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이성몽 2009. 5. 6. 17:50

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정보처리기술사 합격방법서

이성몽

인포드림 2008.03.07

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제 87회 정보관리 기술사 기출문제 풀이 (전체 설명 자료는 자료실 참조)

인터리빙, UML, Aggregation, BcN, 결함 허용 (Fault Tolerant), 용량 관리, 이산 확률 분포, 베르누이, 이항 , 포아송 설명 요약 

 
1. 프로그램 병행성에 대해 다음 물음에 답하시오.
(1) 병행 프로그래밍에서 인터리빙(Interleaving) 동작 방식을 설명하시오.
(2) 아래와 같이 두 개의 프로세스 P1 과 P2가 병행 실행되는 경우 모든 가능한 인터리빙을 보이시오. (표 깨짐, 원본은 자료실) 
2. UML(Unified Modeling Language) 2.0에 대해 다음 물음에 답하시오.
(1) 클래스간의 관계를 나타내는 Association, Aggregation, Composition 에 대해 비교 설명하시오
(2) UML 4-계층 구조에 해당하는 M0 계층, M1 계층, M2 계층, 그리고 M3 계층에 대해 설명하시오.
3. BcN(Broadband Convergence Network)에 대해 다음 물음에 답하시오.
(1) BcN의 출현 배경과 개념에 대해 설명하시오.
(2) BcN 계층별 특성과 향후 발전 방향에 대해 설명하시오.  
4. 가용성 관리는 운영 시스템의 고장을 정확히 측정, 분석하여 장애를 최소화하는 활동이다. 다음 물음에 답하시오.
(1) 응답 시간 지연 및 시스템 중단 원인을 설명하시오.
(2) 결함 허용(Fault Tolerant) 기법을 적용한 가용성 보장 전략을 하드웨어, 소프트웨어적인 측면에서 각각 설명하시오.
5. 웹 기반의 신규 시스템을 도입할 경우, 효율적인 용량 관리는 비즈니스 요구사항을 충족하기 위해 중요하다. 다음 물음에 답하시오.
(1) 주요 자원 용량의 적정성을 확보하기 위해 고려해야 할 핵심 요소를 설명하시오.
(2) 용량 관리를 위한 프로세스 활동을 설명하시오.
6. 다음 이산 확률 분포에 대해 물음에 답하시오.
(1) 베르누이 시행과 베르누이 분포에 대해 설명하시오.
(2) 베르누이 시행과 이항 분포 관계를 설명하시오.
(3) 어떤 모집단의 80%가 특정한 상표의 구두를 좋아한다고 한다. 이 모집단에서 100명을 임의로 추출 했을 때 이 100회의 시행중에서 성공의 수에 대한 기대 확률이 적어도 0.75가 될 수 있는 구간을 설정하시오.
(4) 이항 분포와 포아송 분포와의 관계를 설명하시오.
 
[실전 기출 문제]
1. 프로그램 병행성에 대해 다음 물음에 답하시오.
(1) 병행 프로그래밍에서 인터리빙(Interleaving) 동작 방식을 설명하시오.
(2) 아래와 같이 두 개의 프로세스 P1 과 P2가 병행 실행되는 경우 모든 가능한 인터리빙을 보이시오. (표 깨짐, 원본은 자료실) 
 
[모범답안]
I. 프로그램 병행성의 개요
  가. 프로그램 병행성의 정의
     - 하나의 자원에 다수의 프로그램을 통한 여러 개의 객체들이 동시에 접근하여 작업을 처리하는 작업방법
  나. 프로그램 병행성 확보의 중요성
     - 다수의 응용(application) 활용 : 다수의 응용 간 처리 시간의 동적 공유를 위한 다중 프로그래밍 활용
     - 구조화된 응용 : 모듈화된 설계 원칙과 구조적인 프로그래밍의 확장을 통한 프로그램 구성 기반환경
     - 운영체제 지원 : 시스템 프로그래머도 구조적인 프로그래밍 기법을 사용하며 그 결과 운영체제도
                              다수의 Process와 Thread의 집합으로 구성됨.
   다. 프로그램 병행성 확보를 위한 인터리빙(Interleaving)
     - 병행성 확보를 위해 여러 프로세스들이 매우 짧은 시간 동안 번갈아 가면 수행하는 기법
     - 병행성은 공간의 절약의 효율성과 프로세스들의 긴밀한 상호 작용의 장점이 있으나 프로그램 일관성의
        문제점 야기하며, 병행성 확보를 위해 상호배제가 필요함
     * 상호배제(Mutual exclusion) : 서로 동시에 자원을 읽거나 쓰려는 상태인 경쟁상태(Race condition)를
       해결하는 방법. 공유 자원을 이용하려는 Process와 Thread를 서로 배제시켜 한번에 하나의 프로세스만
       을 작업 할 수 있도록 함     
II. 프로그램 병행성 확보를 위한 인터리빙(Interleaving)의 동작방식
기법
설명
Dekker 알고리즘
상호배제를 처음으로 소프트웨어를 통해 해결한 네덜란드 수학자 데커(Dekker)의 알고리즘
Peterson 알고리즘
1981년에 고안한 간단한 상호배제 알고리즘
turn의 값을 상대방 차례인 듯이 설정
Dijkstra 알고리즘
N-프로세스 상호배제 알고리즘
무기한 연기의 가능성
세마포어
두 개의 원자적 함수로 조작되는 정수 변수로서, 멀티프로그래밍 환경에서 공유 자원에 대한 접근을 제한하는 방법
Eventcount/sequencer를 이용한 기법
은행의 티켓 발행기와 같은 서비스 순서형태
프로세스들간의 동기화 및 상호 배제를 이루는 기법
 
III. 인터리빙(Interleaving) 사례 연구
  - 조건에 따른 모든 동작방식 설명
        그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
 
[실전 기출 문제]
2. UML(Unified Modeling Language) 2.0에 대해 다음 물음에 답하시오.
(1) 클래스간의 관계를 나타내는 Association, Aggregation, Composition 에 대해 비교 설명하시오
(2) UML 4-계층 구조에 해당하는 M0 계층, M1 계층, M2 계층, 그리고 M3 계층에 대해 설명하시오.
 
[모범답안]
I. UML2.0의 개요
  가. UML 2.0의 정의
     - 보다 수준 높은 자동화 기반의 소프트웨어 시스템의 아키텍처를 묘사하기 위한 표준 모델링 언어
  나. UML 2.0 등장배경 (UML 1.0 개정의 이유)
     -  전통적인 CASE 툴 보다 한층 더 수준 높은 자동화를 지원하는 UML 기반의 툴 필요성
     - 수준 높은 자동화를 지원하기 위해서는 원래 표준보다 더 정확한 방식으로 UML을 정의 해야 함
     - 웹 기반 애플리케이션과 SOA등 신기술의 등장
  다. UML 2.0의 향상된 특징  
특징
내용
정확한 언어 정의
MDD에 필요한 고급 자동화를 지원
모델의 모호함과 부정확성을 없애고 프로그램이 모델을 변형 및 조작을 가능케 함
향상된 언어 구조
사용자가 언어에 보다 쉽게 접근할 수 있고 툴들 간 내부 작동을 활성화 할 수 있는 모듈식 구조
규모가 큰 시스템의
모델링 향상
현대 시스템은 더욱더 복잡해지고 있는 추세로 이를 지원하기 위해 유연한 새로운 계층 기능이 언어에 추가되어 소프트웨어 모델링을 지원
도메인 스팩의 특성화
지원 향상
" 확장" 메커니즘 이용
기본적인 언어가 보다 정확하고 단순해지도록 정리 되었음
다양한 모델링 개념들의 정리, 개념화, 정의
보다 단순하고 일관성 있는 언어
중복된 개념을 제거하고, 많은 정의들을 정리하고, 텍스트 정의와 예제 추가
 
II. UML2.0의 클래스간의 관계 표현
   가. ASSOCIATION              
   나. AGGREGATION
   다. COMPOSITION
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
III.UML 2.0표준의 구성 및 4-계층 구조
  가. UML 2.0 표준의 구성 (4개의 파트로 구성)  
Part
설명
상부구조(Superstructure)
13개의 다이어그램과 그 다이어그램에 등장하는 요소들에 대한 명세
(행위형 다이어 그램)
하부구조 (Infrastructure)
상부구조에 대한 기본이 정의
(메타모델)
Object Constraint Language
객체제약언어
Diagram Exchange
UML 도구들이 다이어그램을
교환하기 위해 필요한 명세
   나. 4-계층 구조 (OMG 4계층 메타모델) 
계층
설명
M3
MOF(Meta Object Facility)는 M2 수준에 속한 메타 모델을 정의하는 메타메타 모델
M2
UML 기반의 설계를 가능케 하는 어트리뷰트, 클래스, 인스턴스 등과 같은 모델 요소를 정의하는 메타 모델
UML 2.0의 하부구조는 4계층 메타 모델 관점에서 M2 수준의 UML 메타 모델임
M1
시스템 분석가나 설계자들이 일반적인 모델링 케이스 도구를 통해 특정 도메인 시스템을 설계한다고 했을 때의 메타 모델 수준(level)
사용자 모델을 도식하게 되는 수준
M0
모델이 만들어낸 코드 실행수준의 단계
 
IV. UML2.0의 효과적 활용 방안
        그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
 
[실전 기출 문제]
3. BcN(Broadband Convergence Network)에 대해 다음 물음에 답하시오.
(1) BcN의 출현 배경과 개념에 대해 설명하시오.
(2) BcN 계층별 특성과 향후 발전 방향에 대해 설명하시오.  
 
[모범답안]
 
I. BcN의 개념 및 출현배경
  가. BcN의 개념
    - 유무선 및 통신/방송 등이 융합되는 정보통신
       환경에서 품질이 보장되는 광대역 멀티미디어
       서비스를 언제 어디서나 끊김 없이 이용할 수 있는
       차세대 통합 네트워크
 
  나. BcN의 출현배경
구분
출현배경
설명
국가 기간
산업 측면
국가 프로젝트 추진을 통한 신규고용창출 및 미래 IT산업 성장 견인
경제위기 극복 및 IT 선도국가로의 도약기반 마련
정보통신 환경의 새로운 디지털 융합 패러다임 전개에 적극 대응
정보통신 서비스는 IT기술 및 비즈니스의 융합기반 광대역화 및 이동성을 지향하며 발전
기술적
측면
국가적 각종 첨단 기술개발 프로젝트의 핵심 기반 제공
BT, NT등 첨단기술 및 유비쿼터스 환경 구현의
핵심 인프라
지식정보화의 전면화를 위한 정보인프라의 고도화 필요
언제 어디서나 품질이 보장되는 광대역 멀티미디어 서비스를 안전하게 이용할 수 있는 정보인프라의 질적 고도화 필요
 
II. BcN의 주요계층 및 계층별 특성
  가. BcN의 주요계층
        그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
   나. BcN의 계층별 특성 및 기술요소
        그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
III. BcN의 구축 발전뱡향
  가. BcN 표준모델을 통한 상용망 보급확산                        나. BcN 기반 다양한 서비스 창출
IV. BcN의 성공적 구축 및 발전을 위한 고려사항
        그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
 
[실전 기출 문제]
4. 가용성 관리는 운영 시스템의 고장을 정확히 측정, 분석하여 장애를 최소화하는 활동이다. 다음 물음에 답하시오.
(1) 응답 시간 지연 및 시스템 중단 원인을 설명하시오.
(2) 결함 허용(Fault Tolerant) 기법을 적용한 가용성 보장 전략을 하드웨어, 소프트웨어적인 측면에서 각각 설명하시오.
 
[모범답안]
I. 비즈니스사업의 안정적 수행을 위한 가용성 개요
  가. 기업환경에서의 가용성의 중요성
    - 가용성 관리는 운영시스템의 고장을 정확히 측정 분석하여 장애를 최소화 하는 활동으로
       가용성 확보는 비즈니스 사업의 안정적 수행을 위한 필수 기본 요소임
  나. 가용성에 대한 기업의 노력
    - 가용성 원인요소 제거 : 가용성 확보에 저해되는 장애에 대한 근본원인요소 파악 및 제거가 중요
    - IT 입장에서의 기술적 보강 : 가용성 보장을 위한 IT 기반기술 확보를 통해 비즈니스 최적화 지원
II. 가용성을 저해하는 주요 원인
   가. 응답시간 지연의 주요 원인
구분
주요원인
해결방안
응용시스템
- 부적절한 Source Code : 비 효율적 분기 Logic / Looping, 잘못된 SQL구문, 개발자 역량부족
프로그램 코딩 Rule수립/준수
테스트/출하검사 강화, 개발자 역량강화
DBMS
- BiZ 환경특성을 고려 못한 잘못된 Parameter
- DB Performance 튜닝 부족 / Dead Lock
주기적 모니터링 기반 DBMS 최적화
DB 성능 진단 및 튜닝 실시
H/W
- 물리적 H/W Resource 부족
- H/W (Patch, Upgrade 등) 유지보수 미흡
시스템 중요도에 따른 투자검토
체계적 HW 유지보수 수행
N/W
- 대량 트래픽에 따른 NW Resource 초과
- DOS, DDOS, 해킹 등의 보안 침해
계획적인 NW자원 활용 및 투자 검토
보안 솔루션 확보
 
   나. 시스템 중단의 주요원인  
구분
주요원인
해결방안
응용시스템
- Source Code 오류 : Thread, Connection Pool
- 잘못된 SQL구문 : 대량정보 Full Scan
표준개발 프로세스 및 개발자 역량강화
모니터링 체계확보 및 조기 조치
DBMS
- DB Session Dead Lock에 따른 DBMS Down
- 물리적 Storage Fault
주기적 모니터링 및 즉시복구체계 확보
H/W
- H/W (Server, Disk 등) Fault 발생
- 천재지변 / 정전 등 기타 물리적 장애
Fault Tolerant, HA 구성
Load Balancing , 백업체계확보
N/W
- 물리적 Fault 및 보안 침해
Dual NW 환경구성 및 백업/복구 체계 확보
III. 결함허용기법을 이용한 가용성 보장 전략
   가. 일반적 결함허용 기법
구 분
내 용
 에러탐지 코드
장애 발생 가능한 Source Code에 대한 에러 탐지
 프로토콜 감시
프로토콜 모니터링 및 추적에 따른 결함허용 기법 적용
 나. HW 및 SW 측면 결함허용 기법
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
IV. 가용성 확보를 통한 기업의 기대효과
 
[실전 기출 문제]
5. 웹 기반의 신규 시스템을 도입할 경우, 효율적인 용량 관리는 비즈니스 요구사항을 충족하기 위해 중요하다. 다음 물음에 답하시오.
(1) 주요 자원 용량의 적정성을 확보하기 위해 고려해야 할 핵심 요소를 설명하시오.
(2) 용량 관리를 위한 프로세스 활동을 설명하시오.
 
[모범답안]
I. 웹 기반 신규시스템 도입 시 검토 요소 및 용량관리의 중요성
 가. 웹 기반 신규 시스템 도입 시 중요 검토 요소
   - 비즈니스 요구사항 충족도 : 비즈니스 Needs에 따른 기능적/성능적 시스템 만족도
   - 시스템 성능 및 제공기능에 대한 사용자 활용성
   à 효율적이고 체계적인 용량관리의 검토 및 수행이 필요함
 나. 용량관리의 개념과 중요성
   - 서비스 수준 계약(SLA)이나 IT 내부의 운영 수준 계약(OLA)에 명시된 성능 수준을 유지하면서 합당한
      비용으로 사용자 요구를 충족시킬 수 있는 서비스 솔루션 용량을 계획, 크기 조정 및 제어하는 프로세스
   - 용량 관리의 목표는 적절한 비용의 IT 용량을 준비하고 현재와 미래의 비즈니스 요구에 맞게 관리하는 것
   à 효율적인 용량관리 체계확보를 위해 핵심고려요소 확인 후 체계적 프로세스 구축 및 준수 필요
  
II. WEB시스템 용량관리의 적정성 확보를 위한 핵심고려요소
 가. 비즈니스 측면 용량관리 핵심고려요소  
관점
핵심고려요소
세부 내용
서비스 요구
웹 환경 비즈니스 가용성
웹시스템 활용도
서비스 수준 목표(SLO)
서비스 제공 기준 ( 24*365 등)
사용자 수 및 동시 사용자 수
SLO에 맞는 IT 용량계획/구현
재무 관점
투자비용대비 시스템 중요도
장애에 따른 비즈니스 영향도
비용과 비즈니스 요구에 따른 Trade-off
무장애 확보 정도 및 시스템 복구 한계시간
 
나. 기술적 측면 용량관리 핵심고려요소
관점
핵심고려요소
세부 내용
Network
가용회선
트래픽 발생 수
보안성 확보
장애예방 중요도
최대연결 Port수, 동시 사용자 수
라우팅/스위칭 장비의 성능 요구사항
방화벽, IDS, IPS 등의 성능요구사항 고려
Fail-Over, Load Balancing, Back up & Recovery
Server
CPU
MEMORY
DISK
CPU사용률, 최대 프로세스 수 등
Shared Memory, Memory 사용률 등
Log, Archive, Back up & Recovery
Database
Storage 활용방법
장애복구 중요도
응답속도 및 성능
SAN / NAS / DAS 등
Back up & Recovery
검색 및 저장/활용 요구 성능
다. 관리적 측면 용량관리 핵심고려요소
관점
핵심고려요소
세부 내용
정책/조직
시스템 운영 정책
시스템 운영 조직
IT거버넌스, 관리통제 기준, SLA 등 고려
직접운용, ITO, Utility Computing 등
프로세스
시스템 운영 및 관리
실시간 서비스 여부, 운영 및 관리 프로세스 기준
III.웹 시스템의 용량관리를 위한 주요 프로세스 활동
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
VI. 효과적인 용량관리 관리수행 지침
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
  
[실전 기출 문제]
6. 다음 이산 확률 분포에 대해 물음에 답하시오.
(1) 베르누이 시행과 베르누이 분포에 대해 설명하시오.
(2) 베르누이 시행과 이항 분포 관계를 설명하시오.
(3) 어떤 모집단의 80%가 특정한 상표의 구두를 좋아한다고 한다. 이 모집단에서 100명을 임의로 추출 했을 때 이 100회의 시행중에서 성공의 수에 대한 기대 확률이 적어도 0.75가 될 수 있는 구간을 설정하시오.
(4) 이항 분포와 포아송 분포와의 관계를 설명하시오.
 
[모범답안]
I. 확률분포 이해
   가. 확률분포의 개념
     - 확률변수가 취하는 범위(x)와 각 값을 취할 확률 f(x)를 표시 한 것
   나. 확률분포의 종류
     - 이산확률분포 : 사건이 취하는 경우의 수가 떨어져 있을 때
     - 연속확률분포 : 사건이 취하는 경우의 수가 연속적일 때
II. 베르누이 시행과 베르누이 분포
   가. 베르누이 시행
     - 한번의 실험에 오직 두 가지의 결과만 가능한 시행
     - 각 실험은 서로 독립적(independent) 이다.
     - 각 실험의 성공확률은 P로 동일하다.
   나. 베르누이 분포
     - 베르누이 시행결과에 따른 결과값으로 이루어진 분포
     - 확률변수 X를 베르누이 실행의 결과라 정의 하자.
        즉 성공이면 X=1, 실패면 X=0이라고 할 때
        확률변수 X의 확률밀도함수는 오른쪽 식과 같으며
        이를 베르누이 분포라고 한다.
     - 베르누이 분포에서 p를 모수(parameter)라 한다.
       여기서 모수의 의미는 그 값을 알면 확률밀도함수를 그릴 수 있다, 즉 확률을 계산할 수 있다는 의미임
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
 
III. 베르누이 시행과 이항 분포관계
   가. 이항분포의 정의
    - 성공률이 p인 베르누이 시행이 n번 독립적으로 시행될 때 형성되는 분포
   나. 베르누이 시행과 이항 분포관계
    - 확률변수 X를 n번의 베르누이 시행에서 성공회수라 정의할 때
       확률변수 X의 확률밀도함수는 다음과 같으며 이를 이항분포(binominal distribution)라 한다.
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
 
IV. 이항분포 사례에 따른 문제 풀이
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)   
V. 이항분포와 포아송 분포와의 관계
  - 포아송 분포는 이항분포의 특수한 경우로서 베르누이 시행에서 시행횟수 n이 무한대이고
     성공확률 P가 0에 가까울 때의 확률분포
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
  - 이항분포와 포아송 분포의 비교
구분
정의
사례
이항분포
2개의 확률 결과에 대한 분포
동전을 5번 던져 앞면 3번나올 확률
포아송 분포
단위시간 동안 발생하는 특정확률 분포
24시간 동안 발생하는 제품 불량의 수
         그림, 표 깨짐: 원본은 자료실에서 참조 (자료실 바로가기)  
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