다중화(Multiplexing) 기술 정리

1. 다중화(Multiplexing)의 개념

• 단일 링크(물리 경로)에 여러 채널(논리 경로)의 신호를 동시에 전송하는 기술을 다중화라고 한다.
• 여러 장치의 데이터를 하나의 링크로 묶어 전송하고, 수신 측에서는 다시 분리하여 각각의 장치로 전달한다.
• 다중화기(Multiplexer, MUX)와 다중복구기(Demultiplexer, DEMUX)를 사용한다.

2. 다중화 방식의 종류

3. FDM (주파수 분할 다중화)

• 각 신호를 서로 다른 반송파 주파수로 변조해 주파수 대역을 분할한다.
• 수신 측에서는 필터와 복조기로 각 신호를 분리한다.
• 채널 간 간섭 방지를 위해 guard band(보호대역)를 둔다.
• 아날로그 통신에서 주로 사용하며, 라디오/TV/아날로그 전화 등이 대표적이다.

FDM 계층 구조(Analog Hierarchy) 예시

• 12채널: Group
• 60채널(12×5): Supergroup
• 600채널(60×10): Mastergroup
• 3600채널(600×6): Jumbogroup

4. WDM (파장 분할 다중화)

• 광통신에서 사용, 빛의 파장(색)을 다르게 하여 여러 신호를 동시에 전송한다.
• 프리즘처럼 여러 색(파장)의 빛을 합쳐 전송, 수신 측에서 다시 분리한다.
• FDM과 원리는 같으나, 주파수 대신 파장(λ) 단위를 사용한다.

5. TDM (시분할 다중화)

• 시간을 타임 슬롯으로 쪼개 각 신호에 고유 시간 구간을 할당한다.
• 동기식(Synchronous)과 비동기식(Asynchronous, 통계적 TDM)으로 나뉜다.

• 동기식 TDM은 각 프레임마다 모든 채널에 타임 슬롯을 고정 할당한다.
• 비동기식(통계적) TDM은 데이터가 있는 채널에만 타임 슬롯을 동적으로 할당하며, 각 슬롯에 채널 주소를 포함한다.
• 타임 슬롯 간 간섭 방지를 위해 가드 인터벌(guard interval)을 둘 수 있다.

TDM 계층 구조(Digital Hierarchy) 예시

• DS-0: 1채널(64kbps, PCM 음성 1회선)
• DS-1: 24채널(1.544Mbps, T-1 라인)
• DS-2, DS-3, ... : 상위 묶음
• 유럽(E-1): 32채널(2.048Mbps)

6. SONET/SDH (광통신 동기식 다중화 표준)

• SONET(Synchronous Optical Network): 미국 ANSI 표준
• SDH(Synchronous Digital Hierarchy): 국제 ITU-T 표준
• 광전송망에서 동기식 다중화, 하나의 클럭으로 전체 동기화
• 신호 계층: STS-1(51.84Mbps), STS-3, STS-12, ... (OC-1, OC-3, OC-12 등으로도 표기)
• 프레임 구조: 9행 × 90옥텟 = 810옥텟(바이트)

7. 역다중화기와 집중화기

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printf() 함수와 서식문자, 변수와 메모리의 이해

C언어에서 가장 많이 사용하는 출력 함수가 printf다. 이번 시간에는 printf 함수의 다양한 서식문자(%d, %g, %c 등)와 변수와 메모리의 관계, 그리고 실제로 데이터를 어떻게 저장하고 출력하는지 실습 예제와 함께 자세히 알아본다.

1. printf() 함수와 서식문자

• printf 함수는 화면에 문자열, 정수, 실수, 문자 등 다양한 형태의 데이터를 출력한다.
• 서식문자는 %로 시작하며, 출력할 데이터의 타입에 따라 다르게 사용한다.
• 문자열은 큰따옴표(" ")로, 문자 하나는 홑따옴표(' ')로 감싼다.
• \n은 줄바꿈(new line), \t는 탭(tab) 등 특수문자도 함께 쓸 수 있다.

2. 주요 서식문자와 사용 예시

• 정수는 %d, 실수는 %g 또는 %f, 문자는 %c, 문자열은 %s를 사용한다.
• 실수형 데이터를 %d로 출력하면 0이 나오거나 이상한 값이 나올 수 있으니, 반드시 데이터형에 맞는 서식문자를 사용해야 한다.

3. 변수와 메모리의 관계

• 변수는 데이터를 저장하는 메모리 공간이다. 선언할 때 데이터형을 함께 지정한다.
• int a; // 정수형 변수 a 선언 (메모리 공간만 확보)
• a = 10; // 변수 a에 10을 저장 (2진수로 변환되어 메모리에 저장)
• int a = 10; // 선언과 동시에 초기화
• 변수에 값을 넣을 때는 = (대입 연산자)를 사용한다. 오른쪽 값을 왼쪽 변수에 저장한다.
• 하나의 변수는 한 번만 선언해야 하며, 같은 이름의 변수를 중복 선언하면 오류가 발생한다.

4. 데이터의 연산과 출력

• printf 함수의 인자(괄호 안)는 연산이 가능하다. 예를 들어, printf("%d", a+1);처럼 변수의 값을 연산해서 출력할 수 있다.
• 문자열 내의 +, =, * 등은 연산이 아니라 문자 그대로 출력된다.
• 실제 연산은 괄호 밖에서 이루어지고, 결과만 출력된다.

5. 아스키코드와 문자 출력

• 아스키코드는 문자와 숫자를 컴퓨터가 인식할 수 있는 2진수 코드로 변환한 표준이다.
• 예를 들어, 65를 %c로 출력하면 문자 A가 나온다.
• 아스키코드는 문자, 숫자, 특수문자, 제어문자 등 다양한 기호를 7비트(8비트 포함)로 표현한다.
• 패리티 비트는 데이터 전송 시 오류 검출을 위해 1의 개수를 짝수(또는 홀수)로 맞추는 방식이다.

6. 변수 선언, 대입, 메모리 저장 예시

7. 주요 용어 정리

• 서식문자(conversion specifier): 출력 데이터의 형식을 지정하는 기호(%d, %f, %c 등)
• 변수(variable): 데이터를 저장하는 메모리 공간
• 데이터형(data type): 변수에 저장되는 값의 종류(int, double, char 등)
• 아스키코드(ASCII): 문자와 숫자를 2진수로 변환하는 표준 코드
• 패리티 비트(parity bit): 데이터 전송 오류 검출용 비트

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 프로그램 구조

컴퓨터 프로그래밍의 시작은 프로그램의 구조와 실행 원리를 이해하는 데서 출발한다. 이 글에서는 C언어의 기본 프로그램 구조와  변수, 출력 함수의 핵심 개념을 실제 코드 예시와 함께 정리한다.

1. C언어 기본 프로그램 구조 이해

• C언어 프로그램의 첫 줄은 #include <stdio.h>로 시작한다.
  • #은 전처리 지시자(preprocessor)로, 컴파일 전에 필요한 파일을 미리 포함시키는 역할을 한다.
  • stdio.h는 표준 입출력 함수들이 들어있는 헤더파일이다. printf, scanf 등 사용 시 반드시 포함해야 한다.
• main 함수는 모든 C 프로그램의 시작점이자 중심이다.
  • 프로그램에는 main 함수가 하나만 존재해야 하며, 프로그램의 실행 흐름을 담당한다.
  • main 함수의 시작과 끝은 중괄호({ })로 감싼다. 중괄호는 반드시 쌍으로 사용해야 한다.
• printf 함수는 화면에 원하는 문자열이나 값을 출력한다.
  • 출력할 문자열은 쌍따옴표(" ")로 감싼다.
  • 문자 하나를 출력할 때는 홑따옴표(' ')를 사용한다.
  • 문장 끝에는 반드시 세미콜론(;)을 붙여야 한다.

2. Dev C++ 프로그램 구조

• Dev C++은 가볍고 강력한 무료 C언어 개발 환경이다.
• 프로그램 설치 후, 새 소스파일을 만들고 아래와 같은 기본 코드를 입력한다.

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello\nWorld!\n");
    return 0;
}

• 실행 결과는 Hello와 World!가 줄을 바꿔서 출력된다.
• \n은 줄바꿈(new line), \t는 탭(tab)으로 출력 위치를 조정한다.

3. 변수와 데이터형, 서식문자

• 변수는 데이터를 저장하는 메모리 공간이며, 데이터형을 지정해야 한다.

• printf에서 %d, %c, %f, %5.2f 등 서식문자를 사용해 변수의 값을 원하는 형태로 출력할 수 있다.

4. 주석과 들여쓰기

• 주석은 코드에 대한 설명을 달 때 사용하며, 프로그램 실행에는 영향이 없다.
• // : 한 줄 주석, /* ... */ : 여러 줄 주석
• 코드의 가독성을 높이기 위해 들여쓰기를 지키는 것을 지향한다.

5. 조건문(if, else)과 중괄호 사용

• 조건문 if는 특정 조건이 참일 때만 코드를 실행한다.
• if (num == 10) { ... } 처럼 ==는 '같다'를 의미하는 비교 연산자이다.
• else if, else를 활용해 다양한 분기 처리가 가능하다.
• 실행할 문장이 2개 이상이면 반드시 중괄호({ })로 묶어야 한다.

6. 용어 정리

• 헤더파일(header file): 표준 함수와 선언이 들어있는 파일, #include로 포함시킨다.
• main 함수: 프로그램의 시작점이자 중심, 반드시 하나만 존재해야 한다.
• printf: 화면에 문자열이나 값을 출력하는 함수
• 변수(variable): 데이터를 저장하는 메모리 공간(이름과 데이터형 필요)
• 주석(comment): 코드 설명, // 또는 /* ... */로 작성
• 세미콜론(;): 명령문 끝, 문장 종료 표시
• 중괄호({ }): 코드 블록의 시작과 끝

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