정보처리기능사 필기 범위 정리

🏷️ 정보

1. 전자계산기 일반

설계방식

RISC

CISC

명령어 개수

적음

많음

명령어 길이

고정

가변

실행속도

빠름

상대적으로 느림

하드웨어

단순

복잡

가격

저렴함

비쌈

사용

서버, 워크스테이션

일반PC

레지스터 종류

주요 기능

특징

프로그램 카운터(PC)

다음 실행할 명령어의 주소 저장

명령어 인출 시 자동으로 증가

명령 레지스터(IR)

현재 실행 중인 명령어 내용 저장

해독기가 참조하는 레지스터

MAR

메모리 접근할 주소 저장

Memory Address Register

MBR

CPU-메모리 간 데이터 임시 저장

Memory Buffer Register

입출력 버퍼 레지스터

CPU-I/O 장치 간 데이터 임시 저장

속도차 해결용

범용 레지스터

일반적인 데이터 저장

다목적으로 사용 가능

시프트 레지스터

비트를 좌/우로 이동

곱셈/나눗셈 연산에 활용

인덱스 레지스터

인덱스 주소 지정에 사용

배열 처리 시 유용

베이스 레지스터

기준 주소 저장

프로그램 재배치에 사용

데이터 레지스터, 상태 레지스터, 누산기는 레지스터로 분류하기도 하지만, 정보처리기능사에서는 연산 장치로 분류합니다.

명령 해독기와 부호기는 제어장치의 일부로, 레지스터가 아닙니다.

불 대수

  1. 기본 연산
  2. AND (논리곱) : • 또는 ∧
    • 1 AND 1 = 1
    • 나머지는 모두 0
    • (x가 1이고 y가 1이면 1)
  3. OR (논리합) : + 또는 ∨
    • 0 OR 0 = 0
    • 나머지는 모두 1
    • (x나 y중 하나라도 1이면 1)
  4. NOT (보수) : ￣ 또는 '
    • NOT 1 = 0
    • NOT 0 = 1
    • (반대값)
  5. 기본 법칙
  6. 교환법칙
    • X + Y = Y + X
    • X • Y = Y • X
  7. 결합법칙
    • (X + Y) + Z = X + (Y + Z)
    • (X • Y) • Z = X • (Y • Z)
  8. 분배법칙
    • X • (Y + Z) = (X • Y) + (X • Z)
    • X + (Y • Z) = (X + Y) • (X + Z)
  9. 기본 정리
    • X + 0 = X
    • X + 1 = 1
    • X • 0 = 0
    • X • 1 = X
    • X + X = X
    • X • X = X
    • X + X' = 1
    • X • X' = 0
    • (X')' = X ​​

논리 회로

  1. 가산기

  2. 반가산기(Half Adder)

    • A + B → Sum, Carry
    • XOR → Sum
    • AND → Carry

  3. 전가산기(Full Adder)

    • A + B + Carry → Sum, Carry
    • 반가산기 2개 + OR 게이트

  4. 멀티플렉서(MUX)

    • 2^n 개 입력 → 1개 출력

  5. 디멀티플렉서(DEMUX)

    • 1개 입력 → 2^n개 출력

  6. 인코더(Encoder)

    • 2^n 개 입력 → n 개 출력

  7. 디코더(Decoder)

    • n 개 입력 → 2^n 개 출력
  8. 플립플롭(Flip-Flop)

  9. SR 플립플롭

    S  R | Q(next)
0  0 | Q(현재값 유지)
0  1 | 0
1  0 | 1
1  1 | 금지

  10. JK 플립플롭

    J  K | Q(next)
0  0 | Q(현재값 유지)
0  1 | 0
1  0 | 1
1  1 | Q'(토글)

  11. D 플립플롭

    D  | Q(next)
0  | 0
1  | 1

    (클럭 상승 에지에서만 동작)

  12. T 플립플롭

    T  | Q(next)
0  | Q(현재값 유지)
1  | Q'(토글)

토글, 부정, inverter, not, 보수 ..

자료 구성의 단위

단위

설명

비트(Bit)
  • 0과 1의 2진수로 표현되는 최소 정보 단위

니블(Nibble)
  • 4비트
    - 16진수 한 자리 표현 가능

바이트(Byte)
  • 8비트
    - 문자 하나 표현 가능
    - 기억장치의 주소 지정 최소 단위

워드(Word)
  • CPU가 한 번에 처리할 수 있는 데이터 크기
    - 전 워드(2바이트), 풀 워드(4바이트), 더블 워드(8바이트) 등

필드(Field)
  • 데이터의 최소 의미 단위
    - 하나의 항목을 정의하는 가장 작은 단위 (예: 이름, 주소)

레코드(Record)
  • 관련 있는 필드들의 모임

파일(File)
  • 동일한 성격의 레코드들의 모임

데이터베이스(Database)
  • 파일들의 집합체

추가: - KB(1024B) → MB → GB → TB → PB - 워드 크기는 CPU 아키텍처에 따라 다름 ​​​​​​​​​​​​​​​​

진법 변환

8진수와 16진수는 바로 변환하기 어려우므로 2진수나 10진수를 거쳐서 변환한다.

10진수 → 2진수 변환 - 2로 계속 나누면서 나머지를 아래에서 위로 읽는다.

149(2) → 2진수로 변환하기

149 ÷ 2 = 74  나머지 1
74 ÷ 2 = 37   나머지 0
37 ÷ 2 = 18   나머지 1
18 ÷ 2 = 9    나머지 0
9 ÷ 2 = 4     나머지 1
4 ÷ 2 = 2     나머지 0
2 ÷ 2 = 1     나머지 0
1 ÷ 2 = 0     나머지 1

나머지를 아래에서 위로 읽으면
⇒ 10010101

10진수 → 8진수 변환 - 8로 계속 나누면서 나머지를 아래에서 위로 읽는다

149(10) → 8진수로 변환하기

149 ÷ 8 = 18  나머지 5
18 ÷ 8 = 2    나머지 2
2 ÷ 8 = 0     나머지 2

나머지를 아래에서 위로 읽으면
⇒ 225

10진수 → 16진수 변환 - 16으로 계속 나누면서 나머지를 아래에서 위로 읽는다 - 10~15는 A~F로 표시

149(10) → 16진수로 변환하기

149 ÷ 16 = 9  나머지 5
9 ÷ 16 = 0    나머지 9

나머지를 아래에서 위로 읽으면
⇒ 95

2진수 → 8진수 - 오른쪽부터 3자리씩 끊어서 각각을 8진수로 변환

10010101(2) → 8진수로 변환하기

10|010|101
↓  ↓   ↓
2 | 2 | 5

2진수 → 16진수 - 오른쪽부터 4자리씩 끊어서 각각을 16진수로 변환

10010101(2) → 16진수로 변환하기

1001|0101
 ↓    ↓
 9    5

8진수/16진수 → 2진수 변환

225(8) → 2진수로 변환하기

2     2      5
↓     ↓      ↓
010   010    101

9A(16) → 이진수로 변환하기

9      A
↓      ↓
1001   1010

보수

1의 보수 (1's Complement) - 모든 비트를 반대로 변환 (0→1, 1→0) - 예시) * 00110 → 11001 * 10101 → 01010 - 두 번 반전하면 원래 수로 돌아옴

2의 보수 (2's Complement) - 1의 보수에 1을 더함 - 예시) * 00110 → 11001(1의보수) → 11010(2의보수) * 10101 → 01010(1의보수) → 01011(2의보수) - 음수 표현에 사용

자료 표현 방식 : 내부적 표현

컴퓨터 내부에서 저장 공간을 효율적으로 사용하기 위한 방식

예) +129 표현

Digit

Digit

Digit

Sign

1

2

9

C

0001

0010

1001

1100

예) -2007 표현

Zone

Digit

Zone

Digit

Zone

Digit

Sign

Digit

F

2

F

0

F

0

D

7

1111

0010

1111

0000

1111

0000

1101

0111

부호화 절대치 방식과 부호화 1의 보수 방법은 0의 표현이 두개가 존재합니다. 이는 연산을 복잡하게 하기때문에 대부분의 컴퓨터는 부호화 2의보수 방식을 채택합니다.

2의 보수는 0의 표현이 유일합니다. 뺄셈을 덧셈으로 통일 가능하고, 자리올림 처리가 단순해 하드웨어 구현에 용이하며 연산을 효율적으로 수행합니다.

자료 표현 방식 : 외부적 표현

사용자와 컴퓨터 간 데이터 교환을 위해 사용되는 방식

코드의 분류

주요 코드의 비트 구성

코드

Zone 비트

Digit 비트

총 비트

표현 가짓수

BCD

2비트

4비트

6비트

2^4 = 16

ASCII

3비트

4비트

7비트

2^7=128

EBCDIC

4비트

4비트

8비트

2^8=256

BCD 코드 (Binary Coded Decimal : 2진화 10진코드)

예) 10진수 9 → 8421 코드

x8

x4

x2

x1

1

0

0

1

예) 10진수 9 → 2421 코드

x2

x4

x2

x1

1

1

1

1

EBCDIC (Extended BCD Interchange Code : 확장 2진화 10진코드)

패리티 비트 (parity Bit)

해밍 코드 (Hamming Code)

Gray Code

그 외 다양한 코드

명령어

명령어 구성

OP-Code

Mode

Register

Address

명령어 형식

주소 지정 방식

방식

메모리 참조 횟수

명령어 길이

처리 속도

묵시적 주소 지정

0

가장 짧다

가장 빠름

즉시 주소 지정

0

가장 길다

빠름

직접 주소 지정

1

길다

보통

간접 주소 지정

2

짧다

가장 느림

방식

설명

상대 주소 지정

프로그램 카운터(PC)와 주소 부분의 값을 더해 주소를 지정

인덱스 주소 지정

인덱스 레지스터 값과 주소 부부의 값을 더해서 주소를 지정

베이스 주소 지정

베이스 레지스터 값과 주소 부분의 값을 더해서 주소를 지정

추가 자료

  1. 데이터 접근 방식에 따른 분류
a) 묵시적 주소 지정 방식
- 명령어에 주소가 명시되어 있지 않음
- 특정 레지스터나 메모리를 묵시적으로 사용
- 예) CLC, PUSH, POP

b) 즉시 주소 지정 방식
- 명령어에 데이터가 직접 포함
- 메모리 접근 불필요로 가장 빠름
- 예) MOV AX, 100

c) 직접 주소 지정 방식
- 명령어에 실제 메모리 주소 포함
- 한 번의 메모리 접근
- 예) MOV AX, [1000]

d) 간접 주소 지정 방식
- 명령어에 데이터 주소의 위치 포함
- 최소 2번의 메모리 접근
- 예) MOV AX, [1000](1000.html)
  1. 계산에 의한 주소 지정 방식
a) 상대 주소 지정 방식
- 프로그램 카운터(PC)에 변위를 더해 유효 주소 계산
- 주로 분기명령에서 사용
- 예) JMP LOOP+5

b) 인덱스 주소 지정 방식
- 기준 주소에 인덱스 레지스터 값을 더함
- 배열이나 테이블 처리에 유용
- 예) MOV AX, DATA[SI]

c) 베이스 주소 지정 방식
- 베이스 레지스터의 값에 변위를 더함
- 프로그램의 재배치 가능
- 예) MOV AX, [BX+100]
  1. 실제 기억 장소와의 연관성에 따른 분류
a) 절대 번지 주소 지정 방식
- 실제 물리적 메모리 주소를 직접 사용
- 재배치 불가능
- 고정된 메모리 위치에 로드

b) 상대 번지 주소 지정 방식
- 현재 명령어의 위치를 기준으로 상대적 위치 지정
- 재배치 가능
- 위치 독립적 코드 생성 가능

입출력

기법

설명

주요 특징

DMA(Direct Memory Access)

CPU 개입 없이 입출력 장치와 메모리 간 직접 데이터 전송
  • CPU 부하 감소
    - 데이터 전송 효율 증가
    - 하드웨어적 방식

스풀링(Spooling)

느린 입출력 장치(프린터 등)과 CPU의 속도 차이 해소
  • 보조기억장치 사용
    - 다중 작업 가능
    - 소프트웨어적 방식

버퍼링(Buffering)

스풀링과 목적 동일
  • 주기억장치 사용
    - 단일 작업
    - 하드웨어적 방식

인터럽트(Interrupt)

예기치 않은 상황 발생 시 CPU에 알리는 방식
  • 현재 작업 중단
    - 발생한 상황 우선 처리 (끼어들기)

추가 설명

채널은 DMA, 스풀링, 버퍼링 방식을 모두 사용하며 CPU의 부담을 줄여줍니다.

DMA는 대량의 데이터 전송에 효율적이고, 스풀링은 프린터 작업, 버퍼링은 키보드 입력 등에 많이 사용합니다.

채널은 인터럽트를 사용하여 작업을 완료하거나 오류가 발생했을 때 CPU에게 보고하는 용도로 사용합니다. 인터럽트에 대해서는 바로 다음 부분에서 자세히 설명합니다.

인터럽트

컴퓨터에서 예기치 못했거나 특수한 상황이 발생했을 때 현재 진행중인 작업을 일시 중단하고 발생한 상태를 처리한 후 원래의 프로그램으로 돌아가는 일련의 처리 과정을 의미한다

주기억장치

보조 기억 장치

기타 기억 장치

2. 패키지 활용

데이터베이스

서로 관련있는 데이터의 집합체

장점 - 데이터 중복 최소화 - 데이터 공유 가능 - 일관성 유지 - 무결성 유지

단점 - 전산화 비용 증가 - 자료 처리 복잡성

데이터베이스 디자인 단계 1. 목적 정의 2. 테이블 정의 3. 필드 정의 4. 관계 정의

데이터베이스 설계 단계 1. 요구 조건 분석 2. 개념적 설계 3. 논리적 설계 4. 물리적 설계 5. 구현

DBMS

DataBase Management System, 데이터베이스 관리 시스템 사용자와 데이터베이스 사이에 위치하여 데이터베이스를 관리하고 사용자가 요구하는 데이터를 데이터베이스에서 찾아 제공하는 소프트웨어의 총칭

필수기능 - 정의 : 물리적인 구조를 정의 - 조작 : 데이터의 삽입, 삭제, 검색 등 - 제어 : 권한검사, 병행제어, 보안 등

스키마

Schema 데이터베이스를 구성하는 개체, 속성, 관계의 형식과 상호 관계 전체를 정의하는 것 데이터베이스 구조에 대한 정의와 제약조건을 기술하는 것

종류 - 외부 스키마 (서브스키마) - 사용자나 응용 프로그래머가 필요로 한다 - 뷰, 사용자 권한, 제약 조건을 포함

- 개념 스키마 (스키마) - 각 응용 시스템이 필요로 하는 구조 - 테이블, 관계, 구조, 접근권한, 보안정책, 무결성 규칙 등을 포함

- 내부 스키마 (물리적 스키마) - 데이터베이스가 실제로 어떻게 저장되는가 - 저장 공간, 접근 경로, 물리적 특성 등을 포함

데이터베이스 사용자

- 데이터베이스 관리자(DBA) - 응용 프로그래머 - 일반 사용자

관계형 데이터베이스의 구성 요소

- 테이블(=표, 릴레이션): 데이터들을 행과 열로 표현 - 튜플(Tuple): 행(row), 개체(record) - 속성(Attribute), 열(column), 필드(field) - 도메인(Domain): 하나의 속성에서 취할 수 있는 값의 범위 - 차수(Degree): 속성의 개수 = 필드의 개수 - 기수(Cardinality) 튜플의 개수

SQL

- DDL (데이터 정의어)

- CREATE : 객체 생성
- ALTER : 객체 수정
- DROP : 객체 삭제 
	- CASCADE (참조 시 함께 삭제)
	- RESTRICT (참조 시 삭제 거부)

- DML (데이터 조작어)

 - SELECT : 데이터 검색
	 - **SELECT - FROM - WHERE**
	 - DISTINCT: 데이터 중복 제거
	 - ORDER BY: 데이터 정렬 (ASC:오름차순, DESC:내림차순)
	
- INSERT: 새로운 튜플을 삽입
	- **INSERT - INTO - VALUE**
	
- DELETE: 조건에 맞는 튜플을 삭제
	- **DELETE - FROM - WHERE**
	
- UPDATE: 조건에 맞는 튜플의 내용을 변경
	- **UPDATE - SET - WHERE**

- DCL (데이터 제어어)

- GRANT : 권한 부여
- REVOKE : 권한 제거
 
**TCL**
- COMMIT : 트랜잭션 → 원본 적용
- ROLLBACK :트랜잭션 삭제

3. PC 운영체제

사용자들이 보다 쉽고 간편하게 컴퓨터 시스템을 이용할 수 있도록 해주는 소프트웨어 사용자와 컴퓨터의 인터페이스 역할을 수행한다

운영 체제의 목적 - 처리 능력 - 응답 시간 - 사용 가능도 - 신뢰도

운영체제의 종류 - 단일 작업 처리(DOS) - 다중 작업 처리(Windows, UNIX, LINUX 등)

운영체제의 구성 - 제어 프로그램 : 감시, 작업 제어, 자료 관리 - 처리 프로그램 : 언어 번역, 서비스, 문제 해결

운영체제의 발달 과정과 운용 방식

1. 일괄 처리 시스템(Batch Processing System) Batch 처리 : 데이터를 모아서 한번에 처리

  1. 실시간 처리 시스템(Real Time Processing System) 데이터 발생 즉시 처리 우주선, 은행, 전화, 레이더 등 실시간 처리 필요한 시스템에 사용

  2. 다중 프로그래밍 시스템(Multi-Progamming System) 하나의 CPU와 주기억장치 여러 개의 프로그램을 동시에 처리

  3. 시분할 시스템(Time Sharing System) 하나의 프로세스가 CPU를 독점하는 것을 방지 시간을 쪼개 여러 프로세스에 할당 Round Robin 방식

  4. 다중 처리 시스템(Multi-Processing System) 두 개 이상의 CPU를 사용하여 병렬 처리 여러 개의 프로그램을 동시에 처리

  5. 분산 처리 시스템 (Distributed Processed System) 여러 대의 컴퓨터를 연결하여 사용

프로세스

실행중인 프로그램

프로세스 생명 주기 생성 → 준비 -> 실행 → 대기 → 종료

주요 용어 - Dispatch 준비 → 실행 CPU 할당

프로세스 스케줄링 : 비선점 (Non-preemptive) 할당받은 CPU를 빼앗기지 않는 방식

프로세스 스케줄링 : 선점 (Preemtive) 우선순위가 높은 프로세스가 CPU 강제 획득 가능

기억 장치 관리

페이징 교체 기법

언어 번역 프로그램

관련 서비스 프로그램

전체 언어 번역 과정

원시 프로그램 → (컴파일러) → 목적 프로그램 → (링커) → 로드 모듈 → (로더) → 실행

DOS

부팅

- 부팅 순서 1. IO.SYS : 기본 입출력 2. MSDOS.SYS : 파일관리/입출력 서비스 3. CONFIG.SYS : 환경 설정 4. COMMAND.COM : 명령어 처리기 5. AUTOEXEC.BAT : 자동 실행

- 웜부팅 - Ctrl + Alt + Del - 일부 메모리 내용 유지 - 콜드 부팅보다 빠름

- 콜드부팅 - 전원 연결 제거 - 메모리 삭제

DOS의 환경 설정 파일

- CONFIG.SYS : 설정 파일, 반드시 루트 디렉토리에 존재해야 함 - LASTDRIVE : 드라이버의 최대 갯수 지정 - BUFFERS : 시스템이 사용 가능한 버퍼 수 지정

DOS 명령어

분류

명령어

설명

내부 명령어

CLS

화면 지우기

DIR

디렉토리 내용 표시

VER

DOS 버전 표시

COPY

파일 복사

DATE

날짜 확인/변경

TIME

시간 확인/변경

MD

디렉토리 생성

CD

디렉토리 이동

RD

디렉토리 삭제

PROMPT

프롬프트 설정

VOL

볼륨 정보 표시

TYPE

파일 내용 표시

외부 명령어

ATTRIB

파일 속성 변경

FORMAT

디스크 초기화

CHKDSK

디스크 상태 점검

FDISK

파티션 설정

LABEL

볼륨 레이블 설정

SCANDISK

디스크 검사

DISKCOPY

디스크 전체 복사

XCOPY

디렉토리 전체 복사

DELTREE

디렉토리 삭제

SORT

정렬

SYS

시스템 파일 복사

필터 명령어

MORE

한 화면씩 출력

FIND

문자열 검색

SORT

내용 정렬 출력

DIR 옵션

/P

한 화면씩 표시

/W

한 줄에 5개씩 출력

/O

정렬 방식 지정

/S

하위 디렉토리 포함

/A

속성별 표시

/H

숨김 파일 표시

디스크 관리

FORMAT

디스크 초기화

DISKCOPY

디스크 전체 복사

CHKDSK

상태 점검

SCANDISK

상태 검사

FDISK

파티션 설정

DEFRAG

조각 모음

디렉토리 관리

MD

디렉토리 생성

RD

디렉토리 삭제

CD

디렉토리 이동

DELTREE

디렉토리와 내용 삭제

XCOPY

하위 디렉토리 포함 복사

UNIX / LINUX

서버용 컴퓨터에서 주로 사용된다. 이식성과 확장성이 뛰어난 오픈소스 시스템이다. 시분할 시스템을 위해 설계되었으며, 다중 사용자와 다중 작업을 지원한다

C언어로 작성되었다.

파일시스템은 계층적 트리구조이다.

구성

- 커널: 가장 핵심적인 부분, 하드웨어 보호, 인터페이스 역할

- 쉘: 명령을 해석하여 커널로 처리할 수 있도록 전달하는 명령 인터프리터

- 유틸리티: 일반 사용자가 작성한 응용 프로그램을 처리하는데 사용

주요 명령어

분류

명령어

설명

DOS 동일 명령어

시스템/프로세스

kill

프로세스 종료(삭제)

-

fork

새로운 프로세스 생성(복제)

-

finger

사용자 정보 조회

-

ps

프로세스 상태 정보 표시

-

ping

네트워크 문제 진단

-

디렉터리

pwd

현재 디렉터리 경로 출력

-

ls

현재 디렉터리의 파일 목록 표시

dir

mkdir

디렉터리 생성

md

rmdir

디렉터리 삭제

rd

cd

디렉터리 이동

cd

파일

cp

파일 복사

copy, xcopy

rm

파일 삭제

del

cat

파일 내용 화면 표시

type

chmod

파일 보호모드 설정

attrib

4. 정보 통신 일반

정보 통신의 기본 개념

전처리기(FEP)

정보 통신 시스템 처리 형태

  1. 온/오프라인 시스템
    • 오프라인: 임시 기록매체 필요
    • 온라인: 직접 데이터 처리
  2. 처리 방식
    • 일괄 처리(Batch): 데이터 축적 후 처리
    • 실시간 처리(Real Time): 즉시 처리
    • 시분할 처리(Time Sharing): 대화형 처리

통신 속도와 통신량

통신 방식

  1. 단방향(Simplex)
    • 한쪽 방향만 전송
    • 예: 라디오, TV
  2. 반이중(Half-Duplex)
    • 양방향 가능, 동시 전송 불가
    • 예: 무전기, 모뎀
  3. 전이중(Full-Duplex)
    • 동시 양방향 전송 가능
    • 예: 전화

신호 변환 방식

  1. 디지털 변조 (모뎀 사용)
    • ASK(진폭): 잡음에 약함
    • FSK(주파수): 잡음에 강함
    • PSK(위상): 위상 차이로 변조
  2. 펄스 코드 변조(PCM) (코덱 사용)
    • 아날로그→디지털 변환
    • 과정: 표본화→양자화→부호화→복호화→여과화

전송 제어

  1. 절차
    • 회선 연결→링크 확립→메시지→링크 종결→회선 절단
  2. 제어 문자
    • SYN: 문자 동기
    • SOH: 헤딩 시작
    • STX: 본문 시작
    • ETX: 본문 종료
    • ETB: 블록 종료
    • ACK: 긍정 응답
    • NAK: 부정 응답

오류 제어

  1. ARQ 방식
    • 정지-대기 ARQ
    • 연속 ARQ (Go-Back-N, Selective Repeat)
    • 적응적 ARQ
  2. 오류 검출
    • 패리티 검사: 검출만 가능
    • 해밍코드: 검출 및 수정 가능

접속 규격

네트워크 구성

  1. 망 구성 형태
    • 성형(Star): 중앙 집중형
    • 링형(Ring): 포인트-투-포인트
    • 버스형(Bus): 단일 회선
    • 계층형(Tree): 분산형
    • 망형(Mesh): n(n-1)/2 회선
  2. 네트워크 장비
    • 리피터: 신호 증폭
    • 브리지: 1:1 연결
    • 라우터: 최적 경로 선택
  3. 네트워크 규모
    • LAN → MAN → WAN

Reference