[정보처리기사] - [4과목] 2023 (01)

[제 4과목 프로그래밍 언어 활용]

- 2023년도 1회차 (01)

통신망의 구성 형태

▶ 종류

1. 성형 (Star, 중앙 집중형)

: 중앙에 중앙 컴퓨터가 있고, 이를 중심으로 단말장치들이 연결되는 중앙 집중식의 네트워크 구성 형태

2. 링형 (Ring, 루프형)

: 컴퓨터와 단말장치들을 서로 이웃하는 것끼리 포인트 투 포인트(Point - to - Point) 방식으로 연결시킨 형태

3. 버스형 (Bus) 

: 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말장치가 연결되어 있는 형태

4. 계층형 (Tree, 분산형)

: 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결시키고, 이웃하는 단말장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말장치로부터 다시 연결시키는 형태

5. 망형 (Mesh) 

: 모든 지점의 컴퓨터와 단말장치를 서로 연결한 형태로, 노드의 연결성이 높음

 

IPv6 (Internet Protocol version 6)

▶ 개발 이유

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

▶ 개념

1. 16비트씩 8부분, 총 128비트로 구성되어 있다.

2. 각 부분을 16진수로 표현하고, 콜론(:)으로 구분한다.

3. IPv4에 비해 자료 전송 속도가 빠르고, IPv4와 호환성이 뛰어나다.

4. 인증성, 기밀성, 데이터 무결성의 지원으로 보안 문제를 해결할 수 있다.

→ 인증 및 보안 기능을 포함하고 있다.

5. IPv6의 주소 체계

- 유니캐스트 (Unicast) : 단일 송신자와 단일 수신자 간의 통신 (1:1 통신에 사용)

- 멀티캐스트 (Multicast) : 단일 송신자와 다중 수신자 간의 통신 (1:N 통신에 사용)

- 애니캐스트 (Anycast) : 단일 송신자와 가장 가까이 있는 단일 수신자 간의 통신 (1:1 통신에 사용)

6. IPv6 확장 헤더를 통해 네트워크 기능 확장이 용이하다.

 

가상 기억장치의 일반적인 구현 방법

▶ Paging

: 페이지 프로그램을 일정한 크기로 나눈 것

→ 고정된 크기의 일정한 블록으로 나눈 것

1. 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램과 주기억장치의 영역을 동일한 크기로 나눈 후 나눠진 프로그램(페이지)을 동일하게 나눠진 주기억장치의 영역(페이지 프레임)에 적재시켜 실행하는 기법이다.

2. 프로그램을 일정한 크기로 나눈 단위를 페이지(Page)라고 하고, 페이지 크기로 일정하게 나누어진 주기억장치의 단위를 페이지 프레임(Page Frame)이라고 한다.

3. 외부 단편화는 발생하지 않으나 내부 단편화는 발생할 수 있다.

4. 주소 변환을 위해서 페이지의 위치 정보를 가지고 있는 페이지 맵 테이블(Page Map Table)이 필요하다.

5. 페이지 맵 테이블 사용으로 비용이 증가되고, 처리 속도가 감소된다. 

 

▶ Segmentation

: 프로그램을 나눈 것. 논리적인 크기로 다양하게 나눈 것

→ 가변적인 크기의 블록으로 나눈 것

1. 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램을 다양한 크기의 논리적인 단위로 나눈 후 주기억장치에 적재시켜 실행시키는 기법이다.

2. 프로그램을 배열이나 함수 등과 같은 논리적인 크기로 나눈 단위를 세그먼트(Segment)라고 하며, 각 세그먼트는 고유한 이름과 크기를 갖는다.

3. 기억장치의 사용자 관점을 보존하는 기억장치 관리 기법이다.

4. 세그먼테이션 기법을 이용하는 궁극적인 이유는 기억공간을 절약하기 위해서이다.

5. 주소 변환을 위해서 세그먼트가 존재하는 위치 정보를 가지고 있는 세그먼트 맵 테이블(Segment Map Table)이 필요하다.

6. 세그먼트가 주기억장치에 적재될 때 다른 세그먼트에게 할당된 영역을 침범할 수 없으며, 이를 위해 기억장치 보호키(Storage Protection Key)가 필요하다.

7. 내부 단편화는 발생하지 않으나 외부 단편화는 발생할 수 있다.

 

C/JAVA의 기본 자료형

▶ C언어

- 문자 : char

- 정수 : short, int, long, long long

- 실수 : float, double, long double

▶ JAVA

- 문자 : char

- 정수 : byte, short, int, long

- 실수 : float double

- 논리 : boolean

→ boolean 자료형은 조건이 참인지 거짓인지 판단하고자 할 때 사용한다.  

 

▶ JAVA의 변수와 자료형 설명

1. 변수는 어떤 값을 주기억장치에 기억하기 위해서 사용하는 공간

2. char 자료형은 한 개의 문자를 저장하고자 할 때 사용한다.

3. 실수형 자료형에는 float이 있다.

 

프로세스 적재 정책

1. 반복, 스택, 부프로그램은 시간 지역성(Temporal Locality)과 관련이 있다.

2. 공간 지역성(Spatial Locality)은 프로세스가 어떤 페이지를 참조했다면 이후 가상주소 공간상 그 페이지와 인접한 페이지들을 참조할 가능성이 높음을 의미한다.

3. 스레싱(Thrashing) 현상을 방지하기 위해서는 각 프로세스가 필요로 하는 프레임을 제공할 수 있어야 한다.

 

스레싱(Thrashing)

▶ 개념

1. 프로세스의 처리 시간보다 페이지 교체에 소요되는 시간이 더 많아지는 현상

2. 다중 프로그래밍 시스템이나 가상기억장치를 사용하는 시스템에서 하나의 프로세스 수행 과정중 자주 페이지 부재가 발생함으로써 나타나는 현상으로, 전체 시스템의 성능이 저하된다.

3. 다중 프로그래밍의 정도가 높아짐에 따라 CPU의 이용률은 어느 특정 시점까지는 높아지지만, 다중 프로그래밍의 정도가 더욱 커지면 스래싱이 나타나고, CPU의 이용률은 급격히 감소하게 된다.

 

▶ 스레싱 현상 방지 방법

- 다중 프로그래밍의 정도를 적정 수준으로 유지한다.

- 페이지 부재 빈도(Page Fault Frequency)를 조절하여 사용한다.

- 워킹 셋을 유지한다.

- 부족한 자원을 증설하고, 일부 프로세스를 중단시킨다.

- CPU 성능에 대한 자료의 지속적 관리 및 분석으로 임계치를 예상하여 운영한다.