[정보처리기사] 서버 프로그램 구현 1

서버 프로그램 구현 1

모듈화(Modularity)

• 소프트웨어의 성능 향상, 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것
• 모듈 간 결합도(Coupling)의 최소화와 모듈 내 요소들의 응집도(Cohesion)를 최대화하는 것이 목표

추상화(Abstraction)

• 문제의 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 차례로 세분화하여 구체화시켜 나가는 것
• 추상화의 유형

과정 추상화	자세한 수행 과정을 정의하지 않고, 전반적인 흐름만 파악할 수 있게 설계하는 방법
자료 추상화	데이터의 세부적인 속성이나 용도를 정의하지 않고, 데이터 구조를 대표할 수 있는 표현으로 대체하는 방법
제어 추상화	이벤트 발생의 정확한 절차나 방법을 정의하지 않고, 대표할 수 있는 표현으로 대체하는 방법

정보 은닉(Information Hiding)

• 한 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법
• 정보 은닉을 통해 모듈을 독립적으로 수행할 수 있음
• 하나의 모듈이 변경되더라도 다른 모듈에 영향을 주지 않으므로 수정, 시험, 유지보수가 용이

상위 설계와 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

소프트웨어 아키텍처의 품질 속성

• 소프트웨어 아키텍처가 이해 관계자들이 요구하는 수준의 품질을 유지 및 보장할 수 있게 설계되었는지 확인하기 위해 품질 평가 요소들을 구체화 시켜 놓은 것
• 품질 평가 요소의 종류

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

협약(Contract)에 의한 설계

• 협약에 의한 설계는 컴포넌트를 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것
• 컴포넌트에 대한 정확한 인터페이스를 명세
• 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

레이어 패턴(Layers Pattern)

• 시스템을 계층으로 구분하여 구성하는 고전적인 방법의 패턴
• 하위 계층은 상위 계층에 대한 서비스 제공자가 되고, 상위 계층은 하위 계층의 클라이언트가 됨
• 서로 마주보는 두 개의 계층 사이에서만 상호작용이 이루어짐
• 대표적인 OSI 참조 모델이 있음

클라이언트-서버 패턴(Client-Server Pattern)

• 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성되는 패턴
• 사용자가 클라이언트를 통해 서버에 요청하면 클라이언트가 응답을 받아 사용자에게 제공하는 방식

파이프-필터 패턴(Pipe-Filter Pattern)

• 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 패턴을 반복
• 데이터 변환, 버퍼링, 동기화 등에 주로 사용
• 대표적으로 UNIX의 쉘(Shell)

모델-뷰-컨트롤러 패턴(Model-View-Controller Pattern)

• 서브시스템을 모델, 뷰, 컨트롤러로 구조화하는 패턴
• 컨트롤러가 사용자의 요청을 받으면 핵심 기능과 데이터를 보관하는 모델을 이용하여 뷰에 정보를 출력하는 구조
• 여러 개의 뷰를 만들 수 있음
• 한 개의 모델에 대해 여러 개의 뷰를 필요로 하는 대화형 애플리케이션에 적합

기타 패턴

• 마스터-슬레이브 패턴(Master-Slave Pattern)
  슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업을 수행하는 패턴
• 브로커 패턴(Broker Pattern)
  사용자가 원하는 서비스와 특성을 브로커 컴포넌트에 요청하면 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결해주는 패턴
• 피어-투-피어 패턴(Peer-To-Peer Pattern)
  피어(Peer)라 불리는 하나의 컴포넌트가 클라이언트가 될수도, 서버가 될 수도 있는 패턴
• 이벤트-버스 패턴(Event-Bus Pattern)
  소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 발행(Publish)하면, 해당 채널을 구독(Subscribe)한 리스너(Listener)들이 메시지를 받아 이벤트를 처리하는 패턴
• 블랙보드 패턴(Blackboard Pattern)
  모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 패턴
• 인터프리터 패턴(Interpreter Pattern)
  프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고, 기호마다 클래스를 갖도록 구성된 패턴

클래스(Class)

• 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합
• 각각의 객체들이 갖는 속성과 연산을 정의하고 있는 틀
• 클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스(Instance)라고 함

메시지(Message)

• 객체들 간의 상호작용에 사용되는 수단으로, 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구 사항
• 메시지를 받은 객체는 대응하는 연산을 수행하여 예상된 결과를 반환

캡슐화(Encapsulation)

• 외부에서의 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부 내용을 은닉하는 것
• 캡슐화된 객체는 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적음
• 객체들 간에 메시지를 주고받을 때 상대 객체의 세부내용은 알 필요가 없으므로 인터페이스가 단순해지고, 객체 간의 결합도가 낮아짐

상속(Inheritance)

• 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것
• 하위 클래스는 물려받은 속성과 연산을 다시 정의하지 않아도 즉시 자신의 속성으로 사용할 수 있음
• 하위 클래스는 상속받은 속성과 연산 외에 새로운 속성과 연산을 첨가하여 사용할 수 있음

다형성(Polymorphism)

• 하나의 메시지에 대해 각각의 객체가 가지고 있는 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력
• 객체들은 동일한 메소드명을 사용하며 같은 의미의 응답을 함

연관성(Relationship)

• 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계
• 연관성의 종류

종류	의미	특징
is member of	연관화 (Association)	2개 이상의 객체가 상호 관련되어 있음을 의미함
is instance of	분류화 (Classification)	동일한 형의 특성을 갖는 객체들을 모아 구성하는 것
is part of	집단화 (Aggregation)	관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체를 구성하는 것
is a	일반화 (Generalization)	공통적인 성질들로 추상화한 상위 객체를 구성하는 것
	특수화/상세화 (Specialization)	상위 객체를 구체화하여 하위 객체를 구성하는 것

객체지향 분석(OOA; Object Oriented Analysis)

• 사용자의 요구사항과 관련된 객체, 속성, 연산, 관계 등을 정의하여 모델링하는 작업
• 개발을 위한 업무를 객체와 속성, 클래스와 멤버, 전체와 부분 등으로 나누어 분석
• 클래스를 식별하는 것이 객체지향 분석의 주요 목적

객체지향 분석의 방법론

• Rumbaugh(럼바우) 방법 : 분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행함
• Booch(부치) 방법 : 미시적(Micro) 개발 프로세스와 거시적(Macro) 개발 프로세스를 모두 사용하며, 클래스와 객체들을 분석 및 식별하고 클래스의 속성과 연산을 정의함
• Jacobson 방법 : 유스케이스(Use Case)를 강조하여 사용함
• Coad와 Yourdon 방법 : E-R 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링하며, 객체 식별, 구조 식별, 주제 정의, 속성과 인스턴스 연결 정의, 연ㄴ산과 메시지 연결 정의 등의 과정으로 구성함
• Wirfs-Brock 방법 : 분석과 설계 간의 구분이 없고, 고객 명세서를 평가해서 설계 작업까지 연속적으로 수행함

럼바우(Rumbaugh)의 분석 기법

• 모든 소프트웨어 구성 요소를 그래픽 표기법을 이용하여 모델링하는 기법
• 객체 모델링 기법(OMT, Object-Modeling Technique)
• 분석 활동은 ‘객체 모델링 -> 동적 모델링 -> 기능 모델링’ 순으로 이루어짐
  • 객체 모델링(Object Modeling) : 정보 모델링(Information Modeling)이라고도 하며, 시스템에서 요구되는 객체를 찾아내어 속성과 연산 식별 및 겍체들 간의 관계를 규정하여 객체 다이어그램으로 표시하는 모델링
  • 동적 모델링(Dynamic Modeling) : 상태 다이어그램을 이용하여 시간의 흐름에 따른 객체들 간의 제어 흐름, 상호 작용, 동작 순서 드으이 동적인 행위를 표현하는 모델링
  • 기능 모델링(Functional Modeling) : 자료 흐롬도(DFD)를 이용하여 다수의 프로세스들 간의 자료 흐름을 중시믕로 처리과정을 표현한 모델링

객체지향 설계 원칙(SOLID 원칙)

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