251117 책리뷰 이것이 취업을 위한 컴퓨터과학

p66 CPU

p66 레지스터

• WinDbg, gdb
• 프로그램카운터(PC, Program Counter)
  • 메모리에서 다음으로 읽어들일 명령어 주소
• 명령어레지스터(IC, Instruction Register)
  • 해석할 명령어
  • CPU는 IC속 명령어를 해석한뒤, ALU(산술 논리 연산 장치)에게 연산시킴.
• 범용레지스터(GPR, General Purpose Register)
  • 일반적인 상황에서 자유롭게 사용할 수 있는 레지스터
  • 데이터, 명령어, 주소 모두 저장.
• 플래그 래지스터(FR, Frag Register)
  • 연산의 결과
  • CPU 상태인 플래그값을 저장하는 레지스터
• 플래그 종류
  • 부호플래그
  • 제로플래그
  • 캐리플래그
  • 오버플로우플래그
  • 인터럽트플래그
    • 인터럽트가 가능한지
  • 슈퍼바이져플래그
    • 커널모드인지 사용자모드인지
• 스텍포인터

p70 인터럽트

• 동기인터럽트
• 비동기인터럽트 = 하드웨어 인터럽트
  • 입출력장치
  • 세탁기의 세탁완료알림
  • 프린터 알림
  • 키보드 마우스 알림

하드웨어 인터럽트

• CPU가 인터럽트 처리하는 순서
  • 입출력장치 -> CPU : 인터럽트 요청신호
  • CPU : 명령어인출전, 인터럽트 여부 확인
  • CPU : 인터럽트 플래그를 통해 인터럽트 입력받을 수 있는지 확인
  • CPU : 지금까지 작업을 백업
  • CPU : 인터럽트 서비스 루틴 실행
  • CPU : 백업된 작업을 복구하여 실행

p76 예외

• 인터럽트
  • 동기 인터럽트(=예외)
    • 폴트
    • 트랩
    • 중단
    • 소프트웨어 인터럽트
  • 비동기 인터럽트(=하드웨어 인터럽트)
• 폴트
  • 예외를 처리한 직후, 예외가 발생한 명령어부터 실행
  • 페이지 폴트
• 트랩
  • 예외를 처리한 직후, 예외가 발생한 다음 명령어부터 실행
  • 디버깅의 브레이크 포인트
• 중단
  • 프로그램을 강제로 중단
  • 심각한 오류

p78 CPU 성능향상을 위한 설계

• 클럭
• 코어
• 스레드
• 동시성, 병렬성

p78 CPU 클럭속도

p79 멀티코어 멀티스레드

• $ cat /proc/cpuinfo
• 병렬성
  • 작업을 물리적으로 동시에 처리
  • 하드웨어 스레드가 4개인 CPU가 4개의 명령어를 동시 실행
  • 같은 시점에 여러 작업을 동시 처리
• 동시성
  • 동시에 작업을 처리하는 것
  • CPU가 빠르게 작업을 번갈아 처리

p85 파이프라이닝을 통한 명령어 병렬처리

• 명령어 병렬 처리 기법
  • ILP
  • Instruction Level Parallelism
  • 여러 명령어를 동시에 처리하여 CPU 성능을 높이는 기법
  • 명령어 파이프라이닝
• 하나의 명령어가 처리되는 과정
  • 명령어 인출 : Instruction Fetch
  • 명령어 해석 : Instruction Decode
  • 명령어 실행 : Execute Instruction
  • 결과 저장 : Write Back
• 슈퍼스칼라
  • CPU내부에 여러 명령어 파이프라인을 포함하는 구조 = 슈퍼스칼라
• CISC, RISC

p90 메모리

p90 RAM

• DRAM
  • Dynamic RAM
  • 시간이 지나면 데이타가 점차 사라지는 RAM
  • 데이타의 소멸을 막기 위해 일정 주기로 데이타를 재활성화(다시 저장) 필요
  • 소비전력이 작고, 저렴, 집적도 높음.
• SRAM
  • Static RAM
  • 시간이 지나도 저장된 데이타가 사라지지 않는 RAM
  • 비휘발성은 아님.
  • 전원이 공급되지 않으면 저장된 내용이 소실.
  • DRAM보다 속도 빠름, 소비전력 높음, 고가, 집적도 낮음.
  • 캐시메모리
• SDRAM
  • Synchronized DRAM
• DDR SDRAM
  • Double Data Rate SDRAM

p93 빅엔디안, 리틀엔디안

• 빅엔디안
  • 낮은 번지에 상위바이트 저장
  • 상위바이트는 가장큰값
  • 1A2B3C4D -> 1A 2B 3C 4D
  • 일상적인 숫자체계를 읽는 순서와 동일
  • 디버깅 편함

import struct

print(struct.pack(">f", 123.456).hex())

• 리틀엔디안
  • 낮은 번지에 하위 바이트 저장
  • 1A2B3C4D -> 4D 3C 2B 1A
  • 수치계산 편리

import sys

print(sys.byteorder)

p97 캐시메모리

p107 보조기억장치와 입출력장치

107 RAID

• 하드 디스크 드라이브
• 플래시 메모리 기반 저장장치
  • USB 메모리
  • SD 카드
  • SSD (Solid State Drive)
• RAID
  • Redundant Array Independant Disk
• RAID0
  • 단순하게 나누어 저장하는 구성방식
  • 저장된 정보가 안전하지 않음.
• RAID1
  • 완전한 복사본 저장
  • 미러링
  • 복구가 간단 안전성 높음
  • 사용가능한 용량이 적어짐
• RAID4
  • 패리티 정보를 저장하는 디스크를 따로 구성
  • 패리티 디스크가 병목

p113 입출력기법

• 인터럽트 기반 입출력
• PIC
  • Programmable Interrupt Controller
• IRQ
  • 인터럽트 요청
• DMA 입출력
  • Direct Memory Access
  • CPU를 거치지 않음.

p123 GPU 용도와 처리방식

• GPGPU
  • General Purpose GPU
• CUDA
  • host code
    • CPU가 실행할 코드
  • device code
    • GPU가 실행할 코드

p134 운영체제

p135 운영체제의 역할

p138 시스템콜과 이중모드

• 커널영역
• 사용자영역
• 프로세스 관리
  • fork()
  • execve()
  • exit()
  • waitpid()
  • …

p144 프로세스와 스레드

• 포그라운드 스레드
• 백그라운드 스레드
  • 서비스
  • 데몬
• 메모리
  • 커널영역
    • PCB : Process Control Block
  • 유저영역
    • 스택
    • 힙
    • 데이타
    • 코드

p150 프로세스의 상태

• 생성
• 준비
  • –> 실행 : 디스패치
• 실행
  • –> 준비 : 타이머인터럽트
  • –> 대기 : 입출력요청
• 대기
  • –> 준비 : 입출력완료
• 종료

p152 멀티프로세스와 멀티스레드

p158 프로세스간 통신

• 공유메모리
  • 마치 자신의 메모리 영역을 읽고 쓰는것 처럼 통신
  • 커널의 개입이 없음.
  • 통신속도 빠름.
  • 레이스 컨디션 발생 여지.
• 메시지전달
  • 파이프, 시그널, 소켓, RPC
• 파이프
  • unnamed pipe
  • named pipe
• 시그널
  • SIGILL
    • 허용하지 않은 명령어 실행
    • 코어덤프후 종료
  • SIGINT
    • 키보드 인터럽트
    • 종료
  • SIGKILL
    • 프로세스 종료
    • 핸들러 재정의 불가능
  • SIGSEGV
    • 잘못된 메모리 접근
    • 코어덤프 생성후 종료
  • SIGTERM
    • 프로세스 종료
    • 핸들러 재정의 가능

import ctypes
ctypes.string_at(0)

$ coredumpctl info
PID ...
UID ...
Signal : 11 SEGV
Command Line : python ...
...

p165 동기화와 교착상태

p170 동기화 기법

• 뮤텍스 락
  • lock.acquire()
  • lock.release()

include <pthred.h>

pthread_mutex_t mutex

pthread_mutex_init(&mutex)

pthread_mutex_lock(&mutex)
pthread_mutex_unlock(&mutex)

pthread_mutex_destroy(&mutex)

lock = new ReenterantLock()

lock.lock()
lock.unlock()

p174 세마포

p189 교착상태

• 교착상태 발생조건
  • 상호 배제
    • 한번에 하나의 프로세스만 해당자원을 이용가능
  • 점유와 대기
    • 한 프로세스가 점유한 상태에서 다른 자원할당을 대기
  • 비선점
    • 해당 자원을 이용하는 프로세스의 작업이 끝나야 자원이용가능
  • 원형 대기
    • 프로세스와 프로세스가 요청한 자원이 원의 형태를 이루는 경우

p193 CPU 스케줄링

p193 우선순위

• CPU 버스트
• 입출력 버스트
• 입출력 집중 프로세스를 가능한 빨리 실행시키고, CPU집중 프로세스에 집중적으로 CPU를 할당.

p202 리눅스 CPU 스케줄링

• 리눅스에서는 프로세스마다 vruntime(virtual runtime, 가상 실행 시간)이라는 정보를 유지
• CFS(Completely Fair Scheduler) 는 vruntime이 가장 작은 프로세스부터 스케줄링함.
• vruntime은 실제실행시간이 아닌 가중치를 고려한 가상의 실행시간.
• vruntime = CPU시간 * 평균가중치 / 프로세스가중치
• vruntime, 가중치 정보 확인
  • /proc//sched
• vruntime 최소값 빠르게 골라내기
  • RB트리 사용

p205 가상메모리

• 논리주소
• 물리주소
• 가상메모리
• 페이징

p205 물리주소 논리주소

• 메모리관리장치 (MMU)
  • CPU와 메모리 사이에 위치

p206 스와핑과 메모리 연속 할당

• 스와핑
  • 오랫동안 사용되지 않는 프로세스를 스왑영역이라는 보조기억장치로 이동시킴.
  • 메모리의 빈자리에 다른 프로세스를 적재 하여 실행.

p209 페이지을 통한 가상메모리 관리

• 가상메모리 관리 기법
  • 페이징
    • 페이징이 외부단편화를 어떻게 해결하는지?
  • 세그멘테이션

p210 페이징

• 프로세스의 논리주소공간을 페이지로 분할
• 물리주소공간을 페이지와 동일한 크기의 프레임으로 분할
• 페이지를 프레임에 할당
• 가상메모리 관리기법
• 스와핑
  • 스왑아웃 : 페이지아웃
  • 스왑인 : 페이지인

p211 세그멘테이션

• 프로세스를 일정한크기의 페이지가 아닌 세그먼트단위로 분할
• 세그먼트의 크기가 일정하지 않아서 외부 단편화가 발생할 수 있음.

p213 페이지테이블

• 프로세스의 페이지와 실제의 프레임을 연결해주는 페이지 테이블
• 페이지테이블
  • 페이지번호
  • 프레임번호
  • 유효비트
    • 해당페이지에 접근가능한지 여부
    • 1 : 페이지가 메모리에 적재되어 있음.
  • 보호비트 rwx
  • 참조비트
  • 수정비트
• 메모리 접근 횟수
  • 모든 프로세스의 페이지 테이블이 메모리에 적재 되어 있을경우
  • CPU는 페이지테이블에 접근, 실제프레임에 접근하기위해 총 2번 메모리에 접근
  • 이를 해결하기위해 TLB(Translation Look-aside Buffer)라는 페이지테이블의 캐시메모리 사용.
  • TLB 히트, 미스

p221 페이지 교체 알고리즘

• 요구페이징
  • 메모리에 필요한 페이지만 적재하는 방법
  • 기본동작순서
    • 특정페이지에 접근
    • 해당페이지가 메모리에 있을경우(유효비트1)
      • 페이지가 적재된 프레임에 접근
    • 해당페이지가 메모리에 없을경우(유효비트0)
      • 페이지폴트 발생
      • 페이지폴트 처리루틴 수행
      • 해당 페이지를 메모리로 적재
      • 유효비트1로 설정
  • 종류
    • 순수요구페이징
      • 첫명령어를 수행하는 순간, 페이지폴트 발생
      • 언젠가는 메모리가 가득참
      • 일부페이지는 스왑
      • 메모리의 페이지를 보조기억장치로 내보냄
      • 페이지교체 알고리즘
        • FIFO
        • LRU

p223 파일시스템

p223 파일과 디렉터리

• 파일 디스크립터
  • 0 : stdin
    • 키보드 입력
  • 1 : stdout
    • 모니터 출력
  • 2 : stderr
    • 표준 에러
• 파일 핸들

p244 기술면접질문

• 코드의 문제
  • 공유데이타가 동시에 수행되는 과정에서 발생하는 레이스 컨디션 문제
  • 임계구역에서 연산이 하나씩 수행되지 않음.
  • 데이타의 일관성 보장 안됨.
• 코드의 문제 해결
  • pthread_mutex_t mutex
  • pthread_mutex_lock(&mutex)
  • pthread_mutex_unlock(&mutex)
  • mutex를 활용해 공유자원에 대한 접근 동기화
• 공유메모리기반 IPC가 소켓통신보다 빠른 이유
  • 공유메모리는 메모리공간에 직접접근하기 때문에
  • 마치 자신의 메모리 공간을 읽고 쓰는 것처럼 IPC가 발생
  • 소켓통신은 커널을 통하므로 추가적인 오버헤드 발생
• 운영체제가 메모리에 적재되기까지 과정(부팅의 과정)
  • CPU : ROM에 저장된 BIOS 실행
  • BIOS : 하드디스크의 MBR을 읽고, 부트로더 로드
  • 부트로더 : 커널위치를 RAM에 적재
• 커널
  • 하드웨어와 응용프로그램간의 중재자 역할
  • 프로세스, 스레드 실행
  • CPU, 메모리, 스토리지 등의 하드웨어를 공정하게 할당
  • 커널모드, 유저모드
• thread unsafe 문제
  • 다중스레드에서 레이스 컨디션 발생
  • 데이타 일관성 깨짐
• 리눅스에서 일반적인 사용자프로세스가 CPU를 할당받는 과정
  • 각 프로세스가 가상 실행시간인 vruntime을 유지
  • vruntime이 가장 작은 프로세스부터 스케줄링
  • vruntime은 실제실행시간과 우선순위에 따른 가중치를 고려하여 계산
• 지나친 문맥 교환의 문제
  • 문맥저장과 복구에 CPU시간을 사용해서 효율성 떨어짐
  • 캐시메모리 데이타를 반복적으로 무효화
  • 캐시미스율이 증가
• 4GB 이상의 프로그램을 물리메모리에서 실행하는 방법
  • 운영체제는 프로세스가 필요한 메모리 공간을 가상주소로 할당
  • 물리메모리에는 필요한 부분만 적재
  • 불필요한 부분은 디스크의 스왑영역에 적재
  • 가상메모리 기술
• 페이지폴트를 처리하는 과정
  • CPU : 기존 작업을 백업
  • 페이지폴트 처리루틴 진행
    • 원하는 페이지를 메모리의 프레임으로 가져와서 유효비트를 1로 변경
  • 이제 CPU가 해당 페이지에 접근가능
• 파일디스크립터
  • 운영체제에서 파일을 식별하기 위한 저수준 정보
  • IPC(파이프, 소켓)도 파일
  • 표준입력0 표준출력1 표준에러2 도 파일
• EXT4 에서 디렉토리에서 내 파일의 데이타를 찾는 과정
  • 파일이 속한 디렉터리에서 파일이름에 해당하는 디렉토리 엔트리를 찾음.
  • 해당파일의 inode를 얻음.
  • inode번호로 inode테이블에서 inode찾음.
  • inode에는 파일속성, 데이타저장위치 포함.
• inode
  • 파일이 저장된 위치, 속성
  • 파일이름은 제외
• 공장초기화된 보조기억장치가 있음, 파일시스템을 만들고, 텍스트파일 저장.
  • 파티션 생성
  • 포매팅 : 파일시스템 생성
  • 파일시스템 마운트
  • 파일생성, 저장
• 메모리누수
  • 할당받은 메모리를 해제하지 않아 지속적으로 점유
  • 명시적인 해재
  • 가비지 컬렉션
• 스레드 join
  • 생성된 스레드가 완료될때까지 대기하는 메서드
• 멀티프로세스, 멀티스레드
  • 차이점 : 자원공유여부
  • 멀티스레드는 메모리, 파일을 공유함.
• hello라는 문자열 입력후 저장, 이 과정을 커널모드로 설명
  • 응용프로그램 : 운영체제 open() 호출
  • CPU : 유저모드 -> 커널모드
  • 커널 : 파일생성
  • CPU : 커널모드 -> 유저모드
  • 응용프로그램 : 운영체제 write() 호출
  • CPU : 유저모드 -> 커널모드
  • 커널 : 파일기록
  • CPU : 커널모드 -> 유저모드
  • 응용프로그램 : 운영체제 close() 호출
  • CPU : 유저모드 -> 커널모드
  • 커널 : 파일닫기
  • CPU : 커널모드 -> 유저모드
• 교착상태
  • 2개이상의 프로세스가 상대방의 자원을 기다리며 무한정 대기
  • 4조건
    • 상호배제
      • 한번에 하나씩 사용
    • 상호대기
      • 자원점유 프로세스가 다른자원 대기
    • 비선점
      • 자원을 점유하지 못하는 경우
    • 원형대기
• 블로킹 입출력, 논블로킹 입출력
• 디버깅시 주소는 물리메모리주소 or 가상메모리주소
  • 가상메모리 주소
  • 이 가상메모리 주소는 MMU에 의해 물리주소로 변환
• 메모리가 부족하다면
  • 디스크에 메모리페이지를 저장
  • 필요할때 다시 불러오기
  • 스와핑
  • 슬래싱
    • 스와핑이 계속 발생해서 실제 작업이 일어나지 않는 상황.

p256 자료구조

p257 시간복잡도 공간복잡도

• 시간복잡도
  • 입력에 따른 시간의 점근적 상향
• 공간복잡도
  • 입력에 따른 메모리의 점근적 상향

p300 트리의 종류

• 이진트리
  • 편향된 이진트리
• RB트리
  • 균형을 맞추는 트리
  • 이진트리의 문제
    • 삽입 삭제 연산을 반복하면 트리가 한쪽으로만 자라나는 편향.
    • 탐색속도가 O(n)으로 연결리스트와 다를바 없음.
  • 색상규칙
    • 루트노드 : 블랙
    • 리프노드 : 블랙
    • 레드노드의 자식은 블랙
  • 트리의 회전
    • 왼쪽회전
    • 오른쪽회전
• B트리
  • 대용량입출력
  • 균형을 유지하는 트리
  • 다진탐색트리
  • 한블록은 여러데이타를 포괄
  • 이진탐색트리에 비해 입출력 연산을 줄일수 있음.
• B+트리
  • 실질적인 데이타가 모두 최하위 리프노드에 있음.

p322 깊이우선탐색 vs 넓이우선탐색

p327 최단경로 알고리즘

• 시작점에서 목적지까지 가중치합이 최소가 되는 경로
• 지도서비스에서 목적지까지 이르는 최단거리

p336 기술면접질문

• 시간복잡도와 빅오표기법 차이
  • 시간복잡도
    • 입력크기에 따른 프로그램 실행시간관계
    • 실행시간은 연산횟수에 비례
    • 연산횟수
  • 빅오표기법
    • 함수의 점근적 상향
• 해시테이블의 장단점
  • 장점
    • 빠르다
    • O(1)
  • 단점
    • 메모리를 많이 사용
• 연결리스트 장단점
  • 장점
    • 삽입 삭제 빠름.
  • 단점
    • 순차탐색 느림.

p501 기술면접질문

• 브로드캐스트
  • 네트워크내 모든 호스트에게 패킷전송
  • ARP 요청
• 캡슐화
  • 상위계층에서 하위계층으로 내려갈때 헤더가 덧붙는 과정
• MAC주소, IP주소
  • MAC주소
    • 네트워크 인터페이스의 물리적 주소
    • 로컬 네트워크내에서 장치를 식별
  • IP주소
    • 호스트를 식별하는 논리적주소
• 서브네팅 필요
  • IP주소를 토대로 네트워크를 더 작은 서브네트워크로 나누기 위함.
  • IP주소와 네트워크를 효율적으로 관리
• NAT
  • IP주소를 변환하는 기술
  • 사설IP+포트와 공인IP+포트를 변환하는데 사용
• TCP 연결수립과정
  • 3way handshake
    • 클라->서버 : SYN
    • 서버->클라 : SYN-ACK
    • 클라->서버 : ACK
• 도메인네임을 웹사이트에 연동하는 과정
  • DNS서비스 제공업체에 DNS 자원 레코드를 추가
• HTTP 1.1, HTTP 2.0 차이점
  • 1.1
    • 평문 메시지
  • 2.0
    • 바이너리 메시지
    • 헤더압축
    • 서버푸시
    • 멀티플랙싱
    • HOL블로킹 문제를 완화

p514 서버로서 DBMS

• SQL
  • DDL(Data Definition Language)
    • CREATE
      • 데이타베이스, 테이블, 뷰, 인덱스 생성
    • ALTER
    • DROP
      • 데이타베이스 삭제
    • TRUNCATE
      • 테이블구조유지, 모든레코드 삭제
  • DML(Manipulation)
    • SELECT
    • INSERT
    • UPDATE
    • DELETE
  • DCL(Control)
    • COMMIT
    • ROLLBACK
    • SAVEPOINT
  • TCL(Transaction Control Language)
    • GRANT
      • 권한 부여
    • REVOKE
      • 권한 회수

p516 파일대신 데이타베이스 필요성

• 데이타 일관성 무결성
  • 레이스컨디션 문제
• 중복저장
• 변경시 연관변경 문제
• 정교한 검색
• 백업, 복구

p523 트랜젝션과 ACID

• ACID
• Atomicity(원자성)
  • all or nothing
  • 모두 성공하거나 모두 실패
  • 일부 성공이나 일부 실패는 불허
• Consistency(일관성)
  • 트랜젝션 전후로 데이타베이스가 일관된 상태를 유지
  • 일관된 상태는 데이타베이스가 지켜야 하는 일련의 규칙을 모두 지키고 있는 상태
• Isolation(격리성)
  • 여러트랜젝션이 간섭받지 않는 상태
  • 레이스컨디션 방지
• Durability(지속성)
  • 트랜젝션이 성공후 그 결과가 영구히 반영

p539 무결성 제약 조건

• 도메인 제약조건
• 키 제약조건
• 엔티티 무결성 제약조건
• 참조 무결성 제약조건

p544 DDL

• 데이타베이스 생성

CREATE TABLE mydb;
SHOW DATABASES;
USE mydb;

• 테이블 생성

CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(50) NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE,
    birth_date DATE,
    registration_date TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
)

...
FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id)
...

DESCRIBE users;

• 테이블 변경

ALTER TABLE users   ADD     COLUMN HOBBY VARCHAR(50) NOT NULL;
...                 CHANGE
...                 DROP
...                 MODIFY

• 테이블, 데이타베이스 삭제

DROP DATABASE mydatabase;
DROP TABLE users;

• 테이블의 모든 레코드 삭제

TRUNCATE TABLE users;

• INSERT

INSERT INTO users(name) 
VALUES ("hhd")

• UPDATE

UPDATE users
SET name = "hhd"
WHERE id = "hhd"

• DELETE

DELETE FROM users
WHERE id = "hhd"

• 외래키 제약조건
  • CASCADE
    • 참조하는 데이타도 함께 수정/삭제
  • SET NULL
    • 참조하는 데이타를 NULL로 변경
  • SET DEFAULT
  • RESTRICTED
  • NO ACTION

CREATE TABLE posts (
    id PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    user_id INT,
    ...
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id),
    ON UPDATE CASCADE,
    ON DELETE SET NULL
)

• SELECT

SELECT 필드1, 필드2
    FROM 테이블
    WHERE 조건식
    GROUP BY 그룹화할_필드
    HAVING 필터_조건
    ORDER BY 정렬할_필드
    LIMIT 레코드_제한

SELECT COUNT(*), AVG(gpa), MAX(gpa), MIN(gpa)
FROM STUDENTS;

p563 GROUP BY

SELECT major, COUNT(*), AS student_count
FROM students
GROUP BY major;

p564 HAVING

SELECT major, AVG(gpa)
FROM students
GROUP BY major;

SELECT major, AVG(gpa)
FROM students
GROUP BY major
HAVING AVG(gpa) >= 3.6

p566 ORDER BY

SELECT first_name, last_name, gpa
FROM students
ORDER BY gpa DESC;

p568 TCL(Transaction Control Language)

START TRANSACTION;

UPDATE ACCOUNTS
SET blance = balance - 100
WHERE account_id = 1;

COMMIT;

START TRANSACTION;

UPDATE ACCOUNTS
SET blance = balance - 100
WHERE account_id = 1;

ROLLBACK;

START TRANSACTION;

SAVEPOINT sp1;

UPDATE ACCOUNTS
SET blance = balance - 100
WHERE account_id = 1;

ROLLBACK TO SAVEPOINT sp1;

p573 서브쿼리와 조인

• inner join

SELECT c.name, c.age, c.email, o.id, o.product_id, o.quantity, o.amount
FROM customers AS c 
INNER JOIN orders AS o 
ON c.id = o.customer_id;

• left outer join

SELECT c.name, c.age, c.email, o.id, o.product_id, o.quantity, o.amount
FROM customers AS c 
LEFT OUTER JOIN orders AS o 
ON c.id = o.customer_id;

p584 뷰

CREATE VIEW myview AS
SELECT u.name, u.email, p.title
FROM users AS u, posts AS p
WHERE u.id = p.user_id

p587 인덱스

CREATE INDEX 인덱스_이름 ON 테이블_이름(필드);

SHOW INDEX FROM 테이블_이름;

DROP INDEX 인덱스_이름 FROM 테이블_이름;

CREATE INDEX idx_nickname 
ON users(nickname);

p597 1정규형

• 모든속성은 원자값을 갖음.
• 필드데이타가 더이상 쪼개질수 없음.
• before
  • 수강과목
    • 운영체제, 데이타베이스
    • 컴퓨터구조, 운영체제
• 문제점
  • 수강과목의 세부 데이타가 원자값이 아닌 배열.
• after
  • 수강과목
    • 운영체제
    • 데이타베이스
    • 컴퓨터구조
    • 운영체제

p600 2정규형

• 1정규형을 만족함
• 기본키가 아닌 모든필드가 기본키에 종속
• before
  • 구매
    • id
    • 이름
    • 구매항목
    • 가격
    • 결제수단
• 문제점
  • 구매id
• after
  • 회원
    • id
    • 이름
  • 상품
    • id
    • 상품명
  • 구매
    • id
    • 회원id
    • 상품id
    • 결제수단

p602 3정규형

• 1 2 정규형 만족
• 기본키가 아닌 모든키에 이행적 종속성이 없는 상태
• before
  • 학생
    • id
    • 학과
    • 학과사무실위치
• after
  • 학과
    • id
    • 이름
    • 사무실위치
  • 학생
    • id
    • 학과id

p603 보이스/코드 정규형

• 1, 2, 3 만족
• 모든결정자가 후보키
• 즉 결정자는 유일해야 함.
• before
  • 수강
    • 학생id
    • 과목id
    • 교수id
• 문제점
  • 과목코드로 담당교수 특정 가능
  • 담당교수로 과목코드 특정 가능
  • 결정자가 2개로 보이스 코드 정규형 위반
• after
  • 수강
    • 학생id
    • 과목id
  • 과목
    • id
    • 교수id
• 정규형 정리
  • 1정규형
    • 모든속성이 원자값
    • 컬럼에 배열값이 들어가면 안됨
  • 2정규형
    • 부분함수 종속성 제거
    • id값으로 특정할 수 없는 컬럼이 있으면 안됨
  • 3정규형
    • 이행함수 종속성 제거
    • 레코드의 모든 컬럼이 id와 관련 있어야 함.
  • 보이스코드 정규형
    • 후보키 아닌 결정자 제거
    • FK만 있어야 하는데, FK의 주변컬럼이 함께 포함되면 안됨.
    • professor_id 만 있어야 하는데, professor_주민번호 는 유일하더라도 함께 있으면 안됨.

p609 MongoDB

• 데이타베이스 생성, 컬렉션 생성
  ```
  use mydb

db.createCollection(“mycollection”)

show dbs

show collections

- 단일 레코드 삽입

db.mycollection.insertOne({name:”kim”, age:30})

db.mycollection.find()

db.mycollection.find({name:”kim”})

db.mycollection.find({age:{$gt:20}})

db.mycollection.find({
$and
[
{name:”kim”},
{age:12}
]
})

- 여러 레코드 삽입

db.mycollection.insertMany(
{name:”kim”, age:30},
{name:”kim”, age:30},
{name:”kim”, age:30},
{name:”kim”, age:30},
)

- 단일 도큐먼트 갱신

db.mycollection.updateOne(
{name:”kim”},
{$set: {age:30} }
)

- 여러 도큐먼트 갱신

db.mycollection.updateMany(
{age:{$gt:20}},
{$set:{status:”active”}}
)

- 삭제

db.mycollection.deleteOne( {name:”kim”} )

# p616 Redis
- 문자열타입 명령어
  - SET
  - SETNX
    - 키가 존재하지 않을때만 문자열 저장
  - GET
  - MGET
    - 여러 문자열 조회
  - DEL

SET k1 “hello”

SETNX k1 “hello2”
SETNX k2 “hello3”

GET k1
GET k2

DEL k2

# p626 기술면접 질문
- DB의 필요성
  - 일관성, 무결성
  - 레이스 컨디션
  - 중복저장
- ACID
  - A : 원자성
    - all or nothing
  - C : 일관성
    - 트랜젝션 전후에 상태 일관
  - I : 독립성
    - 트랜젝션간 독립적
  - D : 지속성
    - 트랜젝션 이후 결과가 영원히 저장
- 정규화가 필요하지 않은 상황
  - 테이블이 너무 많으면 빈번한 조인연산으로 성능저하
  - 하나의 테이블로 역정규화 필요
- 인덱스로 인한 성능저하
  - 인덱스는 SELECT 고성능, INSERT UPDATE DELETE 저성능
  - 조회가 빈번한 테이블만 인덱스 필요
- 인덱스에 B+트리가 사용되는 이유
  - 대용량 데이타에 대한 빠른 탐색
  - 균형잡힌 트리라서 검색이 빠름
  - 노드가 여러 자식을 갖아서 탐색 횟수가 적음
- 참조 무결성 제약조건
  - 외래키를 통해 테이블간 참조 관계에서 데이타의 일관성을 유지하기 위한 조건
  - 외래키는 테이블의 기본키 or NULL
- INNER JOIN, OUTER JOIN
  - INNER JOIN
    - 공통된 데이타가 있는 경우만 데이타 추출
  - OUTER JOIN
    - 공통된 데이타가 없는 행도 빈값으로 반환
- 모든직원의 이름 조회

SELECT name
FROM employees;

- 전직원 급여 10% 인상

UPDATE employees
SET salary = salary * 1.1;

- 부서ID를 추가

ALTER TABLE employees
ADD FOREIGN KEY (dept_id)
REFERENCES departments(id)
ON DELETE CASCADE
ON UPDATE SET NULL;

- 재무부서의 모든직원이름, 부서이름

SELECT e.name, d.name
FROM employees AS e
INNER JOIN departments AS d
ON e.dept_id = d.id
WHERE d.name = “finance”;
```

• SQL에서 뷰의 필요성
  • 복잡한 쿼리 단순화
  • 보안
• RDBMS, NoSQL 차이
  • 스키마고정, 스키마유연
  • 수평확장용이
• NoSQL 장점
  • 높은확장성
  • 빠른 읽기/쓰기
  • 엄격한 트랜젝션, 일관성 나쁨
• Redis 장점
  • 인메모리 데이타베이스라서 디스크접근시간 단축
  • 빠른 입출력
• DB샤딩
  • 샤드라는 여러 데이타베이스 서버에 테이블을 분할
  • 부하분산효과