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1 제 1 부 경영과정보시스템 제 1 장경영과정보시스템

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3 제 1 장 경영과정보시스템 1.1 경영과정보 1.2 정보시스템 1.3 경영관리와정보시스템 1.4 조직과정보시스템

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5 제 1 장경영과정보시스템 / 경영과정보 경영과정보의개념 1. 경영의개념 경영은모든조직의기본원리이다. 즉, 경영 (management, business) 은각경제주체가사회적존재로서생존하고발전하기위해인적자원, 물적자원및자본등을계획 (planning) 하고, 조직화 (organizing) 하여, 지휘 (leading) 하고, 통제 (controlling) 하는연속적인의사결정과정이다. 경영은조직의목표를효율적으로달성하기위하여계획을세우고, 그계획을달성할조직을구성하여목표에따라계획이실현될수있도록종업원들을지휘하고, 그계획에따라실행이이루어졌는지를측정하고평가하는통제활동으로구분된다. 과거산업사회에서는경영의핵심요소로토지 ( 물적자원 ), 노동 ( 인적자원 ), 자본 ( 물적자원 ) 이필요하였으나, 현대사회에서는정보화가급격히진전되고글로벌화됨에따라사람 ( 인적자원 ), 자본 ( 물적자원 ), 정보및전략이중요한경영자원으로등장하게되었다. 경영목표를달성하기위해없어서는안될투입자원으로노동력을제공하는사람, 즉인적자원이필요하다. 자본 (capital) 은돈뿐만아니라토지나건물과같은실물자본도포함한다. 요즘기업의경쟁력은정보력에의해서좌우된다고할만큼정보의중요성이강조되고있다. 이와같이정보는기업에있어서인적자원이나자본의중요성에못지않게중요한자산이며, 정보화사회가진전될수록그중요성은더욱높아질것이다. 경영이란최종적으로의사결정의과정이라고단순화시킬수있다. 정보는마치인체의혈액과같아서정보가원활하게유통될때기업에활력이넘치고발전이있다. 정보는의사결정을위한판단근거가된다. 기업환경에대한정보를신속 정확하게수집하고분석한다면치열한경쟁환경에서생존과성장을이룰수있는정확한의사결정이가능하다. 인적자원과물적자원이준비되었고관련정보의수집과분석이끝났으면, 이들을하나로결집해경영목표를효율적으로달성할수있는전략이필요하다. 전략 (strategy) 이란기업이어떤방향으로나아가야할것인지또목표를실현시키기위한방법이무엇인지를결정하는것을의미한다. 전략에는기업의지향점이

6 6 / 제 1 부경영과정보시스템 명시되어야하기때문에, 최고경영자의창조적인의지와비전이담겨져있어야한다. 그리고이를달성할수있는인적자원과물적자원의조달계획과신속하고정확한의사결정을할수있는정보가뒷받침되어야전략의실현가능성이높고치열한경쟁에서살아남을수있다. 2. 정보의개념 일상생활에서자료와정보는거의같은의미로사용되는경우가많지만, 이들은개념적으로차이가있다. 자료 (data) 는전혀가공되지않은원천적사실 (raw facts) 을말한다. 여기에는기본적인단순한사실이나사물, 사건, 활동, 기호, 숫자, 문자, 관찰치, 측정치, 이미지, 소리등이해당된다. 예를들면, 주민등록번호, 성적, 은행잔고, 체온기록등이있다. 정보 (information) 는의사결정을목적으로체계화되고가공 ( 추출, 재구성, 정렬, 요약, 분석 ) 된자료를의미한다. 이것은목적과용도에맞도록구성되고, 추출되고요약된자료이다. 개인이나조직이의사결정을하는데사용되도록의미있고유용한형태로처리된자료가정보이다. 예를들면, 매출실적집계표, 성장률그래프, 학생이름 + 성적, 고객명단 + 은행잔고등은정보가된다. 정보는인체의혈액과같아서정보가원활하게유통될때조직에활력이넘치고발전이있는데, 이것은정보가의사결정의원동력이기때문이다. 지식 (knowledge) 은동종의정보가집적되어일반화된형태로정리된것으로어떤특정목적달성에유용하며추상화되고일반화된정보를말한다. 어떤의도나목적과관련성을가지고있으면서체계화되고일반화되어있는안정된정보이며, 행동과의사결정에지침을제공하는본능, 아이디어, 규칙그리고절차등을의미한다. 이것은정보로부터얻어지는체계로서주로인과관계를나타내며, 정보로부터추론되는사람, 객체, 사건에관한이해또는모형이다. 예를들면, 조직의시스템, 프로세스, 노하우, 차년도매출액의추정, 논설등이여기에해당한다. 정보가유용성 ( 가치 ) 을갖기위해서는다음과같은몇가지특성을갖추어야한다.

7 제 1 장경영과정보시스템 / 7 1 정확성 (accuracy) 정보에오류가없어야한다. 2 적시성 (timeliness) 정보는시간적가치를가지고있으며, 필요한때적절하게이용가능해야한다. 정보의가치는시간에따라변할수있는것이다. 3 관련성 (relevance) 정보가필요로하는목적에맞게사용되어야한다. 4 검증가능성 (verifiability) 정보의정확성에대하여확인가능해야한다. 정보의정확성을검증할수없다면그정보는신뢰할수없게되고, 아무리적시성과관련성이높다하더라도정보의가치는매우낮게평가될수밖에없다. 5 완전성정보는누락이없어야한다. 6 명확성정보에는애매모호한표현이없어야한다 경영과정보의분류 오늘날기업이처한환경은급변하고기업간의경쟁은점점더심화되고있으며고객들의요구는하루가다르게변화하며다양화되어가고있다. 따라서기업들이생존과발전을위해서는환경의변화를신속히파악해야함은물론, 고객요구의변화를신속히반영하고자사와경쟁사의강점과약점을파악하고적절하게대처해나가야한다. 정보는경영자원으로활용되고의사결정에필요하며, 업무기능, 경영관리및경영계층의영역에반드시포함되는요소이다. 1. 경영을위한정보 기업은서로다른경제환경, 산업환경, 과업환경등이다르고필요로하는정보 도다르지만공통적으로필요한정보는크게세가지로분류할수있다.

8 8 / 제 1 부경영과정보시스템 (1) 환경에관한정보 국제정보, 정부정책정보, 사회정보, 시장정보, 기술정보, 고객정보등조직의외 부에서유입되어기업경영에영향을미치는정보이다. (2) 기업의실체에대한정보기업의이미지, 분위기, 문화등과같은정보로이러한정보는기업이미지, 신용도, 브랜드에대한인식등과같이외부에서부여되는정보와조직풍토, 종업원의사기등과같은조직내부에서발생하는정보로구분된다. (3) 기업활동에대한정보 조직활동을통하여처리되고가공되는정보로재무구조, 수익구조, 매출현황, 재고정보등이있다. 2. 경영관리와정보 경영관리의기능은계획 (plan), 실행 (do), 통제 (see) 라는세가지과정으로구성된다. 경영을통해달성하고자하는목적과목표가설정되면, 계획은이를달성하기위하여언제, 무엇을, 어떻게, 누가할것인지, 그리고어떠한자원들이필요한지를결정한다. 계획이설정되면, 계획에맞게실행을하고, 통제는경영목표혹은경영계획에의하여설정된기업활동들이목표혹은계획대로수행되는지를감독하고계획과실행의결과에차이가나는경우그원인과문제점을분석하여기업활동을개선해나간다. 최적의목표를설정하고이를효과적으로달성하기위한계획을수립하기위해서는과거의업적이나성과, 현재의상황과능력, 시장및경쟁환경등에대한정보가필요하다. 실행과정에서는현재수행되고있는업무의진행상황과문제점, 그리고향후계획된작업등에대한정보가필요하다. 통제과정에서는실행이계획된대로진행되고있는지를비교하고평가할수있는정보가필요하고, 만일계획과실행간에차이가발생한다면그원인과문제점에대한정보가필요하다.

9 제 1 장경영과정보시스템 / 9 3. 업무기능과정보 기업은일정한목적과목표를효율적으로달성하기위하여기업의활동을기능별로전문화하고분업화하게되는데, 기본적인업무기능은크게마케팅기능, 생산기능, 재무기능, 회계기능, 인력관리기능으로구분된다. (1) 마케팅기능과정보마케팅기능은고객의욕구와기업의목표를모두만족시키기위해제품과서비스를교환하는기능이다. 다시말해서, 마케팅활동이란표적시장의고객들과제품이나서비스를교환하면서고객의욕구와기업의목적을만족시키기위해가격결정, 유통, 촉진등을계획하고실행하는과정이라고할수있다. 이와같은마케팅기능은기업을중심으로한사고가아니라고객을중심으로한사고에기반을두고있기때문에고객의욕구가무엇인지를파악하는것이중요하다. 이를위해서는자사및경쟁사의제품과상표, 이미지등과같은각종시장정보, 고객정보, 판매원에대한정보등이요구된다. 병원은의료에대한고객의욕구를파악하고이를충족시킬수있는서비스상품을개발하여고객들에게전달하고, 서비스질을측정하여상품계획에반영하고서비스를개선함으로써고객만족을추구하여야한다. 병원마케팅은병원이소재하고있는지역사회의고객 ( 주민 ) 들에게행동의변화를통하여병원의자원을최대한이용할수있도록양질의의료를제공함으로써고객에대한서비스제고는물론병원장비의활용도를높여병원의수익을보장하려는활동을말한다. (2) 생산기능과정보생산기능은기업에서필요한모든자원을활용하여고객이원하는제품이나서비스를창출하는기능이다. 다시말하면, 생산활동은기업이사용할수있는모든자원을이용하여고객이원하는제품이나서비스를창출하도록생산시스템을계획하고실행하며통제하는활동이다. 이것은판매목표를토대로생산목표를설정하고생산기능의실행에필요한생산계획및원료조달계획등을수립한다. 생산계획을수립하기위해서는생산능력, 가동률등과같은생산기능내부의정보뿐만

10 10 / 제 1 부경영과정보시스템 아니라생산활동을효율적으로수행하기위한생산성, 품질, 재고, 설비가동률, 생산원가등과관련된각종정보를수집하고분석한다. 병원은고객 ( 환자 ) 에게진 료라는의료서비스를생산하고창출한다. (3) 재무기능과정보재무기능은기업의목표를달성하기위해필요한자본을합리적으로조달하고효과적으로운용하는기능이다. 재무활동 (financing) 은기업의경영활동에필요한자본을합리적으로조달하고, 조달된자본을효과적으로운용하는활동이다. 자금의조달, 운용및이와관련된계획, 실행및통제등모든활동, 즉기업의자금흐름과관련된모든활동을효율적으로관리하는활동이다. 재무활동은크게기업이필요한자본을언제, 어디서, 얼마만큼조달할것인가하는조달측면과조달된자본을언제, 어디에, 얼마만큼투자할것인가하는운용측면으로구분할수있다. 재무제표 (financial statement) 란기업의경영활동가운데자본의흐름이나상태를숫자로나타낸표를말한다. 기업은 1년마다결산을하게되는데결산후에발표되는재무제표는지난 1년간기업의경영성과를알려주는성적표이다. 재무제표에는대차대조표와손익계산서가대표적이다. 대차대조표 (balance sheet) 는결산기말에기업의영업활동에사용되고있는자산이어떠한형태로얼마만큼있으며, 그것이어떠한자본으로조달되고있는가를나타낸표이다. 손익계산서 (income statement) 는일정기간의영업성적을정확히결산하여그수익을달성하기위해어떠한비용을사용했는가를밝히고기말현재의미처분이익을나타내는표를말한다. 재무활동을위해서는기업의자금운용에관한정보뿐만아니라이자율, 주가등과같은금융정보, 물가, 부동산, 경제성장률등과같은경제정보등이필요하다. 병원재무관리의기본과제는병원자금을투자하는데관련된업무와절차, 자금의운용을계획하고통제하는기능, 소득분배결정으로구분할수있으며, 병원재무관리의기능은다음과같다.

11 제 1 장경영과정보시스템 / 11 1 효과적인투자의사결정병원의자산을활용하여각사업에효과적인투자를유도하는기능이다. 2 합리적자본조달병원을운영하는데필요한운전자금 ( 자기자본, 타인자본 ) 을합리적으로조달하는기능이다. 3 소득재분배투입대비산출을어떻게효율적으로분배하는가를미리계획하는기능이다. 4 합리적재무통제자본및자산이계획한대로구성되었는지검토하는기능과예산을통제하는기능이다. (4) 회계기능과정보병원회계는병원에서사용되는재화를수익과지출이라는과정을통해운영되는것을보여주는기본적인관리과정이다. 병원회계도일반적인기업회계의주요한원칙과과정을따르고있으므로기업회계와는큰차이가없다고할수있다. 다만일반기업회계가대부분영리기업으로이윤의극대화를추구하는것을목표로하고있는데반하여, 대다수의대형병원은비영리법인으로서재무제표를이용하는관계자가다르다. 영리기업은주주들이기업에대한투자여부를판단하고보다높은수익성을위해기업회계자료를이용하지만, 병원회계는병원재무구조의건전성등을평가하고지속적인발전가능성과운영의건전성, 병원경영상의문제점을파악하고개선하는더많은관심을가진다. 또한일반기업은이익잉여금처분계산서를작성하지만, 비영리병원은기본금변동계산서를작성하는점도차이점이다. 기업은수익이발생하였을때기업의발전에공헌이있는주주나기업관계자들에게이익을나눌수있지만, 비영리법인인병원의경우발생한수익을병원내에재투자하여야하며이익을나눌수없는것이특징이라할수있다. 물론개인이운영하고있는병의원의경우에는법인병원과는달리이익에대한처분을상대적으로자유롭게할수있다 ( 의료경영학회, 2010). 병원회계는병원경영활동에있어서일정시점의재무상태와일정기간의경영성

12 12 / 제 1 부경영과정보시스템 과를제공해주어병원이운영되고있는현황과성과를통하여효율적인경영에대한평가를하며개선방안을마련할수있는기초를제공한다. 제공하는정보의종류는다음과같다. 1 재무제표에관한정보제공 2 현금흐름, 수익성, 재무예측등에대한정보제공 3 자원의사용, 관리, 통제등을위한정보제공 4 이용자에대한공시를위한정보제공 (5) 인력관리기능과정보인력관리기능은기업에서사람과관련된모든활동으로종업원들을채용하여교육훈련시켜적재적소에배치하는인적자원관리활동과원만한노사관계를유지하도록하는노사관계관리활동을말한다. 인적자원관리활동은인적자원계획수립부터시작하여모집, 선발과교육훈련및업적평가를통한보상관리, 인원교체 ( 승진, 전근등 ), 이직관리까지를포함하는순환과정이다. 인력관리기능에필요한정보로는업무에맞는사원의모집을위해서는업무에대한정확한내용뿐만아니라업무수행에필요한능력, 입사예정자들의신상등과같은정보가필요하다. 입사후에는인사기록, 급여기록, 교육및복지등에대한정보가관리되며, 기업의성과를측정할수있는노동생산성과같은정보들이관리되어야한다. 병원인적자원관리는병원조직의목표달성을위해필요한인적자원의확보 ( 직무분석, 정원관리, 채용관리 ), 개발 ( 교육훈련, 승진관리, 인사평가, 직무순환, 경력개발 ), 보상 ( 임금관리, 복지후생관리 ), 유지를병원의경영환경과관련하여계획, 조직화, 지휘, 조정및통제하는관리체계라고할수있다. 이것은조직이처해있는노동시장의성격, 기술환경, 경제환경, 정치적 법적환경또는경영자나근로자들의가치관과같은환경적조건의영향을받는다.

13 제 1 장경영과정보시스템 / 정보시스템 시스템의개념 1. 시스템의정의 시스템이론은 1930년대폰베르탈란피 (L. von Bertalanffy) 가여러학문분야를통합할수있는공통적인사고와연구의틀을모색하는과정에서처음으로주창하였다. 그는일반적으로시스템이라불릴수있는실체에공통적으로적용할수있는기본개념을제시하였는데, 이를일반시스템이론 (general system theory, GST) 이라한다. 시스템 (system) 이란공통의목표나기능을달성하기위하여상호작용하는요소또는실체들로구성된집합체이다. 즉일정한목표를달성하기위하여모인구성요소들의유기적인집합체가시스템인데, 이를그림으로표시하면 < 그림 1-1> 과같다. < 그림 1-1> 시스템의일반모델 시스템은환경으로부터제공받은입력을하위시스템들의가공, 처리과정을통

14 14 / 제 1 부경영과정보시스템 해시스템의목적에맞게출력으로전환하여다시환경에제공한다. 이러한기능을효과적, 효율적으로수행하기위하여시스템의하위시스템 (subsystem) 들은일정한규칙과절차에의해통제받고목표의달성여부에따라평가받게된다. 시스템의구성요소들사이에는유기적인 (organic) 관계가존재해야하는데, 이는곧생명적체인관계를뜻한다. 중요한것은정보피드백 (information feedback) 과이를토대로한시스템의통제로목표달성이제대로되어가고있는지를수시로점검하고차질발생시자원재배치등의조치를취한다는원리이다. 이를등한히할때시스템은결국붕괴된다. 입력, 출력, 처리 ( 변환,), 제어 ( 통제 ), 피드백등 5가지를시스템의기본구성요소라고한다. 2. 시스템의특징 시스템의특성으로는목적성, 자동성, 제어성, 종합성을들기도한다. 목적성이란시스템에는특정목적이있으며목표추구적이라는것이다. 자동성이란일정한조건이나상황발생시적절한처리가자동적으로이루어지도록시스템을만들어놓는것을뜻하며, 제어성이란시스템의기능을정상적으로수행하기위하여미리정해진조건의범위를벗어나는현상을사전에감지하여수정하는것을말한다. 종합성이란시스템은항상전체적인관점에서목적달성을위해종합적인기능을수행해야함을뜻한다. 이를다시종합해보면시스템의주요한특징은다음과같다. 1 시스템의구성원들은상호관련적이고상호의존적이다. 2 시스템을부분이아닌전체로보아야한다. 3 목표추구적이다. 4 시스템에는반드시입력 (input) 과출력 (output) 이있고입력을출력으로변환시키는처리 (process) 과정이있다. 5 시스템은목표가달성되도록그구성원들을통제 (control) 할수있어야한다. 6 하나의시스템은규모가작은하위시스템들로구성되는것이보통이며, 하위시스템은더작은시스템을내포하여계층구조를이루는것이보통이다.

15 제 1 장경영과정보시스템 / 정보시스템의개념 1. 정보시스템의정의 정보시스템은조직에서의사결정과통제를지원하기위하여정보를수집 ( 추출 ), 처리, 저장및분배하는상호관련된요소의집합을말한다. 정보시스템은자료를입력 (input) 받아처리과정 (process) 을거쳐정보 (information) 를산출해내는것이다. 즉자료를입력받아이를정보로변환시키는시스템이다. 이것은경영관리나의사결정에필요한자료를획득하고저장하며, 가공하고그결과를제시하거나검색할수있게한다. 2. 정보시스템의구성요소 이러한정보시스템은하드웨어, 소프트웨어, 네트워크, 데이터베이스, 운영절차, 인력등으로구성된다. 1 하드웨어 (hardware) 컴퓨터본체, 모니터, 키보드, 프린터와같이자료와정보를받아서처리하고보여주는일련의장치들이다. 2 소프트웨어 (software) 하드웨어가자료를처리하도록하는일련의컴퓨터프로그램들이다. 3 네트워크 (network) 다른컴퓨터들간에자원을공유하도록하는연결시스템이다. 4 데이터베이스 (database) 조직에서의다양한정보요구를충족시킬수있도록상호관련된데이터를모아놓은통합된데이터의집합체이다. 5 운영절차 (procedure) 정보시스템의사용을위한전략, 정책, 방법, 규칙들이다. 6 인력 (people) 정보시스템을이용하여작업하거나그산출물을이용하는사용자및운영자이다.

16 16 / 제 1 부경영과정보시스템 3. 정보시스템의유형 컴퓨터기반정보시스템 (CBIS : computer-based information system) 은목표한업무의일부나전체를수행하기위해컴퓨터나원격통신기술을사용하는정보시스템이다 기업과정보시스템 기업과정보시스템을그림으로표시하면 < 그림 1-2> 와같다. 기업이란공급처로부터자재를구입하여제품을생산, 이를소비자에게공급하는과정을반복함으로써이윤극대화라는목적을추구하는하나의시스템이다. < 그림 1-2> 기업과정보시스템

17 제 1 장경영과정보시스템 / 17 따라서정보시스템의역할은조직의운영과경영환경 ( 시장 ) 에관한정보를경영진에게제공, 이들이조직운영을통제할수있도록하는것이다. 기업이환경변화를무시하고현재상태에만안주하려할때내부적으로엔트로피 (entropy) 가증대되어마침내붕괴된다. 사용자요구의변화를수용하기힘들면사용이저조해져궁극적으로폐기하게된다. 따라서사용자의요구 (requirements) 를충분히반영해야하고수정 변경이용이한시스템을개발해야한다. 정보시스템은자료를입력 (input) 받아처리과정 (process) 을거쳐정보 (information) 를산출해내는것이다. 즉자료를입력받아이를정보로변환시키는시스템이다. 이것은경영관리나의사결정에필요한자료를획득하고저장하며, 가공하고그결과를제시하거나검색할수있게한다. 이러한정보시스템은하드웨어 (hardware), 소프트웨어 (software), 네트워크 (network), 데이터베이스 (database), 운영절차 (procedure), 사용자및운영자등으로구성된다. 시스템개발시분석과설계의대상으로삼는것은조직의업무와컴퓨터를기반으로하는정보시스템 (CBIS, computer based information system) 으로이를통하여조직의동맥경화증을예방할수가있다. 정보는마치인체의혈액과같아서정보가원활하게유통될때조직에활력이넘치고발전이있다. 정보는의사결정을위한판단근거가되기때문이다.

18 18 / 제 1 부경영과정보시스템 1.3 경영관리와정보시스템 경영관리 1. 경영관리의개념 경영관리란기업이추구하는목적달성을위하여제한된인적, 물적자원을최적으로배분하고이용하기위한경영활동이다. 이러한경영활동은먼저어떻게기업활동을전개할것인가에대한계획을수립하고그계획을실행하며, 실행결과를평가하여기업활동을개선하는과정을통해이루어진다. 기업활동이원활히이루어지도록하기위한경영관리는기획, 조직화, 충원, 지휘, 그리고통제라는다섯단계의순환과정으로이루어진다. 1 기획 (planning) 기업의경영목표를세우고이를달성하기위한가장좋은방안을찾는활동이다. 즉, 기획은누가, 언제, 무엇을, 어떻게할것인가등을사전에결정하는과정으로, 조직의목적이나목표를효과적으로달성할수있는방안을수립하는과정이다. 2 조직화 (organizing) 조직화는수립된계획을성공적으로달성하기위하여어떠한형태로조직을구성할것인가를결정하고인적및물적자원, 자본, 정보, 지식등을배분하고조정하는활동이다. 이것은경영목표가결정된후이를가장효과적으로달성할수있도록조직의활동과장비, 구성원을체계적으로구성하고배치하는것을말한다. 3 충원 (staffing) 충원이란조직화단계에서규명된필요자원을획득하는것으로서특히, 기업의운영을위해필요한인력을확보하기위한활동을말한다. 4 지휘 (leading) 기업의목표를달성하기위하여요구되는업무를잘수행할수있도록종업원들의동기를유발하고이끄는활동이다. 5 통제 (controlling) 종업원이수행하는업무가제대로추진되고있는가를확인하고문제가있을

19 제 1 장경영과정보시스템 / 19 때수정하는활동이다. 이것은기업의계획된목표가달성될수있도록계획 과비교하여성과를측정하고성과를향상시키기위한조치를취하게되는 것을말한다. 2. 계층별경영관리 경영관리는조직계층에따라서로다른특성과기능으로체계화되는데, 경영관리기능을수행하는조직계층을경영계층이라한다. 일반적으로경영계층은최고경영층, 중간경영층, 하위경영층의세가지계층으로구분되는데, 대체적으로상위경영층으로올라갈수록비정형적이고전략적인업무를수행하며, 하위경영층으로내려갈수록정형적이고일상적인업무를수행한다. 앤소니 (R. Anthony) 는조직에서수행되는다양한경영활동을일련의계층적활동으로파악할수있다고하였다. 즉경영관리자에의해수행되는활동은경영계층에따라크게전략기획 (strategic planning), 관리통제 (management control), 운영통제 (operational control) 로나누어진다는것이다 계층별경영관리와정보시스템 정보시스템은크게운영업무를위한정보시스템과경영관리자를위한정보시스템으로구분할수있다. 전자는기업활동의가장기본적인업무와그와관련된데이터를처리하는것이목적이고, 후자는세부업무를통해발생되는데이터를경영관리자의관리활동및의사결정에필요한정보로가공하여제공함이목적이다. 이를경영계층에따라구분하면하위경영층과운영요원층의업무와데이터처리를위한거래처리시스템, 중간경영층의정보처리를위한경영정보시스템, 그리고최고경영층의경영업무지원을위한중역정보시스템으로나눌수있다. 1. MIS 의개념 MIS(Management Information System, 경영정보시스템 ) 는 1970년대초반에개념이등장하였는데, 1980년대초반에붐을일으켜당시경영자들은문제발생시만능에가까운시스템의등장을열망하였다. 그이전에는급여, 재고, 판매, 회계등의기본적인업무에자료처리전산 (Electronic Data Processing) 이이루어지고있었다.

20 20 / 제 1 부경영과정보시스템 MIS란컴퓨터를거래처리에서뿐만아니라조직의운영및관리, 그리고전략수립에까지도활용하는것으로볼수있다. 따라서 EDP는 MIS의하부구조를이루는것으로 MIS를떠받치는주춧돌의역할을한다. MIS는 EDP를포함하며 EDP를도외시한 MIS는존재할수없다. EDP가거래처리내지일상업무와관련한자료의기록, 보관, 정리및보고에역점을둔다면, MIS는이러한자료를활용한분석, 기획및의사결정지원등에중점을둔다. MIS란조직의운영, 관리및전략수립에필요한정보를제공해주는인간과컴퓨터의결합체 (man-machine system) 로정의할수있다. 이것은경영층을위한보고자료나하부업무의운영, 통제및평가를종합적이고도요약된정보를손쉽게제공해주는시스템인것이다. 조직의운영이란거래처리 (transaction processing) 를뜻하는것으로판매, 생산, 재고, 인사, 회계등의각분야에서매일매일발생하는거래의기록 계산 조회및보고를뜻한다. 일반사무직근로자들이이업무를담당한다. 조직의관리는운영통제 (operation control) 와관리통제 (management control) 로나누어볼수있다. 운영통제란최일선의관리자가거래들이과연능률적으로, 그리고효과적으로처리되고있는가를감독하고필요한조치를취하는것을말한다. 능률적운영이란주어진시설과자재, 노동력등의자원을활용하여최대한의산물을어떻게생산해내느냐하는효율성 (efficiency) 의극대화를뜻하며, 효과적운영이란조직목표에의기여도, 예컨대고객에대한서비스의개선을통한매출액증대등효과성 (effectiveness) 의제고를뜻한다. 대리나과장이운영통제기능을수행한다. 관리통제란조직의장기목표를달성하기위한전략의구체적실천방안마련, 집행결과분석및사후조치강구를뜻한다. 구체적으로는장기경영목표를중 단기계획으로세분화시키고이의실행에필요한자원의획득과배분, 계획과실적간의비교, 차질원인의분석및자원재배치등을뜻한다. 주로부장들이하는일이여기에해당한다. 전략기획 (strategic planning) 이란조직의경영환경과능력을감안, 장기적인성장목표를정하고이를달성하기위한기본전략을수립하는것으로신규사업에의참여, 방향설정, 기업이념, 재정립등이여기에속한다. 최고경영층의주임무가이것이다.

21 제 1 장경영과정보시스템 / 조직과정보시스템 조직은공동의목적을달성하기위하여정립한체계화된구조에따라조직구성원이상호작용을하며, 경계를가지고외부환경에적응하는인간의사회적집단을의미한다. 조직을시스템관점에서보면공통의목적, 체계화된구조, 조직구성원, 그리고환경과경계로구성된시스템이라할수있다 ( 한재민, 2002) 조직에서정보시스템의역할 시스템관점에서의조직은환경으로부터여러가지자원이투입되면다양한조직의처리과정을거쳐제품과서비스를만들고이를다시환경으로제공하는기능을수행한다. 그리고이러한조직내에서정보시스템의역할은입력-처리-출력으로이어지는정보처리기능을통해조직활동 ( 프로세스 ) 을지원하고조직구성원에게정보를제공하며, 경영환경의신속한변화를감지하여환경변화에적절히대응할수있는적응력을갖추게하는기능을수행한다. 이러한정보시스템의역할은다음과같은다섯가지의기능으로세분화된다. 1 업무처리정보시스템의가장기본적인기능으로업무의효율적인처리가있다. 정보시스템을도입하여많은업무를자동화함으로써생산성을높이고업무의질을향상시킬수있다. 2 기획, 실행, 통제의연계기업은목표달성을위해계획을수립하고이를실행에옮기며실행과정이계획대로수행되도록통제한다. 이러한경영관리의기획, 실행, 통제과정이유기적으로연계될수있는수단으로정보시스템이활용될수있다. 3 하위시스템간조정조정이란조직의목적을달성하기위해서사람이나하위시스템들의갈등과상충관계를해소하고이들간의바람직한관계를설정하는것을의미한다. 즉, 정보시스템은서로다른부서나업무간의데이터교환, 업무연계, 원활한의사소통을가능하게함으로써하위시스템간의조정역할을수행할수

22 22 / 제 1 부경영과정보시스템 있다. 4 하위시스템의통합시스템은목적달성에필요한기능을수행하기위해여러개의하위시스템으로구성된다. 정보시스템은시스템을구성하는하위시스템들이공통의목적을달성하는데필요한기능을일관성있고효율적으로수행하도록하위시스템들을통합하는역할을제공한다. 5 환경변화의감지조직은경제적, 정치적, 사회적, 기술적, 생태학적환경내에서존재한다. 조직은환경으로부터조직활동에필요한자원을입력받고이를처리하여다시환경에제공하게된다. 정보시스템은외부정보원천으로부터수집되는각종데이터를가공하고분석하여경영계획과전략, 그리고환경변화에대한대응방안을수립하는업무를지원한다 정보시스템과조직의변화 정보시스템이조직에도입되면조직에서는과업구조, 인력구조, 조직구조, 그리고궁극적으로조직문화에이르기까지상당한변화가일어난다. 즉, 일상적인작업들이자동화되어인력이절감된다든지, 조직계층의수가줄어들어조직구조가수평적으로된다든지, 권한이하위계층으로이양된다든지하는변화가일어난다. 1. 조직변화의주요요소 조직의구성요소는사람 (people), 과업 (task), 조직구조 (structure), 문화 (culture), 기술 (technology) 이라고할수있다. 이다섯가지의요소가지속적으로상호작용을하면서일정한특성을가진조직을형성한다. 하나의요소가변화하면이에따라다른요소도영향을받게되며, 궁극적으로조직의특성에변화를가져오게된다. 정보시스템은다섯가지요소중기술의하나로간주할수있으며, 정보시스템이란새로운기술이조직에도입되면과업, 사람, 조직구조, 그리고조직문화에영향을미침으로써조직의변화를야기하게된다. 그러나정보시스템이다른네가지요소와적절한변화과정을공유하지못하고일방적으로도입된다면정보시스

23 제 1 장경영과정보시스템 / 23 템은성공적으로구축되지못할가능성이높게된다. 2. 정보시스템으로인한조직의변화 (1) 과업구조정보시스템의도입은과업구조와경영관리과정에상당한영향을미치게되는데, 복잡한과정을거쳐수행되던업무는보다단순화되고, 표준화되며, 통합화된다. 1 단순화정보시스템이도입됨으로써과거복잡한과정을거쳐수작업으로처리했던업무방식이단순화된다. 예를들어, 병원에정보시스템이도입되기전에는모든업무처리가장부에수기하는방식으로이루어졌다. 입금과출금, 진료비수납등은모두담당자에의해서수작업으로이루어졌으나, 정보시스템을도입한이후에는간단한컴퓨터조작으로입출금전표처리는물론, 진료비수납및퇴원정산등이자동으로처리된다. 이와같이정보시스템을도입하여활용함으로써업무가보다단순화되어비전문가들도일상적인업무처리가가능하게된다. 2 표준화정보시스템이도입되기위해서는사전에업무처리절차및양식등이표준화되어있어야한다. 업무의표준화는정보시스템을개발하기위한전제조건이며, 업무의표준화가미흡한경우에는업무처리의정보시스템화가매우어려울뿐만아니라, 정보시스템의도입효과도떨어지게된다. 그러므로, 기업에서정보시스템도입을추진하는과정에서우선적으로업무처리및자료의표준화를추진하게된다. 3 통합화정보시스템이구축되면표준화된과업들은정보시스템을중심으로통합이가능하게된다. 예를들어, 포드자동차의구매부서에서는구매주문서, 물품수취서류와송장이일치하는지를대조하느라상당한인원과시간이소요되었다. 그러나주문결재시스템을도입한후주문내용, 제품의수취내역을바로데이터베이스에입력하고조회하여대금결재가이루어지도록함으로써중복되고유사한업무를통합할수있었다.

24 24 / 제 1 부경영과정보시스템 정보시스템은조직구성원이담당하는과업의처리방식에변화를가져옴으로써궁극적으로조직의과업구조를변화시킨다. 정보시스템이도입됨에따라단순반복적인과업이감소되며, 대인접촉보다는컴퓨터접촉을주로하는업무가증가한다. 즉, 자료수집이나단순집계같은업무는감소하는데, 경영관리자의경우정보의수집, 정리, 보관등의단순사무업무는감소하고정보활용을위한분석력, 판단력, 창의력을요구하는업무는증가한다. 또한, 업무의많은부분이컴퓨터에의해처리되고, 의사결정과정과커뮤니케이션이전자우편, 전자결재, 화상회의등과같은통신기술에의해지원됨으로써대인간업무보다는컴퓨터를통한업무가증가하게된다. (2) 인력구조정보시스템의도입은조직구성원의과업구조를변화시킴으로써조직내인력구조에도영향을미치게된다. 단순반복적인업무의감소는이러한과업에종사하던조직구성원의수를줄이는효과로나타나는데, 일반적으로정보시스템구축의기대효과로인력절감이많이제시되는이유가여기에기인한다고볼수있다. 정보시스템의도입은특히중간관리층의인력구조에많은영향을미친다. 일선업무의감독과경영층에대한정보제공등과같은기능이정보시스템에의해대체되거나훨씬효율적으로지원되면서점차중간관리자의역할과기능이줄어들게된다. 이런경우중간관리자의수가줄어들거나전문화되어라인으로부터이탈하는인력구조의변화가발생한다. (3) 조직구조정보시스템의도입은과업구조와인력구조에영향을미치고이는다시조직구조에영향을미친다. 조직구조에대한영향으로는크게, 조직계층의수평화, 전문화, 집권화와분권화로나누어볼수있다. 1 조직계층의수평화정보시스템이조직에도입되면정보처리의상당부분은컴퓨터에의해처리되기때문에각부서의수는감소하고계층수도줄어들게된다. 또한정보시스템을이용하여하위층에서경영층으로혹은경영층에서하위층으로직접

25 제 1 장경영과정보시스템 / 25 적인의사소통이가능해짐에따라중간관리계층의역할은보다축소되고조직계층은보다수평적으로된다. 특히중간관리층이담당했던구조적이고일상적인업무는자동처리되고, 비구조적인의사결정은점차최고경영층으로이관됨으로써조직계층이보다수평적으로될가능성이높다. 2 전문화정보시스템이도입되면조직구성원의단순반복업무는시스템으로대체되고조직구성원은보다창의적이고전문적인업무에치중하게된다. 따라서조직구조도전통적인기능중심의라인조직보다는전문적인스텝조직이강화되는형태로변하게된다. 3 집권화와분권화정보시스템의도입은경영관리에있어서조정과통제기능에영향을미치게되고, 이는권한과책임의분권화정도에따라조직구조에영향을미친다. 정보시스템의도입으로인한분권화의정도는서로상반된견해가존재하는데, 분권화가촉진된다는견해와집권화가강화된다는견해가있다. 정보시스템의도입이단순히조직의집권화를강화시키느냐, 분권화를강화시키느냐에대한일률적인결론을내리기는어렵고, 기업이처한환경, 전략, 업무특성등에따라조직이집권화될수도있고분권화될수도있다고보아야할것이다. 즉, 안정적인환경에처한기업에서는집권화의경향이강화될것이고, 극심한환경변화를겪는기업에서는환경변화에능동적으로대처해야하기때문에분권화의경향이강화될것이다. 또한, 기업의업무특성이비교적일상적이고구조적인경우에는집권화의경향이강화될수있으나, 업무특성이다양성이높고많은정보를필요로하는경우에는분권화의경향이강화될것이다. (4) 조직문화기업문화혹은조직문화는조직의구성원들이공유하고있는가치관, 신념, 관습, 규범, 그리고전통등의집합체로서공유가치, 경영전략, 조직구조, 관리시스템, 구성원, 리더십스타일, 그리고지식과기술로구성된다. 이들일곱가지요소들은공유가치를중심으로서로밀접하게연결되어조직문화를형성하고있다. 요즘우리나라기업의종업원들은과거와는달리소득보다는여가를선호하고조직

26 26 / 제 1 부경영과정보시스템 을위한희생보다는개인의발전을추구하는경향이강하다고할수있다. 이러한가치관의변화는새로운정보시스템을요구하게된다. 소위 3D 업종의일은자동화하고, 사람에게는보다창의적인업무를부여하고, 생산성향상을통해더많은여가를조직구성원에게제공할수있는정보시스템을선호하게된다. 이와같이, 정보시스템은조직문화의각요소들과상호작용의관계에있다. 즉, 조직문화가어떠한특성을가지고있고, 또한어떻게변화하느냐에따라정보시스템에대한요구가달라지며, 정보시스템의구축역시조직문화에변화를야기하게된다.

27 제 2 부 정보기술일반 제 2 장컴퓨터시스템제 3 장컴퓨터소프트웨어제 4 장데이터베이스시스템제 5 장정보통신제 6 장경영혁신과전사적애플리케이션

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29 제 2 장 컴퓨터시스템 2.1 컴퓨터의개요 2.2 컴퓨터의발달및종류 2.3 컴퓨터환경의구성방식 2.4 최신하드웨어플랫폼

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31 제 2 장컴퓨터시스템 / 컴퓨터의개요 컴퓨터의개념 컴퓨터라는단어는 계산하다 라는뜻을가진라틴어인 computare 에서유래되었다. 컴퓨터 (computer) 라는단어는전자회로를이용하여다양한종류의데이터를처리하는기기를일컫는다. 하지만폭넓은의미에서보면컴퓨터는전자회로의유무와관계없이계산을할수있는기기전반을가리킨다. 즉, 컴퓨터는자료를입력, 저장해두었다가일련의프로그램의명령에따라자료를처리하여요약된정보를산출하는디지털전자기계이다. 컴퓨터는데이터를처리하는기계적인기능을가진하드웨어 (hardware) 와하드웨어를운영하고데이터를처리하는과정을규정하는소프트웨어 (software) 로구분된다. 하드웨어와소프트웨어로구성되어데이터를처리하는시스템을컴퓨터시스템이라하며, 흔히컴퓨터라하면대개컴퓨터하드웨어를의미한다. 컴퓨터는아직까지스스로의지능을가지고있지못하고, 단지프로그램형태로인간이정의해준작업만을수행할수있을뿐이다. 컴퓨터는전자적회로의예 (on, 켜짐 ) 또는아니오 (off, 꺼짐 ) 를지시하는프로그램에의해자료를저장, 검색, 처리할뿐이며, 전자회로를이용하여산술연산 (arithmetic operation : 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈등 ), 자료값간의논리적비교 (logical comparision : >, <, =,,, ), 그리고저장과검색 (storage and retrieval operations) 등세가지의기본적인기능을수행한다. 컴퓨터가인간의능력을초월하여강력한힘을발휘하는이유는컴퓨터의빠른처리속도, 정확성및거대한저장능력때문이다. 컴퓨터시스템의주요기능은방대한자료를신속, 정확하게처리하는것이다 컴퓨터의구성요소 컴퓨터의하드웨어는 < 그림 2-1> 과같이, 크게중앙처리장치와주변장치로구성되며중앙처리장치는다시제어장치, 연산논리장치, 주기억장치로, 주변장치는입출력장치와보조기억장치로구성된다.

32 32 / 제 2 부정보기술일반 < 그림 2-1> 컴퓨터의구성요소 컴퓨터하드웨어는 < 그림 2-2> 와같이, 사용자로부터데이터를입력받는입력장치 (input device), 지시 ( 명령 ) 에따라주어진데이터를처리하는중앙처리장치 (CPU), 처리된결과를출력하는출력장치 (output device), 그리고프로그램과데이터를저장하는보조기억장치 (secondary storage device) 로구성된다. 컴퓨터의작동과정을보면다음과같다. 컴퓨터에전원이공급되면우선적으로운영체제 (OS, operating system) 프로그램이실행되고, 사용자의명령을기다리게된다. 사용자가명령을입력하면운영체제가이를해석하여직접처리할수있는것은곧바로처리결과를돌려주고, 특정프로그램을실행시키라는명령은제어장치에게통보하고제어권을넘겨준다. 제어장치는보조기억장치에저장되어있는프로그램을주기억장치에올려놓고이를차례대로해석하여적절한다른장치에전달하여이를수행하도록지시한다. 프로그램의수행이종료되면제어권은다시운영체제로돌아오며, 다시사용자의명령을기다린다.

33 제 2 장컴퓨터시스템 / 33 < 그림 2-2> 컴퓨터하드웨어의구성 1. 중앙처리장치 중앙처리장치 (CPU, central processing unit) 는컴퓨터시스템의심장부로서제어장치, 연산논리장치, 주기억장치의세부분으로구성되며, 실제적인수치계산또는수치가공을컴퓨터내부에서실행하는역할을담당한다. 중앙처리장치에서처리되는작업에는분류작업 (classifying), 정렬작업 (sorting), 연산작업 (calculating : 산술적 / 논리적연산 ), 자료요약 (summarizing), 저장작업 (storaging) 등이있다. 제어장치와연산논리장치를합하여프로세서 (processor) 라고부르기도하는데, 프로세서는한개또는그이상의회로요소또는칩 (chip) 으로구성된다. 대형컴퓨터는프로세서를상자같은구조물또는프레임내에몇개의회로판위에설치할수있는데, 여기에서메인프레임이라는말이나오게되었다. 마이크로컴퓨터의경우에는프로세서들이한개의끼움칩 (plug-in chip) 에알맞도록소형화되어있으며, 이것이마이크로프로세서이다. 중앙처리장치 (CPU) 는실리콘웨이퍼나칩 (chip) 의회로안에수백만개의마이크로트랜지스터로구성된마이크로프로세서이다. 실리콘 (silicon) 은진흙과모래에서널리발견되는물질이며도체와부도체의중간성질을띠는반도체이다. 칩

34 34 / 제 2 부정보기술일반 (chip) 은미세한전자회로부속 ( 주로트랜지스터 ) 들을내장한작은실리콘조각으로서그종류에는마이크로프로세서, 메모리, 논리, 통신, 그래픽칩등이있다. 마이크로프로세서는일반적인중앙처리장치의기능중에서제어와연산기능만갖는반도체칩으로주기억장치가포함되지않으며통상칩이라고한다. 예를들면, 펜티엄 Ⅳ 등이있다. 트랜지스터는전기적으로작동되는아주작은스위치로서켜짐 (ON) 과꺼짐 (OFF) 사이를 1초에수백만번왔다갔다한다. 1) 중앙처리장치 (CPU) 의작동원리 자료와프로그램은 CPU에입력되면바로주기억장치에저장된다. 즉, 처리가시작되면자료는입력매체로부터입력장치에의해주기억장치로전송되어, 처리상필요할때까지주기억장치에머물게된다. 처리중인자료와연산논리장치 (ALU) 의중간결과역시주기억장치에저장되며, 모든연산과처리가끝난최종결과는제어장치에의해출력장치로전송될때까지주기억장치에남게된다. (1) 기계주기 (machine cycle) 기계주기는 CPU가명령을실행 ( 처리 ) 하는과정을말한다. 컴퓨터는주기억장치내에서데이터또는명령어를추적 ( 접근 ) 하기위하여우편제도처럼주소 (address) 를이용한다. 주소는고유한번호에의해주기억장치내에지정된위치인데, 이곳에는데이터나명령어의한문자가처리중에저장된다. 각문자를처리하기위해 CPU의제어장치가그문자를메모리내의그주소로부터가져와레지스터 (register) 에넣는다. 이것이기계주기의첫단계이다. 기계주기는하나의프로그램명령어를실행하기위해수행하는일련의운영활동이다. 기계주기는명령주기와실행주기라는두부분으로구성된다. 명령주기 (instruction cycle) 는제어장치가주기억장치로부터하나의명령어를가져와서그명령어를해독 ( 해석 ) 하는과정이다 (< 그림 2-3> 의 1과 2). 실행주기 (execution cycle) 는연산논리장치가그명령을실행하고 ( 데이터에대해작업을수행하고 ) 그처리결과를주기억장치나레지스터에저장하는과정이다 (< 그림 2-3> 의 3과 4). 이러한전체과정이시스템시계 (system clock) 에의해동기화

35 제 2 장컴퓨터시스템 / 35 (synchronize) 된다. 시스템시계는석영크리스탈에서나오는고정진동을이용하여컴퓨터내에서일어나는모든작동의속도를통제한다. 시계 (clock) 의단위는 MHz( 메가헤르츠 ) 인데, 1MHz는 1초에 1백만번 ON/OFF 상태를만들어낸다. 컴퓨터는이시계에맞추어서명령을실행하며, 보통시스템시계한펄스 (pulse) 에한기계주기, 즉명령주기와실행주기를맞추어놓고있다. 펄스는파장이급격히상승하여일정시간동안지속된후급격히하강하는비정현파신호의총칭이다. (2) CPU의작동원리 CPU가작동되는원리는다음과같다. 프로그램 ( 명령 ), 데이터가입력매체로부터입력장치에의해주기억장치로전송되면 < 그림 2-3> 에서보는바와같이, CPU는다음과같은절차에따라작동된다. < 그림 2-3> CPU 의작동원리 1 주기억장치로부터프로그램명령어를가져와제어장치의레지스터에일시적으로저장한다 ( 명령어 명령어레지스터, 숫자 ( 피연산자 ) 주소레지스터로이동 ). 2 이동된명령어는제어장치내의특수회로인디코더 (decoder) 에의해해석 ( 해

36 36 / 제 2 부정보기술일반 독 ) 된다. 제어장치는필요한연산을수행할수있는전자회로 (path) 를 CPU 내부에마련한다 ( 예 : 데이터를읽어들이는회로를연다 ). 3 주기억장치에서읽어들인명령어 ( 데이터 ) 를연산논리장치의저장레지스터에일시적으로저장한다. 연산논리장치에서명령어를실행한다. 덧셈의경우 adder라는특수회로를이용, 저장레지스터에있는누산기 (accumulator) 로알려진레지스터에있는값에더한다. 4 계산결과를주기억장치에저장한다. 5 주기억장치에저장된계산결과데이터를출력장치로전송하여출력한다. 2) 중앙처리장치 (CPU) 의구성요소 (1) 제어장치 (control unit) 제어장치는컴퓨터시스템의각장치전체를명령하고감독하며제어하는역할을한다. 주기억장치에있는프로그램을호출하여프로그램의명령어를차례로읽어서이를해독 ( 해석 ) 하고, 그명령에따라제어신호를만들어각장치에전달해주며각장치의동작을제어한다. 또한, 자료의입력과출력을제어하고연산논리장치의산출연산과논리연산을제어한다. (2) 연산논리장치 (ALU, arithmetic-logic unit) 자료의처리는산술연산과논리연산을수행하는연산논리장치에서일어난다. 산술연산에는덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈이포함되고, 논리연산 ( 비교 ) 에는등식의여섯가지조합인 >, <, =,,, 이포함된다. 컴퓨터의내부처리는주로연산및비교작업이므로, ALU의설계와능력이컴퓨터의성능을좌우하게된다. CPU는 2진 (0, 1) 형태의데이터만을처리한다. 연산논리장치가수행하는연산에는산술, 논리, 관계, 이동연산등이있다. 연산장치에는뺄셈을수행하기위하여입력된값을보수로변환하는보수기 (complementor) 와 2진수덧셈을수행하는가산기 (adder) 가있으며, 누산기 (accumulator) 는사칙연산등의연산된결과를일시적으로저장하는레지스터이다.

37 제 2 장컴퓨터시스템 / 37 (3) 주기억장치 (main memory, primary storage) 주기억장치는중앙처리장치 (CPU) 의작업장소역할을하는반도체칩 (semiconductor chip) 으로보통램 (random access memory, RAM) 또는메모리라부르기도한다. 주기억장치는 CPU 내에서명령어, 자료, 중간결과및최종결과등을저장한다. 주기억장치는처리속도가빠른기억소자로구성되며, 전원이꺼지는경우저장된내용이지워져버리는휘발성 (volatility) 을가지고있다. 주기억장치에는반도체가사용되며, 반도체메모리는실리콘칩위에설계된회로들로구성된다. 반도체는온 (on) 이나오프 (off) 의상태를가질수있는비트셀 (bit cell) 이라불리는곳에자료를저장하도록설계된다. 온 상태는 1로, 오프 상태는 0으로나타낸다. 주기억장치는수천개의온 / 오프 (on/off) 장치로구성되어있으며, 각장치는한개의비트 (bit) 를나타낸다. 주기억장치는사실상컴퓨터의단기적용량을나타내고, 이는일정순간에처리할수있는프로그램과자료파일의총량을결정한다. 주기억장치의메모리내용은임시적이며, 메모리용량은컴퓨터에따라다르다. 메모리의크기는중요한데, 한번에처리할수있는자료의양과그자료를처리하는데쓰이는프로그램의크기와복잡정도를결정하기때문이다. 컴퓨터의기억장치에서모든자료는기본적으로이진수 (bit, 0과 1값 ) 로저장된다. 컴퓨터내부의기억장치에서, 문자를저장하는기본단위는바이트 (byte) 이며, 바이트는문자표현의최소단위이다. 그리고, 정수나실수를저장하는기본단위는워드 (word) 인데, 워드는 CPU내의각장치들간에한번에오가는데이터의양이다. 각바이트와워드에는기억장치내에서그위치를나타낼수있도록주소 (address) 가부여된다. 주기억장치 (RAM) 의용량이클수록컴퓨터의작동속도가빨라지고소프트웨어도잘돌아간다. 1 램 (RAM) 램 (RAM) 은즉각적으로처리할자료나프로그램을임시로저장하는반도체 기억장치이다.

38 38 / 제 2 부정보기술일반 2 롬 (ROM) 롬 (ROM) 은컴퓨터의기본적인작동을관리하는데필요한프로그램과정보가저장되는곳이다. 롬 (ROM) 내장프로그램은컴퓨터를시동하거나문자들을화면에띄우는것과같은기본컴퓨터운영을위한명령어들이다. 이들은내용을변경할수도없고전원을끊어도내용이소멸되지않는비휘발성을가지고있다. 3 레지스터 (register) 레지스터는컴퓨터처리중명령어와데이터를 CPU 내에서임시로보유하는영역으로제어장치와연산논리장치에존재한다. 중간계산은레지스터에서수행되고결과는주기억장치로보내진다. 가장작은용량을가지고있고, 단지즉각적으로사용될극도로제한된명령과데이터들만이처리되기전이나후에저장된다. 레지스터는즉각처리될자료를보유할수있고, CPU의제어장치에의해매우빠르게정보를전송할수있다. 중요한레지스터로는명령어레지스터, 번지레지스터, 인덱스레지스터, 누산기등이있다. 명령어레지스터는현재실행중인명령의내용을기억하는레지스터이다. 4 캐시메모리 (cache memory) CPU가 RAM에서필요한데이터를읽어오려고할때 CPU의처리속도에비해 RAM의속도가너무느리기때문에 CPU에필요한데이터를그때그때전달하지못하는상황이발생한다. 그래서 CPU와비슷한속도로동작하는메모리를하나더만들어 CPU가자주사용하는데이터를저장해두는곳이캐시메모리이다. 캐시메모리는프로세서와주기억장치의속도차이를보완하기위해제공되는일종의버퍼역할을하는기억장치이다. 속도가빠른 CPU와상대적으로속도가느린주기억장치사이에위치하며, 컴퓨터의처리속도를향상시키는역할을한다. 캐시메모리는 DRAM보다접근속도가빠른 SRAM 등이사용되며, 주기억장치보다소용량으로구성된다.

39 제 2 장컴퓨터시스템 / 39 < 그림 2-4> 기억장치의계층 3) 컴퓨터의성능 컴퓨터의성능은일반적으로주어진작업을얼마나빠른시간에처리할수있는가를나타내는처리속도와한번에얼마나많은양의데이터를저장할수있는가를나타내는기억용량에따라결정된다. (1) 처리속도 (processing speed) 컴퓨터의처리속도는중앙처리장치 (CPU) 의처리속도에크게영향을받는다. 그러나중앙처리장치가아무리빨리데이터를처리하더라도주변장치들이이속도를제대로따라가지못하면전체시스템의처리속도향상은기대할수없다. 즉, 컴퓨터의처리속도는중앙처리장치 (CPU) 의처리속도, 주기억장치에대한접근속도, 각장치들간의데이터전달속도, 보조기억장치의입출력속도등에의해서종합적으로결정된다. 이외에도물리적인요소로는전류가단속되는속도 (ON 상태에서 OFF 상태로

40 40 / 제 2 부정보기술일반 바뀌는시간 ) 와전류가회로에도달하기까지의거리 ( 회로간의거리 ) 가컴퓨터의속도에영향을준다. 그밖의요인들은프로그램을작성하는데사용된프로그래밍언어, 컴퓨터가한번에처리할수있는자료의양 (word size), 컴퓨터의주기억장치가쉽게받아들일수있는데이터와명령어의양이다. 1 중앙처리장치 (CPU) 의처리속도 CPU의처리속도는 CPU가 1초에처리할수있는명령문혹은지시 (instruction) 의개수를백만개의단위로나타낸 MIPS(million instructions per second) 로표시한다. 여기서지시란 CPU가수행하는가장기본적인단위명령을의미한다. 그리고컴퓨터의처리속도를나타내는시간단위로는밀리초 (millisecond : 천분의 1초 ), 마이크로초 (microsecond : 백만분의 1초 ), 나노초 (nanosecond : 1 억분의 1초 ), 피코초 (picosecond : 1조분의 1초 ) 등이있다. 2 신호의전달속도컴퓨터의여러장치들간에는전기적인신호가계속적으로전달된다. 이러한신호의전달속도는 1초에몇백만번의주기를갖는가로나타내며, 보통 MHz(mega hertz) 로표시된다. 3 버스의폭컴퓨터의처리속도는데이터버스의크기에의해서도영향을받는다. 버스 (bus) 는컴퓨터의각장치들간에데이터를전달하는회선으로데이터버스와제어버스로구성된다. 데이터버스의폭이크면클수록한번에전달할수있는데이터의양 ( 비트의수 ) 이많아지므로컴퓨터의처리속도는빨라진다. 버스는요러차선을가진고속도로와같아서, 버스가차선을많이가질수록비트들은더빨리전달된다. 4 주기억장치의접근속도주기억장치의접근속도는제어장치가기억장치에데이터를기억시키거나읽어오는데걸리는시간을말한다. 주기억장치의접근속도는주로기억소자의종류에의해결정되므로새로운소자개발에대한연구가필요하다.

41 제 2 장컴퓨터시스템 / 41 5 보조기억장치의접근속도컴퓨터의처리속도는처리할데이터를읽어오거나처리된결과를저장하는보조기억장치의접근속도와도관계가있다. 디스크의접근속도는디스크의회전속도와접근장치의접근속도에의해결정된다. 디스크는주기억장치보다속도가훨씬느리므로이를보완하기위하여디스크캐시등을이용하거나접근속도가빠른디스크를개발할필요가있다. (2) 기억용량컴퓨터가저장할수있는데이터의용량, 즉기억용량은보통하나의문자를기억하는데필요한바이트 (byte) 단위로표현된다. 일반적으로, 1바이트에는한개의알파벳또는두개의숫자가표현된다. 보통 8비트로서문자를표현하기에충분하므로 8비트가기억장치의기본단위가된다. 컴퓨터의메모리나디스크의저장용량은킬로바이트 (KB) 나메가바이트 (MB) 로나타낸다. 1KB는대략 1000바이트이고, 1MB는대략 1백만바이트, 1기가바이트 (GB) 는약 1억바이트, 1테라바이트 (TB) 는약 1조바이트이다. 주기억장치의용량이크면클수록실행에필요한프로그램과데이터를한번에많이기억시킬수있고이로인해상대적으로속도가느린보조기억장치에의접근횟수를줄일수있다. 따라서가능하면주기억장치의용량이클수록컴퓨터의전체처리속도는빨라진다고할수있다. 2. 보조기억장치 보조기억장치 (secondary storage device) 는프로그램이나데이터를파일의형식으로저장하는장소로, 사용자가필요에따라기록하거나지울수있으며전원이꺼지더라도데이터가지워지지않는비휘발성을가지고있다. 보조기억장치에는자기테이프, 자기디스크, 광디스크등이있다. (1) 자기테이프 (magnetic tape) 자기테이프는자기처리를한플라스틱테이프에데이터를저장하는방식으로 카세테이프와유사한방식으로데이터를저장한다. 데이터를저장하거나읽기

42 42 / 제 2 부정보기술일반 위해서는테이프의앞에서부터차례로쓰거나읽어야하는순차적인접근방식 (sequential access method) 을사용한다. 자기테이프는저장용량당가격이저렴하고데이터보관이비교적안정적이기때문에일괄처리방식에서대량의데이터를저장하거나백업 (backup) 용으로데이터를저장하는경우에많이사용되고있다. 자료저장에자기테이프를사용하면 CPU와자기테이프간의자료전송속도가빠르고, 기록밀도가높아서작은공간에많은양의데이터를저장할수있으며, 상대적으로저렴한비용으로높은용량과백업수단을제공하는장점이있는반면, 순차적접근방식으로인하여자료검색에많은시간이소요되고환경적요인에의하여훼손될수있다는단점이있다. (2) 자기디스크 (magnetic disk) 자기디스크는원하는곳에직접데이터를읽거나쓸수있는직접접근방식 (direct access method) 을사용한다. 자기디스크는자기산화물을입힌원반으로플로피디스크와하드디스크가있다. 플로피디스크는재사용이가능하고가볍고보관이쉬우며값이싸다. 하드디스크는양면이산화철같은자성물질로입혀져있는금속원반인데, 그표면은은반과달리홈이없이매끄럽다. 마이크로컴퓨터에서하드디스크는시스템에내장되어있지만, 분리가능한하드디스크카트리지와같은외부하드디스크도있다. 대형컴퓨터에서는분리가능한하드디스크팩이나레이드 (RAID, redundant array of inexpensive disks) 저장시스템을이용한다. 레이드장치는작은하드디스크드라이브를여러개사용하고데이터는모든하드드라이브에배분된다. 레이드시스템의장점은동일한공간내에서고정형디스크드라이브보다더많은데이터를저장할뿐만아니라드라이브하나가작동못하면다른드라이브들이대신할수있으므로신뢰성이더높다. (3) 광디스크 (optimal disk) 광디스크는레이저기술을이용하여데이터가기록 / 판독되는분리가능디스크이다. 레이저빔으로태운미세한구멍 (pit, 핏트 ) 의유무로써데이터를기록 / 판독한다. 하드디스크보다접근속도가훨씬빠르고반도체램보다는꽤느리지만, 저장용량이매우크다. 광디스크에는시디롬, 시디알, 웜, 삭제가능디스크등이있다.

43 제 2 장컴퓨터시스템 / 43 1 시디롬디스크 (CD-ROM disk) 음악시디처럼판독전용 (read-only) 디스크로서, 만들어질때이미텍스트, 그래픽, 소리등이저장되어있다. 저장용량이크고값이싸며내구력이강하다. 용도는지도, 의학이나법률등의자료, 백과사전, 게임, 영화, 잡지 / 서적류등의저장이다. 영화매체로사용되는 DVD(digital video disk) 는 CD-ROM의변형이다. 2 시디알디스크 (CD-R disk) 시디알 (CD-R, compact disk-recordable) 은특별히제작된디스크에사용자가데이터를기록할수있는시디로서, 표준형시디롬드라이브에의해판독될수있다. 3 웜디스크 (WORM disk) 웜 (WORM: write once, read many) 디스크는딱한번만기록되고그후삭제가불가능하며여러번읽힐수있으며, 장서, 사료등불변자료를저장하는데유용하다. 4 삭제가능광디스크 (erasable optical disk) 삭제가능광디스크는사용자가데이터를지울수있어디스크를여러번이용할수있다. 가장잘알려진유형은자기디스크와광디스크모두를응용한자기광디스크로서이러한디스크는대량문서의연속적인개정판을저장하거나멀티미디어제작을하는데유용하다. 3. 입출력장치 1) 입력장치 (1) 입력장치의종류입력장치에는숫자나문자, 그림, 소리등의데이터를컴퓨터가이해할수있는형태로바꿔주는키보드, 마우스, 트랙볼, 스캐너, 터치스크린, 스타일러스, 조이스

44 44 / 제 2 부정보기술일반 틱, 마이크로폰등이있다. 키보드 (keyboard) 는미리키보드상에정해져있는숫자, 문자, 그리고기호들을입력하는가장기본적인입력장치이다. 마우스 (mouse) 는모니터화면의커서를적절한위치로움직이게하는데사용되는도구이다. 마우스에약간변화를준것으로서그래픽다자인에많이사용되는트랙볼이있다. 조지스틱 (joystic) 은컴퓨터게임이나컴퓨터그래픽에서막대모양의손잡이를전후좌우여러방향으로움직여서위치정보를컴퓨터에입력하여화면상의도형이나물체를이동시키는데사용된다. 마이크로폰은음성을전기신호로변환시키는장치이다. 음성증폭기 ( 앰프 ) 나음성인식장치등에서음성입력장치로사용된다. (2) 원시자료자동화원시자료자동화 (source data automation) 는어떤거래가발생하는즉시현장에서그거래에대한자료를컴퓨터가읽을수있는형태로수집하는것이며, 그목적은사람의간섭을최소화시키면서데이터를입력하는것이다. 여기에는현금자동화기기 (ATM), POS 단말기 (point of sale terminal) 등의현금거래장치, 바코드판독기, 자기잉크문자인식 (MICR), 광학마크판독기 (OMR), 광학문자인식 (OCR) 등광학스캐너, 그리고기타음성인식시스템 (VRS), 센서 (sensor), 카메라 (camera) 등의유형을들수있다. 1 자기잉크문자인식 (MICR) 자성물질을포함한특수잉크로인자된문자나기호를자기헤드로읽어들이는것으로, 문자의식별이용이하고특수잉크를사용하기때문에기록내용이변조될위험성이적어수표와어음등금융기관에서장표처리에이용한다. 2 광학마크판독기 (OMR) 카드나용지의특정위치에연필이나사인펜등으로마크한것을직접광학적으로판독하는장치이다. OMR 표시문서상의특정위치에표시 (mark) 가있으면, 그문서가과원밑으로지나갈때그표시에서반사된빛이그존재를가리킴으로써광학표시페이지판독기가감식하게된다. 광학표시페이

45 제 2 장컴퓨터시스템 / 45 지판독기가서류들을판독하는것과동시에, 연결되어있는컴퓨터는광학 표시자료를자동적으로기계어로번역한다. OMR 은시험채점외에도주문접 수, 재고관리, 설문조사, 임금관리등에응용되고있다. 3 바코드판독기 (bar-code reader) 굵은선과가는선의조합으로코드를나타낸바코드가인쇄된입력매체에빛을쬐어반사되는빛의강약에따라전자신호를발생시키며, 이것으로논리회로를작동하여컴퓨터의내부코드로변환시키는광학원리를이용한다. 이렇게판독을통해컴퓨터는제품과상표명, 기타관련정보를파악하고이들자료를통해제품의가격을알아낸다음, 제품명과가격을화면과영수증에출력한다. 슈퍼마켓에서고객이상품을구입할때바코드판독기로상품에인쇄된바코드를읽어즉시판매자료로인식시켜수납처리할수있다. 4 광학문자인식 (OCR) 장표상에특정문자의형태로인쇄된문자에빛을비추어반사된빛의양적차이를이용하여문자를식별한다. 광학문자인식 (OCR) 은표시들의위치가아니라문자의형태로광자료를나타낸다는점에서가장큰차이가있으나, 쓰여진자료가반사된빛에의하여기계가판독할수있는형태로바뀌어진다는점에서는같다. 문자는용지와구별될수있는명암이있는것으로그기종과약속된특정한모양을하고있어야한다. 5 음성인식장치 (voice recognition device) 음성인식장치는말하는사람의음성에의해생성된전기적패턴과컴퓨터내에이미기록되어저장되어있는일단의패턴과비교하여그사람의말을디지털부호로전환시키는장치이다. 2) 출력장치 출력장치는컴퓨터가처리한정보를우리가이해할수있는형태로변환시켜주 는장치로서, 여기에는화면, 프린터, 플로트, 다중기능장치와오디오출력장치,

46 46 / 제 2 부정보기술일반 가상현실, 로봇등이있다. 화면 (monitor) 은입력시에는자료나프로그램명령어를, 처리후에는처리결과를보려주는출력장치이며, 프린터는처리된자료를사람이읽을수있는형태로문자, 기호, 그래픽등을인쇄해주는출력장치이다. 오디오출력장치로는화상회의, 고해상텔레비전 (HDTV), 삼차원텔레비전등이있다. 가상현실장치는컴퓨터가만들어낸일종의인공적인현실인 3차원공간에있는느낌을만들어주고, 로봇은사람이하는기능을실행하거나사람의지능이있는듯이작동하는장치이다 데이터와프로그램의표현방식 컴퓨터에의해처리되는데이터는스위치의열림과닫힘을나타내는 0 과 1 의이진수형태로표현된다. 이와같이두가지의상태만을나타낼수있는데이터단위를비트 (bit) 라고한다. 문자, 숫자, 그림 ( 이미지 ), 음성등과같은모든종류의데이터가컴퓨터를이용하여처리되기위해서는비트 (bit) 단위로바뀌어야한다. 1. 기계어 (machine language) 컴퓨터가직접해독할수있는 2진숫자 (binary digit) 로나타낸언어로프로그래밍언어의기본이된다. 즉컴퓨터를작동시키기위해 0과 1로나타낸컴퓨터고유명령형식이다. 프로그램은기계어로번역되어야만컴퓨터가그내용을이해하고작동하는데기계어로번역하는프로그램에는어셈블러 (assembler) 와컴파일러 (compiler) 가있다. 대부분의사람들은기계어로작성된명령어구문을이해할수없다. 0과 1로만구성되어있기때문이다. 그러나이것은컴퓨터스스로가이해할수있는것이고, 0과 1들은정확한저장위치와운영사항을나타낸다. 컴퓨터보다훨씬복잡한두뇌를가지고있는인간이이해할수있는프로그램구문들은어떻게컴퓨터가이해할수있는기계어로변환될수있을까? 언어번역기로불리는컴파일러 (compiler) 라는특수시스템프로그램이그구문들을기계어로신속히전환시켜준다.

47 제 2 장컴퓨터시스템 / 이진법의표현 컴퓨터와통신은전기를기반으로한다. 그런데어떻게그전기가데이터를나타낼수있을까? 해답은전기는켜져있거나 (on), 꺼져있거나 (off) 둘중하나의상태에있다는간단한사실에서출발한다. 데이터는컴퓨터에서기계회로의전기적상태에의해표현된다. 즉, 데이터는코어저장장치 (core memory) 에서의자기적상태, 반도체저장장치에서의전류상태, 버블에서의자기버블위치등에의해표현된다. 이모든상황에서 온 과 오프 의두가지상태만이가능하다. 이러한두가지상태의체계를이진체계 (binary system) 라하며, 이진체계에의해데이터를표현하는것을이진법표현이라한다. RAM에서한문자를저장하기위해서는 8개의칩 ( 스위치 ) 이필요하다. 예를들면, 영문자 L 을표현하기위해서는, off-offon-off-on-on-off-off 의 8개칩 ( 스위치 ) 이필요하다. 우리에게익숙한십진체계 (decimal system) 는 0에서 9까지의숫자가기본이지만, 이진체계에서는오직 0과 1 두개의숫자만이있다. 코어저장장치는 IC(integrated circuit, 집적회로 ) 가나오기전에컴퓨터의주기억장치의중심을이루던고속기억장치의일종으로, 소형의반지모양의자성체를 2차원적인행렬로배열하여절연동선으로짠것이며, 코어의자속방향에따라정보를기억한다. 3. 이진코드화방식 컴퓨터에서문자는일정한약속에따라 2진수로바뀌어진다. 한개의문자를표현할수있는단위를바이트 (byte) 라고하며, 그크기는컴퓨터의종류마다다르나개인용컴퓨터의경우 8비트를사용하므로 256(2⁸) 개의문자를표현할수있다. 2진수로문자를표현하는방법에는다음과같은 3가지가있다. (1) BCD 많은컴퓨터들은문자를나타내기위해단순한 2진표기법과는다른이진코드화방식 (binary coding scheme) 을사용한다. 가장기본것중의하나는 4비트 BCD(binary coded decimal) 이다. 10진수를순수한 2진수로나타내자면숫자가커짐에따라그표현이매우복잡해지므로 10진수의각자리수를 BCD를사용하여

48 48 / 제 2 부정보기술일반 4비트로나타낸다. zone비트는숫자비트와함께여러가지조합을이루어숫자, 문자, 특수문자등을나타내는데사용된다. 기본코드 6비트로구성 (zone : 2비트, 숫자 digit : 4비트 ) 64(2⁶) 가지의문자표현가능 (2) EBCDIC( 엡시딕 ) EBCDIC(extended binary coded decimal inchange code) 은 8비트코드방식이다. 8비트코드는 256개 (2⁸) 의조합을만들수있기때문에엡시딕은 10진수의 0부터 9 까지, A부터 z까지영어알파벳의대-소문자, 그밖에마침표 (.), 쉼표 (,) 등특수문자까지모두나타낼수있다. 8비트로구성 (zone : 4비트, 숫자 : 4비트 ) 256(2⁸) 가지의문자표현이가능 IBM 대형기종에서사용 (3) ASCII( 아스키 ) 아스키문자체계에서는 0부터 31까지는제어문자로, 32부터 127까지는일반문자로, 그리고 128분터 255까지는선문자나특수문자로지정하여일반적으로사용하는대부분의문자들을표현할수있도록하고있다. ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 는원래 7비트코드였다가많은컴퓨터들이 8비트에적합하도록설계되었기때문에아스키-8(8비트용 ASCII) 이만들어졌다. 현재아스키코드가국제표준으로채택되어있다. 아스키문자체계는영어를사용하는지역의문자만을표현할수있으므로한글이나한자같은문자는직접적으로표현할수없다. 7비트로구성 (zone : 3비트, 숫자 : 4비트 ) 128(2⁷) 가지문자표현이가능 주로범용컴퓨터에서사용 데이터통신용이나마이크로컴퓨터 (PC) 에서사용

49 제 2 장컴퓨터시스템 / 그림의표현 그림은점들의집합으로이루어지므로컴퓨터가처리하기위해서는점단위로표현하여야한다. 그림을표현하는기본단위를화소 (pixel, picture element) 라부르며, 전체그림을몇개의화소로나누느냐가그림을얼마나정확히표현하느냐를나타내는기준이되며이를해상도 (resolution) 라고한다. 흑백으로만구성된그림에서하나의화소는 1비트로표현할수있다. 그러나색깔이존재하는그림에서는색의종류에따라하나의점을표현하기위해서더많은용량의데이터가필요하다. 예를들어, 4가지색으로구성되는그림에서하나의화소를표현하기위해 2비트가필요하며, 16색에서는 4비트가필요하다. 16가지색을지원하며 개의화소로구성되는한화면의그림을표현하기위해서는모두 1,843,200( ) 비트가필요하다. 5. 소리의표현 사람의음성과같은소리데이터는그림데이터와마찬가지로연속적인이진수로표현된다. 소리를연속적으로채취하여그때의값 ( 높낮이와음량 ) 을표현한다. 이때, 주어진시간에몇번채취하느냐와어느한순간의소리를몇개의값으로표현하느냐에따라소리의정확도를평가할수있다. 예를들어, 한시점에표현할수있는소리의값을 256등분한다면소리신호하나를표시하는데 8비트가필요하며, 이를 1초에 8,000번씩채취하여처리한다면 1분동안음성을저장하는데총 3,840,000( ) 비트가필요하다. 이와같은것은단순한음성의표현이고, 음악과같이복잡한정보는소리를세부요소로분리시켜야하므로보다많은양의기억용량이필요하며, 이를처리하기위한복잡한작업이필요하다.

50 50 / 제 2 부정보기술일반 데이터의저장방식 < 표 2-1> 데이터의저장방식 단위내용예 비트 (bit) 니블 (nibble) 바이트 (byte) 워드 (word) 필드 (field) 레코드 (record) 파일 (file) 데이터베이스 (database) 0 과 1 값 컴퓨터가처리할수있는자료의최소단위 기억장소에저장하는단위 4 비트로구성되며 2⁴(=16) 개의정보를표시 문자표현의최소단위 문자를저장하는기본단위 1 바이트 = 8 비트 문자한글자 컴퓨터에서한번에처리할수있는데이터의양 주기억장치와 CPU 간에한번에오가는데이터의양 컴퓨터의기억장치로부터자료를입출력하는기본단위 각종명령어를처리하는기본단위 정수, 실수를저장하는기본단위 워드의집합 논리적자료의최소단위 칼럼, 열, 속성, 자료항목 하나이상의필드들의집합 프로그램상에서자료처리의단위 행, row, tuple 논리레코드와물리레코드로분류 - 논리레코드 : 자료처리의기본단위 - 물리레코드 : 하나이상의논리레코드의집합. 보조기억장치와의입출력단위 레코드들의집합 테이블 파일 ( 테이블 ) 들의집합 0, ( 문자 H 를이진수 ASCII 로표현 ) Kim, C.S. ( 성명은필드 ) Kim, C.S ( 레코드는주민등록번호, 성명, 입사입자포함 ) Lee, T.H Park, J.B Kim, C.S ( 인사파일 ) 인사파일부서파일급여파일 (K 사의데이터베이스 )

51 제 2 장컴퓨터시스템 / 컴퓨터의발달및종류 컴퓨터의발달 1. 제1세대이전 : 1950년이전 1 파스칼컴퓨터의기초기술은프랑스의수학자이자철학자인파스칼 (Blaise Pascal) 과함께싹트기시작하였다. 1642년가감산을할수있는톱니바퀴를사용하여최초의기계식계산기인파스칼라인 (Pascaline) 을발명하였다. 2 라이프니츠 1694년, 독일수학자폰라이프니츠 (G.W. von Leibniz) 는가감승제는물론제곱근까지도계산할수있는계산기인스텝트레코너 (Stepped Reckoner) 를개발하였다. 3 배비지의분석엔진 1812년영국의수학자배비지 (Charles Babbage) 는사칙연산뿐만아니라다항방정식등복잡한수학문제를풀기위하여차등엔진 (difference engine) 을만들었고, 1834년에는카드위에코드화된명령에의해연산기능을하는새로운기계인분석엔진 (analytical engine) 을개발하였다. 배비지는오늘날컴퓨터의아버지라고불린다. 4 홀러러스의천공카드홀러러스는천공카드 (punched card) 를개발하였는데, 이것은기계의자동화진전에큰역할을하게되었다. 5 부울수학자인부울 (George Bool) 은오늘날컴퓨터개발에중요한이론인논리이론을 1854년에소개하였으며, 오늘날부울대수라고불리어지고있다. 6 에니악 (ENIAC) : 최초의전자식컴퓨터현대적컴퓨터를향한획기적진전은 1944년하버드대학의에이킨 (Howard Aiken) 의연구팀이마크원 (Mark Ⅰ) 이라는최초의전기기계식자동계산기를만들면서이루어졌다. 그후, 1946년모클리 (John Mauchly) 와에커트 (J. P. Eckert) 가에니악 (ENIAC,

52 52 / 제 2 부정보기술일반 electronic numerical integrator and calculator) 이라는최초의전자식컴퓨터를개발하였다. 에니악은미육군탄도연구실험실에설치하여 10여년간주로탄도계산, 일기예보, 원자핵계산등에사용되었다. 18,000개의진공관으로구성된에니악은엄청난양의전력소모, 높이 3m, 폭 3m, 길이 30m, 무게 30 톤등부피와무게면에서많은한계성을가지고있었다. 그리고진공관의고장률이매우높고, 기계작동명령을수작업으로입력해야하는문제점이있었다. 즉, 새로운응용프로그램을수행시킬때마다그전에배선판 (plugboard) 에스위치를설치하고전선을연결하는작업을손으로해야했는데, 이는시간도많이필요했을뿐만아니라지루하고실수하기쉬운작업이었다. 즉, 에니악을비롯한당시의컴퓨터는새로운작업을할때마다회로및기억장치를바꿔끼워야하는불편함이존재하였다. 7 폰노이만이러한문제점을극복할수있는방법은폰노이만에의해고안되었다 년에헝가리출신의미국수학자인폰노이만 (John von Neumann, 1903~ 1957) 은컴퓨터내부의기억장치에소프트웨어방식의프로그램을내장, 소프트웨어만바꾸면여러가지작업에대응할수있는프로그램내장 (stored program) 방식컴퓨터의개념을발표하였다. 즉, 컴퓨터의주기억장치에데이터뿐만아니라기계작동을위한명령도모두저장시키자는것이었다. 8 에드박 (EDVAC) 그리고 1949년에는프로그램내장방식을실용화한최초의컴퓨터 (10진법) 인 에드삭 (EDSAC, electronic delay storage automatic calculator) 이등장하였고, 몇개월후에에드삭의개량형컴퓨터 (2진법) 인에드박 (EDVAC : electronic discrete variable automatic computer) 도발표하였다. 에드삭과에드박의이른바 폰노이만방식 은현재쓰이는대부분의컴퓨터에도적용되고있다. 2. 제 1 세대 : 1951~1957 년 제1세대컴퓨터는모클리와에커트가에니악과에드박의설계를바탕으로제작한유니박원 (UNIVAC-Ⅰ, universal automatic computer) 인데, 이것은최초의상업용전자식컴퓨터였다. 최초의숫자뿐만아니라문자 ( 알파벳 ) 를사용할수있는

53 제 2 장컴퓨터시스템 / 53 범용컴퓨터로서초당 1,000 번의연산을수행하는최초의상용프로그램내장방식 컴퓨터였다. 3. 제 2 세대 : 1958~1963 년 트랜지스터 (transistor), 자기코어저장장치 (magnetic core storage), 자기테이프 (magnetic tape), 자기디스크 (magnetic disk) 와같은네가지하드웨어의발달로제 2세대컴퓨터가 1960년대초출현하게되었다. 트랜지스터는제1세대컴퓨터의진공관을대신한것으로서, 진공관처럼전기흐름을제어하는고체로만들어진작은부품이다. 트랜지스터가사용됨으로써, 제2세대컴퓨터는이전세대보다소형화, 고속화되었으며, 전기사용량과발열정도도적어지게되었다. 뿐만아니라내부저장장치도자기드럼에서자기코어로바뀌게되었다. 자기코어라는이새로운형태의내부저장장치는자기테이프나자기디스크와같은외부저장장치에의해보강되었다. 디스크와테이프는데이터처리속도와저장능력을향상시켰으며, 이내천공카드를대신하게되었다. 이기간동안에는보통코볼 (COBOL, COmmon Business Oriented Language), 포트란 (FORTRAN, FORmular TRANslation) 과같은보다복잡한컴퓨터언어인 3세대언어가사용되었다. 4. 제 3 세대 : 1964~1969 년 제2세대시스템의발달과더불어새로운산업이나타나게되었는데, 이것은트랜지스터의부품을회로에집적시켜실리콘칩 (silicon chip) 에부착시키는개념을중심으로한것이었다. 노이스 (Robert Noyce) 와킬비 (Jack S. Kilby) 는최초로집적회로 (IC, integrated circuit) 를개발하였다. 이러한칩 (chip) 들은제3세대컴퓨터시대의막을열었다. 이시기에미니컴퓨터가개발되었는데, 이것은대형컴퓨터와능력은거의동등하면서도크기와저장장치공간이작고원가도싼것이었다. 1969년 ARPAnet 작업이시작되었고, 벨연구소의톰슨을비롯한연구원들은 UNIX 를개발하였다. 1970년에는미국방부가 ARPAnet 상에서네개의노드를만들게됨으로써컴퓨터간의네트워크구성방법이확장되었다. 이네개의노드는각각캘리포니아산타바바라대학, UCLA, SRI International, 유타대학에설치되어어느

54 54 / 제 2 부정보기술일반 하나의라인이끊어져도나머지라인을사용하여네트워크를안전하게유지시킬 수있도록고안하였는데, 이것이인터넷의효시가되었다. 5. 제 4 세대 : 1970~1989 년 (1) 마이크로프로세서의출현하나의칩에더많은회로를넣고자하는노력은끊임없이계속되었고, 그결과제4세대컴퓨터를특징짓는고밀도집적회로 (LSI, large-scale integration) 가개발되었다. 고밀도집적회로는한개의칩에수천개의전자회로를집어넣은것이라그처리속도는한층더빨라졌다. 이 LSI를기반으로한마이크로프로세서 (microprocessor) 가발명됨으로써컴퓨터의제4세대가 1971년막을열게되었다. 마이크로프로세서는연산및논리작업을하고, 작업의순서와자료, 명령, 중간 / 최종결과의저장을통제하는하나의칩 (chip) 이다. 인텔의기술자였던테드호프 (Ted Hoff) 는프로그램가능한하나의단위, 즉마이크로프로세서라불리는 칩위의컴퓨터 에대한착상을하여최초의마이크로프로세서칩인인텔 4004를개발하였다. 이로써미국인텔은 1971년세계최초의소형컴퓨터용 CPU인인텔 4004를만들었다. 소형컴퓨터를위한 CPU ( 마이크로프로세서 ) 가처음으로세상에등장한것이다 (2) 최초의 PC 등장 MITS사의창업자인에드로버츠 (Ed Roberts) 는마이크로컴퓨터혁명을예견하고, 인텔 (Intel) 8080 마이크로프로세서를사용하여하나의키트 (kit) 로구성될수있는컴퓨터인알테어 (Altair) 8800을개발하였다. (3) 애플의탄생과 PC의발전알테어의등장이후곧바로 1976년휴렛팩커드 (Hewlet-Packard) 의직원이었던스티븐워즈니악 (Stephen Wozniak) 이 Apple Ⅰ이라는사용하기쉬운소형컴퓨터를개발하였다. 친구이자회사동료였던스티븐잡스 (Steven Jobs) 는워즈니악을살득하여함께휴렛팩커드를떠나 1,300달러로새로운회사를만들어애플 (Apple)

55 제 2 장컴퓨터시스템 / 55 컴퓨터를만들기시작하였다. 그들이상업용으로대성공을거둔첫번째마이크로컴퓨터는 AppleⅡ였고, 이후애플은 AppleⅡ plus, 매킨토시 (Macintosh) 등과같은컴퓨터를연속하여생산하게되었다. 1977년에는애플사와마이크로소프트사가설립되었고, 빌게이츠와폴알렌은미국뉴멕시코주의앨부키쿠에서매장을차렸다. 마이크로프로세서의개발은가정용및교육용마이크로컴퓨터의제작붐과대중화를이끌어냈고, 이에따른소프트웨어의개발을유도하기시작하였다. 초기에개발된프로그램의대부분은오락용이었고, 교육용프로그램은그후에나오기시작하였다. 1990년에는스위스제네바에있는고에너지물리학연구소 CERN의물리학자버너스리 (Tim Berners Lee) 가 HTML(hypertext markup language) 를개발함으로써 www(world wide web) 시대가개막되었다. 버너스리가제안한 URL, HTTP 프로토콜, HTML 언어등도발표되었다. 오늘날에는기업, 학교, 개인이사용할수있는다양한마이크로컴퓨터용소프트웨어가개발되어있으며, 초고밀도집적회로 (VLSI, very-large-scale integration) 가나와고밀도집적회로 (LSI) 를대체하였다. 이상의컴퓨터의발전과정을요약하면 < 표 2-2> 와같다. < 표 2-2> 컴퓨터의세대별발전과정 구분 제1세대 제2세대 제3세대 제4세대 제5세대 기간 1951~ ~ ~ ~ ~ 회로소자진공관트랜지스터집적회로 (IC) 입력장치 출력장치 펀치카드종이테이프 펀치카드인쇄물 펀치카드 펀치카드인쇄물 테이프 디스크로의키입력 인쇄물화면표시기 고집적회로 (LSI) 키보드스캐너 화면표시기음성응답 인쇄물 초고집적회로 (VLSI) 음성입력터치방식 그래픽음성인식 주기억장치마그네틱드럼마그네틱코어마그네틱코어 LSI 반도체 VLSI 반도체 보조기억장치마그네틱테이프마그네틱드럼 소프트웨어 기타 기계어사용자프로그램 사무처리통계처리 마그네틱테이프마그네틱디스크 기호언어패키지프로그램 일괄처리온라인처리 마그네틱디스크마그네틱테이프 고급언어운영체제 중형컴퓨터실시간처리다중분산처리 마그네틱디스크플로피디스크광디스크 4 세대언어등장 DBMS 소형컴퓨터사무자동화공장자동화 광디스크, 카드마그네틱디스크 자연어처리전문가시스템 신경망컴퓨터인공지능

56 56 / 제 2 부정보기술일반 컴퓨터의종류 컴퓨터는 1950 대최초의전자식컴퓨터가개발된이래, 보다빠르고작고저렴 한컴퓨터로발전되어왔다. 1. 데이터표현방법기준 컴퓨터는데이터표현방법에의하여크게두가지로나타내면디지털컴퓨터와아날로그컴퓨터로분류할수있다. 1 디지털컴퓨터디지털컴퓨터 (digital computer) 는숫자나문자를부호화하여사칙연산, 분류, 비교등필요한처리를한뒤, 그결과를부호, 숫자, 문자로정보를얻을수있는컴퓨터이다. 예를들면, 탁상계산기, 과학기술계산용컴퓨터등이다. 2 아날로그컴퓨터아날로그컴퓨터 (analog computer) 는전류, 전압, 온도, 속도, 압력등과같은연속적인물리량을사용하여계산하는컴퓨터이다. 이것은부호변환을시킬필요없이직접계측기기에입력함으로써신속한입력과출력을얻을수있다. 2. 처리속도와저장능력기준 컴퓨터는처리속도와자료저장능력을기준으로슈퍼컴퓨터, 대형컴퓨터 ( 메인프레임 ), 미니컴퓨터, 마이크로컴퓨터의네가지유형으로구분할수있다. 그러나마이크로컴퓨터와미니컴퓨터의고성능화에의하여대형컴퓨터의성능과유사한컴퓨터가개발됨에따라컴퓨터의명확한분류가점차어려워지고있다. (1) 슈퍼컴퓨터슈퍼컴퓨터 (supercomputer) 는가장크고, 빠르며, 가장값비싼컴퓨터이다. 슈퍼컴퓨터는복잡하고긴연산을위해사용되는데, 1초에 10억개이상의명령어를처리할수있다. 세계최초의슈퍼컴퓨터는 1964년에미국 CDC사에서만든 CDC 6600이며, 이당시의성능은초당 1백만회의부동소수점연산이가능한 1MF( 메가플롭스 ) 였다. 슈퍼컴퓨터라는명칭을가지려면 메가 FLOPS(1 초에할수

57 제 2 장컴퓨터시스템 / 57 있는부동소수점연산의횟수를나타내는컴퓨터연산속도단위 ) 이상의처리성능을가져야한다. 2013년현재세계최고성능인슈퍼컴퓨터의처리속도는 54.9 페타플롭스 (petaflops : 1초당 1,000조회의연산처리 ) 이다. 슈퍼컴퓨터는기상예측이나일기예보, 유전탐사, 에너지관리, 지질학, 핵반응장치의안전도분석, 핵에너지연구, 항공기설계시의시뮬레이션등과같이엄청난양의초고속데이터처리를요하는분야를위해특수제작된고성능의컴퓨터이다. (2) 대형컴퓨터대형컴퓨터 (mainframe) 는고속처리, 대량의데이터처리, 즉시처리, 그리고다중처리등과같이고도의처리능력과신뢰성이요구되는분야에서주로사용된다. 대형컴퓨터는많은수의단말기와입출력장치들을연결하여조직의각구성원들이동시에데이터처리업무를수행할수있고, 대용량의보조기억장치를장착하여조직전체의데이터베이스를저장및관리하는호스트 (host) 컴퓨터로활용된다. 주로대기업, 대형병원, 대학, 은행과같이대량의자료처리를필요로하는곳에서사용되는데, 특별한설치와관리를필요로하며밤낮으로작동하고많은양의자료에접근할수있으므로사용자는어떤형태로든지보안시스템을구축하여접근을통제하여야한다. (3) 중형컴퓨터중형컴퓨터 (midrange computer, minicomputer) 는소형보다는성능이강력하지만대형컴퓨터에비해크기도작고성능도떨어지는중간형태의컴퓨터를말한다. 중형컴퓨터는여러사람이함께사용할수있는다중사용 (multi-user computing) 기능을보유하고있어대형컴퓨터에비해상대적으로적은비용으로컴퓨터자원의공유가가능하다. 특히, 소형컴퓨터와주변기기들을통신망으로연결하여조직의컴퓨터자원을분산및공유하는시스템환경을구축할수있어다운사이징을위한컴퓨터로활용될수있다. 대형컴퓨터보다설치와운영이쉽고책상위등작은공간에도설치가가능하여중소기업용으로적합하다. 일반적으로공정제어, 연구조사, 공학용어플리케이션과같은특수한과업을수행하기위한목적으로이용된다.

58 58 / 제 2 부정보기술일반 (4) 마이크로컴퓨터마이크로컴퓨터 (microcomputer) 는오늘날가장대중적인컴퓨터기종으로서마이크로프로세서를중앙처리장치 (CPU) 로사용하는컴퓨터를가리킨다. 마이크로라는말은그능력보다는크기와가격을나타낸다고할수있다. 그크기가책상위는물론서류가방, 심지어손바닥위에올려놓을수있을정도로작아도그능력은매우강력하다. 크기에따라데스크톱 (desktop), 랩톱 (laptop) 과노트북 (notebook), 팜톱 (palmtop) 으로구분할수있다. 마이크로컴퓨터는크게개인용컴퓨터 (PC, personal computer) 와워크스테이션 (workstation) 으로구분된다. PC는주로워드프로세싱, 스프레드시트와같이일반적으로사용하기쉬운응용프로그램을활용하는데사용되고한사람만이사용가능한반면, 워크스테이션은주로엔지니어또는과학자와같은전문인들이설계, CAD 등복잡한업무를처리하는데활용하며고성능, 고가격의특징을가진다. 워크스테이션은다수사용자의동시작업을지원할수있으므로그룹내정보처리를위한서버 (server) 로서도활용된다.

59 제 2 장컴퓨터시스템 / 컴퓨터환경의구성방식 컴퓨터를효과적으로활용하기위해서는조직내경영방식, 조직구조, 업무특성등을고려하여가장적절한컴퓨터환경을구성하여야한다. 조직내컴퓨터의배치및활용형태는크게세가지로구분될수있다. 중앙에강력한컴퓨터를배치하고이를중심으로조직의모든정보를처리하는메인프레임컴퓨팅, 개인마다자신의컴퓨터를가지고업무를처리하는퍼스널컴퓨팅, 그리고컴퓨터간에통신망을연결하여업무를처리하는네트워크컴퓨팅이있다 메인프레임컴퓨팅 메인프레임컴퓨팅환경에서정보는많은양의정보, 수많은사용자단말기및수백만건의거래를처리하기위해만들어진컴퓨터인메인프레임에의해처리된다. 메인프레임컴퓨팅 (mainframe computing) 이란중앙에대용량의중형컴퓨터나대형컴퓨터와같은고성능의컴퓨터를설치하고이를중심으로필요한업무를처리하는중앙집중형정보처리방식을말한다. 사용자들은단말기 (terminal) 를통해메인프레임컴퓨터와상호작용을하며, 이러한단말기는데이터를입력하거나수정하고메인프레임컴퓨터에서정보를입출력하기위해사용된다. 이터미널들은개인용컴퓨터와는달리그자체의계산능력은없다. 현재의메인프레임컴퓨팅은개인용컴퓨터들이터미널의역할을하지만, 많은양의정보를저장하고처리하는능력을갖춘메인프레임컴퓨터가시스템의핵심이다. 이러한컴퓨팅방식에는처리할업무를유형별로모아처리하는일괄처리방식과사용자가직접데이터를입력하여처리결과를조회하는온라인처리방식이있다. 1 일괄처리 (batch processing) 방식컴퓨터에서처리할데이터를일정기간이나일정량이될때까지모아두었다가일괄적으로처리하는방식이다. 데이터의발생에서부터최종결과를얻을때까지의시간이비교적길고, 주파일의갱신이주기적으로이루어지나, 컴퓨터를능률적으로사용할수있고시스템의사용계획을미리세울수있

60 60 / 제 2 부정보기술일반 다. 처리주기는일별, 주별, 월별, 분기별등필요에따라정할수있고, 급여 계산, 카드거래대금청구등과같이거래가자주일어나지않거나정기적으 로처리될경우에적합한방식이다. 2 온라인처리 (on-line processing) 방식온라인처리방식은거래가발생하는즉시이를처리하는방식이다. 일괄처리방식과달리데이터가준비작업없이생성장소에서바로컴퓨터에전송, 처리되어그결과가원하는장소로보내지는방식이다. 데이터의대기시간이없어사용자로서는매우편리하므로사용자중심의처리방식이라고할수있다. 비행기좌석의예약이나예금의출금상황등과같이거래가발생되는즉시자료의내용이갱신될필요가있을경우에온라인처리방식이적합하다. 그리고실시간처리방식 (real time processing) 은시스템이온라인으로연결되어거래가발생되는즉시처리되는점에서는온라인처리와같으나, 시스템의성능수준에서높은신뢰도와빠른응답시간을요구한다는점과인간의간섭이배제된다는점에서온라인처리와구별된다. 예를들어, 병원의중환자실관리시스템이나원격수술시스템의경우, 시스템의작은고장이나느린응답시간이환자의생명에치명적인영향을줄수있으며, 방공통제시스템의경우에도적기의발견과동시에신속하고정확한자동통제시스템의가동이필요하기때문에실시간처리방식을채택하여야한다. 메인프레임컴퓨팅방식은중앙집중형정보처리방식으로모든사용자가중앙의컴퓨터에의존하기때문에중앙컴퓨터의고장이나연결장치에문제가발생하는경우모든천산처리업무가마비되는위험을안게된다. 그리고중앙통제에따라단계별로업무를처리함으로써업무처리의신속성과유연성이떨어질수있는문제점도있다 퍼스널컴퓨팅 퍼스널컴퓨팅 (personnel computing) 환경에서는개인용컴퓨터 (PC) 가하드웨어 아키텍처를구성하게된다. 이경우에는중앙컴퓨터가없이복수의컴퓨터가사용

61 제 2 장컴퓨터시스템 / 61 된다. 데이터는일반적으로 PC 자체내또는외장형하드드라이브와같이 PC와함께사용하기위해고안된외장형저장장치에저장된다. 일반적으로 PC는근거리통신망 (LAN, local area network) 을통해다른 PC에연결된다. 개인용컴퓨터아키텍처는대다수의중소형조직에일반적으로적용된다. 80년대를전후로도입되기시작한개인용컴퓨터는조직내에서의정보처리방식에새로운변화를가져왔다. PC는가격이저렴할뿐만아니라사용하기가편리하여수작업으로하기에는귀찮거나일의양이많고대형컴퓨터로처리하는데적절하지못한업무들의자동화를가능하게하였다. 특히, 문서작성, 데이터관리, 집계 / 통계, 개인일정계획및의사결정등의업무를워드프로세서, 스프레드시트, 데이터베이스관리시스템, 통계패키지등과같은소프트웨어를이용함으로써간편하게수행할수있다. 그러나, 퍼스널컴퓨팅에서는개별시스템마다독자적인컴퓨팅능력을보유할수있는장점은있으나, 하드웨어나소프트웨어와같은정보처리자원이낭비되며데이터가중복관리된다는단점도있다 네트워크컴퓨팅 네트워크컴퓨팅 (network computing) 이란조직내컴퓨터들이통신망 (network) 으로연결되어정보처리자원을공유할수있는형태의컴퓨팅환경을말한다. 즉, 조직내에산재되어잇는크고작은컴퓨터들을통신망으로연결하고하드웨어와소프트웨어들을공유하여경제적이고효율적으로사용하고자하는컴퓨팅방식이다. 네트워크컴퓨팅방식은대형컴퓨터보다는중 소형컴퓨터를근간으로하므로하드웨어와소프트웨어에대한투자비용을줄일수있고, 조직내의컴퓨터들이통합된환경으로제공됨으로써부서간의업무연계나의사소통이원활해지고업무의효율성을증가시킬수있는장점이있다. 또한전자결재, 전자메일, 전자회의등이가능하게되므로사무환경의자동화를실현할수있는정보처리환경으로평가받고있다. 네트워크컴퓨팅의일종으로널리활용되고있는것이클라이언트 / 서버구조이다. 1980년대에들어 PC 가격의하락과함께개인이쉽게사용할수있는소프트웨어가널리보급됨에따라 PC가많이보급되어 PC 위주의업무형태가확산되었다.

62 62 / 제 2 부정보기술일반 PC의확산에따라컴퓨터능력이중앙집중에서조직전체로확산되었으며, 기기는분산되어있지만컴퓨터능력은물리적으로만서로연계를가지게되었다. 1983년에는분산처리방식인클라이언트 / 서버구조가출현하게되었다. 클라이언트 / 서버구조 (client/server architecture) 는통신망 (network) 을통해서로연결된다양한종류의컴퓨터에응용프로그램과데이터를적절히분산시켜정보자원의효율적인공유와업무의분담처리를가능하게하는시스템구성체계를말한다. 이것은근거리통신망 (LAN) 과원거리통신망 (WAN) 으로연결되어있다. 서버 (server) 는데이터베이스와응용프로그램을저장, 관리하면서클라이언트들이필요로하는데이터, 프로그램, 기타전산기능들을제공하고, 통신망에연결된하드웨어장비와통신망의운영과관리에필요한기능들을수행한다. 클라이언트 (client) 는주로 PC와워크스테이션으로구성되어퍼스널컴퓨팅에서처럼독자적인컴퓨팅능력을보유하지만, 필요한데이터, 프로그램및프린팅기능들은서버에게의존한다. 가장단순한클라이언트 / 서버네트워크는하나의서버컴퓨터에네트워크로연결된하나의클라이언트컴퓨터로구성되는데, 이두가지컴퓨터간에는처리역할이분담되어있다. 이것을 2계층클라이언트 / 서버아키텍처라부르며, 이러한단순한클라이언트 / 서버네트워크는소기업들에적용된다. 소기업을제외한다른규모의기업들은대부분더복잡한다중계층 (multitiered, N-tier) 클라이언트 / 서버구조를갖는다. 이런다중계층아키텍처에서는요청되는서비스종류에따라다수의서로다른서버들을통해네트워크상의작업부하들이조정된다. 예를들어, 첫번째수준에서웹서버 (web server) 는클라이언트의서비스요청에따라클라이언트에게웹페이지를보내준다. 웹서버소프트웨어는저장된웹페이지들을찾고관리하는역할을한다. 만약, 클라이언트가기업시스템 ( 예를들어, 제품리스트또는가격정보 ) 에대한접근을요청하면, 이요청은애플리케이션서버 (application server) 로전달된다. 애플리케이션서버소프트웨어는사용자와조직의후방 (back-end) 비즈니스시스템들간의모든애플리케이션운영을다룬다. 이러한애플리케이션서버는웹서버와같은컴퓨터또는별도의전용컴퓨터에존재한다. 클라이언트 / 서버컴퓨팅은미니컴퓨터또는중앙집중식의메인프레임시스템들보다훨씬비용이저렴한다수의작은컴퓨터들로컴퓨팅작업을분산시킬수있다.

63 제 2 장컴퓨터시스템 / 최신하드웨어플랫폼 미국기업들은 2010년컴퓨터하드웨어투자에약 1,090억달러를지출했다. 하드웨어는데스크톱 PC, 넷북이나랩탑등모바일컴퓨팅장비와같은클라이언트장비들과서버장비들이다. 클라이언트장비들은주로 Intel 이나 AMD의마이크로포로세서를사용한다. 2010년미국에서팔린 PC들은약 9,000만대 ( 세계적으로는 4 억대 ) 에이를것으로예측되었다 (Gartner, 2010). 컴퓨터하드웨어시장은장비의 90% 를생산하는 IBM, HP, Dell, Sun Microsystems 과같은선두기업들과 Intel, AMD, IBM과같은 3대칩생산업체들에게집중되었다. 산업계는전체적으로 Intel의프로세서를표준으로따르지만, 유닉스 (Unix) 와리눅스 (Linux) 서버의경우 SUN 또는 IBM의유닉스프로세서를사용하기도한다 ( 김우주외, 2012). 1. 모바일디지털플랫폼 스마트폰과같은휴대폰은휴대용컴퓨터기능들을많이가지고있는데, 여기에는데이터전송, 웹서핑, 이메일및인스턴트메시지전송, 디지털콘텐츠검색, 기업의내부시스템과의데이터교환등이있다. 이외에도새로운모바일플랫폼에는저비용의넷북 (netbook) 으로불리는가벼운노트북이있는데, 이것은무선통신과인터넷접속에최적화된것으로서워드프로세싱과같은핵심컴퓨팅기능을가지고있다. 향후수년후에는, 스마트폰, 넷북, 테블릿컴퓨터등은인터넷에접속하는주요수단이될것이며, 기업컴퓨팅은 PC와데스크톱보다는모바일기기의이용이더욱확산될것이다. 2. 그리드컴퓨팅 그리드컴퓨팅 (grid computing) 은 그리드 상의모든관련컴퓨터들의계산능력을결합하여가상의슈퍼컴퓨터를구축하기위해지리적으로멀리떨어져있는컴퓨터들을하나의네트워크로연결하는것이다. 그리드 는세계적으로보급되어사용되고있는월드와이드웹 (WWW) 과달리컴퓨터의처리능력을한곳으로집중

64 64 / 제 2 부정보기술일반 시킬수있는인터넷망으로, 집과공장에전력을공급하는전기배선 (power grid) 과흡사하다고해서 격자선 이라는뜻을가진 그리드 라는이름이붙여졌다. 즉, 지리적으로분산된고성능컴퓨터, 대용량데이터베이스 (DB), 각종정보통신첨단장비등을네트워크로연동, 상호공유할수있도록하는것이다그리드컴퓨팅이란모든컴퓨팅기기를하나의초고속네트워크로연결하여컴퓨터의계산능력을극대화한차세대디지털신경망서비스를말한다. 즉, PC나서버, PDA 등모든컴퓨팅기기를하나의네트워크로연결해정보처리능력을슈퍼컴퓨터혹은이상수준으로극대화시키는것이다. 이것은분산된컴퓨팅자원을초고속네트워크로모아활용하는개념으로, 그리드컴퓨팅네트워크는월드와이드웹 (www) 보다 1만배나빠른속도로정보를처리할수있다. 그리드컴퓨팅은기상예측이나고에너지물리학, 유전공학, 지진연구등슈퍼컴퓨터로도하기힘든방대하고복잡한연구를처리하는데필요한기술이다. 이미주요선진국에서는관련연구가활발하게진행되고있다. 미국의경우국방부와국립과학재단, NASA 등에서그리드컴퓨팅기술을지원하고있다. 3. 클라우드컴퓨팅 클라우드컴퓨팅 (cloud computing) 이란정보처리를자신의컴퓨터가아닌인터넷으로연결된다른컴퓨터로처리하는기술을말한다. 우리가사용하고있는개인용컴퓨터 (PC) 에는필요에따라구매한소프트웨어가설치되어있고동영상과문서와같은데이터도저장되어있다. 문서를작성하려면자신의컴퓨터에저장되어있는글과같은프로그램을구동시켜야한다. 그러나클라우드컴퓨팅은프로그램과문서를다른곳에저장해놓고내컴퓨터로그곳에인터넷을통해접속해서이용하는방식이다. 인터넷기반 (cloud) 의컴퓨터기술 (computing) 을의미하는것으로, 여기에서구름 (cloud) 은컴퓨터네트워크상에숨겨진복잡한인프라구조, 인터넷을뜻한다. 클라우드컴퓨팅은사용자가필요한소프트웨어를자신의컴퓨터에설치하지않고도인터넷접속을통해언제든사용할수있고동시에각종정보통신기기로데이터를손쉽게공유할수있는사용환경이다. 즉, 개인이웹에접속해서포토샵, 오피스같은프로그램을작업할수있고그작업에대한저장도웹에서하게된다. 결국가상공간에한서버 (server) 만을놓고이한컴퓨터를통해여러사람이

65 제 2 장컴퓨터시스템 / 65 개인작업을할수있는것이다. 클라우드컴퓨팅은하드웨어나소프트웨어와같은컴퓨터자산을구매하는대신빌려쓰는개념이다. 어떠한요소를빌리느냐에따라소프트웨어서비스 (SaaS, software as a service), 플랫폼서비스 (PaaS, platform as a service), 인프라서비스 (IaaS, infra-structure as a service) 로구분한다. 클라우드를가능하게해주는핵심기술은가상화 (virtualization) 와분산처리 (distributed processing) 이다. 가상화란실질적으로는정보를처리하는서버 (server) 가한대지만여러개의작은서버로분할해동시에여러작업을가능하게만드는기술이다. 이를이용하면서버의이용률 (utilization rate) 을높일수있다. 분산처리는여러대의컴퓨터에작업을나누어처리하고그결과를통신망을통해다시모으는방식이다. 분산시스템은다수의컴퓨터로구성되어있는시스템을마치한대의컴퓨터시스템인것처럼작동시켜규모가큰작업도빠르게처리할수있다. 클라우드컴퓨팅을도입하면기업또는개인은컴퓨터시스템을유지보수및관리하기위하여들어가는비용과서버의구매및설치비용, 업데이트비용, 소프트웨어구매비용등엄청난비용과시간 인력을줄일수있고, 에너지절감에도기여할수있다. 또 PC에자료를보관할경우하드디스크장애등으로인하여자료가손실될수도있지만클라우드컴퓨팅환경에서는외부서버에자료들이저장되기때문에안전하게자료를보관할수있다. 그리고저장공간의제약도극복할수있으며, 언제어디서든자신이작업한문서등을열람 수정할수있다. 하지만서버가해킹당할경우개인정보가유출될수있고, 서버장애가발생하면자료이용이불가능하다는단점도있다. 4. 그린컴퓨팅 그린컴퓨팅 (green computing) 은컴퓨터와서버, 모니터, 프린터, 저장장치, 네트워킹및통신시스템등과같은관련장비들의환경에대한영향을최소화시킬수있도록설계, 제조및사용하는활동과기술이다. 즉, 서버, 저장장치, 네트워크장비등하드웨어및인프라의전력사용량과발열량을줄이고가상화등의컴퓨팅자원의효율화를통해고효율, 저전력화를지원하는기술을말한다.

66 66 / 제 2 부정보기술일반 5. 자율컴퓨팅 자율컴퓨팅 (autonomic computing) 은컴퓨터시스템들이스스로의상태를인식해인간의관여없이또는최소한의관여로스스로를복구, 재구성, 보호및자원재할당을할수있다는개념이다. 자신의환경을스스로설정하고, 자신을스스로최적화하며조율하고고장이나면스스로고치고외부의침입과자멸로부터스스로자신을방어할수있는시스템을개발하려는것이다. 우리신체의모든기관이자율적으로반응하고작동및통제되고있기때문에모든인체기능이정상적으로작동하는것처럼컴퓨터도그렇게작동시키겠다고하는 IBM의마케팅개념으로, 관련시스템들이서로협력하여전반적인자율컴퓨팅기능을수행하는시스템의집합적행동을말한다. 현재로는고장시애프터서비스처리나사용에따른설정정보변경등번거로운관리작업을컴퓨터가스스로알아서자동화한다는개념수준정도이나수많은컴퓨팅디바이스가존재하고, 그것도사용자가인지하지않는상태가대부분인유비쿼터스컴퓨팅환경에서는자율컴퓨팅이중요한이슈의하나로등장하고있다. 6. 고성능절전형프로세서 요구전력과하드웨어의산발성 (sporadicalness) 을줄이기위한또하나의방법은더욱효율적이고절전이가능한프로세서를이용하는것이다. 최신마이크로프로세서들은이제는여러개의프로세서코어들이하나의칩에서작동되는특성을갖추게되었다. 멀티코어프로세서 (multicore processor) 는 2개이상의프로세서코어들이부착된하나의집적회로로서성능을더욱높이고전력소모가더욱감소되며여러작업들은동시에더욱효율적으로처리하는능력을갖추었다. 이기술로인해절전과열감소능력을갖춘 2개이상의프로세서엔진들은하나의프로세싱코어를가진칩보다더욱빠르게수행할수있게되었다. 인텔등의칩제조업체들은전력소모를최소화시킬수있는마이크로프로세스들도개발하였다. 저전력소모는스마트폰, 넷북, 기타모바일디지털기기들의배터리시간을늘리는데필수적이다. 이제는주변에서넷북, 디지털미디어플레이어, 스마트폰등에서 ARM, 애플의 A4 프로세서, 인텔의 Atom 등과같은고절전마이크로프로세서들을찾아볼수있다.

67 제 3 장 컴퓨터소프트웨어 3.1 소프트웨어의개요 3.2 시스템소프트웨어 3.3 응용소프트웨어 3.4 프로그래밍언어 3.5 최신소프트웨어플랫폼

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69 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 소프트웨어의개요 소프트웨어의개념 컴퓨터시스템은크게하드웨어와소프트웨어로구성되어있다. 아무리최첨단의하드웨어라할지라도구체적으로무슨작업을어떻게수행할것인지지시를하지않으면하드웨어가자동으로이를수행할수없는데, 이때구체적인지시내용이바로소프트웨어이다. 소프트웨어는컴퓨터에게작업수행에필요한처리절차및내용을구체적으로명시한프로그램의집합체로서하드웨어를효과적으로운영하기위한프로그램과처리절차에관한기술 (description) 및각종문서들을말한다. 즉, 프로그램은서로관련있는일련의프로그램으로구성되어있으며, 각프로그램은특정한목적의업무를수행하기위해필요한명령어로이루어져있다 소프트웨어의분류 소프트웨어는크게시스템소프트웨어와응용소프트웨어로구분된다. 시스템소프트웨어는사용자가복잡한하드웨어의기능과구조를모르더라도하드웨어를유용하게사용할수있도록도와주며, 주로컴퓨터자원의효율적활용을위하여컴퓨터의기본적인작동을지시, 조정, 통제하는프로그램의집합체이다. 응용소프트웨어는시스템소프트웨어를기반으로해서사용자의요구사항을해결하여주는프로그램을말한다. 시스템소프트웨어는운영체제 (OS, operating system), 유틸리티프로그램, 언어번역기로나누어지고, 응용소프트웨어는범용소프트웨어와전용소프트웨어로나누어진다. 가장중요한시스템소프트웨어인운영체제는컴퓨터하드웨어를동작시키기위해기본적으로필요한소프트웨어이며, 기타의소프트웨어는운영체제상에서작동된다. 이들의분류를요약해서그림으로나타내면 < 그림 3-1> 과같다.

70 70 / 제 2 부정보기술일반 < 그림 3-1> 소프트웨어의분류

71 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 시스템소프트웨어 1. 운영체제 운영체제는하드웨어를운영및관리하는기능을전담하는프로그램으로서모든시스템소프트웨어의중심이된다. 운영체제는중앙처리장치, 입출력장치및보조기억장치등컴퓨터하드웨어의모든기능을관리, 통제하는시스템프로그램의집합체이다. 이러한기능을수행하기때문에운영체제는사용자또는응용프로그램과컴퓨터하드웨어간의교량역할을한다. 따라서사용자는하드웨어의내부사정을몰라도컴퓨터시스템을매우쉽게사용할수있다. 운영체제는컴퓨터시스템이갖고있는자원을효율적으로사용하며, 컴퓨터의실행에따른인간의간섭을최소화하는것을목표로하고있다. 운영체제의기본적인기능에는부팅, 사용자인터페이스, 자원관리, 작업관리, 파일관리등이있다. (1) 부팅사용자가컴퓨터의전원을켜는순간하드디스크에저장된운영체제가컴퓨터의주기억장치로복사하여옮겨오게되고시스템을가동시키는과정을부팅 (booting) 이라고한다. 이부팅과정은컴퓨터의전자회로에영구적으로설치되어있는프로그램 (boot routine) 에의하여수행된다. 부팅과정에서주기억장치의용량, 중앙처리장치및기타장치들이정상적으로작동하는지테스트가이루어지고그결과가화면상에나타난다. 부팅을통하여운영체제가주기억장치에저장되면사용자는원하는작업을시작할수있다. PC에서부팅과정은 BIOS(basic input output system) 가담당하며, 또한 BIOS는하드웨어와소프트웨어사이의연결과번역기능을담당하는인터페이스역할을한다. (2) 사용자인터페이스대부분의운영체제는복잡한기능과구조를화면에나타내지않는다. 모든복잡한기능과구조는컴퓨터시스템내부에서수행하고사용자가볼수있는것은오직화면에나타나는사용자인터페이스뿐이다. 즉, 사용자인터페이스는운영체제의서브프로그램으로서사용자와운영체제를연결하는역할을한다.

72 72 / 제 2 부정보기술일반 사용자인터페이스에는명령어중심, 메뉴중심, 그래픽중심의세가지종류가있다. 이중에서윈도에서채택하고있는그래픽사용자인터페이스 (graphic user interface, GUI) 환경이사용자인터페이스표준으로자리잡게되었다. 사용자인터페이스는사용자와컴퓨터가정보를주고받기위해사용자와프로그램이상호작용하는프로그램의일부분. 사용자가키보드에서명령을입력하여프로그램을작동시키는것을커맨드라인인터페이스 (command line interface) 라고하고, 메뉴선택에의한명령으로작동시키는것을메뉴방식인터페이스 (menu driven interface) 라고하며, 광펜, 마우스, 컨트롤볼, 조이스틱등의위치지정도구를사용하여도형표시프로그램을작동시키는것을그래픽사용자인터페이스 (GUI) 라고한다. (3) 자원관리자원관리는시스템소프트웨어및응용소프트웨어가요구하는시스템자원에대한통제기능으로, 이러한자원에는주기억장치, 보조기억장치, 입출력장치, 중앙처리장치처리시간등에대한통제기능등을수행한다. 운영체제는사용자인터페이스뒤에서모든작업이순서에따라원활하게작업이수행될수있도록모든컴퓨터자원을관리하며, 이를관리자프로그램 (supervisor program) 이담당한다. 또한주기억장치내에서프로그램과데이터가어디에있는지를추적 관리한다. 주기억장치의효율성을높이기위해서는실행하고자하는프로그램과데이터의일부중즉시실행이필요한부분만을보조기억장치에서주기억장치로이동 (swap) 시킴으로써제한된주기억장치가마치무한히존재하는것과같은효과를제공한다. 이를가상기억장치 (virtual storage) 라부른다. 가상기억장치는즉시처리가요구되는프로그램의해당부분만이주어진처리시간동안만주기억장치에있으면된다는원리에기초한다. 즉, 프로그램중즉시처리가필요없는부분은보조기억장치에저장하였다가처리가필요한해당부분만주기억장치에기억시키고처리가끝나면다시보조기억장치로되돌려보내고다음실행에필요한부분만을주기억장치로불러온다. 이와같은교체과정을스와핑 (swapping) 이라하며, 매우빠른속도로처리되기때문에사용자는의식하지못한다.

73 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 73 (4) 작업관리컴퓨터는많은작업을가능한한빠른시간내에처리하도록요구된다. 작업의효율적수행을위하여활용되고있는대표적인방법으로다중작업, 시분할처리, 다중처리가있다. 1 다중작업 (multitasking) 다중작업또는다중프로그래밍은하나의 CPU로두개이상의프로그램을동시에수행함으로써처리속도를향상시키는방법이다. 이것은시스템의자원을병행적으로사용하여한대의컴퓨터로동시에여러개의프로그램을실행해나가는것으로, 주기억장치에두개이상의프로그램을기억시켜동시에병행처리하는방식이다. 예를들면, 한글로보고서를작성하면서, 동시에인터넷익스플로러로인터넷상의자료를검색할수있다. 다중작업또는다중프로그래밍은컴퓨터자원의효과적인할당과느린입출력속도를상쇄해서, CPU의활동시간을효과적으로증가시킨다. 2 시분할처리 (time-sharing processing) 시분할처리는다수의사용자가단말기를통하여하나의컴퓨터시스템을효율적으로사용하는방법이다. 즉, 한사용자의프로그램을주어진아주짧은시간동안처리한후주어진시간이되면, 그프로그램이미처끝나지않았어도그다음사용자의프로그램을처리하며이방식을계속해서적용한다. 이것은여러개의작업을아주작은시간단위로나누어차례대로수행함으로써, 사용자들은자신이 CPU를항상점유하여사용하는것과같이느끼도록한다. 3 다중처리 (multiprocessing) 다중처리는두대이상의 CPU들이함께연결되어한작업을처리하는데, 여러대의 CPU들은동일프로그램의여러가지다른명령들을동시에실행하거나, 완전히다른여러개의프로그램을동시에실행하게된다. 이것은하나이상의 CPU를이용하여여러개의프로그램을동시에처리하게된다. 하나의작업 (job) 은그처리과정에서여러개의독립적인프로세스 (process) 로형성된다.

74 74 / 제 2 부정보기술일반 (5) 파일관리컴퓨터시스템에는많은데이터파일및프로그램파일이보조기억장치에저장되어있다. 운영체제는어떤데이터파일이어디에위치하고있는지를추적관리함은물론파일이름의변경, 삭제등파일운영에관련된변경내용까지관리함으로써사용자가해당파일을검색하고자할때정확하게접근할수있도록도와주는기능을한다. 이것은데이터의입출력, 저장위치, 검색등을통제하는기능으로데이터베이스관리시스템 (DBMS) 의데이터베이스처리에관한활동을지원한다. 2. 언어번역소프트웨어 언어번역소프트웨어 (compiler) 는언어처리기라고도하며, 어셈블리어 (assembly language), 코볼 (CPBOL), 포트란 (FORTRAN), 파스칼 (PASCAL), 씨 (C), 자바 (JAVA) 등과같은프로그래밍언어로작성된프로그램을컴퓨터가인식할수있는기계어명령코드로번역하는소프트웨어이다. 대부분의언어번역소프트웨어는프로그램작성및편집기능을포함하는통합환경을제공함으로써, 프로그램을쉽게개발할수있도록지원하고있다. 언어번역소프트웨어에는다음과같이몇가지가있다. 1 어셈블러 (assembler) 어셈블리어로만들어진프로그램의부호명령코드를번역하는소프트웨어이다. 2 컴파일러 (compiler) 고급언어로만들어진프로그램의문장을번역하는소프트웨어이다. 3 인터프리터 (interpreter) 컴파일러나어셈블러와같이완전한기계어프로그램을만드는대신에, 프로그램을한문장씩번역하여실행하는소프트웨어이다. < 그림 3-2> 는프로그래밍및수행과정을나타낸다. BASIC이나 COBOL과같은프로그래밍언어로작성된프로그램을원시프로그램 (source program) 이라한다. 원시프로그램을언어번역소프트웨어로번역하여기계어의형태로만들어진프로그램을오브젝트프로그램 (object program) 이라한다. 이러한오브젝트프로

75 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 75 그램은컴퓨터가인식할수있고실행될수있는형태이지만, 일반적으로컴파일러의라이브러리 (library) 혹은유틸리티 (utility) 에서제공하는다른오브젝트프로그램들과의링크과정을거치게된다. 이과정을통해만들어진파일을로드모듈 (load module) 또는실행파일 (executable file) 이라한다. 대부분의컴파일러 (compiler) 는원시프로그램을번역하는역할외에도사용자의편의를위하여문서편집기, 디버거 (debugger) 등의프로그램개발통합환경을제공하고있다. 이러한기능은프로그램을작성할때발생하는오류를파악하고수정하는작업을훨씬쉽게하기때문에프로그래머의효율성과생산성을향상시켜준다. < 그림 3-2> 프로그램의실행과정

76 76 / 제 2 부정보기술일반 3. 유틸리티프로그램 유틸리티 (utility) 프로그램은컴퓨터상에발생하는일상적인작업의수행을지원하는시스템소프트웨어로사용자들이하드웨어를보다편리하게사용할수있도록서비스를지원해주는역할을하며, 컴퓨터시스템구입시운영체제와함께제공되는것이일반적이다. 유틸리티프로그램은일반적으로다음과같은기능을수행하는소프트웨어들을말한다. 1 파일의레코드를정해진순서에따라정렬 (sort) 하는프로그램 2 디스크에서특정프로그램이나데이터파일을탐색하는프로그램 3 프로그램이나데이터파일을복사, 삭제하는프로그램 4 폴더의생성, 삭제프로그램 5 파일압축프로그램 6 포맷 (format) 을수행하는프로그램 7 메모리관리프로그램 8 시스템성능을진단하는프로그램 9 바이러스예방, 검사및치료프로그램

77 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 응용소프트웨어 응용소프트웨어는특정업무의수행을위해작성된모든프로그램을말하며, 시스템소프트웨어를기반으로사용자의요구사항을해결하여주는프로그램을말한다. 응용소프트웨어는그활용목적및범위에따라범용과전용으로나누어진다. 1. 전용소프트웨어 전용소프트웨어는최종사용자의사용목적에맞게개발된소프트웨어이다. 1 사무용소프트웨어기업의경영관리를위하여필요한소프트웨어로서, 인사관리, 회계관리, 공정관리, 생산관리, 자재관리, 재고관리, 경영분석등의소프트웨어를들수있다. 2 과학계산용소프트웨어대량의계산이필요한정보처리작업에주로사용되는소프트웨어로, 수학, 엔지니어링, 일기예보, 모의전쟁시뮬레이션, 과학적연구, 실험, 개발등의소프트웨어가있다. 3 기타소프트웨어사무용과과학계산용의응용분야를제외한나머지분야를총칭하며, 여기에는교육, 온락, 음악, 미술, 법률, 의학등과같은분야에응용되는소프트웨어를말한다. 2. 범용소프트웨어 범용소프트웨어는최종사용자의정보처리작업을위하여공통적으로사용되는소프트웨어로, 워드프로세싱소프트웨어, 스프레드시트소프트웨어, 데이터베이스관리시스템소프트웨어, 그래픽소프트웨어, 통신소프트웨어등이있다. 1 워드프로세싱소프트웨어워드프로세싱소프트웨어 (word processing software) 는개인용컴퓨터혹은터미널의키보드를통하여입력된텍스트를전자적으로처리하는소프트웨

78 78 / 제 2 부정보기술일반 어로, 모든종류의문서를생성, 편집, 저장및인쇄하는기능을가지고있다. 2 스프레드시트소프트웨어스프레드시트소프트웨어 (spread sheet software) 는일상업무에많이발생되는여러가지도표형태의양식으로계산하는사무업무를자동으로할수있는표계산프로그램이다. 액셀 (Excel) 이가장많이사용되며, 최초의스프레드시트는 1979년애플II 개인용컴퓨터에서구현가능하도록개발한비지칼크 (VisiCalk) 이다. 3 데이터베이스관리시스템데이터베이스관리시스템 (database management system, DBMS) 은서로관련있는데이터들의집합체인데이터베이스를생성, 유지및통제하는소프트웨어로서, 여기에는 Oracle(Oracle 사 ), Access( 마이크로소프트사 ) 등이있다. 4 그래픽소프트웨어그래픽소프트웨어 (graphic software) 는그래픽파일을생성, 편집, 처리및검색하는데사용되는응용프로그램의일종이다. 이들프로그램은사진을보고수정하며생생한매체나디지털미디어를생성할수있는기능을제공한다. 가장많이사용되고있는그래픽소프트웨어로는포토샵 (adobe사), 일러스트레이터 (adobe사), 3D MAX(auto desk사 ), 파워포인트 ( 마이크로소프트사 ) 등을들수있다. 또한제조업분야에서사용되는 CAD(computeraided design), CAM(computer-aided manufacturing) 및 CAE(computer-aided engineer -ing) 패키지는전체제조공정에서필수적인부분이되었다. 5 통신소프트웨어통신소프트웨어 (communication software) 는컴퓨터상호간에접속하여정보를교환할수있게하는소프트웨어프로그램의총칭으로, 서로다른컴퓨터간에데이터의송수신을가능하게하는기능을수행한다.

79 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 프로그래밍언어 1. 프로그래밍언어의개념 프로그래밍언어 (programming language) 는컴퓨터에게어떤업무를수행할것인지를알려주는일련의부호 ( 명령어 ) 및규칙들의집합이라할수있다. 컴퓨터에게명령을내리기위해서는컴퓨터가이해할수있는언어로명령을지시하여야한다. 이같이컴퓨터가이해할수있는언어를프로그래밍언어라하며, 언어의어의 (syntax) 라불리는규칙들을가지고있으며특별한의미를지닌부호 (symbols) 를가지고있다. 프로그래밍언어는 1945년부터시작하여 1980년대이르기까지 5세대에걸쳐발전하였다. 2. 프로그래밍언어의발달과정 (1) 제1세대 : 기계어컴퓨터는기본적으로 0과 1로구성되는명령어만을인식할수있는데, 이를위해 0과 1의조합인 2진수로구성된언어를기계어 (machine language) 라한다. 이것은프로그래밍언어중가장낮은수준이면서가장기본적인언어로소데이터를 0과 1의조합으로표현하는언어이다. 비록기계어는컴퓨터가가장이해하기적합한언어이기는하나 0과 1로구성된긴기계어프로그램을작성하는것은매우어려운일이며, 프로그램에오류가발생했을때그오류를찾기가매우힘든일이다. (2) 제2세대 : 어셈블리어어셈블리어 (assembly language) 는기계어에서모든명령과데이터를 0과 1의조합으로나타내는불편함을감소시키기위하여연산코드와기억장소등을부호로표현할수있도록하였다. 어셈블리어를이용하기위해서는어셈블리어프로그램을컴퓨터가인식할수있는기계어로변환시키는언어번역기프로그램이필요한데, 이를어셈블러 (assembler) 라한다.

80 80 / 제 2 부정보기술일반 어셈블리어는연산코드, 기억위치, 그리고데이터를표현하기위하여알파벳약자혹은부호를사용하기때문에흔히부호어 (symbolic language) 라고도불리어진다. 이언어의장점은부호를이용하여명령문을쉽게이해할수있고수정과변환을용이하게행할수있다는장점이있는반면, 기계지향적특징을가지고있어컴퓨터기종에따라표현방식과규칙이각각다르기때문에기종이바뀌면다시배워야하는불편함이있다. (3) 제3세대 : 고급언어, 절차어제3세대언어는고급언어 (high level language) 또는컴파일러언어 (compiler language) 라고도하며, 일상적인인간의언어나수식과유사한형태의문장을사용한다. 고급언어의각문장은컴파일러혹은인터프리터라고불리는언어번역기프로그램에의하여기계어로번역될때여러개의기계어명령을만들어내므로, 일종의매크로 (macro) 명령이라고도할수있다. 고급언어는영어와유사한언어로서어셈블리어와같이부호에의한언어에비하여배우기가쉽고프로그램작성이용이하다는장점이있다. 또한대부분의고급언어들은기계독립적이어서컴퓨터기종에관계없이사용될수있다. 대표적인고급언어로서는 FORTRAN, COBOL, BASIC, Pascal, C, Ada 등이있다. 고급언어는컴퓨터가이해할수있는기계어로번역하는언어번역기인컴파일러 (compiler) 와인터프리터 (interpreter) 가필요한데, 그차이점은번역한기계어를즉시실행 ( 인터프리터 ) 또는사후실행 ( 컴파일러 ) 하느냐에있다. 3세대언어인고급언어는일반적으로절차언어 (procedural language) 라고하는데, 프로그램실행에필요한정확하고구체적인절차를연속된프로그램문장으로표현하여야한다. 따라서, 프로그래머들은프로그램작성시상세한절차를일일이작성해야하는번거로움이있으며, 이는결국프로그래밍의생산성저하를가져오고있다. (3) 제 4 세대 : 초고급언어, 비절차어 4 세대언어인초고급언어 (very high level language) 는종종 4 세대언어 (4th-

81 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 81 generation, 4GL) 라고도불리어진다. 4세대언어는 3세대언어에비하여더욱사용자지향적이고불과몇줄의문장만으로도복잡한프로그램을개발할수있다는장점이있다. 4세대언어는목적지향적인비절차어 (nonprocedural language) 로서프로그래머가원하는결과에대하여단지무엇을원하는지만명시만하면컴퓨터가결과를제시한다. 이는절차어닌 3세대언어가결과를얻기위해서는상세한모든절차와논리 (logic) 를프로그래밍해야만되는것과비교할때적은문장으로프로그램이가능함으로써프로그래머의시간과노력을크게절약할수있다. 4세대언어는크게보고서생성기 (report generator), 질의어 (query language), 응용시스템생성기 (application generator), 데이터베이스관리시스템언어등이있다. 4세대언어의대표적인예로는 Power Builder, Delphi, Visual Basic, Visual C++, Java 등이있다. (4) 제5세대 : 자연어 4세대언어가사람이사용하는일상언어와비슷하지만사람이일상생활에서사용하는자연어에비하면형식적이고문법적인면이많이있다. 이에따라사람이사용하는일상언어와같은수준으로개발하여마치컴퓨터와대화하며컴퓨터를실행시킬수있도록하는언어를자연어라한다. 자연어를사용하여처리할때는마치사람과대화하듯이명령어를처리할수있다. 자연어는아직도개발단계에있으며인공지능 (artificial intelligence, AI) 분야에서활발히연구되고있는중요한분야이다. 3. 언어번역프로그램 컴퓨터는오직 0과 1의디지털신호인기계어만이해를하기때문에고급언어로작성된프로그램은컴퓨터가이해할수있는기계어로번역되어야만한다. 이렇게고급언어로작성된프로그램을컴퓨터가이해할수있는기계어로번역해주는프로그램을언어번역프로그램 (language translator) 이라하며, 번역방식에따라컴파일러와인터프리터로구분된다.

82 82 / 제 2 부정보기술일반 (1) 컴파일러컴파일러 (compiler) 는고급언어로작성된프로그램전체를한꺼번에기계어로번역하는프로그램이다. 프로그램의원시코드 (source code) 를컴파일러가기계어로번역된코드를목적코드 (object code) 라하는데, 이것은컴퓨터가이해할수있는기계어로번역되었기에즉시실행이가능하다. 또한저장이가능하기때문에번역과동시에프로그램을실행하기보다는차후에실행하고싶을때언제든지반복해서실행가능한장점을제공한다. 컴파일러를사용하는대표적인고급언어는 COBOL, FORTRAN, Pascal 등이있다. (2) 인터프리터인터프리터 (interpreter) 는고급언어로작성된프로그램을한문장씩기계어로번역함과동시에즉시실행시킨다. 이와같은작업을프로그램이끝날때까지반복한다. 이에따라, 컴파일러와같이목적코드가저장되지않으며, 대표적인고급언어로는 BASIC이있다. 3. 객체지향프로그래밍언어 객체 (object) 란연산기능을수행하는함수와연산에필요한데이터들을함께가지고있는소프트웨어모듈을말한다. 같은특성을갖는객체들의집합을클래스 (class) 라한다. 객체지향프로그래밍 (object-oriented programming, OOP) 은데이터와명령문 ( 연산 ) 을객체 (object) 라는단위로통합하여프로그래밍하며, 객체는그자체가특정기능을수행할수있어서이를다른프로그램에서도사용가능하기때문에프로그램의재사용성을높여준다. BASIC과같은 3세대언어로프로그래밍을할경우에는각라인별로처음부터일일이프로그래밍을하여야하는반면에, 객체지향프로그래밍을할경우에는이미특정기능 ( 예를들면급여계산 ) 을수행토록데이터와명령문 ( 연산 ) 이결합된객체또는불록을불러다가사용함으로써쉽게프로그램을완성할수있다. 객체지향프로그래밍에는세가지의중요한개념이있는데, 캡슐화, 상속성, 다형성이다. 캡슐화 (encapsulation) 는데이터와연산 ( 함수 ) 을객체라는단위로한울

83 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 83 타리안에묶은것을말한다. 상속성 (inheritance) 은이미정의된상위클래스의속성과명령문 ( 연산 ) 등모든속성을하위클래스가물려받는것을의미한다. 다형성 (polymorphism) 은프로그램실행을위해메시지가전달될때전달된객체에따라다양한결과를제시함을의미한다. 즉, 어느한연산이여러개의서로다른객체유형에적용되는것을말한다. 1980년대의구조적분석에의한전통적개발방식하에서는코볼 (COBOL) 언어를비롯한 3세대언어가응용프로그램개발도구로많이이용되었고, 1900년대중반내지후반에접어들어서부터는 4세대언어 ( 파워빌더, SQLWindows, 델파이, 비주얼베이직등 ) 와객체지향언어 (Java, C++ 등 ) 에의한개발이보편화되고있다. 객체지향언어는객체를정적이나동적으로생성할수있게클래스를정의할수있는언어인클래스기반 (class-based) 언어로서의특성뿐만아니라상속성까지지원하는언어를말한다. 객체지향언어에는 Smalltalk와같은순수한객체지향언어와 C++, Object COBOL과같은하이브리드객체지향언어가있다. 지금까지는정보시스템개발도구로비주얼베이직 (Visual Basic) 과자바 (Java) 언어등이가장많이이용되고있다. 자바 (Java) 언어의가장큰장점은웹브라우저상에서실행가능하다는점이다. 4. 비주얼프로그래밍언어 비주얼프로그래밍 (visual programming) 이란라인별로프로그램을실제로코딩하기보다는다이어그램과아이콘으로객체를표현하고연결, 클릭함으로써프로그램을완성하는기법을말한다. 비주얼프로그래밍기법은기본적으로객체지향개념을도입하였으나그래픽과다이어그램등비주얼방식을활용함으로써프로그래머가아닌일반사용자들도그래픽으로보다쉽게프로그램을작성할수있도록도와준다. 그래픽환경하에서사용된프로그래밍언어를흔히비주얼프로그래밍언어라고한다. 이언어는스크린에마우스, 아이콘, 기호를사용하거나프로그래밍을보다쉽게할수있고, 직관적인풀다운 (pull-down) 메뉴를사용한다. Visual Basic, Visual C++, ObjectVision은시각프로그래밍언어의예이다. 미숙련자들에게사용상편의성이있으나언어가구체적이고비시각적인대상물에대한처리가약하

84 84 / 제 2 부정보기술일반 다는단점이있다. 1 Visual Basic Visual Basic은가장배우기쉬운 Basic 언어를사용한다. 개발시간은아주빠른편이나큰프로그램을작성하거나객체지향적프로그램을작성하기엔무리가있다. 한글지원이우수하여, 변수이름, 컨트롤이름등에한글사용이가능하다. 다른 MS 도구들을간편하게사용이가능하며, MS 사의도구와기능에대해가장확실히지원하는것은 Visual C++ 이지만, 가장간편히사용할수있는도구는 Visual Basic이다. 5. 닷넷 (.NET) 과 C# 언어 1 닷넷 (.NET) 마이크로소프트사는 2000년 7월에 C# 언어와함께닷넷플랫폼을발표하였다. 닷넷플랫폼은마이크로소프트사의수많은신기술을포함하여활용된다. 닷넷플랫폼은서비스를구현하고운용할수있는하부구조및도구이며, 새로운종류의스마트인터넷장비를가능하게하는소프트웨어이다. 닷넷프레임워크는웹기반의분산응용프로그램을지원하도록설계되었다. 2 C# C# 은닷넷환경의응용프로그램을개발하기위한프로그래밍언어이다. C# 은 C의빠른속도, C++ 의객체지향구조, Java의보안, Visual Basic의빠른개발시간등기존언어의장점들을바탕으로설계되었다. C# 에서는 XML 스타일의문서화방식을지원하여응용프로그램에대한참고문서를쉽게작성할수있도록도와준다. 또한 C# 은 C++ 스타일의포인터 (pointer) 를이용하여직접메모리에접근하는것을허용한다.

85 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 최신소프트웨어플랫폼 1. 오픈소스소프트웨어 (1) 오픈소스소프트웨어의개념오픈소스소프트웨어 (open source software) 는무상으로공개된소스코드또는소프트웨어로서소프트웨어의설계도에해당하는소스코드를인터넷등을통하여무상으로공개하여누구나그소프트웨어를수정하고, 이것을재배포할수있도록하는것또는그런소프트웨어를말한다. 이것은전세계의수십만명의프로그래머들이참여하는커뮤니티에의해생산된다. 오픈소스소프트웨어는무료이며사용자들에의해수정될수있다. 그리고어떠한특정운영체제또는하드웨어기술에도국한되지않는다. 오픈소스운동은 30년이상발전해왔으며, 오픈소스를기반으로상업적으로수용되는고품질의소프트웨어를생산할수있다는점을주장해왔다. 인기있는오픈소스소프트웨어로는리눅스운영체제, 아파치 (Apache) HTTP 웹서버, 모질라파이어폭스 (Mozilla Firefox) 웹서버, 오라클오픈오피스 (Oracle Open Office) 데스크톱생산성스위트등을들수있다. 여러가지오픈소스도구들은마이크로소프트오피스를대신할수있는저렴한대안으로넷북에서이용되고있다. IBM, HP, Dell, Oracle, SAP와같은주요하드웨어및소프트웨어벤더들은현재리눅스에서사용가능한버전들을제공하고있다. (2) 리눅스가장잘알려진오픈소스소프트웨어중의하나는유닉스와관련된운영체제인리눅스이다. 리눅스는핀란드헬싱키대학학생이던리누스토발즈 (Linus Torvalds) 에의해개발되었는데, 1991년 8월에인터넷에처음소개되었다. 대형기종에서만작동하던운영체계인유닉스를 386 기종의개인용컴퓨터 (PC) 에서도작동할수있게만든운영체제이다. 인터넷을통해프로그램소스코드를완전무료로공개하여사용자는원하는대로특정기능을추가할수있을뿐만아니라, 어느플랫폼에도포팅이가능하다. 이러한장점때문에일반기업과인터넷서비스업체, 연구기관등에서수요가늘어나고있다. 리눅스애플리케이션 (application)

86 86 / 제 2 부정보기술일반 들은휴대폰, 스마트폰, 넷북, 전자상거래등에설치되어있다. 리눅스는데스크톱시스템에서는많이사용되지않지만, LAN, 웹서버, 초고속컴퓨팅작업에서주로사용되며서버운영체제시장의 20% 이상을차지하고있다. IBM, HP, 인텔, Dell, Sun 등은리눅스를주요제품중하나로성장시켜왔다. 2. 웹소프트웨어 (1) 자바자바 (JAVA) 는 1990년선마이크로시스템의프로그램개발자인제임스고슬링이개발한객체지향프로그래밍언어이다. 원래쌍방향 TV를위한프로그래밍언어로개발되었으나, 쌍방향 TV에대한적용이어려워지자곧바로인터넷월드와이드웹에적용하여웹검색프로그램인핫자바 (HOT JAVA) 를개발, 발표함으로써순식간에차세대웹검색프로그램으로각광을받게되었다. 자바는윈도나유닉스등컴퓨터의운영체제에상관없이작동하는것이가장큰특징이다. 자바의가장큰장점은 3차원그래픽과애니메이션, 음향효과까지제공할수있고유연성이있다는점이다. 또한인터넷웹브라우저상에서실행가능하다. 자바는사용상의편의성과이식성이높고, 스마트카드에서슈퍼컴퓨터까지의기종에관계없이폭넓게활용할수있어특정업체의독점기술이아닌만인의기술로인정받고있으나속도가다소느리다는단점이있다. 자바의특징은다음과같다. 1 단순한문법자바는 C++ 에가깝지만훨씬간단하다. C나 C++ 에서프로그래머에게많은혼란을주는요소 ( 전처리, 포인터, 구조체, 공용체, 다중상속등 ) 들을제거하였다. 2 객체지향언어 (object oriented language) 자바는추상화, 캡슐화, 상속성, 다형성등과같은특성을완벽하게지원한다. 3 플랫폼독립성 (Platform Independence) 자바는자바코드소스를컴파일하여바이트코드를만들어내며이바이트코드는다양한플랫폼에설치된자바인터프리터에의해해석되기때문에

87 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 87 어떠한플랫폼에서도실행가능하다. 따라서새로운기계라도자바인터프리터만설치되어있으면바이트코드를해석할수있다. 4 높은이식성기존의언어는각각의플랫폼마다수치연산문제등으로인하여약간씩다른코드를사용한다. 그러나자바는이식성이강하여다른운영체제, 다른 CPU에서도같은코드를사용할수있다. 이식성이높을때의단점은각각의시스템의특성을고려하지않기때문에최적의성능을얻어낼수없는데, 자바는이러한것을극복한언어이다. 5 메모리자동관리 (Garbage Collection) Garbage Collector에의해필요없는메모리를자동으로처리한다. 6 보안성바이트코드실행전에보안에위배되는요소가있는지여부를미리검사하게된다. 7 인터프리터언어인터프리터언어이다. 자바는정확하게말하면컴파일언어인동시에인터프리터언어이다. 자바는먼저텍스트소스를컴파일하여 2진파일 ( 클래스파일 ) 로만든다음자바런타임이클래스파일을인터프리트하면서실행한다. (2) 에이잭스에이잭스 (AJAX : Asynchronous JavaScript and XML) 는웹2.0 구현을위한핵심기술로자바스크립트언어와기타웹표준을사용하는기술이다. 에이잭스는최근화두로떠오른웹기반비동기통신기술로, 새로운데이터를불러오려면전체페이지를다시리로딩해야하는기존 JSP/ASP 방식과달리 SO221AP XML 등소프트웨어통신프로토콜을이용해브라우저의사용자화면구성에필요한서비스만을서버에호출, 그결과를화면에적용할수있다. 에이잭스는매크로미디어의플래시에이은인터랙티브웹애플리케이션개발도구로인기를얻고있다. 지난 1990 년대에마이크로소프트가개발했으나최근까지다수의개발자와기업은에이잭스가제공하는새로운기회를붙잡지못했다. 에이잭스가주목받은것은구글이구글맵서비스에이기술을적용하면서부터다.

88 88 / 제 2 부정보기술일반 3. 웹서비스와서비스지향아키텍처 (1) 웹서비스 1 HTML(HyperText Markup Language) : 하이퍼텍스트구성언어인터넷은전세계각국의컴퓨터를연결한원격통신네트워크이다. 무한정보의시대에전세계에걸쳐있는정보를저장, 관리하며사용자들이신속, 정확하고편리하게인터넷상의정보를이용할수있게해주는것이 WWW(world wide web) 이다. 인터넷에서는인터넷익스플로러 (internet explorer), 구글의크롬브라우저와같은웹브라우저 (web browser : 웹검색프로그램 ) 라는프로그램을이용하여웹서버 (web server) 라는컴퓨터에서저장, 관리되는문자, 그림, 음성, 동화상등의정보를검색할수있다. HTML은웹문서를만들기위하여사용하는기본적인프로그래밍언어의한종류로서하이퍼텍스트를작성하기위해개발되었다. 하이퍼텍스트 (hypertext) 를구성하기위한언어로서구조화된형식을취하며웹브라우저를통해손쉽게인터넷에접근할수있게해준다. 하이퍼텍스트는웹상의한문서에서다른문서로연결 (link) 이되어있어서문서와문서간, 내용과내용간에꼬리에꼬리를물고서로연결되어있는텍스트문서이다. 인터넷에서웹을통해접근되는대부분의웹페이지들은 HTML로작성된다. HTML은문서의글자크기, 글자색, 글자모양, 그래픽, 문서이동 ( 하이퍼링크 ) 등을정의하는명령어로서홈페이지를작성하는데쓰인다. WWWW 서버와사용자와의사이에실질적으로오가는데이터는이 HTML 형식으로작성한소스 (source) 와이소스 (source) 에서사용되는데이터로구성된다. 2 XML(extensible markup language) 인터넷웹페이지를만드는 HTML을획기적으로개선하여만든언어이다. 홈페이지구축기능, 검색기능등이향상되었고, 웹페이지의추가와작성이편리해졌다. HTML보다홈페이지구축기능, 검색기능등이향상되었고클라이언트시스템의복잡한데이터처리를쉽게한다. 또한인터넷사용자가웹에추가할내용을작성, 관리하기에쉽게되어있다. 이밖에 HTML은웹페이지에서데이터베이스처럼구조화된데이터를지원할수없지만 XML은사용자가구조화된데이터베이스를뜻대로조작할수있다.

89 제 3 장컴퓨터소프트웨어 / 89 즉, XML은웹에서구조화된문서전송이가능하도록설계되어있고표준화된마크업언어로어떤플랫폼에서나읽을수있는포맷을제공하여특정회사제품이나환경에구애받지않는언어이다. 구조적으로 XML 문서들은 SGML(standard generalized markup language) 문서형식을따르고있다. (2) 서비스지향아키텍처기업의소프트웨어시스템을구축하는데사용되는웹서비스들은서비스지향아키텍처를구성한다. 서비스지향아키텍처 (service-oriented architecture, SOA) 는소프트웨어애플리케이션들을개발하기위해서로커뮤니케이션하는필요기능들이완비된서비스들의집합이다. 비즈니스업무들은이런일련의서비스들을수행시킴으로써완수될수있다. 소프트웨어개발자들은애플리케이션들을완성하기위해이런서비스들을다른조합으로재사용한다. 사실모든주요소프트웨어벤더들은웹서비스를이용하여소프트웨어애플리케이션들을구축하고통합하기위한도구들과플랫폼전체를제공하고있다. IBM은웹스피어 (WebSphere) 라는전자상거래소프트웨어플랫폼을기반으로한웹서비스를하고있으며, 마이크로소프트는웹서비스도구들을마이크로소프트.NET플랫폼에통합시켜놓았다. 4. 소프트웨어아웃소싱과클라우드서비스 (1) 소프트웨어아웃소싱소프트웨어아웃소싱 (outsourcing) 은기업이맞춤화된소프트웨어개발이나기존의운영프로그램들을외부기업에게맡기는계약을하는것인데, 이외부기업은세계적으로저임금지역에해당하는외국에서운영되는기업인경우가종종있다. 해외아웃소싱기업들은주로낮은수준의유지보수, 데이터입력, 콜센터운영을담당하였다. (2) 클라우드기반소프트웨어 클라우드기반소프트웨어와그사용데이터는대형데이터센터의강력한서 버에의해호스팅되는데, 인터넷과웹브라우저를통해접속될수있다. 기업들은

90 90 / 제 2 부정보기술일반 소프트웨어프로그램을구매하여설치하는대신, 소프트웨어를대여하는기업들에게가입비나거래처리당비용을지불하고빌려쓸수있다. 일종의웹기반서비스로서원격으로소프트웨어에접속할수있도록해주는서비스를 서비스로서의소프트웨어 (software as a service, SaaS) 라한다. (3) 앱앱 (App, application, 응용프로그램 ) 은애플리케이션의줄임말로서인터넷, 컴퓨터또는휴대폰에서작동되는작은소프트웨어인데일반적으로인터넷을통해전달된다. 구글은앱을통해온라인서비스를제공하고있는데, 여기에는데스크톱생산성도구인구글앱스스위트도해당된다. 그러나일반적으로앱은모바일디지털플랫폼용으로개발된앱에초점이맞춰져있다. 스마트폰이나기타의모바일휴대용기기들을범용의컴퓨팅도구로변화시킨것이바로이앱들이다. 대부분의앱들은아이폰이나안드로이드, 블랙베리등의운영체제플랫폼에서작동되도록개발되었다. 많은앱들이무료로제공되거나기존의소프트웨어에비해훨씬저렴한가격으로제공되고있다. 현재가장많이다운로드가된앱들은게임 (65%) 이며, 뉴스및날씨 (56%), 지도 / 네비게이션 (55%), 소셜네트워킹 (54%), 음악 (46%), 비디오 / 영화 (25%) 순이다. 그러나, 앱에는기업의사용자들이문서를생성하고편집하며, 배송상황을파악하는업무용앱들과제품이나서비스를온라인으로조사하거나구매하는데사용되는전자상거래앱들도있다.

91 제 4 장 데이터베이스시스템 4.1 데이터저장및처리방식 4.2 데이터모델링 4.3 데이터베이스관리시스템 4.4 의사결정과데이터베이스시스템

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93 제 4 장데이터베이스시스템 / 데이터저장및처리방식 데이터저장방식 정보는필요한때필요한곳에서필요한형태로제공되어야만그의미 ( 가치 ) 를가진다. 조직에서필요로하는정보를제공하기위해서는먼저정보의생산에필요한데이터가저장되어야한다. 컴퓨터시스템에저장되는데이터는물리적으로는 0과 1의이진수로표현되어기억장치에저장된다. 데이터는필드 (field), 레코드 (record), 파일 (file) 등의일정한구조로체계화되어저장되고처리되어사용자에게제공된다 데이터처리방식 운영체제는초창기의단일작업처리시스템에서출발하여복잡한다중프로그램의처리가가능한분산처리시스템으로까지발전하였다. 데이터처리의방식다음과같이분류할수있다. < 그림 4-1> 데이터처리방식의분류

94 94 / 제 2 부정보기술일반 1. 단일작업처리방식 단일작업처리 (single job processing) 는한번에하나의작업 (job) 만을처리하는방식으로서작업의처리는순차적으로하나씩입력하여처리되고출력하는방식이다. 이러한처리방식은입출력장치와중앙처리장치는속도차이가있으므로입출력장치가작동하는동안중앙처리장치는작동속도가빠르기때문에유휴시간 (idle time) 이많아비효율적이다. 2. 일괄처리방식 (1) 일괄처리방식일괄처리 (batch processing) 방식이란데이터가일정량이될때까지모아두었다가한번에처리하는방식으로배치처리라고도한다. 예를들어전화요금, 전기요금, 수도세, 급여계산등과같이일정기간마다정리하는것들이일괄처리방식으로이루어진다. (2) 오프라인시스템에의한일괄처리두지점사이또는그이상의지점에있는장치를통신회선으로접속하여데이터의교환이나수집처리를하는시스템을텔레프로세싱시스템 (teleprocessing system) 이라고한다. 이시스템의방식은단말장치가통신회선을통해서컴퓨터와직접연결되어있는경우를온라인 (on-line) 시스템이라하고, 반면에회선이직접컴퓨터와접속되어있지않고다른장치를사용해서데이터를송수신하는시스템을오프라인 (off-line) 시스템이라고한다. 오프라인 (off line) 은글자그대로통신회선이단절되어있다는의미에서나온용어라할수있다. 오프라인시스템은중앙처리장치의도움이없더라도자체적으로간단한처리기능을갖추고있다. 중앙컴퓨터와따로분리된상태에서자료를수집하고일차적인처리를한후, 중앙컴퓨터와는자기테이프와같은별도의자료기억매체로자료를전달하거나약속된시간에일괄전송하는방법으로통신을한다. 중앙의단말장치에서수집한데이터를사람이개입하여컴퓨터에입력하고컴퓨터의처리결과를사람이개입하여원격지의단말장치로전송하는방식을오

95 제 4 장데이터베이스시스템 / 95 프라인일괄 (off-line batch) 처리라고한다. (3) 데이터수집시스템에의한일괄처리온라인시스템처리방식은원래즉시처리 (real time processing) 를위한방법이지만업무의성질에따라서는일괄처리보다훨씬합리적인경우가있다. 그래서온라인데이터수집시스템에의한일괄처리방식이활용되고있다. 온라인데이터수집시스템 (on-line data collection system) 이란원격지에서발생한데이터를통신회선을통하여전송하면중앙컴퓨터에서받아서보조기억장치에서차례대로기억시킨다. 이와같이일정량의데이터가수집되거나또는일정기간이지나면일괄적으로처리하는방식을말한다. 이처리방식에서는데이터수집은즉시처리방식이고수집된데이터를처리하는것은배치처리 (batch processing) 방식이다. (4) 원격작업입력시스템원격작업입력시스템 (remote job entry system, RJE) 은원격일괄처리방식과같으며, 중앙의컴퓨터에서떨어진장소에설치한단말장치에서중앙의컴퓨터에데이터를작업단위로직접입력하여처리하는방식이다. 이것은원격지의단말장치로부터작업을처리하기위해프로그램과데이터를필요에따라일괄적으로중앙컴퓨터에입력하고처리결과를원격지의단말에서직접받아보는처리시스템을원격작업입력시스템 (remote job entry system) 이라고한다. 3. 실시간처리방식 온라인시스템은중앙컴퓨터와원격지의단말장치가통신회선을통해직접연결되어데이터의수집, 처리, 교환을수행하는시스템으로서, 그주요목적은데이터가발생할때마다입력하여결과를즉시되돌려받을수있도록실시간처리 (real time) 방식을채용하기위한것이다. 실시간처리 (real time) 방식은컴퓨터에의한데이터처리방식으로데이터가발생한시점에서필요한계산처리를즉석에서처리하여그결과를데이터가발생한곳에되돌려보내는방식이다. 예약시스템, 예금업무, 재고관리, 대공방위시스템

96 96 / 제 2 부정보기술일반 등에응용되며소프트웨어와하드웨어의좋고나쁨이큰영향을끼친다. 실시간 처리방식의종류로는온라인리얼타임방식 (on-line real time system) 과시분할 처리방식 (time sharing system) 이있다. (1) 온라인리얼타임시스템에의한처리업무에는그성격에따라데이터가발생할때마다즉시처리를필요로하는것이있다. 예를들면, 은행의예금처리, 항공기및철도의좌석예약등은해당업무데이터가발생했을때가능한한즉시처리할수있어야한다. 이런경우업무를즉시처리할수있는방식이요구된다. 이와같이데이터의발생과동시에즉시처리할수있는시스템을온라인리얼타임 (on-line real time) 시스템이라고한다. 이러한방식으로는조회방식, 거래데이터처리방식, 메시지교환 (message switching) 방식등이있으며실제로는하나의실시간처리시스템에이들방식을혼합하여사용하는경우가대부분이다. 1 조회방식조회 (inquiry) 방식은원거리의단말장치로부터수신된질의 (query) 에대해응답해주는방식을말한다. 예를들면, 여행사에기차나항공기의좌석표예매관계를확인한다거나은행의예금잔고확인등의문의에대하여중앙의컴퓨터를통하여즉시결과를알려주는방식이다. 2 거래데이터처리방식거래데이터처리 (transaction data processing) 방식이란원거리에서발생한데이터를입력하고처리한뒤그결과를단말장치에알려주는방법을말한다. 예를들면, 주로은행의신규예금처리나항공기의좌석예약에사용된다. 항공기좌석예약의경우좌석대장에예약좌석을기록하고원거리단말장치에서는좌석표를출력시켜주는방식이다. 3 메시지교환방식메시지교환 (message switching) 방식은단말장치로부터보내온데이터를어떤특정한단말장치로보내는방식으로, 전송되는데이터를그대로전달시킬수도있고중앙컴퓨터에서일정한처리를가한후에전달시킬수도있다.

97 제 4 장데이터베이스시스템 / 97 (2) 시분할처리방식온라인시스템은단말장치가중앙의컴퓨터와통신회선으로연결되어업무처리를하는데단말장치의입장에서보면작업을선택할수도없고단지중앙컴퓨터에서결정한작업의데이터만을입력하여그결과를받아보는것이대부분이다. 그래서단말장치측에서도데이터뿐만아니라원하는업무의프로그램까지도선택입력하여처리할수있게한것이원격작업입력 (remote job entry) 방식이다. 그렇지만원격작업입력시스템은처리결과를단말장치에서받아볼때까지는시간적인간격이생기므로이시간에는다른업무를처리할수없다는단점이제기되었다. 그래서이를보완하기위한방식이바로시분할처리시스템이다. 시분할처리시스템 (time sharing system, TSS) 이란중앙처리장치 (CPU) 의이용시간을짧게분할해서여러개의업무를각각짧은시간씩순차적으로처리하도록하는방식이다. 즉, 컴퓨터는처리속도가매우빠르기때문에그이용시간을짧게분할하여정해진계획에따라각이용자에게순차적으로할당함으로써일정시간내에복수의과업을실행할수있도록하는방식을말한다. 이때, CPU의처리속도가매우빠르기때문에각단말장치에서업무를처리하는사용자는마치자기혼자서컴퓨터를전용하여사용하는것처럼느끼게된다 파일처리방식 1. 개념 데이터를저장하고필요한형태로처리하는기술로는전통적인방법으로파일처리방식이있다. 파일처리방식이란정보시스템이필요로하는데이터를정보시스템을구성하는개별프로그램의용도에맞게각각파일의형태로설계하고구현하는방식을말한다. 파일처리방식에서의각시스템은고유한업무에적합하도록별도의데이터파일과프로그램을보유하게된다. 이런경우, 동일한내용의데이터를중복저장하게될뿐만아니라, 조직내의데이터공유도어렵게된다.

98 98 / 제 2 부정보기술일반 2. 단점 1 데이터의중복각시스템에따라별도의데이터파일이구축되어야하므로, 데이터의중복 (data redundancy) 을피할수없게된다. 이런경우중복저장으로인해기억장치내저장공간의낭비, 데이터수정및유지보수의어려움, 그리고데이터간의불일치등을초래하게된다. 2 일관성없는데이터동일한데이터가여러곳에저장될경우각데이터파일에저장되어있는데이터를서로다른프로그램이사용하게되고이로인해서로다른파일에있는동일한데이터의내용이갱신되는데이터의불일치 (inconsistency) 가발생할수있다. 이러한문제를해결하기위해서는데이터수정시각파일에들어있는모든관련데이터들을동일한내용으로수정하는별개의파일유지프로그램이필요하다. 3 데이터파일의경직성파일처리방식은시스템을개발할때업무처리방식과사용자의데이터요구사항들을분석하여그내용을프로그램과데이터파일의구조에반영하게된다. 따라서, 데이터파일의내용과구조가시스템개발시고정되므로처음설계할때와다른형태의데이터요구나즉흥적인데이터요구에대해서는즉각적인데이터처리가불가능하게될수있다. 이러한데이터의경직성으로인해새로운요구가제시될때마다새로운요구에맞는프로그램과데이터파일을개발해야하는불편함이발생한다. 4 데이터공유의제한파일처리방식으로구축된각시스템은서로다른체계의고유한데이터파일을가지게되므로다른시스템이나다른데이터파일의공유가제한된다. 특히, 서로다른하드웨어나소프트웨어를사용하는경우에는데이터공유가더욱어렵게된다. 5 표준화결여파일처리방식에서는시스템설계, 구축및운영이각부서로분산되어독립적으로이루어지므로데이터를구성하는각항목에이름을부여할때동음

99 제 4 장데이터베이스시스템 / 99 이의어및동의어등과같은표준화문제가발생하게된다. 이와같이표준화의결여로인한데이터의불일치는각파일들을조합하여처리하는프로그램의개발을불가능하게하거나, 부정확한결과를출력하는문제를일으킬수있다. 6 프로그래머의생산성저하파일처리방식에서는각프로그래머가각시스템마다별도의데이터파일과프로그램을작성하여야하며, 파일에접근하는방식을직접정의하여야하는등의작업을반복적으로수행하여야하므로프로그래머의생산성이저하된다. 7 프로그램유지보수의어려움파일처리방식에있어서는데이터의내용과구조가프로그램과독립적으로존재하는데이터의독립성이확보되지못하고데이터파일과프로그램의종속성으로인해유지보수에많은시간과노력을필요로한다 데이터베이스방식 1. 데이터베이스의개념 데이터베이스 (database) 란조직이필요로하는자료의체계적집합혹은통합된파일들의집합 (collection of integrated files) 으로정의할수있다. 즉, 이것은데이터의중복성을최소화하면서, 조직에서의다양한정보요구를충족시키도록상호관련된데이터를모아놓은데이터의통합된집합체로정의된다. 통합은하나의파일로병합 (merge) 시키는것이아니고자료의중복저장제거와파일또는테이블상호간의유기적인연결관계의형성을뜻한다. 데이터베이스화의가장큰목적은자료의중복성배제로인한정보의불일치성 (inconsistency) 제거에있다. 전통적인파일처리방식에서는정보시스템을설계및구현할때기업등의조직또는각부서에서필요한데이터처리에초점을맞추어, 각각의고유업무에따라별개의데이터파일을구축한다. 따라서데이터의중복, 일관성없는데이터, 데이터파일의경직성, 데이터공유의제한, 표준화결여, 프로그래밍생산성저하및프로그램유지보수의어려움등많은단점을가지고있다. 이러한전통적인파

100 100 / 제 2 부정보기술일반 일처리방식의단점을해소하기위하여나온것이데이터베이스방식이다. 데이터베이스란자료의종합창고이고, 데이터베이스관리시스템 (DBMS) 은이종합창고의관리자동화시스템이라할수있다. 응용프로그램들은자료의저장및반출시데이터베이스관리시스템 (DBMS) 이라는창고관리자동화시스템을경유하게된다. 그러나아무리종합창고화시킨다하여도설계를잘못하면있는물건도중복구매하고찾기도힘들어진다. 데이터베이스도마찬가지이다. 데이터베이스의논리적설계 ( 데이터모델링 ) 시정규화가중요한이유가여기에있다. 또한데이터베이스의규모가일정수준을넘어서면처리속도가떨어지고자료관리가어려워진다. 2. 데이터베이스목적 1 데이터의독립성데이터의독립성은논리적독립성과물리적독립성등두가지로구분할수있는다. 논리적독립성은데이터베이스의논리적구조변경이응용프로그램에영향을미치지않는성질을의미하고, 물리적독립성은데이터베이스의물리적구조변경이데이터베이스의논리적구조나응용프로그램에영향을주지않는성질을의미한다. 2 중복성의최소화데이터베이스를이용하면동일한데이터가여러파일 ( 테이블 ) 에나누어저장되는것을방지할수있고데이터의집중관리가가능하며관리비용이절감된다. 3 데이터의공유성여러응용프로그램이데이터베이스에저장된데이터를공동으로이용할수있으며, 신규프로그램도기존의데이터를활용할수있다. 4 데이터의보안성데이터베이스는사고로부터안전을보장해주며, 비밀유지가가능하다. 5 데이터의무결성데이터베이스관리시스템 (DBMS) 응운용으로여러파일 ( 테이블 ) 의데이터가

101 제 4 장데이터베이스시스템 / 101 서로일치하지않는현상인데이터의불일치의제거, 즉무결성을보장할수있다. 무결성 (integrity) 이란비인가된자에의한데이터의변경, 삭제, 생성등으로부터보호하여데이터의정확성, 완전성이보장되어야하는것을말한다. 3. 데이터베이스방식의이점 데이터베이스방식은파일처리방식에서각프로그램에의해독립적으로관리되던파일들을통합저장하고, 데이터베이스관리시스템으로하여금응용프로그램과독립적으로관리하게하여다양한사용자와응용프로그램들이데이터를공유할수있도록한다. 데이터베이스방식의이점을몇가지들면다음과같다. 1 데이터의중복성통제데이터베이스방식에서는모든데이터파일이논리적으로통합된하나의데이터베이스를구성하므로, 원칙적으로하나의데이터는데이터베이스의오직한곳에서만저장된다. 즉, 데이터의중복성을최소화시킬수있다. 2 데이터의일관성유지데이터의중복성이완전히제거된다면하나의데이터가오직한곳에만저장되므로데이터들간의모순이발생하지않으며일관성을유지할수있다. 3 데이터의통합데이터베이스를구성하는각데이터파일은서로논리적인관계를맺고있어서논리적으로는모든데이터가하나의데이터베이스에저장된것과같은효과를가져올수있다. 따라서, 데이터간의논리적인관계를통해서로다른데이터, 혹은데이터파일과의통합이가능하다. 4 데이터의공유데이터베이스에는조직의모든데이터가통일된체계로모여있으므로특정데이터를사용할수있는권한을가지고있는사람이라면누구나그데이터를검색할수있다. 즉, 조직의모든구성원이논리적으로통합된하나의데이터베이스를공유할수있게된다.

102 102 / 제 2 부정보기술일반 5 표준화데이터관리에대한기능이한부서에의해이루어지고조직전체의데이터가공통된체계와논리적으로하나의데이터베이스에저장되므로표준화가이루어진다. 6 프로그래머의생산성향상데이터베이스가구축되면데이터의입력, 처리, 출력을위한프로그래밍노력을현저히줄일수있다. 즉, 데이터입력은데이터베이스관리시스템의데이터정의언어 (data definition language, DDL) 를이용하여간편하게정의하고입력할수있으며, 데이터출력또한리포트작성기능 (report generator) 과같은다양한데이터출력기능을이용할수있다. 7 보안을위한통제용이데이터베이스시스템에서는데이터베이스에조직의모든데이터가집중되어저장, 관리되며데이터관리부서가비밀번호 (password) 나사용권한과같은통제장치로각사용자들에게검색이나갱신할수있는권리등을부여하게되므로철저한보안 (security) 을기할수있다. 8 유연성과편리성ᄀ SQL 이용데이터베이스시스템은매우간단한형태의질의어 (query language) 를사용하여데이터를검색하고처리할수있으므로, 즉흥적이거나비일상적인데이터처리요구에즉각적으로대응할수있는유연성을제공한다. 예를들어, 전공이의료경영학인 30세미만의사원 을찾는데이터처리요구는 SQL(structured query language) 이라는질의어를이용하는경우다음과같은몇줄의간단한명령문으로처리될수있다. SELECT 사원번호, 이름, 나이, 직위 FROM 사원파일 WHERE 전공 = 의료경영학 AND 나이 < 30 위의명령을수행하면, 사원파일로부터전공이의료경영학이고나이가 30 세 미만인사원의사원번호, 이름, 나이, 직위를출력한다. 이와같은데이터베

103 제 4 장데이터베이스시스템 / 103 이스시스템의간편한데이터처리기능은전문개발자가아닌일반인의정보처리능력을향상시켜최종사용자컴퓨팅을가능하게한다. ᄂ뷰 (view) 그리고관계형데이터베이스에서는실제테이블처럼가상의테이블인뷰 (view) 을만들어자료들을쉽게조회할수있다. 뷰 (view) 는하나이상의기본테이블로부터유도되어만들어지는가상테이블로서물리적으로구현되지않고정의만시스템내에저장하였다가필요시실행시간에테이블을구축하는것을말한다. 하나이상의테이블로부터유도되는이름을갖는가상테이블이며, 권한과관련되어접근할수있는자료를제한할수있어보안과검색이용이하다. 이것은 SELECT 연산의결과값집합으로구성된가상테이블이다. 뷰의데이터는실제테이블처럼저장되어있는것이아니라뷰를 SELECT할때뷰에서참조하고있는실제테이블로부터열과행을가져온다. 뷰 (view) 는 SQL로정의하여생성한다 (CREATE view이름...). 9 데이터의독립성데이터의독립성이란데이터가그구조나기억매체에저장되어있는방식등에있어서특정프로그램과아무관련을갖지않은독립적인형태로저장, 관리되는것을말한다. 데이터베이스방식은데이터베이스관리시스템을통해데이터와프로그램간의독립성을유지함으로써데이터베이스의변화에따른응용프로그램의수정과변화에따른데이터베이스의변경을최소화한다. 4. 데이터베이스시스템의구성 데이터베이스시스템은기업의내부능력, 기업활동의성과, 경영환경의주요지표등과같은경영활동에필요한데이터와정보를체계적으로저장, 관리하여조직구성원에게제공하는역할을담당한다. 데이터를공유하게하는데이터베이스시스템은 < 그림 4-2> 에서보는바와같이크게다섯가지의요소로구성된다. 데이터베이스시스템은데이터를요구하고관리하는사용자, 데이터를사용자의요구에맞게처리하여주는응용프로그램, 데이터에대한정보를저장하는데이터사전, 데이터베이스를관리하는소프트웨어인데이터베이스관리시스템, 그리고데이터가물리적으로저장되는데이터베이스로구성된다.

104 104 / 제 2 부정보기술일반 1 데이터베이스데이터베이스는자료의저장창고라고할수있으며, 자기디스크등의보조기억장치에저장해놓은물리적인데이터의집합체이다. 파일처리방식과는달리데이터베이스의데이터는처음데이터베이스생성시에한번정의되면, 일관성있게관리되어조직의모든구성원과응용프로그램에게제공된다. 2 데이터베이스관리시스템데이터베이스관리시스템 (DBMS) 은데이터베이스를효율적으로관리하고응용프로그램이나사용자가쉽고간편하게데이터베이스를이용하도록도와주는소프트웨어를말한다. 이러한기능을수행하기위하여 DBMS는데이터정의 (DDL), 데이터처리 (DML), 데이터제어 (DCL), 데이터출력을용이하게하는고급프로그래밍언어를제공하고있다. 3 데이터사전데이터베이스로부터데이터를찾기위해서는찾고자하는데이터가어떤이름과어떠한내용으로저장되어있는지를먼저알아야한다. 이러한데이터를데이터에대한데이터라는의미로메타데이터 (meta data) 라한다. 즉, 데이터에대한정의와형식, 사용권한, 보안사항등의데이터특성을저장하여사용자의요구에따라데이터에대한정보를제공한다. 4 응용프로그램응용프로그램은데이터베이스로부터원하는데이터를가져와처리하기위한프로그램으로, Visual Basic과같은프로그래밍언어를사용하여작성할수있다. < 그림 4-2> 에서와같이, 응용프로그램은데이터베이스에직접접근하여데이터를가져오는것은아니며, 중간에데이터베이스관리시스템이존재하여이들의인터페이스역할을한다. 5 사용자데이터베이스시스템에서의사용자에는데이터를최종적으로사용하는최종사용자, 데이터의정의및표준화등을책임지는데이터관리자, 그리고데이터베이스의설계, 운영등기술적인관리기능을수행하는데이터베이스관리자가있다.

105 제 4 장데이터베이스시스템 / 105 < 그림 4-2> 데이터베이스시스템의구성요소 데이터베이스의사용자는데이터베이스내의데이터파일에직접접근하여처리하는것이아니라응용프로그램이나간단한질의어 (query language) 로데이터처리를요구하고, 질의어와응응프로그램은다시데이터베이스관리시스템의데이터처리기능을이용하여사용자가요구하는데이터를효율적으로처리한다.

106 106 / 제 2 부정보기술일반 4.2 데이터모델링 데이터모델의개념 조직내데이터를체계적으로저장하고관리하기위해서는먼저조직구성원이필요로하는데이터가무엇이고이를시스템화하기위해어떻게정리하고표현할것인가를결정해야한다. 데이터모델이란사용자의데이터요구를명확히이해하고, 이를데이터베이스로효과적으로구축하기위해조직내에서필요로하는데이터의내역과데이터간의관계를표현한모델을말한다. 데이터베이스 (database) 란조직이필요로하는자료를체계적으로저장시켜놓은자료의종합창고라할수있다. 잘정리된창고는필요한자료만가지고있다가의사결정에필요한정보를즉각제공, 조직의발전에기여한다. 데이터베이스가잘설계되어있으면프로그래밍도쉬워진다. 데이터모델링 (data modeling) 이란이데이터베이스를구성하는테이블들의종류와관계를실체관계도 (ERD, entity relationship diagram) 라는그래픽도구를이용하여묘사하는것이다. 이를데이터베이스의논리적설계 (logical design) 또는논리적스키마 (logical schema) 의작성이라한다. 데이터모델링은문제영역 (problem domain) 내에존재하는의미객체 (semantic object) 를파악하는데서시작된다. 의미객체란독자적인판별이가능한사물에대한속성 (attributes) 의집합체를뜻한다. 주문처리의경우고객, 주문, 제품등이여기에해당한다. 의미모델링 (semantic modeling) 은따라서최종사용자가이해할수있는용어로객체별속성을정의하는것이다. 논리적데이터모델링 (logical data modeling) 이란기업의업무활동, 즉경영전략, 조직, 업무프로세스, 데이터에대한종합적인이해를바탕으로기업의정보구조를명확하게표현하기위하여기업내에존재하는데이터에대해업무와는독립적으로인식하여이를알기쉽고체계적으로문서화하는효율적인기법을말한다. 관계형데이터베이스를사용하여정보시스템을구축할경우이러한의미객체는관계 (relation), 즉 2차원테이블로바뀌고여기서자료정규화 (data normalization) 의문제가등장한다. 논리적설계의주안점은자료의정규화 (data normalization)

107 제 4 장데이터베이스시스템 / 107 에있고정규화의주목적은필요한자료를한번만저장시키자는것, 즉자료의불필요한중복저장을없애자는것이다. 자료가 2중, 3중으로저장되어있으면디스크면적의낭비는물론자료간의불일치 (inconsistency) 현상이발생하여이의해결에많은노력이투입될수있다. 다시말해서데이터모델링시자료정규화 (data normalization) 작업이행해지는데이의주목적은자료의중복저장 (data redundancy) 을없애고자료수정시의예기치않은이상현상 (modification anomalies) 을없애기위함이다. 또한이를통하여데이터베이스설계의타당성을검증하기위한것이다. 데이터베이스설계시고려해야할사항으로는일관성, 무결성, 효율성, 보안성, 확장성, 회복성등이있다 단계데이터모델 각사용자는데이터를공유하는데이터베이스환경에서사실상전체데이터베이스의일부분만접근하게된다. 더군다나데이터베이스의내부구조는아주복잡하다. 그래서복잡한데이터베이스의내부구조를감출수있는추상화 (abstraction) 는데이터베이스관리측면에서효과적일수있다. 왜냐하면일반사용자들은해당하는수준에서바라보는뷰만인지하면되기때문이다. 데이터베이스의추상화는세단계이다. 첫째, 사용자또는응용프로그램별로보는외부단계 (external level) 또는뷰단계, 둘째, DBMS를중심으로보는개념단계 (conceptual level) 또는논리적단계, 셋째, 데이터베이스를중심으로보는내부단계 (internal level) 또는물리적단계, 이렇게하나의데이터베이스를세단계로나누어서기술하는것을 3단계데이터베이스구조라고한다. 데이터베이스는 < 그림 4-3> 에서보는바와같이, 사용자별데이터요구를표현한외부모델, 각사용자의데이터요구를조직전체의관점에서하나의통일된모델로통합한개념모델, 그리고조직전체의통합된데이터요구를데이터베이스관리시스템 (DBMS) 로구현하기위한데이터모델을내부모델이라하는데, 개념모델을내부모델로전환한다음물리적인데이터베이스로구현된다.

108 108 / 제 2 부정보기술일반 < 그림 4-3> 3 단계데이터모델 1) 외부모델 ( 외부스키마 ) 외부모델 (external model) 또는외부스키마 (external schema) 란데이터베이스의논리적구조로서, 공용의의미보다는어느특정응용에국한된논리적데이터구조이며전체데이터베이스의한논리적부분으로간주될수있기때문에서브스키마 (subschema) 라고도한다. 이것은각응용프로그램또는사용자가자신의관점에서필요로하는데이터를표현한모델을말하며사용자관점 (user view) 이라고도한다. 스키마 (schema) 는데이터베이스의논리적구조를전체적으로명시한것을의미한다. 이단게에서는특정사용자그룹이관심을갖는데이터베이스의일부분만기술하고데이터베이스의다른부분은은폐한다. 2) 개념모델 ( 개념스키마 ) 개념모델 (conceptual model) 또는개념스키마 (conceptual schema) 는데이터베이스의전체적인논리구조로서각사용자들의관점에서본데이터요구를하나의관점으로통합한데이터모델이다. 개념모델에는데이터간의일관성이유지되면서각사용자가요구한모든데이터가포함되어야한다. 이경우대개실체관계도

109 제 4 장데이터베이스시스템 / 109 를이용한다. 이단계에서는데이터베이스의전체구조를추상화하는단계로개념스키마 (conceptual schema) 를통해구조를기술한다. 물리적저장구조의세부사항을은폐하고, 어떤데이터가저장되었는지와데이터간에존재하는관계를기술한다. (1) 실체관계도실체관계도 ( 개체관계도, entity relationship diagram, ERD) 란실체와이들간의관계를알기쉬운도형을사용하여일목요연하게그림으로표기한것을말한다. 실체 ( 개체, entity) 란조직에유용한정보를제공하기위하여기록, 관리하고자하는데이터로서사람, 사물, 장소, 개념또는사건을말한다. 실체의조건으로는유일한식별자를가져야하고식별자외의속성 ( 들 ) 이존재해야하며, 다른실체와의관계가존재해야한다. 실체중에서사람과관련된예를들면, 사원 ( 직원, 행원,...), 계약자 ( 가입자, 회원,...), 이용자 ( 학생, 환자,..) 등이있다. 관계 (relationship) 란실체간에존재하는상호간의연관성으로, 해당실체와관련된업무가수행되는일련의규칙으로부터정의된다. 두실체간에상호연관성이존재할경우이들실체의공통필드 ( 열 ) 를서로연결시킨다. (2) 용어의정의논리적데이터모델링에서사용되는중요한용어를보면다음과같다. 1 실체 (entity) 기업에유용한정보를제공하기위하여기록, 관리하고자하는데이터로서사람, 사물, 장소, 개념또는사건을말한다. ( 예 : 사원 ) 2 실체유형 (entity type) 공통적인특징을갖는실체의집합이다. 3 관계 (relationship) 기업의업무특성에의해성립되는두실체간의관계이다. 즉, 실체간에존재하는상호간의연관성으로, 해당실체와관된업무가수행되는일련의규칙으로부터정의된다. 관계는기수성 (cardinality) 과선택성 (optionality) 으로이루어져있으며, 업무흐름상의두개의실체가관련된업무규칙을추출하

110 110 / 제 2 부정보기술일반 여기수성과선택성을조사한후두가지를통합하여관계를정한다. 4 속성 (attribute, 칼럼, 열, 필드 ) 실체에통합되는구체적인데이터항목으로서더이상분리될수없는최소의데이터저장단위를의미한다. ( 예 : 성명, 입사일자, 사번 ) 5 식별자 (identifier) 또는키 (key) 실체를유일하게구별하여주는속성또는속성들의집합이다. 6 주식별자 ( 기본키, primary key) 주식별자는실체의특정건 (instance, occurance) 의유일성을보장해주는속성 (attribute) 또는속성 ( 칼럼, 열, 자료항목 ) 의집합을말한다 (unique). 주식별자는테이블내의하나의행 (row, 레코드 ) 을유일하게식별하기위하여사용된다. 기본키는후보키중대표로선정된키를말한다. 모든테이블에는오직한개의주식별자를설정해야한다. 주식별자의값은한번설정되면변경할수없다. 주식별자가없는경우에는중복되는행이포함될수있다. 그리고주식별자는외래키로참조된다. 7 개체무결성개체무결성 ( 실체무결성, entity integrity) 은테이블의기본키를구성하는어떤속성도 NULL일수없다는규정이다. 즉, 식별자는 Null값이허용되지않는다 (Not Null). 주식별자를구성하는모든속성은반드시값을가져야하는것을의미하며, 이를개체무결성또는실체무결성이라한다. Null은값을가지지않는것, 즉값이없는것을말하며 blank 또는 space와는다르다. 8 부식별자 ( 대체키, alternate key) 기본키가되지못한후보키이다. 9 외부식별자 ( 외래키, foreign key) 외부식별자는다른실체집합의기본키로선정된하나이상의속성이다. 즉, 다른실체의주식별자속성을참조하는하나이상의실체속성이다. 이것은실체간의관계를나타내므로외부식별자와주식별자속성의이름은달라도데이터형태 ( 자료형 ) 가같아야하고참조무결성규칙을적용받는경우저장 ( 입력 ) 되어있는주식별자속성값의범위내에서만등록 ( 입력 ) 이가능하다. 외부식별자 ( 외래키, 외부키 ) 는두실체간의관계를결정해주는속성으로관계에의한자식실체 ( 종실체, child entity, referencing entity) 쪽에위치

111 제 4 장데이터베이스시스템 / 111 하며, 부모실체 ( 주실체, parent entity, referenced entity) 의주식별자와같은값을갖는식별자를말한다. 외부식별자는실체간의관계를나타낸다. 외부식별자는 Null값이될수도있고, 값이중복될수도있다. 외래키 ( 외부키 ) 의값은널 (Null) 이거나, 참조된기본키에반드시값이존재해야한다. 그러나외부식별자가주식별자의일부분이라는널 (Null) 값을가질수없다. 주어진외래키의값은그에대응하는기본키값과일치해야한다. 외부식별자는테이블조인 (Join) 시주로사용된다. 10 참조무결성참조무결성 (referential integrity) 이란외래키값은 NULL이거나참조릴레이션의기본키값과동일해야한다는규정을말한다. 외부키업무규칙또는참조무결성규칙 (referential integrity rule) 은기본키와외래키로표현되는관계가유지되는것을보증하며, 관계를갖는실체의한레코드가입력또는삭제되거나관계를결정하는속성이수정될때이를통제하여데이터의정확성을보장해주기위한업무규칙이다. 관계형데이터베이스시스템은참조무결성규칙을통해연관된테이블들간의관계가일관성있게유지될수있도록해준다. 11 후보키 (candidate key) 최소한의속성으로이루어진수퍼키이다. 12 수퍼키 (super key) 실체집합속의실체를식별할수있는하나이상의속성이다. 3) 내부모델 ( 내부스키마 ) 조직의구성원이필요로하는모든데이터가일관성있게설계되면이를구현하게될데이터베이스관리시스템 (DBMS) 의특성에맞게재설계되어야하는데, 이를내부모델이라한다. 즉, 내부모델 (internal model) 또는내부스키마 (internal schema) 란물리적저장장치의입장에서본데이터베이스의구조를말하는데, 여기에는내부레코드의형식, 인덱스의사용법, 저장데이터항목의표현방법, 내부레코드의물리적순서등을기술한다. 이것은추상화의최하위단계로서데이터가실제로어떻게저장되는가를기술하는내부스키마 (internal schema) 를가지며, 데이터베

112 112 / 제 2 부정보기술일반 이스의물리적저장구조를기술한다 구현을위한데이터모델 데이터베이스의구현은데이터베이스관리시스템 (DBMS) 을통해이루어지므로, 조직내사용자의데이터요구가개념모델로통합되면이를구현할 DBMS를선정하여야한다. DBMS을선정하기위해서는고려해야할사항들이많이있지만, 가장먼저데이터의종류, 데이터의처리형태와파일접근방식등을고려하여원하는데이터처리방식에가장적합한 DBMS를선정하게된다. DBMS가선정되면 DBMS는각기지원할수있는데이터의논리적인구조가제한되어있으므로, 선정된 DBMS에따라데이터의통합된개념모델로재구성하여야한다. (1) 계층형데이터모델계층형데이터모델 (hierarchical data model) 이란레코드들간의관계를계층적구조를갖는나무 (tree) 의형태로표현한모델을말한다. 부모세그먼트 (parent segment) 라불리는상위레코드는자식세그먼트 (child segment) 라불리는하나이상의하위레코드를가지며, 하위레코드는단하나만의상위레코드를가질수있다. 최상위레코드를뿌리세그먼트 (root segment) 라부르는데, 특정레코드 (segment) 를검색하고자하는경우, 최상위의뿌리세그먼트로부터원하는레코드 (segment) 가발견될때까지계층적인구조의데이터파일을찾아들어가게된다. (2) 관계형데이터모델관계형데이터모델 (relational data model) 이란관계 (relation) 라불리는 2차원의테이블 (table) 로데이터를표현하는모델을말한다. 관계형데이터모델에서는각각의테이블을하나의데이터파일로생각할수있는데, 데이터레코드 (record) 를의미하는각행 (row) 을터플 (tuple) 이라하며, 필드 (field) 를의미하는각열 (column) 을속성 (attribute) 이라한다. 관계형데이터모델에서는실체간의관계가공통적인속성을통해표현된다. 테이블의형태로표현되는관계형데이터베이스는이해하기쉽고입출력및처리

113 제 4 장데이터베이스시스템 / 113 가용이하며경영정보를저장및관리하는데이터베이스로가장많이이용되고 있다. 대표적인상용 DBMS 의예로는 Oracle(Oracle 사 ), SQL-Server(MS 사 ) 등이 있다. 1 테이블관계형데이터베이스에서사용자에게보여주는데이터는테이블의형태로존재한다. 또한사용자들에의해수행되는연산들은저장되어있는테이블들로부터새로운테이블을만드는과정이며, 이러한연산들로는 SELECT, PROJECT, JOIN 등이있다. SELECT 연산은특정테이블로부터지정된행을추출해낸다. PROJECT 연산은특정테이블로부터지정된열을추출해낸다. JOIN 연산은공통행을기준으로둘이상의테이블을연결한다. JOIN 연산은반드시공통된열이있어야한다. 2 SQL SQL(structured query language) 은데이터베이스표준언어로서대부분의데이터베이스관리시스템이지원한다. 그러므로데이터베이스를관리하거나데이터베이스를이용해서프로그램을개발하려는사용자에게는필수적이다. SQL은간단하고강력한데이터베이스언어로 C나 JAVA와달리사용자가일일이처리로직 (logic) 을기술할필요가없는비절차적언어 (non-procedural language) 이다. 즉, 사용자가원하는작업을 SQL로기술하면 SQL 언어컴파일러는프로시저 (procedure) 를자동으로생성해준다. (3) 네트워크형데이터모델네트워크형데이터모델은계층형의나무구조를좀더일반적인네트워크구조로확장한것이다. 즉, 계층형에서는자식레코드가하나의부모레코드만을가질수있었지만, 네트워크형에서는자식레코드도여러부모레코드를가질수있는다대다 (many-to-many) 의관계를허용하고있다. 네트워크형데이터모델에서는모든실체들이서로쌍으로관계를맺고있으므로원하는레코드를검색할때나새로운레코드를입력할때, 계층형모델에서와달리뿌리레코드가아닌임의의레코드로부터의검색이가능하다.

114 114 / 제 2 부정보기술일반 (4) 객체지향형데이터모델객체 (object) 란연산기능을수행하는함수와연산에필요한데이터들을함께가지고있는소프트웨어모듈이다. 객체는고객, 은행계좌, 학생, 과목등과같이눈에보이는개체로서정의되며, 다양한속성을가지고있다. 예를들어, 고객이라는객체는주민등록번호, 이름, 주소, 계좌번호와같은속성 (attribute) 의데이터를가지며, 동시에이속성을기초로연산할수있는연산기능도가지고있다. 즉, 고객객체는잔액확인, 개좌개설, 현금인출과같은연산기능을하게된다. 객체지향시스템에서데이터베이스의추상화는실세계의객체를데이터베이스에맞도록가장기본적인특성으로단순화시켜나타내는데이터모형으로, 추상화기법으로는클래스화 ( 계층화 ), 집단화, 일반화, 특수화기법이있다. 객체지향시스템에서모든데이터는객체로써모델링된다. 객체는고유의속성을가지며클래스에서정의한행위를수행할수있다. 모든객체는상태값을표현하는속성들과속성들을처리하기위한메소드들로구성된다. 객체는네가지주요한개념인클래스화, 일반화, 연관화, 집단화에의해구현된다. 클래스화 (classification) 는다양한객체들을공통적인특성으로분류하여클래스로모델링하는개념이다. 클래스는객체의공통적인속성과메소드로구성된다. 속성 (attribute) 은객체가특정시간에처해있는상태를의미한다. 메소드 (method) 는객체가수행할수있는행위 (behavior) 를말한다. 다른객체로부터영향을받아객체의메소드가발동하는것을메시지 (message) 라고한다. 일단메소드가발동하게되면다른제3자의객체에게메시지를보내게되고이를통해다른객체에메시지를보내게된다. 각객체들은클래스에소속된다. 객체의클래스는객체가반응하게될모든메시지를정의한다. 모든객체는최소한하나의대응되는클래스가존재한다. 일반화 (generalization) 는공통적인특성의클래스를그룹화하여좀더일반적인개념의상위클래스를모델링하는것이다. 연관화 (association) 는독립적인두클래스사이의관계를모델링한다. 집단화 (aggregation) 는공통된특성을갖는객체들사이에관계를부여함으로써더높은단계의객체를추출해내는추상화의한기법이며, 다른클래스들로구성되는하나의합성클래스를모델링한다. 객체지향형데이터베이스는멀티미디어환경하에서유용하게사용될수있다. 각부서로부터발생되는데이터를하나로객체화시킨후이를모아서하나의메소드를수행하게된다.

115 제 4 장데이터베이스시스템 / 115 (5) 객체관계형데이터모델객체관계형데이터베이스모델 (object-relational database model) 은관계형데이터베이스관리시스템에객체저장능력을새롭게추가한모델로과거데이터, 시계열이나지리적데이터와같은복잡한객체, 그리고오디오, 비디오, 이미지, 애플릿과텍스트와같은바이너리미디어 (binary media) 를통합적으로관리할수있다. 이시스템은사용자가어떠한정보를가지고있고, 이를무엇에사용하려하는가등과같은데이터와프로세스모두포함하고있다 데이터베이스구축단계 데이터베이스구축은일반적으로사용자요구분석, 개념적설계, 논리적설계, 물리적설계의 4단계로이루어진다. 이중에서개념적설계와논리적설계가데이터모델링단계이다. 데이터베이스설계시고려사항은일관성, 효율성, 무결성, 보안및확장성등이다. < 그림 4-4> 데이터베이스구축단계

116 116 / 제 2 부정보기술일반 1) 사용자요구분석 데이터베이스구축시가장먼저해야할일은데이터베이스가완성되었을경우사용자들이데이터베이스로부터요구하는바를찾아내는것이다. 이러한사용자의요구는현업부서의사용자들과의면담, 설문조사, 현행업무매뉴얼에대한검토, 업무관찰등의방법으로이루어진다. 2) 개념적설계 개념적설계는사용자들또는업무관점으로부터생기는데이터베이스의추상적인모델이다. 사용자요구분석단계에서수집된자료를기반으로데이터베이스에서저장할데이터와이데이터에서지켜야할제약조건들을기술한다. 이경우주로실체관계모델을사용한다. 3) 논리적설계 개념적설계의결과물을선정된데이터베이스관리시스템 (DBMS) 의논리적모델에따른스키마로변환하는데, 경영관리업무용으로는대부분관계형모델 (relational model) 을이용한다. 논리적설계는 DBMS가처리할수있는스키마를생성하는것이며, 논리적데이터모델로전환한다. 논리적설계의주안점은정규화에있다. (1) 정규화의정의정규화 (normalization) 란데이터의일관성을기하고데이터의중복을최소화하며데이터의안정성을최대한확보하기위한안정적자료구조로변환하기위하여하나의테이블을둘이상으로분리하는과정을의미한다. 이것은관계형데이터베이스가최소의데이터중복으로최상의무결성을유지하며최적의성능을발휘할수있도록구조를단순화하고분석하는방법이다. 실체간관계의구조를결정하여데이터베이스설계의타당성을검증할수있다. 정규화는다양한유형의검증을통하여데이터모델을구조화하고개선시켜나가는절차이다. 정규화의기본원칙은하나의테이블에중복된데이터가없도록

117 제 4 장데이터베이스시스템 / 117 하는것이다. 정규화를통해서실체를도출할때에는실세계에서발생하는데이터들을정리하여중복된속성을제거하고, 종속관계를활용하여주식별자에의한속성을배치할뿐만아니라속성사이에도종속적인관계를분리함으로써실체를분리한다. 완전히정규화된데이터모형은논리적데이터설계의목적인정확성, 일치성, 단순성, 비중복성, 안전성을보장해주는관점에서의최적의논리적데이터모형이다. (2) 정규화의목적 1 중복데이터의최소화, 데이터의중복성배제 2 데이터모형의단순화 3 데이터모형의일관성유지 4 자료의불일치성최소화 5 자료의추가, 수정및삭제에따른이상현상의제거 6 실체유형, 관계, 테이블의누락여부검증 7 자료구조안정성의최대화 8 자료저장에필요한저장공간의최소화 4) 물리적설계 물리적설계는데이터를어떻게기억장치에저장하고어떻게접근할것인가를정하는것이다. 데이터베이스의성능이만족할만한수준으로나올수있도록논리적설계의결과를정제하여원하는성능기준에맞추어주는과정이다. 인덱스구축과튜닝 (tuning) 이포함된다. 논리적데이터베이스구조 ( 스키마 ) 로부터효율적이고구현가능한물리적데이터베이스구조를생성하는것으로, 물리적설계시고려사항으로는데이터베이스의저장구조, 데이터베이스에대한물리적접근방법, 저장레코드의양식, 데이터베이스인덱스구조, 응답시간, 트랜잭션의유형등이있다.

118 118 / 제 2 부정보기술일반 4.3 데이터베이스관리시스템 데이터베이스관리시스템의개념 데이터베이스관리시스템 (DBMS) 은조직이데이터를중앙집중화시키고, 효율적으로관리하며응용프로그램을통해저장된데이터에접근할수있도록해주는소프트웨어라할수있다. 즉, 데이터베이스를효율적으로관리하고응용프로그램이나사용자가쉽고간편하게데이터베이스를이용하도록도와주는소프트웨어를말한다. 데이터를입력하고, 처리하며, 출력하는과정을간단하면서도표준화된체계와자연어에가까운고급언어로지원하며, 데이터베이스의유지및관리에필요한기능을수행한다. DBMS는응용프로그램들과물리적데이터파일들간에인터페이스역할을한다. 데이터베이스관리시스템의목적은데이터를저장하고검색하기위한효율적이며편리한방법을사용자에게제공하는것이다. DBMS의특징으로는 1 데이터의독립성 2 데이터중복의최소화 3 데이터의불일치배제 4 데이터의공유성 5 데이터의보안성 6 데이터의무결성 7 데이터의표준화등을들수있다 데이터베이스관리시스템의기능 DBMS 는데이터베이스의데이터들을구성하고관리하며접근하기위한기능들 과도구들을갖추고있다. 1. 데이터정의 데이터정의어 (DDL, data definition language) 는데이터베이스의구조를정의하고생성 (Create) 하는데사용된다. 데이터베이스테이블들을생성하고각테이블의필드들의특성들을정의하는데사용되며, 데이터베이스에포함될각레코드, 필드명, 데이터유형및크기등에대한정의를할때사용된다. 또한레코드간의관계를정의할때사용된다. 데이터베이스에대한이와같은정보는데이터사전에등록된다. 정의된정보는데이터사전에그내역이저장된다. 데이터사전은데이터

119 제 4 장데이터베이스시스템 / 119 파일, 파일간의관계성, 그리고각파일의데이터항목들에대한정의된내용들을저장하는매뉴얼또는컴퓨터화된도구로서, 사용자가데이터베이스를이용하기위해필요한데이터에대한정보를제공하는기능을수행한다. 데이터사전은데이터베이스를구성하고있는각구성요소에대하여특성과정의를내림으로써사용자들이보다쉽게데이터베이스를이용할수있도록도와준다. 데이터정의어는데이터베이스를구축하는데필요한매크로 (macro) 와특수명령어로구성된독립된언어이다. 2. 데이터조작 ( 처리 ) 데이터조작어 (DML, data manipulation language) 는데이터베이스의데이터를추가 (Insert) 하고, 수정 (Update) 하고, 삭제 (Delete) 하고, 검색 (Select) 하는데사용된다. 이것은최종사용자들과프로그래머들이원하는데이터를얻고응용프로그램을개발할수있도록데이터베이스로부터데이터들을추출해내는명령어들을포함한다. 가장대표적인데이터조작어는 SQL(structured query language) 이다. DB2, Oracle과같은대형컴퓨터와 DBMS와 SQL Server와같은중형컴퓨터용 DBMS들의사용자들은데이터베이스에서필요한데이터를조회하기위해 SQL을사용한다. SQL은간단한문장을통해복잡한형태의데이터를추출할수있다. SELECT( 테이블에서추출하고자하는속성 ), FROM( 사용하고자하는테이블 ), WHERE( 조건문 ) 등과같은간단한키워드를통해사용자가원하는형태의데이터를추출할수있다. DML은사용자와 DBMS 간의인터페이스를제공한다. 3. 데이터제어 데이터제어어 (DCL, data control language) 는데이터의일관성및무결성유지, 데이터추가, 삭제, 수정 ( 갱신 ) 된값의적법성검사, 보안유지, 병행등의기능을수행한다. DCL은데이터제어를정의하고기술하는언어이다.

120 120 / 제 2 부정보기술일반 4. 보고서작성 대부분의데이터베이스관리시스템은사용자질의를처리하여그결과를보고서의형태로출력할수있게하는기능을제공한다. 크리스털리포트 (Crystal Reports) 는 MS 액세스뿐만아니라대기업용 DBMS 리포트생성기로잘알려져있다. 5. 백업과복원 데이터베이스에는조직의모든데이터가집중되어저장되므로데이터가손상되거나소멸되는경우조직에심각한영향을미칠수있다. 이러한만약의사고에대비하기위해데이터베이스관리시스템은데이터의백업 (backup) 과복원 (recovery) 기능을제공하고있다. 백업은데이터의손상이나소멸과같은문제가발생할경우에대비하여동일한데이터파일을하나이상복사하여저장해두는것이며, 복원은백업된데이터를이용하여데이터베이스를정상적인상태로되돌려놓는것이다 데이터베이스관리시스템의유형 1. 관계형 DBMS 오늘날대형컴퓨터뿐만아니라 PC에서도가장보편적인 DBMS는관계형 DBMS(relational DBMS) 이다. 관계형데이터베이스는데이터들을 2차원의테이블들로표현된다. 각테이블은데이터들의행과열로구성된다. 관계형데이터베이스는문장, 음성, 화상, 임지등비정형데이터까지저장하고관리하는기능을갖추고있다. MS 액세스 (Access) 는데스크톱시스템용관계형 DBMS이며, DB2, Oracle, MS의 SQL Server 등은대형및중형컴퓨터에사용하는관계형 DBMS이다. MySQL은인기있는오픈소스 DBMS 중하나이며, Oracle 데이터베이스라이트 (Oracle Database Lite) 는소형의휴대용컴퓨팅기기에사용되는 DBMS이다. 관계형 DBMS의장점은다음과같다. 1 다른데이터베이스로의변환이용이하고, 간결하며, 판독이용이하다. 2 네트워크형, 계층형에서발견되지않는구조적독립성을가진다.

121 제 4 장데이터베이스시스템 / 실제데이터저장의물리적구조의특성으로부터사용자를자유롭게하여 데이터베이스를설계하고이를관리하기가다른모델보다유용하다. 4 유연한질의능력을가진다. 2. 객체지향형 DBMS 오늘날많은애플리케이션들은구조화된숫자, 문자들을포함한레코드들뿐만아니라도면, 이미지, 사진, 음성, 동영상까지도저장하고조회할수있는데이터베이스를요구한다. 구조적인데이터들을행과열로구성되는방식으로설계된 DBMS들은그래픽기반의애플리케이션이나멀티미디어애플리케이션들을다루는데는별로적합하지않다. 이런목적에적합한것이객체지향데이터베이스이다. 이것은정보은닉, 상속성, 다형성등을포함하며, 데이터베이스로서오브젝트식별자와오브젝트간의관계와같은추가적특징을지닌다. 객체지향형 DBMS(object-oriented DBMS) 는데이터들과이를다루는연산 ( 절차 ) 들이자동으로조회되고공유될수있는객체로저장한다. 객체지향 DBMS는다양한멀티미디어요소들또는전형적으로다양한소스들로부터정보를통합시키는웹애플리케이션에사용되는자바애플릿 (Java applet) 을관리할수있기때문에점점보편화되었다. 애플릿은응용을뜻하는 application과작다는의미의접미사 let을조합한합성어이다. 크기가작아서네트워크에서의전송에적합하고, 월드와이드웹 (WWW) 을사용하여배포할수있다. 자바애플릿은사전에컴파일하여웹서버에등록해둔다. 웹에서사용하는표준데이터형식인하이퍼텍스트생성언어 (HTML) 로작성한문서에애플릿이라는태그를사용하여자바애플릿을지정한다. 객체지향데이터베이스는관계형 DBMS에비해더복잡한유형의정보들을저장할수있지만, 많은트랜잭션 (transaction) 들을처리할때에는상대적으로더느리다. 객체지향형 DBMS의장점은다음과같다. 1 강력한데이터모델링기능을제공한다. 2 데이터와관련연산을동시에표현한다. 3 사용자데이터구조및연산을정의할수있는확장성을지닌다. 4 재사용성및우수한질의가가능하다.

122 122 / 제 2 부정보기술일반 3. 객체관계형 DBMS 객체관계형데이터베이스는객체지향형데이터베이스와관계형데이터베이스가갖는문제를동시에해소할수있는차세대데이터베이스이다. 혼합형객체관계형 DBMS(hybrid object-relational DBMS) 는객체지향및관계형 DBMS 양자모두의기능을제공할수있다. 객체관계형데이터베이스는객체지향형및관계형데이터베이스의장점을수용하여재사용성, 확장성과개념적일치성을제공한다. 그리고객체지향의장점인영상, 음성및텍스트문서와같은비구조적인데이터의검색을지원해준다.

123 제 4 장데이터베이스시스템 / 의사결정과데이터베이스시스템 경영환경이다양해지고급변함에따라기업의효과적인의사결정이필요한데, 이를위해서는조직내외에서생성된데이터를통합하여조직전체의측면에서분석이이루어져야한다. 이러한조직내의사결정을지원하기위해서는데이터베이스를기반으로한여러가지의사결정기법들이개발되어이용되고있다 데이터웨어하우스 1. 데이터웨어하우스의개념 (1) 데이터웨어하우스의정의데이터웨어하우스 (data warehouse) 란여러원천데이터로부터장기간에걸친대량의데이터나요약된정보를포함하는데이터저장소로서기존의여러시스템에분산되어있는대량의데이터와외부데이터를의사결정에효과적으로이용될수있도록주제별로통합, 분류, 저장해놓은별도의데이터베이스를말한다. 이것은수년간의 (historical data), 조직내부에서발생한데이터 (internal data) 와외부데이터를 (external data) 주제별로통합하여 (subject-oriented), 별도의프로그램없이 (end-user computing), 실시간으로 (on-line), 다양한각도에서분석을가능하게하고 (multi-dimensional analysis), 관점에맞게재설계하여구축한통합시스템이다 (total system). 데이터웨어하우스에서는최종사용자가보다편리하게사용할수있도록정보를분류하고편리한포맷으로구성하며이용성과접근성을높임으로써작업그룹이편리하게작업하도록유용한데이터가변환된다. 데이터웨어하우스에는현재와과거데이터, 요약데이터와상세데이터, 그리고메타데이터가들어있다. 현재와과거데이터는상당히상세한수준으로저장되기때문에데이터양이방대한반면, 요약또는상세데이터는이용자가정보를요구할때처리시간의단축과신속한접근이가능해야한다. 데이터웨어하우스에서다차원데이터베이스는매우중요하며, 데이터들은직접적인관련을맺으며, 서로다른차원에서분석될수있다. 다차원데이터베이스에서는방대한데이터의저장과

124 124 / 제 2 부정보기술일반 검색이편리하고효과적이며효율성이높다. 데이터베이스에있는자료분석은 OLAP(online analytical processing, 온라인분석처리과정 ) 을활용한다. 데이터웨어하우스의구성은기존시스템 ( 원천테이터 ), 추출, 변환, 통합을위한데이터웨어하우스관리소프트웨어, 데이터웨어하우스데이터베이스및데이터액세스도구, 각종서버 (DW 서버, OLAP 서버, OLTP 서버 ) 로구성된다. (2) 데이터웨어하우스모델링데이터웨어하우스모델링은분석과설계의두단계를거치게되며, 차원모델링에는눈송이스키마 (snowflake schema) 와별모양스키마 (star schema) 가있다. 데이터웨어하우스모델링은사용자의다양한요구사항을충족시키는복잡한질의를신속히처리하는데목적이있고, 차원 (dimension) 과사실 (fact) 칼럼으로구성된다. 별모양스키마 (star schema) 가사실테이블 (fact table) 을중심으로차원테이블이둘러싸고있는단순한모양인반면, 눈송이스키마 (snowflake schema) 는차원테이블이또다른차원테이블과관계를맺는것이반복되어마치눈송이결정같은구조를이루고있어다소복잡한구조라할수있다. 분석리포트의내용이간단하고대용량이고, 사용자요구사항이미리확정되어모델변경의여지가적은경우는별모양스키마구조가, 분석내용이복잡하고사용자요구사항의변동이잦고복잡하다면데이터마트및분석항목의확장이편리한눈송이스키마구조가적합하다고할수있다. 1 별모양스키마별모양스키마구조는 join 수가적어처리속도가빠르다. 각차원마다차원테이블이있고, 마트테이블과차원테이블간의 query 가매우간단해진다. 분석항목의수가많은경우테이블사이즈가늘어나디스크소모가크다는단점이있다. 2 눈송이스키마 별모양스키마를바탕으로정규화작업을마친상태의모델로테이블스페

125 제 4 장데이터베이스시스템 / 125 이스를적게사용한다. 마트와차원을연결하기위해 join 문이늘어대용량데이터분석에불리하다. 데이터모델 (ERD) 을바탕으로분석대상의구조를직관적으로판단할수있다. 요약테이블의추가작성, 분석항목 ( 차원 ) 의추가혹은변경등확장성이용이하다. 보고도구를사용하여, 별모양스키마에서구현하기복잡한 query를작성하기에용이하다. < 그림 4-5> 데이터웨어하우스의개념 2. 데이터웨어하우스의구조 데이터웨어하우스는기존의운영시스템으로부터데이터를추출, 변환, 통합하여중앙집중화한데이터저장창고 (data warehouse) 로서기존시스템과는별도로구축하여운영되며, 데이터웨어하우스로부터의사결정에필요한데이터의추세나패턴을찾아내는데이터분석기능이데이터마이닝이다. 데이터웨어하우스의구축유형은중앙집중형, 분산형, 혼합형으로나눌수있는데, 이러한유형은기업의환경과정보시스템구축전략을토대로적절히선택하여야한다.

126 126 / 제 2 부정보기술일반 < 그림 4-6> 데이터웨어하우스의구조 3. 데이터웨어하우스의특징 1 주제지향성 : 업무중심이아닌주제중심 ( 예 : 질환, 진단, 검사, 치료, 경과 / 예후, 약품별, 수익성분석등 ) 2 통합성 : 혼재 DB로부터의데이터통합 3 시계열성 : 시간에따른변경정보를나타냄 4 비휘발성 : 데이터변경 삭제 ( 휘발성 ) 없이보고를위한조회전용 (read only) 4. 데이터마트 데이터마트 (data mart) 는전사적으로구축된데이터속에서한가지주제또는한부서중심으로구축된소규모, 단일주제의데이터웨어하우스이다. 즉, 데이터웨어하우스의일부분으로서요약되거나매우집중화된조직데이터의일정부분

127 제 4 장데이터베이스시스템 / 127 을포함하며, 특정사용자집단을위한개별데이터베이스에위치한다. 일반적으로데이터웨어하우스와는분리된플랫폼에존재하며구축의용이성증대를위해최근에는데이터웨어하우스보다먼저구축되는경향이있다. 데이터마트는데이터추출작업을통해노트북에저장되어이동성이보다증대된형태의모바일데이터마트 (mobile data mart) 의형태를취하기도한다. 데이터마트는일반적으로단일주제영역또는업무영역에초점을맞추기때문에전사적데이터웨어하우스보다더빠르고저렴한비용으로구축할수있다 OLAP OLAP(on-line analytic processing) 란다차원의데이터모델을근간으로즉흥적이고복잡한데이터분석을신속히처리하기위해여러질의연산자가통합된형태로데이터분석을지원하는시스템을말한다. 최종사용자가다차원정보에직접접근하여대화식으로정보를분석하고의사결정에활용하는시스템이다. 다차원적인온라인분석시스템으로데이터웨어하우스에서대규모데이터를실시간으로분석처리할수있다. 이것은데이터가다차원의배열구조로구성될수있는경우데이터베이스시스템의질의어 (query language) 에스프레드시트와같은데이터분석도구를결합하여정보분석을지원하는시스템을말한다. 일반적으로관계형데이터베이스시스템이테이블과같은 2차원의데이터모델을근간으로하는반면, OLAP는 3차원이상의다차원데이터를대상으로한다. OLAP는다차원데이터를이용하여최종사용자들에게 SQL(structured query language) 이제공하지못하는다양한데이터분석기능을제공하기위해스프레드시트와같은최종사용자분석도구들을활용한다. OLAP는다차원의데이터에대해단순한 DBMS의질의기능에서제공하지못하는다양한형태의데이터분석이필요한경우개발되는시스템이다. OLAP는메타데이터관리가용이해야되고, 요약테이블생성기능과 drag and drop 기능이제공되어야한다. Drag( 끌다 ) and drop( 떨어뜨리다 ) 은마우스를이용하는그래픽사용자인터페이스 (GUI) 에서어떤대상 ( 아이콘 ) 에대해동작을지시하는방법의한가지로서, 화면의한곳에있는어떤대상 ( 아이콘 ) 을마우스로선택한다음그대로끌어서화면의다른곳에서놓으면된다. 이때그대상이놓여진장소에따

128 128 / 제 2 부정보기술일반 라적절한작업이수행된다. 가령화면에서파일의아이콘을선택한다음쓰레기통모양의아이콘으로끌고가서놓으면그파일을지우겠다는명령을내리는것이다. ROLAP(relational online analytical processing) 는관계형데이터베이스에서다차원적분석을할수있고사용자가분석형태를자유롭게변경할수있으며대규모데이터처리에적합한 OLAP 시스템이다. 비교적일반적인분석보고업무에적용되고, OLAP 시스템중집계테이블을릴레이션테이블에저장하는시스템이다. 사용자와 RDBMS사이에위치하여사용자를대신해서복잡한 SQL을생성하고다차원연산을수행한다. 이것은최적화기술에의하여데이터웨어하우스에서직접데이터의조작으로빠른응답속도를보장한다. MOLAP(relational online analytical processing) 는다차원데이터베이스를중심으로다차원적분석이가능하고소규모데이터처리에적합하며시뮬레이션, 상관관계분석등고급분석업무에이용되는시스템이다. 고정형태의분석처리에이용되고응답속도는매우빠르나요약데이터로확장및유연성에어려움이있다 데이터마이닝 1. 데이터마이닝의개념 데이터마이닝 (data mining) 은데이터베이스나데이터웨어하우스로부터이전에는대량의데이터사이에묻혀발견되지않았던데이터들간의상호관계, 패턴등을찾아내어의사결정을지원하고그효과를예측하기위한기법이다. 예를들면, 한백화점에서판매데이터베이스의데이터를분석하여금요일오후에는어떤상품들이잘팔리는가, 팔리는상품들간에는어떤상관관계가있는가등을발견하여이를마케팅에반영하는것이다. 데이터마이닝은데이터의분석측면에서는통계학의탐색적데이터분석분야와대량의데이터에숨겨진추세나패턴을찾아낸다는측면에서는인공지능의지식추출혹은기계학습분야와밀접한관련이있다. 그러나처리대상인데이터가대량이라는규모의차이에의해그활용가치가구분된다. 또한 SQL 혹은 OLAP보다훨씬복잡하고요약된분석처리기능을제공한다. 데이터마이닝을통해추세

129 제 4 장데이터베이스시스템 / 129 나패턴을찾아내기위해서는어떤변수에대한데이터를어떠한방법으로가공하여분석하는것이중요한이슈가된다. 데이터마이닝은특화된의사결정을지원하며, 자동화된분석및지식을추출한다. 또한 batch 처리방식을사용한다. 데이터마이닝은다음과같은과정을반복하여수행함으로써진행된다. 1 의사결정유형에따라먼저어떠한마이닝알고리즘 (algorithm) 을사용할것인지를선택한다. 2 데이터표본 ( 레코드, 터플 ) 과의사결정에필요한변수 ( 데이터항목, 속성 ) 를선정하고알고리즘을적용하여데이터를분석한다. 3 의사결정지원시스템이나마이닝도구를이용하여분석결과를검토한다. 2. 데이터마이닝의기능 1 분류 (classification) 특정집단 ( 예 : 경쟁사에빼앗긴고객 ) 의특성을규정하는것이다. 2 군집 (clustering) 특정한특징을공유하는집단을확인하는것으로, 한정된특징을미리정의한다는점에서분류와구분한다. 3 연합 (association, 연관성 ) 동시에발생한사건간의관계를정의하는것이다. ( 예 ) 장바구니의내용, 콘칩구매시콜라구매발생 4 연속성 (sequencing, 순차패턴 ) 여러시간대에걸쳐존재하는관계를말한다. ( 예 ) 슈퍼마켓을이용하기위해반복적으로오는고객 5 예측 (prediction) 분류와순차패턴과유사하나단지산정되는대상을미래의가치또는예측되는미래행위에따라데이터를분류하는것이다르다. ( 예 ) 카드회사에서회원들의가입정보를입력하여연매출액을알아맞추는것

130 130 / 제 2 부정보기술일반 3. 데이터마이닝의활용분야 데이터마이닝은마케팅분야에많이활용되는데, 고객세분화, 이탈고객분석, 장바구니분석및부정사용탐지 ( 시용카드, 휴대전화등 ) 등에활용된다. 1 환자마케팅기존의환자군의특성을이용하여어떤환자들이재진율이높고, 그원인이무엇인지를알려주는등환자의의료기관이용특성을근거로환자에대한마케팅실시한다. 2 미수금관리미수금발생확률이높은환자를기존자료에근거하여입원시부터미수금이발생하지않도록중점관리할수있도록하여병원의미수금발생을줄일수있다. 3 진료비삭감예방기존의진료비삭감내역을분석하여삭감의원인을찾아주어이에근거하여진료비삭감을막을수있는방안을찾아병원의진료비삭감에대한손실을방지한다. 4 진료진단검사결과의각종진단자료에근거하여의사들의정확한진단을도와줄수있다. 5 재원일수및진료비예측기존환자들의재원일수및진료비자료에근거하여새로운환자가입원시이들의재원일수와진료비를예측할수있다. 6 자원사용량예측병원에서필요로하는각종의료자원을예측하여병원의효율적인물자관리에기여할수있다. 7 예산추정각종자료에근거하여병원에서필요로하는예산을추정하여줄수있다.

131 제 4 장데이터베이스시스템 / 텍스트마이닝및웹마이닝 1. 텍스트마이닝 텍스트마이닝 (text mining) 은많은양의비구조적데이터들 ( 이메일, 메모, 콜센터상담녹취록, 블로그게시물, 설문응답, 온라인고객조사, 트윗등으로부터생성되는데이터들 ) 로부터패턴과관계성들을발견하는기법이다. 기업들은텍스트마이닝을통해고객서비스센터에걸려온전화에대한녹취록을작성함으로써주요서비스와개선이슈들을식별해낼수도있다. 2. 웹마이닝 웹은가치있는정보를제공하는하나의풍요로운원천인데, 웹에존재하는정보들로부터고객행위에대한패턴, 추세, 통찰력등을발견할수있게되었다. 웹마이닝 (web mining) 이란웹으로부터유용한패턴과정보들을발견해내고분석하는것을말한다. 기업들은웹마이닝을통해고객행위를이해하거나어떤특정한웹사이트의성과를평가하거나또는마케팅캠페인의성공을측정할수있다. 예를들어, 마케터들은 Google Trends와 Google Insights for Search 서비스를통해구글검색쿼리에서많이쓰이는다양한단어들과구문들을파악함으로써사람들이관심을가지고있는것과사고싶어하는것들을알수있도록해준다.

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133 제 5 장 정보통신 5.1 정보통신의개요 5.2 정보통신망의개념및종류 5.3 컴퓨터통신망의구성 5.4 정보통신의활용 5.5 인터넷 5.6 무선통신

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135 제 5 장정보통신 / 정보통신의개요 정보통신의개념 정보화사회에서는무엇보다도정보가중요한자원이되고경쟁우위의원천이되므로, 정보의가공, 처리, 전달을담당하는정보통신의중요성이나날이증대되고있다. 정보통신이란정보의수집, 가공, 처리, 전달에관련된일련의과정으로전화와같이음성의전달을위한전기통신, 컴퓨터에서생성하는데이터의교환을위한데이터통신, 그리고컴퓨터들간의상호연결을통하여자원을공유하고업무의분산적인처리를가능하게하는컴퓨터통신으로발전하였다. 또한, 컴퓨터와통신기술의발전과결합으로다양한형태의정보를고속, 대용량으로전달하는고도의정보통신으로발전하였다. 1. 정보통신의정의 통신 (communication) 이란기본적으로단말끼리전송시스템, 교환시스템을통해어떤약속 ( 통신프로토콜 ) 에따라커뮤니케이션을행하는것을말한다. 정보통신 (information communication) 은정보의생산, 가공, 처리, 제공등을수행하는전기통신기술을이용하여다양한정보를신속하고정확하게전달하는것이다. 즉, 정보통신이란컴퓨터, 유선, 무선및위성통신까지결합하여문자, 이미지, 음성, 동영상등멀티미디어정보까지고속, 대용량으로정보를신속하게전달할수있는첨단의통신을말한다. 2. 정보통신의발전과정 1 전기통신정보통신은 1876년벨 (Alexander Graham Bell) 의전화발명을계기로음성정보를전기적인신호로바꾸어전달하는전기통신 (telecommunication) 으로발전하였다. 전화, 전신등을가리키는전기통신은컴퓨터의개념이도입되지않은전통적의미의통신을가리킨다.

136 136 / 제 2 부정보기술일반 2 데이터통신 1946년최초의컴퓨터에니악 (ENIAC) 이탄생하면서컴퓨터를이용하여데이터를처리하게되었고, 이를전달하는데이터통신이란분야가생기게되었다. 데이터통신 (data communication) 은중앙의호스트컴퓨터 (host computer) 에원격지의단말기들을통신회선 (line) 으로연결하여업무를처리하는방식으로음성을전달하는전기통신과구분하기위하여데이터통신이라고부른다. 3 컴퓨터통신통신기술의발달은다양한종류의컴퓨터들을연결하여상호간에정보를주고받을뿐만아니라컴퓨터자원을공유하고업무의분산적인처리를가능하게하는컴퓨터통신 (computer communication) 으로발전하였다. 4 정보통신컴퓨터와통신기술의발전및상호결합은음성, 화상 (image), 영상과같은다양한형태의정보를고속, 대용량으로전달하는고도의정보통신으로발전하였다 정보통신의역할 정보화사회의기반구조로서의정보통신은기업의정보시스템에서도매우중요한역할을담당한다. 1 자원의공유정보통신은정보자원의공유를가능하게한다. 즉, 통신망 (communication network) 에연결되어있는디스크, 프린터등과같은하드웨어기기, 디스크에저장되어있는소프트웨어와각종정보들을여러컴퓨터들이공유할수있게한다. 2 의사소통의제고통신망은조직내의수직적, 수평적의사소통을원활하게한다. 즉, 결재나지시등을통신망을통하여보다신속하고정확하며경제적으로수행함으로써조직구성원간에보다효율적인의사전달을가능하게한다. 또한, 통신망은조직외부와의정보교환을원활히해준다. 통신망을이용하면외부로부터정보를신속히획득할수있기때문에환경의변화에신속히대처할수

137 제 5 장정보통신 / 137 있으며, 거래처나고객등과같은이해관계자들과의보다원활한의사소통의경로를설정할수있다. 3 업무의효율적처리통신망은업무에필요한정보들을쉽게접근할수있게하고, 정보의흐름을원활하게함으로써업무의효율적처리를가능하게한다. 즉, 업무처리시거리와시간상의지연에의한제약을감소시킴으로써업무의효율성과효과성을높여주며, 궁극적으로경쟁우위를확보할수있도록해준다. 4 자원에대한신뢰도향상정보시스템에통신망을도입함으로써자원에대한신뢰도를높일수있다. 즉, 데이터베이스나컴퓨터기기등이통신망에연결되므로일부기기가고장이나더라도다른경로를통하여다른데이터베이스에접근하거나다른컴퓨터의처리능력을이용할수있게된다. 5 정보처리비용의절감대규모의컴퓨터시스템을여러대도입하는것보다는상대적으로저렴한소규모의컴퓨터들을통신만으로연결하여업무를분산처리함으로써적은비용으로정보를처리할수있다 통신모형 정보를전달하는통신의기본적인모형은송신과수신, 전송회선등으로구성된다. 전송회선을통하여정보를전달하기위해서는먼저정보를전기적인신호로바꾸는부호화과정 (encoding) 이필요하다. 바뀌어진신호는매체를통하여전달 (transmission) 되고, 수신측에서는전달받은신호를원래형태의정보로복원 (decoding) 시키게된다. 이러한통신의기본모형은복잡한정보통신의기능을이해하는데매우유용하다. < 그림 5-1> 기본통신모델

138 138 / 제 2 부정보기술일반 데이터통신시스템은다음의 5가지요소로이루어진다. 1 송신자 (sender) 송신자는데이터메시지를보내는장치로서컴퓨터, 전화기, 비디오카메라등이될수있다. 2 수신자 (receiver) 수신자는메시지를수신하는장치로서컴퓨터, 전화기, TV 등이될수있다. 3 전송매체 (medium) 전송매체는메시지가송신자로부터수신자에게까지이동하는물리적인경로이다. 전송매체에는이중연선 (twisted pair wire), 동축케이블, 광섬유케이블, 레이저, 무선파등이있다. 4 메시지 (message) 메시지는통신의대상이되는정보, 데이터이다. 텍스트, 숫자, 그림, 소리, 화상또는이들의조합으로이루어진다. 5 프로토콜 (protocol) 프로토콜은데이터통신을통제하는규칙의집합이다. 프로토콜은통신하고있는장치들사이의상호합의를나타낸다. 프로토콜이없다면상대방이서로다른외국어로대화하여이해하지못하는것처럼통신장비가연결되어있어도서로통신하지못하게된다. 프로토콜의주요요소는구문과의미, 그리고타이밍이다. 구문 (syntax) 은데이터의구조나형식을가리키는것이므로, 데이터가어떤순서로표현되는지를의미한다. 예를들어, 간단한프로토콜에서데이터의처음 8비트는송신자의주소, 두번째 8비트는수신자의주소를의미하고, 나머지는메시지자체를의미한다. 의미 (semantics) 는비트에서각부분의뜻을가리킨다. 특정패턴은어떻게해석되며, 그해석에기초하여어떤동작을취할것인가에해당하는영역이다. 타이밍 (timing) 은 언제데이터를전송해야할것인가 와 얼마나빨리전송할것인가 라는두가지특성을가리킨다. 예를들면, 송신자가 100Mbps의속도로데이터를생성하는데수신자는단지 1 Mbps의속도로처리한다면수신자가감당할수없을정도로데이터가전송되어대부분의데이터는유실될것이다.

139 제 5 장정보통신 / 정보통신망의개념및종류 통신망의개념 1. 네트워크의개념 통신이란기본적으로단말끼리전송시스템, 교환시스템을통해서어떤약속 ( 통신프로토콜 ) 에따라커뮤니케이션하는것이다. 통신을위해서가장기본적으로요구되는것은통신하고자하는정보를전송하는매체인통신망이라할수있다. 가장단순한형태의통신방식은통신을원하는장치를직접연결하는것이다. 그러나전송거리가멀거나통신상대가많은경우가능한전송경로를모두통신회선으로연결하는것은많은비용과장비가소요되므로거의불가능하다고할수있다. 이러한문제를해결하는방법은통신망을구성하여통신을원하는주체들을모두통신망에접속시켜통신을매개하는것이다. 통신망 (communication network) 이란여러개의통신장치들간의자료전송이가능하도록연결해놓은전송매체들의집합체를말한다. 통신망은크게교환장비와전송회선으로구성되며, 교환장비는보통노드 (node) 라고불리며교환기나교환기능을수행하는컴퓨터등이여기에해당된다. 통신망에서통신을원하는컴퓨터, 터미널, 전화와같은장치들을스테이션 (station) 이라고한다. 이러한스테이션은교환망의노드에접속되며, 스테이션의모든정보는접속된노드를통하여전송된다. 네트워크는여러컴퓨터에작업을나누어처리하는분산처리에이용된다. 분산처리에서는작업전체를담당하는하나의대형시스템과개별컴퓨터들이작업을나누어서처리한다. 효과적이고효율적인네트워크를평가하기위하여가장중요한기준은성능, 신뢰도및보안이다. 성능 (performance) 은전달시간이나응답시간을측정하는등여러가지방법으로측정할수있다. 네트워크의성능은사용자수, 전송매체의종류, 연결된하드웨어의성능, 소프트웨어의효율성등을포함한여러요인에따라다를수있다.

140 140 / 제 2 부정보기술일반 2. 네트워크의구성 (1) 논리적구성네트워크는전송매체링크로서로연결된장치 ( 노드 ) 의모임이다. 네트워크를논리적모델로표현하면 < 그림 5-2> 와같이노드 (node), 링크 (link) 및스테이션 (station) 으로구성된다. 노드는구체적으로교환기이다. 링크는전송로또는통신회선이다. 스테이션은단말기이다. 스테이션에는컴퓨터, 전화기, 팩시밀리등이있다. < 그림 5-2> 네트워크의논리적구성 (2) 물리적구성 네트워크는 < 그림 5-3> 과같이물리적으로는단말시스템, 전송시스템및교 환시스템의 3 가지구성요소로구성된다.

141 제 5 장정보통신 / 141 < 그림 5-3> 네트워크의물리적구성 1 단말시스템단말시스템은정보를전기적으로전송하기쉬운형태로변환하거나정보를문자와같이이용자가식별하기쉬운형태로조정하는기능을가지고있다. 2 전송시스템전송시스템은통신단말에서변환된전기신호를상대측에전송하는기능을갖는다. 신호를전파시키는전송매체와파형변환이나변복조, 다중화, 송수신등의변환 중계등을행하는각종통신장치로구성된다. 전송매체에는유선전송매체 ( 동축케이블, 광케이블등 ) 와무선전송매체 ( 위성통신, 지상마이크로파통신시스템등 ) 가있다. 3 교환시스템교환시스템은스위칭기능, 라우팅기능, 통신서비스기능및망관리기능의 4가지기능을갖는다. 스위칭 (switching) 기능이란번호를매개로발신측과수신측을이어주는기능이다. 라우팅 (routing) 기능이란트래픽의폭주상태에따라중계루트를변경하거나장해발생시에우회루트를선택하는망제어기능이다. 통신서비스기능이란이용자에대해서요금을통지한다든지단축다이얼이나부재중전화등을실현하는기능이다. 망관리기능이란트래픽의통화관리나통신요금의과금등을행하는기능이다 통신망의종류 통신망은기준에따라여러가지로분류될수있으나, 먼저누가설치하여사용하느냐에따라사설망과공중망으로분류할수있다. 사설망 (private network) 은개인이나개별기업체에서직접설치하여사용하는비교적소규모의통신망으로주로기업내의정보전달을목적으로하며, 공중망 (public network) 은국가적인차

142 142 / 제 2 부정보기술일반 원에서일반국민이나기업등이빌려서사용할수있도록하는통신망이다. 공중 망은음성이나팩스전달을위한전화망과컴퓨터에의하여만들어지는데이터를 전달하는데이터망등으로다시구분된다. 1. 설치주체에따른분류 (1) 공중망 1 전화통신망전화통신망 (public switched telephone network, PSTN) 은전화통화를목적으로만들어진전기통신망으로음성의전달뿐만아니라모뎀과컴퓨터, 팩스기기등을연결하여비음성정보의전달에도사용되고있다. 2 공중데이터통신망전화망은음성전달을위주로하지만, 이와는달리컴퓨터간의데이터전달을목적으로하는통신망을공중데이터통신망이라고한다. 공중데이터통신망은일반적으로정보를일정한크기의패킷 (packet) 으로나누고각패킷에제어정보를붙여전달하는패킷교환방식으로구현되기때문에패킷교환공중데이터망 (packet switched data network, PSDN) 이라고도한다. 3 광대역지역정보통신망광대역지역정보통신망 (metropolitan area network, MAN) 이란점차확산되면서지역적으로산재한근거리통신망을상호접속하기위하여탄생한새로운개념의통신망이다. 기업의본사와지사와같은먼거리간에통신이가능하도록근거리통신망을연결하여근거리통신망의특징을충분히수용하면서넓은지역에걸쳐고속통신의기능을제공하기위한통신망이다. (2) 종합정보통신망 1 종합정보통신망종합정보통신망 (integrated services digital network, ISDN) 은전화를포함한다양한종류의서비스를디지털전송방식으로통합하여제공하고자하는새로운개념의통신망으로, 기존의전화망을기본으로통신망에서의정보전송과처리를디지털화하기때문에정보전송의신속성과신뢰성을향상시킬수

143 제 5 장정보통신 / 143 있으며날로다양화되어가는통신서비스를하나의통신망에의해종합적으로제공할수있는장점이있다. 2 광대역종합정보통신망광대역종합정보통신망 (broadband integrated services digital network, B-ISDN) 이란기존의전화망, 사설망, 방송망, 그리고 ISDN에서제공하는기능을포괄하면서고속의광대역영상통신서비스까지제한없이처리할수있는통합된통신망을말한다. 2. 지리적관점에따른분류 1) 근거리통신망 (LAN) 근거리통신망 (LAN, local area network) 이란큰건물이나인접된지역내에서다수의독립된컴퓨터들이서로정보를교환할수있도록구성한통신망을말한다. LAN은일반적으로공중망을이용하는원거리통신망에대조되는개념으로서개별기업혹은부서단위로구성되는사설망이다. 따라서, 상대적으로좁은범위의사용자들과컴퓨터들간의정보교환을위하여사용되며, 보통 1Mbps에서 10Mbps 까지전송속도를갖게된다. 근거리통신망은최고 500m 반경이내에서개인용컴퓨터나기타디지털장비들을연결시키도록고안되었다. (1) 근거리통신망의종류와구성방식 LAN은일반적으로매체접근방식과전송매체, 또는망구조에따라분류된다. LAN의전송매체는이중연선이나동축케이블이많이이용되며, 광케이블을이용해서매우빠른속도로영상과같은정보를전송할수있다. 대표적인 LAN으로는제록스 (Xerox) 에서상용화시킨이더넷 (ethernet) 을들수있는데, 이것은경쟁방식의매체접근방식으로 CSMA/CD를사용한다. 그리고스타형과버스형의망구조가있으나일반적으로버스형이널리이용되고있다. 그밖에 IBM을중심으로만든토큰링 (token ring) 을들수있는데, 토큰전달방식을사용하고링형망구조를갖는다. 가장흔한 LAN의접속형태는버스형, 링형, 스타형이다.

144 144 / 제 2 부정보기술일반 1 전송매체에의한분류ᄀ이중연선이중연선은구내의전화기와 PBX를접속하는전화선으로서오래전부터사용되어왔다. 전송속도는수 10Mbit/s 이하로고속의데이터전송에는사용할수없다. ᄂ동축케이블동축케이블은원통모양의케이블구조로, 외부로부터전기적잡음에는강하나전송속도는수십에서수 Mbit/s 정도로서중 고속도 LAN용케이블로서보급되고있다. ᄃ광섬유케이블 LAN용광섬유케이블은지름이 0.05mm에서 0.1mm 정도의매우가는유리섬유 ( 석영파이버 ) 를도체로한것으로, 잡음에강하고경량으로대용량전송이가능하다. 전송속도는수십 Mbit/s 이상으로고속 LAN에사용되고있다. ᄅ무선 (wireless) 최근주목을받고있는매체이며, 서버와클라이언트간을무선회선으로접속한다. 배선이불필요하고단말을자유롭게이동할수있다. 2 매체접근방식에의한분류공통의전송매체를공유하는방송망에서는데이터전송의권한을지정해주는원칙이필요하다. 토큰전달방식은정해진순서에따라데이터를전송하므로충돌이발생하지않으나, CSMA/CD 방식의경우누구나원하는순간에데이터를전송할수있어충돌의가능성이있다. LAN에서는여러대의컴퓨터기기들이하나의통신회선을공유하게되므로데이터전송을위한매체의접근을제어하지않으면데이터의충돌이발생하여신뢰성있는통신이이루어질수없다. 따라서매체접근제어방식을사용하여충돌을방지하게된다. 매체접근방식이란방송방식의통신망에서동일한매체를공유하는교환장비간에매체의사용권리를지정하는방식이다. 여기에는일정한규칙에의하여정해진순서에따라데이터를전송하도록하여데이터의충돌을미리방지하는비경쟁방식과어느컴퓨터든지원하는시점에데이터를전송할수있고따라서충돌이발생할수있는경쟁방

145 제 5 장정보통신 / 145 식으로분류할수있다. 경쟁방식에는대표적으로 CSMA/CD 방식이있고, 비경쟁방식에는토큰전달방식이있다. ᄀ CSMA/CD 방식 CSMA/CD는미국을중심으로현재가장널리보급되고있는 LAN의액세스방식이다. CSMA/CD는버스형 LAN의액세스방식이일반적이며, 미국제록스사의이더넷 (Ethernet) 액세스방식으로서이용되고있다. CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection) 방식은다른컴퓨터가매체를사용하지않는상태, 즉매체에신호가전송되고있지않은상태에서는누구나자신의순서에상관없이데이터를전송할수있는방식이다. 그러나만일다른컴퓨터와동시에전송을시작하여데이터의충돌이발생하는경우이를감지해서데이터전송을중단하고일정시간이지난후다시데이터전송을시도한다. 충돌발생시전압이두배로올라가기때문에이를감지할수있다. CSMA/CD 방식은데이터전송권한에대한우선순위가정해져있지않고전송량이적을때는매우효율적이며신뢰성이높지만, 전송량이많아지면충돌이잦아져서지연시간이급격히증가하는단점을가지고있다. ᄂ토큰전달방식토큰전달 (token passing) 방식에서는전송의권한을부여해주는토큰을순서에따라전달해가며, 토큰을전달받은컴퓨터만이데이터를전송할수있도록하는방식이다. 토큰에탑재된데이터는목적지에도착하면데이터를전달하고다시빈토큰이되어전송매체를돌게된다. 이방식을루프형에적용하면토큰링이라하고, 분기형에적용하면토큰버스라한다. 즉, 토큰전달방식에는토큰링방식과토큰버스방식의두가지방식이있다. 토큰링 (token ring) 방식은데이터의송신권을부여하는토큰신호를노드간에고속으로순회시켜송신권을얻은노드가데이터를송신하는방식이다. 즉, 데이터를송신하려는노드는이토큰을받아, 송신권을얻으면데이터의송신을수행한다. 토큰신호를수신할수없는비지 (busy) 토큰에의해데이터의송신은할수없다. 따라서이방식에서는데이터의충돌이발생하지않는다.

146 146 / 제 2 부정보기술일반 토큰버스 (token bus) 방식은토큰링방식과같이네트워크내에토큰을순회시키는방식이다. 원리적으로는토큰링방식과같으나네트워크의형태가링모양이아니고버스형이다. 토큰버스방식의동작원리는네트워크내의각노드에순회순서를미리논리적으로정해놓고, 이에따라토큰이나데이터프레임을순회시킨다. 논리링은선행노드, 자노드및다음노드어드레스 ( 주소 ) 등을표시하고, 하나의표는각노드가가지며, 이표에따라순회순서를정한다. 이와같이각노드는미리정해진어드레스표에따라논리링크를구성하여, 메시지를전송한다. ᄃ TDMA 방식 TDMA(time division multiple access) 는전송로를시분할다중방식에의해복수의채널로분할하여각노드에할당하는방식이다. TDMA는 CSMA/CD 나토큰링, 토큰버스와같이수신처어드레스를부가한패킷을전송하는패킷교환방식이아니라통신상대의노드상호간에채널 ( 타임슬롯 ) 을할당하는회선교환이다. TDMA에서는각노드가전송로의공선을감시하여데이터의송신을기다리지않는다. 따라서접근을위한지연은발생하지않는다. 다만동축케이블이나광케이블등과같은고속의전송로가필요하다. ᄅ FDDI 방식광케이블을이용한 FDDI(fiber distributed data interface) 는토큰링의접근방식을기반으로이중의링구조를갖는고속 LAN이다. 전송속도는 100Mbit/s 이고, 버스형 LAN(10Mbit/s) 과토큰링 LAN의토큰링백본 (backbone) 간선 LAN으로이용된다. 백본 (backbone) 은지선계를묶는망이다. 사용하는 LAN 은 100BASE-T, FDDI, ATM 등지선계보다고속인것을사용하며, 백본에서는반드시라우터를사용한다. FDDI는백본 LAN외에프론트엔드 (front end) LAN, ISDN 및고속회선과게이트웨이 (gateway) 로이용된다. FDDI는광섬유케이블로각기지국을상호연결하며, 최대전송거리가 200km 내에서 FDDI 링은총 500개의노드를연결할수있으며, 각노드간최대거리간격은 2km로제한하고있다. 주로이용되는것은 LAN의기간망뿐만아니라교환기능도겸비한고속 LAN의 FDDI이다.

147 제 5 장정보통신 / 147 (2) 근거리통신망의응용최근기업환경에서 LAN을이용하여흔히구축되고있는정보시스템환경으로클라이언트 / 서버구조를들수있다. 클라이언트 / 서버 (client/server) 구조는통신망을통해서로연결된다양한종류의컴퓨터에응용프로그램과데이터를적절히분산시켜정보자원의효율적인공유와업무의분담처리를가능하게하는시스템구성체계를말한다. 클라이언트 / 서버구조하에서는공용의소프트웨어를저장하고관리하며이를사용자에게제공하는파일서버 (file server) 라는컴퓨터와공용의데이터베이스를관리하는데이터베이스서버 (database server), 통신서버 (communication server) 등이 LAN에접속되어있는클라이언트컴퓨터 (PC) 에게필요한기능을제공하게된다. < 그림 5-4> LAN 구축모형 ( 클라이언트 / 서버모형 ) (3) 통신망의확장 LAN 은기업혹은부서단위의소규모로구성되는사설망으로보다광범위한범위

148 148 / 제 2 부정보기술일반 로의확장을위한기본구성이된다. LAN은다른통신망과연결함으로써통신망의사용자가다른통신망의사용자와정보를교환할수있게된다. 이와같이, 하나의통신망을다른통신망과연결하여확장하는것을인터네트워킹 (internetworking) 이라고하는데, 예를들면, 동일건물내에서다른층에설치된 LAN끼리를접속하거나 LAN과 ISDN 등의 WAN을접속하는 LAN-WAN 접속등이다. 인터네트워킹은리피터, 브리지, 라우터, 게이트웨이라는기능을이용하게된다. 이네가지종류의장치는각각 OSI 모델의다른계층에서작동된다. 리피터는신호의전기적인부분에만작동을하게되며, 물리층에서만동작한다. 브리지는주소프로토콜을사용하여단일 LAN의흐름제어를다루며주로데이터링크층에서동작한다. 라우터는같은종류의두개의 LAN 사이의링크를제공하는데쓰이며주로네트워크층에서동작한다. 게이트웨이는호환성이없는 LAN들이나응용들간의변환서비스를제공하며모든계층에서동작한다. 각인터네트워킹장치는주로동작하는계층의하위계층에서는모두동작한다. 1 리피터 ( 재생기, 중계기 ) 리피터 (repeater) 는통신망의거리를연장하거나접속시스템의수를증가시키기위한것으로전송되는신호를중계하여약화된신호를재생시켜주는역할을한다. 링크에설치된리피터는신호가너무약해지거나잡음에의하여훼손되기전에수신하여원래의비트형태로재생성하며재생성된데이터를링크로보낸다. 리피터는신호의증폭기가아닌재생기 (regenerator) 이다. 단순히통신망의물리적거리를연장해주는일종의재생기와같은것이다. 2 브리지브리지 (bridge) 는동종의프로토콜체계를갖는 LAN끼리를접속하는장치이다. 즉, 동일한프로토콜을사용하는통신망간에데이터가전송될수있도록연결해주는장치로서완전히분리되어있는통신망을연결할때사용된다. 브리지는데이터링크층에서동작하며브리지에연결된모든지국의물리주소에접근할수있다. 한프레임이브리지에도착하면브리지는신호를재생할뿐만아니라목적지주소를검사하여그주소가속해있는세그먼트로만재생된프레임을보낸다. 브리지가패킷을받으면프레임에들어있는주소를읽고, 양쪽세그먼트의모든지국의주소를가진테이블과읽은주소

149 제 5 장정보통신 / 149 를비교한다. 주소가맞으면브리지는그지국이어느세그먼트에속해있는가알게되고, 패킷을해당세그먼트로전송한다. 브리지는통신망의확장, 이기종통신망간의접속, 전송량분산등의목적으로이용된다. 3 라우터라우터 (router) 는네트워크에서통신을위해가장최적의경로를설정하여전송하고, 데이터의흐름을제어하는장치이다. 네트워크어드레스를보아, 패킷을저지하거나통과시켜서데이터패킷의전송루트를결정한다. 라우터는네트워크층주소를이용할수있으며, 두개의네트워크층주소사이에가능한여러경로중에서어떤경로가특정한전송을위하여가장좋은지를결정할수있는소프트웨어를가지고있다. 라우터가어느경로를선택할것인가하는결정은가능한경로들중어느것이가장경비가적게드는가, 또는어느것이최단 (shortest) 경로인가하는식의효율성을근거로이루어진다. 라우팅에서최단이라는용어는최단거리의, 가장값싼, 가장빠른, 가장신뢰성이높은등의여러가지요소가결합된의미를가지고있다. 라우터의가장간단한기능은하나의연결된네트워크로부터패킷을수신하여연결된다른네트워크로넘겨주는것이다. 만약수신된패킷이이라우터의일원이아닌네트워크의노드로주소가지정되어있다면라우터는그패킷을위해연결된다른네트워크중에어느것이가장좋은중계점인가를판단할수있다. 일단라우터가패킷이이동할가장좋은경로를식별하면라우터는적절한네트워크를통해다른라우터로전송한다. 이패킷을수신한라우터는목적지주소를조사하고가장좋은경로를찾으며패킷을최종수신지네트워크로보내거나, 선택된경로상의다음라우터로보낸다. 라우터는 OSI 모델의물리층, 데이터링크층과네트워크층에서동작한다. 라우터는데이터프레임 (frame) 의분할이가능하기때문에브리지보다도이기종통신망간의접속이용이하다. 4 게이트웨이게이트웨이 (gateway) 는전송매체와네트워크아키텍처가다른네트워크끼리를접속하는데사용된다. 즉, 하드웨어와프로토콜, 통신망운영체제가전혀다른통신망간에서로다른프로토콜을변환시켜줌으로써통신을가능하게하는것이다. 게이트웨이는프로토콜변환기 (protocol converter) 이다.

150 150 / 제 2 부정보기술일반 라우터는단지비슷한프로토콜을사용하는네트워크들간에패킷을전송, 수신및중계하는반면에, 게이트웨이는한프로토콜의형태로된패킷을수신하여다른곳으로보내기전에다른프로토콜의패킷형태로변환한다. 게이트웨이의기능에는프로토콜변환, 전송속도차이의변환, 주소변환등이있다. 게이트웨이는다른종류의통신망이마치한개의통신망처럼작동하도록연결한다. 게이트웨이는라우터의기능에더해서프로토콜변환을행하는기능을갖는다. 즉, OSI 7계층전부의프로토콜변환을행하는기능을가지고있다. 예를들면, 프로토콜이다른 LAN과광역네트워크를연결하는 LAN-WAN 접속에자주사용된다. 2) 도시통신망 (MAN) 도시통신망 (MAN, metropolitan area network) 은도시와주요교외지역정도의도시권지역을연결하는네트워크이다. 이것은읍이나시크기의지역을연결한데이터통신시스템이다. 지리적관점에서보면 WAN과 LAN 사이에해당한다. 3) 광역통신망 (WAN) 광역통신망 (WAN, wide area network) 은지역전체, 도나도시혹은전세계를연결하는네트워크이다. 가장보편적이고강력한 WAN으로인터넷을들수있다. 컴퓨터들은전화망이나사설케이블시스템과같은공중망이나임대회선, 인공위성을통해 WAN에연결한다. 이들네트워크의유형을요약하면 < 표 5-1> 과같다. < 표 5-1> 네트워크의유형 종류 범위 근거리통신망 (LAN) 최고 500m 반경이내. 빌딩의한층이나사무실 학내정보통신망 (CAN) 최고 1,000m 반경이내. 대학컴퍼스또는기업시설 도시통신망 (MAN) 도시또는복합도시권 광역통신망 (WAN) 대륙간또는세계전역 ( 예 : 지방-지방, 국가-국가간연결 )

151 제 5 장정보통신 / 컴퓨터통신망의구성 회선구성 회선구성 (line configuration) 이란둘이상의장치가하나의링크에연결되는방식을말한다. 링크는하나의장치로부터다른장치로데이터를보내는물리적인통신경로이다. 통신을하려면두장치는동시에같은링크에연결되어있어야한다. 회선구성방법에는점대점과다중점방법이있다. 1 점대점점대점 (point-to-point) 회선구성은두장치간의전용링크를제공한다. 대부분의점대점회선구성은양쪽끝에연결된케이블이나전선을사용한다. 극초단파나인공위성연결과같은방식도가능하다. 2 다중점다중점 (multipoint, multidrop) 회선구성은둘이상의특정기기가하나의링크를공유하는방식이다 전송신호 정보는아날로그나디지털이될수있다. 아날로그정보는연속적이며, 디지털정보는이산적이다. 정보와마찬가지로신호도아날로그나디지털이될수있다. 정보가전송되기위해서는전자기신호로변환되어야한다. 통신망에서정보는전자기신호로바뀌어전송된다. 이때, 정보를신호로변환시키는것이부호기 (encoder) 이다. 전자기신호 (electromagnetic signal) 는정보를구체적으로표현하는전기적인파형으로연속적인아날로그신호와이산적인디지털신호가있다. 아날로그신호 (analog signal) 는음성이나영상신호와같이진폭이시간과함께연속적으로변화하는신호이다. 아날로그신호는시간의흐름에따라연속적으로값이바뀌는전자기파로주파수에따라다양한매체를통하여전달된다. 아날로그신호는통신매체를통과하는연속적인파장을이용하여주로음성통신을사용하였다. 가장일반적인아날로그장치로는전화수화기, 컴퓨터스피커, 아이팟

152 152 / 제 2 부정보기술일반 (ipod) 이어폰등을들수있으며, 이들모두사람의귀로들을수있는아날로그파장을발생시킨다. 디지털신호 (digital signal) 는음성신호와같이연속적이지않고, 0이나 1의수치만을갖는이산적인신호이다. 디지털신호는 0과 1의이산적인값을가지는전압펄스 (pulse) 의흐름으로유선매체를통하여전달된다. 디지털신호는두개의불연속적상태 (ON, OFF의전기신호로표현되는 1비트나 0비트 ) 의일렬집합으로서정보를통신한다. 컴퓨터는이와같은디지털신호를사용하며, 전화회선, 케이블회선, 아날로그신호를사용하는무선매체를통해전송하거나수신할수있는아날로그신호로디지털신호를변환하기위해서는모뎀이필요하다. 모뎀 (modem) 은디지털정보를아날로그신호로바꾸고, 아날로그신호를디지털정보로복원해주는기기이다. 케이블모뎀은케이블네트워크를이용하여컴퓨터가인터넷에접속할수있게한다. DSL(digital subscriber line) 모뎀은전화회사의지상통신선을이용하여컴퓨터를인터넷에접속하게한다. 무선모뎀은전통적인모뎀과동일한기능을수행하며휴대전화네트워크나 Wi-Fi 네트워크등의무선네트워크에컴퓨터를연결시킨다. 아날로그신호는범위내의어떠한값도가질수있는반면, 디지털신호는제한된수의값만을가질수있다. 아날로그신호를디지털신호로변환하는것을변조 (modulation) 라하고, 디지털신호를다시원래의아날로그신호로되돌리는것을복조 (demodulation) 라한다. 1 아날로그전송정보를아날로그형태의신호로바꾸어전송하는아날로그전송은전화나 PC통신, 전통적인데이터통신등에많이이용된다. 2 디지털전송디지털신호로정보를전송하는디지털전송은신호의질과전송의효율성측면에서매우우수하다. 즉, 먼거리를전송하는경우약화되는신호를다시재생시켜서신호의약화를효율적으로극복할수있다. 동축케이블을이용하는근거리통신망 (LAN) 의경우, 컴퓨터에서발생하는디지털정보는디지털신호로바뀌어전달되고수신측에서는다시디지털정보로복원하여통신하게된다.

153 제 5 장정보통신 / 전송방식 정보를전송하는방식에는하나의회선을이용하여한번에하나의신호를보내는직렬전송과여러회선을이용하여동시에여러신호를보내는병렬전송으로나눌수있다. 그리고연결된두장치간에서신호흐름의방향에따라단방향, 반이중, 전이중방식으로구분할수있다. 단방향 (simplex) 전송은데이터가오직한방향으로만흐른다. 반이중 (half-duplex) 전송에서는양방향데이터전송이가능하긴하지만동시에이루어지지않는다. 전이중 (full-duplex) 전송에서는동시에양방향으로데이터의전송이가능하다. (1) 직렬전송직렬전송 (serial transmission) 은정보를전송할경우하나의회선을이용하여한번에하나의신호를보내는방식이다. 직렬전송은하나의회선을이용하여정보를보내므로보내는쪽의정보를받는쪽에서정확하게받아야한다. 즉, 어디가문자의시작이고어디가끝인가에양측의동의가있어야하는데, 이와같이정보의정확한전송을위하여송신자와수신자간에전송타이밍 (timing) 을맞추는것을동기화 (synchronization) 라한다. 직렬전송은이러한동기화방식에따라동기전송과비동기전송으로나눌수있다. 1 비동기전송비동기전송방식 (asynchronous transfer mode, ATM) 은한번에한문자 (character) 씩전달하는방식으로각문자마다시작과끝을알리는시작비트 (start bit) 와종료비트 (stop bit) 를부착한다. 이방식은통신하는두주체가사전에동기화되어있지않아도통신이가능하므로비동기전송이라고한다. 비동기전송방식은구현이용이하나전송속도가느리고, 많은양의정보를전송하기에는부적합하다는단점이있다. 2 동기전송 동기전송방식 (synchronous transfer mode) 은미리정해진수만큼의문자열 을한묶음으로만들어전송하는방식으로시간적인엇갈림을방지하기위

154 154 / 제 2 부정보기술일반 하여보내는쪽과받는쪽은미리동기화되어있어야한다. 정보를나타내는신호속에시간정보를내장하거나시간을알리는독립된부호를정기적으로전송하여양측을동기화시킨다. 동기전송은비동기전송에비해전송의효율이높기때문에많은양의정보를전송하는경우에사용된다. (2) 병렬전송병렬전송 (parallel transmission) 은정보를전송할경우열회선을이용하여동시에여러신호를보내는방식이다. 병렬전송의예로는컴퓨터본체와프린터간의정보전송을들수있는데전송속도가빠르지만전송거리가짧으므로정보통신에서는거의사용되지않는다 전송매체 데이터전송의매개체는크게유선매체와무선매체로나뉜다. 이중연선, 동축케이블, 광케이블과같은유선매체는전송매체의특성에따라데이터의전송속도, 전송거리와같은전송의한계가결정된다. 무선매체의경우전파를이용하게되므로사용하는전파의주파수대에따라각각다른특성과용도를갖게된다. 전송매체는특정한주파수를갖는전송신호를갖게되며, 전송신호의주파수간격 ( 최대주파수와최소주파수간의간격 ) 을대역폭 (bandwidth) 이라고한다. 전송매체의대역폭은전송신호가차지하는주파수대에의해결정된다. 일반적으로대역폭이넓을수록더많은양의데이터를전달할수있다. 음성정보를전달하는데는약 4KHz, 영상을전달하는데는보통 6MHz의대역폭이필요하다. 통신회선의전송용량을증가시키는방법으로는 1 주파수대역폭을증가시키거나 2 신호세력을높이거나 3 잡음세력을줄이는방법등이있다. (1) 유선매체 1 이중연선이중연선 (twisted pair wire) 은여러가닥의구리선을꼬아서서로간에전자기적인방해를줄이도록한것으로가장간단하고저렴한매체이다. 고속의데이터전송이어렵고충격에약하며잡음을타기쉬우나가격이저렴하고

155 제 5 장정보통신 / 155 배선이용이하다. 이중연선은전화시스템등에서음성의전달에많이사용되고있으며수 Km 거리를증폭없이도전송할수있고, 리피터 (repeater) 를사용하면더먼거리도전송할수있다. 또한, 근거리통신망 (LAN) 에서도많이사용되고있다. 이중연선케이블에는비차폐이중연선케이블과차폐이중연선케이블의두가지형태가있다. 비차폐이중연선 (unshielded twisted-pair, UTP) 케이블은현재사용되고있는가장일반적인형태의원격통신매체이다. 전화시스템에서사용하고, 주파수영역은데이터나음성을전송하는데모두적절하다. 차폐이중연선 (shielded twisted-pair, STP) 케이블에는각각의절연된도선쌍을덮고있는금속박이나망사형피복이있다. 2 동축케이블동축케이블 (coaxial cable) 은신호의전송시발생되는잡음을줄이기위해동축을여러겹의섬유층으로둘러싸게하여전파의방해나잡음을줄이게함으로써비교적안정된신호를전달할수있도록설계된전송매체이다. 동축케이블은보통디지털전송을위한베이스밴드 (baseband) 동축케이블과아날로그전송을위한브로드밴드 (broadband) 동축케이블로구분된다. 베이스밴드동축케이블의경우높은대역폭과잡음에대하여우수하므로근거리통신망 (LAN) 이나전화시스템의장거리전송에많이이용된다. 브로드밴드동축케이블은 CATV 전송등에서사용되는것으로아날로그전송방식을취하므로디지털데이터를아날로그신호로바꿔주는장비가필요하다. 3 광케이블광섬유 (fiber optics) 는문자나음성, 영상과같은다양한정보를빛의형태로부호화하여전송하도록설계된전송매체로머리카락굵기정도의유리선과플라스틱포장으로구성된다. 광섬유는고가이며고도의배선기술이요구되지만전기적인잡음이발생하지않을뿐만아니라신호의손실이적어이의증폭이필요없고잡음방지등이매우뛰어나다. 특히, 높은주파수를사용하므로정보의전달속도가뛰어나서대량의정보를고속으로전달할수있다. 광섬유를이용한광케이블은데이터전송량이많은백본 (backbone) 망이

156 156 / 제 2 부정보기술일반 나충격발생의소지가많은공장자동화용근거리통신망 (LAN) 등에많이이 용된다. (2) 무선매체무선통신은공기중이나공간을이동하는전파와같이무선매체를이용하는것으로물리적인회선을필요로하지않으며, 다만전파를전달하고이를수신하는안테나를이용한다. 무선매체는전파라는한정된자원을이용하므로그사용에제약을받게된다. 따라서법적으로정해진주파수의전파만을사용할수있다. 전파는주파수가높을수록한쪽방향으로만전달되는특성을가지고있고, 또한보다넓은대역폭을갖게되어많은데이터를전달할수있으므로사용주파수에따라전파의활용영역과특성이달라지게된다. 정보의전달을위해사용되는전파는보통라디오파 (radio wave) 라불리는 30KHz에서 1GHz의방송용전파와통신용으로사용되는 2~40GHz의마이크로파 (microwave) 로구분된다. 1 지상마이크로파통신지상마이크로파통신은중간에방해물이없는두개의안테나를이용하여데이터를전송하는것으로안테나를높이설치할수록먼곳까지전송할수있으며, 보통 1000m 높이의안테나로 100Km 정도의거리를전송할수있다. 마이크로파신호는한번에한방향으로전파되는데, 전화통화와같은양방향통신을위해서는두가지주파수가필요하다. 배선이필요없으므로설치가용이하고비용이저렴하므로전송회선을연결하기힘든도심이나육지에서멀리떨어진섬과의통신에많이사용된다. 그러나신호가약화되거나, 천둥이나기상에의해영향을받기쉬우며, 안테나가너무많이설치되면마이크로파간의방해로혼잡현상이발생하는단점이있다. 2 셀룰러통신 셀룰러통신 (cellular radio) 은지역을여러개의작은구역 (cell) 으로나누고 각구역마다무선기지국을세워고주파를전달하여데이터를교환하는통

157 제 5 장정보통신 / 157 신방식으로휴대용전화기와같은이동통신에많이이용된다. 구역 (cell) 의크기는고정되어있지않고지역의인구수에따라서증가하거나감소할수있다. 구역 (cell) 의전형적인반경은 1마일에서 12마일이다. 구역 (cell) 의크기는인접한셀 (cell) 신호에의한간섭을방지하기위해최적화된다. 전형적인셀 (cell) 방식전송은아날로그이다. 잡음에대한면역성을극대화하기위해이동전화자체와기지국간의통신에는주파수변조방식 (FM) 이사용된다. 이동전화로통화할때, 전화를거는사람은일정한숫자코드 ( 전화번호 ) 를입력하고통화 ( 송신 ) 버튼을누른다. 그러면, 이동전화는강한신호를가진설정채널을찾기위해대역을살펴본후, 그채널을사용하여가징가까운기지국으로데이터 ( 전화번호 ) 를보낸다. 기지국은데이터를이동전화교환국 (MTSO, mobile telephone switching office) 으로중계한다. 이동전화교환국 (MTSO) 은데이터를중앙전화국으로보낸다. 상대방이전화를받을수있으면접속이되고, 그결과는다시이동전화교환국 (MTSO) 으로중계된다. 이때, 이동전화교환국 (MTSO) 은사용되지않은음성채널을전화통화에할당하고연결을설정한다. 이동전화가자신을새로운채널에자동적으로맞추면음성통신이시작된다. 3 위성통신위성통신 (satellite transmission) 은통신위성과지구국으로구성된우주통신으로 4~6GHz의초고주파 (super high frequency) 를이용한다. 통신위성이지구상의송수신소인지구국으로부터의신호를중계해주기때문에하나의위성으로도대륙간의통신이가능하다. 위성통신은지상회선에비해고속광대역의전송이가능하므로많은양의데이터전송에유리하다. 또한, 통신구역간의거리가통신비용에거의영향을미치지않으므로비교적가격이저렴하고벽지, 도서, 이동체혹은도심과같은지리적여건에관계없이고품질의데이터전송을가능하게해주며, 특히대륙간통신등원거리통신에유리하다. 그러나수신장치만있으면누구나데이터를포착할수있어서데이터의보안유지가어렵고전송거리가멀어서전송지연이발생하는등의문제점이있다.

158 158 / 제 2 부정보기술일반 교환방식 두장치가서로데이터를주고받을수있도록경로를제공하는교환방식에는 일반적으로회선교환, 메시지교환, 패킷교환방식이있다. (1) 회선교환방식회선교환 (circuit switching) 방식은통신장치간에교환기를통하여통신회선을설정함으로써정보의전달경로를지정하는방식으로통신회선이한번설정되면그회선을배타적으로점유하게된다. 대표적인회선교환방식으로는전화망을들수있는데, 송신자로부터수신자까지의통신로가독점적으로설정된다. 회선교환방식은통신을원하는상대와접속하는데상당한시간이소요되며, 접속이되어있는상태에서는데이터를전송하지않더라도전용으로유지되므로회선의낭비가발생할수있다. 그러나일단접속이되면일정한속도로데이터가전송되므로한꺼번에많은양의데이터를전송하는경우에유리하다. (2) 메시지교환방식메시지교환 (message switching) 방식은전송하고자하는데이터에목적지의주소를부착하여전송하는방식이다. 메시지가통과되는각노드에서는전체메시지를수신해서일시적으로저장한후다음에경유해야할노드를설정하여다음노드로메시지를보낸다. 메시지를받아서알맞은송신회로를사용할수있을때까지저장했다가다시전송하는방식으로수신측이준비가안된경우에도지연후전송이가능하다. 각노드들은메시지를일시적으로저장할수있는충분한기억용량을가져야한다. 메시지교환방식은한채널에대해많은메시지를공유할수있으므로선로효율은높으나전달되는시간이길고전송속도가일정하지않으므로음성통신과같은실시간또는상호대화형식의메시지를전송하는데는부적합하다. (3) 패킷교환방식 패킷교환 (packet switching) 방식은정보를일정한크기와형식의패킷으로나누

159 제 5 장정보통신 / 159 어각각송수신주소와제어지시등을부가하여전송하는방식이다. 단말로부터보내온메시지를일단교환기에축적하고일정한크기로구분한다. 일정한크기로구분한것을패킷 (packet, 소포 ) 이라한다. 각각패킷의앞뒤에는플래그 (F), 어드레스 (A), 제어 (C), 헤더 (H) 및프레임검사시퀀스 (FCS) 를붙인다. 망내에서전송하기위해서는필요한수신처정보, 오류제어정보, 전송순서번호등의정보를붙인다. 즉, 데이터를중간전송장치에축적해두었다가모아서전송하는데이터전송방식이다. 이것은메시지교환방식과유사하지만한메시지가여러개의패킷으로나누어져각패킷이독립적으로전송된다. 패킷교환방식에서는메시지의뒷부분을구성하는패킷이먼저수신될수도있기때문에이를위해수신시도착하는패킷을재구성하는과정이필요하다. 패킷교환방식은동일한시간에여러이용자가전송시설을공유할수있어회선의효율적이용이라는측면에서는다른교환방식들보다훨씬우수하다. 패킷교환방식은회선을독점하지않으므로접속시간이아닌전송되는데이터양에따라비용을부과하게된다. 따라서원격지간의컴퓨터통신과같이전송데이터의양이적거나일정하지않은경우에유용한통신방식이다 망구조 통신시스템에서전송매체와각종장치들의물리적인접속형태를망구조 (topology) 라하며, 이는통신의효율성에매우중요하다. 대표적인망구조로는링 (ring) 형, 버스 (bus) 형, 스타 (star) 형, 그리고복합형등이있다. 각접속형태는네트워크상의장치에대한물리적인배열보다는상호연결방법을나타낸다. 접속형태를선택할때고려해야할점은연결된장치간의상대적인관계이다. 이러한관계의유형으로는장치들이동등하게링크를공유하는대등한 (peer-to-peer) 관계와한장치는전송을제어하고다른장치는제어장치를통해전송하는주종 (primarysecondary) 관계의두가지가있다. 링형과그물형의접속형태는대등한관계의전송에적합하고, 스타형과트리형은주종관계의전송에적합하다. 버스형은두가지관계모두에적합하다.

160 160 / 제 2 부정보기술일반 < 그림 5-5> 망구조 1 스타형 ( 성형 ) 스타형 (star type) 은네트워크의중심에교환기등의노드를놓고, 여기에복수의단말을방사상으로접속하는방식이다. 즉, 중앙통제시스템으로부터모든기기가일대일 (point to point) 로연결되어별모양을이루는망구조이다. 스타형접속형태에서각장치는일반적으로허브 (hub) 라불리는중앙제어장치 (central controller) 와전용일대일링크를가지며, 각장치는서로직접연결되어있지않다. 이것은중심노드가제어를집중적으로행하고, 모든트래픽이중심노드를통하는방식이다. 이때문에비교적제어가용이하며, 처리효율은높다. 그러나, 노드에장애가발생하면네트워크전체에영향을미치게되며, 대량의데이터를처리할경우전송이지연되는일이발생할수있다. 2 버스형버스형 (bus type) 은모든노드들이중앙의일자형전송매체에 T자형으로연결되어있는구조이다. 버스형접속형태는다중점형태로서, 하나의긴케이블이네트워크상의모든장치를연결하는중추네트워크의역할을한다. 이

161 제 5 장정보통신 / 161 구조는거리에매우민감하여먼거리까지의전송은어려우나, 각노드의고장이통신망의다른부분에는전혀영향을미치지않는장점이있어소규모근거리통신망 (LAN) 에거의표준처럼이용되고있다. 버스형접속형태의장점은설치하기쉽다는것이다. 중추케이블은가장효과적으로설치될수있고, 다양한길이의유도선 (drop line) 에의해노드에연결된다. 3 링형링형 (ring type) 은각노드를루프상에접속하는형태이다. 모든노드가다른두개의노드와연결되어전체적으로원모양의폐쇄된통신망을구성하게된다. 모든메시지는노드와노드를거쳐한방향으로전송되며, 스타형과는달리각노드가통신망에대한통제와처리권한을가지고있다. 장점은회선을공유하기때문에회선의길이가짧고제어도간단하며오버헤드가적은것이다. 또한각노드는독립성이높고다른링형네트워크와노드를통해서접속하는것도가능하다. 단점은트래픽양이많아지면회선용량의부족을초래하는것이다. 링형은주로 LAN에사용된다. 링구조가폐쇄형의링형으로되어있으므로한노드에문제가발생하는경우그노드를우회할수있는체제가필요하다. 링형은상대적으로설치와재구성이쉽다. 각장치는바로이웃하는장치에만연결되어있다. 장치를추가하거나제거하기위해서는단지두개의연결선만움직이면되며, 이때유일한제약은송신매체와통신량에대한고려이다. 단순링형에서링의결함 ( 한장치의사용불가능 ) 은전체네트워크를사용할수없게되므로, 이런문제는이중링을사용하거나결함이있는지점을단절시킬수있는스위치를사용하여해결할수있다. 링형의통신망은광케이블을매체로하는백본망에많이이용된다. 4 메시형 ( 그물형, 망형 ) 메시형 (mesh type) 은통신제어기능이각노드에분산하고있는형태이다. 각노드는적어도다른 2개의노드에접속되어있어서네트워크내의 1개의노드에장애가발생해도우회루트에의해복구시킬수있다. 따라서신뢰성은매우높다.

162 162 / 제 2 부정보기술일반 5 트리형 ( 나무형 ) 트리형 (tree type) 은각노드가계층적으로접속된형태이다. 예를들면, 본사의호스트컴퓨터가복수의지사컴퓨터와연결되고, 다시이것들이각영업소의컴퓨터와연결되는형태이다. 6 복합형 ( 혼합형 ) 복합형은링과버스, 스타와버스등다양한형태의복합적인형태를갖는다. 대표적인것으로는여러개의스타형통신망을확장한나무형의망구조를갖는전화망, 링형이나버스형의백본망에버스형의통신망을연결하는방식등이있다 네트워크아키텍처와 OSI 참조모형 1. 네트워크아키텍처 데이터전송을담당하는통신시스템은데이터를효율적이고정확하게주고받기위해많은기능을수행하여야한다. 이러한기능들은송신자와수신자간에서로약속된체계에따라수행되어야하며이러한약속체계를프로토콜 (protocol) 이라고한다. 통신시스템이수행해야할기능은매우복잡하고방대하므로기능별특성에따라계층적인프로토콜의형태로표현된다. 이와같이통신시스템이갖추어야하는기능을계층적인프로토콜로체계화한것을네트워크아키텍처 (network architecture) 라고한다. 즉, 컴퓨터와단말기, 통신회선망의기능이서로알맞게배분되어최적의상태로컴퓨터통신망이구축될수있게하는통신망의기본구조나기술을말한다. 대표적인것으로는 IBM의 SNA(system network architecture), DEC의 DNA(digital network architecture) 등이있다. 이와같이독자적인네트워크아키텍처를사용하게되면같은아키텍처를사용하는시스템간의통신은매우효율적일수있으나다른아키텍처를사용하는시스템간에는통신이어려워지게된다. 이러한문제점을해결하기위해서네트워크아키텍처의표준을개발할필요가있다.

163 제 5 장정보통신 / OSI 참조모형 국제표준화기구 (ISO, international standard organization) 에서는통신망의표준화를위하여통신시스템을 < 그림 5-4> 와같이 7개의기능계층으로세분화하고, 각계층에서는정형화된기능을수행하도록하는구조적모형을제시하였다. 이모형은서로다른시스템의원활한상호연결이가능하도록하는표준을개발하기위한기본골격을제시한것으로개방시스템상호접속을위한참조모형 (open system interconnection reference model) 또는 OSI 참조모형이라부른다. 즉, 인터페이스를개방하고메이커가다른이기종간에도통신이가능하도록고안된표준적인네트워크아키텍처가 OSI(open system interconnection, 개방형시스템간상호접속 ) 이다. OSI 참조모형은통신기능을응용계층, 표현계층, 세션계층, 전송계층, 네트워크계층, 데이터링크계층, 물리계층등 7개의계층으로나누어각계층마다다른시스템과통신하는데필요한고유의기능들을수행하도록정의하였다. 각계층은바로아래계층의서비스를받아해당계층의프로토콜에따라상대편동일계층과통신하게된다. 하나의장치에서각계층은바로아래계층의서비스를요구한다. 예를들면, 제 3계층은제2계층에서제공해주는서비스를이용하고, 제4계층에서비스를제공해준다. 전송하는장치의각계층은바로위의계층에서받은메시지에자신의정보를추가하고전체패키지를바로아래계층으로보낸다. 제1계층에서모든패키지는수신시스템에전송될수있는형태로변환된다. 수신장치에전달된메시지는수신시스템의각계층별프로세스에의해해당하는데이터를수신하여꺼내는방식으로각계층에서해체된다. 예를들면, 제2계층은자신의계층에해당되는데이터를꺼내고그나머지를제3계층으로보내며, 제3계층도자신의계층에해당되는데이터를꺼낸나머지를제4계층에보낸다.

164 164 / 제 2 부정보기술일반 < 그림 5-6> OSI 참조모형 (1) 물리계층 ( 제1계층 ) 데이터전송을행하는데는이중연선이나동축케이블, 광케이블등의물리적인전송매체가필요하다. 또이들의전송매체를사용하여통신을행하는데는컴퓨터단말과전송매체와의접속에관하여인터페이스조건을정해둘필요가있다. 예를들면, DTE와 DCE를접속하는경우에는 RS-232 케이블이필요하다. RS- 232C는커넥터의물리적규격과 25개핀각각의역할을규정한것을말한다. DTE(data terminal equipment, 데이터단말장치 ) 는사용자와통신시스템의접점에서정보의입출력을담당하는장치로서, 예를들면컴퓨터 ( 단말기 ) 가있다. DCE (data circuit-terminating equipment, 데이터회선종단장치 ) 는통신회선의양단에위치해서전송매체의특성에적합한전송신호로변환하거나이와반대로전송된신호를수신측단말기에적합한신호로변환하는장치로서, 예를들면모뎀 (modem) 이있다. RS-232C 케이블에서는커넥터단자의형상이나크기등의기계적조건을국제적으로정하고있다. 또 25핀중몇번의핀을송신선으로하고몇번의핀을수신선으로할것인가하는전기적조건에대해서도정하고있다.

165 제 5 장정보통신 / 165 이와같이인터페이스조건을정함으로써메이커가다른 DTE와 DCE를용이하게접속할수있다. 이와같이물리적매체를상호접속하기위해서전기적, 기계적및물리적조건을정하고비트열로전송되는데이터를보증하는층을물리층 (physical layer) 이라한다. 다시말해서, 맨아래의물리계층 (physical layer) 은통신회선의물리적, 전기적인터페이스를담당한다. 물리매체상에비트흐름을전송하기위한하드웨어와소프트웨어기능들을조정하는것으로, 메인회선의기계적, 전기적명세를다룬다. 1 회선구성두개이상의장치들을어떻게물리적으로연결할것인가? 전송선은공유하게할것인가아니면두장치간에만사용하도록제한할것인가? 2 데이터전송방식연결된두장치간의전송을한방향으로진행시킬것인가? 양방향으로할것인가? 아니면교대로할것인가? 3 접속형태네트워크장치들을어떻게배열할것인가? 데이터를서로직접전달하는가? 중간장치를통하는가? 데이터는어떤경로를따라가는가? 4 신호어떤종류의신호가정보전송에유용한가? 5 부호화어떤신호시스템을이용하여비트 (0 또는 1) 를표현할것인가? 신호를이용하여데이터를어떻게표현할것인가? 6 인터페이스통신을쉽고편리하게하기위하여근접한두장치간에어떤정보를공유하는가? 해당정보를전송하기에가장효과적인방법은무엇인가? 7 매체데이터전송을위한물리적인환경은무엇인가?

166 166 / 제 2 부정보기술일반 (2) 데이터링크계층 ( 제2계층 ) 데이터링크층 (data link layer) 은오류제어나흐름제어등을통해인접하는노드간에신뢰성있는데이터전송을담당한다. 데이터링크계층은프레임을오류없이한기지국에서다음기지국으로전달하는책임이있으며, 한기지국과다음기지국간의오류처리와흐름제어를제공한다. 1 노드대노드전달데이터링크층은노드대노드전달을책임진다. 2 주소지정이계층에서추가된헤더와트레일러는가장최근에데이터가머물렀던노드와다음차례로접근할노드의물리주소를포함한다. 3 접근제어특정순간에어느장치가회선을점유하는지를결정할필요가있다. 4 흐름제어수신기로과도한양의데이터가전송되지않도록한번에전송될수있는데이터의양을조절한다. 5 오류처리일반적으로오류가발생한프레임전체를재전송하는것으로데이터복구를규정하고있다. 6 동기화헤더는프레임이도착했다는것을수신기지국에알리기위한비트를포함하고있다. 또한, 그비트들은수신자가전송된프레임에따라타이밍을맞추는것에필요한패턴을제공한다. (3) 네트워크계층 ( 제3계층 ) 네트워크계층 (network layer) 은통신시스템간의통신경로를설정하기위한교환및경로제어기능을수행한다. 네트워크계층은데이터패킷 (packet) 을발신지에서목적지로전달하는것을책임지며, 스위칭과라우팅을다룬다. 1 발신지대목적지전달여러네트워크링크를통하여시작시점부터의도된목적지까지패킷이이동

167 제 5 장정보통신 / 167 되게한다. 2 논리주소지정발신지와수신지주소를헤더 (header) 에포함한다. 3 라우팅 (routing) 여러경로를이용할수있을때최선의경로를결정한다. 4 스위칭 (switching) 네트워크전송을위해물리링크들을임시적으로연결하여더긴링크를만들어준다. 5 주소변환논리주소를해석하여그에해당하는물리주소를찾아낸다. 6 다중화동시에많은장치들간의데이터전송을위해하나의물리회선만을사용한다. (4) 전송계층 ( 제4계층 ) 전송계층 (transport layer) 은하위계층의기능을이용해상위계층간에신뢰성있는데이터전송을보증하기위하여데이터의흐름제어나전송의효율성을높이기위한다중화기능등을수행한다. 전송계층은오류제어와흐름제어를발신지대목적지수준에서감독하면서전체메시지가완전하게바른순서로도착하는것을보장한다. 1 발신지대목적지메시지전달목적지에서메시지의모든패킷의전송과도착을검사한다. 2 서비스지점 ( 포트 ) 주소지정 3 분할과재조합메시지를전송가능한세그먼트들로나누고각세그먼트에순서번호를기록한다. 그번호는목적지의전송계층이메시지를바르게재조합하여전송시잃어버린패킷들을발견하고대체할수있도록한다. 4 연결제어모든패킷들을하나의경로로보낼지의여부를결정한다.

168 168 / 제 2 부정보기술일반 (5) 세션계층 ( 제5계층 ) 세션계층 (session layer) 은사용자와네트워크의매개기능으로서응용프로세서간에데이터전송을위한대화의설정과관리, 그리고해제기능을수행한다. 네트워크대화제어자로서통신장치들간의상호작용을설정하고유지하며동기화한다. 또한갑자기연결이끊어질경우각세션이적절히종료되도록한다. 1 세션관리세션을하위세션으로나누고, 긴메시지를전송하기에적절한대화단위 (dialog unit) 라불리는짧은데이터단위들로나눈다. 2 동기화대화단위를어떠한순서로전송할지를결정하고, 전송시수신자로부터의확인이요구되는곳이어디인지를결정한다. 3 대화제어누가, 언제대화단위를보내는지를결정한다. 4 원활한종료데이터교환이세션을종료하기전적절한때에완료되는것을보장한다. (6) 표현계층 ( 제6계층 ) 표현계층 (presentation layer) 은응용프로세서간에교환될데이터구조와형식등을결정하고전송데이터를공통적인형식에따라변환하고부호화하는기능을수행한다. 통신장치들간의연동을보장해준다. 1 변환송신자가사용하는메시지의형식을전송에사용할수있도록상호간에수용할수있는형식으로변환하며, 목적지에서는수신자가이해할수있는형식으로변환한다. 2 암호화데이터보안을위해암호화와해독을담당한다. 3 압축전송을보다효율적으로하기위해데이터를압축하거나압축을해제한다. 4 보안암호와로그인코드를확인한다.

169 제 5 장정보통신 / 169 (7) 응용계층 ( 제7계층 ) 최상위의응용계층은다양한응응프로세서에대한사용자인터페이스를제공한다. 응용계층은사용자 ( 사람또는소프트웨어 ) 가네트워크에접근할수있도록해준다. 전자우편, 원격파일접근과전송, 공유데이터베이스관리및여러종류의분산정보서비스를제공한다. 1 네트워크가상터미널원격호스트에로그온이가능하게해준다. 이를위해응용프로그램은원격호스상에터미널에뮬레이션소프트웨어를생성한다. 2 파일접근, 전송및관리원격컴퓨터에서다른호스트의파일에접근할수있게한다. 자기컴퓨터에서사용하기위해원격컴퓨터로부터파일을가져오고, 자기컴퓨터에서원격컴퓨터의파일을관리하거나제어한다. 3 우편서비스전자우편의발송과저장을위한기반을제공한다. 4 디렉토리서비스분산데이터베이스의소스 (source) 들과객체, 서비스모델에대한정보로의접근을제공한다.

170 170 / 제 2 부정보기술일반 5.4 정보통신의활용 전자문서교환 (1) EDI의개념전자문서교환 (EDI, electronic data interchange) 이란기업간수주, 발주, 수송, 결제등상거래를위한자료를데이터통신회선을통해표준화된포맷과규약에따라컴퓨터간에온라인으로전달하는것을말한다. EDI를이용하면지금까지종이형태의문서에기록하고서명한다음, 우편을통해전달되던각종주문서, 송장, 지불명세서등이데이터통신망을통해전자적으로전송되고처리된다. EDI를실현하기위한구성요소는일반적으로전자문서와통신방법의표준화에관한 EDI 표준 (standard), 전자문서를전송하거나수신하기위한사용자시스템 (user system), 그리고사용자간에통신망서비스를제공하는제3자통신네트워크인서비스제공업자 VAN으로이루어진다. EDI 사용자시스템은크게소프트웨어와하드웨어로구분되며, EDI 소프트웨어는사용자서류를입력, 편집, 출력하는응용소프트웨어, 다양한사용자응용시스템에서작성된자료를정해진표준형태로변환시켜주는변환소프트웨어, 국제표준메시지형태로의전자신호를전송해주는통신소프트웨어로구성된다. EDI 소프트웨어의기능을나타내면 < 그림 5-7> 과같다. 현재 EDI는전세계무역, 금융, 운송등많은분야에서본격적으로활용되고있으며, 그범위가급속도로확장되고있다. < 그림 5-7> EDI 소프트웨어기능

171 제 5 장정보통신 / 171 (2) EDI의이점 1 전달의지연및불확실성제거사람이개입하지않고컴퓨터가대신거래문서를교환하므로문서처리및수송상의오류가능성을줄인다. 2 비용절감거래문서의컴퓨터에의한신속한전달로비용을절감할수있다. 3 내부작업방식개선불필요한작업을하지않아도되므로내부작업방식을개선할수있다. 4 작업의생산성향상주문, 생산, 납품, 유통등모든기업활동단계에서발생하는문서를보다간편하고신속하게처리함으로써전체적인생산성을향상시킬수있다. 5 고객서비스수준의향상고객의요구에신속하게대처하여고객서비스의수준을향상시킬수있다 부가가치통신망 부가가치통신 (VAN, value added network) 이란회선을직접보유하거나통신사업자의회선을임차하여음성, 데이터혹은정보의축적, 가공, 전송, 처리등의서비스를제공하는것을말한다. 기존의통신망을이용하여일반국민이나기업들에게정보전송이나처리등을대신해주는사업을부가가치통신또는부가통신이라고하며, 데이터의전송에만사용되던통신망의가치를높인다는의미에서부가가치통신망이라고한다. 즉, KT와같은회선을소유한사업자로부터통신회선을빌려독자적인통신망을구성하고, 거기에고도의통신서비스를부가하여새롭게구성한통신망을지칭한다. 예를들어, 포항제철이나현대자동차를중심으로원료공급자와거래처간을정보통신망으로연결하여기업간거래를자동화하는철강 VAN, 자동차 VAN 등이있다. VAN이제공하는기능에는전송기능, 교환기능, 통신처리기능, 정보처리기능등이있다. EDI의관점에서 VAN은 EDI를수행하기위한가장효율적인수단이다.

172 172 / 제 2 부정보기술일반 전자우편 전자우편 (electronic mail, ) 은컴퓨터네트워크를이용하여단말끼리메시지를교환하는방식이다. 중앙의컴퓨터에는메일박스 ( 우편함 ) 라는메모리가있는데, 발신자가여기에메시지를저장하면수신자는자신에게보내진메시지를꺼내읽는다. 전자우편에서발신자는수신자에게메시지를보내기위해터미널에주소와라우팅명령들을포함한메시지를입력한다. 전자우편은일상생활에서편지를배달할때생기는시간의지연과그외다른문제점들을없애준다. 사용자들은전화를걸때처럼메시지를보내는바로그순간에수신자가그곳에있는지를고려하지않아도된다. 수신자들은전자우편을원할때언제든지읽을수있다 전자자금결제 전자자금결제 (electronic funds transfer) 란은행과은행, 은행과고객간에전자적으로자금을이체하고, 대출등을청구하고납부하도록하는것을말한다. 즉, 어음 수표등에의한장표방식결제에대응하는개념으로, 지급결제절차가장표를사용하지않고전자적인방식에의해이루어지는것을의미한다. 전자결제방식의사용이증가하게되면지급결제의신속화및간소화는물론장표발행및취급비용의감소로인한금융기관의수지개선효과도크게기대할수있다 재택근무 재택근무 (telecommuting) 란직장의주컴퓨터와가정에설치된컴퓨터를정보통신망으로연결하여, 직장으로출퇴근을하지않고가정에서업무를처리하는새로운작업환경을말한다. 정보통신의발달로말미암아종래의사무형태와같이일정한공간과시간을필요로하는근무형태가크게변화하여, 모든연락사항은컴퓨터통신을이용하면서가정에서필요한시기에업무를수행하는재택근무가가능하게되었다. 오늘날과같이교통체증이심한경우에는출퇴근에많은시간을낭비하지않고원하는시간에원하는장소에서업무를볼수있어협동작업이불필요한과업에적용할수있다.

173 제 5 장정보통신 / 원격교육 원격교육 (distance education, tele education) 은컴퓨터와여러기술을이용하여시간과공간의제한을받지않고실시하는멀티미디어교육이다. 음성, 영상교육등과같은새로운매체를이용한교육이이루어질수있으며, 인구가적은지역에서나거동이불편한학생들이원격교육을통하여도시또는멀리떨어진지역과질적으로차이가없는교육을받을수있다.

174 174 / 제 2 부정보기술일반 5.5 인터넷 인터넷의개요 (1) 인터넷의개념인터넷 (Internet) 은세계 210여개국 (2012년 KISA 통계기준 ) 에걸쳐연결되어있는세계최대의초대형컴퓨터통신망으로, 전세계에흩어져있는컴퓨터와네트워크를공통의통신규약 ( 프로토콜 ) 에따라연결시킨네트워크의집합체라고할수있다. 인터넷은 TCP/IP 네트워킹프로토콜에기반을두고있다. (2) TCP/IP TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol) 는인터넷표준프로토콜이다. TCP/IP는인터넷을통한모든전송방식을규정한프로토콜의집합이다. 이것은컴퓨터통신의대표적인프로토콜로서네트워크를통하여컴퓨터가통신하는방법을규정한규약이다. 미국방성의주요부처인 ARPA(Advanced Research Project Agency) 에서개발한네트워크를통하여컴퓨터가통신하는방법을규정한규약이바로 TCP/IP이다. TCP/IP의개발을통하여전세계의컴퓨터가연결될수있는계기가되었다. TCP/IP는 PC, 워크스테이션및메인프레임등많은종류의컴퓨터에내장되어인터넷뿐만아니라 WAN과 LAN 프로토콜로도널리사용되고있다. TCP는데이터의흐름과전송을, IP는데이터가목적지에도착하게해주는기능을한다. TCP는전송데이터의흐름을제어하고데이터의에러유무를검사한다. TCP는 OSI 7계층에서 4계층인전송 (transport) 계층에해당하며, IP는 3계층인네트워크 (network) 계층에해당한다. (3) 인터넷주소와구조 1 IP(internet protocol) 주소외국에있는친구에게편지를보내기위해서는상대방의주소를정확히기재하여야한다. TCP/IP를사용하는인터넷상에서도상대와컴퓨터통신을하기위해서는주소를알아야만한다. 인터넷에서는이주소를 IP address 또는

175 제 5 장정보통신 / 175 internet number라고부른다. 인터넷상의모든컴퓨터는고유한인터넷프로토콜 (IP) 주소를할당받는다. IP 주소는 32비트의숫자로구성되어있지만, 사용자가기억하고사용하기에쉽도록 와같이 0에서 255 사이의숫자열 4개를점 (period) 으로구분한수이다. 이러한현재의인터넷주소체제를 IPv4라고한다. 인터넷사용자수의증가로인하여 IPv4 주소체제의주소부족문제를해결해야하는데, 여기에대한대안으로나온것이 IPv6 주소체제이다. 이방식은각부분은콜론 (:) 으로구분하고 16진수로표시한다. 그리고 16비트씩 8부분으로총 128비트가사용된다. 사용자가인터넷에서다른사용자에게메시지를보낼때메시지를먼저 TCP 프로토콜을사용하여패킷 (packet) 으로분해한다. 각각의패킷은전송목적지의주소를가진다. 이들패킷은클라이언트에서네트워크서버로전송되고, 여기서다시목적지 IP 주소를갖는특정컴퓨터에도착하기위해필요한경로상의여러서버들을경유하게된다. 일단목적지주소에도착하면패킷들은원래메시지로재조합된다. 인터넷은패킷스위칭네트워크로서각메시지를패킷조각으로나눈다. 메시지안에서다른패킷들과관련된장치의위치에대한정보를차례로나열하며, 각패킷은보내는장치와받는장치의주소를포함하고있다. 각패킷은서로연결된다양한네트워크를통해서독립적으로이동할수있다. 그결과패킷들은인터넷을통해다른경로를활용할수있으며, 순서에관계없이도착한다. 모든패킷이수신측컴퓨터에도착하면패킷들은완전한메시지로재조립된다. 2 도메인 (domain) 이름 IP 주소는데이터전송을위해실질적으로사용되는것으로단순한숫자의조합으로이루어져있어서기억하기가쉽지않다. 따라서, 사용자들이기억하기쉽도록어떤뜻을가진단어들을조합하여해당 IP address에이름을붙이는데, 이이름을도메인이름 (domain name, 도메인명 ) 이라고한다. 도메인이름은인터넷에연결된개별컴퓨터각각에고유한 32비트의수인인터넷프로토콜주소에대응하는영어식의이름을말한다. 일반사용자들이사용하는인터넷주소는이도메인이름을가리키며데이터전송시컴

176 176 / 제 2 부정보기술일반 퓨터내부에서는 DNS(domain name systems) 를통하여이도메인이름을 IP address로자동적으로변환시켜준다. 즉, DNS 서버는사용자가사용하는도메인이름을컴퓨터가인식할수있도록 IP 주소로변환시켜준다. DNS 서버는 IP 주소와이에대응하는도메인이름을저장하는데이터베이스를유지, 관리하는역할을한다. ( 예 ) mdkong@ysu.ac.kr (mdkong : 사용자 id, ysu : 영산대학교, ac : 교육기관, kr : 한국을나타냄 ) 3 인터넷구조와관리인터넷에서의데이터통신은오늘날일반적으로 45Mbps에서 2.5Gbps 속도범위내에서운영되는대륙간고속백본 (backbone, 기간망 ) 을통해이루어진다. 인터넷백본은지역네트워크를연결하고지역네트워크는다시인터넷서비스제공자 (ISP), 대기업, 정부기관등을네트워크에연결시킨다. 이러한중계선은보통장거리전화회사 ( 네트워크서비스제공자 ) 나정부가소유하고있다. 미국의경우, 지역연결회선들은지역전화회사나케이블 TV 회사가소유하며가정이나기업의사용자를인터넷에연결해주고있다. 지역네트워크는인터넷서비스제공자 (ISP), 기업, 정부기관에네트워크사용권을임대하고있다. 개인인터넷사용자는서비스이용에대해 ISP 업자에게비용을지불하며, 보통은인터넷사용량에관계없이정액요금을지불하고있다. (4) 인터넷서비스와통신도구 1 인터넷서비스인터넷은클라이언트 / 서버기술을기반으로한다. 인터넷을사용하는개개인은웹브라우저소프트웨어와같은컴퓨터의클라이언트응용프로그램을이용할수있다. 전자메일메시지와웹페이지를포함하여모든데이터는서버에저장된다. 클라이언트는인터넷을사용하여원거리에있는컴퓨터의특정웹서버에정보를요청하고서버는요청된정보를인터넷을통하여클라이언트에게제공한다. 오늘날에는 PC나컴퓨터뿐만아니라휴대전화, 소형휴대용디지털단말기, 기타정보가전등도클라이언트플랫폼이될수

177 제 5 장정보통신 / 177 있다. 인터넷에접속하는클라이언트컴퓨터는다양한종류의서비스에접근할수있다. 이러한서비스로는전자메일, 채팅과인스턴트메시징, 뉴스그룹, 텔넷 (telnet), FTP(file transfer protocol), 웹 (web) 등이있다. ᄀ전자메일전자메일 ( ) 은여러사람에게동시에메시지를보내고텍스트문서나멀티미디어파일을메시지에첨부할수있는기능을있으며, 컴퓨터간메시지교환을가능하게한다. ᄂ채팅과인스턴트메시징채팅 (chatting) 은두명이상이동시에인터넷에접속하여실시간으로쌍방향대화를나눌수있게한다. 인스턴트메시징 (instant messaging) 은참여자소유의사적채팅공간을만들어주는채팅서비스의한종류이다. 대표적인인스턴트메시징시스템으로는야후! 메신저 (Yahoo! Messenger), 구글토크 (Google Talk), 윈도우라이브메신저 (Windows Live Messenger) 등이있다. 보안을중요하는기업들은로터스세임타임 (Lotus Sametime) 같은배타적인인스턴트메시징시스템을사용한다. ᄃ뉴스그룹뉴스그룹 (news group) 은록밴드 (rock band) 와같은특정주제에대해정보와아이디어를공유하는인터넷전자게시판위에형성된범세계적토론그룹을말한다. 누구든지다른사람이읽을수있도록메시지를게시판에올릴수있다. ᄅ텔넷텔넷 (Telnet, 원격접속 ) 은인터넷을통하여원격지컴퓨터시스템을현재자신이사용하고있는로컬컴퓨터처럼사용할수있도록해주는서비스기능으로인터넷표준서비스의하나이다. FTP와개념이유사하지만, FTP가주로파일을송수신할때사용되지만, Telnet은인터넷상에연결되어있는컴퓨터에접속하여일정한작업을할때사용한다. 텔넷을이용하면한컴퓨터시스템에있으면서수천마일떨어진또다른컴퓨터시스템에접속하여작업할수있다. 사용자들은가정에서또는여행을하는동안사무실컴퓨터에

178 178 / 제 2 부정보기술일반 로그온할수있다. 텔넷을사용하기위해서는원격지시스템의주소를알필요가있다. ᄆ FTP FTP(file transfer protocol, 파일전송프로토콜 ) 는인터넷에서파일을전송하기위한프로토콜로서, 인터넷을통하여어떤한컴퓨터에서다른컴퓨터로파일을송수신할수있도록지원하는서비스이다. 인터넷에서원격컴퓨터의파일을검색해서가져올때이용되는프로토콜을말한다. FTP 서비스를이용하면다른컴퓨터로부터파일을다운로드하는것뿐만아니라업로드하는것도가능하다. FTP 서비스를제공하는서버가어떤운영체제이든, 또한어떤종류의컴퓨터이든지관계없이접속하여사용할수있다. 이는 TCP/IP 네트워크상에서가장널리알려져있는프로토콜로 TCP/IP상의다른종류의컴퓨터와파일또는문서를교환할수있다. FTP를사용하기위해서는송신혹은수신하고자하는컴퓨터의계정을알아야하며일단접속이이루어지면원하는디렉터리 (directory) 에서원하는파일을송신혹은수신할수있다. 파일전송을위해서는원칙적으로상대방컴퓨터를사용할수있는계정이필요하지만, 계정없이익명으로접속하여사용할수있는것을익명 (anonymous) FTP라고한다. 해당시스템에접속할때사용자 ID는 anonymous로비밀번호는자신의인터넷주소를입력하면된다. ᄇ PING PING(packet internet groper) 은원격컴퓨터가현재인터넷에연결되어정상적으로네트워크가작동하고있는지파악할수있는서비스이다. 이것은 TCP/IP 프로토콜을사용하는응용프로그램으로다른호스트에 IP 데이터그램이도착할수있는지를검사하는것이다. ᄉ인터넷전화인터넷전화의경우인터넷서비스제공업자 (ISP) 들은전통적인공중회선전화망 (PSTN, public switched telephone network) 을모방하기위한상품들을공급하고있다. 인터넷전화는사용자들이단지인터넷연결에대한비용만으로걸려온전화를받기위한설비를갖춘개인용컴퓨터로인터넷을통해통화할수있도록한다.

179 제 5 장정보통신 / 179 ᄋ인터넷팩스팩스는지역전화요금으로도먼거리로보낼수있으며, 전송도기억전달방법을통하여보장될수있기때문에유용하다. 인터넷서비스제공업체 (ISP) 로부터제공되는팩스서비스는데스크톱컴퓨터와일반적인팩스기기를인터넷서비스제공업체의네트워크내에위치한팩스서버에연결한다. 팩스서비스는팩스가전자우편을쉽게보내는것과같이쉽게하기위해서는데스크톱전자우편을인터넷서비스제공업체의팩스서버들과연결할수있다. < 표 5-2> 주요인터넷서비스 서비스이메일채팅과인스턴트메시징뉴스그룹텔넷 FTP 월드와이드웹 (WWW) 기능 개인간메시지전달과문서의공유 쌍방향대화 전자게시판의토론그룹 인터넷을통하여원격지호스트컴퓨터에의접속지원 인터넷상에연결되어있는컴퓨터들간파일을쉽고빠르게전송하는서비스 하이퍼텍스트링크를사용하여정보 ( 텍스트, 오디오, 그래픽, 동영상등 ) 의검색, 포맷팅및표시 (display) 2 VoIP 인터넷은음성통신과기업네트워킹의가장보편적인플랫폼이되었다. VoIP(Voice over IP) 는음성데이터를인터넷프로토콜데이터패킷으로변환하여일반데이터망에서통화를가능하게해주는통신서비스기술이다. 이기술은지역과장거리전화네트워크사용에대한요금부담없이패킷교환방식을통해디지털형식으로음성정보를전달한다. 보통공중전화망을통해전송되던전화통화가인터넷프로토콜을기반으로하는기업네트워크나인터넷을통해이루어질수있다. 마이크와스피커를장착한데스크톱 (desktop) 컴퓨터나 VoIP를지원하는전화기를통해전화를걸거나받을수있다. VoIP 전화는음성메시지를디지털화하고최종목적지에서재조합되기전까

180 180 / 제 2 부정보기술일반 지서로다른경로를통해전달할수있는데이터패킷으로쪼갠다. 게이트웨이 (gateway) 라고부르는최종목적지에가장가까운프로세서는이패킷들을순서에맞게정리하고수신자의전화번호나수신컴퓨터의 IP 주소로보낸다. VoIP의장점은장거리전화비용의절감과전용회선에대한월정요금부담을줄일수있고 IP네트워크는통신과컴퓨팅서비스둘다처리할수있는단일음성-데이터인프라를제공한다. 또한전통적인전화네트워크와는달리재배선 (rewiring) 이나네트워크재설정없이전화를추가하거나다른사무실로옮길수있다. 3 통합통신망과거에는유무선데이터및음성통신과영상회의를위한기업네트워크들은서로독립적으로운영되고정보시스템부서가개별적으로관리하였다. 이제는기업들은이러한이질적통신방식들을통합통신기술을사용하여단일범용서비스로통합시킬수있다. 통합통신망 (unified communication network) 은음성통신, 데이터통신, 인스턴트메시징, 이메일및화상회의등을위한이질적채널을통합하여사용자가서로다른통신방식들간을끊김없이전환할수있는환경을구축하고있다. 4 가상사설통신망가상사설통신망 (VPN, virtual private network) 은인터넷망을전용선처럼사용할수있도록특수통신체계와암호화기법을제공하는서비스로기업본사와지사또는지사간에전용망을설치한것과같은효과를거둘수있으며, 기존사설망의고비용부담을해소하기위해사용한다 웹 웹 (web) 이란텍스트, 동영상, 정지화상, 다른페이지등과연결할수있도록하이퍼텍스트등을포함하는문서나페이지들의집합을말한다. 웹은인터넷에서분산된정보의저장소역할을한다. 웹은인터넷에존재하는일반텍스트형태의문서, 그림, 음성, 그리고동화상등의각종자료들을인터넷주소 (URL) 를이용해서

181 제 5 장정보통신 / 181 하나의문서형태로통합적으로관리, 제공해주는역할을한다. 문자위주의서비스에서탈피하여, 문자 영상 음성등이혼합된멀티미디어정보를마치거미줄과같은통신망으로세계각지에연결시켜주는서비스이다. 웹은클라이언트 / 서버구조를통하여정보를저장, 검색, 형식지정및표현하기위해전세계적으로인가된표준을가진시스템이다. 즉, 웹은가장대중적인인터넷서비스이며정보의저장, 검색, 포맷팅, 표시를위하여범세계적으로인정된표준을사용하는클라이언트 / 서버구조의시스템이다. 웹사이트는인터넷에서사용자들이정보가필요할때언제든지그것을제공할수있도록웹서버에정보를저장해놓은집합체를말한다. 인터넷에들어가는관문으로간략히사이트 (site) 라고도하며, 흔히홈페이지주소로되어있다. (1) WWW WWW(world wide web) 은전세계에걸쳐있는정보를하이퍼텍스트를근간으로하여저장, 관리하며사용자들이신속, 정확, 편리하게인터넷상의정보 ( 문자, 그림, 음성, 영상 ) 를이용할수있도록해주는것이다. WWW은전세계에퍼져있는정보가서로연결되어있는정보저장소이다. WWW은하이퍼텍스트 (hypertext) 개념을사용한다. 하이퍼텍스트환경에서정보는문서의집합으로저장된다. 문서는포인터개념을이용하여서로연결된다. 항목은이들포인터를사용하는다른문서와연관될수있다. 문서를읽고있는사용자는다른문서와연결된항목을클릭함으로써다른문서로이동할수있다. 웹에서이용하는하이퍼텍스트를페이지 (page) 라고하며기관이나개인을위한메인페이지를홈페이지라고한다. 하나의특정주제에대한정보는분산되어있을수도있고, 그렇지않을수도있다. 분산되어있지않은경우에전체정보는같은서버에하나이상의웹페이지로구성될수있다. 분산된경우는정보가서로다른서버들로분산된여러페이지로구성된다. (2) 하이퍼텍스트 하이퍼텍스트 (hypertext) 는다른문서에대한연결고리 ( 파란색의텍스트 ) 를가 지고있는문서이다. 한문서에서다른문서로연결 (link) 이되어있어서문서와

182 182 / 제 2 부정보기술일반 문서간, 내용과내용간이꼬리에꼬리를물고서로연결되어있다. 따라서, 사용자는단지브라우저에있는하이퍼텍스트가제공하는텍스트를마우스로클릭하기만하면전세계에걸쳐연결되어있는문서를마음대로검색할수있게된다. 이와같이하이퍼텍스트내에있는링크 (link) 를하이퍼링크 (hyperlink) 라고부르며, 이하이퍼링크를이용해서사용자는원하는정보를찾을수있다. 하이퍼텍스트는문서중간중간에특정키워드를두고문자나그림을상호유기적으로결합하여연결시킴으로써, 서로다른문서라할지라도하나의문서인것처럼보이면서참조하기쉽도록하는방식을적용한다. (3) 하이퍼미디어하이퍼미디어 (hypermedia) 는텍스트문서들에대한연결 (link) 뿐만아니라다른미디어 ( 음성, 화상, 동영상 ) 에대한연결도가지고있는것을의미한다. 현재사용되는브라우저들은대부분하이퍼미디어기능을통하여다양한형태의정보를쉽게검색하도록지원한다. (4) HTML HTML(hypertext markup language, 하이퍼텍스트구성언어 ) 은웹페이지작성용언어이다. 브라우저가웹페이지의형식을지정할수있기때문에이것을마크업언어 (markup language) 라고한다. 즉, HTML은텍스트, 그래픽, 비디오, 음성이웹페이지문서에표현되도록기술하는언어이다. HTML은하이퍼텍스트를구성하기위한언어로서구조화된형식을취하며웹브라우저를통해쉽게인터넷에접근할수있게해준다. HTML같은마크업언어는파일자체에형식지정명령을삽입할수있게한다. 그명령은문서와함께저장된다. HTML을이용하게되면본문과형식지정을위한명령으로 ASCII문자만사용할수있다. 이방식으로모든컴퓨터가 ASCII 문서로된전체문서를받을수있다. 본문은데이터로서사용되고브라우저는형식지정명령을이용해데이터형식을지정할수있다. WWW 서버와사용자간에오가는데이터는이 HTML 형식으로작성한 source와이 source에서사용되는데이터로구성된다.

183 제 5 장정보통신 / 183 (5) XML XML(extensible markup language) 은웹에서구조화된문서전송이가능하도록설계되고표준화된마크업언어로어떤플랫폼에서나읽을수있는포맷을제공하여특정회사제품이나환경에구애받지않는언어이다. 이것은인터넷웹페이지를만드는 HTML을획기적으로개선하여만든언어이다. HTML보다더욱강력하고유연하다. HTML보다홈페이지구축기능, 검색기능등이향상되었고클라이언트시스템의복잡한데이터처리를쉽게한다. 또한인터넷사용자가웹에추가할내용을작성, 관리하기에쉽게되어있다. HTML은웹페이지에서데이터베이스처럼구조화된데이터를지원할수없지만 XML은사용자가구조화된데이터베이스를뜻대로조작할수있다. 구조적으로 XML 문서들은 SGML(standard generalized markup language) 문서형식을따르고있다. XML은문서의내용 (content) 요소들의의미를나타내기위해태그를부착함으로써컴퓨터가자동적으로데이터를조작하고해석할수있도록해주며, 인간의간섭없이데이터를운영할수있도록해준다. XML은태그 (tag) 와속성을사용자가정의할수있으며, 문서의내용과이를표현하는방식이독립적이다. XML은 HTML에사용자가새로운태그를정의할수있는기능이추가되었다. HTML과는달리 DTD(document type definition) 가고정되어있지않으므로논리적구조를표현할수있는유연성을가진다. XML은데이터교환을위한표준포맷을제공하며, 웹서비스로하여금데이터를하나의프로세스에서다른프로세스로전달할수있도록해준다. (6) HTTP HTTP(hypertext transfer protocol, 하이퍼텍스트전송프로토콜 ) 는인터넷에서하이퍼텍스트 (hypertext) 문서를교환하기위하여사용되는통신규약이다. 즉, HTTP 는 WWW 서버와클라이언트 ( 정보요청자 ) 가하이퍼텍스트문서전송을위해사용하는통신프로토콜이다. 인터넷주소를지정할때 와같이하는것은 www로시작되는인터넷주소에서하이퍼텍스트문서의교환을 http 통신규약으로처리하라는뜻이다.

184 184 / 제 2 부정보기술일반 (7) URL URL(Uniform Resource Locator, 자원위치지정자 ) 은인터넷에서찾고자하는정보의위치를지정하는표준이다. 즉, URL은인터넷에서자신이원하는정보자원을찾기위해서필요한해당정보자원의위치와종류를나타내는일련의규칙을말한다. URL은세가지를지정하는데, 접근하고자하는방법, 호스트컴퓨터, 경로이다. 1 방법방법 (method) 은문서를검색하기위해사용되는프로토콜이다. 문서를검색할수있는프로토콜로는 HTTP, FTP, 고퍼, 뉴스, 텔넷등이있다. 2 호스트호스트 (host) 는정보가들어있는컴퓨터이다. 컴퓨터의이름은별명일수있다. 오늘날웹페이지는일반적으로 WWW로시작되는별명을가진컴퓨터에저장되어있다. 3 경로경로 (path) 는정보가위치한파일의경로이름이다. 경로는 UNIX 운영체제의디렉토리와파일을슬래시 (/) 로구분한다. 즉, 여기에는사용하려는프로토콜, 정보자원을가진컴퓨터의위치, 파일디렉토리, 접근하려는정보자원 ( 파일 ) 이름으로구성된다. 인터넷을서핑할때주로입력하는 주소 는도메인이름 ( 예 : naver.com) 이나 IP 주소 ( 예 : ) 인데, 이는어디까지나해당인터넷서비스를제공하고있는컴퓨터 ( 예 : 서버 ) 의위치를나타내는것이며, 해당서비스를제공하는컴퓨터의특정정보자원을지칭하는것이아니다. URL은인터넷도메인이름이나 IP 주소는물론, 이메일, 파일전송과같이컴퓨터네트워크정보자원을이용하는모든형태에적용된다. (8) 브라우저브라우저 (browser) 는웹검색용프로그램으로서월드와이드웹에서모든정보를볼수있도록해주는응용프로그램이다. 즉, WWW 서버에접근하여원하는정보를찾아볼수있게해주는응용프로그램으로서 WWW 서버가가지고있는

185 제 5 장정보통신 / 185 데이터 ( 음성, 동영상, 문자정보등 ) 를 HTML로작성한형식에맞게사용자 PC의화면에나타내주는 (browse) 소프트웨어로서사용자가보다쉽게사용할수있도록해준다. 일반적인기능으로는웹페이지열기, 최근방문한인터넷주소 (URL) 의목록제공, 자주방문하는 URL 기억및관리, 웹페이지의저장및인쇄, 전자우편이나뉴스그룹을이용할수있는프로그램과 HTML 문서편집등이있다. 기술적인측면에서보면, 웹브라우저는인터넷웹서버에자료를요청하기위해 HTTP 를사용하는클라이언트프로그램이다. 일반적으로브라우저는제어기, 클라이언트프로그램, 해석기의세부분으로구성되어있다. 최초의상용브라우저는 1993년개발된모자이크 (Mosaic) 인데, 모자이크내에있던사용자인터페이스기능들은넷스케이프네비게이터에많은영향을끼쳤으며, 마이크로소프트의인터넷익스플로러가그뒤를이었다. Lynx는유닉스나 VMS 사용자들을위한텍스트기반의웹브라우저이다. (9) 웹서버웹서버 (web server) 는인터넷상에저장된웹페이지를찾고관리하는소프트웨어이다. 웹서버는웹페이지들이저장되어있는컴퓨터에서사용자가요청한웹페이지의위치를찾아내고이를사용자의컴퓨터로전달한다. 웹사이트를통해서비스를하려면웹서버프로그램을설치해야한다. 이웹서버는이메일, 파일전송규약 (FTP) 파일의내려받기, 홈페이지구축, 전자상거래등에필요한인터넷및인트라넷과관련된프로그램들의패키지의일부로나온다. 오늘날가장일반적으로사용하는웹서버는아파치 (Apache) HTTP 서버이며전세계웹서버시장의 61.45%(2012년기준 ) 를점유하고있다. 아파치는무료로사용할수있는오픈소스제품으로해당웹사이트에서다운로드받을수있다. (10) 웹 2.0과웹 웹 2.0 오늘날웹사이트는단지정적콘텐츠만을가지고있지않으며, 여러사람들이서로협력하고정보를공유하며나아가새로운서비스와온라인콘텐츠를창조할수있도록해주고있다. 웹 2.0이란이러한 2세대상호작용형인

186 186 / 제 2 부정보기술일반 터넷기반서비스를일컫는말이다. 웹 2.0은네가지의특징을가지는데, 상호작용성, 실시간사용자통제, 사회적참여 ( 공유 ) 및사용자생성콘텐츠 (user generated content, UGC) 이다. 이러한특징을지원하는기술과서비스로는클라우드컴퓨팅, 소프트웨어매시업과위젯, 블로그, RSS, 위키, 소셜네트워크 (social networks) 등이있다. ᄀ클라우드컴퓨팅클라우드컴퓨팅 (cloud computing) 은이용자의모든정보를인터넷상의서버에저장하고, 이정보를각종 IT 기기를통하여언제어디서든이용할수있다는개념이다. 클라우드로표현되는인터넷상의서버에서데이터저장, 처리, 네트워크, 콘텐츠사용등 IT 관련서비스를한번에제공하는혁신적인컴퓨팅기술인클라우드컴퓨팅은 인터넷을이용한 IT 자원의주문형아웃소싱서비스 라고정의되기도한다. ᄂ매시업과위젯매시업 (mashups) 과위젯 (widgets) 은사용자와시스템개발자가새로운것을만들기위해콘텐츠와소프트웨어컴포넌트를조합할수있도록하는소프트웨어서비스이다. 이러한응용프로그램들은데스크톱대신웹상에서실행된다. 웹 2.0으로인해웹은더이상웹사이트의집합이아니라사용자가필요한응용시스템을개발하는데이용할수있는데이터와서비스의원천이되었다. 웹 2.0의도구와서비스는사람들이자신들의선택에따라서로교류할수있는소셜네트워크와기타온라인커뮤니티를창조하는토대가되었다. ᄃ블로그블로그 (blog) 는일반인들이자신의관심사에따라일기, 칼럼, 기사등을자유롭게올릴수있을뿐아니라, 개인출판, 개인방송, 커뮤니티까지다양한형태를취하는개인용웹사이트를말한다. 웹 (web) 로그 (log) 의줄임말로, 1997년미국에서처음등장하였다. 새로올리는글이맨위로올라가는일지 ( 日誌 ) 형식으로되어있어이런이름이붙었다. ᄅ RSS RSS(rich site summary, really simple syndication, or RDF site summary) 는포

187 제 5 장정보통신 / 187 털사이트나블로그와같이컨텐츠업데이트가자주일어나는웹사이트에서, 업데이트된정보를자동적으로쉽게사용자들에게제공하기위한서비스이다. 사이트가제공하는 RSS 주소를소정의 RSS Reader 프로그램에등록하기만하면, 업데이트된정보를찾기위해매번로그인하거나방문할필요없이 PC나휴대폰등을통하여자동으로전송된콘텐츠를이용할수있다. ᄆ위키위키 (wikis) 는사용자들이이미다른사람들이작성한콘텐츠를포함한모든콘텐츠에대한추가, 수정또는삭제를허용하는협업적웹사이트이다. 위키 (wikis) 는 빨리 라는의미의하와이말에서유래되었다. 대부분의위키소프트웨어는다른사용자의작업을모니터링하고오류를수정할수있는기능을갖추고있다. ᄇ소셜네트워크소셜네트워크 (social network) 서비스는친구, 선후배, 동료등지인들과의관계망을구축해주고이들의정보관리를도와주는서비스를말한다. 즉인터넷상에서다른사람들과친구또는사회적관계를맺는서비스이다. 소셜네트워킹사이트는매우상호작용적이며실시간사용자컨트롤을제공하고, 사용자생성콘텐츠 (UGC) 에의존적이며사회적참여와콘텐츠및의견의공유에폭넓게기반을두고있다. 대표적인소셜네트워킹사이트로는 2013년기준의회원수 11억5000만명을보유한페이스북, 회원 2억 1500만명을보유한트위트, 마이스페이스, 그리고전문가집단을위한링크드인 (LinkedIn) 등이있다. 2 웹 3.0 : 미래의웹일반인에게 1천억웹페이지에대한검색을보다생산적이고의미있게만들수있는기술개발이미래웹의큰부분을차지하고있다. 웹 1.0은정보에대한접근을해결하였고, 웹 2.0은사람들간의정보공유와새로운웹활용방식의문제를풀어냈다. 웹 3.0은모든디지털정보와모든연락처들을하나의의미있는공간으로묶을수있는문제를풀어야하는미래의웹이다. 가끔웹 3.0을시맨틱웹 (semantic web) 이라부르기도한다. 시맨틱웹기술은컴퓨터가정보를제공하기위해자체적으로웹상의정보

188 188 / 제 2 부정보기술일반 를탐색및수집하여논리적으로추론하는정보처리기능이다. 즉, 정보를이해하고다양한정보간의미요소를연결함으로써지능적판단에따라추출 가공하는처리방식이다. 시맨틱웹기술을적용한 시맨틱검색시스템 은, 검색어의의미를분석 추론하여사용자가원하는정보를찾아내고관련된다른정보까지함께제공한다. 이로인해단순히키워드만연결시키는기존의검색방식을보완 대체할수있는차세대정보검색시스템으로각광받고있다. 이것은컴퓨터가사람을대신하여정보를읽고이해하고가공하여새로운정보를만들어낼수있도록이해하기쉬운의미를가진차세대지능형웹이다. 예를들면, 휴가계획을짜기위하여웹상에있는여행정보를일일이직접찾아서비행기와호텔을예약하는대신에자동화된프로그램에대략적휴가일정과개인의기호만을알려주면자료의의미가포함되어있는웹상의정보를해독하여손쉽게세부일정과여행에필요한예약이이루어지는것과같은원리이다 인트라넷과엑스트라넷 (1) 인트라넷인트라넷 (intranet) 은 기업내부용인터넷 이라고도불리며, 인터넷의웹 (web) 기술을이용하여조직의내부정보시스템을구축하는것을말한다. 인트라넷은인터넷기술에기반한기업내부의네트워크이다. 즉, 인터넷관련기술과통신규약을이용하여조직내부업무를통합하는네트워크를말한다. 인트라넷은 내부 라는의미의 intra와인터넷 (internet) 이결합한합성어로서인터넷을조직의내부정보망으로활용하는새로운개념의네트워크환경이다. 한마디로인트라넷은기존의그룹웨어를인터넷상에서구현한것이라할수있다. 인트라넷은월드와이드웹 (WWW) 이라는표준프로토콜과웹브라우저라는표준프로그램을사용한다. 인터넷이세계적인규모로누구든지정보를공유할수있는것에반하여인트라넷은회사내의구성원들만이정보를공유할수있다는점에서구분된다. 인트라넷을사용하게되면별도의통신망을구축하지않더라도세계어느곳에서도자신이속한조직의정보시스템을사용할수있고, 거래관계가있는다른조직과의자

189 제 5 장정보통신 / 189 료교환도쉬워져상호정보를공유할수있는기회가많아지게된다. 인트라넷은인터넷기술을이용하기때문에적은비용으로큰성과를얻을수있고, 차세대정보기술로빨리전환할수있으며, 조직내외부의정보를결합하기쉽다는장점과기회를제공한다. 대외비를요하는기업내정보에대해서는방화벽 (firewall) 을설치하여외부인터넷이용자와차단시켜보안을유지하여야하지만, 기업의홍보자료와같이대외적으로공개할필요가있는정보는기존의인터넷을통하여고객이나관련기업이자유롭게접근할수있도록할수있다. (2) 엑스트라넷엑스트라넷 (extranet) 은인터넷기술을사용하여공급자, 고객, 협력업체사이의인트라넷을연결하는협력적네트워크를말한다. 엑스트라넷은외부를의미하는 extra 와통신망을의미하는 net 의합성어로, 인트라넷이기업체내에서만국한된정보시스템이라면엑스트라넷은기업체와다른기업체들또는고객까지도정보를교환하고관리할수있는시스템이다. 따라서엑스트라넷체제하에서는고객과기업간의즉각적인상호작용이가능해져, 고객의의견을즉시반영할수있다는장점이있다. 엑스트라넷은전용선이나 VAN(value added network, 부가통신망 ) 을이용한기존기업간정보시스템보다구축이훨씬용이하다. 이는접속상대기업이월드와이드웹 (WWW) 브라우저를사용할수있는환경만마련하면되기때문이다. 또한표준웹서버및웹브라우저, 전자우편과같은개방형기술을기반으로구축되므로독자적인네트워크를구축, 운영하는것에비해훨씬경제적이다. 그러나타기업의접속이허용되므로반드시적절한보안기술을적용해야한다.

190 190 / 제 2 부정보기술일반 5.6 무선통신 무선통신은기업이보다쉽게고객, 거래처및직원들과연락할수있게해주며업무계획을유연성있게수립할수있도록한다. 무선기술은또한새로운상품과서비스뿐만아니라신규판로를창출해낸다. 이동통신, 컴퓨팅작업또는기업정보시스템으로의원격접속이필요하다면무선개인용컴퓨터, 휴대전화, 스마트폰등과같은무선장비를이용할수있다. 스마트폰은음성전송은물론이메일, 메시징, 무선인터넷접속, 디지털카메라및개인정보관리등의기능을제공한다 휴대전화시스템 초기의디지털휴대전화시스템은음성과단문메시지형식의제한된데이터전송을목적으로설계되었다. 이동통신회사들은자동차에서이동중인사용자에게는 144Kbps, 정지해있는사용자에게는 2Mbps 이상의전송속도를가지는 3세대 (3G) 네트워크라부르는훨씬더강력한휴대전화네트워크를제공하고있다. 이것은음성은물론영상, 그래픽및기타미디어의전송에충분한속도이며 3G 네트워크가무선광대역인터넷접속에적합하다는것을보여주고있다. 무선통신의다음진화단계인 4G 네트워크는완전한패킷교환 (packet-switch) 방식을사용하고최상의품질과고속전송이가능한속도를내게된다. 이동통신세대기준은국제전기통신연합 (ITU) 에서정한다. 3G, 4G, 5G 등과같은이동통신세대구분은데이터전송속도기준으로 4G의경우고속이동시 100Mbps 속도로데이터를전송할수있어야한다. LTE는 3G 이동통신규격중유럽식 WCDMA(wideband code division multiple access, 와이드밴드코드분할다중접속기술 ) 에서발전한이동통신규격이다. 현재 LTE(long term evolution) 의최대다운로드속도는 75Mbps로엄밀히보면 4G가아닌 3.9G에해당한다. 하지만통상 LTE 서비스라고하면 4G로간주된다. bps란초당비트수를말하며 75Mbps라고하면초당 7500만비트의데이터를보내거나받거나할수있다는의미다. 5G의경우아직표준이정해지지않았다. ITU는지난 1월각국대표단과함께

191 제 5 장정보통신 / 191 5G 비전과전용주파수논의에들어갔다. 기술발전속도등을고려할때 5G의속도는 100Gbps에달할것으로예상된다. 이는 4G의기준인 100Mbps의약 1000 배에달하는속도다. 800MB 영화한편을다운로드받는시간으로비교하면 3G가 7분 24초, LTE가 1분 25초, 주파수집성기술 (CA) 을활용해 LTE보다데이터전송속도가 2배빠른 LTE-A가 43초지만 5G는 1초도걸리지않는다. 5G 이동통신은지금까지의세대변화를뛰어넘는획기적인진화를이룰것으로예상된다. 데이터전송속도가 LTE보다 1000배빨라져서비스제공을위한네트워크제한이사실상사라지기때문이다. 특히영상의경우풀고화질 (HD) 보다 4배이상화질이뛰어난울트라고화질 (UHD) 이나 3D 서비스도가능할전망이다. 이와함께스마트폰등기기의성능도진화한콘텐츠서비스에어울리는수준으로발전이예상된다. 칩성능개선은물론이고웨어러블 ( 입는 ) 컴퓨터등새로운기기도대거등장할것으로보인다. 정부는단기적으로 2015년까지 5G 기술사전시연, 2018년시범서비스, 2020년세계최초상용서비스를추진한다는로드맵을가지고있다 무선컴퓨터네트워크와인터넷접속 통신기술의발전으로인하여휴대폰과마찬가지로컴퓨터나휴대형무선기기들의초고속인터넷접속이가능해졌다. 이러한새로운초고속서비스들은기존의유선인터넷서비스가미치지못했던수많은지역으로인터넷의접근영역을확장시키고있다. (1) 블루투스블루투스 (Bluetooth) 는휴대폰, 노트북, 이어폰 헤드폰등의휴대기기를서로연결해정보를교환하는근거리무선기술표준을뜻한다. 주로 10미터안팎의초단거리에서저전력, 무선신호기반의통신을통해최대 8개의기기를연결시킬수있으며 2.4GHz 대역에서 772Kbps의전송속도를낼수있다. 블루투스를사용하는무선전화기, 페이저 (pager), 컴퓨터, 프린터및컴퓨팅장치들은사용자의개입없이상호통신뿐만아니라상호작동까지가능하다. 예를들어, 사용자가노트북컴퓨터에서무선으로문서파일을프린터에전송하도록지시하는것도가능하다. 블루투스는무선키보드와무선마우스를 PC와연결시키고무선으로휴대전화기

192 192 / 제 2 부정보기술일반 와이어폰으로연결시킬수도있다. 블루투스는전력소모가적어서배터리를전원으로사용하는휴대용컴퓨터, 휴대전화및 PDA 등에매우적합하다. 블루투스헤드셋을사용하면거추장스러운케이블없이도주머니속의 MP3플레이어의음악을들을수있다. 즉, 무선헤드셋을사용하면전화기를호주머니나가방에넣어둔채로전화를걸거나받을수있다. 스테레오헤드셋이라면전화통화뿐아니라 MP3 음악감상도무선헤드셋으로가능하다. 또한휴대폰과휴대폰또는휴대폰과 PC간에사진이나벨소리등파일을전송할수있다. 요금이발생하지는않지만블루투스가가능한휴대폰끼리만가능하다. (2) Wi-Fi Wi-Fi(wireless fidelity, 와이파이 ) 는무선접속장치 (access point, AP) 가설치된곳에서전파나적외선전송방식을이용하여일정한거리안에서무선인터넷을사용할수있는근거리통신망을칭하는기술이다. 와이파이를사용하기위해서는접속할수있는지점인액세스포인트 (AP, access point) 가필요하다. AP가있으면와이파이를지원하는기기가수신전파를잡아인터넷접속을시도한다. 최근 Wi-Fi의주된사용목적은고속무선인터넷서비스이다. 이때, 액세스포인트 (AP) 는케이블 TV회선또는디지털가입자회선 (DSL) 서비스가제공하는인터넷망에연결되는데, AP에서일정범위내의컴퓨터들은 AP를통해무선으로인터넷에접속할수있게된다. 최근에는기술향상으로인하여통상적으로접속지점기준 50m 에서 100m 까지거리에서도통신할수있다. Wi-Fi는기본적으로근거리네트워크방식인랜을무선화한것이기때문에사용거리에제한이있다. AP 및단말기의성능에따라차이가있긴하지만대체로가정용제품의경우 20~30m 이내, 기업용제품의경우 100~200m 정도가일반적이라고할수있다. AP에서멀어질수록통신속도가점차저하되며, 범위를완전히벗어나면접속이끊어질수밖에없다. Wi-Fi의 AP 역할을하는장치로는무선인터넷공유기, 무선인터넷전화기등이있다. 그러나 3G 이동통신이나위성통신등에비해 Wi-Fi는 AP의설치가수월하고설치에드는비용도저렴한편이다. 게다가데이터전송속도가빠른장점도있다. 이런이유로점차 Wi-Fi의보급이늘어나는추세이며각이동통신사에서는유동인구가많은곳에자사의스마트폰으로무료접속이가능한 AP를설치, 이를광고하여소비자들을유인하기도한다.

193 제 5 장정보통신 / 193 Wi-Fi 협회는 2009년말, AP 없이도 Wi-Fi 단말을직접연결할수있는 P2P 개념의새로운 Wi-Fi 기술인 Wi-Fi Direct를개발하여 2010년중반부터표준규격을확정하고제품인증에들어갈방침이라고발표한바있다. 이기술이상용화되면 100m 이내에있는휴대폰, 카메라, 프린터, 컴퓨터, 헤드폰등이각각또는동시에여러대에연결될수있으며, 통신규격완성후에는 Wi-Fi 다이렉트인증을받지않은기존 Wi-Fi 기기도서로접속할수있게지원할방침이다. Wi-Fi를공공장소에서사용하는경우, 같은 AP를사용하여다른사람이공유폴더로쉽게접근할수있기때문에공유폴더를사용할경우암호를걸어놓거나공유를해제하는등보안에주의할필요가있다. Wi-Fi의주요결점은먼저보안에대한취약성으로서, 무선네트워크가침입자에게공격받기쉽게만든다는점이다. 또하나는무선전화, 전자레인지또는다른무선근거리통신망같은동일스펙트럼에서작동하는인접시스템에의한간섭에민감하다는점이다. (3) 와이맥스 (WiMax) WiMax(World Interoperability for Microwave Access) 는근거리통신망기술인와이파이 (Wi-Fi) 를확대적용한이동형무선통신기술로서건물밖에서도사용할수있어무선랜 (LAN) 보다한단계진화한인터넷기술이다. 우리나라에서는 와이브로 라는이름으로더잘알려져있다. 와이브로 (WiBro/wireless broadband internet) 는이동하면서도초고속인터넷을이용할수있는무선휴대인터넷을말하는데, 외국에서는모바일와이맥스 (Mobile WiMAX) 라고한다. 한국말로는무선광대역인터넷, 무선초고속인터넷, 2.3GHz휴대인터넷등으로풀이된다. Wi-Fi 시스템은그접속범위가기지국에서 100m 이내이고, 따라서케이블이나디지털가입자회선 (DSL) 서비스가제공되지않는시골지역에서는무선인터넷접속이어렵게된다. 국제전기전자기술자협회 (IEEE) 는이와같은 Wi-Fi의문제점을해결하기위해와이맥스 (WiMax) 라는새로운표준군을개발하였다. 와이맥스는접근범위측면에서 Wi-Fi 의 100m와블루투스의 10m에비해최대 50km에이르며, 데이터전송속도는최고 75Mbps에달하고있다. 와이맥스송신안테나는몇 km 떨어진가정이나사무실옥상안테나로고속인터넷접속전파를보낼수있을정도로강력하다. 와이맥스기능을가진휴대전화기나노트북이시장에서판매되고있다.

194 194 / 제 2 부정보기술일반 RFID 와무선센서네트워크 모바일기술은기업전반에걸쳐업무의효율성과업무방식에있어서새로운변화를일으키고있다. 여기에큰영향을미치는것들로는무선시스템, RFID 시스템과무선센서네트워크등이있다. (1) RFID RFID(radio frequency identification) 은자동인식기술의하나로서전파신호를통해비접촉식으로사물에부착된얇은평면형태의태그 (tag) 를식별하여정보를처리하는시스템이다. RFID 시스템은고유정보를내장한 RF 태그, 태그의판독및해독을하는판독기 (RF reader), 그리고운용소프트웨어및네트워크로구성된다. RF 태그는반도체로된트랜스폰더칩과안테나로구성되며, 내부전원없이판독기의전파신호로부터에너지를공급받아동작하는수동식 (passive) 과전지가내장된능동식 (active) 이있다. RF 태그는특정제품을유일하게식별할수있는정보와제품의위치, 제조장소와시점, 가공상태정보등과같은부가적인제품정보를전자적으로프로그래밍하여저장한다. 이러한정보저장을위한마이크로칩 (chip) 이태그안에내장되어있다. 태그의나머지부분은이데이터를판독기로전송하기위한안테나이다. 판독기 (reader) 는안테나와코드해독기능을갖는무선송신기로구성되며고정형또는휴대형장비에부착한다. 판독기는출력, 사용무선주파수, 주변환경등에따라 2.5cm에서 30m 까지범위에서는어디서든지무선전파를방출할수있다. 판독기의영향권에 RFID 태그가들어오게될경우, 그태그는활성화되어데이터를송출하기시작한다. 판독기는이데이터를포착하여해독하고, 추가적인데이터처리를위해유선혹은무선네트워크를통해호스트컴퓨터로데이터를전송하게된다. RFID는비접촉식으로인식속도가빠르고, 신뢰성이높으며, 이동중에도통신이가능하다. 그리고금속을제외한장애물의투과도가능하다는점에서그동안의바코드에비해상대적으로장점이많다. 또한먼거리에서이동중에도인식이가능하며반영구적으로사용할수있고대용량의데이터를반복적으로저장할수있다. 바코드와달리인식을위해직접조준할필요가없으며, 태그의데이터변

195 제 5 장정보통신 / 195 경및추가가자유롭고일시에다량의태그판독이가능하며, 냉온, 습기, 먼지, 열등의열악한판독환경에서도판독율이높다. 마그네틱이나바코드등이특정표시가필요하고훼손이나파손등으로시간이지날수록인식률이점차떨어지는반면에, RFID는이같은단점을극복할수있어 RFID가기존의바코드및마그네틱카드시장을급속히대체하면서출입통제를비롯해근태관리, 물류관리, 주차관리등여러분야에서새로운솔루션으로급부상하였다. 표준화는국제표준화기구인 ISO 산하 IEC JTC1/SC31/WG4 에서표준을개발, 운용및관리를담당하고있다. < 그림 5-8> RFID 의작동원리 (2) 무선센서네트워크무선센서네트워크 (wireless sensor network, WSN) 는넓은공간의여러지점에서계측을하기위해물리적환경에내장시킨상호연결된무선장치들의네트워크를말한다. 이장치들은내장형정보처리기, 저장장치, 무선주파수센서및안테나를장착하고있다. 그리고수집한데이터를분석용컴퓨터로보낼수있는상호연결된네트워크에연결되어있다. 즉, 센서로감지가가능하고수집된정보를가공하는프로세서가달려있으며이를전송하는소형무선송수신장치로서센서노드 (sensor node) 와이를수집하여외부로내보내는싱크노드 (sink node) 로구성된네트워크이다. 기존의네트워크와다르게의사소통의수단이아니라자동화된원격정보수집을기본목적으로한다. 이러한네트워크는수백에서수천개의노드를가질수있다. 무선센서기기는유지보수나사람의간섭없이특정지역에몇년동안배치해야하기때문에매우낮은전력으로작동해야하며몇년동안사용할수있는배터리를필요