정보처리기사 실기 요점정리(3) - 서버 프로그램 구현

📝소프트웨어 아키텍처

모듈화

• 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것

추상화

• 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 구체화시켜 나가는 것

정보은닉

• 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법

상위 설계와 하위 설계

상위 설계	하위 설계
아키텍처 설계, 예비 설계	모듈 설계, 상세 설계
구조, DB, 인터페이스	컴포넌트, 자료 구조, 알고리즘

시스템 측면 품질 속성

• 성능, 보안, 가용성, 기능성, 사용성, 변경 용이성, 확장성 등

협약에 의한 설계

• 컴포넌트를 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것

 

📝아키텍처 패턴

아키텍처 패턴

• 아키텍처를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
• 레이어 패턴, 클라이언트-서버 패턴, 파이프-필터 패턴, 모델-뷰-컨트롤러 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 넘겨주는 패턴

 

📝객체지향 분석 및 설계

객체지향 분석 방법론

종류	내용
Rumbaugh(럼바우) 방법	분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행함
Booch(부치) 방법	▪️ 미시적 개발 프로세스와 거시적 개발 프로세스를 모두 사용함 ▪️ 클래스와 객체들을 분석 및 식별하고 클래스의 속성과 연산을 정의함
Jacobson 방법	▪️ 유스케이스를 강조하여 사용함
Coad와 Yourdon 방법	▪️ E-R 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링함
Wirfs-Brock 방법	▪️ 분석과 설계 간의 구분이 없고, 고객 명세서를 평가해서 설계 작업까지 연속적으로 수행함

객체지향 설계 원칙

• 단일 책임 원칙 : 객체는 단 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙
• 개방 - 폐쇄 원칙 : 기존의 코드를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있도록 설계해야 한다는 원칙
• 리스코프 치환 원칙 : 자식 클래스는 최소한 부모 클래스의 기능은 수행할 수 있어야 한다는 원칙
• 인터페이스 분리 원칙 : 자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 한다는 원칙
• 의존 역전 원칙 : 의존 관계 성립 시 추상성이 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야 한다는 원칙

 

📝모듈

★모듈 간 결합도의 최소화, 모듈 내 요소들의 응집도를 최대화 !!!!★

 

결합도

• 모듈간에 상호 의존하는 정도

<- 결합도 강함                                                                                      결합도 약함 ->
내용 결합도 | 공통 결합도 | 외부 결합도 | 제어 결합도 | 스탬프 결합도 | 자료 결합도

종류	내용
내용 결합도 (Content Coupling)	▪️ 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도
공통 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 모듈이 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 발생하게됨.
스탬프 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

• 모듈의 내부 요소들이 서로 관련되어 있는 정도

<- 응집도 강함                                                                                                                                  응집도 약함 ->
기능적 응집도 | 순차적 응집도 | 교환적 응집도 | 절차적 응집도 | 시간적 응집도 | 논리적 응집도 | 우연적 응집도

종류	내용
기능적 응집도 (Functional Cohesion)	▪️ 모듈 내부의 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
교환적 응집도 (Communication Cohesion)	▪️ 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우의 응집도
절차적 응집도 (Procedual 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 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우의 응집도

N-S 차트

• 논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법

 

📝단위 모듈

단위 모듈

• 한 가지 동작을 수행하는 기능을 모듈로 구현한 것
• 단위 기능 명세서 작성 -> 입,출력 기능 구현 -> 알고리즘 구현

IPC

• 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합

메소드	특징
Shared Memory	공유 가능한 메모리를 구성하여 다수의 프로세스가 통신하는 방식
Socket	네트워크 소켓을 이용하여 네트워크를 경유하는 프로세스 간에 통신하는 방식
Semaphores	공유 자원에 대한 접근 제어를 통해 통신하는 방식
Pipes&named Pipes	Pipe라고 불리는 선입선출 형태로 구성된 메모리를 여러 프로세스가 공유하여 통신하는 방식 (하나의 프로세스가 이용 중이라면 다른 프로세스는 접근할 수 없음)
Message Queueing	메시지가 발생하면 이를 전달하는 방식으로 통신하는 방식

단위 모듈 테스트

• 모듈이 정해진 기능을 정확히 수행하는지 검증하는 것

테스트 케이스

• 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서

 

📝공통 모듈

공통 모듈 명세 기법의 종류

• 정확성 : 시스템 구현 시 해당 기능이 필요하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성함
• 명확성 : 해당 기능을 이해할 때 중의적으로 해석되지 않도록 명확하게 작성함
• 완전성 : 시스템 구현을 위해 필요한 모든 것을 기술함
• 일관성 : 공통 기능들 간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성함
• 추적성 : 기능에 대한 요구사항의 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성함

재사용

• 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업
• 규모에 따른 분류 : 함수와 객체, 컴포넌트, 애플리케이션

 

📝코드

코드의 주요 기능

• 식별 기능
• 분류 기능
• 배열 기능
• 표준화 기능
• 간소화 기능

코드의 종류

종류	내용
순차 코드	자료의 발생 순서, 크기 순서 등 일정 기준에 따라 최초 자료부터 차례대로 일련번호를 부여하는 방법 (= 일련번호, 순서 코드)
블록 코드	코드화 대상 항목 중에서 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분하고, 각 블록 내에서 일련번호를 부여하는 방법 (=구분 코드)
10진 코드	0~9까지 10진 분할하고, 다시 그 각각에 대하여 10진 분할하는 방법을 필요한 만큼 반복하는 방법
그룹 분류 코드	일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 등으로 구분하고 각 그룹 안에서 일련 번호를 부여하는 방법
연상 코드	명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드를 부여하는 방법
표의 순차 코드	성질, 즉 길이, 넓이, 부피, 지름, 높이 등의 물리적 수치를 그대로 코드에 적용시키는 방법 (=유효 숫자 코드)
합성 코드	필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

 

📝디자인 패턴

생성 패턴

추상 팩토리	▪️ 구체적인 클래스에 의존하지 않고 인터페이스를 통해 서로 연관, 의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현함. ▪️ 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능함
빌더	▪️ 작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성함 ▪️ 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음
팩토리 메소드	▪️ 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴 ▪️ 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당
프로토타입	▪️ 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴 ▪️ 일반적인 방법으로 객체를 생성하며 비용이 큰 경우 주로 이용함
싱글톤	▪️ 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음 ▪️ 클래스 내에서 인스턴스가 하나 뿐임을 보장하며 불필요한 메모리 낭비를 최소화할 수 있음

구조 패턴

어댑터	▪️ 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴 ▪️ 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용함
브리지	▪️ 구현부에서 추상층을 분리하여 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴 ▪️ 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현함
컴포지트	▪️ 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴 ▪️ 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있음
데코레이터	▪️ 객체간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴 ▪️ 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현함
퍼싸드	▪️ 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
플라이웨이트	▪️ 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
프록시	▪️ 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴 ▪️ 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용함

행위 패턴

책임 연쇄	▪️ 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴 ▪️ 고리(Chain)로 묶여 있어~
커맨드	▪️ 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴 ▪️ 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화함
인터프리터	▪️ 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
반복자	▪️ 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴 ▪️ 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적 접근이 가능함
중재자	▪️ 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
메멘토	▪️ 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공
옵서버	▪️ 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴, 상호 작용을 하는 객체 사이에서는 가능하면 느슨하게 결합하는 패턴 ▪️ 일대다의 의존성을 정의함
상태	▪️ 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
전략	▪️ 동일한 계열의 알고리즘을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
템플릿 메소드	▪️ 상위 클래스에서 골격을 정의하고 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴
방문자	▪️ 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴