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해시 테이블(Hash Table)의 구조와 활용 사례

1. 해시 테이블이란? 해시 테이블(Hash Table)은 키-값(Key-Value) 구조를 활용하여 데이터를 빠르게 저장하고 검색하는 자료구조이다. 해시 함수를 이용해 데이터를 특정한 위치에 저장하고, 필요한 값을 빠르게 찾을 수 있도록 한다. 해시 테이블은 **배열(Array)과 연결 리스트(Linked List)**를 조합하여 빠른 탐색, 삽입, 삭제가 가능한 자료구조이다.1-1. 해시 테이블의 기본 원리**해시 함수(Hash Function)**를 사용하여 키(Key)를 특정 인덱스(Index)로 변환한다.변환된 인덱스에 해당 데이터를 저장한다.검색할 때도 동일한 해시 함수를 사용하여 데이터를 빠르게 찾을 수 있다.2. 해시 테이블의 동작 과정2-1. 데이터 저장 과정키(Key)를 해시 함수(Ha..

컴퓨터공학 2025.03.16

탐색 알고리즘 개념 (이진 탐색, DFS, BFS)

1. 탐색(Search) 알고리즘이란?탐색 알고리즘은 원하는 데이터를 찾기 위한 방법론이다. 다양한 데이터 구조에서 탐색할 수 있으며, 효율적인 탐색을 위해 알고리즘을 적절히 선택하는 것이 중요하다. 대표적인 탐색 알고리즘에는 **이진 탐색(Binary Search), 깊이 우선 탐색(DFS), 너비 우선 탐색(BFS)**가 있다.2. 이진 탐색 (Binary Search)2-1. 이진 탐색 개념이진 탐색은 정렬된 배열에서 특정 값을 찾는 효율적인 알고리즘이다. 일반적인 선형 탐색(순차 탐색, O(n))보다 빠르게 동작하며, **시간 복잡도는 O(log n)**이다. 2-2. 이진 탐색 동작 원리배열의 중간 값을 확인한다.찾고자 하는 값이 중간 값보다 작으면 왼쪽 부분 배열을 탐색한다.찾고자 하는 값이 ..

컴퓨터공학 2025.03.16

정렬 알고리즘 비교 (버블 정렬, 퀵 정렬, 병합 정렬)

1. 정렬 알고리즘이란?정렬 알고리즘은 주어진 데이터 집합을 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하는 방법을 의미한다. 정렬 방식에 따라 성능 차이가 크며, 상황에 따라 적합한 알고리즘을 선택하는 것이 중요하다. 정렬 알고리즘의 성능은 **시간 복잡도(Time Complexity)**와 **공간 복잡도(Space Complexity)**를 기준으로 평가된다. 시간 복잡도: 데이터 개수(n)에 따른 연산 횟수 (Best / Average / Worst Case 분석)공간 복잡도: 추가적으로 필요한 메모리 사용량2. 버블 정렬 (Bubble Sort) 버블 정렬은 가장 단순한 정렬 알고리즘 중 하나로, 인접한 두 개의 데이터를 비교하여 큰 값을 뒤로 보내는 방식을 반복한다. 즉, 가장 큰 값이 거품처럼 위로 올라..

컴퓨터공학 2025.03.15

파이프라이닝(Pipelining)과 성능 최적화

1. 파이프라이닝(Pipelining)이란? 파이프라이닝(Pipelining)은 CPU에서 여러 명령어를 동시에 처리하여 성능을 향상시키는 기술이다. 하나의 명령어가 완료될 때까지 기다리는 것이 아니라, 여러 개의 명령어를 겹쳐서 실행함으로써 CPU의 활용도를 극대화할 수 있다. ✅ 비유: 자동차 조립 라인전통적인 방식: 한 명이 자동차 한 대를 완성한 후 다음 차를 제작파이프라이닝 방식: 조립 공정을 나누어 여러 명이 동시에 여러 대를 제작📌 즉, 파이프라이닝은 각 단계별로 작업을 나누어 병렬로 처리하여 CPU 성능을 높이는 기법이다.2. 파이프라이닝의 기본 원리 파이프라이닝은 명령어 실행을 여러 단계로 나누어 처리하는 방식이다. 일반적으로 5단계 파이프라인이 사용된다. ✅ CPU의 5단계 파이프라인..

컴퓨터공학 2025.03.15

RISC vs CISC 아키텍처 비교

1. RISC와 CISC 개요 컴퓨터의 CPU(중앙처리장치)는 명령어 집합(Instruction Set Architecture, ISA)을 기반으로 동작한다. CPU의 명령어 집합 아키텍처는 크게 RISC(Reduced Instruction Set Computer, 축소 명령어 집합 컴퓨터) 와 CISC(Complex Instruction Set Computer, 복잡 명령어 집합 컴퓨터) 두 가지 방식으로 나뉜다.RISC: 단순한 명령어 집합을 사용하여 실행 속도를 높이는 방식CISC: 다양한 명령어를 제공하여 소프트웨어 개발을 쉽게 하는 방식📌 쉽게 이해하면, RISC는 간단한 명령어를 빠르게 실행하는 방식이고, CISC는 복잡한 명령어를 한 번에 처리하는 방식이다.2. RISC 아키텍처란? (Re..

컴퓨터공학 2025.03.14

컴퓨터 버스(Bus) 구조와 동작 원리

1. 컴퓨터 버스(Bus)란?컴퓨터에서 **버스(Bus)**란 데이터, 명령어, 주소 등 정보를 컴퓨터 내부에서 주고받기 위한 통로를 의미한다. CPU, 메모리, 저장 장치, 입출력 장치 등이 서로 데이터를 주고받을 때 반드시 버스를 거쳐야 하며, 버스의 성능이 곧 컴퓨터의 전체 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다. 📌 버스의 역할✔ CPU, RAM, 저장 장치, 그래픽 카드 등 다양한 하드웨어 간의 데이터 전송✔ CPU가 메모리에서 데이터를 읽거나 쓰는 과정 관리✔ 컴퓨터의 여러 장치들이 원활하게 작동하도록 신호를 주고받는 기능 📌 실생활 예시 버스(Bus)라는 단어의 의미 그대로, 컴퓨터 내에서 데이터가 이동하는 경로를 제공하는 고속도로와 같은 역할을 한다. 사람들이 버스를 타고 목적지로 이동하..

컴퓨터공학 2025.03.14

CPU의 구조와 역할 (ALU, 레지스터, 캐시 등)

1. CPU의 주요 구성 요소1-1. CPU의 구조와 역할 (ALU, 레지스터, 캐시 등) 컴퓨터의 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU)는 모든 연산과 명령 처리를 담당하는 핵심 부품이다. CPU는 사용자가 입력한 명령을 해석하고, 데이터를 처리하며, 필요한 연산을 수행하여 최종적인 결과를 출력한다. CPU의 성능은 컴퓨터의 속도와 직결되며, 이를 최적화하기 위해 다양한 구조적 요소들이 포함되어 있다. 이번 글에서는 CPU의 구조와 주요 역할에 대해 상세히 살펴본다. CPU는 내부적으로 여러 가지 하위 구성 요소들로 이루어져 있으며, 각 요소는 서로 협력하여 프로그램 실행을 처리한다. 1) 산술 논리 연산 장치(ALU, Arithmetic Logic Unit)CPU에서 *..

컴퓨터공학 2025.03.13

HTTP와 HTTPS 차이점 및 전환 방법

1. HTTP와 HTTPS의 차이1-1 HTTP (HyperText Transfer Protocol)데이터를 암호화하지 않고 전송하는 기본 프로토콜웹사이트와 사용자가 주고받는 정보가 평문(Plain Text) 상태로 전송됨중간에서 데이터를 가로채는 **"중간자 공격(Man-in-the-Middle, MITM)"**에 취약함로그인 정보, 카드 번호 같은 민감한 정보가 보호되지 않음웹사이트 주소가 http://로 시작함📌 HTTP는 보안이 적용되지 않아 해커가 데이터를 쉽게 가로챌 수 있는 상태라고 볼 수 있다. 1-2 HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure)HTTP에 SSL/TLS 암호화를 적용하여 보안을 강화한 버전데이터가 암호화(Encryption) 되어 전송되므로..

컴퓨터공학 2025.03.13

DNS (Domain Name System)란?

1. DNS 개념 및 필요성 DNS(Domain Name System)는 IP 주소와 도메인 이름을 매핑하는 시스템이다. 즉, 사람이 이해하기 쉬운 도메인 주소(예: www.google.com)를 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 주소(예: 142.250.190.46)로 변환하는 역할을 한다. ✅ DNS의 필요성✔ 사람들이 기억하기 쉬운 주소(도메인)로 웹사이트에 접근할 수 있도록 함✔ 네트워크 성능 향상 (DNS 캐싱, 로드 밸런싱 등)✔ IP 주소가 변경되더라도 도메인 주소를 유지할 수 있어 유연한 관리 가능 📌 DNS 작동 방식 예시1️⃣ 사용자가 브라우저에서 www.naver.com 입력2️⃣ DNS 서버가 www.naver.com의 IP 주소를 조회3️⃣ 해당 IP 주소(예: 223.130.200..

컴퓨터공학 2025.03.12

TCP vs UDP: 차이점과 사용 사례

1. TCP와 UDP란?TCP(Transmission Control Protocol)와 UDP(User Datagram Protocol)는 네트워크에서 데이터를 전송하는 대표적인 전송 계층(Transport Layer) 프로토콜이다. 각 프로토콜은 데이터 전송 방식과 신뢰성, 속도 등에서 차이가 있으며, 인터넷과 네트워크 통신에서 핵심적인 역할을 수행한다. ✅ TCP: 신뢰성이 중요한 데이터 전송을 위한 연결 지향(Connected) 프로토콜✅ UDP: 빠른 속도가 중요한 데이터 전송을 위한 비연결(Connectionless) 프로토콜 📌 TCP vs UDP의 차이점 한눈에 비교 특징TCP (연결 지향)UDP (비연결 지향)연결 방식3-Way Handshake 방식으로 연결 설정 후 데이터 전송연결 없..

컴퓨터공학 2025.03.12