컴퓨터공학 11

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

RAID(복수 하드디스크 구성 방식) 개념과 종류

1. RAID란? (RAID 개념과 필요성) RAID(Redundant Array of Independent Disks, 복수 독립 디스크의 중복 배열)는 여러 개의 하드디스크(HDD) 또는 SSD를 하나의 논리적 장치로 묶어 성능을 향상시키고, 데이터 보호 기능을 강화하는 기술이다. RAID는 단순한 저장 방식이 아니라, 데이터를 여러 디스크에 나누어 저장하거나, 중복 저장하여 장애 발생 시 데이터를 복구하는 기능을 제공한다. ✅ RAID의 핵심 목표1️⃣ 데이터 보호 – 하나 이상의 디스크가 고장 나더라도 데이터를 복구할 수 있도록 설계2️⃣ 스토리지 성능 향상 – 여러 개의 디스크를 병렬로 사용하여 읽기/쓰기 속도를 증가3️⃣ 효율적인 디스크 사용 – 디스크 공간을 효과적으로 활용하여 데이터 저장 ..

컴퓨터공학 2025.03.08

파일 시스템(File System)이란?

1. 파일 시스템의 주요 개념파일 시스템(File System)은 운영체제(OS)가 데이터를 저장하고 관리하는 방식을 의미한다. 운영체제는 하드디스크(HDD), SSD, USB, 메모리 카드 등 다양한 저장 장치(Storage Device)를 효율적으로 활용하기 위해 파일과 디렉터리를 조직화하고 접근하는 체계적인 방법을 제공한다. 📌 파일 시스템의 역할✅ 데이터를 효율적으로 저장하고 검색할 수 있도록 함✅ 파일과 폴더를 계층 구조로 조직화하여 관리✅ 파일 이름, 확장자, 크기, 생성 및 수정 날짜, 권한 등 메타데이터를 저장✅ 데이터 무결성을 유지하고, 손상된 파일을 복구하는 기능 제공✅ 사용자 및 프로세스 간의 접근 권한을 관리하여 보안성 강화1-1. 파일(File)과 디렉터리(Directory) 개..

컴퓨터공학 2025.03.08

데드락(Deadlock)이란? 원인과 해결 방법

1. 데드락(Deadlock)이란?데드락(Deadlock, 교착 상태)이란, 두 개 이상의 프로세스가 서로의 자원을 기다리면서 무한히 대기하는 상태를 의미한다.즉, 각 프로세스가 필요한 자원을 다른 프로세스가 점유하고 있어 서로 양보하지 않으면, 영원히 실행되지 못하는 상태가 된다. 운영체제에서는 여러 개의 프로세스가 한정된 시스템 자원을 공유하기 때문에, 적절한 자원 관리가 이루어지지 않으면 데드락이 발생할 수 있음1-1. 쉽게 이해하는 데드락 예시데드락은 실생활에서도 비슷한 사례를 찾아볼 수 있다.📌 예시 1: 교차로에서 마주한 차량들이 서로 길을 양보하지 않는 경우네 방향에서 차량이 교차로에 진입했는데, 모두가 먼저 지나가려다 결국 아무도 움직이지 못하는 상태해결되지 않으면 도로가 마비됨 → 데드..

컴퓨터공학 2025.03.06

프로세스 스케줄링(Process Scheduling)이란? 선점형 vs 비선점형 스케줄링 비교

1. 프로세스 스케줄링이란?컴퓨터 운영체제는 CPU와 같은 한정된 자원을 여러 프로세스가 효과적으로 사용할 수 있도록 관리해야 한다. 하지만 CPU는 한 번에 하나의 프로세스만 실행할 수 있기 때문에, 운영체제는 어떤 프로세스를 언제 실행할지를 결정하는 과정이 필요하다. 이때 운영체제가 프로세스를 효율적으로 실행할 수 있도록 CPU 할당 순서를 정하는 과정을 **프로세스 스케줄링(Process Scheduling)**이라고 한다.1-1. 프로세스 스케줄링의 필요성만약 프로세스 스케줄링이 없다면, 어떤 프로세스가 CPU를 차지하면 끝날 때까지 계속 실행되므로, 다른 프로세스는 실행되지 못하고 기다려야 한다.✅ CPU 사용률을 극대화하여 한정된 자원을 최대한 활용✅ 사용자가 여러 프로그램을 실행할 때 멀티태..

컴퓨터공학 2025.03.06

인터럽트(Interrupt)란? 하드웨어 인터럽트 vs 소프트웨어 인터럽트

1. 인터럽트(Interrupt)란?컴퓨터에서 프로세스는 CPU에서 명령어를 순차적으로 실행한다. 하지만 실행 도중에 예기치 않은 이벤트(입출력 요청, 오류 발생, 사용자 입력 등)가 발생할 수 있다. 이때, CPU가 현재 실행 중인 작업을 멈추고 해당 이벤트를 처리할 수 있도록 도와주는 메커니즘이 바로 **인터럽트(Interrupt)**이다.즉, 인터럽트는 컴퓨터 시스템이 특정 이벤트에 신속하게 반응할 수 있도록 하는 중요한 기능이다. 인터럽트가 발생하면, CPU는 현재 실행 중인 작업을 잠시 중단하고, 운영체제가 해당 이벤트를 처리할 수 있도록 제어를 넘긴다.1-1. 인터럽트가 없으면 어떻게 될까?만약 인터럽트가 존재하지 않는다면, 운영체제는 외부 장치(키보드, 마우스, 네트워크 등)의 상태를 계속해..

컴퓨터공학 2025.03.06

프로세스 상태: 생성, 실행, 대기, 종료

1. 프로세스란?컴퓨터에서 프로그램이 실행되면, 운영체제는 해당 프로그램을 **프로세스(Process)**로 관리한다. 즉, 프로세스는 실행 중인 프로그램을 의미하며, CPU와 메모리를 할당받아 동작한다. 운영체제는 컴퓨터의 리소스를 효율적으로 사용하기 위해 여러 개의 프로세스를 동시에 실행할 수 있도록 멀티태스킹(Multitasking) 환경을 제공한다. 이 과정에서 운영체제는 프로세스를 여러 가지 상태로 나누어 관리하며, 각 상태 간 전환이 이루어진다.1-1. 프로세스와 프로그램의 차이많은 사람들이 "프로세스"와 "프로그램"을 혼동하지만, 두 개념은 다르다.  구분 프로그램 프로세스 정의실행 가능한 명령어와 데이터의 집합실행 중인 프로그램저장 위치하드디스크(SSD/HDD)RAM(메모리)실행 여부실..

컴퓨터공학 2025.03.06

가상 메모리(Virtual Memory)의 개념과 작동 원리

1. 가상 메모리란?컴퓨터에서 프로그램을 실행하려면 **RAM(주기억장치, 메인 메모리)**에 로드해야 한다. 하지만 실행해야 할 프로그램이 많거나, RAM 용량보다 많은 데이터를 처리해야 하는 경우 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 운영체제는 **가상 메모리(Virtual Memory)**를 활용하여 RAM보다 더 많은 용량을 사용할 수 있도록 지원한다. 즉, 실제 물리적 메모리(RAM)보다 더 큰 "가상의 메모리 공간"을 제공하여 메모리 부족 문제를 해결하는 기술이다.1-1. 가상 메모리의 핵심 개념프로세스는 실제 RAM보다 더 많은 메모리를 사용할 수 있음하드디스크(SSD/HDD)의 일부를 가상 메모리로 사용하여 RAM처럼 활용프로그램 실행 시 필요한 부분만 RAM에 올리고, 나머지는 디스크에 ..

컴퓨터공학 2025.03.05

프로세스와 스레드의 차이: 개념과 실행 방식

1. 프로세스와 스레드란? 기본 개념 이해컴퓨터에서 프로그램을 실행하면 **프로세스(Process)**가 생성된다.프로세스는 실행 중인 프로그램을 의미하며, 내부에서 여러 개의 **스레드(Thread)**를 가질 수 있다.프로세스(Process): 실행 중인 하나의 독립적인 프로그램스레드(Thread): 프로세스 내에서 실행되는 작업의 단위1-1. 프로세스(Process)의 특징운영체제가 할당하는 독립적인 작업 단위각각의 프로세스는 별도의 메모리 공간을 가짐다른 프로세스와 독립적으로 실행됨1-2. 스레드(Thread)의 특징프로세스 내부에서 실행되는 작은 실행 단위같은 프로세스 내에서는 메모리를 공유함멀티스레딩을 사용하면 동시에 여러 작업을 처리할 수 있음2. 프로세스와 스레드의 차이점 비교 항목 프로..

컴퓨터공학 2025.03.05

운영체제란? 개념과 역할

1. 운영체제(OS)의 개념과 중요성운영체제(Operating System, OS)는 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어를 제어하고, 자원을 효율적으로 관리하는 시스템 소프트웨어다. 사용자가 컴퓨터를 편리하게 사용할 수 있도록 인터페이스를 제공하며, 하드웨어와 애플리케이션이 원활하게 동작하도록 돕는 핵심 역할을 한다.1-1. 운영체제가 없다면?운영체제가 없다면 사용자는 각각의 하드웨어를 직접 제어해야 하고, 프로그램을 실행하기도 어려운 환경이 된다.예를 들어, 운영체제 없이 컴퓨터를 부팅하면 단순한 하드웨어 집합에 불과하며, 키보드, 마우스 등 입력 장치도 인식하지 못한다.OS가 하는 일: 키보드를 입력하면 화면에 표시되도록, 파일을 저장하면 하드디스크에 기록되도록 처리하는 모든 과정이 운영체제를 통해 이루어진..

컴퓨터공학 2025.03.05