109. 컴퓨터활용능력 필기 (1)컴퓨터 일반 - 컴퓨터

01 컴퓨터 (EDPS)

자동성, 정확성, 범용성, 신속성, 호환성, 대용량성

 

자료를 가공해 유용하고 가치있는 정보로 변환해주는 장치

데이터마이닝 : 대량의 데이터를 분석하고 일정한 패턴을 찾아내 가치있는 정보를 추출하는 기술

 

 

애니악 : 세계최초 전자계산기(외장방식이용, RAM없음)

애드삭 : 세계최초 프로그램 내장방식 (RAM있음)

애드박 : 내장방식과 2진법 채택 (폰 노이만)

유니박 : 최초의 상업용 컴퓨터

* GIGO : 잘못된 자료가 입력되면 잘못된 자료가 나온다 (수동성 강조)

 

컴퓨터 세대별 특징

1세대	진공관, 자기드림	일괄처리, 기계어, HW개발, 오프라인
2세대	트랜지스터, RT	실시간처리, 고급언어, 운영체제(OS)도입, 다중프로그래밍, 온라인
3세대	집적회로IC (크기는 작아지고, 내용은 많이 입력되게 함)	시분할처리(TSS), OCR, OMR, MICR, 경영정보기법(MS)
4세대	고밀도 집적회로 LSI	분산처리(작업 나누어 처리), 개인용 컴퓨터(PC), 마이크로프로세서 네트워크 발달
5세대	초고밀도 집적회로 VLSI	인터넷, 인공지능(AI), 퍼지이론, 전문가시스템 개발, 신기술 도입

 

 

자료(데이터)에 따른 분류 

디지털 : 문자나 숫자화 된 비연속적 데이터(디지털형)를 처리하는 컴퓨터 (셀 수 있는 자료 취급)

아날로그 : 온도, 전류, 속도 등과 같이 연속적으로 변화하는 데이터(아날로그형)를 처리하는 특수 목적용

하이브리드 컴퓨터 : 디지털 컴퓨터와 아날로그 컴퓨터의 장점을 혼합하여 만든 컴퓨터

항목	디지털 컴퓨터	아날로그 컴퓨터
입력 형태	숫자, 문자 (셀 수 있는)	연속적인 자료 (셀 수 없는)
출력 형태	숫자, 문자	그래프 (연속적인 결과)
연산 형식	산술, 논리 연산	미,적분 연산
구성 회로	필요 (우리가 설치)	불필요 (미리 설치되어 있음)
프로그래밍	필요 (우리가 설치)	불필요 (미리 설치되어 있음)
정밀도	필요한 한도까지	제한적 (정해져 있음)
기억 기능	있음	없음
적용성	범용 (개인용)	특수 목적용 (군사, 과학용)

 

 

처리능력에 따른 분류

슈퍼 컴퓨터 : 높은 정밀도, 정확한 계산, 인공위성, 일기예보, 우주 항공 산업에 이용

메인 프레임 : 대규모 시스템으로, 수백 명의 사용자가 동시 사용 가능

미니 컴퓨터 : 중규모 시스템으로, 학교, 연구소 등의 업무 처리나 과학기술 계산에 이용

워크스테이션 : RISC프로세서 사용, 네트워크에서 서버역할, 고성능 그래픽 처리 등에 사용

데스크톱 컴퓨터 : 일반적인 개인용 컴퓨터(CISC), 가정이나 사무실에서 사용

휴대용 컴퓨터

 

처리속도

HZ : 1초에 1번 주기가 반복됨 (1KHZ : 1초에 1000번)

MIPS : 1초에 백만 개의 명령어 실행

FLOPS : 초당 부동소수점 연산횟수

 

연산 속도 단위

작음	단위	ms	㎲	ns	ps	fs	as	큼
	처리속도(초)	10^-3	10^-6	10^-9	10^-12	10^-15	10^-18

 

 

정보처리형태에 따른 분류

일괄처리 : 한꺼번에 모아서, 일정기간 모아서 처리, 1세대

실시간 처리 : 자료가 발생하자마자 즉시 처리, 2세대, 온라인

다중프로그래밍 : 한 번에 여러 개 프로그램 실행

분산처리 : 작업을 나누어서 처리, 4세대

듀얼 : 두 개의 CPU가 동시 동작하다가 하나가 고장나면 다른 컴퓨터가 계속 업무를 처리하는 방식

듀플렉스 : 두 개의 CPU중에 한쪽이 고장나면 대기중인 다른 컴퓨터가 그 기능을 수행하는 방식

동배간처리(P2P) : 내가 서버/클라이언트가 될 수 있는 방식

임베디드 : 응용프로그램을 탑재하여 컴퓨터 기능을 수행

다중처리 : 여러 개 CPU를 설치하여 실행

클러스터링 : 여러 대 컴퓨터를 단일 시스템으로 사용하는 기능

 

자료 구성 단위

비트bit - 니블Nibble (4비트) - 바이트byte (8비트)

워드word (문자) - 필드field (단어) - 레코드 (특정항목) - 블록 (레코드의 모임) - 파일 - 데이터베이스 (자료의 최종 목적)

 

자료표현코드

문자표현방식	ASCII코드	데이터 통신용 코드 (존 3bit, 디짓 4bit)
	EBCDIC코드	BCD확장코드 (존 4bit, 디짓 4bit)
	유니코드	KS X 1005-1, 모든 문자 2바이트로 표현, 국제표준코드
	완성형 한글코드	KS X 1001, 정보교환용
	조합형 한글코드	KS X 1001, 정보처리용
에러체크방식	패리티체크	에러 검출만 가능, 교정 불가 (기수 : 홀수, 우수 : 짝수)
	정마크부호	패리티검사가 코드 자체에서 이루어진다
	해밍코드	에러 검출 및 교정 가능
	CRC체크	다항식으로 에러 검사 (우수함)
	BSC검사	패리티 단점을 보완한 검사
숫자표현방식	고정 소수점	정수표현, 단순한 구조, 빠른 속도 2진 연산 : 부호와 절대치, 1의 보수, 2의 보수 10진 연산 : 팩형식, 언팩형식
	부동 소수점	실수표현, 느린 속도, 매우 큰 수, 매우 작은 수 표현 부호 (1비트), 지수부(7비트), 가수부(소수표현)

 

 

진법

종류	사용숫자	각 수 변환 방법
10진수	0-9	2진수	10진수를 2로 나누어서 계속 나누어질때까지 계산, 나머지만 취합, 밑에서 위로 취합
2진수	0-1	10진수	해당 자릿수에 오른쪽 숫자부터 1 2 4 8... 소수점 기준으로 2^-1, 2^-2, 2^-3

	각 수 변환 방법
음수표현방법	부호와 절대치	맨 앞의 숫자를 1로 바꾸고 나머지는 그대로
	1의 보수	원래 수를 반대로 ( 0 > 1로, 1은 0으로)
	2의 보수	1의 보수 + 1

 

 

중앙처리장치(CPU)

레지스터 + 제어장치 + 연산장치

레지스터	CPU내에서 임시기억장치 (속도가 제일 빠름), 병렬구조 크기 : 한 번에 처리 가능한 데이터(메모리, 워드크기) 기억장치 접근 속도 비교 (빠름 > 느림) 레지스터 > 캐시 > DRAM > ROM > 하드디스크 > Zip Disk > CD-ROM > 플로피디스크 > 자기테이프 (백업용)
제어장치 CU	컴퓨터의 모든 동작을 지시하고 제어하는 장치 프로그램 카운터 : 다음에 실행할 명령어의 번지(주소)를 기억, PC 명령 레지스터 : 현재 실행 중인 명령의 내용을 기억, IR 명령 해독기(Decoder) : 명령 레지스터에 있는 명령어를 해독하는 회로 (10진수로 변환) 부호기(Encoder) : 해독된 명령에 따라 각 장치로 보낼 제어 신호를 생성하는 회로 (2진수로 변환) 메모리 버퍼 레지스터(MBR) : 데이터를 기억 메모리 주소 레지스터(MAR) : 주소를 기억
연산 장치 ALU	가산기 : 덧셈장치 누산기 : 연산의 중간 결과 기억 보수기(음수로 변환) : 뺄셈장치 상태 레지스터 : 연산 중 발생하는 여러 상태값(올림수, 부호 등)을 기억(PSW)

* 주변장치 : 입력장치 + 출력장치

 

중앙처리장치(CPU) 성능에 영향을 미치는 요인 : 클럭주파수, 캐시메모리, 워드크기

중앙처리장치(CPU) 성능 단위 : 클럭(Clock : 주파수가 높을수록 고속), 밉스(MIPS : 1초에 백만 개 명령어 실행), 헤르츠(Hz : 시스템 클럭속도), 플롭스(Flops : 1초당 부동소수점 연산횟수)

CPU업그레이드 시 : 메인보드로 지원되는지 확인 필수

 

 

RISC / CISC

구분	마이크로 프로세서 (제어장치 + 연산장치)
	RISC	CISC
명렁어	적음	많음
주소 지정	간단	복잡
레지스터	많음	적음
전기소모	적음	많음
처리속도	빠름	느림
용도	서버, 워크스테이션	개인용 컴퓨터(PC)

 

 

주기억 장치

ROM : 비 휘발성 메모리, 입/출력 시스템(BIOS), 글자 폰트, 자가 진단 프로그램(POST) 저장

RAM : 휘발성 메모리, 현재 사용중인 프로그램이나 데이터 저장

 

DRAM과 SRAM 비교

	동적 램(DRAM)	정적 램(SRAM)
구성 소자	콘덴서	플립플롭
재충전	필요	불필요
전기소모	적음	많음
속도	느림	빠름
가격	저가	고가
용도	주기억장치	캐시메모리

플래시 메모리 (EEPROM) : MP3플레이어, PDA, 디지털카메라, SD카드, 전기를 이용, 여러 번 읽고 쓰기 가능

MASK ROM : 제조회사에서 1번 기록 후 이후에는 수정 불가

PROM : 사용자가 1번 기록 후 수정 불가

EPROM : 자외선을 이용해서 여러 번 읽고 쓰기 가능

 

캐시메모리 (SRAM) : CPU와 주기억장치 사이에 위치, 속도를 향상

가상메모리 : 보조기억장치(하드디스크)를 주기억장치처럼 사용

버퍼메모리 : 데이터를 주고받을 때 속도차이를 해결하는 임시 기억공간 (복사, 잘라내기, 붙이기할 때 사용)

연관메모리 : 주소가 아닌 내용의 일부를 이용해 데이터를 가져오는 방식

펌웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하는 소프트웨어, 주로 ROM에 저장, 하드웨어 제어(통제), 관리

* 하드웨어 교체 없이 소프트웨어 업그레이드로 성능을 높일 수 있음

* 메모리 용량이 부족한 경우 : 불필요한 프로그램 종료, 가상메모리 크기 조절, 램(RAM)추가 설치 (제일 좋은 방법)

 

 

보조기억장치

비 휘발성, 주기억장치에 비해 속도 느림, 대용량, 단위당 가격이 저렴

* 기억 용량 단위 2¹⁰ = 1024

단위	Byte	KB	MB(2²⁰)	GB(2³⁰)	TB(2⁴⁰)	PB(2⁵⁰)	EB(2⁶⁰)
저장용량	8Bit	1024Byte	1024KB	1024MB	1024GB	1024TB	1024PB
용어	바이트	키로바이트	메가바이트	기가바이트	테라바이트	페타바이트	엑사바이트

 

 

하드디스크 연결 방식

IDE : 2개, EIDE : 4개, SCSI : 7개, 현재는 SATA방식에 외장형 하드디스크 증가 추세

RAID :  여러 개 하드디스크를 한 개의 하드디스크처럼 관리하는 방법 (속도향상, 안전, 복구가 쉬움)

- 미러링 : 2개의 디스크에 동일하게 기록

- 스트라이핑 : 나누어서 기록, 한 개라도 손상되면 사용 불가

- 패리티 : 장애 발생 시 패리티를 사용해서 복구함 (가장 많이 사용)

SSD : 하드디스크와 달리 기계적 장치가 없는 반도체를 이용해 정보를 저장하는 매체, 소형화, 경량화, 부팅속도 빠름(5초), 충격에 강해 배드섹터가 발생하지 않음, 발열/소음/전기가 적게 듬

* 파티션 : 한 개의 하드디스크를 여러 개 논리적 영역으로 나누는 작업, 컴퓨터(C:, D:)

광디스크

- DVD : 4.7~17GB의 대용량 저장(영화저장)

- CD-R : 한번만 기록 가능한 CD

 

 

입출력장치

- 입력장치 : OMR(답안),OCR(공공요금청구서, MICR(수표), 키보드, 마우스, 트랙볼

- 출력장치 : 프린터, 플로터

- 표시장치 : 모니터

- LCD(액정) : 유리판에 건기를 더하여 화면을 보여주는 강치

- 픽셀(Pixel, 화소)은 모니터 화면을 구성하는 가장 작은 단위

- 해상도 (선명도) : 얼마나 선명하게 표시할 지 나타내는 단위

- 해상도는 픽셀(Pixel, 화소)의 수에 따라 결정된다

 

 

기타장치

메인보드	AGP슬롯	그래픽키드 꺼우뇬 부분
	칩셋	긱 부품들 간 흐름 제어, 메인보드의 핵심
	ROM BIOS	컴퓨터가 시작될 때 컴퓨터 제어 및 기본 작업을 처리하는 프로그램 컴퓨터의 기본정보, 부팅에 대한 방법이 기록되어 있음
	포트	직렬포트 : 한번에 1비트씩 전송 병렬포트 : 한번에 8비트씩 전송 (직렬<병렬) USB포트 : 주변장치를 최대 127개 연결 IEEE1394 : 가전기기를 컴퓨터에 연결하는 방식 IRDA : 케이블 없이(무선) 적외선으로 연결하는 방식 HDMI : 영상과 음성을 하나의 케이블로 전송하는 디지털 포트 (셋톱박스, HDTV, 모니터)

 

 

관련용어

- 인터럽트 : 실행 도중 갑자기 예기치 않은 상황이 발생할 경우 현재 작업을 중단하고 발생된 상황의 문제를 해결한 후 다시 실행중인 각업으로 복귀하여 계속 처리하는 것

- 외부 인터럽트 : 입．출력 강치， 타이밍 강치， 전원 등의 외부적인 요인에 의해 발생

- 내부 인터럽트 : 찰못된 명령이나 데이터를 사용， 트랩（TRAP)

- 가장 높은 우선순위 인터럽트 : 정전

- 가장 낮은 우선순위 인터럽트 : SVC <- 사용자 의도 인터럽트

- 채널 : CPU로부터 권한을 넘겨받아 CPU대신 입/출력을 관리

- 입·출력 각업이 끝나면 CPU에게 인터럽트 신호를 보낸다

- 채널종류 : 셀렉터(Select) 채널(고속), 멀티플렉서(Multiplexer) 채널(저속), 블록 멀티플렉서(Block Multiplexer) 채널

- DMA : 직접메모리접근, CPU참여 없이 입출력강치가 데이터를 주고받는 형식, 시스템 속도가 향상 

데드락 : 실행 도중 갑자기 예기치 않은 상황이 발생할 경우 발생된 상황의 문제가 해결되지 않은 채 멈춰있는 현상 

IRQ : 주변장치（입출력장치）에서 CPU에게 보내는 신호

4가지 조건 : 상호배제, 점유와대기, 비선점, 환형대기
* 상호배제 : 한 자원에 여러개 프로세서가 있을 때 하나 빼고 나머지는 대기하고 있는 상태

 

 

소프트웨어

애드웨어	광고 보는 댓가로 프로그램 이용	데모버전	홍보를 위해 일부 기능만 제공하는 프로그램
번들	구매할 때 끼워주는 프로그램	알파버전	회사 내 직원들이 테스트하는 프로그램
상용소프트웨어	비용을 주고 사는 프로그램	쉐어웨어	일정기간, 일정기능을 무료로 사용할 수 있는 프로그램
트라이얼버전	체험판 프로그램	패치프로그램	배포 후 발생한 에러를 수정하고 다시 재배포하는 프로그램
공개소프트웨어	무료로 사용하는 프로그램	베타버전	출시되기 전 일반사용자가 테스트하는 프로그램

* 오픈소스프로그램 : 프로그램 소스가 공개되어 수정 및 변경이 가능한 프로그램 

 

 

언어번역과정

컴파일 (Compile)	고급언어로 작성된 프로그램을 기계어로 변환하는 것 목적프로그램을 생성
인터프리터	원시프로그램을 줄 단위로 번역 컴파일과정 없이 바로 실행
링커	목적 프로그램을 실행 가능한 모듈(실행파일)로 만듬
로더	실행 가능한 모듈을 메모리(주기억장치)에 적재 (진짜 실행) 로더의 기능 4가지 : 할당, 연결, 재배치, 적재

 

 

프로그래밍 언어

자바 (JAVA)	객체지향언어, 분산네트워크, 독립성, 이식성 바이트코드 생성, 플랫폼에 관계없음 (아무데서나 사용)
C언어	유닉스 운영체제 제작, 저급언어+고급언어, 구조적 프로그래밍, 하드웨어 제어가능, 영문자의 경우 대소문자 구별
C++	C언어에 객체지향 개념을 적용 (필요한 프로그램만 사용)
구조적 언어	입력과 출력이 각각 1개로 이루어진 구조, PASCAL, ADA, 순서, 선택, 반복
객체지향 언어	객체/자료를 바탕, SAMLL TALK, C++, JAVA (필요한 프로그램만 사용) 특징 : 추상화, 캡슐화, 계층성, 모듈성, 다형성(오버로딩), 정보은폐, 상속성, 재사용성
비주얼 프로그래밍	문자방식의 명령어 형태를 아이콘 형태로 바꿔 프로그래밍하는 기법 (VISUAL STUDIO, 델파이, 파워빌더)

* 인공지능 언어 : LISP, PROLOG, SNOBOL  / 버그 : 에러 / 디버깅 : 에러 찾는 과정

 

 

웹프로그래밍 언어

HTML5	W3C에서 제안, 액티브X없이 브라우저에서 쉽게 재생
DHTML	동적(실시간으로 변하는)인 웹페이지 생성(영화예매, 날씨, 주석)
SGML	멀티미디어 전자문서를 손실업이 효율적으로 전송, 구조 복잡
XML	기존 HTML의 단점 보완, 새로운 태그 정의(확장)
WML	XML에 기반을 둔 무선 단말기에서 쓰는 언어
UML	모델링언어의 표준화를 위한 언어
VRML	3차원 가상세계 표현가능 언어 (아파트 모델하우스)
PERL	문자처리 강력함, 운영체제에 상관없이 동작
ASP, JSP	서버측에서 동작(PHP도 서버측에서 실행)
JAVA	네트워크에서 분산작업이 가능하도록 개발된 언어