[실기] 4장. 서버 프로그램 구현

062(D) 개발 환경 구축

 

063(A) 소프트웨어 아키텍처

모듈화(Modularity): 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것

추상화(Abstraction): 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 세분화하여 구체화시켜 나가는 것

단계적 분해(Stepwise Refinement): 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법

정보 은닉(Information Hiding): 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법

상위 설계 vs 하위 설계

	상위 설계	하위 설계
별칭	아키텍처 설계, 예비 설계	모듈 설계, 상세 설계
설계 대상	시스템의 전체적인 구조	시스템의 내부 구조 및 행위
세부 목록	구조, DB, 인터페이스	컴포넌트, 자료 구조, 알고리즘

 

SW 아키텍처의 품질 속성

- 시스템 측면: 성능, 보안, 가용성, 기능성, 사용성, 변경 용이성, 확장성 등

- 비즈니스 측면: 시장 적시성, 비용과 혜택, 예상 시스템 수명, 목표 시장, 공개 일정 등

- 아키텍처 측면: 개념적 무결성, 정확성, 완결성, 구축 가능성, 변경성, 시험성 등

 

SW 아키텍처의 설계 과정

1.설계 목표 설정 2.시스템 타입 결정 3.아키텍처 패턴 적용 4.서브시스템 구체화 5.검토

 

협약(Contact)에 의한 설계: 컴포넌트를 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것

<명세에 포함될 조건>

선행 조건(Precondition): 오퍼레이션이 호출되기 전에 참이 되어야 할 조건

결과 조건(Postcondition): 오퍼레이션이 수행된 후 만족되어야 할 조건

불변 조건(Invariant): 오퍼레이션이 실행되는 동안 항상 만족되어야 할 조건

 

064(A) 아키텍처 패턴

파이프-필터 패턴: 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터로 캡슐화하여 파이프를 통해 전송하는 패턴

- 앞 시스템의 처리 결과물을 파이프를 통해 전달받아 처리한 후 그 결과물을 다시 파이프를 통해 다음 시스템으로 넘겨줌

ex) UNIX의 Shell

 

모델-뷰-컨트롤러 패턴: 서브시스템을 모델, 뷰, 컨트롤러로 구조화하는 패턴

- 여러 개의 뷰를 만들 수 있음 / 대화형 애플리케이션에 적합

 

기타 패턴

마스터-슬레이브 패턴: 슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업을 수행

ex) 장애 허용 시스템, 병렬 컴퓨팅 시스템

 

065(A) 객체지향(Object-Oriented)

객체지향: SW의 각 요소들을 객체로 만든 후 객체들을 조립해서 SW를 개발하는 기법

구성 요소 - 객체, 클래스, 메시지

특징 - 캡슐화, 상속, 다형성, 연광성

 

객체(Object): 데이터와 이를 처리하기 위한 함수를 묶어 놓은 SW 모듈

클래스(Class): 객체+객체, 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합

인스턴스(Instance): 클래스에 속한 각각의 객체

메시지(Message): 객체들 간의 상호작용을 하는데 사용되는 수단으로 명령 또는 요구사항

캡슐화(Encapsultation): 외부에서의 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부 내용을 은닉

상속(Inheritance): 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것

다형성(Polymorphism): 하나의 메시지에 대해 각각의 객체가 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력

연관성(Relationship): 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계

- is part of - 의미:집단화 - 관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체를 구성하는 것

 

066(B) 객체지향 분석 및 설계

객체 지향 분석(OOA): 사용자의 요구사항과 관련된 객체, 속성, 연산, 관계 등을 정의하여 모델링하는 작업

객체 지향 분석의 방법론

- Coad와 Yourdon 방법: E-R 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링

 

럼바우 분석 기법: 모든 SW 구성 요소를 그래픽 표기법을 이용하여 모델링

(객체 - 동적 - 기능 순)

- 객체 모델링: 정보 모델링이라고도 하며, 시스템에서 요구되는 객체를 찾아내어 속성과 연산 식별 및 객체들 관의 관계를 규정하여 객체 다이어그램으로 표시

- 동적 모델링: 상태 다이어그램을 이용하여 시간 흐름에 따른 객체들 간의 제어 흐름, 상호 작용, 동작 순서 등의 동적인 행위를 표현

- 기능 모델링: 자료 흐름도(DFD)를 이용하여 다수의 프로세스들 간의 자료 흐름을 중심으로 처리 과정을 표현

 

객체지향 설계 원칙: 변경, 확장에 유연한 시스템을 설계하기 위해 지켜켜야 할 원칙

<SOLID 원칙>

단일 책임 원칙(SRP)	객체는 단 하나의 책임만 가져야 함
개방-폐쇄 원칙(OCP)	기존의 코드를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있도록 설계해야 함
리스코프 치환 원칙(LSP)	자식 클래스는 최소한 부모 클래스의 기능은 수행할 수 있어야 함
인터페이스 분리 원칙(ISP)	자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 함
의존 역전 원칙(DIP)	의존 관계 성립 시 추상성이 노은 클래스와 의존 관계를 맺어야 함

 

067(A) 모듈

모듈(Module): 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능 (서브루틴, 서브시스템, SW 내의 프로그램, 작업 단위 등을 의미)

모듈의 독립성은 결합도와 응집도에 의해 측정

 

결합도(Coupling): 모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관 관계

결합도 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮음

내용 결합도

공통 결합도

외부 결합도

제어 결합도

스탬프 결합도

자료 결합도

결합도 강함 <-----------------------------------------------------------------------> 결합도 약함

<결합도의 종류>

내용 결합도 (Content Coupling)	한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합
공통(공유) 결합도 (Common Coupling)	공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도 파라미터가 아닌 모듈 밖에 선언된 전역 변수를 사용하여 전역 변수를 갱신하는 방식으로 상호작용하는 때의 결합도
외부 결합도 (External Coupling)	어떤 모듈에서 선언한 데이터(변수)를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도
제어 결합도 (Control Coupling)	어떤 모듈에서 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호나 제어 요소를 전달하는 결합도 하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호가 이동하여 하위 모듈이 상위 모듈에게 처리 명령을 내리는 권리 전도 현상이 발생
스탬프(검인) 결합도 (Stamp Coupling)	모듈 간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도
자료 결합도 (Data Coupling)	모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도

 

응집도(Cohesion): 모듈의 내부 요소들이 서로 연관되어 있는 정도

응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할수록 품질이 낮음

기능적 응집도

순차적 응집도

교환적 응집도

절차적 응집도

시간적 응집도

논리적 응집도

우연적 응집도

응집도 강함 <------------------------------------------------------------------------------------------------------> 응집도 약함

<응집도의 종류>

기능적 응집도 (Functional Cohesion)	모듈 내의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우의 응집도
순차적 응집도 (Sequential Cohesion)	모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력 데이터로 사용할 경우의 응집도
교환(통신)적 응집도 (Communication Cohesion)	동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우의 응집도
절차적 응집도 (Procedural Cohesion)	모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도
시간적 응집도 (Temporal Cohesion)	특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우의 응집도
논리적 응집도 (Logical Cohesion)	유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우의 응집도
우연적 응집도 (Coincidental Cohesion)	모듈 내부의 각 구성요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우의 응집도

 

팬인(Fan-In) / 팬아웃(Fan-Out)

팬인: 어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수 / 팬아웃: 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈의 수

 

N-S 차트: 논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법

- 박스, 다이어그램, Chapin Chart라고도 함

- GOTO나 화살표 사용 X

- 연속, 선택 및 다중 선택, 반복의 3가지 제어 논리 구조로 표현

- 조건이 복합되어 있는 곳의 처리를 시각적으로 명확히 식별하는 데 적합

 

068(B) 단위 모듈

단위 모듈: sw 구현에 필요한 여러 동작 중 한 가지 동작을 수행하는 기능을 모듈로 구현한 것

IPC(Inter-Process Communication): 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합

테스트 케이스: 구현된 SW가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서

 

069(B) 공통 모듈

공통 모듈 명세 기법의 종류

- 명확성(Clarity): 해당 기능을 이해할 때 중의적으로 해석되지 않도록 명확하게 작성

 

재사용(Reuse): 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업

<재사용 규모에 따른 분류>

- 함수와 객체: 클래스나 메소드(함수) 단위의 소스 코드를 재사용

- 컴포넌트: 독립적인 업무 또는 기능을 수행하는 실행 코드 기바으로 작성된 모듈 / 인터페이스를 통해 통신

- 애플리케이션: 공통된 기능들을 제공하는 애플리케이션을 공유하는 방식

 

효과적인 모듈 설계 방안

- 결합도(Coupling)은 줄이고, 응집도(Cohesion)는 높여서 모듈의 독립성과 재사용성을 높임

- 복잡도와 중복성을 줄이고 일관성을 유지

 

070(C) 코드

 

071(A) 디자인 패턴

디자인 패턴: 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제

GOF의 디자인 패턴 - 생성 패턴, 구조 패턴, 행위 패턴

 

생성 패턴(Creational Pattern): 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴

추상 팩토리 (Abstract Factory) = 조립 공장	구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관,의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능
빌더 (Builder) = 건축가	작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어낼 수 있음
팩토리 메소드 (Factory Method) = 공장	객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당 가상 생성자 패턴이라고도 함
프로토타입 (Prototype) = 원형 -> 복제품	원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주료 이용
싱글톤 (Singletone) = 하나뿐인 정수기	하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비를 최소화할 수 있음

 

구조 패턴(Structural Pattern):구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴

어댑터(Adapter) = 변압기	호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용
브리지(Bridge) = 다리	구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현
프록시(Proxy) = 대리	접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴 내부에서는 객체 간의 복잡한 관계를 단순하게 정리하고, 외부에서는 객체의 세부적인 내용을 숨김

 

행위 패턴(Behavioral Pattern): 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분해 방법을 정의하는 패턴

커맨드(Command) = 명령어	요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남김 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화
중재자(Mediator) = 중개해주는 인터넷 사이트	수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음
옵서버(Observer) = 지켜보고	한 객체의 상태가 변화 -> 객체에 상소고디어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달 일대다 의존성 / 주로 분산된 시스템 간 이벤트를 생성,발행하고, 이를 수신할 때 이용
상태(State)	객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식
전략(Strategy) = 원하는	동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있음
템플릿 메소드(Template Method) = 방법	상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의
방문자(Visitor)	각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문하여 수행

 

072(C) 개발 지원 도구

 

073(D) 서버 개발

 

074(C) 배치 프로그램