 교체
SCR - 가장 오랫동안 주기억장치에 있던 페이지 중 자주 사용되는 페이지를 교체를 방지하기 위한 기법 FIFO 단점 보완
 
프로세스 스케줄링 주요 용어

서비스시간 – 결과를 산출하기까지 소요시간
응답시간 – 서비스를 요청하고, 반응하기 시작할 때까지 소요시간
반환시간 – 대기시간 + 수행시간, 입력되어 수행하고 결과를 산출하기까지 소요시간
대기시간 – 프로세서에 할당 대기까지 큐에 대기하는 시간
응답률 – (대기시간+서비스시간)/서비스 시간 , HRN 스케줄링에서 사용
 

프로세스 관리

생성 상태 : 사용자로 인해 프로세스가 생성된 상태
준비 상태 : CPU에 할당받을 수 있는 상태
실행 상태 : 프로세스가 CPU를 할당받아 동작 중인 상태
대기 상태 : 프로세스 실행 중 처리로 인해 CPU를 양도하고 대기 리스트에서 기다리는 상태
완료 상태 : 프로세스가 CPU 할당을 받고 주어진 시간에 완전히 수행한 상태
 

디스패치 : 준비 상태에 있는 프로세스를 스케줄링하여 CPU에 할당
타임아웃 : CPU에 할당된 프로세스가 지정된 시간이 초과되면 스케줄러에 의해 PCB 저장
문맥교환 : CPU가 현재 실행하고 있는 프로세스의 문맥 상태를 프로세스 제어블럭(PCB)에 저장하고 다음 프로세스의 문맥부터 문맥을 복원하는 작업
 
 
선점형 스케줄링 – 하나의 프로세스가 CPU를 차지하고 있을 때 우선순위가 높은 다른 프로세스가 현재 프로세스를 중단시키고 CPU를 점유하는 스케줄링 방식
 
선점형 알고리즘 유형

라우터 로빈 (RR) -  CPU 할당 시간 설정 후 프로세스가 할당된 시간 내에 처리하지 못할 경우 큐 리스트의 가장 뒤로 보내지고 다음 프로세스를 CPU에 할당하는 기법
SRT – 가장 짧은 시간이 소요되는 프로세스를 먼저 처리 짧은 프로세스가 리스크큐에 생기면 CPU에 할당하는 기법
다단계 큐 – 작업들을 분할, 여러 개의 큐를 이용하여 상위 작업에 의한 하위 단계 작업 선정 및독자적인 스케줄링
다단계 피드백 큐 – FCFS + RR 혼합, 마지막 단계는 RR방식으로 처리
 

비선점형 스케줄링 – 한 프로세스가 CPU를 할당받으면 작업 후 CPU 반환 시까지 다른프로세스는 CPU 점유 불가능한 스케줄링 방식
 
비선점형 알고리즘 유형

우선순위 – 프로세스 별로 우선순위가 주어지고, 우선순위에 따라 CPU를 할당
기한부 – 작업들을 명시된 시간이나 기한 내 완료되도록 계획
FCFS – 프로세스가 대기 큐 리스트에 도착한 순서에 따라 CPU 할당
SJF – 가장 작은 서비스 시간을 가진 프로세스를 위선순위로 하여 평균 대기시간을 최소화
HRN – 대기 중인 프로세스 중 현재 응답률이 가장 높은 프로세스를 우선순위
 
기아 (Starvation) 현상 - 시스템 부하가 많아서 준비 큐에 있는 낮은 등급의 프로세스가 무한정 대기하는 현상
기아 현상을 해결하기 위한 기법으로는 오랫동안 기다린 프로세스의 우선순위를 높여주는 기법인 에이징 (Aging) 을 활용한다.

 
교착상태 - 다중프로세싱 환경에서 두 개 이상의 프로세스가 특정 자원할당을 무한정 대기하는 상태
 
발생조건 (상점비환)

상호 배제(Mutual Exclusive) - 자원을 베타적으로 점유하여 다른 프로세스가 그 자원을 사용할 수 없는 상태
점유 대기(Hold & wait) - 한 프로세스가 자원을 점유하고 있으면서 다른 자원을 요청하여 대기하고 있는 상태
비선점(Non Preemption) - 한 프로세스가 점유한 자원에 대한 다른 프로세스가 선점할 수 없고, 오직 점유한 프로세스만 해제할 수 있는 상태
환영 대기(Circular Wait) - 두 개 이상의 프로세스 간 자원의 점유와 대기가 하나의 원형을 구성한 상태
 

해결방법 (예회발복)

예방 (Prevention) - 상호 배제를 제외한 나머지 교착상태 발생조건을 위배하는 방안
회피 (Avoidance) - 안전한 상태를 유지할 수 있는 요구만 수락
발견 (Delection) - 시스템의 상태를 감시 알고리즘 통해 교착 상태 검사
복구 (Recovery) - 교착상태가 없어질 때까지 프로세스를 순차적으로 Kill하여 제거
 

가상화 – 물리적인 리소스를 이용해 사용자에게 하나로 보이게 하거나 하나의 물리적인 리소스를 여러 개로 보이게 하는 기술
 

플랫폼 가상화 – 플램폼 위에 독립된 환경을 만드는 기술
리소스 가상화 – 독립된 하드웨어에서 소프트웨어가 실행되는 것처럼 활용하는 기법
컴퓨팅 가상화 (Hyper V) – 물리적인 리소스를 논리적인 리소스로 사용
스토리지 가상화 - 스토리지와 서버 사이에 소프트웨어/하드웨어 계층을 추가하여 스토리지를 논리적으로 제어 및 활용
I/O 가상화 - 서버의 I/O 자원을 물리적으로 분리하고 케이블과 스위치 구성을 단순화하여 효율적인 연결을 지원  
컨테이너 - 컨테이너화된 애플리케이션들이 단일 운영체제상에서 실행되도록 하는 기술
분산처리 기술 – 여러 대 컴퓨터를 이용하여 대용량 처리
네투워크 가상화 기술 - 물리적으로 떨어져 있는 다양한 장비를 연결하기 위한 수단
 

컴퓨터 클라우딩 – 인터넷을 통해 가상화된 컴퓨터 시스템 리소스를 제공하고 정보를 자신의 컴퓨터가 아닌 클라우드에 연결된 다른 컴퓨터로 처리하는 기술
 

사설 (Private) 클라우드 - 기업 또는 조직 내부에서 보유하고 있는 컴퓨팅자원을 사용하여 운영되는 클라우드
공용 (Public) 클라우드 - 다중 사용자를 위한 컴퓨터 자원 서비스를 제공하는 클라우드
하이브리드 (Hibird) 클라우드 - 사설 + 공용 클라우드 모두 사용하는 클라우드 
 
인프라형(IaaS) – 서버, 스토리지 같은 시스템 자원을 클라우드로 제공하는 서비스
플랫폼형(PaaS) – 인프라 생성 및 관리하는 복잡한을 없애고 애플리케이션 개발, 실행, 관리할 수 있게 해는 플랫폼 서비스
소프트웨어형(SaaS) – 데이터는 중앙으로 호스팅되고 사용자는 웹 브라우저 등의 클라이언트를 통하여 소프트웨어를 서비스 

 
네트워크 – 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라
 

OSI 7계층

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

네트워크 장비

허브 (1계층) – 하나의 네트워크로 수신된 정보를 여러 대의 컴퓨터로 송신하기 위한 장비
리피터 (1계층) – 디지털 신호를 증폭
브리지 (2계층) – 두 개의 근거리통신망(LAN)을 서로 연결해 주는 통신망 연결 장치
라우터 (3계층) -LAN과 LAN을 연결하거나 LAN과 WAN을 연결하기 위한 인터넷 네트워킹 장비, 최적의 경로 설정
 

프로토콜 – 이 기종 시스템간 데이터 교환을 할 수 있도록 표준화 통신 규약
 
프로토콜의 3대 요소 (구의타)

구문(Syntax) – 시스템간 정보 전송을 위한 데이터 형식, 코딩, 신호, 레벨 등 규정
의미(Semantic) – 시스템간 정보 전송을 위한 제어 정보로 조정과 에러 처리를 위한 규정
타이밍(Timing) - 시스템간 정보 전송을 위한 속도 조절과 순서 관리 규정

 
데이터 링크 계층 프로토콜

HDLC(High-level Data Link Control) - ISO에서 표준화한 동기식 비트 중식의 데이터 링크 프로토콜
PPP (Point to Point) - 두 통신 노드간 직접적인 연결을 위해 일반적으로 사용
프레임 릴레이 (Frame Relay) – 프로토콜 처리를 간략화하여 단순히 프레임들의 중계기능과 다중화 기능만 수행함으로써 데이터 처리속도 향상 , 고속의 데이터 전송 기술
ATM – 정보전달의 기본단위를 53바이트 셀 단위로 전달하는 비동기식 시분할 다중화 방식

 
네트워크 계층 프로토콜

IP – 송수신 간의 패킷 단위로 데이터 교환 네트워크에서 정보를 주고받는데 사용되는 통신 프로토콜
ARP – IP 주소를 MAC 주소(물리 주소)로 변환하는 프로토콜
RARP – MAC 주소에 해당하는 IP 주소를 알려주는 역순 주소 결정 프로토콜
ICMP -IP 패킷 처리시 발생되는 문제를 알려주는 프로토콜로 메시지 형식은 8바이트의 헤더와 가변 길이의 데이터 영역으로 분리
IGMP – 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티캐스트 그룹 맴버십을 구성하는데 사용
라우팅 프로토콜 – 데이터 전송시 최적의 경로를 설정해주는 라우터 간의 상호 통신 프로토콜

 
IPv4 – 데이터 교환을 위해 32bit 주소체계를 갖고 네트워크 계층 프로토콜
-. 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트, 8비트씩 4부분으로 나뉜 10진수
 
IPv6 – 차세대 인터넷 프로토콜로 IPv4의 주소 자원 고갈, 보안성 등 문제점을 해결하기 위해 개발된 128bit 주소체계를 갖는 프로토콜
-. 유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트, 16비트씩 8부분으로 나뉜 16진수

 
멀티캐스트 프로토콜 – 같은 내용의 데이터를 여러 명의 특정 그룹의 수신자들에게 동시 전송
유니캐스트 프로토콜 – 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1:1 트래픽, 메시지 전송
브로드캐스트 프로토콜 – 하나의 송신자가 같은 서브 네트워크상의 모든 수신자에게 데이터 전송
애니캐스트 프로토콜 -하나의 호스트에서 그룹 내 가장 가까운 곳에 있는 수신자에게 데이터 전송

 
라우팅 프로토콜 - 데이터 전송을 위해 목적지까지 최적의 경로를 설정해 주는 통신규약
 

내부 라우팅 프로토콜 (IGP) - 동일한 AS 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜 (RIP,IGRP,OSPF,EIGRP)
외부 라우팅 프로토콜 (EGP) - 서로 다른 AS 간 라우팅 프로토콜로 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜 (BGP)

 

거리 벡터 알고리즘 – 인접 라우터와 정보를 공유하여 목적지까지의 방향과 거리 설정, 벨만-포드 알고리즘 사용
링크 상태 알고리즘 – 링크 정보를 모든 라우터에게 전달하여 최적의 경로 구성, 다익스트라 알고리즘 사용

 
거리 벡터 알고리즘

RIP (Routing Information Protocol) -자율 시스템(AS) 내에서 사용하는 거리 벡터 알고리즘을 기반으로 개발된 내부 라우팅 프로토콜, 벨만-포드 알고리즘 사용, 15홉 제한
IGRP – RIP의 문제점을 개선하기 위해 통신규약으로 RIP 보다 대규모로 복잡한 통신망에서의 운용을 상정한 규격으로 되어 있으며, 거리 벡터 라우팅 알고리즘을 채용하여 목적 통신망까지 경로는 지연,회성의 대역폭, 신뢰성 및 부하를 고려하여 결정하는 프로토콜

 
링크 상태 알고리즘

OSPF (Open Shortest Path First) – 링크상태 알고리즘
BGP (Border Gateway Protocol) -규모가 큰 네트워크를 상호 연결하는 알고리즘

 
전송 계층 프로토콜

TCP – 근거리 통신망이나 인터넷에서 신뢰성 있는 전송을 수행하는 프로토콜
특징 – 신뢰성 보장, 연결 지향적, 흐름제어, 혼잡제어
UDP – 비연결성이고 신뢰성이 없으며 순서화되지 않은 데이터그램 서비스를 제공하는 통신 프로토콜
특징 – 비 연결성, 비 신뢰성, 순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공, 단순 헤더

 
세션 계층 프로토콜

RPC – 원격 프로시저 호출이라고 불리며 원격 제어를 위한 코딩이 없이 다른 주소 공간에서 함수나 프로시저를 실행할 수 있는 프로세스 간 통신에 사용되는 프로토콜
NetBIOS – 응용계층의 애플리케이션 프로그램에게 API를 제공하여 상호 통신할 수 있게 해줌

 
표현 계층 프로토콜

JPEG – 이미지를 위한 만들어진 표준 규격
MPEG – 멀티미디어(비디오, 오디오)를 위해 만들어진 표준 규격

 
응용계층 프로토콜

HTTP – 텍스트 기반의 통신규약으로 인터넷에서 데이터를 주고받을 수 있는 프로토콜 (port No : 80)
FTP – TCP/IP 프로토콜을 가지고 서버와 클라이언트 사이의 파일을 전송하기 위한 프로토콜  (port No : 21)
SMTP – TCP 포트 25번을 사용하여 이메일을 보내기 위해 이용되는 프로토콜 (port No : 25)
POP3 – 원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이메일을 가져오는 데 사용되는 프로토콜 (port No : 110)
IMAP - 원격 서버로부터 TCP/IP 연결을 통해 이메일을 가져오는 데 사용되는 프로토콜 (port No : 143)
Telnet – 네트워크 연결에 사용되는 네트워크 프로토콜  (port No : 23)
SSH – 서로 연결되어 있는 컴퓨터 간 원격 명령 실행이나 쉘 서비스 등 수행 기본 네트워크 포트는 22번 사용 (port No : 22)
SNMP – TCP/IP 네트워크 관리 프로토콜, 라우터나 허브 등 네트워크 장치로부터 정보 수집 및 관리 (port No : 161)
 
패킷 스위칭 – 작은 블록의 패킷으로 데이터를 전송하며 전송하는 동안만 네트워크 사용
X.25 – 두 단말기장치가 패킷 통신망을 통해 원활한 패킷 전송을 하기 위한 프로토콜
프레임 릴레이 – ISDN을 사용하기 위한 프로토콜
ATM – 비동기 전송모드인 광대역 전송에 사용되는 스위칭 기법
서킷 스위칭 – 네트워크 리소스를 특정 사용계층이 독점하여 통신하는 방식
 
애드 혹 네트워크 – 노드들에 의해 자율적으로 구성되는 기반 구조가 없는 네트워크로 긴급 구조, 긴급 회의, 전쟁터에서의 군사네트워크로 사용됨

 
개발환경 인프라 구성방식

온프레미스 방식 – 외부망 차단된 상태에서 인트라망만을 활용화여 개발환경 구축
클라우드 방식 – 클라우드 공급 서비스를 하는 회사 서비스를 임대하여 개발환경 구축
하이브리드 방식 – 온프레미스 + 클라우드 방식을 혼용
 

스토리지 시스템 유형

DAS - 하드 디스크와 같은 데이터 장치를 호스트 버스 어댑터에 직접 연결하는 스토리지
NAS - 서버와 저장 장치를 네트워크로 연결하여 구성하는 스토리지
SAN - 서버와 스토리지를 저장 장치 전용 네트워크로 상호 구성하여 고가용성, 고성능,융통성,확장성을 보장하고 데이터를 블록 단위로 관리하는 스토리지
 

네트워크 관련 신기술 용어

SDN - 네트워크를 제어부(Control Plane), 데이터 전달부(Data Plane)로 분리하여 네트워크 관리자가 보다 효율적으로 제어
NFV - 범용 하드웨어에 가상화 기술을 적용하여 가상 기능으로 모듈화하여 필요한 곳에 제공하는 기술
Wi-SUN - 스마트 그리드와 연계하여 전기,수도,가스 등의 공급자와 사용자가 무선 네트워크를 이용하여 효율적으로 관리하는 무선통신 기술
NFC - 13.56MHz 주파수를 사용하고, RFID의 확장 기술로, 10cm 이내에서 저전력, 비접촉식 무선 통신 기술
스몰 셀 - 기존의 높은 전송 파워와 넓은 커버리지를 갖는 마이크로 셀과 달리 낮은 전송 파워와 좁은 커버리지를 갖는 소형 기지국
블루투스 - 2.4GHz ISM 주파수 대역을 이용, 10m 이내의 근거리 디바이스 간 통신을 지원하기 위한 무선 접속 규격
 
BLE - 저전력 기반 기기 간 근거리 무선 통신 (저비용으로 구성한 블루투스 기술)
Zing -  기기를 키오스크에 갖다 대면 원하는 데이터 가져오는 기술 10cm 이내 근접 거리에서 작동 (NFC기술)
BcN - 멀티미디어 서비스를 끊김 없이 안전하게 이용할 수 있는 광대역 통합망
메시 네트워크 - 대규모 디바이스의 네트워크를 생성하여 최적화되어 차세대 이동통신, 홈 네트워킹, 공공 안전 등의 특수한 목적을 위한 기술
 
UWB - 매우 낮은 전력을 사용하며, 초광대역 주파수 대역으로 디지털 데이터를 전송하는 무선 전송 기술
UsN - 통신 기능이 있는 스마트 RFID 태그 및 센서를 부착하여, 사물의 인식 정보 및 주변 환경정보를 탐지하고, 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 기술
 
*RFID : 사물에 고유코드가 기록된 전자태그를 부착하고 무선신호를 이용하여 해당 사물의 정보를 인식·식별하는 기술로써 ‘무선식별’, ‘전자태그’, ‘스마트태그’, ‘전자라벨’ 등으로 불리기도 합니다.
 
WBAN - 체내 혹은 인체 주변 3m 이내에서 일어나는 저비용, 저전력, 고속통신이 가능한 신체 접촉 근거리 무선 네트워크
NDN - 기존의 IP 주소 대신 Data의 이름을 활용한 것
네트워크 슬라이싱 - 5G 핵심 기술, 독립된 다수 가상 네트워크를 분리한 뒤 고객맞춤형 서비스 제공
 
IoT(사물 인터넷) - 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 무선 통신을 통해 사물을 인터넷에 연결하는 기술
MQTT - IoT 장치, 브로커를 사용한 발행(Publish) / 구독(Subscribe) 방식의 경량 메시징을 전송하는 프로토콜
CoAP - M2M 노드들 사이에서 이벤트에 대한 송수신을 비동기적으로 전송하는 REST 기반 프로토콜이자 제약이 있는 장치들을 위한 특수한 인터넷 인터넷 애플리케이션 프로토콜
 
Zigbee -  근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.14 표준 중 하나 2.4GHz 주파수 대역을 이용하는 저전력, 저비용의 근거리 무선 통신 기술
스마트 그리드 - 전기 및 정보통신기술을 활용하여 전력망을 지능화