기초 S.W

[Sam1000won]

소프트웨어 기초

1. S.W 정의

• 소프트웨어와 하드웨어: 함께 작동하는 프로그램 및 데이터의 집합
  • 하드웨어: 컴퓨터를 구성하는 기계 장치의 총칭
    • 본체: 중앙 처리 장치와 주 기억 장치로 구분
    • 주변 장치: 입력 장치, 출력 장치, 보조 기억 장치 등
  • 소프트웨어: 컴퓨터나 관련 장치들을 동작시키는 다양한 종류의 프로그램을 부르는 일반적인 용어
• 컴퓨터 시스템의 기능 수행: 필요한 명령어와 데이터 구조 포함
  • 시스템 소프트웨어: 운영 체제 (OS), 예) Windows, Linux
  • 응용 소프트웨어: 특정 작업을 수행하기 위해 설계된 소프트웨어, 직접 사용자에게 서비스 제공

2. 프로그래밍 언어

• 소프트웨어 개발에 사용되는 언어: 컴퓨터에게 명령을 전달하기 위해 사용
• 프로그래밍 언어의 분류: 저급과 고급으로 나눔

저급 언어

• 하드웨어와 가까운 언어
  • 기계어: CPU가 별다른 해석 없이 읽을 수 있는 프로그래밍 언어
  • 어셈블리어: 기계어의 숫자를 의미 있는 단어로 바꿔 사람이 이해하기 쉽게 만든 언어

고급 언어

• 하드웨어 관련 지식 없이 프로그램 작성 가능, 생산성 수월
• 일상적인 언어, 기호 등을 사용하여 기계어보다 인간의 언어와 가까움
• 기억장소를 임의 기호에 저장 가능
• 기계어로 변환하기 위해 인터프리터나 컴파일러가 필수 요구됨

프로그래밍 언어의 특성

• 간결성 (Simplicity): 프로그램을 쉽게 이해하고 읽을 수 있도록 간결하게 표현
• 직교성 (Orthogonality): 언어의 각 구성 요소가 상호 독립적이고 어떤 환경에서도 같은 요소로 사용
• 가독성 (Readability): 누구나 쉽게 프로그램을 읽을 수 있는 특성
• 정확성 (Preciseness): 엄밀하게 정의된 문법에 따라 작성된 프로그램은 정확성을 보장
• 기계 독립성 (Machine Independence): 서로 다른 컴퓨터에서도 운영 가능해야 하며, 똑같은 결과 출력

컴파일러

• 고급 언어를 기계어로 번역해주는 도구
• 고급 언어로 작성된 프로그램을 기계어로 번역하여 CPU가 이해할 수 있도록 변환

컴파일과 빌드의 차이점

• 컴파일: 소스 코드를 기계어로 번역하는 것
• 빌드: 실행 가능한 파일로 만들어주는 것

3. 알고리즘

• 문제를 해결하기 위한 단계적 절차나 방법
• 특정 입력을 받아들여 결과를 생성하는 일련의 명령어
• 알고리즘의 효율은 시간 복잡도와 공간 복잡도로 평가

복잡도

• 알고리즘의 성능과 효율성을 나타내는 척도
• 입력 값을 기준으로 연산에 사용되는 공간을 객관적으로 비교

시간 복잡도

• 프로그램의 입력 값과 연산 수행 시간의 상관관계를 나타내는 척도
• 복잡도는 아래로 내려갈수록 효율성이 떨어지며 상단에 있는 것일수록 효율이 올라감

공간 복잡도

• 프로그램이 실행되고 소요하는 메모리 공간을 나타냄
• 고정 공간: 코드가 저장되는 공간
• 가변 공간: 문제 해결을 위해 알고리즘이 필요한 공간

4. 데이터 구조

• 데이터를 저장하고 조작하는 방법을 정의
• 문제 해결에 필요한 데이터를 구성하는 방식

1. 선형 자료구조

• 배열: 동일한 데이터 타입을 연속적으로 저장
• 리스트: 동적으로 크기가 변할 수 있는 데이터 집합
• 스택: LIFO 방식으로 데이터를 저장
• 큐: FIFO 방식으로 데이터를 저장
• Deque: 양쪽 끝에서 데이터를 추가/반환/삭제 방식으로 데이터를 저장

2. 비선형 자료구조

• 트리: 계층적 구조로 데이터를 저장
  • DFS: 깊이 우선 탐색
  • BFS: 너비 우선 탐색
• 그래프

5. 소프트웨어 개발 생명주기 (SDLC)

• 소프트웨어의 계획, 개발, 테스트, 배포, 유지보수 등 단계적 접근 방식
  • 요구사항 분석: 사용자 요구사항을 수집하고 분석
  • 설계: 시스템 아키텍처와 데이터 구조 설계
  • 구현: 실제 코드를 작성하여 소프트웨어 개발
  • 테스트: 소프트웨어의 오류를 찾고 수정
  • 배포: 소프트웨어를 사용자에게 배포
  • 유지보수: 소프트웨어의 문제를 해결하고 업데이트