교과서 필기, 문제풀이 (1학년)

[정보]

교과서 필기, 문제풀이

p12

스위칭 : 네트워크 장비가 데이터를 주고받는 기능을 의미

광케이블 (데이터 전송을 위해서 광섬유로 만든 케이블)

   : 수천개의 섬유가닥으로 이루어져 있음, 빛의 형태로 정보를 전달

     광섬유 케이블은 더 큰 대역폭을 제공하며 빠른 속도로 데이터를 전송

     왜냐하면 빛의 속도는 항상 전자의 속도보다 크기 때문

     (대역폭 : 정보를 전송할 때의 전송량)

라우터 : 네트워크에서 데이터 패킷을 목적지까지 전달할 때 최적의 경로를 선택하는 과정

           (패킷 : 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 조각)

랜(LAN) = Local Area Network 근거리 통신망

무선AP : 유선신호를 무선 신호로 바꾸어주는 장비

            (무선 와이파이 신호를 뿌려주는 장비)

p14

전자 태그(RFID; Radio Frequency IDentification) : 무선 주파수 식별 

예) (마트에서 빛을 이용해 물건을 식별하는 바코드 판독기와 같은 기능을 하지만)

   RFID는 전파를 이용하기 때문에 물건 어느 귀퉁이에 바코드가 붙어있는지를 찾을 필요 없이

   카드를 단말기에 띡 대면 무선으로 신속하게 처리 하는 것이 가능.

우리가 카드를 갖다 대거나 충전을 할 때마다 이 교통카드 내에는 돈에 대한 정보가 계속 업데이트될 수 있어야 한다는 것.

RFID 시스템은 교통카드에 해당하는 RFID 태그, 버스 지하철 단말기에 해당하는 RFID 리더기, 그리고 결제 정보를 종합적으로

관리하는 서버로 구성됩니다.

기본적으로 교통카드 (RFID 태그)에 있는 반도체 칩 안에 기록되어 있는 정보를 읽어들인 뒤,

안테나를 통해 버스, 지하철 단말기 (RFID 리더기)에 무선으로 정보를 보내게 되면,

단말기에 있는 안테나는 이 신호를 받아들여서 서버에 전달하게 되는 원리.

(태그 : 교통카드를 단말기에 접촉하거나 가까이 대는 행위를 의미) 

블루투스(Bluetooth) : 주변 기기를 휴대전화, 데스크탑, 노트북에 무선으로 연결하는 데 사용

                      예) 가장 일반적인 Bluetooth 액세서리로는 마우스, 키보드, 스피커, 헤드폰 등

p15

인터넷 주소(IP 주소)

https://dtqr.kr/6VuBBfr

p17 선택활동

2. 무선 네트워크 기술의 다양한 방법을 이용하여 친구에게 파일을 전송해 보고 각 방법

전송 방법	장점 및 편리한 점	단점 및 불편한 점
와이파이 사용	빠르다	주변에 AP가 있어야 한다
블루투스	빠르다	느리다
에어드롭 (Apple의 근거리 무선파일 공유시스템)	쉽게 연결하고 빠르다	아이폰만 사용할 수 있다

18

하드웨어 : 컴퓨터나 기타 시스템의 물리적인 구성 요소

     예: 컴퓨터의 본체, 부품, 케이블, 커넥터, 전원공급장치 등이 모두 하드웨어에 포함 

하드웨어의 종류 

 : 중앙 처리 장치(CPU)
   기억 장치(memory device)
   입력 장치(input device)
   출력 장치(output device)

소프트웨어 : 컴퓨터를 작동시키거나 이용하기 위한 프로그램과 기술

          컴퓨터 시스템, 프로그램, 데이터에 의해 처리된 모든 정보를 포함합니다. 

피지컬 컴퓨팅

예) 자동 물내림 변기

    초음파 센서로 쓰레기 양을 감지해 앱으로 실시간 쓰레기통 상황 정보를 확인할 수 있는 시스템
    교실에 일정 시간 움직임이 없으면 전등이나 에어컨을 끄는 전기 절약 시스템

p21

위조 : 어떤 물건을 속일 목적으로 진짜인 것처럼 꾸며서 만듦

변조 : 권한 없이 문서 등의 형상이나 내용에 변경을 가하는 일 

p22

스마트 그리드

: 전력 수요를 실시간으로 모니터링 장점

1.전력 공급 안정성 확보 – 급격한 수요 변동에 신속히 대응하여 정전이나 전력 부족을 방지

2.에너지 효율 향상 – 전력 사용 패턴을 분석하여 불필요한 낭비를 줄이고 최적의 전력 배분이 가능

3.비용 절감 – 수요 예측을 통해 피크 시간대의 과도한 전력 구매를 방지하고, 전력 비용을 절감

스마트 교육

사물인터넷(IoT)이 적용된 미래의 교실은 다음과 같이 변화할 것입니다.

1.개인 맞춤형 학습 환경 – IoT 센서가 학생의 학습 속도와 이해도를 실시간으로 분석,

                       수준에 맞는 맞춤형 학습 자료와 피드백을 자동 제공

2.스마트 교실 관리 – 온도, 조명, 공기 질 등이 자동 조절되어 쾌적한 학습 환경이 유지

3.실시간 상호작용 수업 – 태블릿, 스마트 칠판과 연동된 IoT 기기를 통해 학생과 교사가 즉각적인 소통과 협업 가능

4.가상·증강현실 활용 – IoT와 연계된 VR·AR 기술을 활용해 생생한 실험, 역사 탐방, 시뮬레이션 학습 등이 가능

5.자동 출결 및 안전 관리 – 스마트 출입 시스템이 자동으로 출석을 체크, 학생들의 건강 상태 및 위치를 실시간으로 모니터링

스마트 팜

1.효율적인 농업 관리 – 온도, 습도, 토양 상태를 자동으로 조절, 적은 노동력으로도 고품질 농산물을 생산

2.노동력 감소와 삶의 질 향상 – 반복적인 농사일이 줄어들어 농민들이 여가를 즐기거나 다른 경제 활동에 참여

3.지속가능한 농업 실현 – 물과 비료 사용을 최적화하여 환경을 보호하고, 기후 변화에 유연하게 대응

4.원격 농장 운영 가능 – 스마트폰이나 컴퓨터를 통해 농장 상태를 실시간으로 확인하고 제어할 수 있어,

                                      도시에 거주하면서도 농사를 운영하는 것이 가능

스마트 헬스케어

1.영유아 및 아동 – 스마트 체온계, 웨어러블 기기를 통해 아이의 건강 상태를 실시간으로 모니터링,

                              예방 접종 일정 및 영양 상태를 자동으로 관리

2.청소년 및 성인 – 스마트워치나 피트니스 밴드를 활용해 심박수, 혈압, 운동량 등을 체크하며

                               건강한 생활 습관을 유지. 스트레스 관리와 맞춤형 건강 코칭도 받을 수 있습니다.

3.노년층 – 혈압, 혈당, 심전도 등의 데이터를 자동 측정하고, 이상 징후 발생 시 병원이나 보호자에게 즉시 알림 전송

스마트 공장

스마트 공장은 생산 공정의 자동화와 실시간 모니터링을 통해 효율성과 품질을 향상시키고 있습니다. 다음은 국내외에서 스마트 공장을 성공적으로 도입한 몇 가지 사례입니다.

1.삼성전자 : 2023년 온양과 천안 공장에 세계 최초로 반도체 패키징 무인화 라인을 가동

                    이를 통해 생산 효율성을 높이고, 설비 고장률을 90% 감소

2.LS일렉트릭 : 청주 사업장에 자율주행 물류 로봇, AI 기반 자동 용접 시스템, 머신러닝 기반 소음 진동 검사 시스템 등

                         스마트 공장 핵심 기술을 적용하여 생산 라인의 자동화를 실현

3.대웅제약 : 오송 공장에서 폐쇄형 공정 시스템을 도입하여 원료 입고부터 포장까지 모든 생산 공정에 스마트 기술을 적용

                    인위적 개입 없이 의약품을 생산하고 있습니다.

4.지멘스 : 독일 암베르크 공장에서 스마트 공장을 성공적으로 도입하여 생산 공정의 자동화와 최적화

스마트 교통

자율주행 자동차와 스마트 교통 시스템이 도입된 도심에서는 교통 환경이 다음과 같이 변화할 것입니다.

1.원활한 교통 흐름 – AI 기반 신호 체계가 실시간으로 차량 흐름을 조정하여 교통 체증이 감소하고, 정체 구간이 최소화

2.교통사고 감소 – 자율주행 차량이 사고 위험을 예측하고 회피하며,

                               차량 간 통신으로 충돌을 방지하여 안전성이 향상됩니다.

3.대중교통 최적화 – 스마트 버스와 공유 차량 시스템이 효율적으로 운영되어 승객 수요에 맞춰 자동 배차가 이루어짐

4.주차 문제 해결 – 자율주행 차량이 스스로 빈 주차 공간을 찾아 이동하며, 불필요한 주차 공간 사용이 감소.

5.친환경 도시 조성 – 신호 대기 시간 단축과 최적 경로 안내로 불필요한 연료 소비가 줄어들고,

                                  전기·수소차와 연계한 친환경 교통이 활성화됩니다.

스마트 홈

스마트홈이 도입된 나의 일상은 다음과 같이 변화할 것입니다.

아침에 알람이 울리면 자동으로 커튼이 열리고, 커피 머신이 작동하여 따뜻한 커피가 준비됩니다.

출근 전 스마트 미러를 통해 날씨와 일정, 교통 정보를 확인하고, 외출하면 집 안의 조명과 가전이 자동으로 꺼집니다.

퇴근길에는 스마트폰으로 난방을 미리 켜두고, 집에 도착하면 조명이 켜지며 편안한 음악이 재생됩니다. 저녁 식사 준비 시 냉장고가 보유 재료를 분석해 맞춤 레시피를 추천해 줍니다. 밤에는 음성 명령으로 조명을 조절하고, 수면 패턴을 분석해 최적의 환경을 조성하며 편안한 하루를 마무리합니다.

스마트 빌딩

스마트 빌딩에서 근무하는 나의 하루는 이렇게 변화할 것입니다.

아침에 회사에 도착하면 자동 출입 시스템이 얼굴 인식으로 문을 열어주고, 엘리베이터가 알아서 내 사무실 층으로 이동합니다. 사무실에 들어서면 스마트 조명과 냉난방기가 내 자리의 온도와 밝기를 자동으로 조절해 쾌적한 환경을 제공합니다.

회의실을 예약하면 스마트 회의 시스템이 자동으로 설정되고, 화상회의도 원활하게 진행됩니다. 점심시간에는 스마트 주차 시스템이 실시간으로 빈자리 정보를 제공해 빠르게 차량을 주차할 수 있습니다.

퇴근 후에는 건물의 에너지 관리 시스템이 사용하지 않는 공간의 조명과 냉난방을 자동으로 꺼 에너지를 절약합니다. 덕분에 더 효율적이고 편리한 업무 환경에서 하루를 보낼 수 있습니다.

p23

스마트공장(지능형공장)

https://www.korea.kr/special/policyCurationView.do?newsId=148866604#L1

BMW그룹 "미래 생산전략 'i팩토리'로 친환경·디지털화"

https://mobile.newsis.com/view.html?ar_id=NISX20220531_0001892182

“AI가 생산 로봇 통제” BMW 스파턴버그 공장, AI 활용해 연간 100만 달러 절감

https://www.itworld.co.kr/article/3569843/ai%EA%B0%80-%EC%83%9D%EC%82%B0-%EB%A1%9C%EB%B4%87-%ED%86%B5%EC%A0%9C-bmw-%EC%8A%A4%ED%8C%8C%ED%84%B4%EB%B2%84%EA%B7%B8-%EA%B3%B5%EC%9E%A5-ai-%ED%99%9C%EC%9A%A9%ED%95%B4-%EC%97%B0%EA%B0%84-100.html

※ 스마트 교통에 사물 인터넷의 사용은 자율주행 자동차의 운행뿐만 아니라

    교통 통제시스템 또는 도로망 운용까지 교통 전 분야에 걸쳐 변화를 예고한다.

p38

기상 융합 서비스(분석 사례)

https://bd.kma.go.kr/

데이터수집 ( 1분26초)

https://dtqr.kr/0g383EL

라디오존데 : 전파를 이용한 기상 관측 기기

                     상공의 기압, 기온, 습도, 풍향, 풍속 등을 측정한다.

p40

디지털 탄소 중립이란?

디지털 기기와 인터넷 사용은 전기를 소비하며, 이 과정에서 탄소가 배출됩니다. 디지털 탄소 중립은 이러한 탄소 배출을 줄이거나 상쇄하여 환경에 미치는 영향을 최소화하는 것

◈ 실천 방법 예시

     클라우드 저장공간 정리 (필요 없는 파일 삭제)

     사용하지 않는 앱이나 이메일 정리

     절전 모드 활용

     다크 모드 사용 (OLED 화면에서 전력 절약 효과) 

     저전력 기기 사용

     에너지 효율이 높은 기기 사용

     재생 가능한 전력을 이용하는 데이터 센터 선택

     고화질 영상보다는 적정 화질 선택

p42

픽셀아트 사이트

https://www.pixilart.com/

p43

트루컬러(24비트) : 24비트에 해당하는 색으로, 16,777,216개의 색상을 사용할 수 있다.

   사람이 볼 수 있는 색이라는 뜻으로 트루(true)라는 명칭을 붙였으면 풀컬러(full color)라고도 한다.

p44

소리 데이터의 표현(PDF)

https://dtqr.kr/rCOFwa4

'SONG-MAKER'를 활용하여 WAV 파일 만들기

https://musiclab.chromeexperiments.com/Song-Maker/

오픈 소스 음원 스펙트럼 분석기(spek)

https://www.spek.cc/p/download

p45

1 바이트(Byte) = 8 비트(bit)
1 키로바이트(Kilo Byte) = 1024 바이트
1 메가바이트(Mega Byte) = 1024 키로바이트
1 기가바이트(Giga Byte) = 1024 메가바이트
1 테라바이트(Tera Byte) = 1024 기가바이트

Seeing Music

https://creatability.withgoogle.com/seeing-music

크롬뮤직랩

https://musiclab.chromeexperiments.com

p46

1. 입력 문자열을 런-렝스 인코딩을 이용하여 압축해 보자. 

입력 문자열	oopsssss didn't see you
입력 문자열 길이	23
압축 후 문자열	2op5s didn't s2e you
압축 후 문자열 길이	20

프로그램 맛보기(코드)

https://dtqr.kr/tJkEWdf

p47

이미지 변환 사이트 주소

https://convert.io/ko/image-converter

온라인 오디오 변환 사이트 주소

https://online-audio-converter.com/ko/

픽사베이

https://pixabay.com/

p48 

토큰 : 특정 시스템 내에서 가치를 지니는 단위

   예) 동전, 상품권, 영화관 티켓, 회원 카드 

NFT(Non-Fungible Token, 대체 불가능 토큰)는 블록체인 기술을 활용하여 디지털 자산에 고유한 식별 값을 부여한 토큰입니다. 이를 통해 복제나 위·변조가 불가능하며, 특정 디지털 자산(예: 예술작품, 음악, 동영상, 게임 아이템 등)의 원본성과 소유권을 증명할 수 있습니다.

NFT의 주요 특징:
✔ 대체 불가능성 – 각 NFT는 고유하며, 다른 NFT로 대체할 수 없습니다.
✔ 소유권 증명 – 블록체인에 기록되어 누구나 확인할 수 있지만 위조는 불가능합니다.
✔ 희소성 – 발행자가 NFT의 수량을 제한할 수 있어 가치가 올라갈 수 있습니다.
✔ 스마트 계약 기반 – 자동화된 거래와 로열티 지급(2차 판매 시 창작자가 일정 수익을 받는 기능) 등이 가능합니다.

p51

사례1) 패스워드 암호화

해시 함수 : "어떤 값(입력)을 넣으면, 일정한 규칙으로 변형된 값(출력)이 나오는 함수"

예)

해시 함수 쉽게 이해하기

◆ 학생이 숙제를 제출한다고 가정

1️⃣ 평문(입력 값, 원래 패스워드)

• "apple123" (내가 설정한 비밀번호)

2️⃣ 해시 함수 적용

• "apple123" → 해시 함수 → aB3xY9zW0K (해시 값)

3️⃣ 서버에는 해시 값만 저장!

• 서버는 aB3xY9zW0K만 저장하고, 원래 "apple123"은 저장하지 않음

4️⃣ 로그인할 때

• 사용자가 "apple123" 입력 → 해시 값으로 변환 → 서버의 해시 값과 비교 → 일치하면 로그인 성공!

◈  해시 함수의 특징

 암호화는 가능하지만, 복호화(원래 값 복구)는 불가능!
 입력이 같으면 결과(해시 값)도 항상 동일
 입력값이 조금만 달라도 해시 값이 완전히 다름

(예)

"apple123" → aB3xY9zW0K 

"apple124" → Q8ZpX7mN2T (완전히 다른 값이 나옴!)

사례3)

웹사이트 사용 : 로그인 정보, 카드번호, 검색 내용 등

웹사이트와 브라우저(구글 등) 암호화(잠금) 통해 통신
열쇠를 주고받는 구조

1) 사이트가 자물쇠를 브라우저에게 줌
    - 사이트 인증 완료

2) 브라우저가 비밀 열쇠(대칭키) 만듬
     - 안전하게 대화하기 위해 대칭키를 만듬
     - 대칭키 = 같은 열쇠로 잠그고 여는 방식

3) 대칭키를 사이트의 자물쇠(공개키)로 잠가서 보냄
   - 대칭키로 보내면 중간에 도둑이 훔칠 수 있으니까
     공개키(자물쇠)로 대칭키를 잠궈서 보냄.

    사이트는 (개인키)로만 열수 있음

※ 공개키는 사이트가 진짜인지 확인하고,
    대칭키는 우리 대화 내용을 안전하게 지키는 역활

  https://로 시작하면 이 모든 과정이 자동으로 진행되는
  안전한 사이트라는 뜻

p52

1. 카이사르 암호(암호화 키=3)를 이용하여 암호화, 복호화를 해 보자.

(1) 평문을 암호화해 보자.

평문	Manners Maketh Man
암호문	Pdqqhuv Pdnhwk Pdq

(2) 암호문을 복호화하여 해석해 보자.

암호문	Eh Fduhixo iru Dvvdvvlqdwru
평문	Be Careful for Assassinator

2. 암호 기술은 오랜 시간 변화와 발전을 거듭해왔다. 카이사르 암호의 한계와 비즈네르 암호에 대해 알아보자. 

(1)

카이사르 암호의 한계	비즈네르 암호 방식
암호문의 문자는 항상 같은 평문의 문자로 대응되기  때문에, 문자의 출현 빈도를 이용해 쉽게 암호를 해독 할 수 있다.	비즈네르 암호는 각 알파벳을 저마다 다른 규칙으로 치환하는 다중 단일 문자 암호이다. 이때 각 알파벳을 바꾸는 규칙을 '암호화 키' 라고 한다.

다중단일문자 암호 :  여러개의 치환 규칙을 번갈아 가며 사용하는 방식 

  예) 한 가지 치환 규칙이 아니라 여러 개의 규칙(키)을 순환하며 적용 

       같은 문자가 여러 번 등장해도 다른 문자로 치환됨

(2) 평문과 암호화 키 'BAG'을 사용하여 비즈네르 암호문을 만들어 보자.

평문

H

E

L

L

O

W

O

R

L

D

암호화 키 

B

A

G

B

A

G

B

A

G

B

이동 수 

1

0

6

1

0

6

1

0

6

1

암호문

I

E

R

M

O

C

P

R

R

E

프로그램 맛보기(코드)

https://dtqr.kr/8Xp3JcV

비즈네르 암호 참고 사이트

http://ko.wikipedia.org/wiki/비즈네르_암호

p53

2. 암호화 키가 '학용품'인 숫자판에서 평문의 자음과 모음의 위치를 찾고, 찾은 위치의 가로줄과 세로줄의 숫자를 차례로 적어

   숫자 암호문을 만들어 보자.

암호문	ㅈ    ㅓ    ㅁ    ㅅ    ㅣ   ㅁ    ㅅ    ㅣ    ㄱ    ㅏ    ㄴ    ㄱ    ㅛ     ㅁ    ㅜ    ㄴ    o     ㅏ    ㅍ
	79   94    75    77    55   11   13    24    71    92   57   56    38    29   98    26    78    33   19

p54

빅데이터 개념과 분석

https://www.itworld.co.kr/news/282445

p55

1 바이트(Byte) = 8 비트(bit)
1 키로바이트(Kilo Byte) = 1024 바이트
1 메가바이트(Mega Byte) = 1024 키로바이트
1 기가바이트(Giga Byte) = 1024 메가바이트
1 테라바이트(Tera Byte) = 1024 기가바이트

◈ 정형 데이터 : 구조가 명확하고 정해진 형식을 가진 데이터

        (예) 주로 표 형태로 저장되며, 데이터의 각 항목이 정해진 규칙에 맞춰있음

◈ 비정형 데이터 : 구조가 없는 데이터로 일정한 형식이나 규칙이 없음

       (예) 텍스트, 이미지, 오디오, 비디오 등 

◈ 가변성 : 동일한 데이터가 서로 다른 맥락에서 다른 의미를 가질 수 있기 때문에

                  맥락(앞뒤 문구, 분위기 등)에 대한 이해를 가지고 분석해야 한다. 

       (예) ● 소셜 미디어 데이터 : 사람들의 감정이나 트렌드가 시간에 따라 변화

              ● 실시간 센서 데이터 : 온도, 습도, 압력 등 시간과 장소에 따라 변동 가능

              ● 온라인 쇼핑 트렌드 : 할인 이벤트, 특정 상품의 인기에 따라 상품이 시시각각 변화

              ● 금융 시장 : 주식 가격, 환율, 금리 등 경제 상황이나 뉴스에 따라 급격하게 변화

◈ 시각화 : 사용자 친화적인 시각적 기능을 통해 빅데이터의 잠재력이 활용될 수 있어야 한다. 

       (예) ● 그래프, 차트, 지도, 이미지 등으로 데이터를 보기 쉽게 만듬 (직관적으로 이해)  

              ● 시각적으로 표현하면 핵심 정보가 한 눈에 보임 

              ● 이상값 탐지 : 데이터 오류나 특이점을 쉽게 찾을 수 있음

CSV 형식이란, 데이터를 Comma-Separated Values, 즉 콤마( , )로 구분한 값들의 형식

CSV (Comma-Separated Values)는 데이터를 행(row)과 열(column)**로 구성된 표 형태로 저장하면서,
각 열의 값을 쉼표( , )로 구분한 텍스트 파일 형식

예) 

  이름, 나이, 포지션, 국적
김민재, 29, 수비수, 대한민국
손흥민, 33, 공격수, 대한민국
이강인, 24, 미드필더, 대한민국

첫 번째 줄은 열의 이름(헤더)
이후 줄은 각각 하나의 데이터 행(row)
각 열의 값은 쉼표( , )로 구분

p56

◈ 부산시 도시침수 통합정보시스템

https://safecity.busan.go.kr/#/

→ 비가 많이 올 때 도시가 얼마나 침수될 가능성이 있는지 미리 예측하고,

    실시간으로 위험 단계를 알려주는 시스템 

◈ 차세대 지능형 교통 시스템

→ 자동차, 도로 상태, 사고 정보 등 다양한 데이터를 실시간으로 모으고 분석해서, 도로와 자동차가 정보를 주고받으며

     사고를 예방하는 시스템을 운영!

1️⃣ 데이터 실시간 수집

     도로에 설치된 센서, 카메라, 교통 신호 등이 실시간으로 교통 정보, 도로 상태, 차량 위치 등을 수집

2️⃣ 교통 시설과 차량이 소통

     차량에 장착된 통신 장치가 도로의 교통 신호나 도로 상황을 실시간으로 받아보고,

     반대로 차량 상태를 도로의 교차로에 전송해 서로 소통

3️⃣ 사고 예방 효과

       교차로에서 사고를 예측하고 자동차 속도 조절이나 경고 시스템을 통해 사고를 미리 예방

       예를 들어, 신호등이 빨간불일 때 차량에 경고를 보내 사고를 예방하는 방식

◈ 맞춤형 정밀 의료 서비스

→  병원에서는 환자의 다양한 건강 정보를 모으고 분석해서, 개인에게 딱 맞는 치료 방법을 찾는 스마트 의료 시스템을 사용

1️⃣ 다양한 건강 데이터 수집

    병원에서는 유전자 정보, 혈액 검사 결과, 건강 기록, 생활 습관 등 여러 가지 데이터를 수집

    이를 통해 환자에 대한 종합적인 건강 상태를 파악

2️⃣ 데이터를 분석하여 맞춤형 진단

    수집된 데이터를 AI와 빅데이터 분석 기술을 통해 분석하여, 개인에 최적화된 진단을 제공

    예 : 특정 질병에 대한 발병 확률이나 유전자 변이를 바탕으로 진단.

3️⃣ 맞춤형 치료로 효과 극대화

     분석된 데이터를 바탕으로 개인에게 가장 적합한 치료 방법을 제시하고, 약물 치료, 생활 습관 개선 등을 통해

     치료 효과를 최대화

     예 : 특정 약물이 개인에게 더 효과적일 것이라는 맞춤형 처방을 받을 수 있음.

◈ 국민 건강 알림 서비스

→  국민건강 알림 서비스는 건강과 관련된 여러 정보를 모아서, 지역별 질병 위험도를 알려주는 서비스

1️⃣ 여러 기관에서 건강 관련 데이터 수집

     정부, 병원, 건강 관리 기관 등에서 수집된 질병 발생 정보, 날씨 데이터, 환경 정보 등을 기반으로 데이터를 실시간으로 모음.

2️⃣ 데이터를 분석해서 위험도 예측

    수집된 데이터를 AI나 빅데이터 분석을 통해 분석하여, 특정 질병이 유행할 확률과 위험도를 예측함

3️⃣ 사용자에게 건강 알림 제공

     분석 결과를 바탕으로 사용자에게 맞춤형 알림을 제공해줍니다. 예를 들어, "현재 지역에 독감 유행 경고" 또는 

     "이 지역에서는 코로나19가 급증 중" 같은 알림을 실시간으로 받게 됨

◈ 음악 스트리밍 업체

  →  스트리밍은 인터넷을 통해 실시간으로 데이터를 전송하고 재생하는 방식

     예 : 음악, 영화, 게임 등을 다운로드하지 않고 바로 재생할 수 있게 해주는 기술

            유튜브에서 영상을 바로 보는 것.

🎶 어떻게 음악을 추천할까?

음악 스트리밍 업체는 사용자가 듣는 음악 데이터를 분석해서 내 취향에 딱 맞는 노래를 추천해줘요!

◈  📊 분석하는 데이터 종류
1️⃣ 운동할 때 듣는 음악 → 신나는 노래 추천! 🏃‍♂️💨
2️⃣ 공부할 때 듣는 음악 → 집중할 수 있는 조용한 음악 추천! 📚🎼
3️⃣ 날씨에 따라 다른 음악 → 비 오는 날엔 감성적인 노래 ☔🎶
4️⃣ 내가 자주 듣는 노래 스타일 → 비슷한 장르의 노래 더 추천! 🎸🎤
5️⃣ 시간대에 따라 다른 음악 → 아침엔 기분 좋은 음악 🌅, 밤엔 잔잔한 음악 🌙
6️⃣ 다른 사람들의 취향 반영 → 나와 비슷한 음악을 듣는 사람들이 좋아하는 곡 추천!

◈ 신용 카드

  →  신용카드와 빅데이터! 스마트한 맞춤 서비스!

     "어떻게 신용카드가 나한테 필요한 할인 쿠폰을 주고, 카드 도용도 막을까?" 
        바로 빅데이터를 활용하기 때문! 

◈   맞춤형 할인 쿠폰 제공 🎁

신용카드 회사는 내가 어디서, 어떤 물건을 자주 사는지 분석해서 나에게 딱 맞는 할인 쿠폰을 보내줌!

✅ 예

✔ 카페를 자주 가는 사람 → "스타벅스 20% 할인 쿠폰!" ☕
✔ 운동을 좋아하는 사람 → "스포츠 브랜드 10% 할인 쿠폰!" 🏋‍♂️
✔ 온라인 쇼핑을 자주 하는 사람 → "네이버 쇼핑 5,000원 할인 쿠폰!" 🛒

p57

공공 데이터 포털

https://www.data.go.kr

분야	활용 사례	활용 데이터
법률	형량 검색기	헌법재판소_법령 정보 서비스
재난안전	재난안전정보 제공 솔루션 구축	한국환경공단_대기오염정보, 기상청_동네예보, 기상특보 조회 서비스
교육	Study in Korea - 외국인 대상 대학정보 제공	한국대학교육협의회_대학알리미 대학 기본정보 한국대학교육협의회_대학 및 전문대학정보
교육	Unifo(대학교 정보 검색)	한국대학교육협의회 대학 정보 공시 학생 현황, 한국대학교교육협의회_대학알리미 재정 현황

오픈 API :  누구나 자유롭게 사용할 수 있도록 공개된 API (응용 프로그램 인터페이스)

p58

데이터 분석 사례(PDF)

https://dtqr.kr/zf5Whai

다양한 데이터 수집 사이트의 예

● 공공 데이터 포털 : 공공 기관의 데이터를 공유한다.

https://www.data.go.kr

● 국가 통계 포털 : 국내외 통계 데이터를 공유한다.

https://kosis.kr

● 캐글 : 국외  AI  경진 대회 사이트로서 데이터 분석을 위한 데이터를 공유한다.

https://www.kaggle.com

● 데이콘 : 국내 AI 경진 대회 사이트로서 데이트 분석을 위한 데이터를 공유한다.

https://dacon.io

● 지표누리 : 통계청에서 관리, 운영하는 5종이 지표 체계를 공유한다. 

https://www.index.go.kr

p59

이상치 처리(PDF)

https://dtqr.kr/VvfImHb

[데이터 수집 사이트] 기상청 기상자료 개발 포털

https://data.kma.go.kr/cmmn/main.do

p60

✔ 선그래프: 시간에 따른 기온의 변화나 꽃의 개화일을 선으로 연결해서 변화하는 모습을 보여줌

✔ 막대그래프: 각 시점에 어떤 변화가 있었는지 막대로 비교할 수 있음

✔ 영역형 차트: 선그래프처럼 변화를 보여주면서, 그 아래의 영역을 색칠해 두면 변화를 더 잘 볼 수 있음

✔ 버블 차트 → 원(버블) 크기가 중요한 비교 차트
✔ 히스토그램 → 숫자 데이터를 범위별로 나눈 막대 차트
✔ 산점도 → 두 숫자 간의 관계를 점(●)으로 보는 차트

📊 히트맵(Heatmap)

색깔을 이용해 데이터를 표현하는 그래프!

강한 값은 밝은 색으로, 약한 값은 어두운 색으로 나타내서 데이터의 차이를 쉽게 확인할 수 있음.

☁️ 워드 클라우드(Word Cloud)

글자의 크기로 중요도를 표현하는 그래프!

자주 등장하는 단어나 중요한 단어일수록 글자의 크기가 커지고, 덜 중요한 단어는 작게 표시됨

🕷 방사형 차트(Spider Chart, Radar Chart)

여러 항목을 한 번에 비교할 수 있는 거미줄 모양의 차트!

여러 가지 변수를 방사형 축에 놓고 각 항목을 연결해서 한눈에 여러 요소의 차이점을 비교할 수 있음

📌 히트맵 : 색깔로 데이터를 보여주는 차트.

      워드 클라우드: 글자 크기로 중요도를 나타내는 차트.

      방사형 차트 : 여러 항목을 한 번에 비교할 수 있는 차트.

p61

[프리미엄 리포트] AI·자율주행·암호화폐...미처 몰랐던 탄소 배출

https://m.dongascience.com/news.php?idx=58795

p62

코답

https://codap.concord.org

p63

코답으로 분석하기(PDF)

https://dtqr.kr/vj9t4AB

코답

https://codap.concord.org

p64 

해양 온난화 현황 분석하기(PDF)

https://dtqr.kr/ExXcVJE

기상청 종합 기후 변화 감시 정보

http://www.climate.go.kr/home/09_monitoring

p66

3) 국내 해역별 연평균 해양 열용량 변화

  ● 해양 열용량은 동해, 남해, 서해순으로 높으며, 동해와 서해의 해양 열용량은 증가하고 있는 추세이다.

  ● 동해의 해양 열용량이 가장 큰 폭으로 증가하고 있으며, 변동 폭도 가장 크다.

p67

지표누리 : 우리나라 지표를 통계, 그래프 등으로 제공하고 있다. 

                  온실가스 배출량, 기온 추이 등을 찾아 실습 결과와 같이 비교해 볼 수 있다. 

https://www.index.go.kr

※ 지표누리에서 기온 추이를 찾아 해수면 온도와의 연관성을 비교하거나,

    이산화탄소뿐만 아니라 지구 온난화에 영향을 주는 다른 온실 가스 배출량 추이를 비교해 보는 등

    문제 해결에 필요한 데이ㅌ를 검색, 수집해 볼 수 있다. 

p69

지속가능발전포털

https://ncsd.go.kr/example?content=2

p70

2. 그래프는 1970년부터 2022년까지의 명태, 도루묵, 꽁치, 멸치, 고등어 어획량 변화이다. 그래프를 해석해 보고, 

    2016년 2020년 멸치와 고등어의 어획량이 줄어든 이유를 찾아보자. 또한 이와 같은 어획량 변화 데이터는

   어디서 수집할 수 있을지 조사해 보자. 

데이터 수집	국가통계포털 - 어업별 품종별 통계데이터
그래프 해석	난류성 고등어, 멸치의 어획량은 증가하고 한류성 어종인 명태, 도루묵, 꽁치의 어획량은  급격히 떨어지거나 잡히지 않고 있다. 2016년 남해와 서해의 이상 고수온의 영향으로  멸치 어획량이 떨어졌고, 2020년 고등어는 금어기로 어업이 중지되어 어획량이 떨어졌다.

3. 다음 사례를 읽고 빅데이터 분석과 활용에서 발생되는 문제점을 찾고, 이를 해결할 수 있는 방안들을 토의해 보자.

사례1)

문제점	프라이버시 및 개인 정보 자기 결정권 침해 여부
해결 방안	수집 정보를 미리 공개하고, 사전에 동의를 얻어 데이터를 수집한다. 또한, 개인의 요청에 따라 정보 활용을 중단, 삭제할 수 있어야 한다.

사례2)

문제점	단순한 두 속성 간의 상관관계를 원인과 결과를 나타내는 인과 관계로 확대 해석
해결 방안	상관 관계와 인과관계를 구분할 줄 알고, 영향을 미치는 다른 요인이 있는지 확인한다. 섣불리 결론을 내리지 않는다.

🔸 상관관계 (Correlation)

     두 변수 사이에 어떤 관련성(연관성)이 있다는 것을 의미.

     한쪽이 변할 때 다른 쪽도 같이 변하는 경향이 있음.

     하지만! 한 변수가 다른 변수를 원인으로 만들었다는 뜻은 아님!

예:   아이스크림 판매량이 늘수록 익사 사고도 늘어난다.

  👉 둘 다 여름이라는 공통된 원인 때문에 생긴 현상일 뿐,

       아이스크림이 익사 사고의 원인은 아님

🔸 인과관계 (Causation)

     하나의 사건이 다른 사건의 원인이 되는 것

     A가 B를 일으킨다, 즉 원인과 결과의 관계가 성립

 예: 불을 붙이면 연기가 난다.

    불이 원인, 연기가 결과.

✅ 상관관계는 함께 움직이는 관계,

      인과관계는 하나가 다른 하나를 직접 변화시키는 관계.

사례3)

문제점	데이터 속성 하나가 다중 의미를 가져 해석이 달라짐 (신용 카드 결제자는 구매 주체와 결제 주체 두 가지 정보를 포함함.)
해결 방안	다중 의미를 갖는 요소를 분리하고 구분한다.

p78

놀이공원에서의 즐거운 하루

https://dtqr.kr/XcZMJRj

p83

불필요한 요소	필수 요소
● 자전거 도로 등	● 목적지를 경유하는 버스
● 버스 색깔	● 출발지 : 집의 위치(버스 정류장 기준)
● 도로의 교통량	● 도착지 : 학교의 위치(버스 정류장 기준)
● 도로의 종류(어린이 보호 구역, 일반 도로, 고속 도로)	● 경유지 : 출발지와 도착지 사이에 거쳐 가는 버스 정류장

p85

◈ 최초의 지하철 노선도와 해리 백의 지하철 노선도의 차이

   ● 실제 지리 정보를 삭제하였다. 

   ● 역과 역 사이의 간격을 모두 같게 처리하였다. 

   ● 지하철 선로를 수직이나 수평으로 만들었다. 

◈ 해리 백의 지하철 노선도가 최초의 지하철 노선도보다 편리한 이유

   ● 사람들이 실제로 알고자 하는 출발역, 도착역 등의 정보만 제공하여 가독성을 높였다. 

추상화 (Abstraction)

   핵심 개념: 복잡한 현실에서 중요한 부분만 골라내는 과정

   목적: 불필요한 세부사항을 제거하고, 중요한 요소에 집중하기 위함

   예시: 자동차를 생각할 때, 사용자는 엔진 내부 구조보다 '가속', '브레이크' 같은 기능에만 관심을 가짐. 이게 바로 추상화.

       추상화는 '무엇이 중요한가?'에 대한 판단입니다.

모델링 (Modeling)

    핵심 개념: 현실 세계를 이해하거나 설명하기 위한 구조화된 표현

    목적: 어떤 대상이나 현상을 이해, 분석, 예측하기 위해 형태를 만드는 것

    예시: 날씨 예측 모델, 건물의 3D 설계도, 시스템의 데이터 흐름도 등

      모델링은 '중요하다고 추상화한 것을 표현하는 방법'

🔄 관계 정리

    추상화는 모델링의 전 단계

      →  "무엇이 중요한가?"를 정한 뒤, 그걸 어떻게 표현할지 결정하는 게 모델링

상황 예시: "지하철 시스템" 

 1. 추상화 (Abstraction)

    현실: 지하철에는 수많은 요소가 존재합니다. (전기 시스템, 운전석 장치, 직원 업무, 각종 센서, 레일 구조 등)

    추상화는 중요한 것만 뽑아냄

        역

        노선

        열차

       운행 시간

       승객 흐름

 → 이렇게 중요한 요소만 골라서 단순화한 것이 추상화

 2. 모델링 (Modeling)

     추상화된 요소(역, 노선, 시간 등)를 가지고 실제 표현을 함

       지도처럼 생긴 노선도

       시간표

      시뮬레이션 시스템

→  추상화한 내용을 시각적·논리적으로 표현한 거죠.

p86

1. 표를 이용해 메뉴에 포함된 알레르기 유발 물질을 표시해보자.

2. 모든 메뉴에 포함된 알레르기 물질은?  우유, 밀

3. 땅콩, 돼지고기, 조개류에 알레르기가 있는 사람이 먹을 수 있는 음식은 무엇일까?

        구슬아이스크림, 추로스

p87

활동3) 그림은 놀이공원 지도의 일부이다. 놀이공원에서 성진이가 롤러코스터를 타고 내려왔을 때 매직쇼 공연 시간이 임박해서 이벤트 홀로 빨리 이동해야 한다. 롤러코스터에서 이벤트 홀까지 가는 최단 거리를 구해 보자.

롤러코스터에서 이벤트 홀까지의 경로	거리
롤러코스터 - 간식 코너 - 이벤트 홀	2 + 4 = 6
롤러코스터 - 간식 코너 - 분수 광장 - 이벤트 홀	2 + 1 + 3 = 6
롤러코스터 - 분수 광장 - 이벤트홀	2 + 3 = 5
롤러코스터 - 분수 광장 - 급류 타기 - 이벤트 홀	2 + 1 + 1 = 4

p88

(1) 문제의 핵심 요소인 '좌표'로 A 마을에 불이 번지는 과정을 트리 형태로 표현해 보자. 

(2) 화재가 발생한 뒤 2시간이 지났을 때, 불이 번진 칸의 수를 구해보자.

    ● 0시간 : (3, 3) 지점

    ● 1시간 : (3, 2), (3, 4) 지점

    ● 2시간 : (3, 1), (4, 2), (2, 4), (4, 4) 지점

      → 따라서 화재가 발생한 지 2시간이 지난 시점에서 불이 번진 칸은 총 7칸이다.

 (3) 화재가 A 마을 전체로 번지는 데 걸리는 시간을 구해 보자. 

     (3, 3) 지점부터 트리의 말단 노드인 (1, 3) 지점까지 연결된 간선의 수가 6개이므로, 

      6시간 뒤에 화재가 온 마을을 덮친다는 것을 알 수 있다. 

p89

커리어넷

https://www.career.go.kr/cloud/w/main/home

p91

2. 6명의 친구 관계를 보고, 친구 관계의 합이 가장 작은 사람을 찾아보자.

  [단계 1] 문제 분석

   (1) 목표 상태 : 친구 관계의 합이 가장 작은 사람을 찾는다.

   (2) 문제의 요구 사항은 무엇인가? 

      → 6명의 친구 관계에서 친구 관계의 합이 가장 작은 사람을 찾는다.

   (3) 문제의 제약 조건은 무엇인가?

      → 친구 관계를 계산할 때 한 번 거친 사람은 다시 거칠 수 없다. 

  [단계 2] 문제 분해

     해결할 수 있는 작은 단위의 문제로 나누어 보자. 

      →  (1) 6명의 친구 관계를 그래프로 표현하기

            (2) 6명의 모든 친구 쌍에 대한 친구 단계를 구해서 표로 표현하기

            (3) 개인별 친구 관계의 합 구하기

            (4) 친구 관계의 합이 가장 작은 사람 찾기 

  [단계 3] 문제 해결에 필요한 핵심 요소를 찾아보자. 

      → 6명의 친구 관계, 개인별 친구 관계, 친구 관계의 합 등 

  [단계 4] 주어진 친구 관계를 그래프와 표로 표현해 보자. 

p95

활동5

퍼즐  게임

https://bit.ly/CodingDoodle

p96

p102

(활동9)

(2) 더 빨리 알아맞히기 위해 어떤 방법을 쓸 수 있을까?

    :  남은 수의 범위를 효과적으로 줄이기 위한 방법을 찾아야 한다. 

       예를 들면, 남은 수의 범위를 절반씩 줄이도록 매 단계마다 가운데 위치한 수를 답한다. 

p103

(활동10)

https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Search.html

p104

(활동11)

다음 7개의 데이터가 가나다순으로 정렬되어 있다. 순차 탐색, 이진 탐색을 할 때 질문에 답해 보자.

                    귤     딸기     망고     바나나     사과     키위     포도 

질문	순차 탐색	이진 탐색
가장 빨리 찾는 데이터는?	귤	바나나
가장 늦게 찾는 데이터는?	포도	바나나보다 왼쪽인 경우 : 귤, 망고 바나나보다 오른쪽인 경우 : 사과, 포도

p106

2. 내가 생각하는 최적이 이동 동선은 무엇인가? 그렇게 하기 위해서는 어떤 작업이 필요한가?

   택배 기사가 위치한 1번 위치에서 8번 위치까지 이동하며 택배를 배달하는 동선이 이동 거리가 가장 적어

   효율적이다. 이를 위해서는 배달 전에 택배를 건물 번호순으로 오름차순 정렬하는 작업이 필요하다. 

3. 건물 번호에 따라 택배 순서를 오름차순으로 정렬해 보자

 (1) 버블 정렬

	8	3	7	4	1
단계 1	3	7	4	1	8
단계 2	3	4	1	7	8
단계 3	3	1	4	7	8
단계 4	1	3	4	7	8

 (2) 선택 정렬

	8	3	7	4	1
단계 1	1	3	7	4	8
단계 2	1	3	7	4	8
단계 3	1	3	4	7	8
단계 4	1	3	4	7	8

p107

3. 

p109 파이선 설치

https://www.python.org

(설치시 주의사항)

Add_Python 을 먼저 체크한 후, Install Now 를 눌러 설치합니다.

p110

예약어 : 예약어 (또는 키워드)란 파이썬에서 이미 문법적인 용도로 사용되고 있기 때문에 변수명 등의 식별자로 사용하면 안 되는 단어들을 말한다. 파이썬에서 이미 사용되고 있는(용도가 예약된) 단어들을 지칭하며 이미 문법적인 용도로 사용되기 때문에 변수명 등의 식별자로 사용하면 안 된다. 

예 :  if, for, while 등의 예약어는 조건문, 반복문 등의 구문을 구성하는데 사용된다.

  (만약 예약어를 변수나 함수의 이름으로 사용하려고 하면, 문법 오류가 발생한다)

주요 예약어

● and, or , not : 논리 연산자 

● del : 변수 삭제

● for, while : 반복문

● if, elif, else : 조건문

● import : 모듈 가져옥

● in, is : 비교 연산자

● None : 값이 없음을 나타내는 특별한 상수

● pass : 아무런 동작을 하지 않는 구문

● return : 함수의 결과 반환

● True, False : 불린 값

p111

(      )   (소)괄호

{     }      중괄호

[     ]      대괄호

[ 1 : n ]   →  1부터 n-1까지 

[ 6 : 11 ]  → 6부터 10까지 

[    :  5 ]  →  0부터 4까지

[ 11 :   ]  →  11부터 끝까지

p112 

활동 13

1. 키(m)와 몸무게(kg)를 변수에 저장하고 체질량 지수를 계산하는 프로그램을 완성해 보자.

01  h = 1.7

02  w = 60

03  bmi = w / (h * h)

04  print(bmi)

2. 1번에서 구한 체질량 지수(bmi)가 정상 범위에 속하는지 그 결과를 True나 False로 출력하는

    명령문을 완성해 보자. 단, 정상 범위는 체질량 지수가 18.5 이상 23 미만인 경우이다

    print (  18.5 <= bmi <23  )

p113

활동 14

01  a, b = 135, 88

02  print("수축기 혈압", a, "이완기 혈압", b)

03  print("정상 혈압:", a < 120 and b < 80)

04 print("주의 혈압:",  120<=a<130 and b<80 )

05  print("고혈압 전 단계:", 130<=a<140 or 80 <= b<90 )

06  print("고혈압:", a>=140 or b>=90 )

p115

활동 16

01  adult = 50000

02  child = 30000

03  n =  int(input("대인: "))

04  m =  int(input("소인: "))

05  print( adult*n + child*m )

p126

활동19

01  age = int(input("나이를 입력하세요."))

02  if age <= 18 :

03      print("입장권 가격은 40,000원입니다.")

04  else : 

05      print("입장권 가격은 50,000원입니다.")

p128

활동20

01  heigth = int(input("키: "))

02  if height < 100 : 

03      print("탑승 불가")

04  elif height < 130 : 

05      print("보호자 동행 시 탑승 가능")

06  elif height < 195 :

07      print("탑승 가능")

08  else : 

09      print("탑승 불가")

...