정보처리산업기사 필기 정리

운영체제의 개념 B

 

운영체제 운용 기법의 발달 과정

일괄 처리 시스템 -> 다중 프로그래밍,다중 처리, 시분할, 실시간 처리 시스템  > 다중 모드 > 분산 처리 시스템

1일괄 > 3모드 > 4분산

 

운영체제의 정의

다른 은용프로그램들이 유용한 작업을 할 수 있도록 환경을 제공하여 여러 프로그램의 모임이다

 

운영체제의 목적

처리 능력 향상, 사용 간으도 향샹, 신뢰도, 반환 시간 단축

 

다중처리(multi Processing) 시스템

• 여러개의 cpu와 하나의 주 기억장치 이용 여러개의 프로그램을 동시에 처리
• 하나의 cpu가 고장나더라도 다른 cpu를 이용하여 업물르 처리할 수 있으므로 시스템의 신뢰성과 안정성이 높음

 

시분할(Time Sharing) 시스템

• 여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아 가며 처리해 줌
• 각 사용자에게 독립된 텀퓨터를 사용하는 느낌을 준다 라운드 로빈(Round Robin) 방식이라고도 한다
• 다중 프로그래밍 방식과 결합하여 모든 작업이 동시에 진행된느 것처럼 대화식 처리 가능
• cpu를 공유한다

 

프로세스의 정의 A

 

프로세스의 정의

• 실행중인 프로그램을 의미 운영체제가 관리하는 최소 단위의 작업 태스크이다
• 프로세스의 여러 형태
• PCB, 실기억장치(주기억)에 저장된 프로그램, 프로세서가 할당, 프로시저, 비동기, 계통적 동작, 목적 또는 결과에 따라 발생되는 사전들의 과정

 

프로세스 상태 전이

실행 : 프로세스가 프로세서를 할당받아 실행되는 상태, 프로세스가 CPU를 점유하고 있는 상태

 

스케줄링 A

 

FIFO 평균 대기시간 구하기

작업	도착 시간	cpu 사용시간
1	0	4
2	1	10
3	4	1
4	8	7

위와 같이 작업들이 존재할때

작업 1 :  0  (실행 4)   4

작업 2 :    1(대기3)    4                    (실행10)                   14

작업 3 :                      4                    (대기10)                   14(실행1)15

작업 4 :                                   8                 (대기7)                           15           (실행7)         22

 

평균 실행 시간 : ( 4 + 10 + 1 + 7) / 4 = 5.5

평균 대기 시간 : ( 0 + 3 + 10 + 7) / 4 = 5

평균 반환 시간 : ( 4 + 13 + 11 + 14) / 4 = 10.5

 

※SJF스케줄링이라면 사용시간 짧은 것 부터 작업하면 된다 단 도착 시간 0인것은 처음으로 온다

 

병행 프로세스와 상호 배제 B

 

교착상태 발생의 필요 충분 조건(영어 표기도 기억)

• 상호배제(Mutual Exclusion)
• 점유와 대기 (Hold and Wait)
• 비선점(Non-preemption)
• 환형 대기(Circular Wait)

 

임계구역(Critical Section)

하나의 프로세스만 접근할 수 있으며 해당 프로세스가 자원을 반납한 후에만 다른 프로세스가 자원이나 데이터를 사용할 수 있다

 

세마포어(Semaphore)

신호기, 깃발을 뜻하며 각 프로레스에 제어 신호를 전달하여 순서대로 작업을 수행

E. J. Dijkstra 가 제안하였으며 P와 V라는 두 개의 연산에 의해 동기화를 유지시키고 상호 배제의 원리를 보장

 

교착상태 (Dead Lock)

둘 이상의 프로세스들이 서로 다른 프로세스가 차지하고 있는 자원을 요구하여 무한정 대기하다 진행이 중단되는 현상

 

기억 장치 관리 A

세그먼테이션과 페이징의 차이

프로그램을 논리적 단위로 나눈다(Segmentation)

프로그램을 동일한 크기로 나눈다(Paging)

 

가상 기억장치

보조 기억장치를 주기억장치처럼 사용 용량이 작은 주기억 장치를 큰용량을 가진 것처럼 사용하는 기법

페이징 기법과 세그먼트 기법이 존재함

 

배치 전략

최초 적합 : 첫번째 분할 영역에 배치

최적 적합 : 단편화를 가장 적게 남기는 영역에 배치

최악 적합 : 단편화를 가장 많이 남기는 영역에 배치

 

 

주요 페이지 교체 알고리즘

📌 FIFO(First in First out) - 가장 먼저 들어온 페이지를 교체

• 메모리에 가장 먼저 올라온 페이지를 먼저 내보냄.
• 간단하고, 초기화 코드에 대해 적절한 방법
• 들어온 시간을 저장하거나 올라온 순서를 큐에 저장.
• 직관적으로 생각할 때 프레임의 수가 많아질수록 페이지 결함의 횟수는 감소함
• Belady's Anomaly(FIFO anomaly)
  실제로 그렇지 않게 되는 현상이 나타날 수 있다.

디스크 스케줄링 A

 

1) FCFS(First Come First Served)

 

First Come First Served 즉, 큐에 가장먼저 요청이 온 순서대로 서비스한다.

장점 : 알고리즘이 다른 기법보다 단순하며, 공평하게 요청을 처리한다.

단점 : 비용이 많이 발생되어, 비효율적임...

 

queue : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67

current head starts at : 53

 

 

 

헤드 위치에서 시작하며 요청 온 순서대로 진행

총 이동거리 45 + 85 + 146 + 85 + 108 + 110 + 59 + 2 

 

2) SSTF(Shortest Seek Time First)

 

현재 헤드에서 가장 가까운 트랙의 요청을 먼저 처리한다. 즉 현재 헤드셋을 처리하고, 다음 요청 중에 이동거리가 가장 적은거리에 있는 트랙을 처리한다.

 

장점 : Seek Time 이 적다. 즉 트랙을 찾는 시간을 최소화 할 수 있고, 처리량(Throughput)을 극대화 할 수 있다.

단점 : 안쪽 및 바깥쪽에 있는 요청들은 기아 현상이 발생할 수 있다. 도한, 응답 시간 편차가 크다.

 

queue : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67

current head starts at : 53

 

 

 

정보 관리 A

 

직접 파일 

물리적 저장공간, 레코드에 특정 기준으로 키가 할당, 해싱 함수이용, 임의 접근가능한 자기 디스크나 자기 드럼 사용

 

2단계 디렉터리

중앙에 마스터파일 디렉터리가 있고, 그 아래 사용자별로 서로 다른 파일 디렉터리가 있다

 

권한(자격) 리스트(Capability List)

자원 보호 기법 중 접근 제어 행렬에서 수평으로 있는 각 행들만을 따온 것으로서 각 영역에 대한 권하는 객체와 그 객체에 허용된 연산자로 구성

 

파일 시스템의 기능

• 여러 종류의 접근 제어 방법을 제공
• 파일의 생성, 변경, 제거
• 파일의 무결성과 보안을 유지할 수 있는 방안 제공

 

파일 디스크립터의 내용

파일의 이름, 보조기억장치에서의 파일의 위치, 생성된 날짜와 시간

 

분산 운영체제B

 

병렬 처리의 주종(Master/Slave) 시스템에 대한 설명

• 주 프로세서만이 운영체제를 수행한다.
• 하나의 주 프로세서와 나머지 종 프로세서로 구성된다
• 주프로세서의 고장 시 전 시스템이 멈춘다
• 주프로세스는 입출력 연산을 담당,  종 프로세스는 연산만을 담당

 

강결합 시스템의 특징

프로세서 간의 통신은 공유 메모리로 이루어진다

 

악결합 시스템에 대한 설명

• 분산 처리 시스템이라고도 한다
• 각 시스템은 독립적으로 작동한다
• 각 시스템은 독자적인 운영체제를 가진다

 

분산 처리 시스템에 관한 설명

• 약결합으로 볼 수 있다
• 업무량 증가에 따른 점진적인 확장이 용이
• 제한된 자원을 여러 지역에서 공유

 

분산 처리 시스템에 대한 설명

• 공유 자원을 상호 배타적으로 사용해야 한다
• 시스템의 점진적 확장이 용이하다
• 연산 속도, 신뢰성, 사용 가능도가 향상된다.

 

분산 처리 시스템의 성형 구조

• 자체가 단순하고 제어가 집중되어 하나의 제어기로 조절 가능
• 집중 제어로 보수와 관리가 용이
• 한 노드의 고장이 다른 노드에 영향을 주지 않는다

 

운영체제의 실제 B

 

UNIX에 대한 설명

• 다양한 유틸리티 프로그램들이 존재
• 멀티유저, 멀티 태스킹을 지원
• 대화식 운영체제이다

 

커널(Kernel)

스케줄링, 기억장치 관리, 파일 관리, 시스템 호출 인터페이스 등의 기능을 제공하는 유닉스 시스템의 핵심이다

 

UNIX에서 파일 시스템의 Inode를 구성하는 정보

• 파일의 소유자
• 보호 비트
• 파일 생성 시간

 

명령어 모음

• PS(Process State) : UNIX에서 현재 프로세스의 상태를 확인할때 사용된다
• fork : UNIX에서 새로운 프로세스를 생성시키는 시스템 호출이다
• CHKDSK(CHECK DISK) : Windows에서 디스크의 상태를 확인하는 명령어이다
• 포맷(FORMAT) : 디스크 표면을 트랙과 섹터로 나누어 초기화하는 windows 명령어

 

정보 통신의 기본 B

 

정보 통신 시스템의 구성 요소 중 정보 전송계 요소

• 신호 변환장치
• 전송 회선
• 통신 제어장치

 

모뎀(MODEM)의 주요 기능

디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환시킨다

 

DSU(Digital SErvice Unit)의 기능

• 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환
• 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환
• 아날로그 신호를 아날로그 데이터로 변환

 

RS-232C 인터페이스

25개의 핀으로 구성, 가장많이 사용됨

 

공중 데이터 네트워크에서 패킷형 터미널을 위한 DCE와 DTE 사이의 접속 규격

X.25

 

주파수 분할 다중화(FDM) 방식에서 보호 대역(Guard Band)이 필요한 이유

채널 간섭을 막기 위함

 

RS-232C

데이터 단말장치와 데이터 회선 종단장치의 전기적, 기계적 인터페이스이다

 

정보 전송 기술 B

 

광섬유 케이블 설명

동축 케이블보다 더 넓은 대역폭을 지원

전송 속도가 UTP 케이블보다 빠르다

동축 케이블에 비해 선송손실이 적다

 

클래드(Clad)의 주 역할

광 신호를 반사시키는 역할

 

8위상 변 복조를 사용하는 모뎀의 데이터 신호 속도가 4800일때 변조 속도는 몇 보[Baud]인가?

8위상 =   3bit 

Baud = 4800 / 3 = 1600(Baud)이다

 

 

잡음이 있는 통신 채널의 경우 통신 용량을 계산하는 식

C = BLog₂(1 + S / N ) 

C : 통신 용량  / B : 대역폭 / S : 신호 전력 / N : 잡음 전력

 

보(baud) 속도가 1,200[Baud]일 때 쿼드비트(QuadBit)를 사용하는 경우 몇 [bps]인가?

쿼드비트 = 4bit

bps = 1200 x 4 = 4,800[bps]

 

QAM

전송 속도를 높이기 위하여 위상과 진폭을 함께 변화시켜 변조하는 방식

 

PCM 방식의 변조 순서

신호 > 표본화 > 양자화 > 부호화

 

전송 방식 / 전송 제어 A

 

비동기식

데이터 전송에서 한 문자의 전송 시마다 스타트 비트와 스톱 비트를 삽입하여 전송한다

 

Hamming Code

정보 전송 시에 발생하는 오류의 검색 및 정정이 용이하다

 

반이중 방향 통신

한 통신로를 이용 송신과 수신 중 한 가지 기능만으로 사용하되 송 수신 기능을 번갈아 사용하여 정보 교환

 

데이터 전송시 회선 제어 절차 5단계

회선 접속 - 데이터 링크의 확립 - 정보의 전송 - 링크종결 - 회선의 절단

 

HDLC 프레임의 구조 순서

플래그 - 주소부 - 제어부 - 정보부 - FCS - 플래그

 

HDLC의 데이터 전달 모드 종류

• 표준 응답 모드(NRM)
• 비동기 균형 모드(ABM)
• 비동기 응답 모드(ARM)

전송 오류의 주원인

• 신호 감쇠
• 자연 왜곡
• 신호 잡음

 

ARQ(Automatic Repeat reQuest) 방식

• Stop and Wait ARQ
• Selective Repeat ARQ
• Go back N ARQ

CRC

데이터 전송 에러 검출 방식 중 집단 에러에 대한 신뢰성 있는 에러 검출을 위해 다항식 코드를 사용하여 에러 검사를 하는 방식

 

통신 프로토콜 A

 

프로토콜

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

 

네트워크 계층

경로 설정, 트래픽 제어 기능

네트워크 연결을 설정, 유지, 해제하는 기능

 

전송 계층

UDP가 속한 계층이다

 

X.25의 기능

물리 계층, 프레임 계층, 패킷 계층

 

ICMP

TCP/IP의 IP Layer에 해당하는 프로토콜이다

 

OSPF

라우팅 프로토콜 중 Distance Vector 방식이 아니라 Link State방식이다

 

라우팅 프로토콜의 종류

BGP, OSPF, RIP

 

통신 프로토콜의 기본 요소

의미, 구문, 순서

 

OSI 7계층의 데이터 링크 계층의 기능

• 오류의 검출 및 복구
• 프레임의 순서 제어
• 데이터 링크 접속의 설정 및 해제

정보 통신망 기술 A

 

패킷 교환 

가상 회선 방식과 데이터그램 방식이 있다

전송에 실패한 패킷의 경우 재전송이 가능

패킷 단위로 헤더를 추가하므로 패킷별 오버헤드가 발생

 

UTP cable

LAN의 한 종류인 100Base-T 네트워크에서 사용되는 전송 매체이다

 

IPv6

IPv6주소는 128비트로 구성

인증 및 보안 기능을 포함

IPv6확장 헤더를 통해 네트워크 기능 확장이 용이하다

 

회선 교환 방식의 특징

고정된 대역폭 전송 방식이다

 

데이터그램 패킷 교환 방식

속도 및 코드 변환이 가능

각 패킷은 오버헤드 비트가 필요

대역폭 설정에 융통성이 있다

 

IEEE 802.4 

토큰 버스 프로토콜과 연결된다

 

LAN의 특성

음성, 데이터, 화상 정보를 전송할 수 있다

전송 방식으로 베이스밴드와 브로드밴드 방식이 있다

광 케이블 및 동축 케이블도 사용 가능하다

 

CSMA/CD

버스 또는 트리 토폴로지에서 가장 많이 사용된다

전송하고 있는 스테이션이 전송 매체의 상태를 감지하다 유휴 상태인 경우 데이터를 전송

 

라우터

네트워크 계층까지를 담당하며 통신망의 경로 선택 등을 전담하다

 

핸드오프

이동 통신망에서 통화중인 이동국이 현재의 셀에서 벗어나 다른 셀로 진입하는 경우, 셀이 바뀌어도 중단없이 통화를 계속할 수 있게 해준다

 

ATM 셀의 구성

헤더 5옥테드와 페이로드 48옥테드이다