정보통신 : 기술 면접 준비 1 통신 개요, 데이터 전송 기초

지난 운영체제 시리즈가 반응이 좋아 정보통신 또한 시리즈로 만들어 정리 해보겠다.

데이터와 정보의 차이는 무엇일까?

 

데이터(Data)

• 사상, 개념, 의사, 명령 등을 표현한 것

• 인간( 또는 기계)이 감지할 수 있도록 기호(문자, 숫자 등)으로 형식화한 것

 

그렇다면 정보란?

 

 

즉 데이터를 가공 하여 특정 목적에 사요 할 수 있도록 만든 것이 정보이다.

 

위에 글에 수식이 뭔지 이해가 잘 안 가도 괜찮다 위 수식들은 데이터와 정보의 진화과정을 나타낸 것이다.

아래 설명을 보면 이해 할 수 있을거라 생각한다.

 

 

데이터와 정보의 진화과정 

 

벽돌, 풍선, 시멘트, 부엌칼, 못, 망치, 톱, 나무, 사과, 무궁화, 할미꽃, 제비, 오리, 닭, 수박, 포도 …  => 데이터(Data)

집 짖는데 필요한 재료는? 벽돌+시멘트+못+망치+톱+나무+… = 건축 자재와 공구  =>정보(Information)

집을 지으려면 무엇이 필요하지?  => 지식(Knowledge) 

이 재료들이 있으면 무엇을 할 수 있지?  => 지능(Intelligence)

 

즉

모든데이터 + 의미 = 정보

모든 정보들을 더하면 => 지식 

모든 지식들을 더하면 => 지능 

 

어떤가 이해가 되는가?

앞으로 설명할 내용도 어렵게 생각하지 않았으면 좋겠다.

 

 

통신 기본 구성 요소

수신원 / 정보원(Sink / Source)

• 정보에 대한 수신 또는 송신 장치 

 

전송 매체(Media)

• 정보 전송을 위한 수단

• 예: 통신 케이블, UTP 케이블, RF 등      ------- 흔히들 여기까지를 3요소

 

전송 대상물(Information/Contents)          ------- 여기까지를 4 요소라고 말한다.

• 송/수신 메시지

• 예: Text, Video, Voice etc.

 

요약: 통신을 하는데 있어서 이러한 3 요소, 4요소가 필요하다 .

 

 

그렇다면 정보 통신은 무엇일까?

---

세부적으로 보면 위 그림처럼 정보통신이라는 큰 틀 안에

데이터 통신이 있는 것이다. 위 그림 내용을 아래 글을 통하여 차차 공부 해보자.

 

정보 통신(Information Communication) == 정보 통신 시스템 

• 데이터 통신 기술 + 정보 처리(가공, 변환, 저장 등)
• 정보 통신 시스템의 기능
  •  거리와 시간을 극복
  •  자원(프로세서, 데이터/정보, 주변장치 등)의 공유
    • -대용량 파일의 공동 이용
  • 정보 전송의 신뢰성 보장

아래 그림은 정보 통신의 과정이다.

전화를 예로 들어서 설명해보겠다. +통신 기본 구성요소를 위에서 보았다면 쉽게 이해 할수 있다. 

1. 정보 처리 즉 데이터를 입력하는 장치에서 입력을 보낸다. (ex 안녕! 내일 뭐해?)

2. 데이터 전송장치를 통하여 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. (~~ => 01010)

3. 전송 매체를 통해 수신 장치로 들어간다. 

4. 데이터 수신 장치는 다시 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환한다. (0101 => ~~)

5. 정보 수신 장치를 통해 내 목소리를 듣는다.

이 내용은 아래서 좀더 자세히 설명 하도록 하겠다.

 

우선 여기서 2 3 4 과정이 바로 데이터 통신 이다.

 

데이터 통신(Data Communication) 

• 데이터의 처리와 전송 기술 통합 
• 2진 형태의 정보를 목적물로 활용 
• = 컴퓨터 통신(또는 기계간의 통신)

 

이러한 통신 시스템의 발전 과정을 간랸하게 보고 넘어가자 (바로 다음 part 내용을 봐도 무방하지만

아마 이런 발전 과정을 언제 다시 볼 수 있을지 모르니 꼭 한번 보고가자 )

 

---

 

통신 시스템 발전 과정 

1. 모르스(Morse) 부호를 이용한 전신기(Telegraph)

• 전선에 흐르는 전류의 단속(On-Off)에 의한 펄스 신호의 형태로 정보를 전달

(기생충 결말이 생각난다 ㅎ)

 

2. 벨(Bell)의 전화기(Telephone)

• 음성 신호 => (송화기) => 전기 신호 => (수화기) => 음성 신호

 

3. 진공관 교환 시스템(Switching System)

• 여러 개의 수신측이 있을 경우 1:1 통신로를 위해 만들어진 교환 시스템

 

4. PCM(Pulse Code Modulation) 개발

• 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환 후 송신

• 수신된 디지털 신호를 아날로그 신호로 복원

 

5. SAGE(Semi-Automatic Ground Environment)

• 미국의 군사용 반자동 방공 시스템

• 최초의 데이터 통신 시스템

• 컴퓨터가 처음으로 통신분야에 이용된 통신 시스템

6. SABRE(Semi-Automatic Business Research Environment)

• 항공기 좌석 예약 시스템(상업용, 업무용)

• 최초 상업용 통신 시스템

 

7. CTSS(Compatible Time Sharing System)

• 최초 학내 정보 통신 시스템

• 시분할 시스템을 활용

 

8. ARPANET

• 미국 국방부 연구소인 ARPA(Advanced Research Project Agency)에서 시작(1969년~)

• 최초의 패킷 시스템

• 인터넷 기술의 모체

 

9. ALOHA

• 하와이 대학에서 개발(ALOHA : Additive Links On-line Hawaii Area)

• 최초의 무선(라디오) 패킷 네트워크 기술

• 경쟁 방식(예: CSMA, CSMA/CD)의 모체      => 지금의 와이파이 

+ 여담 하와이는 몇개의 섬으로 되어 있어서 선 연결이 힘들었음 

 

10. SNA(Systems Network Architecture)

• IBM에서 개발된 네트워크 시스템

• 데이터 통신 시스템의

 

---

 

정보 통신 시스템의 구성

위에서 살펴본 그림을 기억 하는가? 

 

즉 정보 통신 시스템을 데이터 전송과 , 처리에 따른 관점으로 나누어 세부적 구성요소(계층화)를 살펴보자.

 

 

 

위 그림과 아래 그림은 같은 것이다. 겁먹지 말라 간단하다.

DCE 부터 DCE 가 아래 그림에 해당 한다 

ccu는 출력 장치 즉 서버로 들어가기전 통신이 원활하게 잘 되나 감시하는 놈이다.

ex 추가적으로 Lan은 Lan 연결 블루투스는 블루투스 연결 까지 해줌 

 

 

 

데이터 전송 시스템 

 

단말 장치(DTE : Data Terminal Equipment)

• 사용자 인터페이스 장치(Terminal) – 예: 컴퓨터, 전화기, 휴대폰, 테블릿 등

• 사용자 데이터를 입력 또는 사용자에게 출력

• 전송 제어기능(입출력 제어, 오류 제어, 송수신 제어) 담당

• 송수신 속도 차이를 극복하기 위한 임시 기억 장치의 역할도 수행 

 

데이터 전송 회선  (DCE 부터 DCE) 

• 전송로(매체)에 적합한 신호(아날로그 또는 디지털 신호)로 변경

– 전송로 예: 꼬임선 케이블, 동축 케이블, 광 케이블, RF 등

• 데이터 송수신 동기를 제어

• 전송 조작 절차를 제어

• 오류 검출 및 정정

통신 제어 장치(CCU : Communication Control Unit)

• 송수신 데이터를 제어하고 감시

• 통신 회선의 전송 속도와 프로세서의 처리 속도 사이를 조정

• 전송 문자/메시지의 분해 및 재조립

• 통신 회선 감시 및 접속 순서 제어

• 통신 방식(방향), 다중접속 등을 제어

 

 

이제 마지막으로 이 데이터를 처리하는 (그림으로 서버 == 컴퓨터 == 출력 장치)

데이터 처리 시스템에 대하여 알아보자 

 

데이터 처리 시스템(컴퓨터)

 

2가지 필요 하드웨어 (처리할),  소프트웨어 (처리한 데이터 넘어가게 할)

 

하드웨어

• 중앙 처리 장치(Central Processing Unit)

• 기억장치

• 주변장치

• 입/출력장치 

 

이러한 하드 웨어 각 장치들이 모여서 

 

통신 소프트웨어

• 데이터 송/수신 기능

• 통신 하드웨어 제어 기능

• 사용자 인터페이스 기능

 

---

결국이 데이터(정보) 시스템의 본질은 데이터를 전송 하는 것이다.

 

 

그렇다면 데이터 전송에 대하여 좀더 자세히 알아보자.

 

데이터 전송 기초 

 

데이터와 신호 

• 데이터 => (변조) => 신호 => (복조) =>데이터
• 신호(Signal)
  •  데이터를 전기적(또는 전자적)으로 변환(인코딩)한 형태
  •  시그널링(Signaling): 신호를 전송 매체를 통해 전파하는 행위(action)

 

주기(period)와 주파수(frequency) 

• 주기 : 신호가 한 사이클을 완성하는데 필요한 시간(duration) 
• 주파수 : 1초당 신호가 반복되는 수(단위: Hz) 
• 주기와 주파수의 관계
  •  주기: T
  •  주파수: F

즉 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 이게 한 주기 라면

이 주기 안에서 1초당 신호가 반복 되는 수 가 주파수이다.

 

즉 : 1초당 신호가 반복되는 수인 주파수들의 모임이 스펙트럼인데 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 주기에서 

|

|(신호(1초))

|-----------1000MHz

|

|----------500MHz

|

|

위를 다 합친걸 주파수 라고 한다.

 

---

 

데이터를 전송하는 방식은 크게 2가지 이다.

데이터 전송 방식

 

아날로그 전송

•  “비슷하다(Analogous)”에서 파생
•  연속적으로 변하는 신호
•  전압값이 여러 개
•  자연스러움
•  음성, 음악, 텔레비전 영상, 그림, 사진
•  거리에 따라 신호가 감쇠 (아래와 같은 대안이 있음)
  • 복원: 증폭(amplify)
  • 단, 증폭 시 잡음도 함께 증폭 

 

디지털 전송

• 손가락(Digit)에서 유래

• 이산적인 신호

• 정해진 전압 값(유한 개)

• 인공적

• 단말장치, 컴퓨터, 팩스

---

 

데이터 전송 형태 (실제 전송간 형태)

 

베이스밴드 전송

• 기저 대역 전송 : Baseband Transmission

• 직류의 전기 신호로 전송하는 방식

• 디지털 신호로 전송하는 방식

• 일반적으로 하나의 회선에 하나의 채널을 사용 

 

브로드밴드 전송

• 반송 대역 전송 : Broadband Transmission

• 반송파(carrier wave)의 진폭, 주파수, 위상 등으로 변환(변조) 하여 아날로그로 전송하는 방식

 

 

---

데이터 전송 속도

위 공식을 통하여 데이터 전송 속도를 구할 수 있다.