정보처리기사 실기 (11) 응용 SW 기초 기술 활용

운영체제의 개념

운영체제의 정의

• 컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하며, 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 여러 프로그램의 모임
  

운영체제의 목적

• 처리 능력 향상, 사용 가능도 향상, 신뢰도 향상, 반환 시간 단축 등
• 운영체제의 성능을 평가하는 기준
  • 처리 능력 : 일정 시간 내에 시스템이 처리하는 일의 양
  • 반환 시간(= 응답 시간) : 시스템에 작업을 의뢰한 시간부터 처리가 완료될 때까지 걸리는 시간
  • 사용 가능도 : 시스템을 사용할 필요가 있을 때, 즉시 사용 가능한 정도
  • 신뢰도 : 주어진 문제를 정확하게 해결하는 정도

운영체제의 기능

• 프로세서(처리기, Processor, CPU), 기억장치(주기억, 보조기억), 입출력 장치, 파일 및 정보 등의 자원 관리
• 자원을 효율적으로 관리하기 위해 스케쥴링 기능 제공
• 사용자와 시스템 간의 편리한 인터페이스 제공
• 각종 하드웨어와 네트워크를 관리 제어
• 데이터 관리, 데이터 및 자원의 공유 기능 제공
• 시스템의 오류 검사 및 복구
• 자원 보호 기능 제공
• 입출력에 대한 보조 기능 제공
• 가상 계산기 기능 제공

운영체제의 주요 자원 관리

• 프로세스 관리 : 프로세스 스케쥴링 및 동기화 관리
• 기억장치 관리 : 프로세스에게 메모리 할당 및 회수 관리
• 주변장치 관리 : 입출력장치 스케쥴링 및 전반적인 관리
• 파일 관리 : 파일의 생성과 삭제, 변경, 유지 등의 관리

운영체제의 종류

• Windows, UNIX, LINUX, MacOS, MS-DOC 등
  
  

Windows

Windows의 개요

• 마이크로소프트에서 개발한 운영체제

Windows 시스템의 특징

• 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface) : 키보드로 명령어를 수행하지 않고 마우스로 아이콘이나 메뉴를 선택하여 모든 작업을 수행

• 선점형 멀티태스킹 : 동시에 여러 개의 프로그램을 실행하는 멀티태스킹을 하면서 운영체제가 각 작업의 CPU 이용 시간을 제어하여 응용 프로그램 실행 중 문제가 발생하면 해당 프로그램을 강제 종료시키고 모든 시스템 자원을 반환

• PnP(Plug and Play) : 하드웨어를 설치할 때 해당 하드웨어를 사용하는데 필요한 시스템 환경을 운영체제가 자동으로 구성해주는 기능

• OLE(Object Linking and Embedding) : 다른 응용 프로그램에서 작성된 문자나 그림 등의 개체를 현재 작성 중인 문서에 자유롭게 연결하거나 삽입하여 편집할 수 있는 기능

• Single User 시스템 : 컴퓨터 한 대를 한 사람이 독점 사용
  
  

UNIX / LINUX / MacOS

UNIX의 개요 및 특징

• 1960년대 AT&T 벨(Bell) 연구소, MIT, General Electric이 공동 개발한 운영체제
• 시분할 시스템을 위해 설계된 대화식 운영체제
• 소스코드가 개방형 시스템으로 구성되어 있음
• 대부분 C언어로 작성되어 이식성이 높으며 장치, 프로세스 간의 호환성이 높음
• 다중 사용자(Multi-User) 및 다중 작업(Multi-Tasking)을 지원
• 트리 구조의 파일 시스템을 가짐

UNIX 시스템의 구성

• 커널(Kernel)
  - 컴퓨터가 부팅될 때 주기억장치에 적재된 후 상주하면서 실행됨

  • 하드웨어를 보호하고 프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 담당
  • 프로세스 관리, 기억장치 관리, 파일 관리, 입출력 관리, 프로세스 간 통신, 데이터 전송 및 변환 등 여러 가지 기능을 수행

• 쉘(Shell)
  - 명령어를 인식하여 수행하는 명령어 해석기

  • 시스템과 사용자 간의 인터페이스 담당
  • DOS의 COMMAND.COM과 같은 기능 수행
  • 주기억장치에 상주하지 않고 명령어가 포함된 파일 형태로 존재
  • 보조기억장치에서 교체 처리 가능
  • 파이프라인 기능 지원
  • 파이프라인 : 둘 이상의 명령을 함께 묶어 처리한 결과를 다른 명령의 입력으로 전환하는 기능
  • 입출력 재지정을 통해 입력과 출력의 방향을 변경할 수 있음
  • 공용 Shell이나 사용자가 만들 Shell을 사용할 수 있음

• 유틸리티(Utility Program)
  - 사용자가 작성한 외부 프로그램을 처리

  • DOS에서의 외부 명령어에 해당
  • 에디터, 컴파일러, 인터프리터, 디버거 등

LINUX의 개요 및 특징

• 1991년 리누스 토발즈가 UNIX를 기반으로 개발한 운영체제
• 프로그램 소스 코드가 무료로 공개되어 있어 사용자가 원하는 기능을 추가할 수 있고, 다양한 플랫폼에 설치하여 사용 가능하며 재배포가 가능
• UNIX와 완벽하게 호환
• 대부분의 특징이 UNIX와 동일

MacOS의 개요 및 특징

• 1980년대 애플사가 UNIX를 기반으로 개발한 운영체제
• 애플사에서 생산하는 제품에서만 사용 가능
• 드라이버 설치 및 instal / uninstall 과정이 단순
  
  

저장장치 관리의 개요

저장장치 계층 구조의 특징

• 주기억장치는 각기 자신의 주소를 가지는 워드 또는 바이트들로 구성되어 주소를 이용하여 접근
• 보조기억장치에 있는 프로그램이나 데이터는 CPU가 직접 액세스 할 수 없음
• 보조기억장치에 있는 데이터는 주기억장치에 적재된 후 CPU에 의해 액세스
  

기억장치의 관리 전략의 개요

• 3치 : Fetch(반입), 배치(Placement), 재배치(Replacement) 전략

반입(Fetch) 전략

• 보조기억장치에 보관 중인 데이터를 언제 주기억장치에 적재할 것인지를 결정하는 전략
• 요구 반입 : 실행중인 프로그램이 특정 프로그램이나 데이터 등의 참조를 요구할 때 적재
• 예상 반입 : 실행중인 프로그램에 의해 참조될 프로그램이나 데이터를 미리 예상하여 적재

배치(Placement) 전략

• 새로 반입되는 데이터를 주기억장치의 어디에 위치시킬 것인지를 결정하는 전략
• 최초 적합(First Fit) : 배치가 가능한 크기의 빈 영역 중에서 첫 번째 분할 영역에 배치
• 최적 적합(Best Fit) : 배치가 가능한 크기의 빈 영역 중에서 단편화를 가장 적게 남기는 분할 영역에 배치
• 최악 적합(Worst Fit) : 배치가 가능한 크기의 빈 영역 중에서 단편화를 가장 많이 남기는 분할 영역에 배치
• 단편화
  • 내부 단편화 : 배치 후 남은 공간
  • 외부 단편화 : 배치를 못해 빈 공간으로 남아있는 공간

재배치(Replacement) 전략

• 주기억장치의 모든 영역이 이미 사용 중인 상태에서 새로운 프로그램이나 데이터가 배치하려고 할 때, 이미 사용 중인 영역에서 어느 영역을 교체할 것인지를 결정하는 전략
• FIFO, OPT, LRU, LFU, NUR, SCR 등
  
  

주기억장치 할당의 개념

주기억장치 할당의 개념

• 프로그램이나 데이터를 실행시키기 위해 주기억장치에 어떻게 할당할 것인지에 대한 내용

• 연속 할당 기법
  - 프로그램을 주기억장치에 연속으로 할당하는 기법

  • 단일 분할 할당 기법 : 오버레이, 스와핑
  • 다중 분할 기법 : 고정 분할 할당 기법, 동적 분할 할당 기법

• 분산 할당 기법
  - 프로그램을 특정 단위의 조각으로 나누어 주기억장치 내에 분산하여 할당하는 기법

  • 페이징 기법, 세그먼테이션 기법

단일 분할 할당 기법

• 주기억장치를 운영체제 영역과 사용자 영역으로 나누어 한 순간에는 오직 한 명의 사용자만이 주기억장치의 사용자 영역을 사용하는 기법

• 오버레이 기법
  - 주기억장치보다 큰 사용자 프로그램을 실행하기 위한 기법

  • 보조기억장치에 저장된 하나의 프로그램을 여러 개의 조각으로 분할한 후, 필요한 조각을 차례로 주기억장치에 적재하여 프로그램을 실행

    

• 스와핑 기법
  - 하나의 프로그램 전체를 주기억장치에 할당하여 사용하다가 필요에 따라 다른 프로그램과 교체하는 기법

  

다중 분할 할당 기법

• 고정 분할 할당 기법 : 프로그램에 할당하기 전에 운영체제가 주기억장치의 사용자 영역을 여러 개의 고정된 크기로 분할하고, 준비상태 큐에서 준비 중인 프로그램을 각 영역에서 할당하여 수행하는 기법

• 가변 분할 할당 기법 : 미리 주기억장치에 분할해 놓는 것이 아닌, 프로그램을 주기억장치에 적재하면서 필요한 만큼의 크기로 영역을 분할
  
  

가상 기억장치 구현 기법 / 페이지 교체 알고리즘

가상 기억장치의 개요

• 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 것
• 용량이 작은 주기억장치를 마치 큰 용량을 가진 것처럼 사용할 수 있음
• 프로그램을 여러 작은 블록 단위로 나누어 가상 기억장치에 보관해 놓고, 프로그램 실행 시 요구되는 블록만 주기억장치에 불연속적으로 할당하여 처리
• 주기억장치의 이용률 ↑, 다중 프로그래밍의 효율 ↑
• 가상기억장치에 저장된 프로그램을 실행하려면 가상 기억장치의 주소를 주기억장치의 주소로 바꾸는 주소 변환(Mapping) 작업이 필요
• 연속 할당 방식에서 발생할 수 있는 단편화를 해결할 수 있음

페이징 기법

• 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램과 주기억장치의 영역을 동일한 크기로 나눈 후, 나눠진 프로그램을 동일하게 나눠진 주기억장치의 영역에 적재시켜 실행하는 기법
• 프로그램을 일정한 크기로 나눈 크기를 '페이지'라고 하고, 페이지 크기로 일정하게 나누어진 주기억장치의 단위를 '페이지 프레임'이라고 함
• 외부 단편화는 발생하지 않으나 내부 단편화는 발생할 수 있음
• Mapping 작업을 위해서 페이지 맵 테이블이 필요함

세그먼트 기법

• 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램을 다양한 크기의 논리적인 단위로 나눈 후, 주기억장치에 적재시켜 실행시키는 방법
• 프로그램을 논리적인 크기로 나눈 단위를 세그먼트라고 함
• 내부 단편화는 발생하지 않으나 외부 단편화는 발생할 수 있음
• Mapping 작업을 위해서 세그먼트 맵 테이블이 필요함
• 세그먼트가 주기억장치에 적재될 때, 다른 세그먼트에게 할당된 영역을 침범할 수 없으며 이를 위해 기억장치 보호키가 필요
• 가상 메모리
  • 고정크기 분할 : 페이지
  • 가변크기 분할 : 세그먼트
    ex) 5명이 펜션에 놀러갈 때
• 페이지 : 고정된 크기인 2인실 방을 3개를 주면 1명의 자리가 남게 됨 → 내부 단편화 발생
• 세그먼트 : 5인실 방을 주면 6명의 인원이 전부 들어가지 못하게 됨 → 외부 단편화 발생

페이지 교체 알고리즘

• 페이지 부재가 발생했을 때 가상 기억장치의 필요한 페이지를 주기억장치에 적재해야 하는데, 이 경우 주기억장치의 모든 페이지 프레임이 사용 중이면 어떤 페이지 프레임을 선택하여 교체할 것인지 결정하는 기법

• OPT(OPTimal replacement, 최적 교체)
  : 앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지를 교체 (예상)

• FIFO(First In First Out)
  - 페이지가 주기억장치에 적재될 때마다 그 때의 시간을 기억시켜 가장 먼저 들어와서 오래 있었던 페이지를 교체

  • 먼저 들어온 것이 먼저 나감

• LRU(Least Recently Used)
  - 최근에 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체

  • 페이지마다 Counter나 Stack을 두어 현 시점에서 가장 오래 전에 사용된 페이지를 교체

• LFU(Least Frequently Used)
  - 사용 빈도가 가장 적은 페이지를 교체
  

• NUR(Not Used Frequency)
  - 최근에 사용하지 않은 페이지를 교체

  • 최근 사용 여부를 확인하기 위해 페이지마다 참조 비트와 변형 비트를 사용
  • 교체 우선 순위

가상 기억장치 기타 관리 사항

페이지 크기에 따른 특징

• 페이지 크기가 작을 경우
  - 단편화와 주기억장치로 이동하는 시간 감소

  • 불필요한 내용이 적재될 확률이 낮아 워킹 셋이 효율적으로 유지
  • Locality에 더욱 일치하여 기억장치의 효율 상승
  • 페이지 맵 테이블 크기가 커지므로 매핑 속도가 느려짐
  • 디스크 접근 횟수가 많아져 전체적인 입출력 시간이 늘어남

• 페이지 크기가 클 경우
  - 단편화와 주기억장치로 이동하는 시간 증가

  • 프로세스 수행에 불필요한 내용까지 적재될 수 있음
  • 페이지 맵 테이블 크기가 작아지므로 매핑 속도가 빨라짐
  • 디스크 접근 횟수가 줄어들어 전체적인 입출력 시간이 줄어듦

Locality

• 프로세스가 실행되는 동안 주기억장치를 참조할 때, 일부 페이지만 집중적으로 참조하는 성질이 있다는 이론
• 스래싱을 방지하기 위한 워킹 셋 이론의 기반
• 프로세스가 집중적으로 사용하는 페이지를 알아내는 방법
• 시간 구역성
  - 프로세스가 실행되면서 하나의 페이지를 일정 시간 동안 집중적으로 액세스 하는 현상
  • 시간 구역성이 이루어지는 기억 장소 : 반복, 스택, 부프로그램, 1씩 증감, 집계에 사용되는 변수
• 공간 구역성
  - 프로세스 실행 시 일정 위치의 페이지를 집중적으로 액세스하는 현상
  • 공간 구역성이 이루어지는 기억 장소 : 배열 순회, 순차적 코드의 실행, 프로그래머들이 관련된 변수들을 서로 근처에 선언하여 할당되는 기억 장소

워킹 셋

• 프로세스가 일정 시간 동안 자주 참조하는 페이지들의 집합
• 자주 참조되는 워킹 셋을 주기억장치에 상주시켜, 페이지 부재 및 페이지 교체 현상이 줄어들어 프로세스의 기억장치 사용이 안정됨
• 워킹 셋은 시간에 따라 변화

페이지 부재 빈도 방식

• 페이지 부재 빈도는 페이지 부재가 일어나는 횟수
• 페이지 부재율에 따라 주기억장치에 있는 페이지 프레임 수를 조정하여 적정 수준으로 유지하는 방식
• 운영체제는 프로세스 실행 초기에 임의의 페이지 프레임 할당 후, 페이지 부재율에 따라 프레임을 할당하거나 회수

프리 페이징

• 처음의 과도한 페이지 부재를 방지하기 위해 필요할 것 같은 모든 페이지를 한꺼번에 페이지 프레임에 적재하는 기법

스래싱

• 프로세스의 처리 시간보다 페이지 교체에 소요되는 시간이 더 많아지는 현상

• 다중 프로그래밍 시스템이나 가상 기억장치를 사용하는 시스템에서 하나의 프로세스 수행 중 자주 페이지 부재가 발생하면서 나타나는 현상

• 전체 프로세스 성능이 저하됨

• 다중 프로그래밍의 정도가 높아짐에 따라 CPU의 이용률은 어느 특정 시점까지는 높아지지만, 다중 프로그래밍의 정도가 더욱 커지면 스래싱이 나타나고 CPU의 이용률은 급격히 감소됨

• 스래싱 현상 방지 방법

  • 다중 프로그래밍의 정도를 적정 수준으로 유지
  • 페이지 부재 빈도를 조절하여 사용
  • 워킹 셋 유지
  • 부족한 자원 증설, 일부 프로세스 중단
  • CPU 성능에 대한 자료의 지속적 관리 및 분석으로 임계치를 예상하여 운영

프로세스의 개요

프로세스의 정의

• 프로세서에 의해 처리되는 사용자 프로그램이나 시스템 프로그램을 의미
• 실행 중인 프로그램을 의미하며 '작업' 혹은 '태스크'라고도 함
• 프로세스의 또 다른 형태
  • PCB를 가진 프로그램
  • 실기억 장치에 저장된 프로그램
  • 디스패치가 가능한 단위
  • 프로시저(부 프로그램)가 활동 중인 것
  • 비동기적 행위(다수의 프로세스가 서로 독립적으로 실행)를 일으키는 주체
  • 지정된 결과를 얻기 위한 일련의 계통적 동작
  • 목적 또는 결과에 따라 발생되는 사건들의 과정
  • 운영체제가 관리하는 실행 단위

PCB(Process Control Block)

• 운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓은 곳
• 프로세스가 생성될 때마다 고유의 PCB를 생성하고 프로세스 완료 시 제거됨
• PCB에 저장되는 정보
  • 프로세스 현재 상태
  • 포인터
  • 프로세스 고유 식별자
  • 스케줄링 및 프로세스의 우선순위
  • CPU 레지스터 정보
  • 주기억장치 관리 정보
  • 입출력 상태 정보
  • 계정 정보

프로세스 상태 전이

• 제출 : 작업을 처리하기 위해 사용자가 작업을 시스템에 제출한 상태
• 접수 : 제출된 작업이 스풀 공간인 디스크의 할당 위치에 저장한 상태
• 준비
  - 프로세스가 프로세서를 할당받기 위해 기다리고 있는 상태
  • 프로세스는 준비상태 큐에서 실행 준비
  • Job 스케줄러에 의해 수행
• 실행
  - 준비 상태 큐에 있는 프로세스가 프로세서를 할당받아 실행되는 상태
  • 프로세스 수행이 완료되기 전에 프로세스에게 주어진 할당 시간이 종료되면 프로세스는 준비 상태로 전이
  • 실행 중인 프로세스에 입출력 처리가 필요하면 실행 중인 프로세스는 대기 상태로 전이
  • CPU 프로세스에 의해 수행
• 대기 : 프로세스에 입출력 처리가 필요하면 현재 실행 중인 프로세스가 중단되고, 입출력 처리가 완료될 때까지 대기하고 있는 상태
• 종료 : 프로세스의 실행이 끝나고 프로세스 할당이 해제된 상태

프로세스 상태 전이 관련 용어

• Dispatch : 준비 상태에 대기하고 있는 프로세스 중 하나가 프로세스를 할당받아 실행 상태로 전이되는 과정
• Wake up : 입출력 작업이 완료되어 프로세스가 대기 상태에서 준비 상태로 전이되는 과정
• Spooling : 입출력 장치의 공유 및 상대적으로 느린 입출력장치의 처리 속도를 보완하기 위해 입출력할 데이터를 직접 장치에 보내지 않고 나중에 한꺼번에 입출력하기 위해 디스크에 저장하는 과정
• 교통량 제어기 : 프로세스의 상태에 대한 조사와 통보를 담당

스레드(Thread)

• 프로세스 내에서의 작업 단위로서 시스템의 여러 자원을 할당받아 실행하는 프로세스 단위
• 프로세스의 일부 특성을 가지고 있어 경량 프로세스라고도 함
• 동일 프로세스 환경에서 독립적인 다중 수행 가능
• 스레드의 분류
  • 사용자 수준의 스레드 : 사용자가 만든 라이브러리를 사용하여 운용하기 때문에 속도는 빠르지만 구현이 어려움
  • 커널 수준의 스레드 : 운영체제의 커널에 의해 스레드를 운영하기 때문에 속도는 느리지만 구현이 쉬움
• 스레드 사용의 장점
  - 하나의 프로세스를 여러 개의 스레드로 생성하여 병행성을 증진할 수 있음
  • H/W, O/S의 성능과 응용 프로그램의 처리율을 향상시킬 수 있음
  • 응용프로그램의 응답 시간을 단축시킬 수 있음
  • 프로세스들 간의 통신이 향상
  • 공통적으로 접근 가능한 기억장치를 통해 효율적으로 통신

스케줄링

스케줄링의 개요

• 프로세스가 생성되어 실행될 때, 필요한 시스템의 여러 자원을 해당 프로세스에게 할당하는 작업
• 프로세스가 생성되어 완료될 때까지 여러 종류의 스케줄링 과정을 거침
• 종류에는 장기, 중기, 단기 스케줄링이 있음
• 문맥 교환
  - 하나의 프로세스에서 다른 프로세스로 CPU가 할당되는 과정에서 발생되는 것
  • 새로운 프로세스에 CPU를 할당하기 위해 현재 CPU가 할당된 프로세스의 상태 정보를 저장
  • 새로운 프로세스의 상태 정보를 설정한 후, CPU를 할당하여 실행하도록 하는 작업

스케줄링의 목적

• CPU나 자원을 효율적으로 사용하기 위한 정책
• 공정성 : 모든 프로세스에게 공정하게 할당
• 처리율(처리량) 증가 : 단위 시간당 프로세스를 처리하는 비율 혹은 양의 증가
• CPU 이용률 증가 : CPU의 낭비 시간을 줄이고 CPU가 순수 프로세스를 실행하는 데 사용되는 시간의 비율을 증가
• 우선순위 제도 : 우선순위가 높은 프로세스를 먼저 실행
• 오버헤드 최소화 : 간접적인 처리 시간이나 메모리를 최소화
• 응답 시간 최소화: 작업을 지시하고 반응하기 시작하는 시간을 최소화
• 반환 시간 최소화 : 작업을 지시하고 반응하기 시작하는 시간을 최소화
• 대기 시간 최소화 : 프로세스가 준비상태 큐에서 대기하는 시간을 최소화
• 균형 있는 자원의 사용
• 무한 연기 회피

프로세스 스케줄링의 기법

• 비선점 스케줄링
  • 강제 종료 불가능
  • 이미 할당된 CPU를 다른 프로세스가 강제로 빼앗아 사용할 수 없음
  • 프로세스가 CPU를 할당 받으면 완료될 때까지 사용
  • 프로세스 응답 시간 예측이 용이
  • 일괄 처리 방식에 적합
  • 중요한(짧은) 작업이 중요하지 않은(긴) 작업을 기다리는 경우가 발생할 수 있음
  • FCFS, SJF, 우선순위, HRN, 기한부 등의 알고리즘

• 선점 스케줄링
  • 강제 종료 가능
  • 우선순위가 높은 다른 프로세스가 CPU를 강제로 빼앗아 사용할 수 있음
  • 우선순위가 높은 프로세스를 빠르게 처리할 수 있음
  • 빠른 응답 시간을 요구하는 대화식 시분할 시스템에 사용
  • 많은 오버헤드를 초래함
  • 선점이 가능하도록 일정 시간 배당에 대한 인터럽트용 타이머 클록이 필요
  • Round Robin, SRT, 선점 우선순위, 다단계 큐, 다단계 피드백 큐 등의 알고리즘

환경변수

환경변수의 개요

• 시스템 소프트웨어의 동작에 영향을 미치는 동적인 값들의 모임

Windows 환경 변수

• Windows에서 환경 변수를 명령어나 스크립트에서 사용하기 위해서는 변수명 앞뒤에 %를 붙여야 함

UNIX / LIUNIX 환경 변수

• UNIX나 LIUIX에서 환경 변수를 사용하기 위해서는 변수명 앞에 $를 붙여야 함
  
  

운영체제 기본 명령어

운영체제 기본 명령어의 개요

• CLI(Command Line Interface) : 키보드로 명령어를 입력하여 작업을 수행하는 인터페이스
• GUI(Graphic User Interface) : 마우스로 아이콘이나 메뉴를 선택하여 작업을 수행하는 인터페이스

Windows & UNIX / LINUX 기본 명령어

인터넷

인터넷의 개요

TCP/IP 프로토콜을 기반으로 전 세계의 수많은 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 광범위한 컴퓨터 통신망

• 미 국방성의 ARPANET에서 시작
• 유닉스 운영체제를 기반으로 함
• 인터넷에 연결된 컴퓨터는 고유한 IP 주소를 가짐
• 인터넷을 구성하기 위해서는 브리지, 라우터, 게이트웨이가 사용됨
• 백본 : 네트워크를 연결하여 중추적 역할을 하는 네트워크로 인터넷의 주가 되는 기간망을 일컫는 용어

IP주소(Internet Protocol Address)

• 인터넷에 연결된 컴퓨터를 구분하기 위한 고유 주소
• 8비트씩 4부분으로 구성됨(IPv4)

데이터 통신과 네트워킹

서브네팅

• 할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용
• IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위한 방법
• 서브넷 마스크 : 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위한 비트

IPv6

• IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발됨
• 128비트의 긴 주소를 사용하여 주소 부족 문제를 해결할 수 있고, 자료 전송 속도가 빠름
• 인증성, 기밀성, 데이터 무결성의 지원으로 보안 문제 해결 가능
  • 인증성 : 사용자의 식별과 접근 권한 검증
  • 기밀성 : 시스템 내의 정보와 자료는 인가된 사용자에게만 접근 허용
  • 무결성 : 시스템 내의 정보는 인가된 사용자만 수정 가능
• Traffic Class, Flow Label을 이용하여 등급별, 서비스별로 패킷을 구분할 수 있어 품질 보장이 용이
  • Traffic Class : IPv6 패킷의 클래스나 우선순위를 나타내는 필드
  • Flow Label : 네트워크 상에서 패킷들의 흐름에 대한 특성을 나타내는 필드
• 주소 체계
  • 유니캐스트: 1:1 통신
  • 멀티캐스트: 1:N 통신
  • 애니캐스트: 1:1 통신, 유니캐스트와 다르게 송신자와 가장 가까이 있는 수신자 간의 통신

도메인 네임

• IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것
  ex) http://210.89.164.90/(IP주소) → www.naver.com (도메인 네임)
• 도메인 네임의 구성
  
• 도메인 네임을 IP 주소로 변환하는 역할을 하는 시스템을 DNS라고 하며, 이런 역할을 하는 서버를 DNS 서버라고 함
  
  

OSI 참조 모델

OSI(Open System Interconnection) 참조 모델의 개요

• 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약(프로토콜)
  
• Application / Presentation / Session / Transport / Network / Datalink / Physical → (아파서티난다 피)
  
  

OSI 모델의 계층

1계층 - 물리 계층(Physical Laer)

• 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의
• 물리적 전송 매체와 신호 방식을 정의
• RS-232C, X.21 등의 표준
• 관련 장비 : 리피터, 허브
• 데이터 단위 : 비트

2계층 - 데이터 링크 계층(DataLink Layer)

• 두 개의 인접한 개방 시스템들 간의 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 함
• 주요 기능 : 흐름 제어, 프레임 동기화, 오류 제어, 순서 제어
• HDLC, LAPB, LLC, MAC, LAPD, PPP 등의 표준
• 관련 장비 : 브리지
• 데이터 단위 : 프레임

3계층 - 네트워크 계층(Network Layer)

• 개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하고 데이터의 교환 및 중계 기능
• 네트워크 연결 설정, 유지, 해제
• 경로 설정, 데이터 교환 및 중계, 트래픽 제어, 패킷 정보 전송 수행
• X.25, IP 등의 표준
• 관련 장비 : 라우터
• 데이터 단위 : 패킷

4계층 - 전송 계층(Transport Layer)

• 논맂거 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공
• 종단 시스템 간의 투명한 데이터 전송을 가능하게 함
• 종단 시스템 간의 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 기능
• 주소 설정, 다중화, 오류 제어, 흐름 제어
• TCP, UDP 등의 표준
• 관련 장비 : 게이트웨이
• 데이터 단위 : 세그먼트

5계층 - 세션 계층(Session Layer)

• 송수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당
• 동기점 : 송수신 측 간의 대화 동기를 위해 전송하는 정보를 일정한 부분에 두어 정보의 수신 상태를 체크하는 포인트
• 데이터 단위 : 메시지

6계층 - 표현 계층(Presentation Layer)

• 데이터를 응용 계층, 세션 계층에 보내기 전에 계층에 맞게 변환
• 서로 다른 데이터 표현 형태를 갖는 시스템 간의 상호 접속을 위해 필요한 계층
• 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색, 정보 형식 변환, 문맥 관리 기능
• 데이터 단위 : 메시지
  

7계층 - 응용 계층(Application Layer)

• 사용자가 OSI 환경에 접속할 수 있도록 서비스를 제공
• 프로세스 간의 정보 교환, 전자 사서함, 가상 터미널 등의 서비스를 제공
  
  

네트워크 관련 장비

네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)

• 컴퓨터를 연결하는 장치로, 정보 전송 시 정보가 케이블을 통해 전송될 수 있도록 정보 형태를 변경
• 이더넷 카드 혹은 네트워크 어댑터라고도 함

허브(hub)

• 가까운 거리의 컴퓨터를 연결하는 장치
• 각 회선을 통합적으로 관리하며 신호 증폭 기능을 하는 리피터의 역할도 포함
• 더미 허브
  • 네트워크에 흐르는 모든 데이터를 단순히 연결만 함
  • LAN이 보유한 대역폭을 나누어 제공
• 스위칭 허브
  • 네트워크상에 흐르는 데이터의 유무 및 흐름을 제어하여, 각각의 노드가 허브의 최대 대역폭을 사용할 수 있는 지능형 허브

리피터(Repeater)

• 전송되는 신호가 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우, 원래의 신호 형태로 재생하여 다시 전송하는 역할
• 근접한 네트워크 사이에 신호를 전송
• 전송 거리의 연장 또는 배선의 자유도를 높이는 용도

브리지(Bridge)

• LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서 컴퓨터 그룹을 연결
• 데이터 링크 계층 중 MAC 계층에서 사용되므로 MAC 브리지라고도 함

스위치(Switch)

• LAN과 LAN을 연결하여 더 큰 LAN을 만드는 장치
• 포트마다 각기 다른 전송 속도를 지원하도록 제어할 수 있음
• 수십 ~ 수백 개의 포트를 지원

라우터(Router)

• LAN과 LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택할 수 있는 기능을 추가
• 서로 다른 LAN이나 LAN과 WAN의 연결도 수행
• 접속 가능한 경로에 대한 정보를 Routing Table에 저장하여 보관

게이트웨이(Gateway)

• 전 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행
• LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 송수신하는 출입구 역할을 함
  
  

프로토콜의 개념

프로토콜의 정의

• 서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약

프로토콜의 기본 요소

• 구문 : 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호 레벨 등을 규정
• 의미 : 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보를 규정
• 시간 : 두 기기 간의 통신 속도, 메시지의 순서 제어 등을 규정

프로토콜의 기능

• 단편화와 재결합
  • 단편화 : 송신 측에서 전송할 데이터를 전송에 알맞은 작은 크기의 블록으로 자르는 작업
  • 재결합 : 수신 측에서 수신한 단편화된 데이터를 다시 모으는 작업
• 캡슐화
  • 단편화된 데이터에 주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 제어 정보를 부가하는 것
• 흐름 제어
  • 수신 측에서 송신 측의 데이터 전송 속도나 전송량을 제어할 수 있는 기능
  • 정지-대기 방식이나 슬라이딩 윈도우 방식을 이용
• 오류 제어
  • 전송 중에 발생하는 오류를 검출하고 정정하여, 데이터나 제어 정보의 파손에 대비하는 기능
• 동기화
  • 송수신 측이 같은 상태를 유지하도록 타이밍을 맞추는 기능
• 순서 제어
  • 전송되는 데이터 블록에 전송 순서를 부여하여 연결 위주의 데이터 전송 방식에 사용
  • 흐름 제어 및 오류 제어를 용이하게 함
• 주소 지정
  • 데이터가 목적지까지 정확하게 전송될 수 있도록 목적지 이름, 주소, 경로를 부여하는 기능
• 다중화
  • 한 개의 통신 회선을 여러 가입자들이 동시에 사용하도록 하는 기능
• 경로 제어
  • 송수신 측 간의 송신 경로 중에서 최적의 패킷 교환 경로를 설정하는 기능
• 전송 서비스
  • 전송하려는 데이터가 사용하도록 하는 별도의 부가 서비스

TCP/IP의 개요

TCP/IP의 개요

• 인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고 받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜
• 1960년대 말 ARPA에서 개발하여 ARPANET에서 사용하기 시작
• UNIX의 기본 프로토콜로 사용되었다가 현재는 인터넷 범용 프로토콜로 사용
• TCP(Transmission Control Protocol)과 IP(Internet Protocol)이 결합

TCP/IP의 구조

OSI	TCP/IP	기능
응용 계층 표현 계층 세션 계층	응용 계층	응용 프로그램 간의 데이터 송수신 제공
전송 계층	전송 계층	호스트들 간의 신뢰성 있는 통신 제공
네트워크 계층	인터넷 계층	데이터 전송을 위한 주소, 경로 지정
데이터 링크 계층 물리 계층	네트워크 액세스 계층	실제 데이터를 송수신

응용 계층의 주요 프로토콜

• FTP : 원격 파일 전송 프로토콜
• SMTP : 전자 우편 교환 서비스
• TELNET
  • 원격 접속 서비스
  • 가상 터미널 기능 수행
• SNMP
  • TCP/IP의 관리 프로토콜
  • 네트워크 기기의 네트워크 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는 데 사용되는 프로토콜
• DNS : 도메인 네임을 IP 주소로 매핑하는 시스템
• HTTP : WWW에서 HTML을 송수신하기 위한 표준 프로토콜

전송 계층의 주요 프로토콜

• TCP
  • 양방향 연결형 서비스 제공
  • 가상 회선 연결 형태의 서비스 제공
  • 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능을 함
  • 스트림 위주의 패킷 단위 전달
• UDP
  • 비연결형 서비스 제공
  • 실시간 전송에 유리하며, 신뢰성보다는 속도가 중요시되는 네트워크에서 사용
• RTCP
  • 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜
  • 세션에 참여한 각 참여자들에게 주기적으로 제어 정보를 전송
  • 데이터 전송을 모니터링하고 최소한의 제어와 인증 기능만을 제공
  • 패킷은 항상 32비트의 경계로 끝남

인터넷 계층의 주요 프로토콜

• IP : 전송할 데이터에 주소를 지정하고 경로를 설정
• ICMP
  • IP와 조합하여 통신 중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리
  • 헤더는 8Byte로 구성
• IGMP : 멀티캐스트를 지원하는 호스트나 라우터 사이에서 멀티캐스트 그룹 유지를 위해 사용
• ARP : IP 주소를 MAC Address로 변환 (논리 주소 → 물리 주소)
• RAPP : ARP의 반대로 MAC Address를 IP 주소로 변환 (물리 주소 → 논리 주소)

네트워크 액세스 계층의 주요 프로토콜

• IEEE 802 : LAN을 위한 표준 프로토콜
  • IEEE 802.3(Ethernet) : CSMA/CD 방식의 LAN
  • IEEE 802.4 : 토큰 박스
  • IEEE 802.5 : 토큰링
  • IEEE 802.11 : 무선 LAN
• HDLC : 비트 위주의 데이터 링크 제어 프로토콜
• X.25 : 패킷 교환망을 통한 DTE와 DCE 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜
  - DTE(신호 단말 장치), DCE(신호 통신 장비)
• RS-232C : 공중전화 교환망을 통한 DTE와 DCE 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜
  
  

네트워크 구축

네트워크 설치 구조

• 정보를 전달하기 위해 통신 규약에 의해 연결한 통신 설비의 집합

성형(중앙 집중형)

• 중앙 컴퓨터에 단말 장치들이 연결되는 구조
• Point-to-Point 방식으로 연결
• 중앙 집중식이므로 교환 노드의 수가 가장 적음
• 단말 장치가 고장이 나도 전체에 영향을 주지 않지만, 중앙 장치가 고장이 나면 전체에 영향을 줌
  

링형(루프형)

• 컴퓨터와 단말 장치들을 서로 이웃하는 것끼리 Point-to-Point 방식으로 연결
• 데이터는 단방향 또는 양방향으로 전송 가능
• 하나의 단말 장치라도 고장이 나면 전체에 영향을 줌
  

버스형

• 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말 장치가 연결되어 있는 형태
• 단말 장치가 고장이 나도 전체에 영향을 주지 않음
  

계층형(분산형)

• 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말 장치까지는 하나의 회선으로 연결시키고, 이웃하는 단말 장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말 장치로부터 다시 연결
• 분산 처리 시스템을 구성하는 방식
  

망형(메쉬형)

• 모든 지점의 컴퓨터와 단말 장치를 서로 연결시킨 상태
• 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우에 사용
• 필요한 포트의 수 = 노드 수 - 1
• 필요한 회선의 수 = 노드 수*(노드 수-1) / 2
  

네트워크 분류

• 근거리 통신망(LAN)
  • 비교적 가까운 거리에 있는 노드들을 연결하여 구성
  • 주로 버스형이나 링형 구조를 사용
• 광대역 통신망(WAN)
  • 국가와 국가, 대륙과 대륙 등 멀리 떨어진 사이트들을 연결하여 구성
  • 일정 지역은 LAN으로 연결하고 각 LAN을 연결하는 방식을 사용

스위치

스위치의 정의

• LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치

스위치의 분류

• L2 스위치

  • OSI 2계층에 속함
  • 일반적으로 부르는 스위치를 말함
  • MAC 주소를 기반으로 프레임 전송
  • 동일 네트워크 간의 연결만 가능

• L3 스위치

  • OSI 3계층에 속함
  • L2 스위치에 라우터 기능이 추가
  • IP 주소를 기반으로 패킷 전송
  • 서로 다른 네트워크 연결 가능

• L4 스위치

  • OSI 3계층에 속함
  • L3 스위치에 로드밸런서(트래픽 분산 장치) 추가
  • IP 주소 및 TCP/UDP를 기반으로 사용자들의 요구를 서버의 부하가 적은 곳에 배분하는 로드밸런싱 기능 제공

• L7 스위치

  • OSI 7계층에 속함
  • IP 주소, TCP/UDP 포트 정보에 패킷 내용까지 참조하여 세밀하게 로드밸런싱 함

스위칭 방식

• 스위치가 프레임을 전달하는 방식에 따라 나뉨
• Store and Forwarding: 데이터를 모두 받은 후 스위칭
• Cut-through : 데이터의 목적지 주소만 확인 후 바로 스위칭
• Fragment Free : 위의 두 방식의 장점만을 결합한 방식

백본 스위치

• 여러 네트워크들을 연결할 때 중추적 역할을 하는 네트워크인 백본에서 스위칭하는 장비
• 모든 패킷이 지나가는 네트워크 중심에 배치
• 주로 L3 스위치가 백본 스위치 역할을 함
  
  

경로 / 트래픽 제어

경로 제어의 개요

• 전송 경로 중 어느 한 경로에 데이터의 양이 집중되는 것을 피하면서, 최저의 비용으로 최단 시간에 송신할 수 있는 경로인 최적 패킷 교환 경로를 결정
• 경로 제어표를 참조해서 라우터에 의해 수행
• 경로 제어 요소 : 성능 기준, 경로의 결정 시간/장소, 정보 발생지, 경로 정보의 갱신 시간

경로 제어 프로토콜

• 효율적인 경로 제어를 위해 네트워크를 제어하는 프로토콜
• IGP(내부 게이트웨이 프로토콜)
  - 하나의 자율 시스템(AS) 내의 라우팅에 사용
  • RIP : 현재 가장 널리 사용되며, 소규모 네트워크에서 효율적인 방법
  • OSPF : 대규모 네트워크에서 많이 사용되는 프로토콜
• EGP(외부 게이트웨이 프로토콜)
  - 자율 시스템 / 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜
• BGP
  - 자율 시스템 간의 라우팅 프로토콜
  • EGP의 단점을 보완하기 위해 만들어짐
  • 초기 연결 시 라우팅 테이블을 교환하고, 이후에는 변화된 정보만을 교환

트래픽 제어의 개요

• 네트워크의 보호, 성능 유지, 자원의 효율적인 이용을 위해 전송되는 패킷의 흐름, 양을 조절하는 기능

흐름 제어

• 네트워크 내의 원활한 흐름을 위해 송수신 사이에 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제
• 송수신간 처리 속도 또는 버퍼 크기의 차이에 의해 생길 수 있는 버퍼 오버플로우를 방지
• 정지 - 대기 : 수신 측에서 확인 신호를 받아야 다음 패킷을 전송
• 슬라이딩 윈도우
  - 확인 신호를 이용하여 송신 데이터의 양을 조절
  • 수신 측의 확인 신호를 받지 않아도 정해진 패킷 수만큼 연속적으로 전송하는 방식
  • 한 번에 여러 개의 패킷을 전송할 수 있음

혼잡 제어

• 네트워크 내의 패킷 수를 조절하여 네트워크의 오버플로우를 방지

교착상태 방지

• 교환기 내의 패킷들을 축적하는 기억 공간이 꽉 차 있을 때, 다음 패킷들이 이 공간에 들어가기 위해 무한정 기다리는 현상을 방지
  
  

소프트웨어 개발 보안

소프트웨어 개발 보안의 개요

• 소프트웨어 개발 과정에서 발생할 수 있는 보안 취약점을 최소화하여 보안 위협으로부터 안전한 소프트웨어를 개발하기 위한 보안 활동
• 데이터의 기밀성, 무결성, 가용성을 유지하는 것이 목표

소프트웨어 개발 보안 관련 기관

• 행정안전부(정책기관), 한국인터넷진흥원(전문기관), 행정기관(발주기관), 사업자(개발기관), 감리법인(보안 약점 진단)
  
  

소프트웨어 개발 직무별 보안 활동

소프트웨어 개발 직무별 보안 활동

• 프로젝트 관리자 : 보안 전략을 조직 구성원에게 전달하고 모니터링
• 요구사항 분석가 : 아키텍트가 고려해야 할 보안 관련 비즈니스 요구사항을 설명
• 아키텍트 : 보안 오류가 발생하지 않도록 보안 기술 문제를 충분히 이해하고 시스템에 사용되는 모든 리소스 정의 및 보안 요구사항 적용
• 설계자 : 특정 기술에 대해 보안 요구사항의 만족성 여부를 파악하고 소프트웨어에서 발견된 보안 위협에 대해 적절히 대응
• 구현 개발자 : 개발 환경에서 프로그램을 구현할 수 있도록 시큐어 코딩 표준을 준수하여 개발
• 테스트 분석가 : 개발 요구사항과 구현 결과를 반복적으로 확인
• 보안 감시자 : 개발 프로젝트의 전체 단계에서 활동하며 현재 상태와 보안을 보장
  
  

Secure OS

Secure OS의 개요

• 기존 운영체제에 내재된 보안 취약점을 해소하기 위해 보안 기능을 갖춘 커널을 이식한 운영체제
• TCB를 기반으로 참조 모니터의 개념을 구현하고 집행
  - 참조 모니터와 보안 커널의 특징 : 격리성, 검증 가능성, 완전성
• 보호 대상 : 메모리, 보조 기억장치 및 저장된 데이터, 하드웨어 장치, 자료 구조, 명령어, 각종 보호 메커니즘 등

구현	종류	내용
복잡	암호적 분리	내부 정보를 암호화
	논리적 분리	프로세스의 논리적 구역을 지정하여 구역을 벗어나는 행위를 제한
	시간적 분리	동일 시간에 하나의 프로세스만 수행되도록 하여 동일 실행으로 발생하는 보안 취약점 제거
간단	물리적 분리	사용자별로 특정 장비만 사용하도록 제한

Secure OS의 보안 기능

• 식별 및 인증, 임의적 접근 통제, 강제적 접근 통제, 객체 재사용 보호, 완전한 조정, 신뢰 경로, 감사 및 감사기록 축소
  
  

회복 / 병행제어

회복

• 트랜잭션을 수행하는 도중 장애가 발생하여 데이터베이스가 손상되었을 때 복구하는 작업
• 장애의 유형 : 트랜잭션 장애, 시스템 장애, 미디어 장애
• 회복 관리기 : 트랜잭션의 실행이 완료되지 못하면 트랜잭션이 데이터베이스에 생성했던 모든 변화를 취소(Undo)시키고 원래 상태로 복구하는 역할을 담당

병행 제어

• 동시에 여러 개의 트랜잭션을 수행할 때, 데이터베이스의 일관성을 유지할 수 있도록 트랜잭션 간의 상호작용을 제어
• 병행 제어의 목적
  • 데이터베이스의 공유 및 시스템의 활용도를 최대화
  • 데이터베이스의 일관성 유지
  • 응답 시간의 최소화

병행 수행의 문제점

• 갱신 분실 : 두 개 이상의 트랜잭션이 같은 자료를 공유하여 갱신할 때 갱신 결과의 일부가 사라짐
• 비 완료 의존성 : 하나의 트랜잭션이 실패한 후, 회복되기 전에 다른 트랜잭션이 실패한 갱신 결과를 참조
• 모순성 : 병행 수행할 때 원치 않는 자료를 이용하여 문제가 발생
• 연쇄 복귀 : 트랜잭션 중 하나에 문제가 생겨 ROLLBACK 하는 경우, 다른 트랜잭션도 같이 ROLLBACK 됨
  
  

데이터 표준화

데이터 표준화의 정의

• 시스템을 구성하는 데이터 요소의 명칭, 정의, 형식, 규칙에 대한 원칙을 수립하고 정의

데이터 표준

• 데이터 모델이나 데이터베이스에서 정의할 수 있는 모든 오브젝트를 대상으로 수행
• 표준 단어 : 업무에서 사용하는 일정한 의미를 가진 최소 단위의 단어
• 표준 도메인 : 칼럼을 성질에 따라 그룹핑함
• 표준 코드 : 수집된 용어로부터 코드를 선별하여 기준에 맞게 코드값을 정의
• 표준 용어 : 표준 단어 / 도메인 / 코드를 바탕으로 표준 용어를 구성

데이터 표준화 절차

구분	특징
1단계	데이터 표준화 요구사항 수집
2단계	데이터 표준 및 표준화 원칙 정의
3단계	데이터 표준 검토 / 확정 / 공표
4단계	데이터 표준 관리

데이터 표준화의 대상

• 데이터 명칭 : 데이터의 유일한 구별, 의미 전달, 업무적 보편성을 갖는 이름을 가져야 함
• 데이터 정의 : 제3자의 입장에서도 쉽게 이해할 수 있도록 데이터가 의미하는 범위와 자격 요건을 규정
• 데이터 형식 : 데이터의 형식을 일관적으로 정의함으로써 데이터 입력 오류 및 통제 위험 등을 최소화
• 데이터 규칙 : 데이터 값을 사전에 지정해 데이터의 정합성 및 완전성을 향상

데이터 표준화의 기대효과

• 데이터의 의미나 위치를 파악하고 의사소통하기 쉬움
• 데이터 유지보수 및 운용에 있어 여러 가지 이점이 존재함
  
  

신기술 관련 용어

네트워크 관련 신기술 용어

• IoT(Internet of Things, 사물인터넷) : 정보 통신 기술을 기반으로 실세계와 가상 세계의 다양한 사물과 사람을 인터넷으로 연결하여 진보된 서비스를 제공하기 위한 서비스 기반 기술

• M2M(Machine to Machine, 사물 통신) : 무선 통신을 이용한 기계와 기계 사이의 통신

• 모바일 컴퓨팅 : 휴대용 기기로 이동하면서 자유롭게 네트워크에 접속하여 업무를 처리할 수 있는 환경

• 클라우딩 컴퓨팅 : 각종 컴퓨터 자원을 중앙 컴퓨터에 두고 인터넷 기능을 갖는 단말기로, 언제 어디서나 인터넷을 통해 컴퓨터 작업을 수행할 수 있는 환경

• 모바일 클라우딩 컴퓨팅 : 모바일 컴퓨팅과 클라우딩 컴퓨팅을 혼합한 기술로, 클라우드 서비스를 이용하여 모바일 기기로 클라우딩 컴퓨팅 인프라를 구성해 여러 가지 정보와 자원을 공유하는 ICT 기술

• 인터클라우드 컴퓨팅 : 각기 다른 클라우드 서비스를 연동하거나, 컴퓨팅 자원의 동적 할당이 가능하도록 여러 클라우드 서비스 제공자들이 제공하는 클라우드 서비스나 자원을 연결하는 기술

• 매시 네트워크 : 차세대 이동통신, 홈 네트워킹, 공공 안전 등 특수 목적을 위한 새로운 방식의 네트워크 기술로, 대규모 디바이스의 네트워크 생성에 최적화

• 와이선 : 장거리 무선 통신을 필요로 하는 사물인터넷 서비스를 위한 저전력 장거리 통신 기술

• NDN(Named Data Networking) : 콘텐츠 자체의 정보와 라우터 기능만으로 데이터 전송을 수행하는 기술

• NGN(Next Generation Network, 차세대 통신망) : 유선망 기반의 차세대 통신망으로 유선망뿐만 아니라 이동 사용자를 목표로 하며, 이동 통신에서 제공하는 완전한 이동성 제공을 목표로 개발

• SDN(Software Defined Networking) : 네트워크를 컴퓨터처럼 모델링하여 여러 사용자가 각각의 소프트웨어들로 네트워킹을 가상화하여 제어하고 관리하는 네트워크

• NFC(Near Field Communication) : 고주파를 이용한 근거리 무선 통신 기술

• UWB(Ultra WideBand) : 짧은 거리에서 많은 양의 디지털 데이터를 낮은 전력으로 전송하기 위한 무선 기술로, 무선 디지털 펄스라고도 함

• 피코넷 : 여러 개의 독립된 통신 장치가 블루투스 기술이나 UWB 통신 기술을 사용하여 통신망을 형성하는 무선 네트워크 기술

• WBAN(Wireless Body Area Network) : 웨어러블 또는 몸에 심는 형태의 센서나 기기를 무선으로 연결하는 개인 영역 네트워킹 기술

• GIS(Geographic Information System) : 지리적인 자료를 수집, 저장, 분석, 출력할 수 있는 컴퓨터 응용 시스템으로 위성을 이용하여 모든 사물의 위치 정보를 제공해줌

• USN(Ubiquitous Sensor Network) : 각종 센서로 수집한 정보를 무선으로 수집할 수 있도록 구성하는 네트워크

• SON(Self Organization Network) : 주변 상황에 맞추어 스스로 망을 구성하는 네트워크

• 애드 혹 네트워크 : 재난 현장과 같이 별도의 고정된 유선망을 구축할 수 없는 장소에서 모바일 호스트만을 이용하여 구성한 네트워크

• 네트워크 슬라이싱 : 여러 글로벌 이동통신 표준화 단체가 선정한 5G의 핵심기술 중 하나로, 네트워크에서 하나의 물리적인 코어 네트워크 인프라를 독립된 다수의 가상 네트워크로 분리하여 각각의 네트워크를 통해 다양한 고객 맞춤형 서비스를 제공하는 것을 목적으로 하는 네트워크 기술

• 저전력 블루투스 기술 : 일반 블루투스와 동일한 주파수 대역을 사용하지만, 연결되지 않은 상태에서는 절전 모드를 유지하는 기술

• 지능형 초연결망 : 스마트 시티, 스마트 스테이션 등 4차 산업혁명 시대를 맞아 새로운 변화에 따라 급격하게 증가하는 데이터 트래픽을 효과적으로 수용하기 위해 시행되는 정부 주관 사업
  
  

SW 관련 신기술 용어

• 인공지능 : 인간의 두뇌와 같이 컴퓨터 스스로 추론, 학습, 판단 등 인간 지능적인 작업을 수행하는 시스템

• 뉴럴링크 : 테슬라의 CEO 일론 머스크가 사람의 뇌와 컴퓨터와 결합하는 기술을 개발하기 위해 설립한 회사

• 딥 러닝 : 인간의 두뇌를 모델로 만들어진 인공 신경망을 기반으로 하는 기계 학습 기술

• 전문가 시스템 : 특정 분야의 전문가가 수행하는 고도의 업무를 지원하기 위한 컴퓨터 응용 프로그램

• 증강현실 : 실제 촬영한 화면에 가상의 정보를 부가하여 보여주는 기술

• 블록체인 : P2P 네트워크를 이용하여 온라인 금융 거래 정보를 온라인 네트워크 참여자의 디지털 장비에 분산 저장하는 기술

• 분산 원장 기술 : 중앙 관리자나 중앙 데이터 저장소가 존재하지 않고, P2P 망내의 참여자들에게 모든 거래 목록이 분산 저장되어 거래가 발생할 때마다 지속적으로 갱신되는 디지털 원장

• 해시 : 임의의 길이의 입력 데이터나 메시지를 고정된 길이의 값이나 키로 변환

• 양자 암호키 분배 : 양자 통신을 위해 비밀키를 분배하여 관리하는 기술

• 프라이버시 강화 기술 : 개인 정보 위험 관리 기술

• 공통 평가 기준 : ISO 15408 표준으로 채택된 정보 보호 제품 평가 기준

• 개인정보 영향평가 제도 : 개인정보를 활용하는 새로운 정보 시스템의 도입 및 기존 정보시스템의 중요한 변경 시, 시스템의 구축 및 운영이 기업의 고객은 물론 국민의 사생활에 미칠 영향에 대해 미리 조사, 분석, 평가하는 제도

• 그레이웨어 : 소프트웨어를 제공하는 입장에서는 악의적이지 않은 유용한 소프트웨어일지라도, 사용자 입장에서는 유용할 수도 있고 악의적일 수도 있는 악성 코드나 공유 웨어

• 매시업 : 웹에서 제공하는 정보 및 서비스를 이용하여 새로운 소프트웨어나 서비스 데이터베이스 등을 만드는 기술

• 리치 인터넷 애플리케이션 : 플래스 애니메이션 기술과 웹 서버 애플리케이션 기술을 통합하여 기존 HTML보다 역동적인 웹페이지를 제공하는 플래시 웹페이지 제작 기술

• 시맨틱 웹 : 컴퓨터가 사람을 대신하여 정보를 읽고 이해하고 가공하여 새로운 정보를 만들어 낼 수 있도록 이해하기 쉬운 의미를 가진 차세대 지능형 웹

• 증발품 : 판매 계획 또는 배포 계획은 발표되었으나 실제로 고객에게는 판매되거나 배포되지 않고 있는 소프트웨어

• 오픈 그리드 서비스 아키텍처 : 기업의 소프트웨어 인프라인 정보시스템을 공유와 재사용이 가능한 서비스 단위나 컴포넌트 중심으로 구축하는 정보기술 아키텍처

• 서비스형 소프트웨어(SaaS) : 소프트웨어의 여러 기능 중에서 사용자가 필요로 하는 서비스만 이용할 수 있도록 한 소프트웨어

• 소프트웨어 에스크로 : 소프트웨어 개발자의 지적재산권을 보호하고, 사용자는 저렴한 비용으로 소프트웨어를 안정적으로 사용 및 유지보수 받을 수 있도록 소스 프로그램과 기술 정보 등을 제3의 기관에 보관하는 것

• 복잡 이벤트 처리 : 실시간으로 발생하는 많은 사건들 중 의미가 있는 것만을 추출할 수 있도록 사건 발생 조건을 정의하는 데이터 처리 방법

• 디지털 트윈 : 현실 속의 사물을 소프트웨어로 가상화한 모델
  
  

HW 관련 신기술 용어

• 고가용성 : 긴 시간동안 안정적인 서비스 운영을 위해 장애가 발생한 즉시, 다른 시스템으로 대체 가능한 환경을 구축하는 메커니즘

• 3D 프린팅 : 평면에 출력하는 것이 아닌 얇은 두께로 한층 한층 적재시켜 하나의 형태를 만들어내는 기술

• 4D 프린팅 : 특정 시간이나 환경 조건이 갖추어지면 스스로 형태를 변화시키거나 제조되는 자가 조립 기술이 적용된 제품을 3D 프린팅 하는 기술

• RAID : 여러 개의 하드디스크로 디스크 배열을 구성하여 파일을 구성하며, 파일을 구성하고 있는 데이터 블록들을 서로 다른 디스크들에 분산 저장하는 기술

• 앤 스크린 : N개의 서로 다른 단말기에서 동일한 콘텐츠를 자유롭게 이용할 수 있는 서비스

• 컴패니언 스크린 : TV 방송 시청 시 방송 내용을 공유하며 추가적인 기능을 수행할 수 있는 디바이스

• 씬(Thin) 클라이언트 PC : 하드디스크나 주변 장치 없이 기본적인 메모리만 갖추고 서버와 네트워크로 운용되는 개인용 컴퓨터

• 멤스 : 초정밀 반도체 기술을 바탕으로 센서나 액추에이터 등 기계 구조를 다양한 기술로 미세 가공하여 전기기계적 동작을 할 수 있도록 한 초미세 장치

• 패블릿 : 태블릿 기능을 포함한 5인치 이상의 대화면 스마트폰

• 트러스트존 기술 : ARM에서 개발한 하나의 프로세서 내에 일반 애플리케이션을 처리하는 일반 구역과 보안이 필요한 애플리케이션을 처리하는 보안 구역으로 분할하여 관리하는 하드웨어 기반의 보안 기술

• 엠디스크 : 한 번의 기록만으로도 자료를 영구 보관할 수 있는 광 저장 장치

• 멤리스터 : 메모리와 레지스터의 합성어로, 전류의 방향 및 전류량 등 기존의 경험을 모두 기억하는 소자
  
  

DB 관련 신기술 용어

• 빅데이터 : 기존의 관리 방법이나 분석 체계로는 처리하기 어려운 막대한 양의 정형 / 비정형 데이터 집합

• 브로드 데이터 : 다양한 채널에서 소비자와 상호 작용을 통해 생산된 데이터, 기업 마케팅에 있어 효율적이고 다양한 데이터, 이전에 사용하지 않았거나 몰랐던 새로운 데이터, 기존 데이터에 새로운 가치가 더해진 데이터

• 메타 데이터 : 일련의 데이터를 정의하고 설명해주는 데이터

• 디지털 아카이빙 : 디지털 정보 자원을 장기적으로 보존하기 위한 작업

• 하둡 : 오픈 소스를 기반으로 한 분산 컴퓨팅 플랫폼

• 타조 : 우리나라가 주도적으로 개발 중인 하둡 기반의 분산 데이터 웨어하우스 프로젝트

• 데이터 다이어트 : 데이터를 삭제하는 것이 아닌, 압축하고, 중복된 정보를 배제하며 새로운 기분에 따라 나누어 저장하는 작업