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컴퓨터과학에서 다루는 하드웨어, 소프트웨어, 인터넷, 그리고 보안 등 전반적인 분야를 역사적 발전 순서로 개략적인 구조와 동작원리 그리고 이들 기술 간에 상호연결 성을 기술하는 책이다. 1장 컴퓨터개요에 양자컴퓨터와 양자컴퓨팅을, 8장 소프트웨어에는 객체지향 개념을 시각적으로 보여주는 스크래치프로그래밍 예를 추가하였다. 9장 운영체제에서는 스마트폰 운영체제를 임베디드시스템 운영체제에 포함시켰다. 마지막으로 제 4차 산업혁명을 15장으로 추가하였다.
저자: 박재년
1장 | 컴퓨터의 개요
1.1 인간과 컴퓨터의 지적활동기능
1.2 컴퓨터의 구성요소와 그 기능
1.2.1 하드웨어적 구성요소
1.2.2 소프트웨어적 구성요소
1.2.3 컴퓨터의 동작원리
1.3 컴퓨터의 역사
1.3.1 수동계산기 시대
1.3.2 자동 계산기 시대
1.3.3 제1세대 진공관 컴퓨터(1950~1957)
1.3.4 제2세대 트랜지스터 컴퓨터 시대(1959~1963)
1.3.5 제3세대 집적회로 컴퓨터(1964~1971)
1.3.6 제4세대 대규모 집적회로 컴퓨터 세대(1972~1985)
1.3.7 제4세대 이후(1986 ~ 현재)
1.4 컴퓨터의 분류
1.4.1 개인용 컴퓨터
1.4.2 워크스테이션
1.4.3 메인프레임 컴퓨터
1.4.4 슈퍼컴퓨터
연습문제
2장 | 정보의 표현
2.1 수의 표현과 연산
2.1.1 진법표현
2.1.2 진법 변환
2.1.3 2진수의 연산
2.2 문자정보의 표현
2.2.1 영문자의 표현
2.2.2 한글의 표현
2.2.3 UCS와 UNICODE
2.3 음성과 영상정보의 표현
2.3.1 음성정보의 표현
2.3.2 영상정보의 표현
2.4 멀티미디어와 디지털융합
2.5 정보의 표현단위
2.6 수의 단위
연습문제
3장 | 컴퓨터 논리회로
3.1 명제와 명제의 합성
3.1.1 논리합
3.1.2 논리곱
3.1.3 논리 부정
3.1.4 부울 대수 연산법칙
3.2 기본 논리회로
3.3 조합 논리회로
3.3.1 반가산기
3.3.2 전가산기
3.3.3 크기 비교기
3.3.4 부호기
3.3.5 해독기
3.3.6 멀티플렉서
3.3.7 디멀티플렉서
3.4 순서논리회로
3.4.1 플립플롭
3.4.2 레지스터
3.4.3 기억 장치
연습문제
4장 | 컴퓨터 회로의 구현
4.1 진공관 회로
4.2 반도체 회로
4.2.1 n형과 p형 반도체
4.2.2 다이오드
4.2.3 트랜지스터
4.2.4 범용게이트 트랜지스터
4.3 집적회로
4.3.1 준비과정
4.3.2 석판 인쇄
4.3.3 검사와 조립
4.3.4 집적회로의 분류
4.4 반도체의 특성과 응용
연습문제
5장 | 컴퓨터의 대화창구
5.1 입력장치
5.1.1 기계적 입력장치
5.1.2 광학적 입력장치
5.1.3 자기적 입력장치
5.1.4 음성입력장치
5.1.5 전파식별장치
5.1.6 센서
5.2 출력장치
5.2.1 프린터
5.2.2 영상 표시장치
5.2.3 비트맵과 윤곽선 글꼴
5.2.4 음성 출력 시스템
5.3 범용 입출력 접속 장치 USB
연습문제
6장 | 저장장치
6.1 자기적 저장장치
6.1.1 쓰기와 읽기 원리
6.1.2 자기테이프 장치
6.1.3 테이프 카트리지
6.1.4 자기디스크 장치
6.1.5 플로피디스크 장치
6.1.6 하드디스크 장치
6.1.7 어레이 디스크
6.2 광학적 저장 장치
6.2.1 빛의 성질과 레이저 기술
6.2.2 CD-ROM
6.2.3 CD-R
6.2.4 CD-RW
6.2.5 DVD
6.2.6 청색광디스크
6.2.7 홀로그래픽 저장장치
6.3 반도체 저장장치
6.3.1 플래시 메모리카드
6.3.2 USB 플래시 드라이브
6.3.3 반도체디스크
6.4 저장장치의 연결형태
6.4.1 네트웍 부착 저장 장치
6.4.2 저장장치 통신망
연습문제
7장 | 컴퓨터의 두뇌
7.1 기억 장치
7.1.1 기억 장치의 구성
7.1.2 번지 선택 원리
7.1.3 기억매체
7.2 연산장치
7.2.1 연산 장치의 구성
7.2.2 가산기
7.3 제어장치
7.3.1 제어장치의 구성
7.3.2 명령 표현형식과 해독
7.3.3 명령의 수행과정
7.4 마이크로프로세서
7.4.1 마이크로프로세서의 역사
7.4.2 마이크로프로세서의 구조
7.5 마이크로컴퓨터
7.5.1 마이크로컴퓨터의 구조
7.5.2 인쇄회로기판
7.5.3 마이크로 컨트롤러
7.6 시스템 온 칩
연습문제
8장 | 소프트웨어
8.1 소프트웨어의 분류
8.1.1 시스템 소프트웨어
8.1.2 응용 소프트웨어
8.1.3 취득방법에 의한 소프트웨어의 분류
8.2 프로그래밍 언어
8.2.1 프로그램 구조
8.2.2 프로그래밍 언어의 분류
8.2.3 프로그램 언어의 표현의 예
8.2.4 프로그램의 수행과정
8.3 프로그램 작성 순서
8.3.1 문제 분석
8.3.2 프로그램 설계
8.3.3 코딩
8.3.4 테스팅
8.3.5 문서화
8.4 소프트웨어 공학
8.5 객체와 객체지향 기술
연습문제
9장 | 운영 체제
9.1 운영체제의 목적
9.2 운영체제의 구성과 기능
9.2.1 입출력 장치 관리
9.2.2 기억 장치 관리
9.2.3 프로세스 관리
9.2.4 파일 관리
9.2.5 운영체제 명령어해석
9.3 컴퓨터 뇌의 운영방법
9.3.1 멀티프로그래밍
9.3.2 멀티태스킹
9.3.3 멀티프로세싱
9.3.4 시분할 처리
9.3.5 실시간 처리
9.3.6 분산 처리
9.4 운영체제의 예
9.4.1 메인프레임 급 MVS 운영 체제
9.4.2 워크스테이션 UNIX 운영체제
9.4.3 개인용 컴퓨터 운영 체제
9.4.4 스마트폰 운영체제
9.4.5 임베디드시스템 운영체제
연습문제
10장 | 자료관리
10.1 입출력 제어시스템
10.2 파일시스템
10.3 파일의 종류
10.3.1 데이터 파일
10.3.2 프로그램 파일
10.3.3 디렉토리 파일
10.3.4 확장자에 의한 파일종류
10.4 파일 구성방법
10.4.1 순차 파일
10.4.2 직접 파일
10.4.3 색인된 순차 파일
10.4.4 다중 키 파일
10.5 파일할당 기법
10.5.1 연속할당
10.5.2 연결 할당
10.6 데이터 베이스
10.6.1 데이터 베이스 관리 시스템의 기능
10.6.2 데이터 베이스 관리 시스템의 장단점
10.6.3 데이터 베이스 모델
연습문제
11장 | 컴퓨터 통신
11.1 정보통신의 역사
11.2 디지털 교환망
11.2.1 회선 교환 망
11.2.2 패킷 교환 망
11.2.3 초고속 정보 통신망
11.3 구내정보 통신망
11.3.1 LAN의 구성요소
11.3.2 LAN의 형태
11.3.3 LAN과 LAN의 연결
11.3.4 클라이언트/서버 컴퓨팅
11.4 전송매체
11.4.1 UTP선
11.4.2 동축케이블
11.4.3 광섬유 케이블
11.4.4 전파
11.5 프로토콜과 통신망 계층
11.5.1 프로토콜
11.5.2 표준화 기구
11.5.3 OSI 통신망 참조 모델
연습문제
12장 | 인터넷
12.1 인터넷 기초 개념과 운영
12.1.1 인터넷의 역사
12.1.2 국내 인터넷 연결 현황
12.1.3 인터넷 프로토콜
12.1.4 인터넷 주소
12.2 인터넷 서비스 도구
12.2.1 원격 접속 서비스
12.2.2 전자 우편 서비스
12.2.3 파일 전송과 수신 서비스
12.3 월드 와이드 웹
12.3.1 웹의 구성 요소
12.3.2 웹사이트 주소지정 형식
12.3.3 HTML 문서
12.3.4 웹프로그래밍 언어
12.4 검색엔진
12.5 가상 사설망
12.6 가정의 초고속 인터넷 연결
연습문제
13장 | 유비쿼터스 컴퓨팅
13.1 유비쿼터스 컴퓨팅의 정의
13.2 전파의 주파수 대역과 수신 신호의 세기
13.3 유비쿼터스 컴퓨팅 기반기술
13.3.1 무선 통신 기술
13.3.2 인공위성 위치측정 시스템(GPS)
13.3.3 USN의 핵심 전파식별 기술
13.3.4 클라우드 컴퓨터
13.4 유비쿼터스 컴퓨팅 응용
13.4.1 위치기반 서비스
13.4.2 텔레매틱스
13.4.3 증강 현실
13.4.4 생체인식
13.4.5 유비쿼터스 홈네트워크
13.4.6 버스운행관리시스템
13.4.7 소셜미디어
연습문제
14장 | 유비쿼터스 시대의 정보보안
14.1 보안의 위협요소
14.2 기업차원의 보안
14.2.1 비밀번호에 의한 보안
14.2.2 방화벽에 의한 침입자 차단
14.2.3 암호시스템에 의한 보안
14.2.4 침입탐지 시스템에 의한 보안
14.2.5 PC 가상화에 의한 보안
14.3 개인차원의 정보보안
14.4 센서 보안
연습문제
15장 | 제4차 산업혁명
15.1 산업혁명의 역사
15.2 제4차 산업혁명시대의 핵심기술
15.2.1 인공지능
15.2.2 빅데이터
15.2.3 3D 프린터
15.2.4 5세대 무선 이동통신
15.2.5 사물인터넷
15.2.6 블록체인
15.3 응용사례
15.3.1 스마트 팩토리
15.3.2 무인비행기 드론
15.3.3 스마트 자동차
1.1 인간과 컴퓨터의 지적활동기능
1.2 컴퓨터의 구성요소와 그 기능
1.2.1 하드웨어적 구성요소
1.2.2 소프트웨어적 구성요소
1.2.3 컴퓨터의 동작원리
1.3 컴퓨터의 역사
1.3.1 수동계산기 시대
1.3.2 자동 계산기 시대
1.3.3 제1세대 진공관 컴퓨터(1950~1957)
1.3.4 제2세대 트랜지스터 컴퓨터 시대(1959~1963)
1.3.5 제3세대 집적회로 컴퓨터(1964~1971)
1.3.6 제4세대 대규모 집적회로 컴퓨터 세대(1972~1985)
1.3.7 제4세대 이후(1986 ~ 현재)
1.4 컴퓨터의 분류
1.4.1 개인용 컴퓨터
1.4.2 워크스테이션
1.4.3 메인프레임 컴퓨터
1.4.4 슈퍼컴퓨터
연습문제
2장 | 정보의 표현
2.1 수의 표현과 연산
2.1.1 진법표현
2.1.2 진법 변환
2.1.3 2진수의 연산
2.2 문자정보의 표현
2.2.1 영문자의 표현
2.2.2 한글의 표현
2.2.3 UCS와 UNICODE
2.3 음성과 영상정보의 표현
2.3.1 음성정보의 표현
2.3.2 영상정보의 표현
2.4 멀티미디어와 디지털융합
2.5 정보의 표현단위
2.6 수의 단위
연습문제
3장 | 컴퓨터 논리회로
3.1 명제와 명제의 합성
3.1.1 논리합
3.1.2 논리곱
3.1.3 논리 부정
3.1.4 부울 대수 연산법칙
3.2 기본 논리회로
3.3 조합 논리회로
3.3.1 반가산기
3.3.2 전가산기
3.3.3 크기 비교기
3.3.4 부호기
3.3.5 해독기
3.3.6 멀티플렉서
3.3.7 디멀티플렉서
3.4 순서논리회로
3.4.1 플립플롭
3.4.2 레지스터
3.4.3 기억 장치
연습문제
4장 | 컴퓨터 회로의 구현
4.1 진공관 회로
4.2 반도체 회로
4.2.1 n형과 p형 반도체
4.2.2 다이오드
4.2.3 트랜지스터
4.2.4 범용게이트 트랜지스터
4.3 집적회로
4.3.1 준비과정
4.3.2 석판 인쇄
4.3.3 검사와 조립
4.3.4 집적회로의 분류
4.4 반도체의 특성과 응용
연습문제
5장 | 컴퓨터의 대화창구
5.1 입력장치
5.1.1 기계적 입력장치
5.1.2 광학적 입력장치
5.1.3 자기적 입력장치
5.1.4 음성입력장치
5.1.5 전파식별장치
5.1.6 센서
5.2 출력장치
5.2.1 프린터
5.2.2 영상 표시장치
5.2.3 비트맵과 윤곽선 글꼴
5.2.4 음성 출력 시스템
5.3 범용 입출력 접속 장치 USB
연습문제
6장 | 저장장치
6.1 자기적 저장장치
6.1.1 쓰기와 읽기 원리
6.1.2 자기테이프 장치
6.1.3 테이프 카트리지
6.1.4 자기디스크 장치
6.1.5 플로피디스크 장치
6.1.6 하드디스크 장치
6.1.7 어레이 디스크
6.2 광학적 저장 장치
6.2.1 빛의 성질과 레이저 기술
6.2.2 CD-ROM
6.2.3 CD-R
6.2.4 CD-RW
6.2.5 DVD
6.2.6 청색광디스크
6.2.7 홀로그래픽 저장장치
6.3 반도체 저장장치
6.3.1 플래시 메모리카드
6.3.2 USB 플래시 드라이브
6.3.3 반도체디스크
6.4 저장장치의 연결형태
6.4.1 네트웍 부착 저장 장치
6.4.2 저장장치 통신망
연습문제
7장 | 컴퓨터의 두뇌
7.1 기억 장치
7.1.1 기억 장치의 구성
7.1.2 번지 선택 원리
7.1.3 기억매체
7.2 연산장치
7.2.1 연산 장치의 구성
7.2.2 가산기
7.3 제어장치
7.3.1 제어장치의 구성
7.3.2 명령 표현형식과 해독
7.3.3 명령의 수행과정
7.4 마이크로프로세서
7.4.1 마이크로프로세서의 역사
7.4.2 마이크로프로세서의 구조
7.5 마이크로컴퓨터
7.5.1 마이크로컴퓨터의 구조
7.5.2 인쇄회로기판
7.5.3 마이크로 컨트롤러
7.6 시스템 온 칩
연습문제
8장 | 소프트웨어
8.1 소프트웨어의 분류
8.1.1 시스템 소프트웨어
8.1.2 응용 소프트웨어
8.1.3 취득방법에 의한 소프트웨어의 분류
8.2 프로그래밍 언어
8.2.1 프로그램 구조
8.2.2 프로그래밍 언어의 분류
8.2.3 프로그램 언어의 표현의 예
8.2.4 프로그램의 수행과정
8.3 프로그램 작성 순서
8.3.1 문제 분석
8.3.2 프로그램 설계
8.3.3 코딩
8.3.4 테스팅
8.3.5 문서화
8.4 소프트웨어 공학
8.5 객체와 객체지향 기술
연습문제
9장 | 운영 체제
9.1 운영체제의 목적
9.2 운영체제의 구성과 기능
9.2.1 입출력 장치 관리
9.2.2 기억 장치 관리
9.2.3 프로세스 관리
9.2.4 파일 관리
9.2.5 운영체제 명령어해석
9.3 컴퓨터 뇌의 운영방법
9.3.1 멀티프로그래밍
9.3.2 멀티태스킹
9.3.3 멀티프로세싱
9.3.4 시분할 처리
9.3.5 실시간 처리
9.3.6 분산 처리
9.4 운영체제의 예
9.4.1 메인프레임 급 MVS 운영 체제
9.4.2 워크스테이션 UNIX 운영체제
9.4.3 개인용 컴퓨터 운영 체제
9.4.4 스마트폰 운영체제
9.4.5 임베디드시스템 운영체제
연습문제
10장 | 자료관리
10.1 입출력 제어시스템
10.2 파일시스템
10.3 파일의 종류
10.3.1 데이터 파일
10.3.2 프로그램 파일
10.3.3 디렉토리 파일
10.3.4 확장자에 의한 파일종류
10.4 파일 구성방법
10.4.1 순차 파일
10.4.2 직접 파일
10.4.3 색인된 순차 파일
10.4.4 다중 키 파일
10.5 파일할당 기법
10.5.1 연속할당
10.5.2 연결 할당
10.6 데이터 베이스
10.6.1 데이터 베이스 관리 시스템의 기능
10.6.2 데이터 베이스 관리 시스템의 장단점
10.6.3 데이터 베이스 모델
연습문제
11장 | 컴퓨터 통신
11.1 정보통신의 역사
11.2 디지털 교환망
11.2.1 회선 교환 망
11.2.2 패킷 교환 망
11.2.3 초고속 정보 통신망
11.3 구내정보 통신망
11.3.1 LAN의 구성요소
11.3.2 LAN의 형태
11.3.3 LAN과 LAN의 연결
11.3.4 클라이언트/서버 컴퓨팅
11.4 전송매체
11.4.1 UTP선
11.4.2 동축케이블
11.4.3 광섬유 케이블
11.4.4 전파
11.5 프로토콜과 통신망 계층
11.5.1 프로토콜
11.5.2 표준화 기구
11.5.3 OSI 통신망 참조 모델
연습문제
12장 | 인터넷
12.1 인터넷 기초 개념과 운영
12.1.1 인터넷의 역사
12.1.2 국내 인터넷 연결 현황
12.1.3 인터넷 프로토콜
12.1.4 인터넷 주소
12.2 인터넷 서비스 도구
12.2.1 원격 접속 서비스
12.2.2 전자 우편 서비스
12.2.3 파일 전송과 수신 서비스
12.3 월드 와이드 웹
12.3.1 웹의 구성 요소
12.3.2 웹사이트 주소지정 형식
12.3.3 HTML 문서
12.3.4 웹프로그래밍 언어
12.4 검색엔진
12.5 가상 사설망
12.6 가정의 초고속 인터넷 연결
연습문제
13장 | 유비쿼터스 컴퓨팅
13.1 유비쿼터스 컴퓨팅의 정의
13.2 전파의 주파수 대역과 수신 신호의 세기
13.3 유비쿼터스 컴퓨팅 기반기술
13.3.1 무선 통신 기술
13.3.2 인공위성 위치측정 시스템(GPS)
13.3.3 USN의 핵심 전파식별 기술
13.3.4 클라우드 컴퓨터
13.4 유비쿼터스 컴퓨팅 응용
13.4.1 위치기반 서비스
13.4.2 텔레매틱스
13.4.3 증강 현실
13.4.4 생체인식
13.4.5 유비쿼터스 홈네트워크
13.4.6 버스운행관리시스템
13.4.7 소셜미디어
연습문제
14장 | 유비쿼터스 시대의 정보보안
14.1 보안의 위협요소
14.2 기업차원의 보안
14.2.1 비밀번호에 의한 보안
14.2.2 방화벽에 의한 침입자 차단
14.2.3 암호시스템에 의한 보안
14.2.4 침입탐지 시스템에 의한 보안
14.2.5 PC 가상화에 의한 보안
14.3 개인차원의 정보보안
14.4 센서 보안
연습문제
15장 | 제4차 산업혁명
15.1 산업혁명의 역사
15.2 제4차 산업혁명시대의 핵심기술
15.2.1 인공지능
15.2.2 빅데이터
15.2.3 3D 프린터
15.2.4 5세대 무선 이동통신
15.2.5 사물인터넷
15.2.6 블록체인
15.3 응용사례
15.3.1 스마트 팩토리
15.3.2 무인비행기 드론
15.3.3 스마트 자동차
본서에서는 컴퓨터과학에서 다루는 하드웨어, 소프트웨어, 인터넷, 그리고 보안 등 전반적인 분야를 역사적 발전 순서로 개략적인 구조와 동작원리 그리고 이들 기술 간에 상호연결 성을 기술했다.
1장“컴퓨터개요”에 양자컴퓨터와 양자컴퓨팅을 그리고 8장“소프트웨어”에는 객체지향 개념을 시각적으로 보여주는 스크래치프로그래밍 예를 추가하였다. 9장“운영체제”에서는“스마트폰 운영체제”를“임베디드시스템 운영체제”에 포함시켰다. 이는 앞으로 자율주행 자동차나 자율주행 선박 등 자율 주행 시스템의 운영체제는 스마트폰기능 외에 주행과 안전이라는 기능이 추가되기 때문에 넓은 의미에서 이들도 임베디드(내장)시스템 운영체제로 분류했다. 마지막으로“제 4차 산업혁명”을 15장으로 추가하였다. 정보기술 발전의 입장에서 보면 13장 유비쿼터스 컴퓨팅 기술이 고도화 되어 인터넷으로 사물까지 지능화되어 연결되면서 사람이 사는 방법과 일하는 방법이 코앞의 미래를 전혀 예측할 수 없는 초 연결사회가 되고 있다. 클라우스 슈밥은 2016년 세계경제 포럼에서 초 연결 사회에서 일어나는 경제 사회적 격변 현상을“제4차 산업혁명”이라고 주장했다. 이 장에서는 13장“유비쿼터스 컴퓨팅”에서 설명하지 못한 새롭게 떠오르고 있는 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 5세대 무선 통신 그리고 블록체인 기술 등에 대해서 설명하였다.
1장“컴퓨터개요”에 양자컴퓨터와 양자컴퓨팅을 그리고 8장“소프트웨어”에는 객체지향 개념을 시각적으로 보여주는 스크래치프로그래밍 예를 추가하였다. 9장“운영체제”에서는“스마트폰 운영체제”를“임베디드시스템 운영체제”에 포함시켰다. 이는 앞으로 자율주행 자동차나 자율주행 선박 등 자율 주행 시스템의 운영체제는 스마트폰기능 외에 주행과 안전이라는 기능이 추가되기 때문에 넓은 의미에서 이들도 임베디드(내장)시스템 운영체제로 분류했다. 마지막으로“제 4차 산업혁명”을 15장으로 추가하였다. 정보기술 발전의 입장에서 보면 13장 유비쿼터스 컴퓨팅 기술이 고도화 되어 인터넷으로 사물까지 지능화되어 연결되면서 사람이 사는 방법과 일하는 방법이 코앞의 미래를 전혀 예측할 수 없는 초 연결사회가 되고 있다. 클라우스 슈밥은 2016년 세계경제 포럼에서 초 연결 사회에서 일어나는 경제 사회적 격변 현상을“제4차 산업혁명”이라고 주장했다. 이 장에서는 13장“유비쿼터스 컴퓨팅”에서 설명하지 못한 새롭게 떠오르고 있는 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 5세대 무선 통신 그리고 블록체인 기술 등에 대해서 설명하였다.
