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    • 2020 정보처리기사 필기 : 4과목 : 3장
      Study/정보처리기사 2020. 5. 28. 14:16
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      3장 : 응용 SW 기초 기술 활용

      1.     운영체제 (OS, Operation System) ★★★

      • 사용자와 하드웨어간의 인터페이스 역할을 한다. 
      사용자
      응용 프로그램
      유틸리티
      운영체제
      하드웨어

      2.     운영체제의 계층 구조 ★★★

      하드웨어
      CPU 관리
      기억장치 관리
      프로세스 관리
      주변장치 관리
      파일 시스템 관리
      사용자 프로세스

      3.     운영체제의 목적 ★★★

      • 처리 능력(Throughput) 향상 : 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양
      • 사용 가능도(Availability) 향상 : 작업 의뢰 시간부터 처리 완료까지 걸린 시간
      • 신뢰도(Reliability) 향상
      • 반환 시간(Turn Around Time) 단축

      4.     운영체제의 주요 자원 관리

      • 프로세스 관리
      • 기억장치 관리
      • 주변장치 관리
      • 파일 관리

      5.     윈도우 운영체제 (Windows)

      • 마이크로소프트사가 개발한 운영체제
      • GUI 사용
      • 선점형 멀티태스킹(Preemptive Multi-Tasking) : OS가 각 작업의 CPU 사용 시간을 제어한다. 
      • PnP (Plug and Play) : 환경을 자동으로 구성해준다. 
      • OLE(Object Linking and Embedding) : 작성중인 문서에 자유롭게 연결 및 삽입이 가능하다. 
      • 255자의 긴 파일명
      • Single-User 시스템 : 하나의 컴퓨터를 한 사람만 쓸 수 있다. 

      6.     유닉스 운영체제 (UNIX) ★★★

      • 서버용 운영체제이다.
      • 대화식 운영체제이다. 
      • 개방형 시스템이다. 
      • C언어로 작성되어 있어 호환성이 높다. 
      • 크기가 작고, 이해하기 쉽다. 
      • Multi-User 시스템이다.
      • Multi-Tasking을 지원한다. 
      • Network 관리용 운영체제로 적합하다. 
      • 트리 구조의 파일 시스템을 갖는다. 
      • 전문적인 프로그램 개발에 용이하다. 

      7.     UNIX 시스템의 구성

      사용자
      유틸리티
      쉘
      커널
      하드웨어

      8.     커널 (Kernel) ★★★

      • 유닉스의 가장 핵심적인 부분이다. 
      • 주기억장치(main memory)에 적재된다. 
      • 프로그램과 하드웨어간의 인터페이스 역할을 한다. 
      • 하드웨어를 캡슐화한다. 
      • 프로세스 관리, 기억장치 관리 등을 담당한다. 

      9.     쉘 (Shell) ★★★

      • 사용자의 명령어를 인식한다. 
      • 프로그램을 호출한다. 
      • 명령을 수행한다. 
      • 시스템과 사용자간의 인터페이스 역할을 한다.
      • 파이프라인 기능을 제공한다. 

      10. 기억장치 ★★★

      • 종류
      레지스터
      캐시 기억장치
      주 기억장치
      보조 기억장치

       

      • CPU의 직접 액세스 가능 범위 : 레지스터, 캐시 기억장치, 주 기억장치
      • 보조 기억장치에 있는 데이터의 경우, 주 기억장치에 적재된 , CPU에 의해 액세스된다. 

      11. 기억장치의 관리 전략 ★★★

      • 반입 전략
        • 요구 반입 (Demand Fetch)
        • 예상 반입 (Anticipatory Fetch)
      • 배치 전량
        • 최초 적합 (First Fit)
        • 최적 적합 (Best Fit)
        • 최악 적합 (Worst Fit)
      • 교체 전략 : FIFO, OPT, LRU, LFUM NUR, SCR 등

      12. 가상기억장치 구현 기법

      • 보조 기억장치의 일부를 주 기억장치처럼 사용하는 기법이다. 
      • 종류
        • 연속 할당 기법 
        • 분산 할당 기법

      13. 페이징 기법 (Paging) vs 세그멘테이션 기법 (Segmentation)

      구분 페이징 기법 세그멘테이션 기법
      크기 동일한 크기로 나눈다.  다양한 크기로 나눈다. 
      내부 단편화 O X
      외부 단편화 X O

      15. 페이지 교체 알고리즘 ★★★

      • OPT (OPTimal replacement, 최적 교체)
      • FIFO (First In First Out)
      • LRU (Least Recently Used)
        • 최근에 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체한다. 
        • 최근에 가장 적게 사용된 페이지를 교체한다. 
        • 가장 오래 전에 사용된 페이지를 교체한다. 
        • 각 페이지마다 counter 또는 stack을 두어 체크한다.
      • LFU (Least Frequenctly Used)
        • 사용 빈도가 가장 적은 페이지를 교체한다. 
        • 활발하게 사용되는 페이지는 사용 횟수가 많아 교체되지 않고 사용된다. 
      • SCR (Second Chance Replacement, 2차 기회 교체)
      • NUR (Not Used Recently)
        • LRU와 비슷하다. 
        • LRU에서 나타나는 시간적 오버헤드를 줄일 수 있다.
        • 참조 비트와 변형 비트가 필요하다. 

       

      NUR의 교체 순서
      순서 참조 비트 변형 비트
      1 0 0
      2 0 1
      3 1 0
      4 1 1

      16. 페이지의 크기 ★★★

      • 작을 경우
        • 단편화가 감소된다. 
        • 페이지 이동시간이 줄어든다. 
        • 효율적인 워킹 셋(working set)을 유지할 수 있다. 
        • Locality에 더 일치할 수 있다. 
        • 기억장치의 효율이 증가한다. 
        • 페이지 맵 테이블의 크기가 증가한다. 
        • 매핑 속도가 늦어진다. 
        • 입출력 시간은 증가한다. 
      •  클 경우
        • 페이지 맵 테이블의 크기가 감소한다. 
        • 매핑 속도가 빨라진다. 
        • 디스크 접근 횟수가 줄어든다. 즉, 입출력 효율이 증가한다. 
        • 단편화가 증가한다. 
        • 페이지의 이동 시간이 증가한다. 
        • 불필요한 내용이 적재될 수 있다. 

      17. Locality (국부성, 지역성, 구역성, 국소성) ★★★

      • 특정 페이지만 집중적으로 참조하는 성질이 있다는 이론이다. 
      • 스레싱을 방지하기 위한 워킹 셋 이론의 기반이 되었다. 
      • 종류
        • 시간 구역성 : 루프, 스택, 함수 등 sub program, 카운팅 등
        • 공간 구역성 : 순차적인 코드 실행, 배열 순회 등

      18. 워킹 셋 (Working Set) ★★★

      • 일정 시간 동안 자주 참조하는 페이지들의 집합
      • 시간이 지남에 따라 변한다. 

      19. 스레싱 (Thrashing) ★★★

      • 프로세스의 처리 시간보다, 페이지 교체 시간이 더 많아지는 현상
      • 성능 저하의 원인이다. 
      • 방지 방법
        • 다중 프로그래밍의 정도를 적정 수준 유지한다. 
        • 페이지 부재 빈도를 조절한다. 
        • 워킹 셋을 유지한다. 
        • 부족한 자원을 증설하고, 일부 프로세스를 중단한다. 

      20. 프로세스 (Process)

      • = 실행중인 프로그램
      • = Job
      • = Task
      • = 비동기적 행위를 일으키는 주체
      • = 운영체제가 관리하는 실행의 단위 
      • = PCB를 가진 프로그램

      21. PCB (Process Control Block)

      • 운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓은 곳을 말한다. 
      • 저장되어 있는 정보
        • 프로세스의 현재 상태
        • 포인터
        • 고유 식별자
        • 스케쥴링 및 우선순위
        • 레지스터 정보
        • 주 기억장치 정보
        • 입출력 상태 정보
        • 계정 정보

      22. 프로세스의 상태의 종류

      • 제출 (Submit)
      • 접수 (Hold)
      • 준비 (Ready)
      • 실행 (Run)
      • 대기 (Wait)
      • 블록 (Block)
      • 종료 (Terminated)

      23. 스레드 (Thread) ★★★

      • = 프로세스 내에서의, 작업의 단위 
      • = 경량 프로세스
      • = 독립적인 스케줄링의 최소 단위
      • 분류
        • 사용자 수준의 스레드 : 속도는 빠르지만, 구현이 어렵다. 
        • 커널 수준의 스레드 : 구현이 쉽지만, 속도가 느리다. 

      24. 스케쥴링 (Scheduling)

      • 프로세스가 생성되어 실행될 때, 필요한ㄴ 시스템의 여러 자원을 해당 프로세스에게 할당하는 작업
      • 종류
        • 장기 스케줄링
        • 중기 스케줄링
        • 단기 스케줄링

       

       

      24-1. 스케줄링의 목적

      • 공정성
      • 처리율 증가
      • CPU 이용률 증가
      • 우선순위가 높은 프로세스를 먼저 실행
      • 오버헤드의 최소화
      • 응답 시간 최소화
      • 반환 시간 최소화
      • 대기 시간 최소화
      • 균형 있는 자원의 사용
      • 무한 연기 회피

       

       

      24-2. 프로세스 스케줄링의 기법

      • 비선점 스케줄링 (Non-Preemptive Scheduling)
        • CPU를 강제로 빼앗을 수 없다. 
        • 종류 : FCFS, SJF, 우선순위, HRN
      • 선점 스케줄링 (Preemptive Scheduling)
        • 강제로 빼앗을 수 있다. 
        • 종류 : RR, SRT, 선점 우선순위, 다단계 큐

      25. 인터넷 (Internet) ★★★

      • TCP/IP 프로토콜을 기반으로 한다. 
      • ARPANET에서 시작되었다. 
      • 유닉스 운영체제를 기반으로 한다. 
      • 고유한 IP 주소를 가진다. 

      26. IP 주소 (Internet Protocol)

      • 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소이다.
      • 숫자로 8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성된다. (IPv4)
      • 네트워크 부분의 길이에 따른 구분
        • A Class : 0~127, 국가급 대형
        • B Class : 128~191, 중대형
        • C Class : 192~223, 소규모
        • D Class : 224~239, 멀티태스킹을 위해 사용
        • E Class : 실험용으로 사용, 공용으로 사용되지 않음

       

       

      ** 서브네팅(Subnetting) : 할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는 것

      27. 도메인 네임 (Domain Name)

      • 숫자 형태인 IP 주소를, 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것을 말한다. 
      예) www.sinagong.co.kr
      www sinagong co kr
      호스트 컴퓨터 이름 소속 기관 이름 소속 기관 종류 소속 국가

      28. OSI 참조 모델과 PDU ★★★

      • 1~3 계층 : 하위 계층
      • 4~7 계층 : 상위 계층
      순서 이름 PDU 설명 관련 장비
      1 물리 계층 비트

      기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의한다. 

      물리적 전송 매체와 전송 신호 방식을 정의한다. 

      		 리피터, 허브
      2 데이터 링크
      계층      		 프레임

      신뢰성있고, 효율적인 정보 전송을 돕는다. 

      흐름 제어 기능
      동기화 기능
      오류 제어 기능
      순서 제어 기능

      		 랜카드, 브릿지, 스위치
      3 네트워크 계층 패킷

      네트워크 연결을 관리한다. 

      경로 설정 기능 (=Routing)
      트래픽 제어 기능
      패킷 정보 전송 기능

      		 라우터
      4 전송 계층 세그먼트

      논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공한다. 

      종단 시스템 간의 투명한 데이터 전송을 가능하게 한다.

      TCP, UDP 표준이 있다. 

      주소 설정 기능
      오류 제어 기능 
      흐름 제어 기능

      		 게이트웨이
      5 세션 계층 메시지

      송수신측 간의 대화를 제어한다. 

      동기 제어 기능

      		 .
      6 표현 계층 메시지

      코드 변환 기능
      데이터 암호화 기능
      데이터 압축 기능

      		 .
      7 응용 계층 메시지 . .

      30. 네트워크 인터페이스 카드 (NIC, Network Interface Card)

      • = 이더넷 카드
      • = LAN 카드
      • = 네트워크 어댑터
      • 컴퓨터와 컴퓨터, 또는 컴퓨터와 네트워크를 연결하는 장치
      • 정보 전송 시, 정보의 형태를 변경한다.  

      31. 통신 장치 종류 ★★★

      • 허브 (Hub)
        • 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치
      • 리피터 (Repeater)
        • 왜곡된 신호를 원래 신호 형태로 재생하여 전송하는 장치
      • 브리지 (Bridge)
        • LAN과 LAN을 연결하는 장치
        • 또는, LAN 안에서의 컴퓨터 그룹을 연결하는 장치
      • 스위치 (Switch)
        • LAN과 LAN을 연결하는 장치
        • 하드웨어 기반
        • 데이터 링크 계층에서 사용
      • 라우터 (Router)
        • 서로 다른 LAN이나, LAN과 WAN을 연걸하는 장치
        • 브리지에, 최적의 경로를 선택할 수 있는 기능이 추가된 것이다.  
        • 네트워크 계층에서 사용

      32. 프로토콜 (Protocol)

      • 표준화된 통신 규약이다. 
      • 기본 요소
        • 구문 (Syntax)
        • 의미 (Semantics)
        • 시간 (Timing)
      • 기능
        • 단편화와 재결합
        • 캡슐화
        • 흐름 제어
        • 오류 제어
        • 동기화
        • 순서 제어
        • 주소 지정
        • 다중화
        • 경로 제어

      33. TCP/IP ★★★

      • 인터넷의 표준 프로토콜이다. 
      • UNIX의 기본 프로토콜이다. 
      • TCP
        • 전송 계층에 해당한다.
        • 연결형 서비스를 제공한다. 
        • 스트림 전송 계층 서비스를 제공한다. 
      • IP
        • 네트워크 계층에 해당한다.
        • 비연결형, 비신뢰성 서비스를 제공한다.

      34. 응용 계층의 주요 프로토콜 ★★★

      • FTP (File Transfer Protocol)
      • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
      • TELNET
      • SNMP (Simple Network Management Protocol)
      • DNS (Domain Name System)
      • HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)

      35. 전송 계층의 주요 프로토콜 ★★★

      • TCP (Transmission Control Protocol)
      • UDP (User Datagram Protocol)
      • RTCP (Real-Time Control Protocol)

      36. 인터넷 계층의 주요 프로토콜 ★★★

      • IP (Internet Protocol)
      • ICMP (Internet Control Message Protocol)
      • IGMP (Internet Group Management Protocol)
      • ARP (Address Resolution Protocol)
      • RARP (Reverse Address Resolution Protocol)

      37. 네트워크 액세스 계층의 주요 프로토콜 ★★★

      • Ethernet (IEEE 802.3)
      • IEEE 802
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