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[정보처리기사] 서버 프로그램 구현 2

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By DayeonNam
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서버 프로그램 구현 2

모듈(Module)

  • 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능으로, 서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등을 의미
  • 모듈의 기능적 독립성은 소프트웨어를 구성하는 각 모듈의 기능이 서로 독립됨을 의미함
  • 하나 또는 몇 개의 논리적인 기능을 수행하기 위한 명령어들의 집합이라고도 할 수 있음
  • 모듈의 독립성은 결합도(Coupling)와 응집도(Cohesion)에 의해 측정됨

결합도(Coupling)

  • 모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관 관계
  • 결합도가 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮음
  • 결합도의 종류와 강도
    내용 결합도 > 공통 결합도 > 외부 결합도 > 제어 결합도 > 스탬프 결합도 > 자료 결합도

결합도의 종류

  • 내용 결합도(Content Coupling)
    한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도
  • 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 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 발생하게 됨
  • 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 관련되어 있는 정도
  • 응집도가 강할수록 품질인 높고, 약할수록 품질이 낮음
  • 응집도의 종류와 강도
    기능적 응집도 > 순차적 응집도 > 교환적 응집도 > 절차적 응집도 > 시간적 응집도 > 논리적 응집도 > 우연적 응집도

응집도의 종류

  • 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
  • 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 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우의 응집도

팬인/팬아웃

  • 팬인(Fan-In) : 어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수
  • 팬아웃(Fan-Out) : 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈의 수

N-S 차트(Nassi-Schneiderman Chart)

  • 논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법
  • GOTO나 화살표를 사용하지 않음
  • 연속, 선택 및 다중 선택, 반복의 3가지 제어 논리 구조로 표현
  • 조건이 복합되어 있는 곳의 처리를 시각적으로 명확히 식별하는 데 적합

IPC(Inter-Process Communication)

  • 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합
  • 복수의 프로세스를 수행하며 이뤄지는 프로세스 간 통신까지 구현이 가능
  • IPC의 대표 메소드 5가지
    • 공유 메모리(Shared Memory)
    • 소켓(Socket)
    • 세마포어(Semaphores)
    • 파이프와 네임드 파이프(Pipes & named Pipes)
    • 메시지 큐잉(Message Queueing)

테스트 케이스(Test Case)

  • 구현된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서
  • ISO/IEC/IEEE 29119-3 표준에 따른 테스트 케이스의 구성 요소
    • 식별자 : 항목 식별자, 일련번호
    • 테스트 항목 : 테스트 대상(모듈 또는 기능)
    • 입력 명세 : 테스트 데이터 또는 테스트 조건
    • 출력 명세 : 테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과
    • 환경 설정 : 필요한 하드웨어나 소프트웨어의 환경
    • 특수 절차 요구 : 테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차
    • 의존성 기술 : 테스트 케이스 간의 의존성

공통 모듈 명세 기법의 종류

공통 모듈은 여러 프로그램에서 공통으로 사용할 수 있는 모듈로, 이를 구현할 때는 해당 기능을 명확히 이해할 수 있도록 다음과 같은 명세 기법을 준수해야 함

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

재사용(Reuse)

  • 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업
  • 새로 개발하는데 필요한 비용과 시간을 절약할 수 있음
  • 누구나 이해할 수 있고 사용이 가능하도록 사용법을 공개해야 함
  • 재사용 규모에 따른 분류
함수와 객체클래스나 메소드 단위의 소스 코드를 재사용함
컴포넌트컴포넌트 자체에 대한 수정 없이 인터페이스를 통해 통신하는 방식으로 재사용함
애플리케이션공통된 기능들을 제공하는 애플리케이션을 공유하는 방식으로 재사용함

코드의 주요 기능

  • 코드(Code)는 자료의 분류 · 조합 · 집계 · 추출을 용이하게 하기 위해 사용하는 기호
  • 코드의 주요 기능
식별 기능데이터 간의 성격에 따라 구분이 가능함
분류 기능특정 기준이나 동일한 유형에 해당하는 데이터를 그룹화할 수 있음
배열 기능의미를 부여하여 나열할 수 있음
표준화 기능다양한 데이터를 기준에 맞추어 표현할 수 있음
간소화 기능복잡한 데이터를 간소화할 수 있음

코드의 종류

  • 순차 코드(Sequence Code)
    자료의 발생 순서, 크기 순서 등 일정 기준에 따라서 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 부여하는 방법으로, 순서 코드 또는 일련번호 코드라고도 함
  • 블록 코드(Block Code)
    코드화 대상 항목 중에서 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분하고, 각 블록 내에서 일련번호를 부여하는 방법으로, 구분 코드라고도 함
  • 10진 코드(Decimal Code)
    코드화 대상 항목을 0~9까지 10진 분할하고, 다시 그 각각에 대하여 10진 분할하는 방법을 필요한 만큼 반복하는 방법으로, 도서 분류식 코드라고도 함
  • 그룹 분류 코드(Group Classification Code)
    코드화 대상 항목을 일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 등으로 구분하고, 각 그룹 안에서 일련번호를 부여하는 방법
  • 연상 코드(Mnemonic Code)
    코드화 대상 항목의 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드를 부여하는 방법
  • 표의 숫자 코드(Significant Digit Code)
    코드화 대상 항목의 성질, 즉 길이, 넓이, 부피, 지름, 높이 등의 물리적 수치를 그대로 코드에 적용시키는 방법으로, 유효 숫자 코드라고도 함
  • 합성 코드(Combined Code)
    필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

디자인 패턴(Design Pattern)

  • 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
  • 문제 및 배경, 실제 적용된 사례, 재사용이 가능한 샘플 코드 등으로 구성되어 있음
  • GOF의 디자인 패턴은 생성 패턴, 구조 패턴, 행위 패턴으로 구분됨

생성 패턴(Creational Pattern)

클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴

  • 추상 팩토리(Abstract Factory)
    • 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관 · 의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현하는 패턴
    • 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능
  • 빌더(Builder)
    • 작게 분리된 인스턴스를 건축 하듯이 조합하여 객체를 생성하는 패턴
    • 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음
  • 팩토리 메소드(Factory Method)
    • 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
    • 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당
    • 가상 생성자(Virtual Constructor) 패턴이라고도 함
  • 프로토타입(Prototype)
    • 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
    • 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용
  • 싱글톤(Singleton)
    • 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없는 패턴
    • 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)
    • 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴
    • 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용
  • 브리지(Bridge)
    • 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
    • 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현
  • 컴포지트(Composite)
    • 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(Decorator)
    • 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴
    • 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현
  • 퍼싸드(Facade)
    • 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
    • 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이슬 제공하는 Wrapper 객체가 필요
  • 플라이웨이트(Flyweight)
    • 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
    • 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용할 수 있음
  • 프록시(Proxy)
    • 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴
    • 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용함

행위 패턴(Behavioral Pattern)

클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴

  • 책임 연쇄(Chain of Responsibility)
    • 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴
    • 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리(Chain)로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감
  • 커맨드(Command)
    • 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(Interpreter)
    • 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
    • SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용
  • 반복자(Iterator)
    • 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴
    • 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능
  • 중재자(Mediator)
    • 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용(Interface)을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
    • 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음
  • 메멘토(Memento)
    • 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
    • Ctrl + Z와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용
  • 옵서버(Observer)
    • 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
    • 일대다의 의존성을 정의
    • 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성·발행(Publish)하고, 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용
  • 상태(State)
    • 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
    • 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리
  • 전략(Strategy)
    • 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
    • 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경이 가능
  • 템플릿 메소드(Template Method)
    • 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴
    • 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내부를 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해줌
  • 방문자(Visitor)
    • 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴
    • 분리된 처리 기능 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행

배치 프로그램(Batch Program)

  • 사용자와의 상호 작용 없이 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리하도록 만든 프로그램
  • 배치 프로그램의 필수 요소
대용량 데이터대량의 데이터를 가져오거나,전달하거나, 계산하는 등의 처리가 가능해야 함
자동화심각한 오류가 발생하는 상황을 제외하고는 사용자의 개입 없이 수행되어야 함
견고성잘못된 데이터나 데이터 중복 등의 상황으로 중단되는 일 없이 수행되어야 함
안정성/신뢰성오류가 발생하면 오류의 발생 위치, 시간 등을 추적할 수 있어야 함
성능
  • 다른 응용 프로그램의 수행을 방해하지 않아야 함
  • 지정된 시간 내에 처리가 완료되어야 함
정보처리기사
정보처리기사 서버 프로그램 구현
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