정보통신특론

정보의 4가지 특성

1. 적시성

 -이용하는 사람이 필요할 때 제공되어야 가치 있음

 

2. 공공성

 -많은 사람이 공유할수록 가치 커짐

 

3. 개별성

 -같은 정보라도 사용자에 따라 가치 다름

 

4. 활용성

 -사용자가 활용할 경우에만 가치 있음

 

 

정보의 진화 단계

-데이터가 정보로 변하고 지식으로 발전해 최종적으로 지혜에 이르는 과정

DIKW 피라미드

 

 

데이터 마이닝 과정

수집(collection) -> 정제(cleaning) -> 분석(analysis) -> 해석(Interpretation)

 

-데이터 정제 : 수집 과정에서 잘못된 데이터가 포함됐을 수 있기 때문에 필요

-데이터 분석 : 데이터 간 상관관계나 가치있는 정보 찾아내기 수월하도록 함

-데이터 해석 : 도출된 결과를 새로운 지식으로 변환

 

 

정보통신

-전기 통신회선에 문자, 부호, 영상, 음향 등의 정보를 저장, 처리하는 장치나 그에 부수되는 입출력 장치 또는 타 기기에 접속해 정보를 송수신 또는 처리하는 전기통신

 

 

정형 데이터

-일정한 형식과 구성으로 제한된 길이의 데이터가 반복되는 것

 

 

비정형 데이터

-데이터마다 형태가 일정하지 않고 동일한 형태가 반복되지 않는 데이터

 

 

반정형 데이터

-비정형 데이터의 중간 형태로 포맷은 일정하지만 길이가 고정되어 있지 않고 반복되지 않음

 

 

CPU 구성요소

@컨트롤 유닛

 -메모리에서 읽어온 프로그램의 개별 명령어 해석

 

@ALU

 -사칙연산이나 논리연산

 

@레지스터

 -CPU 동작 위한 정보나 데이터 임시 저장

 

@캐시메모리

 -데이터 처리 속도 개선 위해 CPU 내부에 둠

 

 

주기억장치 특성

1. 휘발성 메모리

 -전원 공급되는 동안만 데이터 저장, 전원 공급 끊기면 모든 데이터 사라짐

 

2. 무작위 접근성

 -메모리 주소 임의 지정, 그 곳에서 데이터 읽거나 쓸 수 있음

 

 

RAM과 ROM

구분	RAM	ROM
기능	Read & Write	Read Only
속도	빠름	비교적 느림
전원 공급	휘발성	비휘발성

 

 

메모리 계층 구조

-기억장치는 CPU에 가까이 있을수록 성능 높음

-읽기 쓰기 속도 : 레지스터 > 캐시 > 메모리 > HDD

-컴퓨터는 자주 사용하는 데이터와 그렇지 않은 데이터 구분

-자주 사용하는 데이터를 계층 구조 위쪽으로 올려 컴퓨터 성능 높임

 

 

아날로그 신호의 디지털 변환

-음성 신호를 디지털 신호로 변환하는 가장 일반적 방식은 펄스 부호 변조(PCM) 방식

-표본화, 양자화, 부호화 단계 거침

 

@표본화

-펄스 진폭 변조 신호 얻는 단계

-최초로 정보량 결정하는 시점

-일반적으로 사용되는 표본화 주기 혹은 샘플링 레이트 존재

-샘플링 주기는 표본추출 이론에 의해 결정

 

@양자화

-정보량 결정하는 시럼

-표본화에 의해 측정된 값은 전기적 신호의 크기이며 숫자로 표현

-이 값을 얼마나 세밀하게 표현할 것인가 또는 얼마나 대략적으로 표현할 것인가 의미

 

@부호화

-양자화를 통해 디지털값으로 표현한 수치 데이터를 특정 통신 방식에 맞게 변환하는 작업

-유,무선 통신일 때가 각각 다르며, 유선통신에서는 이더넷과 USB의 통신에서 각각 방식이 다름

-압축기술은 통신 영역 밖에서도 사용되는 부호화

 

 

다중화

@주파수 분할 다중화(FDM)

 - 가장 쉽게 생각할 수 있는 다중화 방식

 

@시분할 다중화(TDM)

 - 시간을 나누어 여러 사람의 신호 전송

 

 

데이터통신 방식에 따른 네트워크 분류

@유니캐스트

 -송, 수신 노드 각각 하나씩

 

@멀티캐스트

 -송신 노드는 하나, 수신 노드는 여럿

 -이때 수신 노드는 특정 그룹에 속해 있음

 

@브로드캐스트

 -송신 노드 하나, 수신 노드는 네트워크에 있는 모든 노드

 -신호를 수신할 수 있으면 누구나 메시지 받을 수 있음

 

 

회선 교환망과 패킷 교환망

@회선 교환망

 -주로 전화망에서 사용

 -개별 전화기는 교환기를 통해 전화망에 접속하고 여러 개의 교환기를 거쳐 상대방 전화기와 연결

 

@패킷 교환망

 -주로 인터넷망에서 사용

 -회선 교환망과 달리 연결 통로가 생서오디지 않으며 패킷은 라우터가 그 때의 최적의 경로를 찾아 전송

 

네트워크 범위

 

 

네트워크 구성 방식

@토폴로지

 -네트워크 요소들을 물리적으로 연결한 것 또는 그 연결 방식

 

 

토폴로지 종류

@스타 토폴로지

 -중앙에 교환기 역할 하는 장비 존재, 그 주위로 컴퓨터 연결

 -컴퓨터는 교환기 통해 이웃 기기와 통신

 -유,무선 공유기가 형성하는 네트워크

 

@트리 토폴로지

 -최하단에 컴퓨터, 그 위에 교환기 역할을 하는 장비, 그 상위에는 교환기 위치(계층 구조)

 -전화망

 

@버스 토폴로지

 -교환기 역할의 장비 부재, 컴퓨터들이 하나의 케이블로 연결

 =간선 역할의 케이블과 지선 역할의 케이블로 이루어지며, 컴퓨터는 지선의 끝에 위치

 

@링 토폴로지

 -컴퓨터들이 케이블로 연결돼 전체 모습이 원형 이룸

 

@메시 토폴로지

 -일정한 형태없고 통신기기들이 그물망처럼 서로 연결된 형태

 

 

주소 변환 프로토콜(ARP)

-컴퓨터가 이더넷 프레임 주고받으려면 상대방 컴퓨터의 이더넷 주소 알아야 하지만 최조의 통신에서는 인터넷 주소만 알 수 있음

-송신하고자 하는 컴퓨터는 상대방 컴퓨터의 인터넷 주소를 담은 패킷 만듬

-수신해야 할 컴퓨터의 이더넷 주소 자리에 FF;FF;FF;FF;FF;FF를 기입해 스위치에 보냄

-수신한 스위치는 연결된 모든 컴퓨터에 이 이더넷 프레임 전송

-이 패킷을 받은 컴퓨터 중 자신의 인터넷 주소 발견한 컴퓨터는 자신의 이더넷 주소를 적어 되돌려보냄

-최초로 통신 시작한 컴퓨터의 이더넷 주소가 송신 컴퓨터의 주소란에 기입돼 있으므로 그 주소 이용

 

인터넷 연결 장비

@허브

 -여러 대의 컴퓨터를 간단히 연결하는 장비

 -포트 개수 많을수록 많은 컴퓨터를 네트워크에 연결 가능하나 연결된 컴퓨터 많을 수록 네트워크 성능 낮음

 -허브는 리피터(신호 증폭기)역할 담당

 

@스위치(스위칭 허브)

 -자신에게 연결된 컴퓨터의 물리적 네트워크 주소와 포트 번호를 테이블로 가지고 있음

 -이더넷 프레임 오면 프레임의 헤더에서 목적지 컴퓨터의 물리적 네트워크 주소 읽음

 -물리적 포트 번호를 찾고 그 포트에 연결된 케이블을 통해 신호 내보냄

 -이더넷 프레임 보내는 컴퓨터의 케이블과 이를 받은 컴퓨터의 케이블에만 신호가 흐르기 때문에 다른 컴퓨터는 언제라도 다른 통신 시작 가능

 -허브는 전송된 프레임의 헤더 읽지 않고 연결된 모든 컴퓨터에 그대로 재전송

 

@라우터

 -둘 혹은 그 이상의 네트워크와 네트워크를 연결할 때 사용

 -인터넷이 네트워크의 네트워크이므로 라우터는 인터넷의 가장 핵심적인 장비

 - 자신에게 전송된 인터넷 패킷의 헤더에서 목적지 컴퓨터의 인터넷 주소를 읽고 어느 물리적 포트로 패킷을 내보내야 할지 결정

 

@공유기

 -공식 기관에 의해 할당된 인터넷 주소 공유

 -공유기의 가장 핵심적인 기능은 네트워크 주소 변환

 -인터넷에서는 오로지 공인 인터넷 주소만 통용되지만 공유기 내부 컴퓨터는 사설 인터넷 주소 할당받음

 -사설 인터넷 주소를 공인 인터넷 주소로 바꾸어주는 네트워크 주소 변환 기능 담당

 

 

이더넷 통신 방식 - CSMA/CD

-동시에 통신을 할 때 발생하는 충돌 막기 위해 CSMA/CD 사용

-이더넷과 같은 버스 시스템에서 데이터 전송하기 전에 버스 시스템 상에 전송 중인 신호가 있는지 확인하는 CSMA

-버스 시스템 상에서 신호의 충돌 감지하는 CD

 

 

CSMA/CD

-CSMA는 데이터를 보내기 전에 네트워크에 전송 중인 신호 감지하고 신호 없다면 바로 데이터 전송 시작

-전송 중인 신호 있다면 무작위의 시간 동안 기다리도록 규정

-여러 단말이 데이터 전송 위해 네트워크 상태 감지하고 있을 수 있기 때문

-무작위의 시간 동안 대기함으로써 자연적으로 단말들 간 순서 정해짐

-무작위에 의해 가장 짧은 시간을 할당받은 단말이 데이터를 전송할 확률 제일 높음

 

 

CD

-CSMA만으로는 데이터 충돌 100% 피할 수 없음

-트랜시버만 믿고 데이터 전송하면 네트워크 중간에서 신호의 충돌 발생

-츠랜시버가 충돌 감지하면 단말은 데이터 충동이 발생했음을 네트워크 상 모든 컴퓨터에 알리기 위해 재밍신호 전송하고 무작위 시간만큼 데이터 전송 중지

-그 후 네트워크 상태 확인하고 전송 중인 데이터가 없는 것을 확인하면 자신의 데이터 전송

-만약 이때도 충돌 발생한다면 이번에는 지난번 기다렸던 시간의 두 배 대기

-16회까지만 반복하고 16회때도 데이터 충돌 감지되면 최종적으로 데이터 전송 실패 처리 실시(CD)

 

 

도메인 네임 서버(DNS)

-문자로 구성된 도메인 네임과 숫자로 구성된 IP주소 연결해주는 소프트웨어

-인터넷에 항상 연결되어 동작하며 웹 브라우저로부터 주소 변환 요청 있으면 응답

-웹 브라우저와 같은 인터넷 클라이언트 소프트웨어는 도메인 네임 서버의 주소를 사전에 알고 있어야 함

 

 

TCP

-신뢰성 높은 통신 위해 만들어진 전송 제어 프로토콜

-애플리케이션이 사용하는 프로토콜은 인터넷 프로토콜과 달리 신뢰성 높아야 함

 ->전송 도중에 사라지면 재전송 요청하거나 패킷 순서 뒤바뀌어 도착하면 순서를 바로 잡아야 하기 때문

 

 

세그먼트

-전송 제어 프로토콜에 따라 작성된 메시지/인터넷 프로토콜에 따라 작성된 메시지를 부르는 패킷과 구분

-세그먼트도 패킷과 동일하게 헤더와 데이터로 구성

-세그먼트의 헤더에 기입되는 포트 번호는 동일한 컴퓨터 내에 실행 중인 애플리케이션들을 구분하기 위함

 

 

캡슐화

: 프로토콜 계층 구조의 상위에서 구성된 데이터 패킷의 하위 계층으로 내려가 새로운 헤더가 붙고 다시 하위 계층으로

  내려가 새로운 헤더 붙는 구조

 

-TCP 세그먼트는 앞에 인터넷 프로토콜이 헤더가 붙어 있고 그 앞에는 이더넷의 헤더 붙어있음

-메시지 보내는 컴퓨터에서는 계층 구조 따라 물리 계층을 향해 내려가면서 헤더가 덧붙여짐

-메시지 받는 컴퓨터에서는 물리 계층에 해당하는 헤더부터 순차적으로 분리하며 상위 응용 계층으로 데이터 전송

-최상위 계층에 있는 애플리케이션은 헤더가 모두 제거된 데이터만 받음

 

 

UDP

-애플리케이션 중에서 데이터 전송 신뢰성의 중요하지 않거나 애플리케이션 간 연결 상태를 유지하지 않아도 되는 경우에는 UDP 사용

-TCP와 같이 신뢰성을 위한 절차나 구조가 없어서 메시지를 보내는 컴퓨터는 상대방이 잘 받았는지 확인할 수 없음

-송수신 포트 번호, 길이, 체크섬만으로 간단하게 구성

 

 

블루투스와 와이파이

-블루투스와 와이파이는 둘다 무선을 이용하는 통신 방식이고 ISM 대역의 주파수를 사용한다는 공통점있음

-기술이 만들어진 목적이 다르기 때문에 여러면에서 다름

-블루투스의 목적은 두 대의 기기를 서로 연결해 데이터를 주고받게 하는 것

-와이파이의 목적은 기본적으로 인터넷 접속

-와이파이는 엑세스 포인트를 통해 유선 근거리 네트워크로 연결되는데 이때 유선 근거리 네트워크는 인터넷에 연결

 

 

블루투스 구성요소

@주파수 호핑

 -주파수(채널)을 수시로 변경하는 방식

 -블루투스는 625마이크로 초마다 한 번씩 데이터 전송 위한 주파수 변경

 -블루투스는 채널 선택의 문제를 주파수 호핑 방식으로 해결

 -사용되는 주파수가 무작위로 변경되므로 보안성 강함

 

 

블루투스 데이터 전송 방식

@동기식 데이터 전송(SCO)

 -블루투스로 통신하는 두 기기가 일정 시간 간격으로 데이터 송수신하는 방식

 -실시간으로 음성 데이터 전송하기 위해 사용

 

@비동기식 데이터 전송(ACL)

 -타임슬롯이 예약되어 있지 않아 누구든지 타임슬롯을 이용할 수 있는 방식

 -기기들 간 서로 데이터 보내기 위한 경쟁 막기 위해 CSMA/CD 사용해 해결

 -동기식보다 데이터 전송속도 높으며 음성이 아닌 일반 데이터 전송에 적합