IT자격증

스마트 그리드의 사전전 정의

한국스마트그리드협회에서는 ‘스마트그리드를 기존 전력망에 정보통신기술(ICT)을 더해 전력 생산과 소비 정보를 양방향, 실시간으로 주고받음으로써 에너지 효율을 높이는 차세대 전략망’이라고 설명한다

현재의 전력시스템 상에서는 우리가 실제로 사용하는 전기보다 15% 정도 많이 생산하도록 설계되어 있다.
이는 전력의 최대소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많이 사용할 경우에 대비해 전기를 미리 확보해 놓는 것이다.
연료는 물론 각종 발전설비도 추가적으로 필요하다. 또한 버려지는 전기 또한 많아 에너지 효율이 떨어지며
, 석탄, 석유, 가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출도 늘어난다.
꼭 필요한 만큼 전기를 생산하거나 생산량에 맞춰 전기를 사용할 수 있다면 전기를 더 효율적으로 사용하면서
지구온난화도 막을 수 있다. 스마트그리드는 전력망에 정보통신기술을 융합해 전기사용량과 공급량, 전력선의
상태까지 알 수 있는 기술로 에너지 효율성을 극대화할 수 있다.
스마트그리드의 핵심은 전력망에 직비, 전력선 통신 등의 정보통신기술을 합쳐 소비자와 전력회사가
실시간으로 정보를 주고받는 것에 있다. 따라서 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓰고, 전자제품이 자동으로
전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 것도 가능하다.
전력생산자 입장에서는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다.
전력 사용이 적은 시간대에는 최대전력량을 유지하지 않거나, 남는 전력을 양수발전에 사용하여 버리는
전기를 줄일 수 있고, 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 탄력적인 운영도 가능하다.
또 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.
결국 스마트그리드는 일반 가정에서 사용하는 TV, 냉장고와 같은 전자제품뿐 아니라 공장에서 돌아가는
산업용 장비들까지 전기가 흐르는 모든 것을 묶어 효율적으로 관리하는 신개념 시스템이다.
집, 사무실, 공장 어느 곳에서나 사용한 전기요금을 실시간으로 확인할 수 있고, 전기요금이 비싼 낮 시간대를
피해 전기를 사용하는 것도 가능하다.
한편으로 전력망을 지능화함으로써 중앙으로부터 일방적으로 전기가 공급되던 수직적 체계에서 벗어나,
마이크로그리드와 분산 전원 방식과 같은 양방향 수평적 공급체계를 마련하여 에너지 프로슈머가
등장하게되는 발판을 마련할 수 있을 것으로 예상된다
[출처] 위키백과

스마트 그리드와 기존 전력망의 차이점

스마트 그리드의 핵심기술

스마트 그리드 플랫폼기반 핵심 기술

비정형 데이터란?

형식이 정해지지 않은 데이터. 데이터는 형식이 정해진 정형 데이터(formal data)와 형식이 정해지지 않은 비정형 데이터가 있다. 페이스북, 트위터 등 소셜 네트워킹 서비스(SNS, 누리소통망 서비스)의 확산으로 데이터베이스에 잘 정리된 데이터가 아닌, 웹 문서, 이메일, 소셜 데이터 등 비정형 데이터가 주를 이루고 있다.

[네이버 지식백과] 비정형 데이터 [informal data, 非定型-] (IT용어사전, 한국정보통신기술협회)


비정형 데이터 마이닝의 개념

비정형 데이터를 정련 과정을 통해 정형 데이터로 변환하고 분류, 군집화, 회귀분석, 이상탐지 등의 기법으로
유의미한 정보를 추출하는 기법

비정형 데이터 마이닝의 유형

사회연결망 분석의 개념

	설명
개념	개인과 집단들 간의 관계를 노드와 링크로서 모델링해 그것의 위상구조와 확산 및 진화과정을 계량적으로 분석하는 기법
개념도

사회연결망 분석 표현 방법

구분	설명
집합론적 방법	집합 X={X1} 관계 쌍 A,B  A={(X1, X2), (X2, X1),(X4, X2),(X3, X1) } B={(X1, X2), (X2, X1), (X3, X4),(X4, X3 }	각 객체들의 관계를 관계쌍으로 표시
그래프 이용방법		객체는 노드, 객체간 연결망은 선(Edgee)으로 표현
행렬 이용 방법		각 객체를 행렬의 행과 열에 대칭적 으로 배치

사회연결망 분석 기법

비정형 데이터란?

형식이 정해지지 않은 데이터. 데이터는 형식이 정해진 정형 데이터(formal data)와 형식이 정해지지 않은 비정형 데이터가 있다. 페이스북, 트위터 등 소셜 네트워킹 서비스(SNS, 누리소통망 서비스)의 확산으로 데이터베이스에 잘 정리된 데이터가 아닌, 웹 문서, 이메일, 소셜 데이터 등 비정형 데이터가 주를 이루고 있다.

[네이버 지식백과] 비정형 데이터 [informal data, 非定型-] (IT용어사전, 한국정보통신기술협회)


비정형 데이터 마이닝의 개념

비정형 데이터를 정련 과정을 통해 정형 데이터로 변환하고 분류, 군집화, 회귀분석, 이상탐지 등의 기법으로
유의미한 정보를 추출하는 기법

비정형 데이터 마이닝의 유형

텍스트 마이닝 개념

위에 표로 텍스트 마이닝에 대해서 정의를 했지만 그리 맘에 와닿지는 않는 설명이다.
대신 사례를 들어서 살펴보면 확실하게 개념이 잡힐것으로 기대한다.
이 텍스트 마이닝은 이미 여러 분아에서 많이 사용되고 있는 기법이다. 주로 광고,정치,관광 분아에서 많이 이 
기법을 사용해서 여러가지 정책이나 아이디어, 여론분석등에 사용하고 있다.

위 그림은 산업통상자원부의 7월 수출입 동향, 전력 공급 능력, 유통업체 매출 동향 등 3개의 뉴스의 키워드를 뽑아내
만든 그림이다.. 뉴스에서 가장 많이 언급된 단어들을 빈도에 따라 크기를 달리해 표현하고 있는데
이 그림으로 2018년 7월 한 달간 수출입 동향, 전력 수급, 반도체에 대한 내용이 산업부의 주요 쟁점이었다는 것을 알 수 있다. 이것이 바로 텍스트 마이닝이다. 

[출처] 빅데이터 기술의 숨은 조력자, 텍스트 마이닝|작성자 산소

이런 텍스트 마이닝을 수행할려면 당연히 주제에 해당하는 문서,기사,SNS 등의 Text 내용을 수집해야겠죠.
그런다음 이 Text의 내용을 정제하는 즉, 조사 같은걸 없앤다던지.. 특정 패턴을 제거한다던지..하는 전처리작업을
진행해야 한다.  그 다음에는 유사단어나 공통어간을 단어들을 통합하고 여기서 단어(word) 들을 뽑아내는
단계를 거치게 된다. 그리고 이 추출된 단어들간의 연관성분석(예, prioir분석) 등을 해서 최종 시각화작업을
통해 사용자에게 제공하게 된다.
아래 내용은 이러한 과정을 R을 기준으로 표로 다시 정리해봤다.


텍스트 마이닝의 기본 분석절차 (R 기준)

[출처] 118회 정보관리기술사 기출문제풀이집 (117회어우림동기회)

클라우드 (Cloud) 의 정의

클라우드 컴퓨팅 (Cloud Computing) 은 "규모의 경제에 입각한 대규모 분산 컴퓨팅 패러다임
으로서, 거대한 IT자원을 추상화하고, 가상화하여 동적 확장이 가능한 체계로 사용자가
필요한 만큼 네트워크를 통해 사용하는 컴퓨팅 서비스 환경" 으로 정의할수 있다.

클라우드 컴퓨팅 모델

Community 나 Hybrid 클라우드는 사용자 IT 환경, 서비스 특성 및 운영정책 등에 매우 
종속적이고 특성화되어 있으나, 결과적으로 퍼블릭과 프라이빗의 복합된 형태로 구성되므로 
보통 퍼블릭과 프라이빗을 중심으로 가이드를 제시함.


클라우드 도입의 필요성

멀티 모달 인터페이스의 배경

보통 사람과 사람사이의 의사소통을 위한 통신 방법은 음성과 제스처를 이용하지만, 사람과 기계
사이에서는 전통적으로 keyborad를 사용해 왔다. 
하지만 최근에는 핸드폰, 컴퓨터등 단말기가 소형화 되면서 키보드를 이용한 통신은 그 한계에
다다르게 되었고 대신 음성과 제스처, 펜 을 이용하는 멀티모달 인터페이스가 발전하게 되었다.
거기다가 AI 발전등으로 음성처리기술이 더 획기적으로 성능이 높아지게 되면서 사람과 컴퓨터사이
에 자연스럽게 의사소통이 가능한 사용자 친화형 기술로서 멀티 모달 인터페이스 기술이 발전하게
되었다.


멀티 모달 인터페이스 구성도

멀티 모달 인터페이스의 종류

1탄에서는 주로 시맨틱웹의 개념에 대해서 설명을 하였고 이 시맨틱웹 즉 Data of Web 을 구현하기 
위해 사용될 수 있는 기술인 Linked Open Data (LOD) 의 정의에 대해서 설명하였다.
이번 장에서는 Linked Open Data의 구성 기술 요소에 대해서 설명하고자 한다.

Lined Data 구축원칙

Tim Berners-Lee는 Lined Data의 구축 4원칙을 제시하였다. 

원칙	설명
URI	개체 식별을 위한 URI의 사용 LOD에서도 웹에서 특정 개체나 개념을 다른 것과 구분 짓고 고유하게 식별하기 위해서  URI를 활용한다. 이는 기존 웹에서와 동일한 방식임. ex) ● 서울의 URI : dbpedia.org/page/Seoul      ● 컴퓨터의 URI : dbpedia.org/page/Computer
HTTP	LOD에서도 마찬가지로 데이터에 대한 정보의 요청과 응답을 HTTP를 활용.
RDF	RDF(S)는 URI나 HTTP 와 달리 기존 웹에서 사용하지 않던 기술요소임. RDF는 쉽게 말하면 LOD에서 문서를 표현하는 방식이다. 데이터를 표현하기에는 기존 HTML 문서형식으로는 어렵다. RDF (Resource Description Framework) 는 웹상에서 정보자원을 상세하기 표현하기  위한 표현방식을 정의한 것으로 SPO 즉 주어 + 술어 + 목적어 로 이루어져 있다.
SPARQL	Simple Protocal and RDF Query Language의 약자로, RDF 문서를 대상으로 필요한 정보를 조회(Query) 하기 위한 표준을 말한다.
Link	기존 웹에서 문서들이 하이퍼링크로 연결되어 정보의 확장성이 이루어진 것과 마찬가지로 데이터 웹인 LOD에서도 데이터 개체 간의 연결은 필수요소이다.

LOD 기술 요소 세부 설명

[출처]  알기 쉬운 Linked Open Data (발행처:한국정보화진흥원)
         정보관리기술사 118회 모임 - 두드림

시맨틱웹(Semantic Web)

Linked Open Data (LOD) 에 대해서 이야기를 할려면 우선 Semantic Web에
대한 이해가 필요하다.
Semantic Web은 ‘의미론적 웹’으로 흔히 번역되는데, “Linked Open Data는 
Semantic Web을 실현시키기 위한 방법이자 기술적 접근점”으로 볼 수 있다.
웹(Web, World Wide Web)의 창시자인 팀 버너스 리(Tim Berners-Lee)는 
Semantic Web을 다음과 같이 정의하였다.
"시맨틱 웹은 현재 웹이 확장된 형태로, 잘 정의된 의미를 정보에 부여함으
로써 사람과 컴퓨터의 협업을 보다 원활하게 할 수 있도록 하는 것이다."
위 정의에서 알수있듯이 시맨틱웹이 기존 웹의 문제점을 보완하고자 만들어진
개념이 아니다. 단 현재의 웹(Web)은 사람이 읽고 활용할 수 있는 문서(document)
에 기반하고 있다는 점에서 그 한계가 있기 때문에 웹에 표현되어 있는
문서의 내용을 데이터베이스에 저장하듯이 어딘가 저장하고 이를 웹에서 활용
할수 있다면 사람이 아닌 기계가 자동적으로 처리하는 것이 가능하다는 것이다.


시맨팁웹의 실현을 위한 Linked Open Data

그러면 웹의 내용을 데이터베이스화 할려면 어떻게 해야 할까?
우선 웹에 개방되어 있는 데이터들의 의미와 활용범위 등을 명확히 해주는 즉, 웹에서
데이터가 상호운용성을 갖기 위해서는 웹에 기술된 데이터, 즉 객체(Object)가 
명확해야 한다.
즉 시맨틱 웹을 만들 수 있는 기술은 웹에 데이터를 저장하고 어휘집을 구축하며
데이터를 조작할 수 있는 규칙들을 만들 수 있도록 하는데, Linked Data의 핵심 기
술적 요소들인 RDF, SPARQL, OWL, SKOS가 이런 개념들을 실제로 구축가능하게
하는 요소들이다.
시맨틱웹을 구현하기 위한 유일한 방법이 Linked Open Data라고 이야기할
수는 없으나. 시맨틱 웹의 이상을 달성하기 위해 사람과 컴퓨터(기계)가 공통으로 
이해할 수 있는 구조화된 웹을 구현하기 위해 가장 활발하게 구축과 활용, 그리고 
연구개발이 이루어지고 있는 분야가 Linked Open Data인 것은 확실하다.
그래서 현재의 HTML 문서 중심의 웹을 ‘web of documents’로 표현하는 반면 
데이터 중심의 새로운 웹을 ‘web of data’라고 말한다.


Linked Open Data 의 플랫폼은 Web

Linked Open Data의 활용무대는 따로 플랫폼이 있는 것이 아니라 기존 Web 이다.
따라서 LOD를 만들기 위한 핵심적인 기술요소들은 이미 웹에서 일반적으로 활용되고 
있는 기술과 핵심 개념을 그대로 활용한다.
현재의 웹을 만들고 유지하고 있는 핵심 개념과 기술은 Hypertext, HTML, HTTP, URI
등이다. 

문서가 아닌 데이터를 표현하고 연결하기 위해서 LOD에서는 Hypertext, HTML
대신 새로운 표현방식과 연결방식을 활용한다. 흔히 RDF로 표현되는 새로운 정
보 표현방식과 상호연결(interlinking)이 그것이다.

위 <그림2> 를 보면 HTML로 작성된 문서가 포함하고 있는 특정 키워드가 관련된 또 다른
HTML문서로 연결되어 있는 모습을 보여주고 있다.
반면 데이터가 중심이 되는 웹에서는 아래와 같이 데이터가 연결된다.

언뜻 모양은 하나의 HTML 문서가 관련된 다른 HTML문서로 연결되는 모습과 유사하지만
그러나 LOD에서는 보다 중요하고 차별화된 점이 존재하는데. LOD는 완성된 HTML형태 
문서를 제공하는 것이 아니고 특정 개념(사실상 사람이 생각할수 있고 존재하는 모든 것)과 
이 개념이 갖는 특성(속성)을 구조적으로 제공하는 것이다. 따라서 모두가 이 데이터를 
이용하고 특히 기계가 처리하기 위해서는 엄격하고 명확한 정의가 필요합니다
<그림 3>에서와 같이 서울이라는 데이터를 설명하는 요소에는 ‘공식명칭’, ‘국가’, ‘관련산’ 
등이 존재한다. 이 요소들을 명확하게 하는 방법은 이 요소들이 의미하는 바를 명확하게 
하는 것이다 예를 들면 ‘공식명칭’이라는 요소는 ‘특정 개념을 대표할 수 있는 것으로 약어, 
속어 등을 사용하지 않고 법제도적으로 인증된 이름’으로 그 범위를 명확하게 하는 것이다 
또한, ‘서울’이라는 개념은 ‘도시’라는 개념에 속하는 것으로 위의 예시와 같이 ‘도시’라는 
개념이 의미하는 바가 무엇이고 어떤 영역에서 사용이 가능한 것인지를 상세하게 표현한 
설계서(온톨로지)를 참조한다.. 이렇게 해야지 문서의 내용을 데이터베이스화 할수 있고
이는 사람뿐만아니라 기계가 읽을수 있는 형태로 데이터가 구성될 수 있는 것이다.
이것이 바로 시맨틱웹의 구현 사상이다.

[출처]  알기 쉬운 Linked Open Data (발행처:한국정보화진흥원)
         정보관리기술사 118회 모임 - 두드림

Zigbee

ZigBee는 저속 전송 속도와 근거리 통신을 위해 ZigBee Alliance에서 개발한 무선 네트워크 기술인데
, 작은 크기로 전력 소모량이 적고 값이 싸 홈 네트워크 등 유비쿼터스 구축 솔루션으로 각광받고 있으며 
지능형 홈 네트워크, 빌딩등의 근거리 통신 시장과 산업용 기기 자동화, 물류, 휴먼 인터페이스, 
텔레매틱스, 환경 모니터링, 군사 등에 활용된다.

ZigBee 프로토콜은 
   ① 물리 계층,
   ② 미디어 액세스 제어(MAC) 계층,
   ③ 네트워크 계층,
   ④ 어플리케이션 계층
으로 이루어져 있다. ZigBee의 물리 계층과 MAC 계층은 IEEE 802.15.4 표준에 정의되어 있으며, 
그 외의 프로토콜 스택은 ZigBee 사양에 정의되어 있다. IEEE 802.15.4 초기 버전에서 유럽은 868MHz 
대역에서 20kbps를, 미국은 915MHz에서 40kbps를 지원하였다.

ZigBee 네트워크 계층은 트리 구조와 메쉬 구조를 위한 라우팅과 어드레싱를 지원하고 있으며, 
어플리케이션 프로파일로는 ZigBee Home Automation Public Profile과 ZigBee Smart Energy Profile이 
대표적으로 사용된다. 또 새로운 ZigBee 사양인 RF4CE는 가전의 원격 제어를 위한 솔루션과 스타 
토폴로지를 위한 간단한 네트워크 스택을 정의하고 있는데, RF4CE는 2.4GHz의 주파수 대역을
사용하고 AES-128을 이용한 보안을 제공한다.

Z-Wave

Z-Wave는 ZenSys가 주축이 된 Z-Wave Alliance에서 제정한 홈오토메이션 무선 전송 방식이며, 
Z-Wave의 주목적은 무선 네트워크에서 하나 이상의 노드들과 제어 유니트 사이에서 신뢰성 있는 
통신을 제공하는 것이다. 
Z-Wave는 물리 계층, 미디어 액세스 제어(MAC) 계층, 전송 계층, 라우팅 계층, 그리고 어플리케이션 계층
으로 구성되어 있으며, 900MHz 대역(유럽 : 869MHz, 미국 : 908MHz)과 2.4GHz 대역을 사용하면서 
9.6kbps, 40kbps, 그리고 200kbps의 속도를 제공한다.
Z-Wave 기술은 장치 간 통신을 위해 콘트롤러와 슬레이브의 두 가지 장치를 정의하는데, 
콘트롤러는 슬레이브에서 명령을 전송하며, 슬레이브는 명령에 대한 응답을 하거나 명령을 수행하는 
무선 센서 네트워크 기반의 IoT 기술 기능을 한다. Z-Wave의 라우팅 계층은 소스 라우팅 기반의 
라우팅을 지원한다

INSTEON

SmartLabs에서 개발한 INSTEON은 무선 기술을 활용하여 조명 스위치를 연결하는 기술로, 
RF 링크와 AC-전원 링크 간 메쉬 네트워크 토폴로지를 구성하여 작은 구역에서 장치 간 
통신을 실현한다. 
INSTEON 기술은 904MHz 대역에서 동작하며, 38.4 kbps 데이터 전송 속도를 제공한다. 
INSTEON의 디바이스들은 전송자의 역할, 수신자의 역할, 혹은 중계자의 역할을 수행할 수 있으며, 
동일한 구간에 위치하지 않은 디바이스들 간의 통신은 시간 구간 동기화 방법을 이용한 
멀티-홉 라우팅을 사용하여 가능하게 한다.

6LoWPAN  (IPv6 over Low Power WPAN)

비IP 네트워크 기술을 구현하고 있는 전통적 센서 노드 구조는 싱크 노드(Sink Node)를 통해 
인터넷과 연결되어 정보를 공유할 수가 있다. 이를 위해, 센서 노드는 6LoWPAN 같은 기술을 
적용할 필요가 있다. 
6LoWPAN(IPv6 over Low power WPAN)은 IEEE 802.15.43를 PHY/MAC으로 하는 저전력 WPAN상에 
IPv6를 탑재하여 기존 IP네트워크에 연결하는 기술이며, IPv6 기술로 인해 다양한 스마트 디바이스와 
센서 디바이스들이 IP 기반의 네트워크에 연결이 게이트웨이와 같은 중간 장치 없이 가능하게 되었다

Weightless

white space 무선 대역을 사용하는 사물 간 통신 기술이다. 
Weightless 통신 기술은 최근 몇 년 동안 급증하는 사물 통신의 요구 사항을 만족하기 위해 제안된
것으로 저비용,초저전력, 광역 통신, 신뢰성, 보안, 다수의 사물 단말 지원, 브로드캐스팅, small data burst 
등을 지원하는 기술을 포함하고 있다. 
이 같은 기능들을 지원하기 위하여 BPSK, QPSK, 16-QAM 등의 변조 기술을 사용하고 고속의 다운링
크는 500kbps~16Mbps, 저속의 다운링크는 2.5Kbps~500Kbps 속도를 지원한다.


D2D 통신 (Device to Device)

기지국, 무선접속 공유기(AP) 등의 네트워크 인프라를 거치지 않고 근거리에서 서로 다른 기기와 
통신하는 기술을 말한다.
여기에는 UPnP(Universal Plug and Play) DPWS(Device Profile for Web Services)
, WiFi Direct 등이 있으며, 모든 사물을 통신 주체로 하는 ‘M2M/IoT’ 기술에 포함되지만 범위가
무선통신이 가능한 기기간의 통신에 국한되어 있다.
대표적인 D2D 기술로는 모바일 블루투스를 들 수 있으며, 블루투스를 통해 자신의 스마트폰과
타인의 스마트폰을 연결했을 때 사진이나 데이터 자료 등과 같은 콘텐츠가 기기 간에 전송되는 
것과 같은 기술이다.

Beamforming (Spatial Filtering)

신호처리 기술로 안테나에서 전파를 원하는 특정 방향으로 전송/수신되는 직진 지향성을 
갖는 전파를 만들어내는 기술로 공간적으로 멀티플랙싱(공간분할 다중화)을 가능하게 하여 각
 안테나별로 위상정보를 조정하여 주변의 간섭을 제거하여 성능을 높이는 기술이다. 
이 기술은 실용화 되어 802.11ad 에 채택되었고, 이동전화망 2G,3G,4G,LTE에서도 사용중이다.

Beacon

 - 블루투스나 인간이 들을 수 없는 2.4GHz 비가청영역의 주파수를 이용해서 단말과 정보를 
   주고받는 기술로서
 - 일정한 주기로 전송되는 비지향성 단속형 신호를 사용하며
 - 근거리 저전력에 적합한 기술이다.
 - 주로 저전력 블루투스 (BLE : Bluetooth Low Energy) 4.0 장치 브로드 캐스팅을 이용한 
   근거리 저전력 기술
 - BLE 신호와 연동해 GPS정보 등 다양한 정보를 송수신하는 무선통신기술