[정보처리기사 실기] 과목11 - 응용 SW 기초 기술 활용, 오답노트

 

Chapter ① 운영체제의 특징

 

• HRN(Highest Response Ratio Next)

• 대기 중인 프로세스 중 현재 응답률(Response Ratio)이 가장 높은 것을 선택
• SJF의 약점인 기아 현상을 보완한 기법으로 긴 작업과 짧은 작업 간의 불평등 완화
• HRN의 우선순위 = (대기시간 + 서비스 시간) / 서비스 시간
• 특징: 기아 현상(Starvation) 최소화 기법

 

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• 운영체제(OS; Operating System)의 개념

• 운영체제는 사용자가 컴퓨터의 하드웨어를 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공해 주는 소프트웨어이다.
• 운영체제는 한정된 시스템 자원을 효과적으로 사용할 수 있도록 관리 및 운영함으로써 사용자에게 편리성을 제공한다.
• 운영체제는 컴퓨터 시스템과 사용자 간의 인터페이스 기능을 담당한다.

 

▼ 운영체제의 개념도

https://velog.io/@sgwon1996/%EC%9A%B4%EC%98%81%EC%B2%B4%EC%A0%9C-%EC%9A%B4%EC%98%81%EC%B2%B4%EC%A0%9C-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

 

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• 윈도즈 운영체제 특징

        1) 그래픽 사용자 인터페이스 GUI 제공

        2) 선점형 멀티태스킹 방식 제공

        3) 자동감지 기능 제공

        4) OLE(Object Linking and Enbedding) 사용

*두음쌤: 「지선자 오」

 

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• 윈도즈 운영체제의 기본 명령어

명령어	설명
ATTRIB	파일 속성을 표시하거나 바꿈
CALL	한 일괄 프로그램에서 다른 일괄 프로그램을 호출
CD	현재 디렉터리 이름을 보여주거나 바꿈
CHKDSK	디스크를 검사하고 상태 보고서를 표시
CLS	화면을 지움
CMD	Windows 명령 프롬프트 창을 열어줌
COMP	두 개 이상의 파일을 비교
DISKPART	디스크 파티션 속성을 표시하거나 구성
ECHO	메시지를 표시하거나 ECHO를 사용 또는 사용하지 않음
ERASE	하나 이상의 파일을 지움
EXIT	CMD.EXE 프로그램(명령 인터프리터)를 마침

 

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• 프로세스 스케줄링 주요 용어

용어	설명
서비스 시간	- 프로세스가 결과를 산출하기까지 소요되는 시간
응답시간 (Response Time)	- 프로세스들이 입력되어 서비스를 요청하고, 반응하기 시작할 때까지 소요되는 시간
반환시간 (Turnaround Time)	- 프로세스들이 입력되어 수행하고 결과를 산출하기까지 소요되는 시간 - 반환시간 = 대기시간 + 수행시간
대기시간	- 프로세스가 프로세서에 할당 대기까지 큐에 대기하는 시간 - 프로세스가 도착 즉시 프로세서에 할당되면 대기시간은 '0'이 됨

 

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• 가상화 기술요소

기술요소	설명
컴퓨팅 가상화	- 물리적으로 컴퓨터 리소스를 가상화하여 논리적 단위로 리소스를 활용할 수 있도록 하는 기술 - 서버 가상화를 통해 하나의 시스템에서 1개 이상의 운영체제를 동시에 가동시킬 수 있으므로, 서버 이용률이 크게 향상 - 예) 하이퍼바이저(hypervisor)
스토리지 가상화	- 스토리지와 서버 사이에 소프트웨어/하드웨어 계층을 추가하여 스토리지를 논리적으로 제어 및 활용할 수 있도록 하는 기술 - 이기종 스토리지 시스템의 통합을 가능하게 하는 기술 - 예) 분산 파일 시스템
I/O 가상화	- 서버와 I/O 디바이스 사이에 위치하는 미들웨어 계층으로, 서버의 I/O 자원을 물리적으로 분리하고 케이블과 스위치 구성을 단순화하여 효율적인 연결을 지원하는 기술 - 예) 가상 네트워크 인터페이스 카드
컨테이너	- 컨테이너화된 애플리케이션들이 단일 운영체제상에서 실행되도록 해주는 기술 - 하이퍼바이저 없이 운영체제가 격리된 프로세스로 동작하기 때문에 오버헤드가 낮음 - 예) 도커
분산처리 기술 (Distributed Computing)	- 여러 대의 컴퓨터 계산 및 저장능력을 이용하여 커다란 계산문제나 대용량의 데이터를 처리하고 저장하는 기술
네트워크 가상화 기술	- 물리적으로 떨어져 있는 다양한 장비들을 연결하기 위한 수단으로 중계장치(라우터, 스위치 등)의 가상화를 통한 가상 네트워크(Virtual Network)를 지원하는 기술 - 예) SDN, NFV

 

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• 인프라형 서비스(Iaas; Infrastructure as a Service)

• 서버, 스토리지 같은 시스템 자원을 클라우드로 제공하는 서비스
• 컴퓨팅 자원에 운영체제나 애플리케이션 등의 소프트웨어 탑재 및 실행
• 하위의 클라우드 인프라를 제어하거나 관리하지 않지만 스토리지, 애플리케이션에 대해서는 제어권을 가짐

 

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• 선점형 스케줄링 알고리즘의 유형

알고리즘 유형	동작 방식	특징
라운드 로빈 (Round Robin)	- 프로세스는 같은 크기의 CPU 시간을 할당(시간 할당량), 프로세스가 할당된 시간 내에 처리 완료를 못하면 준비 큐 리스트의 가장 뒤로 보내지고, CPU는 대기 중인 다음 프로세스로 넘어감	- 균등한 CPU점유시간 - 시분할 시스템을 사용
SRT(Shortest Remaining Time First)	- 가장 짧은 시간이 소요되는 프로세스를 먼저 수행하고, 남은 처리 시간이 더 짧다고 판단되는 프로세스가 준비 큐에 생기면 언제라도 프로세스가 선점됨	- 짧은 수행시간 프로세스 우선 수행
다단계 큐 (Multi Level Queue)	- 작업들을 여러 종류 그룹으로 분할, 여러 개의 큐를 이용하여 상위단계 작업에 의한 하위단계 작업이 선점 당함 - 각 큐는 자신만의 독자적인 스케줄링을 가짐	- 독립된 스케줄링 큐
다단계 피드백 큐(Multi Level Feedback Queue)	- 입출력 위주와 CPU 위주인 프로세스의 특성에 따라 큐마다 서로 다른 CPU 시간 할당량을 부여 - FCFC(FIFO)와 라운드 로빈 스케줄링 기법을 혼합한 것으로, 새로운 프로세스는 높은 우선순위, 프로세스의 실행시간이 길어질수록 점점 낮은 우선순위 큐로 이동하고 마지막 단계는 라운드 로빈 방식을 적용	- 큐마다 다른 시간 할당량 - 마지막단계는 라운드 로빈 방식 처리

 

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• SJF(Shortest Job First)

• 프로세스가 도착하는 시점에 따라 그 당시 가장 작은 서비스 시간을 갖는 프로세스가 종료 시까지 자원 점유
• 준비 큐 작업 중 가장 짧은 작업부터 수행, 평균 대기 시간 최소
• CPU 요구 시간이 긴 작업과 짧은 작업 간의 불평등이 심하여, CPU 요구 시간이 긴 프로세스는 기아 현상 발생

 

 

Chapter ② 네트워크 기초 활용하기

 

• 프로토콜의 3요소

기분 3요소	설명
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

*두음쌤: 「구의타」

 

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• OSPF(Open Shortest Path First) 개념

• OSPF는 규모가 크고 복잡한 TCP/IP 네트워크에서 RIP의 단점을 개선하기 위해 자신을 기준으로 링크 상태(Link-State) 알고리즘을 적용하여 최단 경로를 찾는 라우팅 프로토콜이다.
• OSPF 특징은 다익스트라 알고리즘 사용, 라우팅 메트릭 지정 등이 있다.

 

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• ICMP(Internet Control Message Protocol)

• IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 프로토콜로 메시지 형식은 8바이트의 헤더와 가변 길이의 데이터 영역으로 분리
• 수신지 도달 불가 메시지는 수신지 또는 서비스에 도달할 수 없는 호스트를 통지하는 데 사용
• ICMP 프로토콜을 사용해서 ping 유틸리티의 구현을 통해 오류가 발생했음을 알리는 기능을 수행

 

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• RARP(Reverse Address Resolution Protocol)

• IP 호스트가 자신의 물리 네트워크 주소(MAC)은 알지만 IP 주소를 모르는 경우, 서버로부터 IP 주소를 요청하기 위해 사용하는 프로토콜
• 물리 네트워크(MAC) 주소에 해당하는 IP 주소를 알려주는 역순 주소 결정 프로토콜

 

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• OSI 7 Layer의 특징

계층 이름	설명	프로토콜	전송단위	장비
응용 계층 (Application Layer)	- 사용자와 네트워크 간 응용서비스 연결, 데이터 생성	- HTTP - FTP	데이터 (Data)	호스트 (PC 등)
표현 계층 (Presentation Layer)	- 데이터 형식 설정, 부호교환, 암 · 복호화	- JPEG - MPEG
세션 계층 (Session Layer)	- 송수신 간의 논리적인 연결 - 연결 접속, 동기제어	- RPC - NetBIOS
전송 계층 (Transport Layer)	- 송수신 프로세스 간의 연결 - 신뢰성 있는 통신 보장 - 데이터 분할, 재조립, 흐름 제어, 오류 제어, 혼잡 제어	- TCP - UDP	세그먼트 (Segment)	L4 스위치
네트워크 계층 (Network Layer)	- 단말기 간 데이터 전송을 위한 최적화된 경로 제공	- IP -ICMP	패킷 (Packet)	라우터
데이터링크 계층 (Data Link Layer)	- 인접 시스템 간 데이터 전송, 전송 오류 제어 - 동기화, 오류 제어, 흐름 제어, 회선 제어	- HDLC - PPP	프레임 (Frame)	브리짓, 스위치
물리계층 (Physical Layer)	- 0과 1의 비트 정보를 회선에 보내기 위한 전기적 신호 변환	- RS-232C	비트 (Bit)	허브, 리피터

 

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• 애드 혹 네트워크(Ad-hoc Network)의 개념

        애드 혹 네트워크(Ad-hoc Network)는 노드(Node)들에 의해 자율적으로 구성되는 기반 구조가 없는 네트워크이다.

 

• 애드 혹 네트워크의 특징

• 네트워크의 구성 및 유지를 위해 기지국이나 액세스 포인트와 같은 기반 네트워크 장치를 필요로 하지 않는 네트워크이다.
• 애드 혹(Ad-hoc) 노드들은 무선 인터페이스를 사용하여 서로 통신하고, 멀티 홉 라우팅 기능에 의해 무선 인터페이스가 가지는 통신 거리상의 제약을 극복하며, 노드들의 이동이 자유롭기 때문에 네트워크 토폴로지가 동적으로 변화되는 특징이 있다.
• 애드 혹 네트워크는 완전 독립형이 될 수도 있고, 인터넷 게이트웨이를 거쳐 인터넷과 같은 기반 네트워크와 연동될 수 있다.
• 애드 혹 네트워크 활용 분야는 긴급 구조, 긴급회의, 전쟁터에서의 군사 네트워크가 있다.

 

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• 패킷 교환 방식의 종류

구분	데이터그램(Datagram) 방식	가상 회선(Virtual Circuit) 방식
개념	- 연결 경로를 확립하지 않고 각각의 패킷을 순서에 무관하게 독립적으로 전송하는 방식	- 패킷이 전송되기 전에 송 · 수신 스테이션 간의 논리적인 통신 경로를 미리 설정하는 방식
동작 원리 및 특징	- 각각의 패킷을 독립적으로 취급하는 방식으로 앞에 보낸 메시지나 앞으로 보낼 메시지의 어떤한 결과와도 관계가 없는 단일 패킷 단위로 전송하고 수신하는 방식 - 헤더를 붙여서 개별적으로 전달하는 비연결형 교환 방식	- 많은 이용자들이 상호 통신을 할 때 하나의 통신설비를 공유하여 여러 개의 논리적인 채널을 확정한 후 통신을 할 수 있는 방식 - 목적지 호스트와 미리 연결 후 통신하는 연결형 교환 방식

 

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• 네트워크(Network) 개념

        네트워크란 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라이다.

 

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• X.25

• 통신을 원하는 두 단말장치가 패킷 교환망을 통해 패킷을 원활히 전달하기 위한  통신 프로토콜이다.
• 특징으로는 고정된 대역폭, 패킷 사용, 1~3계층 담당, 송수신 신뢰성, 성능 저하가 있다.
• 전기 통신 국제기구인 ITU_T에서 관리 감독하는 프로토콜이다.

 

• ATM(Asynchronous Transfer Mode)

• ATM은 비동기 전송모드라고 하는 광대역 전송에 쓰이는 스위칭 기법이다.
• 동기화를 맞추지 않아 보낼 데이터가 없는 사용자의 슬롯은 다른 사람이 사용할 수 있도록 하여 네트워크상의 효율성을 높였다.
• ATM망은 연결형 회선이기 때문에 하나의 패킷을 보내 연결을 설정하게 되고 이후 실데이터 전송이 이루어진다.
• ATM은 OSI 7계층과는 다른 고유한 참조 모델을 가지고 있다.(AAL, ATM계층, 물리계층)

 

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• 프로토콜 특징

특징	설명
단편화	전송이 가능한 작은 블록으로 나누어지는 기법
재조립	단편화되어 온 조각들을 원래 데이터로 복원하는 기법
캡슐화	상위 계층의 데이터에 각종 정보를 추가하여 하위 계층으로 보내는 기법
연결 제어	데이터의 전송량이나 속도를 제어하는 기법
오류 제어	전송 중 잃어버리는 데이터나 오류가 발생한 데이터를 검증하는 제어 기법
동기화	송신과 수신 측의 시점을 맞추는 기법
다중화	하나의 통신 회선에 여러 기기들이 접속할 수 있는 기술
주소 지정	송신과 수신지의 주소를 부여하여 정확한 데이터 전송을 보장하는 기법

 

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• UDP의 특징

특징	설명
비신뢰성	- 데이터그램 지향의 전송계층용 프로토콜(논리적인 가상회선 연결이 필요 없음) - 메시지가 제대로 도착했는지 확인하지 않음(확인응답 없음) - 검사 합을 제외한 특별한 오류 검출 및 제어 없음(오류 제어 거의 없음)
순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공	- 수신된 메시지의 순서를 맞추지 않음 - 흐름 제어를 위한 피드백을 제공하지 않음
실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능	- 빠른 요청과 응답이 필요한 실시간 응용에 적합 - 여러 다수 지점에 전송 가능
단순 헤더	- 헤더는 고정 크기의 8바이트(TCP는 20바이트)만 사용 - 헤더 처리에 시간과 노력을 필요하지 않음

 

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• IPv6의 특징

        IPv6의 특징으로는 IP 주소의 확장, 이동성, 인증 및 보안 기능, 개선된 QoS 지원, Plug&Play 지원, Ad-hoc 네트워크 지원, 단순 헤더 적용, 실시간 패킷 추적 가능이 있다.

 

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• 라우팅 알고리즘의 유형

유형	설명
거리 벡터 알고리즘 (Distance Vector Algorithm)	- 거리 벡터 알고리즘은 인접 라우터와 정보를 공유하여 목적지까지의 거리와 방향을 결정하는 라우팅 프로토콜 알고리즘 - 벨만-포드(Bellman-Ford) 알고리즘 사용 - 각 라우터가 업데이트될 경우마다 전체 라우팅 테이블을 보내라고 요청하지만 수신된 경로 비용 정보는 이웃 라우터에게만 보내짐
링크 상태 알고리즘 (Link State Algorithm)	- 링크 상태 알고리즘은 링크 상태 정보를 모든 라우터에 전달하여 최단 경로 트리를 구성하는 라우팅 프로토콜 알고리즘 - 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘 사용 - 링크 상태 알고리즘을 사용하면 네트워크를 일관성 있게 파악할 수 있느나 거리 벡터 알고리즘에 비하여 계산이 더 복잡하고 트래픽을 광범위한 범위까지 전달

 

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• RIP(Routing Information Protocol)

• RIP는 AS(Autonomous System; 자치 시스템; 자율 시스템) 내에서 사용하는 거리 벡터(Distance-Vector) 알고리즘에 기초하여 개발된 내부 라우팅 프로토콜이다.
• RIP의 특징으로는 벨만-포드 알고리즘 사용, 15홉 제안, UDP 사용, 30초마다 정보 공유가 있다.

 

• OSPF(Open Shortest Path First)

• OSPF는 규모가 크고 복잡한 TCP/IP 네트워크에서 RIP의 단점을 개선하기 위해 자신을 기준으로 링크 상태(Link-State) 알고리즘을 적용하여 최단 경로를 찾는 라우팅 프로토콜이다.
• OSPF의 특징으로는 다익스트라 알고리즘 사용, 라우팅 메트릭 지정, AS 분할 사용, 홉 카운트 무제한, 멀티캐스팅 지원이 있다.

 

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• 프로토콜(Protocol) 개념

• 프로토콜은 서로 다른 시스템이나 기기들 간의 데이터 교환을 원활히 하기 위한 표준화된 통신규약이다.
• 심리학자 톰 마릴은 컴퓨터가 메시지를 전달하고, 메시지가 제대로 도착했는지 확인하며, 도착하지 않았을 경우 메시지를 재전송하는 일련의 방법을 '기술적 은어'를 뜻하는 프로토콜이라고 정의했다.
• 통신을 위해 프로토콜이 가져야 하는 일반적인 기능에는 데이터 처리 기능, 제어기능, 관리적 기능이 있다.

 

 

Chapter ③ 기본 개발환경 구축하기

 

• 리눅스의 종류 및 특징

구분	종류	특징
데비안 계열	Debian GNU/ Linux	- 개발자 패키지와 매뉴얼이 활성화되어 있어 개발자에게 최적화되어 있음
	Ubuntu	- 가장 광범위하게 쓰이는 Linux 운영체제 - 다양한 개발자용 패키지 제공 - Software Center를 통해 응용 소프트웨어 공급
Redhat 계열	Fedora	- 스마트 설정과 업데이트로 사용자 편의성 제공 - 안정화된 운영과 다양한 하드웨어 지원
	CentOS	- 프로그래밍에 최적화된 환경 제공 - RHEL 소스로 컴파일되어 해당 계열의 프로그램 대다수 사용 가능
기타	openSUSE	- 안정화된 버전(openSUSE)과 테스트 중인 버전(Tumbleweed)을 동시에 공급 - YaST 패키지를 통해 태스크 자동화 지원
	Slackware	- 다양한 소프트웨어와 그래픽 유저 인터페이스가 미리 설치 - 시스템 관리자를 위한 복구 툴 내장

 

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• 운영체제 운용 기준

구분	기준
서버 운영체제 운영 기준	- 운용 아키텍처 및 기능 파악 - 네트워크 구성 현황 및 장비 매뉴얼 확보 - 장비 가동 및 중지 매뉴얼 확인 - 백업 주기, 보안 업데이트 주기 설정 및 점검 - 트러블 발생 시 대처 방안 마련
개별 PC용 운영 체제 운용 기준	- 정기적인 데이터 백업 - 주기적 보안 업데이트 - 시스템 백업 정례화 - 트러블 발생 시 문의처 정보 확인

 

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• 개발환경 지원 도구

개발 환경	설명	도구
설계	ERD를 통한 자동화된 데이터 모델링, UML 자동 생성	DBdesigner
형상 관리	개발 산출물 관리, 변경통제	Subversion
프로젝트 관리	일정 관리를 위한 간트 차트, 네트워크 다이어그램, WBS 등 제공	Redmine, OpenProj

 

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• 클라우드 기반 개발환경 인프라 제공 범위

구분	설명
스토리지	- 대규모 데이터를 저장, 관리, 전송, 이중화하기 위한 저장 장치 세팅 - 클라우드 기반 스토리지 세팅 - 데이터 안정성 향상을 위한 아카이브 스토리지 세팅 - 페타/엑사 바이트 단위 전송이 가능한 전송 스토리지 세팅
데이터베이스	- 실데이터를 저장하고 관리하기 위한 데이터베이스 세팅 - 고성능 관계형 데이터베이스 세팅 - 인메모리 데이터베이스 세팅 - 대규모 데이터 운영을 위한 웨어하우징 세팅 - 그래픽, 음성 등 멀티미디어 데이터 처리를 위한 환경 세팅
네트워킹 전송	- 구성된 서비스, 프로그램, 콘텐츠를 효율적으로 전달하기 위한 환경 세팅 - 콘텐츠 전송용 CDN 구축 - API 제공용 환경 구축 - 대규모 로드 밸런싱 환경 구축

 

 

Reference

• https://www.yes24.com/Product/Goods/105812550

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