2021년 2회차 필기 기출문제 풀이

 

 

2. GoF(Gangs of Four) 디자인 패턴

소프트웨어 설계에 자주 사용되는 23개의 디자인 패턴을 체계적으로 정리한 개념

객체지향 프로그래밍에서의 반복적인 문제를 해결하기 위한 템플릿을 제공

디자인 패턴 목적: 유지보수성 향상, 재사용성 증대, 확장 용이성, 객체지향 원칙 강화

 

[GoF 디자인 패턴 분류]

1️⃣ 생성 Creational 패턴: 객체 생성 과정을 캡슐화하여 객체 생성 로직이 코드에 분산되지 않도록 돕는다.

- Factory Method: 객체 생성을 하위 클래스에서 정의하도록 위임

- Abstract Factory: 관련 객체들의 집합 셍성을 위한 인터페이스 제공

- Singleton: 클래스의 인스턴스를 하나만 생성하고 전역적으로 접근 가능

- Builder: 복잡한 객체를 단계별로 생성

- Prototype: 기존 객체를 복사하여 새로운 객체 생성

 

2️⃣ 구조 Structural 패턴: 클래스나 객체를 조합하여 더 큰 구조를 형성하고, 관계를 효율적으로 구성한다.

- Adapter: 서로 호환되지 않은 인터페이스를 연결

- Bridge: 추상화와 구현을 분리하여 독립적으로 확장

- Composite: 객체를 트리 구조로 구성하여 부분-전체 관계를 표현

- Decorator: 객체에 동적으로 기능을 추가

- Facade: 서브시스템에 대한 단순화된 인터페이스 제공

- Flyweight: 공유를 통해 메모리 사용 최소화

- Proxy: 객체에 대한 대리인 역할을 수행

 

3️⃣ 행동 Behavioral 패턴: 객체 간의 상호작용과 책임 분배를 정의

- Chain of Responsibility: 요청을 처리할 객체를 연결된 체인으로 구성

- Command: 요청을 캡슐화하여 실행, 취소, 로그 등의 작업 수행

- Interpreter: 언어의 문법을 클래스화하여 해석

- Iterator: 집합 객체를 순차적으로 접근

- Mediator: 객체 간의 상호작용을 중재

- Memento: 객체 상태를 저장 및 복원

- Observer: 객체 상태 변화를 다른 객체들에게 알림

- State: 객체 상태에 따라 동작 변경

- Strategy: 알고리즘을 캡슐화하고 교체 가능하게 설계

- Template Method: 알고리즘의 골격을 정의하고 세부 내용은 하위 클래스에서 구현

- Visitor: 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 연산 추가

 

4. 유스케이스

시스템이 사용자 또는 다른 시스템과 상호작용하는 방식에 대해 설명하는 소프트웨어 개발의 필수 요소 중 하나

주로 요구사항 분석 단계에서 작성, 시스템이 제공해야 할 기능을 사용자 관점에서 정의

- 유스케이스 다이어그램: UML을 사용하여 유스케이스를 시각적으로 표현

 

5. CASE

소프트웨어 개발 과정을 자동화하거나 지원하기 위해 사용되는 도구 및 기술을 지칭한다.

 

8. 시스템의 구성요소

시스템을 정의하고 설계하며 운영하는 데 필요한 기본적인 구성 단위

- 입력 Input

- 처리 Process

- 출력 Output

- 피드백 Feedback

- 제어 Control

- 경계 Boundary

- 환경 Environment

- 자원 Resources

- 목적 Objective

- 상호작용 Interaction

 

10. 요구사항 개발 프로세스

(1) 요구사항 도출: 요구사항을 식별하고 수집

(2) 요구사항 분석: 수집한 요구사항을 검토, 정리, 우선순위 설정

(3) 요구사항 명세화: 요구사항을 문서화

(4) 요구사항 확인 및 검증: 요구사항의 정확성과 타당성을 검증

(5) 요구사항 관리: 요구사항 변경 및 추적

 

18. UML(Unified Modeling Language) 다이어그램

시스템의 구조와 동작을 시각적으로 표현하기 위한 표준 언어

(1) 구조 다이어그램: 시스템의 정적인 구조, 즉 시스템의 구성 요소와 관계를 나타낸다.

- 클래스 다이어그램

- 객체 다이어그램

- 컴포넌트 다이어그램

- 배치 다이어그램

- 패키지 다이어그램

- 복합 구조 다이어그램

- 프로파일 다이어그램

 

(2) 행동 다이어그램: 시스템의 동작, 즉 구성 요소 간의 상호작용과 상태 변화를 모델링

- 유스케이스 다이어그램

- 시퀀스 다이어그램

- 커뮤니케이션 다이어그램

- 상태 다이어그램

- 활동 다이어그램

- 타이밍 다이어그램

- 상호작용 다이어그램

 

20. 캡슐화 vs 정보 은닉

- 캡슐화: 데이터를 처리하는 동작과 데이터를 묶어 객체를 하나의 독립된 단위로 만드는 데 초점이 있다.

- 정보 은닉: 데이터와 구현의 세부 사항을 외부에서 직접 접근하지 못하도록 보로하는데 중점을 둔다.

 

28. 버블 정렬

인접한 두 개의 요소를 비교하여, 필요에 따라 위치를 바꾸며 정렬하는 알고리즘

각 Pass는 배열을 한 번 전체적으로 순회하며, 큰 값을 뒤로 이동시킨다.

 

예) 주어진 배열: 9, 6, 7, 3, 5

(1) Pass 1

- 9와 6 비교 → 자리 교환 → 6, 9, 7, 3, 5

- 9와 7 비교 → 자리 교환 → 6, 7, 9, 3, 5

- 9와 3 비교 → 자리 교환 → 6, 7, 3, 9, 5

- 9와 5 비교 → 자리 교환 → 6, 7, 3, 5, 9

Pass 1 결과: 6, 7, 3, 5, 9

 

(1) Pass 2

- 6과 7 비교 → 자리 교환 없음 → 6, 7, 3, 5, 9

- 7과 3 비교 → 자리 교환 → 6, 3, 7, 5, 9

- 7과 5 비교 → 자리 교환 → 6, 3, 5, 7, 9

- 7과 9 비교 → 자리 교환 없음 → 6, 3, 5, 7, 9

 

Pass 2 결과: 6, 3, 5, 7, 9

 

31. 정렬 알고리즘의 시간 복잡도

알고리즘	최선(Best Case)	평균(Average Case)	최악(Worst Case)	공간 복잡도	특징
버블 정렬	O(N)	O(N²)	O(N²)	O(1)	단순하지만 비효율적, 작은 데이터에 적합
선택 정렬	O(N²)	O(N²)	O(N²)	O(1)	교환 횟수가 적음, 안정 정렬 아님
삽입 정렬	O(N)	O(N²)	O(N²)	O(1)	데이터가 거의 정렬된 경우 효율적, 안정 정렬
퀵 정렬	O(N log N)	O(N log N)	O(N²)	O(log N)	평균적으로 매우 빠름, 불안정 정렬
병합 정렬	O(N log N)	O(N log N)	O(N log N)	O(N)	안정 정렬, 추가 메모리 필요
힙 정렬	O(N log N)	O(N log N)	O(N log N)	O(1)	불안정 정렬, 메모리 효율적
계수 정렬	O(N + K)	O(N + K)	O(N + K)	O(N + K)	데이터 범위가 작고 정수형일 때 매우 효율적
기수 정렬	O(N × d)	O(N × d)	O(N × d)	O(N + K)	안정 정렬, 숫자나 문자열에 적합
쉘 정렬	O(N log N)	O(N^(3/2))	O(N²)	O(1)	삽입 정렬 기반, 간격을 줄여가며 정렬

 

46. 병행제어 기법

데이터베이스 관리 시스템에서 동시성을 관리하고, 데이터의 무결성과 일관성을 보장하기 위해 사용되는 기법

- 로킹 기법: 트랜잭션이 데이터를 수정하거나 읽기 전에 해당 데이터에 대해 Lock을 설정하여 다른 트랜잭션이 동시에 접근하지 못하도록 제어

- 타임 스탬프 기법: 각 트랜잭션에 타임스탬프(고유 시간값)를 부여하여 트랜잭션의 순서를 결정, 트랜잭션 간 충돌을 방지하고 일관성 유지, 트랜잭션 실행 순서를 미리 지정하므로 교착 상태(Deadlock)가 발생하지 않음

- 다중 버전 기법: 데이터의 여러 버전을 유지하여 트랜잭션이 동시에 다른 버전에 접근할 수 있도록 허용

✅ 시분할 기법: CPU를 여러 사용자나 프로세스가 시간 단위로 나누어 사용하는 운영 체제의 처리 방식 → 이는 병행제어 기법이 아니라 운영 체제의 프로세스 스케줄링 기법에 해당

 

56. 병렬 데이터베이스 환경 중 수평 분할에 활용되는 분할 기법

: 범위 분할, 해시 분할, 리스트 분할, 조합 분할, 라운드-로빈 분할, 키 분할

 

61. 페이징 기법에서 페이지 크기가 작아질수록 발생하는 현상

- 페이지 수 증가

- 페이지 테이블 크기 증가: 페이지 테이블은 각 페이지의 매핑 정보를 저장한다. 페이지 수가 증가하면 페이지 테이블 항목도 증가하며, 페이지 테이블의 크기가 커지고 메모리를 더 많이 사용하게 된다.

- 내부 단편화 감소

- I/O 작업 증가

 

67. 응집도

(낮) 우연적 → 논리적 → 시간적 → 절차적 → 통신적 → 순차적 → 기능적 (높)

 

* 결합도

(높) 내용 Content → 공통 Common → 외부 External → 제어 Control → 스탬프 Stamp → 자료 Data (낮)

 

69. JAVA

public class Operator {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 5, y = 0, z = 0;
        y = x++;         // 후위 증가 연산: x의 현재 값을 y에 대입한 후 x를 1 증가
        z = --x;         // 전위 감소 연산: x를 1 감소한 후 그 값을 z에 대입
        System.out.print(x + ", " + y + ", " + z);
    }
}

 

(1) 초기값

x = 5, y = 0, z = 0

(2) y = x++;

- x의 현재 값(5)을 y에 대입 → y = 5

- x를 1 증가 → x = 6

결과: x = 6, y = 5

(3) z = --x;

- x를 1 감소 → x = 5

- 감소된 값을 z에 대입 → z = 5

결과: x = 5, z = 5

✨ 최종값 x = 5, y = 5, z = 5

 

79. TCP

Transmission Control Protocol

신뢰성 있는 데이터 전송을 제공하는 프로토콜

주로 데이터의 순서 보장, 흐름 제어, 오류 제어 등을 수행한다.

- 종단 간(end-to-end) 연결을 제공하며, 네트워크 계층 위에서 동작 (인접한 노드 사이의 프레임 전송 → 데이터 링크 계층의 역할, 세그먼트 단위)

- 흐름 제어(Flow Control)의 기능을 수행한다.

- 전이중(Full Duplex) 방식의 양방향 가상회선을 제공

- 전송 데이터와 응답 데이터를 함께 전송할 수 있다. (데이터 패킷에 ACK(응답)를 포함시킬 수 있으며, 전송 데이터와 ACK를 함께 전송할 수 있다. 이를 Piggybacking 이라고 한다.)

 

80. CSMA/CA 와 CSMA/CD

특징	CSMA/CA	CSMA/CD
의미	충돌 회피 (Collision Avoidance)	충돌 감지 (Collision Detection)
사용 환경	무선 네트워크 (Wi-Fi)	유선 네트워크 (Ethernet)
충돌 처리 방식	충돌이 발생하기 전에 회피	충돌 발생 후 감지하여 처리
작동 방식	매체가 비어 있는지 확인 후 대기 및 전송	매체가 비어 있는 지 확인 후 전송, 충돌 발생 시 감지

 

82. 침입 차단 시스템(방화벽)

 

 

→ Screened Subnet 스크린드 서브넷

: 외부 네트워크(인터넷)와 내부 네트워크 사이에 두 개의 라우터와 중간 네트워크를 두는 방식

: DMZ는 외부와 내부의 중간 지점으로 외부에서 접근 가능한 서버를 배치하여 내부 네트워크를 보호

 

89. OSPF (Open Shortest Path First)

링크 상태 라우팅 프로토콜, IP 네트워크에서 경로를 결정하기 위해 사용된다.

- 네트워크 변화에 신속하게 대처

- 멀티캐스팅 지원

- 최단 경로 탐색에 Dijkstra 알고리즘 사용

 

90. SAN (Storage Area Network)

- 네트워크 상에 광채널 스위치의 이점인 고속 전송과 장거리 연결 및 멀티 프로토콜 기능을 활용

- 각기 다른 운영체제를 가진 여러 기종들이 네트워크상에서 동일 저장장치의 데이터를 공유하게 함으로써, 여러 개의 저장장치나 백업 장비를 단일화시킨 시스템

 

+ MBR (Master Boot Record): 하드디스크의 부트 섹터에 저장된 데이터, 운영 체제를 부팅하기 위한 정보를 초함

+ NAC (Network Access Control): 네트워크 접근 제어 기술, 사용자나 디바이스가 네트워크에 접근할 때 인증 및 권한을 관리

+ NIC (Network Interface Card): 컴퓨터의 네트워크에 연결하는 하드웨어 장치, 네트워크 인터페이스 역할을 한다.

 

92. 소프트웨어 비용 산정 모델

(1) PUTNAM: Rayleigh 곡선을 기반으로 프로젝트에 필요한 인력과 개발 기간을 예측하는 비용 산정 모델

(2) COCOMO (Constructive Cost Model): 프로젝트를 Organic, Semi-Detached, Embedded의 세 가지 개발 유형으로 구분

- Organic: 소규모, 단순한 프로젝트 (경험이 많은 팀)

- Semi-Detached: 중간 규모, 복잡도가 중간인 프로젝트

- Embedded: 대규모, 고도의 제약 조건이 있는 프로젝트

(3) FP (Function Point): 소프트웨어 기능(입력, 출력, 파일, 인터페이스 등)을 기반으로 크기를 측정하여 비용을 산정하는 모델

(4) SLIM (Software Life Cycle Management): 프로젝트 기간, 노력, 품질 등을 예측하기 위해 경험적 데이터를 사용하는 비용 산정 모델