Ⅰ- 1. 정보사회 1-1 정보사회와정보과학 1-2 정보과학분야의직업과진로 1
정보과학의지식과기술 (13p) 정보과학 정보의수집, 저장, 검색, 분석, 전달, 보호에관해연구하는학문 정보과학기술 정보과학을바탕으로다양한분야의문제해결에활용할수있는기술 2
정보과학의발전이미치는영향 (15p) 크라우드펀딩 (crowd funding) 자금이필요한개인이나단체가웹을활용하여불특정다수로부터자금을모으는것 주로소셜네트워크서비스를통해참여하기때문에소셜펀딩으로불림 3
인터넷과웹 인터넷 (Internet) 전세계의서로다른컴퓨터네트워크들을연결한네트워크 인터넷서비스의종류 FTP(File Transfer Protocol) 컴퓨터들끼리파일을주고받는서비스 텔넷 (Telnet) 멀리떨어진컴퓨터를자신의컴퓨터처럼사용하는서비스 이메일 (E-Mail) 전자메일을주고받는서비스 4
웹의발전 웹 (web) 이란 월드와이드웹 (WWW: World Wide Web) 의줄임말 인터넷을통해홈페이지를공유하는전세계적인정보공간, 또는그러한정보공간을제공하는인터넷서비스 웹페이지 (web page) 홈페이지를구성하는개별문서 하이퍼링크기능을사용하여서로연결가능 HTML, 자바스크립트등으로작성 5
웹의발전 웹 1.0 웹사이트운영자가제공하는정보를일방적으로받는웹환경 웹 2.0 개방구조를기반으로사용자참여를통해정보공유와협업이이루어지는웹환경 웹 3.0 상황인식을통해사용자에게맞춤형콘텐츠를제공하는지능형웹환경 6
미래사회의발전방향 (16p) 사물인터넷 (IoT, Internet of Things) 자동차, 냉장고, 세탁기등다양한사물이인터넷에연결된것 인공지능 (AI, Artificial Intelligence) 인간의지능을흉내내는지능적인기계나프로그램 가상현실 (VR, Virtual Reality) 존재하지않는공간 ( 환경 ) 을디스플레이장비를통해보여주는것 증강현실 (AR, Augmented Reality) 현실세계에가상의정보를겹쳐서보여주는것 7
정보과학이활용되는분야의직업 (20p) 정보과학기술은다른산업분야의기술과융합되어해당분야의기계나제품, 서비스등을발전시킴 정보과학기술이융합되어나타나는다른산업분야의기술적특징 지능화 (sensing, computing, actuating) 기계나제품이주변을인식하고분석하며동작하는것 네트워크화 (networking) 기계나제품이서로연결되어통신하는것 내재화 (embedded) 기계나제품에작은컴퓨터를내장하여제어하는것 8
Ⅱ- 1. 자료와정보의표현 1-1 문자의효율적인디지털표현 1-2 그림의효율적인디지털표현 1-3 소리의효율적인디지털표현 9
자료의디지털표현 컴퓨터가저장장치에표현 ( 저장 ) 할수있는값은 0 과 1 따라서 문자, 소리, 그림등의자료가컴퓨터에저장될때는 0 과 1 의조합, 즉이진수로변환되어저장 10
문자의디지털표현방법 (51p) 문자코드 문자를 0 과 1 의조합으로표현하기위해만든규칙 ( 약속 ) 문자인코딩 문자코드를사용하여문자를 0 과 1 의조합으로표현하는것 문자인코딩방식 (= 문자코드종류 ) ANSI, UTF-16, UTF-8 등 11
문자의디지털표현방법 (51p) N 개의비트로문자를표현하는인코딩방식에서는 최대 2 N 개의문자를표현가능! [ 문제 ] 어떤인코딩방식에서 8 비트를사용하여알파벳, 기호, 숫자등을표현할때, 표현가능한최대문자수는? [ 정답 ] 2 8 =256, 따라서 256 개의문자를표현가능 12
십진수 이진수변환 13
십육진수 이진수변환 십육진수를이진수로변환하는방법 1 십육진수를한자리씩십진수로변환한다. 2 변환된십진수를네자리의이진수로변환한다. [ 예제 ] 십육진수 3AF4 를이진수로변환하면? 십육진수 3 십진수 3 이진수 0011 십육진수 A 십진수 10 이진수 1010 십육진수 F 십진수 15 이진수 1111 십육진수 4 십진수 4 이진수 0100 따라서, 십육진수 3AF4는이진수 0011 1010 1111 0100 14
그림의디지털표현방법 (55p) 그림정보의표현방식 2 가지 래스터방식 (= 비트맵방식 ) 벡터방식 화소 픽셀 (pixel) 그림이나화면을구성하는각각의점 색상정보를가진최소단위 15
그림의디지털표현방법 (55p) 비트맵 (bitmap) 방식 픽셀의색상정보로그림을표현하는방식 예를들면위의그림처럼 빨강 / 주황 / 노랑 / 초록 4 가지색으로이루어진그림의경우는 빨강은 00, 주황은 01, 노랑은 10, 초록은 11 로표현 ( 저장 ) 할수있음 16
문자의디지털표현방법 (51p) 픽셀당 N 개의비트로색상을표현하는그림에서는 최대 2 N 개의색상을표현가능! [ 문제 ] 16 가지색상으로이루어진그림은픽셀당최소몇비트가필요한가? [ 정답 ] 16=2 4, 따라서픽셀당 4 비트가필요 17
그림의디지털표현방법 (55p) 래스터방식의특징 세밀하고정교한그림을표현하기쉽다. 픽셀의색을차례대로나열하는방식이다. 색상수가많은그림일수록용량이커진다. 확대시계단현상이발생하여화질이저하된다. 어도비포토샵, 코렐페인터등에서사용한다. 18
그림의디지털표현방법 (55p) 벡터 (vector) 방식 개체의모양정보 ( 위치, 길이등 ) 로그림을표현하는방식 19
그림의디지털표현방법 (55p) 벡터방식으로만들어진그림의특징 개체를그리는명령어를저장한다. 확대시계단현상이발생하지않는다. 실세계의자연스러운형상을표현하기어렵다. 어도비일러스트레이터, 코렐드로우등에서사용한다. 20
래스터그래픽의종류 (56p) BMP 윈도표준그래픽파일 압축을하지않아파일의크기가큼 JPEG (=JPG) 디지털카메라이미지를위해개발 압축률이높지만, 품질이우수함 GIF 표현가능한최대색상수는 256 색 움직이는그림의표현이가능 21
소리의표현방법 (59p) 소리정보의표현방식 2 가지 PCM 방식 (= 웨이브방식 ) 미디방식 22
소리의표현방법 (59p) 웨이브 (wave) 방식 소리의진동값을저장하는방식 웨이브방식소리파일생성과정 1 표본화 (sampling) 2 양자화 (quantization) 3 부호화 (encoding) 23
소리의표현방법 (59p) 표본화 (sampling) 일정한간격으로소리신호중일부를추출하는것 24
소리의표현방법 (59p) 양자화 (quantization) 표본값 ( 실숫값 ) 을일정한단계로나누어디지털값 ( 정숫값 ) 으로변환하는과정 25
소리의표현방법 (59p) 부호화 (encoding) 정숫값으로변환한표본의높이를이진수로나타내는것 26
소리파일의음질은 표본화율 ( 초당샘플수 ) 과 양자화율 ( 샘플당비트수 ) 에 의해결정 27
소리파일크기구하기 소리파일의크기는.. 표본화율 양자화율 시간 ( 초 ) 채널수 Q. 계산결과값의단위는? A. 비트 (bit) Q. 단위를바이트 (byte) 로바꾸려면? A. 8 로나눔 28
[ 문제 ] 1 초에 44,100 개의샘플을만드는비율로 16 비트크기의샘플 을 4 분동안생성하였다. 저장된소리파일의크기는몇바이 트인가? ( 단, 소리파일은스테레오 (2 채널 ) 로생성되었다.) ( 풀이 ) 소리파일크기 = 표본화율 양자화율 시간 ( 초 ) 채널수 44,100 16 240 2 = 338,688,000 ( 비트 ) 338,688,000 8 = 42,336,000 ( 바이트 ) 40M ( 바이트 ) 29
소리의표현방법 (59p) 미디 (midi) 방식 소리의연주정보를저장하는방식 특징 전자악기소프트웨어가연주 Tempo, Key 등연주정보의변경이쉬움 음성과같은실제의소리를직접저장할수없음 30
소리의효율적인표현방법 (60p) 웨이브파일 (.wav) 을압축한파일 손실압축 MP3 WMA AAC 무손실압축 FLAC ALAC 웨이브파일 (.wav) 은용량이커서관리나활용이불편하기때문에다양한종류의압축파일이존재 31
Ⅱ-2 자료와정보의분석 2-1 자료처리와컴퓨팅기술 2-2 자료의수집과분석 2-3 정보의관리 32
빅데이터의가치 (67p) 빅데이터 (Big Data) 란 검색, 쇼핑, SNS 등을통해생성된데이터를수집한것으로서기존데이터베이스관리시스템이처리할수없는대량의데이터. 또는그러한데이터로부터가치를추출하고결과를분석하는기술 33
빅데이터의가치 (67p) 빅데이터의활용분야 예측분석 검색, 쇼핑활동등을통해수집된대량의데이터를분석하여사람들의생각과행동을예측하는데활용 예 통화량분석후유동인구예측하여심야버스노선설계 쇼핑이력분석후선호상품예측하여상품추천 34
빅데이터의가치 (67p) 빅데이터의활용분야 과학연구 측정된대량의데이터를분석하여과학실험결과를도출하고관련서비스제공하는데활용 예 신체상태자료를분석하여건강연구및서비스제공 기상자료를분석하여일기예보연구및서비스제공 35
빅데이터의가치 (67p) 빅데이터의활용분야 기계학습 대량의데이터로부터학습하여기계 ( 컴퓨터 ) 가스스로예측, 판단하는기술을개발하는데활용 예 번역된문서를분석한컴퓨터가새로운문서를번역 바둑대국자료를분석한컴퓨터가전문가수준의바둑을둠 36
빅데이터와컴퓨팅기술 (68p) 빅데이터를활용하기위해필요한컴퓨팅기술 다양한형태의자료를처리하는기술 대용량의자료를처리하는기술 실시간으로빠르게자료를처리하는기술 37
빅데이터와컴퓨팅기술 (68p) 컴퓨터자료표현 ( 용량 ) 의단위 1KB(kilobyte) 1MB(megabyte) 1GB(gigabyte) 1TB(terabyte) 1PB(petabyte) = 1,024B = 2 10 B = 1,024KB = 2 20 B = 1,024MB = 2 30 B = 1,024GB = 2 40 B = 1,024TB = 2 50 B 38
자료의분석 (72p) 자료 vs 정보 자료 ( 데이터 ) 정보 관측하고측정하여얻어진사실이나값 자료를의사결정에도움이되도록, 즉실제생활에도움이되도록고치거나정리한결과 39
자료의분석 (72p) 자료의검색, 삭제, 변형등을효율적으로하기위해서는 스프레드시트를활용! 스프레드시트 (spreadsheet) 표계산및자료의검색과분석기능을제공하는소프트웨어 예 ) 엑셀, 한셀, 40
정보의구조화 (73p) 정보의구조화 정보를이해하기쉽도록표, 다이어그램등의형태로재배치하는것 표 자료를행 (row) 과열 (column) 을이용하여테이블형태로구조화한것 < 테이블형 > 41
정보의구조화 (73p) 정보의구조화 정보를이해하기쉽도록표, 다이어그램등의형태로재배치하는것 다이어그램 자료간의관계를점, 선, 기호등을사용하여트리 ( 계층 ) 형태나그래프형태로구조화한것 < 계층형 > < 그래프형 > 42
데이터베이스의개념과필요성 (78p) 데이터베이스 (database) 여러사람이공유할수있도록통합하여관리되는데이터의집합 데이터베이스의특징 여러사람이자료를공유 실시간으로정확한데이터를유지 자료수정시전체사용자에게반영 자료저장시최소한의중복저장을허용 통합하여저장하기때문에저장공간절약 43
정보관리의개념 (77p) 중복저장된자료에의해발생할수있는문제점 일관성 (consistency) 문제 중복데이터들간의내용불일치 경제성 (economics) 문제 중복저장을위한시간적, 공간적비용증가 보안성 (security) 문제 중복데이터들에대한동일수준보안유지의어려움 44
데이터베이스의개념과필요성 (78p) 데이터베이스의구성요소 테이블 (table) 같은유형의개체들의집합 릴레이션 (relation) 이라고도하며열과행으로구성 레코드 (record) 한개체가가지는속성값들의집합 투플 (tuple) 이라고도하며테이블의한행을의미 45
데이터베이스의개념과필요성 (78p) 데이터베이스관리시스템 (DBMS) 데이터베이스를생성하고관리하는기능을제공하는소프트웨어 종류 액세스 (Access) 오라클 (Oracle) 인포믹스 (Informix) MySQL 비상업용 ( 무료 ) 46
데이터베이스의개념과필요성 (78p) 스프레드시트및 DBMS 에서사용하는데이터관리기능 정렬 필터 지정한기준에따라자료를오름차순이나내림차순으로배열하는기능 지정한조건에해당되는자료를추출하는기능 47
Ⅲ-3 문제해결과프로그래밍 1 추상화 2 알고리즘 3 프로그래밍
프로그래밍언어의이해 프로그래밍언어 (programming language) 컴퓨터가해야될일을지시하기위해만든언어 종류 고수준언어 : 베이직, C, JAVA, 파이선 저수준언어 : 어셈블리 49
프로그래밍언어의이해 고수준언어 vs 저수준언어 고수준언어 저수준언어 사람이이해하기쉬운언어 처리 ( 번역 ) 속도가느림 프로그램작성이쉬움 호환성높음 다양한 CPU에서실행 기계가이해하기쉬운언어 처리 ( 번역 ) 속도가빠름 프로그램작성이어려움 호환성낮음 특정 CPU에서만실행 C Language Assembly Language Machine Language 50
프로그래밍언어의이해 프로그래밍 (programming) 주어진문제를해결하기위해컴퓨터프로그램을만들고실행하는전과정 절차 문제분석 입출력설계 알고리즘설계 코딩 프로그램실행 코딩 (coding) 프로그래밍언어를사용하여프로그램을작성하는것 좁은의미의프로그래밍 51
프로그래밍의개요 변수와상수 변수 (variable) 프로그램이실행되는동안사용하는값을저장하는공간 상수 (literal) 연산에사용되거나변수에저장되는값 ( 데이터 ) 52
프로그래밍의개요 변수선언하기 저장할자료형과변수이름을지정하여변수를만드는것 int x, y ; 53
프로그래밍의개요 변수에값저장하기 int x, y ; x = 5 ; 54
프로그래밍의개요 변수에값저장하기 int x, y ; x = 5 ; y = x + 7 ; 55
프로그래밍의개요 변수에저장된값출력하기 int x, y ; x = 5 ; y = x + 7 ; printf( %d, y ) ; 출력되는값은? 12 56
제어구조 제어구조 (control structure) 란 프로그램의처리 ( 실행 ) 흐름을제어하기위해 사용되는문장의구조 57
제어구조 제어구조종류 순차구조 : 처리순서가한방향으로진행되는구조 선택구조 : 조건에따라처리순서가다르게진행되는구조 반복구조 : 조건을만족하는동안처리가반복하여진행되는구조 순차구조선택구조반복구조 58
제어문 제어문 조건에따라특정문장을선택하여실행하거나, 특정문장을반복적으로실행하는제어구조를만드는명령문 제어문종류 선택문 선택구조를만드는명령문 C 언어의선택문 : if, switch 반복문 반복구조를만드는명령문 C 언어의반복문 : for, while 59