2020 정보처리기사 - 응용 SW 기초 기술 활용 - 1

1.운영체제의 특징

 

 

ㆍ운영체제

시스템과 사용자간 인터페이스 기능 담당.

사용자가 하드웨어를 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공해주는 소프트웨어.

 

ㆍWINDOWS 운영체제 

MS-DOS의 멀티태스킹 기능과 GUI환경을 제공하는 응용프로그램. 자동감지 기능, OLE사용

 

ㆍUNIX 운영체제

교육 및 연구기관에서 사용되는 범용 다중 사용자 방식의 시분할 운영체제. 멀트태스킹, 다중사용자 지원.

대화식 운영체제, 계층적 트리 구조.

 

ㆍLINUX 운영체제

유닉스 기반, 오픈소스 기반 운영체제. CENTOS, UBUNTU

 

ㆍMAC 운영체제

유닉스 기반의 + GUI기반

 

ㆍANDROID 운영체제

휴대용 장치를 위한 운영체제와 미들웨어, UI 등을 포함하고 있는 운영체제.

리눅스 기반, 런타임 라이브러리, SDK

 

ㆍ운영체제 제어 방법

1. CLI (Command Line Interface) : 사용자가 직접 명령어를 입력하여 컴퓨터에 명령을 내리는 방식.

2. GUI (Graphic User Interface) : 마우스로 화면을 클릭하여 그래픽 위주로 컴퓨터를 제어하는 방식.

 

ㆍWINDOWS 운영체제 기본 명령어

ATTRIP	파일 속성을 표시하거나 바꿈
CALL	다른 일괄 프로그램 호출
CD	현재 디렉터리 이름을 보여주거나 바꿈
CHKDSK	디스크 검사 , 상태 보고서 표시
CLS	화면을 지움
CMD	명령 프롬프트 창 열기
COMP	두 개 이상의 파일을 비교
DISKPART	디스크 파티션 속성 표시 및 구성
ECHO	메시지 표시, ECHO를 사용 & 사용하지않음.
ERASE	파일 지우기
EXIT	CMD, EXE 프로그램 마침.

 

ㆍLINUX / UNIX 기본 명령어

쉘에서 입력. /  최상위 유저를 #으로 표시, 일반 유저는 $로 표시.  /  명령어 도움말 = --help, -h, -man

cat	파일 내용을 화면에 출력
ls	폴더 내에서 파일 및 폴더들을 표시하는 명령어.
pwd	작업 중인 디렉토리의 절대 경로 출력
rm	파일 삭제
cp	파일 복사
mv	파일 이동
ps	실행되고 있는 프로세스 목록 출력
chmod	특정 파일 또는 디렉토리의 퍼미션 수정
chown	파일이나 디렉토리의 소유자 그룹 수정
df	시스템에 마운트된 하드디스크의 남은 용량 확인
cd	디렉토리 이동

 

ㆍ운영체제 핵심 기능 

 

1. 메모리 관리 : 프로그램 실행이 종료될 때 까지 메모리를 가용한 상태로 유지 및 관리.

관리 기법	설명	세부 기법
반입 기법	주기억 장치에 적재할 프로세스의 반입 시기 결정. 메모리로 적재 시기 결정(when)	요구 반입 기법 호출 반입 기법
배치 기법	디스크에 있는 프로세스를 주기억장치의 어느 위치에 저장할지 결정 메모리 적재 위치 결정(where)	최초 적합(first-fit) 최적 적합(best-fit) 최악 적합(worst-fit)
할당 기법	프로세스를 주기억장치에 어떤 방법으로 할당할 것인지 결정 메모리 적재 방법 결정(how)	연속 할당 기법 분산 할당 기법
교체 기법	주기억장치에서 어떤 프로세스를 제거할 것인지 결정 메모리 교체 대상 결정(who)	swap in/out FIFO, Optimal, LRU, LFU, MFU

 

2. 프로세스 관리 : CPU와 송수신하는 상황에서 프로세스에 대한 종합적인 관리기법.

프로세스 상태	설명
생성 (CREATE)	프로세스가 생성된 상태
준비 (READY)	CPU를 할당받을 수 있는 상태. 준비 리스트 : 가장 높은 우선순위를 갖는 프로세스가 다음 순서에 할당 받음.
실행 (RUNNING)	CPU를 할당받아 동작중인 상태
대기 (WAITING)	입출력 처리가 완료될 때 까지 대기리스트에서 기다리는 상태. 대기리스트 : 우선순위가 존재하지 않음
완료 (COMPLETE)	주어진 시간내에 완전히 수행을 종료한 상태.

 

프로세스 상태 전이	설명
디스패치 (DISPATCH)	준비상태에서 실행상태로 전이.
타이머 런 아웃 (TIMER RUN OUT)	실행상태에서 준비상태로 전이. 타임슬라이스 만료, 선점시 타임아웃 발생.
블록 (BLOCK)	실행상태에서 대기상태로 전이.
웨이크 업 (WAKE-UP)	대기상태에서 준비상태로 전이.
SWAP-IN	프로세스에게 다시 기억장치가 할당될 경우. 지연 준비 상태, 지연 대기 상태에서 준비상태, 대기 상태로 전이.
SWAP-OUT	프로세스가 기억장치를 잃을 경우 준비상태, 대기상태에서 지연 준비상태, 지연 대기상태로 전이.

 

ㆍ프로세스 스케쥴링

프로세스들 사이의 우선순위를 관리하는 작업으로, CPU이용률 증가, 오버헤드, 응답시간, 대기시간을 최소화 하기 위한 작업. 장기, 중기, 단기로 나뉨.

스케쥴링 주요 용어	설명
서비스 시간	프로세스가 결과를 산출하기까지 걸리는 시간.
응답시간(반환시간)	프로세스가 입력되고 수행하여 결과를 산출하기까지 걸리는 시간. (대기시간 + 수행시간)
평균 응답시간	대기 큐의 프로세스가 결과를 산출하기 까지 소요되는 시간 평균
대기시간	프로세스가 프로세서에 할당 대기까지 큐에 대기하는 시간
종료시간	요구되는 PROCESSING TIME을 모두 수행하고 종료된 시간
시간 할당량	한 프로세스가 프로세서를 독점하는것을 방지하기 위해 서비스되는 시간 할당량
응답률	(대기시간 + 서비스시간) / 서비스시간 HRN 스케줄링에서 사용. 응답률이 높으면 우선순위 높음.

 

ㆍ프로세스 스케쥴링 유형

유형	설명
선점형 스케쥴링	우선순위가 높은 다른 프로세스가 현재 프로세스를 중단 시키고 CPU를 점유
	장점 : 비교적 빠른 응답. 대화식 시분할 시스템. 실시간 응답 환경 적합.
	단점 : 높은 우선순위 프로세스들이 들어오는 경우 오버헤드 발생.
	라운드로빈(RR) : 같은 크기의 CPU시간을 할당. 시분할 시스템 사용. SRT : 가장 짧은 시간소요 프로세스를 먼저 수행. 다단계 큐 : 상위단계작업에 의한 하위단계 작업이 선점당함. 독립된 스케쥴링 큐. 다단계 피드백 큐 : FCFS와 RR 혼합. 큐마다 서로 다른 CPU시간 할당량 부여.
비선점형 스케쥴링	프로세스가 CPU를 할당 받으면 작업 종료 후 CPU를 반환할 때 까지 점유 불가
	장점 : 응답시간 예상 용이. 공정히 처리. 처리시간 편차가 적은 프로세스 환경 적합.
	단점 : 짧은 작업수행 프로세스가 긴 작업 종료 시 까지 대기
	우선순위 : 주어진 우선순위에 따라 CPU할당. 동일순위는 FCFS.  기한부 : 기한내에 완료되도록 계획. 처리보장. FCFS : 선입선출 CPU할당 (FIFO) SJF : 가장 짧은 작업부터 수행. 평균대기시간 최소화. 기아현상 발생. HRN : 현재 응답률이 가장 높은 것이 우선순위 가장 높음. SJF약점 보완. 기아현상 최소화. HRN우선순위 = (대기시간 + 서비스시간) / 서비스시간

 

ㆍ가상화

컴퓨터에서 컴퓨터 리소스의 추상화. 서버의 가동률을 60~70%로 올릴 수 있다.

 

ㆍ가상화 종류

1. 플랫폼 가상화 : 하드웨어 플랫폼 위에서 독립된 환경을 만들어 낸 것처럼 보여주는 기법.

2. 리소스 가상화 : 독립된 하드웨어에서 소프트웨어가 실행되는 것 처럼 활용하는 기법. 사용자는 물리적 장치들이 어떤 위치에 있는지 알기 어렵다.

 

ㆍ가상화 기술요소

기술요소	설명
컴퓨팅 가상화	물리적으로 컴퓨터 리소스를 가상화하여 논리적 단위로 리소스를 활용가능케함. (하이퍼바이저)
스토리지 가상화	스토리지와 서버사이에 SW/HW계층을 추가하여 스토리지를 논리적으로 제어/활용 가능케함. (분산파일시스템)
I/O가상화	미들웨어계층,케이블,스위치 구성을 단순화하여 효율적인 연결 지원. (가상 네트워크 인터페이스 카드)
컨테이너	컨테이너화된 애플리케이션들이 단일 운영체제상에서 실행되도록 해주는 기술. 하이퍼바이저 없이 운영체제가 격리된 프로세스로 동작하여 오버헤드가 낮다. (DOCKER)
분산처리기술	여러대의 컴퓨터를 이용하여 대용량의 데이터를 처리하고 저장하는 기술.
네트워크 가상화 기술	물리적으로 떨어져있는 장비들을 연결하기위한 수단. 라우터,스위치 등의 가상화를 통한 가상 네트워크를 지원하는 기술

 

ㆍ클라우드 컴퓨팅

인터넷을 통해 가상화된 컴퓨터 리소스를 제공하고 클라우드에 연결된 다른 컴퓨터로 처리.

분류	설명
사설 클라우드	기업, 조직 내부에서 보유하고 있는 컴퓨팅자원을 사용하여 내부에 운영되는 클라우드 직접 통제가 가능하며 보안성을 높힘.
공용 클라우드	클라우드 제공 업체에서 다중 사용자를 위한 서비스를 제공하는 클라우드. 일정 비용 지불 후 컴퓨팅 자원 사용. 확장성, 유연성이 높음.
하이브리드 클라우드	사설 클라우드의 구축비용 문제와 공용 클라우드의 보안성 문제 해결

 

ㆍ클라우드 컴퓨팅 유형

유형	설명
인프라형 (IaaS)	서버,스토리지 같은 시스템 자원을 클라우드로 제공. 스토리지, 애플리케이션에 대해서는 제어권을 가짐.
플랫폼형 (PaaS)	인프라 생성,관리하는 복잡함 없이 애플리케이션을 관리할 수 있게 하는 플랫폼 제공. OS, 애플리케이션, 애플리케이션 호스팅 환경 구성의 제어권 가짐.
소프트웨어형 (SaaS)	소프트웨어, 관련데이터는 중앙에 호스팅되고 사용자는 클라이언트를 통해 소프트웨어를 서비스 형태로 이용. 주문형 소프트웨어라고도 한다.

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ㆍ데이터 베이스

다수의 인원, 시스템이 사용할 목적으로 통합하여 관리되는 데이터의 집합

 

ㆍDB 종류

1. 파일시스템

파일 저장 및 검색을 위하여 어디에 위치시켜야 하는지 정의한 뒤 DB 전 단계의 데이터 관리 방식.

ISAM : 자료 내용은 주 저장부, 자료의 색인은 색인부에 기록되는 시스템.

VSAM : 대형 운영체제에서 사용되는 파일 관리 시스템.

 

2. 계층형 데이터베이스 관리 시스템 (HDBMS)

상하 종속 관계로 계층 관리 DB. 접근속도가 빠르지만 유연성 낮음.

 

3. 망형 데이터베이스 관리 시스템 (NDBMS)

데이터 구조를 네트워크상의 망 형태로 표현한 데이터 모델. 트리,계층형DB보다는 유연하지만 설계가 복잡.

 

4. 관계형 데이터베이스 관리 시스템 (RDBMS)

관계형 모델을 기반. 가장 보편적인 DBMS. 변화하는 업무나 데이터구조에 유연하며 유지관리 용이.

RDBMS 종류	설명
ORACLE	ORACLE사에서 개발한 유료 DBMS. 리눅스/유닉스/윈도즈 모두 지원. 대형시스템에서 많이 사용.
SQL SERVER	MSSOFT사에서 개발한 RDBMS. 윈도즈만 호환.
MYSQL	오픈소스 기반. 오라클의 RDBMS. 리눅~윈도 사용가능.
MARIA DB	MYSQL 출신 개발자가 만든ㄷ DB로 MYSQL과 완벽 호환.

 

ㆍDB관리 툴

DBA가 DB를 편리하고 쉽게 다룰 수 있도록 도와주는 도구. 오픈소스 무료 툴, 유료 툴이 존재.

툴 기능	설명
DB 생성,삭제	CREATE, DROP 명령으로 생성,삭제
SQL 명령어 작성 및 실행	SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE 명령으로 조회,입력,변경,삭제
상태 모니터링	송,수신 받은 데이터 양, 동시 연결수, 실패한 시도 등 상태를 표시
사용자 계정 관리	SYS계정, DBA권한을 받은 SYSTEM 계정, 일반 사용자 계정 등 관리가 가능.
DB 내보내기 / 가져오기	DB마법사를 통해 파일형태로 내보내기/ 가져오기
환경 설정	환경 변수 설정

 

ㆍDBMS

데이터 관리의 복잡성 해결. DB를 공유하고 사용할 수 있는 환경 제공.

 

ㆍDBMS 유형	설명
키-값 DBMS	키 기반 GET/PUT/DELETE 제공. 메모리 기반에서 성능 우선 시스템 및 빅데이터 처리가능. UNIQUE 한 키에 하나의 키값을 가지고 있는 형태
컬럼 기반 데이터 저장 DBMS	KEY 안에 (COLUMN, VALUE)조합으로 된 여러개의 필드를 갖는 DBMS. 테이블 기반, 컬럼기반으로 구글의 BIGTABLE 기반으로 구현
문서 저장 DBMS	값의 데이터 타입이 문서(XML, JSON) 라는 타입을 사용하는 DBMS.  계층 구조 표현 가능
그래프 DBMS	시맨틱 웹, 온톨로지 분야에서 활용되는 그래프로 데이터를 표현하는 DBMS 노드 간 관계를 구조화하여 저장.

 

ㆍDBMS 특징	설명
무결성	동일한 내용에 대하여 서로 다른 데이터가 저장되는 것을 허용하지 않음.
일관성	삽입, 삭제, 갱신, 생성 후에도 데이터가 변함없이 일정.
회복성	장애가 발생했을 시 특정 상태로 복구되는 성질.
보안성	불법적인 노출, 변경, 손실