Cs-fundamentals

컴파일러의 전체 구조와 각 단계(어휘 분석, 구문 분석, 의미 분석, 중간 코드 생성, 최적화, 코드 생성)의 역할을 살펴보고, 심볼 테이블과 컴파일 패스 개념을 정리합니다.

프로그래밍 언어의 발전 역사, 정적/동적 구분, 스코프 규칙, 매개변수 전달 방식을 정리하고, 컴파일러 기술이 IDE 도구와 보안 분석 등에 어떻게 응용되는지 살펴봅니다.

문법 정의, 유도, 파스 트리, 모호성 개념을 배우고, 연산자 우선순위와 결합법칙, 구문 지시 번역, 후위 표기법, 합성 속성을 활용한 간단한 번역기를 만들어 봅니다.

어휘 분석기의 역할과 토큰/패턴/렉심의 개념을 정리하고, 정규 표현식과 정규 정의를 사용하여 토큰을 명세하는 방법을 살펴봅니다.

NFA와 DFA의 개념, 정규 표현식에서 NFA로의 Thompson 구성, NFA에서 DFA로의 부분 집합 구성, DFA 최소화, 그리고 Lex 도구를 활용한 어휘 분석기 자동 생성을 다룹니다.

파서의 역할과 문맥 자유 문법을 복습하고, 모호성 제거, 좌재귀 제거, 좌인수분해 기법을 다룹니다. 재귀 하강 파서, 예측 파서, FIRST/FOLLOW 집합, LL(1) 문법을 상세히 설명합니다.

Bottom-Up 파싱의 핵심 개념(축약, 핸들, 이동-축약)을 다루고, SLR, 정규 LR(1), LALR 파싱 기법과 Yacc 파서 생성기를 살펴봅니다.

합성 속성과 상속 속성의 개념, 의존 그래프와 평가 순서, S-속성 정의와 L-속성 정의, 그리고 구문 지시 번역 체계(SDT)의 구현 방법을 다룹니다.

구문 트리의 변형(DAG), 3주소 코드(쿼드러플, 트리플, SSA), 타입 표현식과 타입 검사, 타입 변환, 그리고 제어 흐름 번역과 백패칭 기법을 다룹니다.

프로그램 실행 시 메모리 구성, 스택 기반 활성 레코드와 호출 순서, 비지역 변수 접근 방법(접근 링크, 디스플레이), 힙 관리와 단편화, 그리고 가비지 컬렉션의 주요 알고리즘을 다룹니다.

코드 생성기 설계의 핵심 이슈와 기본 블록, 흐름 그래프의 개념을 다룹니다. 명령어 선택, 레지스터 할당, 목적 코드의 주소 지정 방식, DAG 표현까지 살펴봅니다.

단순 코드 생성 알고리즘, 레지스터/주소 디스크립터, DAG 기반 코드 생성, 트리 기반 최적 코드 생성, 그래프 컬러링을 이용한 레지스터 할당, 핍홀 최적화를 다룹니다.

공통 부분식 제거, 죽은 코드 제거, 상수 폴딩, 루프 불변 코드 이동, 유도 변수, 강도 감소 등 주요 최적화 기법과 데이터 흐름 분석의 기초를 다룹니다.

데이터 흐름 분석의 기본 원리, 도달 정의, 활성 변수 분석, 가용 수식 분석, 반복 알고리즘, gen/kill 집합, 그리고 격자 이론의 기초를 다룹니다.

지배자와 지배자 트리, 자연 루프, 루프 불변 코드 검출과 이동, 유도 변수 검출과 제거, 루프 내 강도 감소, 루프 펼침 기법을 다룹니다.

명령어 수준 병렬성(ILP)의 개념, 파이프라이닝과 슈퍼스칼라 프로세서, 리스트 스케줄링, 소프트웨어 파이프라이닝, 레지스터 할당과 스케줄링의 관계, VLIW 아키텍처를 다룹니다.

데이터 병렬성과 태스크 병렬성의 유형, 배열 의존성 분석, 루프 변환(교환, 타일링, 융합, 분열), 아핀 변환 이론의 기초, 지역성 최적화를 다룹니다.

프로시저 간 분석의 필요성, 호출 그래프, 문맥 민감성, 포인터 분석(Andersen vs Steensgaard), 별칭 분석, 흐름 민감/비민감 분석, 프로시저 간 데이터 흐름 분석을 다룹니다.

SSA(Static Single Assignment) 형식의 개념, phi 함수, 지배 경계를 이용한 SSA 구성, SSA 기반 최적화(상수 전파, 죽은 코드 제거, 전역 값 번호화), SSA에서의 복원을 다룹니다.

LLVM 아키텍처, GCC vs LLVM vs Clang 비교, JIT 컴파일, 현대 언어 기능의 컴파일 과제, 보안 분야의 컴파일러 기술, AI/ML 컴파일러(XLA, TVM), WebAssembly 컴파일을 다룹니다.

인터넷의 구성 요소, 서비스 관점에서의 인터넷, 프로토콜의 정의, 네트워크 엣지, 접속 네트워크, 물리 매체에 대해 다룹니다.

네트워크 코어의 패킷 교환과 회선 교환 방식을 비교하고, ISP 계층 구조를 통한 네트워크의 네트워크 개념을 다룹니다.

패킷 교환 네트워크에서 발생하는 4가지 지연 요소, 큐잉 지연 모델, 패킷 손실, 종단 간 지연, 처리량 개념을 다룹니다.

인터넷의 5계층 모델, OSI 7계층과의 비교, 캡슐화 개념, 네트워크 보안 기초를 다룹니다.

네트워크 애플리케이션 구조, HTTP 프로토콜의 동작 원리, 지속/비지속 연결, HTTP 메시지 형식, 쿠키, 웹 캐싱, 조건부 GET을 다룹니다.

SMTP 이메일 프로토콜, DNS의 서비스와 계층적 구조, 반복적/재귀적 질의, DNS 레코드, P2P 파일 분배, 분산 해시 테이블을 다룹니다.

UDP 소켓 프로그래밍과 TCP 소켓 프로그래밍의 Python 예제, 클라이언트-서버 상호작용 흐름을 다룹니다.

전송 계층의 서비스, 네트워크 계층과의 관계, 다중화/역다중화, UDP 세그먼트 구조, UDP 체크섬을 다룹니다.

신뢰적 프로토콜을 단계별로 구축하는 과정(rdt1.0~rdt3.0), 정지-대기, 파이프라인 프로토콜(Go-Back-N, Selective Repeat)을 다룹니다.

TCP 3-way handshake, 세그먼트 구조, 시퀀스/ACK 번호, RTT 추정, 신뢰적 전송, 흐름 제어, 혼잡 제어(슬로 스타트, 혼잡 회피, 빠른 회복), TCP 공정성을 다룹니다.

네트워크 계층의 핵심 기능인 포워딩과 라우팅의 차이를 이해하고, 가상 회선과 데이터그램 네트워크, 라우터 내부 구조를 학습합니다.

IPv4 데이터그램 형식, IP 단편화, 서브넷과 CIDR, DHCP, NAT, ICMP 프로토콜, 그리고 IPv6로의 전환까지 IP 프로토콜의 모든 것을 학습합니다.

네트워크 최적 경로를 찾기 위한 Link-State(다익스트라)와 Distance-Vector(벨만-포드) 알고리즘을 비교하고, count-to-infinity 문제와 해결책을 학습합니다.

인터넷의 계층적 라우팅 구조를 이해하고, AS 내부 라우팅(RIP, OSPF)과 AS 간 라우팅(BGP)의 동작 원리, 경로 선택 방법을 학습합니다.

링크 계층의 핵심 서비스, 오류 검출 기법(패리티, 체크섬, CRC), 그리고 다중 접속 프로토콜(채널 분할, 랜덤 접속, 순번 방식)을 학습합니다.

ARP 프로토콜, 이더넷 프레임 구조, 링크 계층 스위치의 자가 학습과 스패닝 트리, VLAN, MPLS, 데이터 센터 네트워크를 학습합니다.

무선 링크의 특성, WiFi 802.11의 구조와 MAC 프로토콜, 셀룰러 네트워크(2G/3G/4G LTE), 그리고 모바일 장치의 이동성 관리를 학습합니다.

비디오/오디오의 특성, 스트리밍 기술(UDP/HTTP/DASH), CDN 아키텍처, VoIP의 지터와 손실 복구, QoS 보장 메커니즘을 학습합니다.

대칭키/공개키 암호, 메시지 무결성(해시, MAC, 전자서명), 인증 프로토콜, SSL/TLS, IPsec/VPN, 방화벽, IDS를 학습합니다.

네트워크 관리의 개요, 관리 인프라(관리 장치, MIB, 에이전트), SNMP 프로토콜, SMI, ASN.1, SNMP 보안을 학습합니다.

운영체제의 정의와 역할, 컴퓨터 시스템 구성(인터럽트, 저장 계층, I/O), 시스템 아키텍처(멀티프로세서, 멀티코어, NUMA), OS 운영 방식(이중 모드, 타이머), 자원 관리를 다룹니다.

운영체제가 제공하는 서비스(UI, 프로그램 실행, I/O, 파일 시스템, 통신, 보호), 시스템 콜의 유형과 API, OS 구조(모놀리식, 계층형, 마이크로커널, 하이브리드), 시스템 부팅 과정을 다룹니다.

프로세스 개념(상태, PCB), 프로세스 스케줄링, 프로세스 연산(fork, exec), 프로세스 간 통신(공유 메모리, 메시지 전달), 파이프, 클라이언트-서버 통신(소켓, RPC)을 다룹니다.

스레드 개념과 동기, 멀티코어 프로그래밍(암달의 법칙), 멀티스레딩 모델, 스레드 라이브러리(Pthreads, Java), 암묵적 스레딩(스레드 풀, fork-join, OpenMP)을 다룹니다.

CPU 스케줄링 개념(CPU 버스트, 선점/비선점), 스케줄링 기준, 알고리즘(FCFS, SJF, 우선순위, 라운드 로빈, 다단계 큐/피드백 큐), 스레드 스케줄링, 다중 프로세서 스케줄링, Linux CFS를 다룹니다.

임계 영역 문제, 피터슨 해법, 하드웨어 지원(메모리 배리어, CAS, 원자적 변수), 뮤텍스 락, 세마포어, 모니터, 활성 문제(교착 상태, 기아, 우선순위 역전)를 다룹니다.

고전적 동기화 문제(유한 버퍼, 읽기-쓰기, 식사하는 철학자), POSIX 동기화(뮤텍스, 세마포어, 조건 변수), Java 동기화, 대안적 접근법을 다룹니다.

교착 상태 특성(4가지 조건, 자원 할당 그래프), 교착 상태 예방, 교착 상태 회피(안전 상태, 은행원 알고리즘), 교착 상태 탐지와 복구를 다룹니다.

메모리 관리 배경(주소 바인딩, 논리적/물리적 주소, MMU), 연속 메모리 할당, 페이징(기본 개념, TLB, 페이지 테이블 구조), 스와핑, 메모리 보호를 다룹니다.

가상 메모리 개념, 요구 페이징(페이지 폴트, 성능), 쓰기 시 복사, 페이지 교체 알고리즘(FIFO, 최적, LRU, 클럭), 프레임 할당, 스래싱(워킹 셋 모델), 메모리 매핑 파일을 다룹니다.

HDD 구조와 디스크 스케줄링(SCAN, C-SCAN), NVM(SSD) 장치, RAID 수준(0-6), 객체 스토리지, 클라우드 스토리지를 다룹니다.

I/O 하드웨어(포트, 버스, 컨트롤러), 폴링, 인터럽트, DMA, 애플리케이션 I/O 인터페이스, 커널 I/O 서브시스템을 다룹니다.

파일 개념(속성, 연산), 접근 방법(순차, 직접), 디렉토리 구조, 파일 공유, 보호(ACL, 권한)를 다룹니다.

파일 시스템 구조, 디스크/메모리 내 구조, VFS, 디렉토리 구현, 할당 방법, 빈 공간 관리, 저널링을 다룹니다.

파일 시스템 마운팅, 파티션, 블록 그룹, ext4 내부 구조, APFS, 성능 최적화, NFS를 다룹니다.

보안 위협 개요, 프로그램 위협(맬웨어, 코드 인젝션, 버퍼 오버플로), 시스템/네트워크 위협, 암호화, 인증, 보안 방어를 다룹니다.

보호 목표, 보호 링, 보호 도메인, 접근 행렬, RBAC, MAC(SELinux), 샌드박싱, 코드 서명을 다룹니다.

VM의 이점, Type 1/Type 2 하이퍼바이저, 하드웨어 지원 가상화(VT-x), 반가상화, 컨테이너(Docker, Kubernetes), VM 마이그레이션을 다룹니다.

네트워크 유형, TCP/IP 모델, 분산 시스템의 장점과 과제, 분산 파일 시스템(NFS, GFS, HDFS), MapReduce, 분산 조정을 다룹니다.

Linux 커널 아키텍처, 프로세스/메모리/파일시스템 관리, 커널 모듈과 Windows 10 아키텍처, 객체 관리자, NTFS, WSL을 비교합니다.