4과목 프로그래밍 언어 활용

1 개발 환경 구축 ★★

1) 개발 환경 구축의 개요

• 응용 소프트웨어 개발을 위해 개발 프로젝트를 이해하고 하드웨어 및 소프트웨어 장비를 구축하는 것
• 하드웨어와 소프트웨어의 성능, 편의성, 라이선스등의 비즈니스 환경에 적합한 제품들을 최종적으로 결정하여 구축함

2) 하드웨어 환경 ★

• 사용자와의 인터페이스 역할을 하는 클라이언트(Client)와 클라이언트와 통신하여 서비스를 제공하는 서버(Server)로 구성됨
• 클라이언트: PC, 스마트폰 등
• 서버: 웹 서버, 웹 애플리케이션 서버(WAS), 데이터베이스 서버, 파일 서버 등

▶ 웹 서버(Web Server)

• 클라이언트로부터 직접 요청을 받아 처리하는 서버로, 저용량의 정적 파일들을 제공

Apache HTTP Server, Microsoft Internet Service, Google Web Server 등

▶ 웹 애플리케이션 서버(WAS; Web Application Server) ★

• 정적인 콘텐츠를 처리하는 웹 서버(Web Server)와 반대됨
• 동적인 콘텐츠를 처리하기 위해 사용되는 미들웨어(=소프트웨어)
• 데이터 접근, 세션 관리, 트랜잭션 관리 등을 위한 라이브러리를 제공

Apache Tomcat, IBM WebSphere, Oracle WebLogic, JEUS, JBoss, Jetty, Resin 등등

▶ 데이터베이스 서버(Database Server)

• 데이터베이스와 이를 관리하는 DBMS를 운영하는 서버

# MySQL, Server, IBM WebSphere, Oracle WebLogic 등

▶ 파일 서버(File Server)

• 데이터베이스에 저장하기에는 비효율적이거나, 서비스 제공을 목적으로 유지하는 파일들을 저장하는 서버

AWS S3 등

3) 웹 서버(Web Server)의 기능

4) 소프트웨어 환경

• 클라이언트와 서버 운영을 위한 시스템 소프트웨어와 개발에 사용되는 개발 소프트웨어로 구성됨
• 시스템 소프트웨어
  • 운영체제(OS), 웹 서버 및 WAS 운용을 위한 서버 프로그램, DBMS
• 개발 소프트웨어 #요설 빌구테형
  • 요구사항 관리 도구, 설계/모델링 도구, 빌드 도구, 구현 도구, 테스트 도구, 형상 관리 도구 등

▶ 요구사항 관리 도구 ★

• 요구사항의 수집과 분석, 추적 등을 편리하게 도와주는 소프트웨어

JIRA, IMB DOORS, inteGREAT, Reqtify, Trello 등

▶ 설계/모델링 도구

• UML을 지원하며, 개발의 전 과정에서 설계 및 모델링을 도와주는 소프트웨어

DB Designer, PlantUML, ArgoUML 등

▶ 빌드 도구 ★

• 구현 도구를 통해 작성된 소스의 빌드 및 배포, 라이브러리 관리를 지원하는 소프트웨어

Ant, Maven, Gradle, Jenkins 등

▶ 구현 도구 ★

• 개발 언어를 통해 애플리케이션의 실제 구현을 지원하는 소프트웨어

Eclipse, IntelliJ IDEA, Visual Studio, Node.js 등

▶ 테스트 도구

• 모듈들이 요구사항에 적합하게 구현됐는지 테스트하는 소프트웨어

CppUnit, JUnit, HttpUnit, NUnit, SprintTest 등

▶ 형상 관리 도구 ★

• 산출물들을 버전별로 관리하여 품질 향상을 지원하는 스프트웨어

CVS, SVN(Subversion), GIT 등

5) 개발 언어의 선정 기준 ★★ #적효이친범

2 서버 개발 ★

1) 서버 개발의 개요

• 웹 애플리케이션의 로직을 구현할 서버 프로그램을 제작하여 웹 애플리케이션 서버(WAS)에 탑재하는 것을 의미함
• 서버 개발에 사용되는 프로그래밍 언어 # JAVA, JavaScript, Python, PHP, Ruby등

2) 서버 개발 프레임워크 ★

• 프레임워크(Framework): ‘뼈대’, ‘골조’를 의미하는데, 소프트웨어에서는 특정 기능을 수행하기 위해 필요한 클래스나 인터페이스 등을 모아둔 집합체를 뜻함

• 대부분 MVC(Model, View, Controller) 패턴을 기반으로 개발됨

3) 서버 프로그램 구현(효과적인 모듈 설계)

• 응용 소프트웨어와 동일하게 모듈 및 공통 모듈을 개발한 후, 모듈들을 통합하는 방식으로 구현, 유지보수가 용이해야 함
• 모듈의 독립성을 높이려면 모듈의 결합도(Coupling)를 약하게 하고,

응집도(Cohesion)를 강하게 하며 모듈의 크기를 작게 만들어야 함 ★★

• 복잡도와 중복성을 줄이고 일관성 유지
• 공통 모듈은 여러 프로그램에서 재사용(Reuse) 할 수 있는 모듈을 의미함

→ 함수와 객체 재사용, 컴포넌트 재사용, 애플리케이션 재사용

▶ 재사용 프로그래밍 기법 #객제자메

• 객체지향 프로그래밍, 제네릭 프로그래밍, 자동 프로그래밍, 메타 프로그래밍

4) 프레임워크의 특성 ★★ #모재확역

5) 프레임워크의 구성요소 #개실운관

**- **개발환경, 실행환경, 운영환경, 관리환경

3 보안 및 API ★★

1) 소프트웨어 개발 보안의 개요

• 소프트웨어 개발 과정에서 발생할 수 있는 보안 취약점을 최소화하여 보안 위협으로부터 안전한 소프트웨어를 개발하기 위한 일련의 보안 활동을 의미

시큐어 코딩(Secure Coding) ★ #기무가 ★

• 기밀성(Confidentiality), 무결성(Integrity), 가용성(Availability) 유지하는 것을 목표
• 정부에서 제공하는 소프트웨어 개발 보안 가이드를 참고하여 소프트웨어 개발 과정에서 점검해야 할 보안 항목들을 점검

2) 소프트웨어 개발 보안 점검 항목 #세입보시 에코캡아

| 점검 항목 | 설명 | | — | — | | 세션 통제 | 세션의 연결과 연결로 인해 발생하는 정보를 관리하는 것

• 세션: 서버와 클라이언트의 연결 ※ 보안 약점: 불충분한 세션 관리, 잘못된 세션에 의한 정보 노출 등 | | 입력 데이터 검증 및 표현 | 입력 데이터에 대한 유효성 검증체계를 갖추고, 검증 실패 시 이를 처리할 수 있도록 코딩하는 것 ★ ※ 보안 약점: SQL 삽입, 경로 조작 및 자원 삽입, 크로스사이트 스크립팅(XSS; Cross-Site Scripting) 등 | | 보안 기능 | 인증, 접근제어, 기밀성, 암호화 등의 기능 ★ ※ 보안 약점: 적절한 인증 없는 중요기능 허용, 부적절한 인가, 사이트 간 요청 위조(CSRF, Cross-Site Request Forgery) 등 | | 시간 및 상태 | 동시 수행을 지원하는 병렬 처리 시스템이나 다수의 프로세스가 동작하는 환경에서 시간과 실행 상태를 관리하여 시스템이 원활히 동작되도록 코딩하는 것 ★ ※ 보안 약점: 종료되지 않는 반복문 또는 재귀함수, 검사 시점과 사용 시점(TOCTOU; Time of Check Time of Use) 경쟁조건 등 | | 에러처리 | 소프트웨어 실행 중 발생할 수 있는 오류들을 사전에 정의하여 에러로 인해 발생할 수 있는 문제들을 예방하는 것 ※ 보안 약점: 오류 메시지를 통한 정보 노출, 오류 상황 대응 부재 등 | | 코드 오류 | 개발자들이 코딩 중 실수하기 쉬운 타입 변환, 자원의 반환 등을 고려하며 코딩하는 것 ★ ※ 보안 약점: 부적절한 자원 해제, 널 포인터(Null Pointer) 역참조 등 | | 캡슐화 | 데이터(속성)와 데이터를 처리하는 함수를 하나의 객체로 묶어 코딩하는 것 ★ ※ 보안 약점: 제거되지 않고 남은 디버그 코드, 잘못된 세션에 의한 데이터 정보 노출 등 | | API 오용 | API를 잘못 사용하거나 보안에 취약한 API를 사용하지 않도록 고려하여 코딩하는 것 ※ 보안 약점: 취약한 API 사용, DNS lookup에 의존한 보안결정 등 |

3) API(Application Programming Interface) ★

• 응용 프로그램 개발 시 운영체제나 프로그래밍 언어 등에 있는 라이브러리를 이용할 수 있도록 함으로써 효율적인 소프트웨어 구현을 도와주는 인터페이스
• 개발에 필요한 여러 도구를 제공
• 누구나 무료로 사용할 수 있게 공개된 API를 Open API라고 함

Windows API, 단일 유닉스 규격(SUS), Java API, 웹 API 등

4 배치 프로그램 ★★

1) 배치 프로그램(Batch Program)의 개요 ★ __ 20년 3회 기출문제

• 사용자와의 상호 작용 없이 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리하는 것

2) 배치 스케줄러(Batch Scheduler), 잡 스케줄러(Job Scheduler)

• 일괄 처리 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행되도록 지원해주는 도구

▶ 스프링 배치(Spring Batch)

• Spring 프레임워크의 특성을 그대로 가져와 스프링이 가지고 있는 다양한 기능들을 모두 사용할 수 있는 오픈 소스 프레임워크

  # 주요 구성 요소: Job, Job Launcher, Job Repository, Step

▶ 쿼츠(Quartz)

• Spring 프레임워크로 개발되는 응용 프로그램들의 일괄 처리를 위한 다양한 기능을 제공하는 오픈 소스 라이브러리

  # 주요 구성 요소: Job, Job Detail, Trigger, Scheduler

5 패키지 소프트웨어 ★

1) 패키지 소프트웨어(Package Software)의 개요

• 기업에서 일반적으로 사용하는 여러 기능들을 통합하여 제공하는 소프트웨어
• 기업에서 패키지 소프트웨어를 구입해 기업 환경에 적합하게 커스터마이징 후 사용
• 기능 요구사항을 70% 이상 충족시키는 패키지 소프트웨어 사용

2) 패키지 소프트웨어 vs 전용 개발 소프트웨어

6 데이터 타입 ★★

• 변수(Variable)에 저장될 데이터의 형식을 나타내는 것으로, 변수에 값을 저장하기 전에 문자형, 정수형, 실수형 등 어떤 형식의 값으로 저장할지 선언하는 것

▶ C/C++의 데이터 타입 크기

JAVA 프로그래밍 언어 데이터 타입 크기

7 변수 ★★★

1) 변수(Variable)의 개요

• 컴퓨터가 명령을 처리하는 도중 발생하는 값을 저장하기 위한 공간으로, 변할 수 있는 값을 의미

2) 변수명 작성 규칙 ★

• 영문자, 숫자, _(under bar) 사용 가능 ★ → **ex) a, A, a1, _, _korea (O) / text-color (X)
• 첫 글자는 영문자(대, 소문자), _(under bar)로 시작할 수 있으나, 숫자는 올 수 없음 ★
• 글자 수에 제한이 없고, 대, 소문자 구분 → Kim, kim (O)
• 공백이나 *, +, -, / 등의 특수문자를 사용할 수 없음 ★ → **ex) my student, $a, <a (X)
• 예약어를 변수명으로 사용할 수 없음 ★ → if, for, while (X)
• 변수 선언 시 문장 끝에 반드시 세미콜론(;)을 붙여야 함

3) 예약어 – C언어

4) 기억 클래스 #자레정외

• 변수 선언 시 메모리 내에 변수의 값을 저장하기 위한 기억영역이 할당되는데, 할당 되는 기억영역에 따라 사용 범위에 제한이 있다. 이러한 기억영역을 결정하는 작업을 기억 클래스(Storage Class)라 함

5) 변수의 선언

| 선언 | 설명 | | — | — | | 자료형 변수명 = 값; | ▶ 자료형: 변수에 저장될 자료의 형식 지정 ▶ 변수명: 사용자가 원하는 이름을 임의로 지정 (변수명 작성 규칙 준수) ▶ 값: 변수를 선언하면서 초기화할 값을 지정 |

8 연산자 ★★★

#산시관비논

1) 산술 연산자 ★

| 연산자 | 의미 | | — | — | | + | 덧셈 | | - | 뺄셈 | | * | 곱하기 | | ** | 제곱 | | / | 나누기 | | // | 나누기 연산 후 소수점 이하의 수를 버리고, 정수 부분의 몫을 구함 | | % | 나누기 연산 후 몫이 아닌 나머지를 구함 | | ++ | 증감 연산자 (전치; 먼저 변수의 값을 증감시킨 후 연산에 사용) | | – | 감소 연산자 (후치; 먼저 변수를 연산에 사용한 후 값을 증감시킴) |

1. ex) ++a, –a (연산 전 ↑, ↓)
2. ex) a++, a– (연산 후 ↑, ↓)

2) 시프트 연산자

3) 관계 연산자 ★

4) 비트 연산자 ★

• 비트별(0, 1)로 연산해 결과를 얻는 연산자

5) 논리 연산자 ★

• 두 개의 논리 값을 연산하여 참(true, 1) 또는 거짓(false, 0)을 결과로 얻는 연산자

#조대순

6) 조건 연산자(삼항 연산자) __ 20년 3회 기출문제

• 조건에 따라 서로 다른 수식 수행 / if(?), else(:)

조건 수식 ? 수식1 : 수식2;

→ ‘조건 수식’이 참(true, 1)이면 ‘수식1’ 수행, 거짓(false, 0)이면 ‘수식2’ 수행

7) 대입 연산자

8) 기타 연산자

| 연산자 | 의미 | | — | — | | sizeof | 자료형의 크기 표시 | | ,(콤마 comma) | 왼쪽에서 오른쪽으로 순서대로 수행되며, 순서를 콤마로 구분 순서 연산자 | | (자료형) | 사용자가 자료형을 다른 자료형으로 변환할 때 사용하는 것 캐스트(cast) 연산자 ex) a = (int)1.3 + (int)1.4; → a = 2 |

9) 연산자 우선순위 ★ #산시관비논 조대순

9 제어문, 반복문 ★★

1) 제어문의 개념

• 컴퓨터 프로그램은 명령어가 서술된 순서에 따라 무조건 위에서 아래로 실행되는데, 조건을 지정해서 진행 순서를 변경할 수 있다. 이렇게 프로그램의 순서를 변경할 때 사용하는 명령문을 제어문이라고 함

2) 단순 if문

3) 다중 if문 ★

4) switch문 ★★

▶ 조건에 따라 분기할 곳이 여러 곳인 경우 간단하게 처리할 수 있는 제어문

switch(수식) {
case 레이블1:
	실행할 문장1;    // 수식의 결과가 레이블 1과 일치할 때 실행
	break;            // switch문 종료함

case 레이블 2:
	실행할 문장2;    // 수식의 결과가 레이블 2와 일치할 때 실행
	break;            // switch문 종료함

…

default:              // 수식의 결과가 레이블 1~2와 일치하지 않을 때,
	실행할 문장3;       혹은 break가 없을 땐 무조건 default 실행
}

5) 반복문의 개념

• 제어문의 한 종류로 일정한 횟수를 반복하는 명령문을 말한다. 보통 변수의 값을 일정하게 증가시키면서 정해진 수가 될 때까지 명령이나 명령 그룹을 반복 수행함

6) for문

• 초기값, 최종값, 증가값을 지정하는 수식을 이용해 정해진 횟수를 반복하는 제어문

• 초기값을 정한 다음 최종값에 대한 조건이 참이면 실행할 문장을 실행한 후 초기값을 증가값 만큼 증가시키면서 최종값에 대한 조건이 참인 동안 실행할 문장을 반복 수행함

7) while문

• 조건이 참인 동안 실행할 문장을 반복 수행 하는 제어문
• 조건이 참인 동안 실행할 문장을 반복 수행하다가 조건이 거짓이면 while문을 끝낸 후 다음 코드를 실행
• 조건이 처음부터 거짓이면 한 번도 실행하지 않음 ★

8) do ~ while문 ★

• 조건이 참인 동안 정해진 문장을 반복 수행하다가 조건이 거짓이면 반복문을 벗어나는 while문과 같은 동작을 함
• 그러나 조건이 처음부터 거짓이어도 실행할 문장을 무조건 한 번 실행함 , 그리고 다음 조건을 판단하여 탈출 여부를 결정함

9) break, continue

• switch문이나 반복문의 실행을 제어하기 위해 사용되는 예약어

▶ break ★

-switch문이나 반복문 안에서 break가 나오면 블록을 벗어남

▶ continue

-continue 이후의 문장을 실행하지 않고 제어를 반복문의 처음으로 옮김

-반복문에서만 사용됨

10 배열과 문자열 ★★

1) 배열의 개념

• 동일한 데이터 유형을 여러 개 사용해야 할 경우 이를 손쉽게 처리하기 위해 여러 개의 변수들을 조합해서 하나의 이름으로 정의해 사용하는 것
• 개별적인 요소들의 위치는 첨자를 이용하여 지정
• 변수명 뒤에 대괄호 [ ]를 붙이고 그 안에 사용할 개수를 지정
• C언어에서 배열의 위치는 0부터 시작됨

2) 1차원 배열

• 1차원 배열은 변수들을 일직선상의 개념으로 조합한 배열

| 선언 | 설명 | | — | — | | 자료형 변수명[개수]; | ▶ 자료형: 배열에 저장할 자료의 형 지정 ▶ 변수명: 사용할 배열의 이름으로 사용자가 임의로 지정 ▶ 개수: 배열의 크기를 지정하는 것으로 생략할 수 있음 |

3) 2차원 배열 ★

• 2차원 배열은 변수들을 평면, 즉 행과 열로 조합한 배열

| 선언 | 설명 | | — | — | | 자료형 변수명[행개수][열개수]; | ▶ 자료형: 배열에 저장할 자료의 형 지정 ▶ 변수명: 사용할 배열의 이름으로 임의로 지정 ▶ 행개수: 배열의 행 크기를 지정 ▶ 열개수: 배열의 열 크기를 지정 |

첫 번째          두 번째          세 번째          네 번째          다섯 번째

b[0][2]: b는 배열의 이름이고, 0은 행 첨자, 2는 열 첨자로서 배열 b의 위치를 나타냄

4) 배열의 초기화

• 배열 선언 시 초기값을 정할 수 있음

▶ 1차원 배열 초기화

char a[3] = {‘A’, ‘B’, ‘C’} / char a[ ] = {‘A’, ‘B’, ‘C’}

| A | B | C | | — | — | — |

a[0]                             a[1]                            a[2]

▶ 2차원 배열 초기화

int a[2][4] = { {10, 20, 30, 40}, {50, 60, 70, 80} }; / = { 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80};

a[0][0]                    a[0][1]                  a[0][2]                  a[0][3]

a[1][0]                    a[1][1]                  a[1][2]                  a[1][3]

5) 배열 형태의 문자열 변수

→ char 배열이름[크기] = “문자열”

1. ex) char a[5] = “love”

| l | o | v | e | \0 | | — | — | — | — | — |

*문자열의 끝을 알리기 위한 널 문자(‘\0’)이 자동 삽입됨

11 포인터 ★

1) 포인터와 포인터 변수

• 포인터는 변수의 주소를 말하며, C언어에서는 주소를 제어할 수 있는 기능을 제공함
• C언어에서 변수의 주소를 저장할 때 사용하는 변수를 포인터 변수라고 함
• 포인터 변수는 필요에 의해 동적으로 할당되는 메모리 영역인 힙 영역에 접근하는 동적 변수임 ▶ 포인터 변수를 선언할 때는 자료의 형을 먼저 쓰고 변수명 앞에 간접 연산자 *를 붙임 → int *a; ▶ 포인터 변수에 주소를 저장하기 위해 변수의 주소를 알아낼 때는 변수 앞에 번지 연산자 &를 붙임 → a = &b; ▶ 실행문에서 포인터 변수에 간접 연산자 *를 붙이면 해당 포인터 변수가 가리키는 곳의 값을 말함 → c = *a;

2) 포인터와 배열

• 배열을 포인터 변수에 저장한 후 포인터를 이용해 배열의 요소에 접근할 수 있음
• 배열 요소에 대한 주소를 지정할 때는 일반 변수와 동일하게 & 연산자를 사용
  1. ex) int a[5], *b;

b = a → 배열의 대표명을 적었으므로 a 배열의 시작 주소인 a[0]의 주소를 b에 저장함

b = &a[0] → a 배열의 첫 번째 요소인 a[0]의 주소(&)를 b에 저장함

12 절차적 프로그래밍 언어 ★★

1) 절차적 프로그래밍 언어의 개요

• 일련의 처리 절차를 정해진 문법에 따라 순서대로 기술해나가는 언어
• 프로그램이 실행되는 절차(Procedure)를 중요시 함

2) 절차적 프로그래밍 언어의 장, 단점

• 컴퓨터의 처리 구조와 유사하여 실행 속도가 빠름
• 같은 코드를 복사하지 않고 다른 위치에서 호출하여 사용할 수 있음(이식성 높음)
• 모듈 구성이 용이하며, 구조적인 프로그래밍이 가능함
• 프로그램을 분석하기 어렵고, 유지 보수나 코드의 수정이 어려움

3) 절차적 프로그래밍 언어의 종류 ★

| 언어 | 특징 | | — | — | | C | - 1972년 미국 벨 연구소의 데니스 리치에 의해 개발됨

• 시스템 프로그래밍 언어로 널리 사용됨
• 자료의 주소를 조작할 수 있는 포인터 제공
• 고급 프로그래밍 언어, 저급 프로그래밍 언어의 특징을 모두 갖춤
• UNIX의 일부가 C언어로 구현됨
• 컴파일러 방식의 언어

• 이식성이 좋아 컴퓨터 기종에 관계없이 프로그램 작성 가능
  	Algol
  (알골)	- 수치계산이나 논리 연산을 위한 과학 기술 계산용 언어

• PASCAL과 C언어의 모체
  	Cobol
  (코볼)	- 사무 처리용 언어

• 영어 문장 형식으로 구성되어 있어 이해와 사용이 쉬움

• 4개의 DIVISION으로 구성됨
  	Fortran
  (포트란)	- 과학 기술 계산용 언어

• 수학과 공학 분야의 공식이나 수식과 같은 형태로 프로그래밍 가능
  	Basic
  (베이직)	- 교육용으로 개발되어 언어의 문법이 쉬움

• 다양한 종류가 존재하며 서로 다른 종류 사이의 소스 코드는 호환되지 않음

13 객체지향 프로그래밍 언어 ★★

1) 객체지향 프로그래밍 언어의 개요

• 현실 세계의 개체(Entity)를 기계의 부품처럼 하나의 객체로 만들어, 기계적인 부품들을 조립하여 제품을 만들 듯이 소프트웨어를 개발할 때도 객체들을 조립해서 프로그램을 작성할 수 있도록 한 프로그래밍 기법

2) 객체지향 프로그래밍 언어의 장, 단점

• 상속을 통한 재사용과 시스템의 확장이 용이하고, 코드의 재활용성이 높음
• 사용자와 개발자 사이의 이해를 쉽게 해주고, 대형 프로그램의 작성이 용이함
• 프로그래밍 구현을 지원해 주는 정형화된 분석 및 설계 방법이 없음
• 구현 시 처리 시간이 지연됨 → 실행 속도가 느림

3) 객체지향 프로그래밍 언어의 종류 ★

| 언어 | 특징 | | — | — | | C++ | - C언어에 객체지향 개념을 적용한 언어

• 모든 문제를 객체로 모델링하여 표현함
  	C#	- Microsoft에서 개발한 객체지향 프로그래밍 언어

• C++과 JAVA의 문법과 비슷함

• JAVA와 달리 불안전 코드(Unsafe Code)와 같은 기술을 통해 플랫폼 간 상호 운용성 확보
  	JAVA
  (자바)	- 분산 네트워크 환경에 적용이 가능하며, 멀티스레드 기능을 제공하므로 여러 작업을 동시에 처리할 수 있음

• 운영체제 및 하드웨어에 독립적이며, 이식성이 강함

• 캡슐화가 가능하고 재사용성이 높음
  	Delphi
  (델파이)	- 기본적인 문법은 파스칼 문법에 여러 기능들이 추가되어 존재

• Windows 운영체제에서 모든 부분을 프로그래밍할 수 있는 언어

• 높은 생산성과 간결한 코드가 대표적인 장점
  	Smalltalk	- 1세대 객체지향 프로그래밍 언어

• 최초로 GUI를 제공한 언어

4) 객체지향 프로그래밍 언어의 구성 요소 ★

▶ 객체(Object)

• 독립적으로 식별 가능한 이름을 갖고 있음
• 객체가 가질 수 있는 조건인 상태(State)는 일반적으로 시간에 따라 변함
• 객체와 객체는 상호 연관성에 의한 관계가 형성됨
• 객체가 반응할 수 있는 메시지의 집합을 행위(연산, Method)라고 하며, 객체는 행위의 특징을 나타냄
• 객체는 일정한 기억장소를 갖고 있음

▶ 클래스(Class)

• 공통된 속성과 연산(행위)를 갖는 객체의 집합
• 객체지향 프로그램에서 데이터를 추상화하는 단위 ★
• 각각의 객체들이 갖는 속성과 연산(Method)을 정의하고 있는 틀
• 슈퍼 클래스(Super Class)는 특정 클래스의 상위(부모) 클래스
• 서브 클래스(Sub Class)는 특정 클래스의 하위(자식) 클래스

▶ 인스턴스(Instance)

• 클래스에 속한 각각의 객체
• 클래스로부터 새로운 객체를 생성하는 것을 인스턴스화(Instantiation)라고 함

▶ 메서드(Method)

• 클래스로부터 생성된 객체를 사용하는 방법

• 전통적 시스템의 함수(Function) 또는 프로시저(Procedure)에 해당하는 연산

▶ 메시지(Message)

• 객체에게 어떤 행위를 하도록 지시하기 위한 방법

5) 객체지향 프로그래밍 언어의 특징 ★★ #캡상다추정

| 특징 | 설명 | | — | — | | 캡슐화 (Encapsulation) ★ | ▶ 데이터(속성)와 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶는 것

• 캡슐화된 객체의 세부 내용이 외부에 은폐(정보 은닉)되어, 변경이 발생할 때 오류의 파급효과가 적음

• 캡슐화된 객체들은 재사용이 용이함
  	상속성
  (Inheritance)	이미 정의된 상위 클래스(부모 클래스)의 모든 속성과 연산을 하위 클래스(자식 클래스)가 물려받는 것
  	다형성
  (Polymorphism) ★	메시지에 의해 객체(클래스)가 연산을 수행하게 될 때, 하나의 메시지에 대해 각 객체(클래스)가 가지고 있는 고유의 방법(특성)으로 응답할 수 있는 능력
  	추상화
  (Abstraction)	▶ 불필요한 부분은 생략하고 객체의 속성 중 가장 중요한 것에만 중점을 두어 개략화, 모델화 하는 것

• 데이터의 공통된 성질을 추출하여 슈퍼 클래스를 선정하는 개념
  	정보 은닉
  (Information Hiding)	캡슐화에서 가장 중요한 개념으로, 다른 객체에게 자신의 정보를 숨기고 자신의 연산만을 통하여 접근을 허용하는 것

14 스크립트 언어 ★★

1) 스크립트 언어의 개요

• HTML 문서 안에 직접 프로그래밍 언어를 삽입하여 사용하는 것으로, 기계어로 컴파일 되지 않고 별도의 번역기가 소스를 분석하여 동작하게 하는 언어
• 클라이언트의 웹 브라우저에서 해석되어 실행되는 클라이언트용 언어와, 서버에서 해석되어 실행된 후 결과만 클라이언트로 보내는 서버용 스크립트 언어

클라이언트용 언어: JavaScript / 서버용 스크립트 언어: ASP, JSP, PHP, Python

2) 스크립트 언어의 장, 단점

• 컴파일 없이 바로 실행하므로 결과를 바로 확인할 수 있음 ★
• 개발 시간이 짧고, 소스 코드를 쉽고 빠르게 수정할 수 있음
• 코드를 읽고 해석해야 하므로 실행 속도가 느리고, 런타임 오류가 많이 발생함

3) 스크립트 언어의 종류 ★

| 언어 | 특징 | | — | — | | JavaScript (자바스크립트) | 웹페이지의 동작을 제어하는 데 사용되는 클라이언트용 스크립트 언어로, 클래스가 존재하지 않으며 변수 선언도 필요 없음 ★ | | ASP (Active Server Page) | 서버 측에서 동적으로 수행되는 페이지를 만들기 위한 언어, Microsoft 제작 → Windows계열에서만 수행 가능 | | JSP (Java Server Page) | - JAVA로 만들어진 서버용 스크립트

• 다양한 운영체제에서 사용 가능
  	PHP
  (Professional Hypertext Preprocessor)	- 서버용 스크립트 언어로 C, JAVA 등과 문법이 유사함

• LINUX, UNIX, Windows 운영체제에서 사용 가능
  	Python
  (파이썬)	- 다양한 플랫폼에서 쓸 수 있고, 라이브러리(모듈) 풍부

• 유니 코드 문자열을 지원하여 다양한 언어의 문자 처리
• 들여쓰기를 사용하여 블록을 구분하는 문법 채용 ★

• 다른 언어의 모듈들을 연결하는 대화형 인터프리터 언어
  	Perl(펄)	인터프리터 방식의 프로그래밍 언어

15 선언형 언어 ★

1) 선언형 언어의 개요

• 명령형 언어가 문제를 해결하기 위한 방법을 기술한다면, 선언형 언어는 프로그램이 수행해야 하는 문제를 기술 하는 언어
• 함수형 언어(적용형 언어)와 논리형 언어(선언적 언어)가 있음
• 목표를 명시하고 알고리즘은 명시하지 않음

cf) 명령형 언어(절차적 언어, 객체지향 언어)

• 알고리즘을 명시하고 목표는 명시하지 않음
• 폰노이만 구조에 개념적인 기초를 두고 있음
• 특정 구문의 연산을 이용하여 상태를 변경시키고 프로그램을 동작시킴

2) 선언형 언어의 장, 단점

• 가독성이나 재사용성이 좋고, 오류가 적음
• 프로그램 동작을 변경하지 않고도 관련 값을 대체할 수 있음

3) 선언형 언어의 종류

16 라이브러리 ★

1) 라이브러리(Library)의 개념

• 프로그램을 효율적으로 개발할 수 있도록 자주 사용하는 함수나 데이터들을 미리 만들어 모아 놓은 집합체로 필요할 때 언제든지 호출하여 사용할 수 있음

▶ 표준 라이브러리: 프로그래밍 언어에 기본적으로 포함되어 있는 라이브러리

▶ 외부 라이브러리: 개발자들이 필요한 기능을 만들어 인터넷 등에 공유해 놓을 것으로, 다운받아 설치한 후 사용함

2) C언어의 대표적인 표준 라이브러리

3) JAVA의 대표적인 표준 라이브러리

• JAVA에서 패키지를 사용하려면 ‘import java.util’과 같이 한 후 사용해야 함

  import문을 이용해 선언

17 데이터 입, 출력 ★★

1) scanf( ) 함수

• C언어의 표준 함수, 키보드로 하는 함수

  입력

  입력받아 변수에 저장

| 형식 | 설명 | | — | — | | scanf(서식 문자열, 변수의 주소); | ▶ 서식 문자열: 입력 받을 데이터의 자료형 지정 ▶ 변수의 주소: 데이터를 입력 받을 변수를 적음, 변수의 주소로 입력 받아야 하기 때문에 변수에 주소 연산자 &를 붙임 |

1. ex) scanf(“%3d”, &a); → %: 서식 문자 / 3: 입력 자릿수 / d: 10진수 / &a: 변수 a의 주소

서식 문자열과 변수의 자료형은 일치해야 함, 한 번에 여러 개의 데이터 입력 가능

▶ 서식 문자열

2) printf( ) 함수

• C언어의 표준 출력 함수, 인수로 주어진 값을 화면에 출력하는 함수

| 형식 | 설명 | | — | — | | printf(서식 문자열, 변수); | ▶ 서식 문자열: 변수의 자료형에 맞게 지정 ▶ 변수: 서식 문자열의 순서에 맞게 출력할 변수, scanf( )와 달리 주소 연산자 &를 붙이지 않음 |

1. ex) printf(“%-8.2f”, 200.2); → 200.20VV(V는 빈 칸을 의미함)

%: 서식 문자 / -: 왼쪽부터 출력 / 8: 출력 자릿수 / 2: 소수점 이하 자리 / f: 실수 출력

▶ 주요 제어문자

3) 기타 표준 입, 출력 함수 ★

18 운영체제의 개념 ★★★

1) 운영체제(OS; Operating System)의 정의

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

사용자 > 응용 프로그램 > 유틸리티 > 운영체제(OS) > 하드웨어

2) 운영체제의 목적 ★ #처반사신

3) 운영체제의 기능 ★

• CPU, 메모리 공간, 프로세서(처리기, Processor), 기억장치(주기억장치, 보조 기억장치), 입, 출력 장치, 파일 및 정보 등의 자원 관리
• 다중 사용자와 다중 응용프로그램 환경 하에서 현재 상태를 파악하고 자원을 효율적으로 분배 및 관리하기 위해 스케줄링 기능 제공
• 사용자와 시스템 간의 편리한 인터페이스 제공, 입출력 장치와 사용자 프로그램 제어
• 데이터를 관리하고, 데이터 및 자원의 공유 기능을 제공
• 시스템의 오류 검사 및 복구, 자원 보호 기능 제공
• 입, 출력에 대한 보조 기능 제공 → 가상 계산기 기능 제공

4) 운영체제의 주요 자원 관리

5) 운영체제의 종류 ★

| 운영체제 | 특징 | 인터페이스 | | — | — | — | | Windows | Microsoft사가 개발 | GUI | | UNIX | AT&T 벨 연구소, MIT, Generic Electric이 공동 개발 | CLI | | LINUX | 리누스 토발즈(Linus Torvalds)가 개발 UNIX와 호환이 가능한 커널(Kernel) 누구나 제한 없이 활용 및 재배포 가능한 오픈 소스 | CLI | | MacOS | Apple 사가 UNIX를 기반으로 개발 | GUI | | MS-DOS | Windows 이전에 사용되던 운영체제 | CLI |

6) Windows의 주요 특징 ★

▶ GUI(Graphic User Interface, 그래픽 사용자 인터페이스)

-키보드로 명령어를 직접 입력하지 않고, 마우스로 아이콘이나 메뉴를 선택하여 모든 작업을 수행하는 방식

→ 초보자도 쉽게 사용할 수 있게 GUI 채용

▶ 선점형 멀티태스킹(Preemptive Mulit-Tasking)

-동시에 여러 개의 프로그램을 실행하면서 운영체제가 각 작업의 CPU 이용 시간을 제어하여 응용 프로그램 실행 중 문제가 발생하면 해당 프로그램을 강제 종료시키고 모든 시스템 자원을 반환하는 방식

→ 하나의 응용 프로그램이 CPU를 독점하는 것을 방지할 수 있어 시스템 다운 현상없이 더욱 안정적인 작업을 할 수 있음

▶ PnP(Plug and Play, 자동 감지 기능)

-컴퓨터 시스템에 프린터나 사운드 카드 등의 하드웨어를 설치했을 때, 해당 하드웨어를 사용하는 데 필요한 시스템 환경을 OS가 자동으로 구성해주는 기능

→ 운영체제가 하드웨어의 규격을 자동으로 인식하여 동작하게 해주므로 PC 주변장치를 연결할 때 사용자가 직접 환경을 설정하지 않아도 됌,

PnP기능을 활용하기 위해서는 하드웨어와 소프트웨어 모두 PnP를 지원해야 함

▶ OLE(Object Linking and Embedding)

-다른 여러 응용 프로그램에서 작성된 문자나 그림 등의 개체(Objects)를 현재 작성 중인 문서에 자유롭게 연결(Linking)하거나 삽입(Embedding)하여 편집할 수 있게 하는 기능

→ OLE로 연결된 이미지를 원본 프로그램에서 수정하거나 편집하면 그 내용이 그대로 해당 문서에 반영됨

▶ 255자의 긴 파일명

-VFAT(Virtual File Allocation Table)를 이용해 최대 255자까지 파일 이름 지정 가능

▶ 개인 사용자(Single-User) 시스템

-컴퓨터 한 대를 한 사람만이 독점해서 사용

6) UNIX의 개요 및 특징 ★★

• 소스가 공개된 개방형 시스템(Open System)
• 시분할 시스템(Time Sharing System)을 위해 설계된 대화식 운영체제
• 다중 작업(Multi-Tasking, 멀티 태스킹) 지원
• 다중 사용자(Multi-User) 지원
• 대부분 C언어로 작성되어 있어 이식성이 높으며 장치, 프로세스 간의 호환성이 높음
• 계층 구조(트리 구조)의 파일 시스템

→ 하드웨어 > 커널(Kernel) > 쉘(Shell) > 유틸리티(Utility) > 사용자(User)

▶ 커널(Kernel) ★

• UNIX의 가장 핵심적인 부분
• 컴퓨터가 부팅될 때 주기억장치에 적재된 후 상주하면서 실행됨
• 하드웨어를 보호하고, 프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 담당
• 프로세스 관리, 기억장치 관리, 파일 관리, 입, 출력 관리 등 여러 가지 기능 수행

▶ 쉘(Shell) ★

• 사용자의 명령어를 인식하여 프로그램을 호출하고, 명령을 수행하는 명령어 해석기 -주기억장치에 상주하지 않고, 명령어가 포함된 파일 형태로 존재하며 보조 기억장치에서 교체 처리가 가능 -시스템과 사용자 간의 인터페이스 역할을 담당 -파이프라인 기능 지원 및 입, 출력 재지정을 통해 입, 출력의 방향 변경 가능 -여러 종류의 쉘이 있음 -DOS의 COMMAND.COM과 같은 기능 수행

7) UNIX에서의 프로세스 간 통신

• 각 프로세스는 시스템 호출을 통해 커널의 기능을 사용하며, 프로세스 간 통신은 시그널(Signal), 파이프(Pipe), 소켓(Socket) 사용

▶ 시그널(Signal): 간단한 메시지를 이용하여 통신하는 것, 초기 UNIX 시스템에서 사용

▶ 파이프(Pipe): 한 프로세스의 출력이 다른 프로세스의 입력으로 사용되는 단방향 통신 방식

▶ 소켓(Socket): 프로세스 사이의 대화를 가능하게 하는 쌍방향 통신 방식

8) LINUX의 개요 및 특징

• 1991년 리누스 토발즈(Linus Torvalds)가 UNIX를 기반으로 개발한 운영체제
• 대부분의 특징이 UNIX와 동일하며 bUNIX와 완벽하게 호환
• 프로그램 소스 코드가 무료로 공개되어 있음

9) MacOS의 개요 및 특징

• 1980년대 Apple사가 UNIX를 기반으로 개발한 운영체제
• 아이맥(iMAC)과 맥북(MacBook) 등 애플 사에서 생산하는 제품에서만 사용 가능
• 드라이버 설치 및 install과 uninstall의 과정이 단순

19 기억장치 관리 ★★★

1) 기억장치의 관리 전략의 개요 ★

• 보조기억장치의 프로그램이나 데이터를 주기억장치에 적재시키는 시기(When), 적재 위치(Where) 등을 지정하여 한정된 주기억장치의 공간을 효율적으로 사용하기 위함

반입(Fetch), 배치(Placement), 할당(Allocation), 교체(Replacemnet)

#반배할교

2) 반입(Fetch) 전략

• 보조기억장치에 보관중인 프로그램이나 데이터를 언제(When) 주기억장치로 적재할 것인지를 결정하는 전략

▶ 요구 반입(Demand Fetch): 실행중인 프로그램이 특정 프로그램이나 데이터 등의 참조를 요구할 때 적재하는 방법

▶ 예상 반입(Anticipatory Fetch): 실행중인 프로그램에 의해 참조될 프로그램이나 데이터를 미리 예상하여 적재하는 방법

3) 배치(Placement) 전략

• 새로 반입되는 프로그램이나 데이터를 주기억장치의 어디에(Where) 위치시킬 것인지를 결정하는 전략

▶ 최초 적합(First Fit): 빈 영역 중에서 첫 번째 분할 영역에 배치

▶ 최적 적합(Best Fit): 빈 영역 중에서 단편화를 가정 작게 남기는 분할 영역에 배치

▶ 최악 적합(Worst Fit): 빈 영역 중에서 단편화를 가장 많이 남기는 분할 영역에 배치

3-1) 메모리 단편화

분할된 주기억장치에 프로세스 할당, 반납 과정에서 사용되지 못하고 낭비되는 기억장치가 발생하는 현상

• 내부 단편화
  • 고정 분할 방식, 페이징 방식 시 발생하는 현상
  • 분할된 공간에 프로세스를 적재한 후 남은 공간
• 외부 단편화
  • 가변 분할 방식이나 세그멘테이션 기법 사용 시 발생하는 현상
  • 할당된 크기가 프로세스 크기보다 작아서 사용하지 못하는 공간

4) 교체(Replacement) 전략

• 이미 사용되고 있는 영역 중에서 어느(Who) 영역을 교체할지 결정하는 전략

FIFO, LRU, LFU, NUR, OPT, SCR

5) 주기억장치 할당(Allocation)의 개념 ★

• 프로그램이나 데이터를 실행시키기 위해 주기억장치에 어떻게(How) 할당할지 정함

▶ 연속 할당 기법: 프로그램을 주기억장치에 연속으로 할당하는 기법

단일 분할 할당 기법: 오버레이, 스와핑

다중 분할 할당 기법: 고정(정적) 분할 할당 기법, 가변(동적) 분할 할당 기법

▶ 분산 할당 기법: 프로그램을 특정 단위의 조각으로 나누어 할당하는 기법

페이징(Paging) 기법 / 세그먼테이션(Segmentation) 기법

#연단다 분페세

6) 가상기억장치의 개요 ★

• 보조기억장치(하드디스크)의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 것으로, 용량이 작은 주기억장치를 마치 큰 용량을 가진 것처럼 사용하는 기법
• 주기억장치의 용량보다 큰 프로그램을 실행하기 위해 사용
• 주기억장치의 이용률과 다중 프로그래밍 효율을 높일 수 있음

• 가상기억장치에 저장된 프로그램을 실행하려면 가상기억장치의 주소를 주기억장치의 주소로 바꾸는

  주소 변환 작업 필요

• 블록 단위로 나누어 사용하므로 연속 할당 방식의 단편화 해결 가능

7) 페이징(Paging) 기법 ★

• 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램과 주기억장치의 영역을 동일한 크기로 나눈 후 나눠진 프로그램(페이지)을 동일하게 나눠진 주기억장치의 영역(페이지 프레임)에 적재시켜 실행하는 기법
• 일정한 크기로 나눈 단위를 페이지(Page)라 하고, 페이지 크기로 일정하게 나누어진 주기억장치의 단위를 페이지 프레임(Page Frame)이라 함
• 외부 단편화는 발생하지 않으나, 내부 단편화 발생
• 주소 변환을 위해 페이지의 위치 정보를 갖고 있는 페이지 맵 테이블(Page Map Table) 필요 → 페이지 맵 테이블 사용으로 비용 증가, 처리 속도 감소
• 해결방안
  • working set
    • 각 프로세스가 많이 참조하는 페이지들의 집합을 주기억장치에 계속 상주하게 하여 빈번한 페이지 교체 현상을 줄이고자 하는 기법
  • PFF, page fault frequency
    • 페이지 부재율의 상한과 하한을 정해서 직접적으로 페이지 부재율을 예측하고 조절하는 기법

8) 세그먼테이션(Segmentation) 기법 ★

• 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램을 다양한 크기의 논리적인 단위로 나눈 후 주기억장치에 적재시켜 기억공간을 절약하기 위해서 사용하는 실행시키는 방법
• 논리적인 크기로 나눈 단위를 세그먼트(Segment)라고 하며, 각 세그먼트는 고유한 이름과 크기를 가짐
• 기억장치의 사용자 관점을 보존하는 기억장치 관리 기법
• 주소 변환을 위해서 세그먼트가 존재하는 위치 정보를 갖고 있는 세그먼트 맵 테이블(Segment Map Table) 필요
• 세그먼트가 주기억장치에 적재될 때 다른 세그먼트에게 할당된 영역을 침범할 수 없으며, 이를 위해 기억장치 보호키(Storage Protection Key)가 필요
• 내부 단편화는 발생하지 않으나, 외부 단편화 발생

8) 페이지 교체 알고리즘 ★

▶ FIFO(First In First Out) = FCFS(First Come First Serve)

• 각 페이지가 주기억장치에 적재될 떄마다 그때의 시간을 기억시켜 가장 먼저 들어와서 가장 오래 있었던 페이지를 교체하는 기법

▶ LRU(Least Recently Used)

• 최근에 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체하는 기법
• 가장 오래 전에 사용된 페이지 교체

▶ LFU(Least Frequently Used)

• 사용 빈도가 가장 적은 페이지를 교체하는 기법

▶ OPT(OPTimal replacement, 최적 교체)

• 앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지를 교체하는 기법
• 벨레이디(Belady)가 제안한 것으로, 페이지 부재 횟수가 가장 적게 발생하는 가장 효율적인 알고리즘

▶ NUR(Not Used Recently)

• LRU와 비슷한 알고리즘으로, 최근에 사용하지 않은 페이지를 교체하는 기법
• 각 페이지마다 두 개의 비트, 즉 참조 비트와 변형 비트 사용

▶ SCR(Second Chance Replacement, 2차 기회 교체)

-가장 오랫동안 주기억장치에 있던 페이지 중 자주 사용되는 페이지의 교체를 방지하기 위한 것으로, FIFO 기법의 단점을 보완하는 기법

9) 페이지 크기 ★★

▶ 페이지 크기가 작을 경우

-페이지 단편화가 감소되고, 한 개의 페이지를 주기억장치로 이동하는 시간이 줄어듬

-불필요한 내용이 주기억장치에 적재될 확률이 적으므료 효율적인 워킹 셋 유지 가능

-Locality에 더 일치할 수 있기 때문에 기억장치 효율 높아짐

-페이지 정보를 갖는 페이지 맵(사상) 테이블의 크기가 커지고, 매핑 속도가 늦어짐

-디스크 접근 횟수가 많아져서 전체적인 입, 출력 시간은 늘어남

▶ 페이지 크기가 클 경우

-페이지 단편화가 증가되고, 한 개의 페이지를 주기억장치로 이동하는 시간이 늘어남

-불필요한 내용까지도 주기억장치에 적재될 수 있음

-페이지 정보를 갖는 페이지 맵(사상) 테이블의 크기가 작아지고, 매핑 속도가 빨라짐

-디스크 접근 횟수가 줄어들어 전체적인 입, 출력 효율성이 증가됨

10) Locality(지역성, 구역성) ★★

• 프로세스가 실행되는 동안 주기억장치를 참조할 때 일부 페이지만 집중적으로 참조하는 성질이 있다는 이론
• 스래싱(Thrashing)을 방지하기 위한 워킹 셋 이론의 기반
• 데닝(Denning) 교수에 의해 구역성의 개념이 증명됐으며, 캐시 메모리 시스템의 이론적 근거

| 종류 | 설명 | | — | — | | 시간적 구역성 (Temporal Locality) | 한 번 참조한 페이지는 가까운 시간 내에 계속 참조할 가능성이 높음

Loop(루프), Stack(스택), Subroutine(서브루틴),

 Counting(카운팅), Totaling(집계) ★ #루스서카집 | | 공간적 구역성 (Spatial Locality) | 어느 하나의 페이지를 참조하면 그 근처의 페이지를 계속 참조할 가능성이 높음

Array(배열), Sequential Code(순차적 코드) ★ |

11) 워킹 셋(Working Set) ★

• 프로세스가 일정 시간 동안 자주 참조하는 페이지들의 집합
• 주기억장치에 상주시킴으로써 페이지 부재 및 페이지 교체 현상이 줄어들어 프로세스의 기억장치 사용이 안정
• 시간이 지남에 따라 자주 참조하는 페이지들의 집합이 변화하기 때문에 워킹 셋은 시간에 따라 변경

12) 페이지 부재 빈도(PFF; Page Fault Frequency) 방식

• 페이지 부재율에 따라 주기억장치에 있는 페이지 프레임의 수를 늘리거나 줄여 페이지 부재율을 적정 수준으로 유지하는 방식
• 페이지 부재(Page Fault)는 프로세스 실행 시 참조할 페이지가 주기억장치에 없는 현상이며, 페이지 부재 빈도는 페이지 부재가 일어나는 횟수를 의미함

13) 프리페이징(Prepaging)

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

→ 기억장치에 들어온 페이지들 중에서 사용되지 않는 페이지가 많을 수도 있음

14) 스래싱(Thrashing) ★

• 프로세스의 처리 시간보다 페이지 교체에 소요되는 시간이 더 많아지는 현상

→ 전체 시스템 성능 저하

• 다중 프로그래밍(멀티 태스킹)의 정도가 높아짐에 따라 CPU의 이용률은 어느 특정 시점까지는 높아지지만, 됨 다중 프로그래밍의 정도가 더욱 커지면 스래싱이 나타나고, CPU의 이용률은 급격히 감소

▶ 스래싱 현상 방지 방법

-다중 프로그래밍의 정도를 적정 수준으로 유지 ★

-페이지 부재 빈도(Page Fault Frequency)를 조절해 사용

-워킹 셋(Working Set)을 유지함

-부족한 자원을 증설하고, 일부 프로세스를 중단시킴

20 프로세스 및 스케줄링 ★★

1) 프로세스(Process)의 정의

• 일반적으로 프로세서(처리기, Processor), 즉 CPU에 의해 처리되는 사용자 프로그램, 시스템 프로그램인 실행중인 프로그램을 의미하며 작업(Job), 태스크(Task)라고도 함
• 프로세서(Processor) → 프로세스(Process) → 프로시저(Procedure, 절차)

▶ 프로세스의 정의 ★

-프로시저가 활동중인 것

-비동기적 행위를 일으키는 주체 ★★

-운영체제가 관리하는 실행 단위

-실행중인 프로그램

-PCB(Process Control Block)을 가진 프로그램

-실기억장치에 저장된 프로그램

-프로세서가 할당되는 실체로서, 디스패치가 가능한 단위

2) PCB(Process Control Block, 프로세스 제어 블록) ★ #식상카레 스계입메

3) 프로세스 상태 전이 ★

4) 프로세스 상태 전이 관련 용어

5) 스레드(Thread) ★

• 프로세스 내에서의 작업 단위로서 시스템의 여러 자원을 할당받아 실행하는 단위

▶ 단일 스레드: 하나의 프로세스에 하나의 스레드가 존재하는 경우

▶ 다중 스레드: 하나의 프로세스에 하나 이상의 스레드가 존재하는 경우 ★

• 프로세스의 일부 특성을 갖고 있기 떄문에 경량 프로세스라고도 함
• 동일 프로세스 환경에서 서로 독립적인 다중 수행 가능

→ 하나의 프로세스를 여러 개의 스레드로 생성해 병행성 증진 및 성능과 처리율 향상

프로그램 응답 시간 단축과 기억장소의 낭비가 줄어들고 통신이 향상됨 ★

6) 스케줄링(Scheduling)의 개요

• 프로세스가 생성되어 실행될 떄 필요한 시스템의 여러 자원을 해당 프로세스에게 할당하는 작업

| 종류 | 설명 | | — | — | | 장기 스케줄링 (작업 스케줄링, 상위 스케줄링) | 어떤 프로세스가 시스템의 자원을 차지할 수 있도록 할 것인가를 결정하여 준비상태 큐로 보내는 작업 → 작업 스케줄러에 의해 수행됨 | | 중기 스케줄링 | 어떤 프로세스들이 CPU를 할당받을 것인지 결정하는 작업 | | 단기 스케줄링 (프로세서 스케줄링, 하위 스케줄링) | 프로세스가 실행되기 위해 CPU를 할당받는 시기와 특정 프로세스를 지정하는 작업 → 프로세서 스케줄링 및 문맥 교환은 프로세서 스케줄러에 의해 수행됨 |

문맥 교환(Context Switching): 하나의 프로세스에서 다른 프로세스로 CPU가 할당되는 과정에서 발생되는 것 ★

7) 스케줄링의 목적

• 공정성: 모든 프로세스에 공정하게 할당
• 처리량 증가: 단위 시간당 프로세스 처리량 증가
• CPU 이용률 증가: CPU 낭비 시간 줄이고, 사용되는 시간 비율 증가
• 우선순위 제도: 우선순위가 높은 프로세스 먼저 실행
• 오버헤드 최소화: 오버헤드 최소화
• 응답시간(Response Time, 반응 시간) 최소화: 작업 지시 및 반응 시작 시간 최소화
• 반환 시간(Turn Around Time) 최소화: 제출한 시간부터 실행 완료 시간 최소화
• 대기 시간 최소화: 준비상태 큐에서 대기하는 시간 최소화
• 균형 있는 자원의 사용: 메모리, 입, 출력장치 등의 자원을 균형 있게 사용
• 무한 연기 회피: 자원을 사용하기 위해 무한정 연기되는 상태 회피

→ CPU이용률, 처리율, 반환 시간, 대기 시간, 응답 시간 ★

8) 프로세스 스케줄링의 기법 ★

▶ 선점(Preemptive) 스케줄링 #SMMR

• 하나의 프로세스가 CPU를 할당받아 실행하고 있을 때 우선순위가 높은 다른 프로세스가 CPU를 강제로 빼앗아 선점할 수 있는 기법

• 우선순위가 높은 프로세스 빠르게 처리 가능

• 빠른 응답 시간을 요구하는 대화식 시분할 시스템(Time Sharing System)에 사용됨

• 많은 오버헤드 발생
• 선점이 가능하도록 일정 시간 배당에 대한 인터럽트용 타이머 클록 필요

SRT(Shortest Remaining Time), MLQ(Multi-Level Queue), MFQ, Round Robin

▶ 비선점(Non-Preemptive) 스케줄링 #PDF JH

• 이미 할당된 CPU를 다른 프로세스가 강제로 빼앗아 선점할 수 없는 기법

• CPU를 할당 받으면 해당 프로세스가 완료될 때까지 CPU 사용

• 모든 프로세스에 대한 요구를 공정하게 처리 가능

• 프로세스 응답 시간의 예측 용이

• 일괄 처리 방식에 적합

• 중요한 작업(짧은 작업)이 중요하지 않은 작업(긴 작업)을 기다리는 경우 발생

→ 가뭄 현상

우선순위(Priority), 기한부(Deadline), FCFS(FIFO), SJF(Shortest Job First), HRN

* HRN(Highest Response-ratio Next)

SJF 기법의 가뭄 현상을 보완하기 위한 방식으로, 대기 시간이 긴 프로세스일 경우 우선순위가 높아지고, 우선순위 계산식의 수치가 가장 높은 것부터 낮은 순으로 우선순위를 부여해 긴 작업과 짧은 작업 간의 지나친 불평등을 해소함

→ HRN 우선순위 계산식: (대기시간 + 서비스시간) / 서비스시간 ★

21 인터넷 및 OSI 참조 모델 ★★★

1) IP 주소(Internet Protocol Address) 0 128 192 224 240

• 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소
• 숫자로 8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성됨

2) 서브네팅(Subnetting)

• 할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는 것
• 4바이트의 IP 주소 중 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위한 비트를 서브넷 마스크(Subnet Mask)라 하며, 이를 변경해 네트워크 주소를 여러 개로 분할해 사용

3) IPv6(Internet Protocol version 6) ★

현재 사용하고 있는 IP 주소 체계인 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발됨

• 128비트의 긴 주소를 사용하고, IPv4에 비해 자료 전송 속도가 빠름
• 인증성, 기밀성, 데이터 무결성의 지원으로 보안 문제 해결 가능
• IPv4와 호환성이 뛰어나고, IPv6 확장 헤더로 네트워크 기능 확장이 용이함
• Traffic Class, Flow Label을 이용하여 등급별, 서비스별로 패킷을 구분할 수 있어 품질 보장(QoS; Quality of Service)이 용이

유니캐스트(Unicast), 멀티캐스트(Multicast), 애니캐스트(Anycast)

#유멀애 ★

cf) IPv4: 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트(Broadcast) #유멀브

4) 도메인 네임(Domain Name)

• 숫자로 된 IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현
• 호스트 컴퓨터 이름(www), 소속 기관 이름(hankook), 소속 기관의 종류(co), 소속 국가명(kr) → www.hankook.co.kr
• 문자로 된 도메인 네임을 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 주소로 변환하는 역할을 하는 시스템을 DNS(Domain Name System)라고 하며, 이런 역할을 하는 서버를 DNS 서버라 함 ★

5) OSI(Open System Interconnection) 참조 모델 ★★

https://velog.io/@jeongs/네트워크-OSI-7-계층-그림과-함께-이해하기

| 계층 | 설명 | 주요 프로토콜 | 장비 | | — | — | — | — | | 응용 계층 (Application Layer, 7) | 사용자와 네트워크 간 응용서비스 연결, 데이터 생성 | HTTP, FTP, TELNET, SMTP / SNTP, DNS | | | 표현 계층 (Presentation Layer, 6) | 구문 검색, 코드 변환, 암/복호화, 데이터 압축, 문맥 관리 기능 | JPEG, MPEG | | | 세션 계층 (Session Layer, 5) | 연결 접속(유지), 동기 제어, 동기점(대화) | SSH, TLS | | | 전송 계층 (Transport Layer, 4) | 종단간(End to End) 신뢰성 있는 데이터 전송, 흐름 제어(슬라이딩 윈도우), 오류 및 혼잡 제어 ★ | TCP / UDP, RTCP → 세그먼트(Segment) | | | 네트워크 계층 (Network Layer, 3) | 단말기 간 데이터 전송을 위한 최적화된 경로(라우팅) 제공 ★ | IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP, RIP, OSPF → 패킷(Packet) | | | 데이터 링크 계층 (Data Link Layer, 2) | 인접 시스템(노드) 간 물리적 연결을 이용해 데이터 전송, 동기화, 오류 및 흐름제어, 오류검출 및 재전송 ★ | HDLC, PPP, LLC, MAC → 프레임(Frame) | 스위치 브리지

• 주요기술: VLAN, STP
• 오류제어: FFC, BEC

• ARQ: Stop and wait, go back n, selective repeat
  	물리 계층
  (Physical Layer, 1)	매체 간의 전기적, 기능적, 절차적 기능 정의	RS-232C, X.21
  → 비트(Bit)	허브 리피터

#아(A)파(P)서(S) 티(T)내(Ne)다(Da) 피(Phy)나다!

22 네트워크 관련 장비 및 프로토콜 ★★

1) 네트워크 관련 장비

2) 프로토콜(Protocol)의 정의 __ 4-72

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

  통신 규약

3) 프로토콜의 기본 요소 ★★ #구의타

23 TCP/IP ★★★

1) TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 개요

• 인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜

| TCP | ▶ OSI 7계층의 전송 계층(4계층)에 해당

• 신뢰성 있는 연결형 서비스 제공 ★
• 패킷의 다중화, 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능 제공

• 스트림(Stream) 전송 기능 제공 ★
  	IP	▶ OSI 7계층의 네트워크 계층(3계층)에 해당

• 데이터 그램을 기반으로 하는 비연결형 서비스 제공 ★

• 패킷의 분해/조립, 주소 지정, 경로 선택 기능(Routing) 제공 ★

2) 프로토콜 종류 ★

| OSI | TCP/IP | 기능 | | — | — | — | | 응용 계층(A) 표현 계층(P) 세션 계층(S) | 응용 계층 | 응용 프로그램 간의 데이터 송, 수신 제공

HTTP, FTP, TELNET, SMTP / SNTP, DNS

 (TCP를 사용하는 서비스 / UDP 사용 서비스) JPEG, MPEG RPC, NetBIOS | | 전송 계층(T) | 전송 계층 | 호스트들 간의 신뢰성 있는 통신 제공

TCP / UDP, RTCP |

| 네트워크 계층(Ne) | 인터넷 계층 | 데이터 전송을 위한 주소 지정, 경로 설정(Routing) 제공

IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP, IGMP

내부 라우팅 프로토콜: RIP, OSPF 외부 라우팅 프로토콜: EGP, BP | | 데이터 링크 계층(Da) 물리 계층(Phy) | 네트워크 액세스 계층 | 실제 데이터(프레임)를 송, 수신하는 역할

Ethernet, IEEE 802, HDLC, X.25, ARQ

HDLC, PPP, Frame Relay, ATM RS-232C |

3) 응용 계층의 주요 프로토콜 ★

| HTTP (Hypertext Transfer Protocol) | HTML 문서를 송, 수신하기 위한 표준 프로토콜 | | — | — | | FTP (File Transfer Protocol) | 파일을 주고받을 수 있는 원격 파일 전송 프로토콜 | | TELNET | 멀리 떨어져 있는 컴퓨터에 접속하여 자신의 컴퓨터처럼 사용할 수 있도록 해주는 서비스 → 가상의 터미널 기능 수행 | | SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) | 전자 우편을 교환하는 서비스 | | SNTP (Simple Network Management Protocol) | TCP/IP의 네트워크 관리 프로토콜로, 라우터(Ne), 허브(Phy) 등 네트워크 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는 데 사용되는 표준 통신 규약 | | DNS (Domain Name System) | 도메인 네임을 IP 주소로 매핑(Mapping, 연결)하는 시스템 |

4) 전송 계층의 주요 프로토콜 ★

| TCP (Transmission Control Protocol) | - 신뢰성 있는 연결형 서비스 제공 ★

• 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능 제공 → 투명성
• 스트림(Stream) 전송 기능 제공 ★
• 양방향 연결(Full Duplex Connection)형 서비스 제공
• 가상 회선 연결 형태의 서비스 제공 | | — | — | | UDP (User Datagram Protocol) | - 신뢰성보다는 속도가 중요시되는 네트워크에서 사용
• 실시간 전송에 유리함 ★
• 데이터 전송 전에 연결을 설정하지 않는 비연결형 서비스 제공 ★
• TCP에 비해 단순한 헤더 구조를 가지므로, 오버헤드 적음 ★
• UDP 헤더: Source Port, Destination Port, Length, Checksum, Data #소데랭체데 | | RTCP (Real-Time Control Protocol) | - 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜
• 세션에 참여한 각 참여자들에게 주기적으로 제어 정보 전송 ★
• 데이터 패킷과 제어 패킷의 다중화(Multiplexing) 제공 ★ → 하위 프로토콜

• 최소한의 제어와 인증 기능만을 제공하고 항상 32비트의 경계로 끝남

5) 인터넷 계층의 주요 프로토콜 ★

| IP (Internet Protocol) | - 전송할 데이터에 주소를 지정하고, 경로 설정 기능을 함

• 비연결형인 데이터그램 방식을 사용해 신뢰성 보장 X | | — | — | | ICMP (Internet Control Message Protocol) | IP와 조합하여 통신중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리하는 역할을 하며, 헤더는 8Byte로 구성됨 | | IGMP (Internet Group Management Protocol) | 멀티캐스트를 지원하는 호스트나 라우터 사이에서 멀티캐스트 그룹 유지를 위해 사용됨 | | ARP (Address Resolution Protocol) | 호스트의 IP 주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC Address)로 바꿈

  IP 주소 → MAC 주소 ★ |

  | RARP (Reverse Address Resolution Protocol) | ARP와 반대로 물리적 주소(MAC Address)를 IP 주소로 변환하는 기능을 함

  MAC 주소 → IP 주소 ★ |

6) 네트워크 액세스 계층의 주요 프로토콜 ★

24 추가 정리, 수제비 및 기출문제 ★★★

1) 형상 관리 절차 #식통감기

▶ 형상 식별: 형상 관리 대상에 이름과 관리 번호를 부여하고, 계층(Tree) 구조로 구분하여 수정 및 추적이 용이하도록 하는 작업

▶ 형상 통제(변경 관리): 식별된 형상 항목에 대한 변경 요구를 검토하여 현재의 기준선(베이스 라인, Base line)이 잘 반영될 수 있도록 조정하는 작업

▶ 형상 감사: 기준선(베이스 라인)의 무결성을 평가하기 위해 확인, 검증, 검열 과정을 통해 공식적으로 승인하는 작업

▶ 형상 기록(상태 보고): 형상의 식별, 통제, 감사 작업의 결과를 기록, 관리하고 보고서를 작성하는 작업

2) 모듈화

#정분추독

3) 예외 처리 구성

| 구성 | 설명 | | — | — | | throw | - 프로그램이 정상적으로 실행될 수 없는 상황일 때 예외를 던짐

• 강제로 예외를 발생시키는 경우에 사용하는 명령어
  	try	- 예외가 발생할 만한 코드 블록을 저장

• try { } 괄호 안에 예외 처리 대상 코드를 작성

• 블록 안에서 예외가 발생했을 때 throw 명령으로 예외를 던짐
  	catch	- if-else문처럼 try-catch문으로 한 쌍으로 쓰임

• try안에서 throw한 예외 객체에 대한 예외 처리

• catch 블록을 예외 핸들러(Exception Handler)라고 부름

4) 프로토타입(Prototype)

• 속성과 메서드를 다른 클래스의 인스턴스 또는 빈 객체에 추가하는 작업을 덜 수 있는 프로그래밍 스타일
• 객체지향 프로그래밍과 달리 클래스를 명확히 정의하지 않아도 됨

5) 라우팅 프로토콜(Network, 3계층) ★

| 프로토콜 | 설명 | | — | — | | RIP (Routing Information Protocol) | ▶ IGP(Interior Gateway Protocol)로 Bellman-Ford 알고리즘을 이용하여 최적의 경로를 설정하는 소규모 프로토콜

• 최대 홉(Hop) 수를 15로 제한

• 거리 벡터 프로토콜이라고도 함
  	OSPF
  (Open Shortest Path First)	▶ IGP(Interior Gateway Protocol)로 RIP의 단점 개선을 위해 daijkstra 알고리즘 및 Link Static 기반으로 최단경로를 찾는 대규모 프로토콜
  	BGP
  (Border Gateway Protocol)	▶ 자치 시스템 간의 라우팅 프로토콜로, EGP(Exterior Gateway Protocol)의 단점을 보완하기 위해 만들어짐

• 초기에 BGP 라우터들이 연결될 때는 전체 경로를 나타내는 라우팅 테이블을 교환하고, 이후에는 변화된 정보만 교환

6) 은행가 알고리즘(Banker’s Algorithm)

• Avoidance(회피) 사용

7) 교착 상태 발생의 필요 충분 조건 #상점환비

• 상호 배제(Mutual Exclusion), 점유와 대기(Hold and Wait), 환형 대기(Circular Wait), 비선점(Non-Preemption)

8) IEEE 802.11e

• IEEE 802.11 워킹 그룹의 무선 LAN 표준화 현황 중 QoS(Quality of Service) 강화를 위해 한 것

  MAC 지원 기능을 채택

9) JAVA 언어의 접근제한자 ★★

→ public > protected > default > private

12) UNIX 명령어

13) 서브넷(Subnet)

1. 200.1.1.0/24 네트워크를 FLSM 방식을 이용하여 10개의 subnet으로 나누고 ip subnet -zero를 적용했다. 이때 서브네팅된 네트워크 중 10번째 네트워크의 broadcast IP 주소는?

① 200.1.1.159                     ② 201.1.5.175

③ 202.1.11.191                    ④ 203.1.255.245

→ “10”개의 subnet으로 나눠야 함으로 2^3=”8”로는 부족하고, 2^4=”16”으로 나눔

200.1.1.144.0~200.1.1.0.159 (144~159) - 10번째

14) 소프트웨어 취약점

• 메모리를 다루는 데 오류가 발생하여 잘못된 동작을 하는 프로그램 취약점

→ 버퍼 오버플로

15) Python List [ ]

1. 다음은 사용자로부터 입력받은 문자열에서 처리음과 끝의 3글자를 추출한 후 합쳐서 출력하는 파이썬 코드에서 ⓐ에 들어갈 내용은?

① string[1:3] + string[-3:]           ② string[:3] + string[-3:-1]

③ string[0:3] + string[-3:]           ④ string[0:] + string[:-1]

① 최종 출력: elrld → [1, 2] + [-3, -2, -1]

② 최종 출력: Helrl → [0, 1, 2] + [-3, -2]

③ 최종 출력: Helrld → [0, 1, 2] + [-3, -2, -1]

④ 최종 출력: Hello WorldHello Worl → [0 ~ 10] + [-11 ~ -2]

• 정리: string안에서 :을 기준으로 앞에 값은 시작, 뒤의 값은 해당하는 값의 전까지 list를 출력함

16) Java 출력함수

17) C언어 데이터 처리 – 열거체, 구조체, 공용체

18) PHP 연산자

패킷 헤더는 40 octet

TCP/IP 계층 구조에서 IP 동작 과정에서의 전송 오류가 발생하는 경우에 대비해 오류 정보를 전송하는 목적으로 사용하는 프로토콜: ICMP(Internet control message protocol)

Scrapy: python 기반의 웹 크롤링 프레임 워크

• IP의 헤더는 4바이트
• 패킷 길이는 2^16 비트

IP에서 데이터에 대해서는 체크섬을 하지 않고 헤더에 대해서만 체크섬을 제공

• IGP(internet gateway routing protocol): RIP, OSPF
  • AS 내에서 라우팅을 수행
• EGP(external gateway routing protocol): BGP
  • AS 밖에서 라우팅을 수행

• 윈도우 크기는 최대크기가 65535 비트임

• LUF는 캐시 교체 알고리즘
• 페이지 교체 알고리즘: FIFO, LRU, LFU

디스크 스케줄링

FCFS: first in first out

SSTF: 현재에서 가장 가까운 애먼저

SCAN: 해당 방향의 요청을 먼저 수행, 일괄 처리 시스템에 유용

C-SCAN: 항상 밖에서 안으로 움직임

LOOK: 진행방향으로 더 이상 없으면 역방향으로 진행, scan은 이동방향 끝까지 간 후에 바꾸지만 얘는 요청까지만 간 후 방향 바꿈

N-Step SCAN: 대기 중인던 요청들만 서비스하고 진행 도중에 도착한 애들은 반대방향 진행할 때 서비스

STLF: 회전지연시간이 가장 짧은 요청부터 서비스

0 / 128 / 192 / 224 / 240

WAS(Web application server)

• 사용자에게 동적 서비스를 제공하기 위해 웹 서버로부터 요청을 받아 데이터 처리를 수행하거나 인터페이스 역할을 수행하는 서버
• ex) webLogic, Tomcat, WebSphere, JEUS

자바는 protected라는 접근제한자를 사용하고 package를 사용하지 않음

Address Resolution Protocol: IP → MAC

PHP는 연산자가 아님

HRN(Highest response ratio next)

• 우선순위가 높은 작업먼저 처리
• 대기시간 + 서비스 시간 / 서비스 시간이 우선순위

배치 프로그램 필수 요소

• 자동화, 안정성, 대용량 데이터, 견고성(유효하지 않은 데이터로 동작 중단 일어나면 안됨), 성능(주어진 시간 처리 및 다른 어플리케이션 방해 금지)

TCP 헤더는 기본 20바이트이고 옵션으로 40바이트가 추가로 올 수 있다

10번째 서브넷은 9니까 1001이고 브로드캐스트니까 1111

변수 출력은 echo $변수명

프레임 전송은 데이터 링크 내용

놀랍게도 «보다 /이 더 우선순위가 높음«