1과목. 소프트웨어 설계
1장. 요구사항 확인
001. 소프트웨어 생명주기(A)
소프트웨어 생명공학: 소프트웨어 위기 극복을 위해 연구된 학문
- 폭포수 모형: 가장 오래되고 폭넓게 사용, 성공 사례 많음, 선형 순차적, 되돌아갈 수 없음
- 프로토타입 모형: 요구사항이 불명확할 때 그것을 정확하게 파악하기 위해 잘 쓰임, 사용자와 시스템간의 인터페이스 중점 개발
- 나선형 모형: 보헴이 제안, 점진적 모형, 위험 관리
계획수립 - 위험분석 - 개발 및 검증 - 고객 평가 순서로 진행
- 애자일 모형: 고객과의 의사소통에 초점, 소규모 프로젝트/고도 숙련된 개발자/급변 요구사항에 적합함
전략 수립 후 -> 개발-설계-테스트(과정 반복)
도구보다는 개인 상호 작용을 중시
문서보다는 실행되는 SW을 중시
계약 협상보다는 고객 협업을 중시
계획보다는 변화에 반응을 중시
002. 스크럼 기법(B)
스크럼: 팀이 중심이 되어 개발의 효율성을 높임 / 스스로 팀을 구성하고 문제를 스스로 해결함
제품 책임자(PO): 개발 의뢰자 or 사용자가 맡음, 백로그 작성자
스크럼 마스터: 객관적 시각의 가이드
개발팀: 7~8명
순서: 제품백로그 - 스프린트 계획 회의 - 스프린트 백로그 - 스프린트 수행 - 일일 스크럼 회의 - 스프린트 검토 회의 - 스프린트 회고
제품 백로그: 요구사항 우선순위 반영하고 나열함
스프린트 수행: 실제 개발 진행하며 2~4주 소요
일일 스크럼 회의: 소멸 차트 감소하는 것 확인 가능
003. XP 기법(eXtreme Programming)(A)
5가지 핵심 가치: 의사소통, 단순성, 용기, 존중, 피드백
주요 실천 방법 7가지
Pair programming(짝 프로그래밍)
Collective Ownership(공동 코드 소유)
Text-Driven Development(테스트 주도 개발)
Whole-Team(전체 팀)
Continuous Integration(계속적인 통합)
Design Improvement(디자인 개선)
Small Release(소규모 릴리즈)
스파이크(확신하는 추정)
사용자 스토리 —요구사항—> 릴리즈 계획 수립 —릴리즈 계획—> 주기(Iteration) —최신버전—> 승인 검사 —승인—> 소규모 릴리즈
004. 현행 시스템 파악 (표로 나와 있어 구분 어렵지 않음)(D)
1단계
시스템 구성 파악: 기간업무/지원업무로 나뉘며 명칭과 주요 기능을 확인함
시스템 기능 파악: 주요 기능/하부 기능/세부 기능으로 나눔
시스템 인터페이스 파악: 데이터 연동 형식/통신규약/연계 유형 등
2단계
아키텍처 파악: 어떠한 관계로 상호작용 하는지 확인
소프트웨어 파악: SW 제품명/라이선스 수/라이선스 적용 방식/용도 등
3단계
하드웨어 파악: 서버의 주요사항/서버 용도/수량/이중화 등 확인
네트워크 파악: 서버의 물리적 위치와 네트워크 구성도 확인
005. 개발 기술 환경 파악(B)
요구사항 식별시 고려사항
- 운영체제: 가용성, 구축비용, 기술지원, 성능, 주변기기
- DBMS: 가용성, 구축비용, 기술지원, 성능, 상호 호환성
- 웹 애플리케이션 서버(WAS): 가용성, 구축비용, 기술지원, 성능
006. 요구사항 정의(B)
기능 요구사항: 기능 관련
비기능 요구사항: 제약사항, 품질 관련
ex: 시스템 장애로 인한 정지 시간은 1시간 이내, 해외 분점 호텔의 고객 정보 관리로 시스템 확장할 수 있게 설계
사용자 요구사항 / 시스템 요구사항으로도 나뉨
요구사항 개발 프로세스
* 타당성 조사가 선행되어야 함
도출 —> 분석 —> 명세 —> 확인
청취/인터뷰 분석/중재 관찰/모델작성
정형 명세: 수학적, 논리, 간결, z
비정형 명세: 자연어 기반 기술, 객체, 기능 중심
007. 요구사항 분석(A)
개발의 실제적 첫 단계이며 요구사항을 이해하고 문서화해야 함
구조적 분석 기법: 자료의 흐름과 처리 중심이며 하향식 방법 이용
하향식 방법: 소프트웨어 기능을 전체적인 수준에서 상세 수준까지 단계별로 분리하여 모델링하는 것
- 자료 흐름도(DFD: Data Flow Diagram) = 버블차트
자료의 흐름, 변환, 기능을 도형 중심으로 나타냄
프로세스(Process): 시스템의 부품 // 원이나 둥근 사각형
자료 흐름(Data Flow): 이동, 연관관계 // 화살표 위에 자료의 이름 기입
자료 저장소(Data Store) // 도형 안에 자료 저장소 이름을 기입
단말(Terminator): 외부 개체 // 도형 안에 이름을 기입
- 자료 사전(Data Dictionary)
데이터를 설명하는 데이터(=메타 데이터)
= : 자료의 정의
+ : 자료의 연결(and)
( ) : 자료의 생략
** : 자료의 설명(주석)
{ } : 자료의 반복(최소 m: 밑에 기재, 최대 n: 위에 기재)
[l] : 자료의 선택(or)
008. 요구사항 분석 중 CASE와 HIPO(B)
CASE(자동화 도구)
SADT = Softtech사, 블록 다이어그램
SREM = TRW사, 우주국방시스템 // RSL: 요소, 속성, 관계, 구조 — 자동화 도구 REVS
PSL/PSA = 미시간대학 // PSL: 문제 기술 언어 — 자동화 도구 PSA
TAGS = 시스템 공학 방법 응용, IORL(요구사항 명세 언어)
HIPO: 시스템의 분석, 설계, 문서화에 사용되며 하향식 소프트웨어 개발
HIPO Charts
- 가시적 도표(View Table of contents)
시스템의 전체적 기능과 흐름을 보여 주는 계층(tree) 구조도
- 총체적 도표(Overview Diagram)
입력, 처리, 출력의 전반적인 정보 제공
- 세부적 도표(Detail Diagram)
총체적 도표의 자료를 보다 상세히 기술
009. UML(Unified Modeling Language)(A)
공통된 표현법을 사용하여 개발자와 고객, 개발자들간의 의사소통을 원활하게 하는 대표적인 객체 모델링 언어 // 사물, 관계, 다이어그램으로 구성됨
사물(Things) = 객체(Object)
구조 사물, 행동 사물, 그룹 사물, 주해 사물로 나뉨
관계(Relationships)
- 연관관계: 서로 연관되어 있음(사람과 집, 선생님과 학생) 실선 화살표, 실선
- 집합관계: 서로 독립적(컴퓨터와 프린터, 프린터는 다른 컴퓨터에 연결가능) 빈 마름모실선
- 포함관계: 서로 독립될 수 없음(문과 키 / 해당 키로 다른 문을 열 수 없음) 색칠 마름모실선
- 일반화관계: 사물인 상위(부모), 사물인 하위(자식) - 커피(상위)와 라떼와 카푸치노(하위)
부모로 향하는 속 빈 화살표
- 실체화관계: 기능인 상위, 사물인 하위 - 날 수 있는(상위), 새와 비행기(하위)
부모로 향하는 속 빈 점선
- 의존관계: 연관은 있으나 한시적임 - 등급과 할인율 점선 화살표
다이어그램(Diagram)
구조적(Structural) 다이어그램
- 클래스 다이어그램: 클래스의 속성과 관계
- 객체 다이어그램: 럼바우 객체 모델링
- 컴포넌트 다이어그램: 컴포넌트 관계 / 구현 단계에서 사용
- 배치 다이어그램: 구현 단계에서 사용
- 복합체 구조 다이어그램
- 패키지 다이어그램
행위(Behavioral) 다이어그램
- 유스케이스 다이어그램
- 시퀀스 다이어그램: 상호작용 시스템과 메시지
- 커뮤니케이션 다이어그램: 메시지 + 연관
- 상태 다이어그램: 럼바우 동적 모델링
- 활동 다이어그램: 처리 흐름을 순서에 따라
- 상호작용 다이어그램
- 타이밍 다이어그램
스테레오 타입: 길러멧 기호 《》를 씀
《include》 포함 관계
《extend》 확장 관계
《interface》 인터페이스 정의
《exception》 예외 정의
《constructor》 생성자 역할 정의
010. 주요 UML 다이어그램(B)
- 유스케이스 다이어그램: 사용자 관점
시스템 범위: 외부/내부 시스템 구분
액터: 주 액터는 사람이며 부 액터는 외부 시스템을 뜻함
유스케이스
관계: 포함관계, 확장관계, 일반화 관계
- 클래스 다이어그램
클래스
제약조건
관계: 연관관계, 집합관계, 일반화관계, 의존관계
접근제어자
public + 어떤 클래스든 접근 가능
private - 해당 클래스 내부만 가능
protected # 동일 패키지 내부 클래스, 해당 클래스 상속받은 외부 패키지 클래스만 가능
package ~ 동일 패키지 내부 클래스만 가능
- 시퀀스 다이어그램
액터/객체/생명선/실행상자/메시지로 구성됨
2장. 화면 설계
011. 사용자 인터페이스(User Interface)(B) 가시성/단순성/표준화/일관성 — 다양성(x)
사용자 인터페이스 기본 원칙
- 직관성: 누구나 쉽게 이해, 사용 가능해야 함(CLI 방식이 아닌 GUI 방식으로 설계)
- 유효성: 사용자의 목적을 정확하고 완벽하게 달성해야 함
- 유연성: 사용자의 요구를 최대로 수용하고 실수를 최소화해야 함
- 학습성: 누구나 쉽게 배우고 익힐 수 있어야 함
사용자 인터페이스 개발 시스템의 기능
- 사용자의 입력 검증
- 에러와 에러 메시지 처리
- 도움과 프롬프트 제공
012. UI 표준 지침(C) — 선형 구조(o), 비선형 구조(x) / 운영체제 종류에 상관없이 사용할 수 있도록
웹의 3요소: 웹 표준, 웹 호환성, 웹 접근성
한국형 웹 콘텐츠 접근성 지침: 장애인과 비장애인을 동등하게 // 광과민성 발작 예방
네비게이션: 사용자가 원하는 것을 빨리 찾을 수 있게 해 주는 기능
… 사이트맵: 사이트 전체 구조를 알아볼 수 있도록 트리 구조 형태로 만듦
… 이미지맵: 그림에 하이퍼링크를 연결하여 원하는 페이지로 이동할 수 있게 함
… 링크, 디렉토리, 메뉴(단추), 사이트 메뉴 바, 네이게이션 바 등
전자정부 웹 표준 준수 지침: 스크립트 비표준 문법 확장을 배제해야 함
013. UI 설계 도구(B)
- 와이어프레임: 대략적 스케치, 뼈대 설계
- 목업: 좀 더 실제적인 스케치
- 스토리보드: 와이어프레임 + 디스크립션
- 프로토타입: 와이어프레임 or 스토리보드 + 인터랙션(마우스 클릭 시 반응 등 동적 형태)
- 유스케이스: 사용자 측면의 요구사항을 다이어그램 + 명세서로
014. UI 요구사항 확인(C)
목표 정의 —> 활동사항 정의 —> UI 요구사항 작성(*사용자 중심으로 작성)
인터뷰는 개별적으로 요구사항 요소 확인 -> 정황 시나리오 작성 -> 요구사항 작성
최대한 많이, 다양한 방법으로 요구사항 정의에 사용되는 초안
인터뷰 후에 리서치 해야 함
015. 품질 요구사항(A)
ISO/IEC 9126
- 기능성
사용자의 요구사항을 정확하게 만족하는지?
적절성/적합성, 정밀성/정확성, 상호 운용성, 보안성/무결성, 준수성
- 신뢰성
요구된 기능을 오류 없이 수행할 수 있는지?
성숙성, 고장 허용성, 회복성, 준수성
- 사용성
사용자가 정확히 이해하고 사용하며 향후 다시 사용하고자 하는지?
이해성, 학습성, 운용성, 친밀성, 준수성
- 유지보수성
새로운 요구사항 발생 시 개선 및 확장할 수 있는 정도?
분석성, 변경성, 안정성, 시험성, 준수성
- 효율성
할당된 시간, 할당된 자원으로 얼마나 빨리 처리할 수 있는지?
시간 효율성, 자원 효율성, 준수성
- 이식성
다른 환경에서 얼마나 쉽게 적응할 수 있는지?
적용성, 설치성, 대체성, 공존성, 준수성
ISO/IEC 25010: 9126의 개정안
ISO/IEC 12119: 9126을 준수한 품질 표준으로 테스트 절차를 포함하여 규정함
ISO/IEC 14598: 개발자, 구매자, 평가자별로 수행해야 할 제품 평가 활동 규정
016. UI 프로토타입 제작 및 검토(B)
프로토타입: 사용자 요구사항을 기반으로 실제 동작하는 것럼 만든 동적인 형태의 모형으로 테스트가 가능함
최대한 간단하게 만들되 최종 제품의 작동 방식을 이해시키는 데 필요한 기능은 반드시 포함
실제 사용자를 대상으로 테스트하는 것이 좋음
장점: 사용자 설득과 이해가 쉬움, 개발 시간 줄임, 사전 오류 발견
단점: 작업 시간 증가, 필요 이상의 자원 소모, 중요한 작업 생략 가능성 있음
프로토타이핑의 종류: 페이퍼 프로토타입 / 디지털 프로토타입
아키텍처 확정 - 프로토타입 테스트 - 실제 분석 작업 완료
*실제 분석 작업 완료 전에 진행되어야 함
017. UI 설계서 작성(C)
UI 설계서 표지 - UI 설계서 개정 이력 - UI 요구사항 정의서 - 시스템 구조 - 사이트 맵 - 프로세스 정의서 - 화면 설계 순서로 진행
UI 설계서 개정 이력: 초안은 버전 1.0으로 설정하며 수정 또는 보완할 때마다 0.1씩 UP
사이트 맵: 화면의 정보를 한눈에 파악하기 위한 시각적인 콘텐츠 모형이며, 일반적으로 테이블 형태, 위에서 아래로 내려가며 정보를 찾을 수 있는 계층형으로 되어 있음
018. 유용성 평가(D) (가볍게 읽기)
유용성: 시스템을 통해 원하는 목표를 얼마나 효과적으로/편리하게 달성할 수 있는가
- 불필요한 기능이나 중복되는 기능 있는지 확인
- 행위 순서 세분화시킨 뒤 순서대로 제시
- 단계를 최소화하고 다양한 방법을 통해 수행할 수 있도록 설계
- 수행 순서는 사용자의 기존 경험에 비추어 가능한 한 친숙하게 설계
- 특정 작업으로 인한 현재 시스템의 변화는 직관적으로 표시
- 사용자가 특정 작업 수행 시 최대한 빨리 반응하도록 설계
- 단순하고 이해하기 쉽게
- 사용자의 의도가 충족되었는지 쉽게 파악할 수 있게 설계
019. UI 상세 설계(C)
UI 설계서는 실제 사용할 UI 화면을 설계하기 전 사용자요구사항을 가시화, 검증 위해 작성하는 것
UI 상세 설계는 실제로 사용할 UI를 설계하는 것
형판, 형틀이라는 뜻으로 화면의 기본적인 레이아웃 형태: 템플릿(Template)
020. HCI/UX/감성공학(C)
HCI(Human Computer Interaction or Interface)
사람과 컴퓨터 시스템 간의 상호작용을 연구하고 설계하는 것으로 사람이 컴퓨터를 편리하게 사용 가능하도록 하여 최적의 사용자 경험(UX)를 만드는 것을 목표로 함
UX(User Experience)
사용자가 시스템이나 서비스를 이용하면서 느끼고 생각하게 되는 총체적인 경험
주관성/정황성/총체성
감성공학
제품이나 작업 환경을 사용자의 감성에 알맞도록 설계 및 제작하는 기술로 여러 분야의 학문 공존
3장. 어플리케이션 설계
021. 소프트웨어 아키텍처(B)
소프트웨어의 골격이 되는 기본 구조이자 구성 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조
소프트웨어 아키텍처의 기본 원리: 모듈화, 추상화, 단계적 분해, 정보 은닉
모듈화
모듈의 개수가 많으면 하나의 개발 비용이 적은 대신 모듈 간의 통합 비용이 커짐
모듈의 크기가 크면 모듈 간의 통합 비용이 적은 대신 모듈 하나의 개발 비용이 커짐
상위 설계와 하위 설계
상위 설계: 아키텍처 설계/예비 설계, 시스템의 전체적인 구조, 구조/DB/인터페이스
하위 설계: 모듈 설계/상세 설계, 시스템 내부 구조 및 행위, 컴포넌트/자료 구조/알고리즘
협약(Contract)에 의한 설계: 선행 조건(호출 전 참), 결과 조건(수행 후 만족), 불변 조건(실행되는 동안 항상 만족)이 명세에 포함되어야 함
022. 아키텍처 패턴(B)
아키텍처를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제(= 가이드 라인)
- 레이어 패턴: 시스템을 계층(Layer)로 분리, 상위 계층은 하위 계층에 대한 서비스 제공자가 되고 하위 계층은 상위 계층의 클라이언트가 됨
서로 마주보는 두 개의 계측 사이에서만 상호작용이 가능함
예시로 OSI 참조 모델이 있음
- 클라이언트-서버 패턴: 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트
서버는 클라이언트의 요청에 대비해 항상 대기 상태 유지
요청과 응답을 위한 동기화 경우를 제외하고는 서로 독립적
*컴포넌트: 독립적인 기능을 수행하는 실행코드 기반 모듈
- 파이프-필터 패턴: 각 필터를 컴포넌트화 하여 파이프를 통해 데이터 전송하는 패턴
재사용성 좋고, 확장 용이하며, 다양한 파이프라인 구축 가능, 변환/버퍼링/동기화에 사용
- 모델-뷰-컨트롤러 패턴: 대화형 애플리케이션에 적합
모델: 서브 시스템의 핵심 기능과 데이터 보관
뷰: 사용자에게 정보 표시
컨트롤러: 사용자로부터 받은 입력 처리, 뷰의 제어와 사용자 인터페이스를 담당
- 마스터-슬레이브 패턴: 마스터 컴포넌트는 모든 작업의 주체, 슬레이브는 지시에 따라 작업 수행하여 결과 반환
장애 허용 시스템, 병렬 컴퓨팅 시스템에 적합
- 브로커 패턴: 사용자가 원하는 특성 요청 시 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결해 줌
분산 환경 시스템에 적합
- 피어-투-피어 패턴: 각 피어가 클라이언트가 될 수도, 서버가 될 수도 있는 패턴
멀티스레딩(두 개 이상의 실행 단위로 프로세스를 구분하여 병렬로 수행)에 적합
- 이벤트-버스 패턴: 이벤트 메시지 발행하면 채널을 구독한 리스너들이 이벤트를 처리하는 방식
- 블랙보드 패턴: 모든 컴포넌트가 공유 저장소에 접근 가능하여 검색을 통해 데이터 찾음
- 인터프리터 패턴: 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법 지정 후 기호마다 클래스를 갖도록 구성
023. 객체지향(Object-Oriented)(A)
현실 세계의 개체(Entity)를 기계의 부품처럼 하나의 객체(Object)로 만들어 기계적인 부품을 조립하여 제품을 만들 듯 소프트웨어를 개발할 때도 객체들을 조립해서 작성할 수 있는 기법
구조적 기법의 문제점으로 인한 소프트웨어의 위기 해결책으로 채택되어 사용 중
- 재사용, 확장 용이
- 고품질 소프트웨어 빠른 개발이 가능하며 유지보수가 쉬움
- 복잡한 구조를 단계적이고 계층적으로 표현
- 멀티미디어 데이터 및 병렬 처리를 지원
- 현실 세계를 모형화하므로 사용자와 개발자가 쉽게 이해 가능
객체지향의 주요 구성 요소와 개념
- 객체(Object)
데이터와 데이터를 처리하는 함수를 묶어 놓은(캡슐화한) 하나의 소프트웨어 모듈을 뜻함
객체는 독립적으로 식별 가능한 이름을 가지고 있음
객체가 가질 수 있는 조건을 상태(State)라 하는데, 일반적으로 상태는 시간에 따라 변함
객체와 객체는 상호 연관성에 의한 관계가 형성됨
객체가 반응할 수 있는 메시지(Message)의 집합을 행위라고 하며, 객체는 행위의 특징을 나타냄
객체는 일정한 기억장소를 가지고 있음
객체의 메소드는 다른 객체로부터 메시지를 받았을 때 정해진 기능을 수행함
- 클래스(Class)
공통된 속성과 연산(행위)을 갖는 객체의 집합으로 객체의 일반적인 타입을 의미함
클래스는 각 객체들이 갖는 속성과 연산을 정의하고 있는 틀
클래스는 객체지향 프로그램에서 데이터를 추상화하는 단위
클래스에 속한 각 객체를 인스턴스(Instance)라 하며, 클래스로부터 새로운 객체를 생성하는 것을
인스턴스화(Instantiation)라고 함
최상위 클래스 = 상위 클래스를 갖지 않는 클래스
슈퍼 클래스(Super Class) = 특정 클래스의 상위(부모) 클래스
서브클래스(Sub Class) = 특정 클래스의 하위(자식) 클래스
- 캡슐화(Encapsulation)
데이터(속성)과 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶는 것을 의미
캡슐화된 객체는 인터페이스를 제외한 세부 내용이 은폐(정보 은닉)되어 외부 접근이 제한됨
즉, 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적음
캡슐화된 객체들은 재사용이 용이함
인터페이스가 단순해지고 객체간의 결합도가 낮아짐
- 상속(Inheritance)
이미 정의된 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것을 뜻함
상속 시, 하위 클래스는 상위 클래스의 속성과 연산을 재정의하지 않아도 자신의 속성으로 사용 가능
객체와 클래스의 재사용을 높임
다중 상속: 한 개의 클래스가 두 개 이상의 상위 클래스로부터 속성과 연산을 상속받는 것
(클래스를 복잡하게 만들고 상속 순서 추적이 어려워 상위 클래스 변경이 하위 클래스에 의도하지 않은
영향을 끼칠 수 있으므로 다중 상속을 허용하지 않는 프로그램 언어도 있음)
- 다형성(Polymorphism)
하나의 메시지에 대해 각각의 객체(클래스)의 고유한 방법으로 여러 형태의 응답이 가능함을 뜻함
객체(클래스)들은 동일한 메소드명을 사용하며 같은 의미의 응답을 함
- 연관성(Relationship)
두 개 이상의 객체(클래스)들이 상호 참조하는 관계를 말함
[1] 연관화(Association) - is member of, 2개 이상의 객체가 상호 관련되어 있음
[2] 분류화(Classification) - is instance of, 동일한 형의 특성을 갖는 객체를 모아 구성
[3] 집단화(Aggregation) - is part of, 관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체 구성
[4] 일반화(Generation) - is a, 공통적인 성질들로 추상화한 상위 객체를 구성
[5] 특수화/상세화(Specification) - is a, 상위 객체를 구체화하여 하위 객체 구성
024. 객체지향 분석 및 설계(A)
객체지향 분석: 사용자의 요구사항을 분석하여 요구된 문제와 관련된 모든 클래스(객체), 이와 연관된 속성과 연산, 그들간의 관계 등을 정의하여 모델링하는 작업
객체는 클래스로부터 인스턴스화되고, 이 클래스를 식별하는 것이 객체지향 분석의 주요한 목적
객체지향 분석의 방법론
Rumbaugh(럼바우) 방법: 가장 일반적, 그래픽 표기법, 객체 모델링 —> 동적 모델링 —> 기능 모델링 순서
Booch(부치) 방법: 미시적(Micro) 개발 프로세스, 거시적(Macro) 개발 프로세스를 모두 사용
Jacobson 방법: Use Case를 강조하여 사용하는 분석 방법
Coad와 Yourdon 방법: E-R 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링
Wirfs-Brock 방법: 분석과 설계 구분이 없고, 고객 명세서를 평가해 설계까지 연속적으로 수행
객체지향 설계 원칙(SOLID 원칙)
- 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle) 1 객체 1 책임
객체는 단 하나의 책임만 가짐, 응집도 높고 결합도 낮게 설계해야 함
- 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open-Closed Principle) 추가 가능
기존 코드 변경하지 않고 기능 추가할 수 있게 함, 공통 인터페이스를 하나의 인터페이스로 캡슐화
- 리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle) 상속 가능
자식 클래스는 자신의 부모 클래스에서 가능한 행위는 수행할 수 있어야 함
자식 클래스는 부모 클래스의 책임을 무시하거나 재정의하지 않고 확장한 수행함
- 인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Segregation Principle) 1 인터페이스 1 책임
자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 함
- 의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle) 높은 추상성 따르기
각 객체들간 의존 관계가 성립될 때 추상성 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야 함
일반적으로 인터페이스를 활용하면 이 원칙은 준수됨
025. 모듈(A)
모듈화(시스템의 기능을 모듈 단위로 분해하는 것)를 통해 분리된 시스템의 각 기능들
단독으로 컴파일 가능하며 재사용 가능
모듈의 기능적 독립성은 소프트웨어를 구성하는 각 모듈의 기능이 서로 독립됨을 의미하며, 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제함으로써 이루어짐
독립성이 높을수록 수정 후에도 다른 모듈에 거의 영향을 미치지 않으며 오류 발생 시 쉽게 발견 및 해결 가능
결합도( Coupling)
모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관 관계를 의미
결합도가 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮음 —> 강할수록 구현 및 유지보수가 어렵기 때문
결합도의 종류(1 약함 ~ 6 강함) 자스(나) 제외(하면) 공(은) 내(임ㅋ)
- 자료 결합도(Data Coupling): 모듈간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성, 가장 바람직한 결합도
- 스탬프(검인) 결합도(Stamp Coupling): 두 모듈이 동일한 자료 구조를 조회하는 경우의 결합도
- 제어 결합도(Control Coupling): 논리적 흐름 제어
하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호 이동하여 하위 모듈이 상위 모듈에게 처리 명령을 내리는
권리 전도현상이 발생함
- 외부 결합도(External Coupling): 어떤 모듈에서 선언한 데이터를 외부 다른 모듈에서 참조할 때
- 공통(공유) 결합도(Common Coupling): 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때
공통 영역이 조금만 변경되어도 이를 사용하는 모든 모듈에 영향 미치므로 독립성을 약하게 만듦
- 내용 결합도(Content Coupling): 내부 기능 및 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때
한 모듈에서 다른 모듈의 내부로 제어가 이동하는 경우
응집도(Cohesion)
정보 은닉의 개념을 확장한 것으로 내부 요소들이 서로 관련되어 있는 정도를 뜻하며, 모듈이 독립적인 기능으로 정의되어 있는 정도를 의미함
응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할수록 품질이 낮음
응집도의 종류(1 강함 ~ 6 약함) 기(엽고) 순(진한) 교(회 오빠) 절(은) 시(러) 논우~
- 기능적 응집도(Functional Cohesion): 1 기능요소 1 문제
모듈 내부의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행
- 순차적 응집도(Sequential Cohesion): 모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력 데이터로 사용
- 교환(통신)적 응집도(Communication Cohesion): 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우
- 절차적 응집도(Procedural Cohesion): 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우
- 시간적 응집도(Temporal Cohesion): 특정시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성
- 논리적 응집도(Logical Cohesion): 유사한 성격이나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 모듈 형성
- 우연적 응집도(Coincidental Cohesion): 모듈 내부 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성
팬인(Fan-In) /팬아웃(Fan-Out) (그림 확인)
팬인: 해당 모듈을 제어(호출)하는 모듈의 수
팬아웃: 해당 모듈에 의해 제어(호출)되는 모듈의 수
해당 분석으로 시스템의 복잡도를 알 수 있음
시스템 복잡도를 최적화하려면 팬인을 높게, 팬아웃을 낮게 설계해야 함
팬인이 높으면 재사용 측면에서 설계 good을 뜻하지만 단일 장애점이 발생할 수 있으므로 중점 관리 필요
*단일 장애점: 구성 요소 하나가 문제되었을 때 전체 시스템이 중단되어 버리는 요소
팬아웃이 높으면 불필요하게 다른 모듈을 호출하고 있는지 검토하고 단순화시킬 수 있는지 검토 필요
N-S차트(Nassi-Schneiderman Chart) = 박스 다이어그램, Chapin Chart
논리의 기술에 중점을 둔 도형을 이용한 표현 방법
연속, 선택 및 다중 선택, 반복 등의 제어 논리 구조를 표현
GOTO나 화살표를 사용하지 않음
조건이 복합된 곳의 처리를 시각적으로 명확하게 식별하는 데 적합
선택과 반복 구조를 시각적으로 표현
이해하기 쉽고 코드 변환 용이
읽기는 쉽지만 작성하기 어려움 / 임의 제어 전이 불가능
총체적 구조 표현과 인터페이스를 나타내기 어려움
단일 입구 / 단일 출구로 표현
026. 공통 모듈(A)
여러 프로그램에서 공통적으로 사용할 수 있는 모듈
ex. 자주 사용되는 계산식, 매번 필요한 사용자 인증인 로그인 등
재사용성 확보와 중복 개발 회피를 위해 설계 과정에서 공통 부분을 식별하고 명세를 작성해야 함
공통 모듈이 준수해야 할 명세 기법
- 정확성(Correctness): 구현 시 해당 기능이 필요하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성
- 명확성(Clarity): 기능을 이해할 때 중의적으로 해석되지 않도록(한 가지로 해석되도록) 명확히 작성
- 완전성(Completeness): 시스템 구현을 위해 필요한 모든 것을 기술
- 일관성(Consistency): 공통 기능들간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성
- 추적성(Traceability): 요구 사항의 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성
재사용(Reuse)
비용과 시간을 절약하기 위해 이미 개발된 기능을 파악, 재구성하여 새로운 개발에 적합하도록 재구성하는 것
재사용되는 대상은 외부 모듈과의 결합도는 낮고, 응집도는 높아야 함
재사용 규모에 따른 분류
- 함수와 객체: 클래스나 메소드 단위의 소스 코드를 재사용
- 컴포넌트: 컴포넌트 자체에 대한 수정 없이 인터페이스를 통해 통신하는 방식으로 재사용
- 애플리케이션: 공통된 기능들을 제공하는 애플리케이션을 공유하는 방식으로 재사용
*참고
데이터 + 함수 = 객체
객체 + 객체 = 클래스
클래스 + 클래스 = 컴포넌트
컴포넌트 + 컴포넌트 = 애플리케이션
효과적인 모듈 설계 방안
- 결함도 줄이고 응집도 높여 모듈의 독립성과 재사용성 강화
- 모듈의 제어 영역 안에서 그 모듈의 영향 영역 유지
- 복잡도와 중복성을 줄이고 일관성 유지
- 모듈의 기능은 예측 가능해야 하며 지나치게 제한적이어서는 안 됨
- 유지보수가 용이해야 함
- 시스템의 전반적인 기능과 구조를 이해하기 쉬운 크기로 모듈을 분해해야 함
- 하나의 입구 / 하나의 출구
- 모듈 인터페이스를 설계해야 함
- 모듈 간의 계층적 관계를 정의하는 자료가 제시되어야 함
027. 코드(A)
컴퓨터를 이용해 자료를 처리하는 과정에서 분류, 조합 및 집계를 용이하게 하고 자료 추출을 쉽게 하기 위해 사용하는 기호이며, 일정한 규칙에 따라 작성됨
코드의 주요 기능 — 복잡화 (X)
- 식별 기능: 데이터 간의 성격에 따라 구분이 가능
- 분류 기능: 특정 기준이나 동일한 유형에 해당하는 데이터를 그룹화할 수 있음
- 배열 기능: 의미를 부여하여 나열할 수 있음
- 표준화 기능: 다양한 데이터를 기준에 맞추어 표현할 수 있음
- 간소화 기능: 복잡한 데이터를 간소화할 수 있음
코드의 종류
- 순차 코드(Sequence Code): 순서 코드, 일련번호 코드
자료의 발생 순서, 크기 순서 등 기준에 따른 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 매김
- 블록 코드(Block Code): 구분 코드
공통성 있는 것끼리 블록으로 구분하고 각 블록 내에서 일련번호를 부여
- 10진 코드(Decimal Code): 도서 분류식 코드
코드화 항목을 1~9까지 10진 분할하고, 다시 그 각각에 대하여 10진 분할하는 방법
- 그룹 분류 코드(Group Classification Code)
일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 등으로 구분하고 각 그룹 안에서 일련번호 부여
- 연상 코드(Mnemonic Code): 항목의 명칭이나 약호와 관계 있는 숫자나 문자, 기호를 이용
- 표의 숫자 코드(Significant Digit Code): 유효숫자 코드
항목의 성질인 길이, 넓이, 부피, 지름, 높이 등의 물리적 수치를 그대로 코드에 적용시키는 방법
- 합성 코드(Combined Code): 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드 조합하는 방법
코드 부여 체계
개체의 용도와 적용 범위를 알 수 있도록 코드를 부여하는 방식
코드 부여 체계를 담당하는 자는 코드의 자릿수와 구분자, 구조 등을 상세하게 명시해야 함
AAA-MOD-000
자릿수: 구분자를 포함한 11자리
AAA: 영문 및 숫자 3자리, 단위 시스템의 코드명이며 전체 시스템일 경우 PJC로 기재함
MOD: 영문 3자리, 모듈은 MOD, 공통 모듈은 COM으로 기재함
000: 일련번호
—> AAA라는 단위 시스템의 0번째 모듈
028. 디자인 패턴(A)
각 모듈의 세분화된 역할이나 모듈들 간의 인터페이스와 같은 코드를 작성하는 수준의 세부적인 구현 방안을 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식을 의미함
문제 및 배경 / 실제 적용 사례 / 재사용이 가능한 샘플 코드로 구성되어 있음
*아키텍처 패턴은 디자인 패턴보다 상위 수준의 설계에 해당함
*아키텍처 패턴이 전체 시스템 구조를 설계하기 위한 참조 모델이라면, 디자인 패턴은 서브시스템에 속하는 컴포넌트들과 그 관계를 설계하기 위한 참조 모델임
디자인 패턴 사용의 장단점
- 범용적인 코딩 스타일로 인해 구조 파악 용이
- 객체지향 설계 및 구현의 생산성을 높이는 데 적합
- 검증된 구조의 재사용으로 개발 시간과 비용 절약
- 초기 투자 비용의 부담
- 개발자 간의 원활한 의사소통 가능
- 설계 변경 요청에 따른 유연한 대처 가능
- 객체지향을 기반으로 한 설계와 구현이므로 다른 기반의 애플리케이션에는 적합하지 않음
디자인 패턴의 3종류
생성 패턴(Creational Pattern): 객체의 생성과 참조 과정을 캡슐화하여 객체 생성/변경에 크게 영향을 받지 않게 해 유연성 더해 줌 // 5개
- 추상 팩토리(Abstract Factory): 구체적인 클래스에 의존하지 않고 인터페이스를 통해 연관된 그룹을 생성하여 추상적으로 표현하며, 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능 // 서로 다른 부품을 조립만 하는 조립 공장
- 빌더(Bulider): 분리된 인스턴스를 건축하듯 조합하여 객체 생성하며, 동일한 객체 생성에서도 다른 결과 도출이 가능함 // 건축가가 블록 조립
- 팩토리 메소드(Factory Method): 가상 생성자 패턴, 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화 // 부품부터 완성품까지 통째로 찍어 내는 공장
- 프로토타입(Prototype): 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체 생성 // 복제품을 만드는 것
- 싱글톤(Singleton): 하나의 객체를 생성하면 어디서든 참조 가능하나 동시에 참조할 수는 없음, 불필요한 메모리 낭비 줄임 // 누구나 사용할 수 있지만 하나뿐인 식당의 정수기
구조 패턴(Structural Pattern): 클래스나 객체를 조합하여 더 큰 구조로 만들 수 있게 해 주는 패턴 // 7개
- 어댑터(Adaptor): 호환성 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환 // 변압기
- 브리지(Bridge): 구현부에서 추상층을 분리하여 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성
- 컴포지트(Composite): 여러 객체를 복합 객체/단일 객체 구분 없이 사용하고자 할 때 사용하는 패턴이며 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있음 // 폴더와 파일을 합성
- 데코레이터(Decorator): 객체 결합을 통해 능동적으로 기능 확장 가능, 부가적 기능 추가를 위해 다른 객체를 덧붙이는 방식 // 상속 사용하지 않고도 객체의 기능을 동적으로 확장 가능 // 장식
- 퍼싸드(Facade): 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 기능을 간편하게 사용하며, 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요함 // 외부의 리모컨으로 명령 수행
- 플라이웨이트(Flyweight): 인스턴스가 필요할 때마다 생성하지 않고 가능한 공유해서 메모리 절약
- 프록시(Proxy): 접근 어려운 객체와 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴 // 어려운 업무를 대리해서 처리
행위 패턴(Behavioral Pattern): 클래스나 객체들의 상호작용 방법이나 책임 분배 방법을 정의 // 11개
- 책임 연쇄(Chain of Responsibility): 요청을 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어감 // 위에서 쏟아지는 물을 여러 물받이가 연속해서 나눠 받는 물레방아
- 커맨드(Command): 요청을 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 로그를 남기는 패턴이며 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화함 // 각종 명령어를 하나로 합침
- 인터프리터(Interpreter): 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴 // 언어 번역가
- 반복자(Iterator): 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하며, 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적 접근 가능 // 같은 명령의 반복
- 중재자(Mediator): 객체의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴이며, 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킴 // 물품 매매를 중개해 주는 인터넷 사이트
- 메멘토(Memonto): 특정 시점의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 되돌릴 수 있는 기능 // 기억 속 그때로 돌아가는 것
- 옵서버(Observer): 객체의 상태가 변화하면 상속된 객체들에게 변화된 상태를 전달 // 변화를 지켜보고 알려 줌
- 상태(State): 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용 // 환자의 상태에 따라 다른 치료법을 적용
- 템플릿 메소드(Template Method): 상위 클래스에서 골격 정의, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화 // 도형을 그리는 방법을 하나의 틀로 묶는 것
- 방문자(Visitor): 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴 // 책을 만들기 위해 저자와 편집자와 홍보팀을 번갈아가며 방문
4장. 인터페이스 설계
029. 시스템 인터페이스 요구사항 분석(C)
개발을 목표로 하는 시스템과 외부 시스템을 연동하는 데 필요한 요구사항을 기술한 것
시스템 요구사항 명세서에 포함될 내용에는 인터페이스 이름, 연계 대상 시스템, 연계 범위 및 내용, 연계 방식, 송신 데이터, 인터페이스 주기, 기타 고려사항 등이 있음
소프트웨어 요구사항 분석 기법을 적절히 이용하며 분해가 필요한 경우 적절한 수준으로 세분화함
분석 시 누락된 요구사항이나 제한 조건을 추가하고, 상대적 중요도를 평가하여 우선순위를 부여함
시스템 인터페이스 요구사항 분석 절차
- 요구사항 선별 및 목록 만들기
- 요구사항과 관련된 자료 준비
- 기능적 요구사항과 비기능적 요구사항으로 분류
- 요구사항 분석하고 내용 추가 및 수정
- 이해관계자에게 전달
030. 인터페이스 요구사항 검증(B)
: 요구사항 명세서에 명시된 요구사항들이 실제로 실현 가능한지를 확인하는 단계
인터페이스 요구사항 검증
요구사항 검토 계획 수립 —> 검토 및 오류 수정 —> 베이스라인 설정
요구사항 검증 방법
요구사항 검토
- 동료 검토(Peer Review): 작성자가 명세서 내용을 직접 설명하고 동료들이 듣고 결함 발견
- 워크 스루(Walk Through): 회의 전에 미리 명세서 배포 후 사전 검토하여 짧은 회의 때 결함 발견
- 인스펙션(Inspection): 작성자를 제외한 다른 검토 전문가들이 명세서를 확인하면서 결함 발견
프로토타이핑: 견본품을 만들어 결과 예측
테스트 설계: 테스트 케이스를 생성
CASE(Computer Aided Software Engineering) 도구 활용: 자동화 도구를 통한 일관성 분석, 추적 및 분석
인터페이스 요구사항 검증의 주요 항목 — 보안성(X)
- 완전성(Completeness): 사용자의 모든 요구사항이 누락 없이 완전하게 반영되었는가?
- 일관성(Consistancy): 요구사항이 모순되거나 충돌되는 점 없이 일관성을 유지하는가?
- 명확성(Unambiguity): 모든 참여자가 요구사항을 명확히 이해할 수 있는가?
- 기능성(Functionality): 요구사항이 어떻게(how to)보다 무엇을(what)에 중점을 두고 있는가?
- 검증가능성(Verifiability): 사용자의 모든 요구를 만족하고 내용이 일치하는지를 검증할 수 있는가?
- 추적 가능성(Traceability): 요구사항 명세서와 설계서를 추적할 수 있는가?
- 변경 용이성(Easily Changeable): 요구사항 명세서의 변경이 쉽도록 작성되었는가?
031. 인터페이스 시스템 식별(C)
개발 시스템 식별 —> 내외부 시스템 식별 —> 내외부 시스템 환경 및 관리 주체 식별 —> 내외부 시스템 네트워크 연결 정보 식별 —> 인터페이스 식별 —> 인터페이스 시스템 식별
032. 송수신 데이터 식별(C)
식별대상 데이터 —> 정보 흐름 식별 —> 송수신 데이터 식별
공통 코드: 시스템들에서 공통적으로 사용하는 코드
인터페이스 표준 항목: 송수신 시스템을 연계하는 데 표준적으로 필요한 데이터
송수신 데이터 항목: 송수신 시스템이 업무를 수행하는 데 사용하는 데이터
033. 인터페이스 방법 명세화(C)
인터페이스 통신 유형: 단방향(요청만 하고 응답 없음), 동기(요청하고 응답까지 대기), 비동기(요청하고 응답까지 다른 일 수행하다가 응답 오면 해당 일 수행)
배치 방식은 대량의 데이터를 처리할 경우 사용
소켓(Socket) 방식은 서버가 통신을 위한 소켓을 생성하여 포트를 할당하고 클라이언트의 통신 요청 시 클라이언트와 연결하여 통신하는 네트워크 기술
034. 시스템 인터페이스 설계서 작성(D)
시스템 인터페이스 목록과 인터페이스 정의서로 구성됨
035. 미들웨어 솔루션 명세(A)
미들웨어(Middleware): 운영체제와 응용 프로그램 또는 서버와 클라이언트 사이에서 다양한 서비스를 제공하는 소프트웨어
- DB(DataBase): 데이터베이스 벤더에서 제공하는 클라이언트에서 원격의 데이터베이스와 연결
2-Tier 아키텍처라고 함
ex: 마이크로소프트의 ODBC, 볼랜드의 IDAPI, 오라클의 Glue
- RPC(Remote Procedure Call): 원격 프로시저 호출은 응용 프로그램의 프로시저를 사용하여 원격 프로시저를 마치 로컬 프로시저처럼 호출하는 방식
ex: 이큐브시스템스의 Entera, OSF의 ONC/RPC
- MOM(Message Oriented Middleware): 메시지 지향 미들웨어는 메시지 기반의 비동기형 메시지를 전달하여 온라인 업무보다는 이기종 분산 데이터 시스템의 데이터 동기를 위해 많이 사용됨
ex: IBM의 MQ, 오라클의 Message Q, JCP의 JMS
- TP-Monitor(Transaction Processing Monitor): 트랜잭션 처리 모니터는 항공기나 철도 예약 업무 등과 같이 트랜잭션을 처리 및 감시하는 미들웨어이며, 사용자가 증가해도 빠른 응답 속도를 유지해야 하는 업무에 주로 사용됨
ex: 오라클의 tuxedo, 티맥스소프트의 tmax
- ORB(Object Request Broker): 객체 요청 브로커는 객체 지향 미들웨어로 코바(CORBA) 표준 스펙을 구현한 미들웨어
ex: Micro Focus의 Orbix, OMG의 CORBA
- WAS(Wab Application Server): 웹 애플리케이션 서버는 동적인 콘텐츠를 처리하기 위해 사용되며, 클라이언트/서버 환경이 아닌 웹 환경을 구현하기 위한 미들웨어
ex: 오라클의 WabLogic, IBM의 WabSphere