[정보처리기사 실기] 개념요약 - 04. 서버 프로그램 구현

개발 도구의 분류
형상 관리
객체 지향
소프트웨어 아키텍처
응집도 
결합도
공통 모듈 테스트
디자인 패턴
배치 프로그램
Cron 표현식

 

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* 개발 도구의 분류 : 빌구테형

• 빌드 도구 : 작성한 코드의 빌드 및 배포를 수행하는 도구
• 구현 도구 : 개발자의 코드 작성과 디버깅, 수정 등과 같은 작업을 지원하는 도구
• 테스트 도구 : 코드의 기능 검증과 전체의 품질을 높이기 위해 사용하는 도구
• 형상 관리 도구 : 개발자들이 작성한 코드와 리소스 등 산출물에 대한 버전 관리를 위한 도구

 

* 형상 관리(Configuration Management)

• 소프트웨어 개발을 위한 전체 과정에서 발생하는 모든 항목의 변경 사항을 관리하기 위한 활동

절차 : 식통감기

• 형상 식별
• 형상 통제
• 형상 감사
• 형상 기록

소프트웨어 형상 관리 도구 유형

• 공유 폴더 방식(RCS, SCCS) : 매일 개발이 완료된 파일은 약속된 위치의 공유 폴더에 복사하는 방식
• 클라이언트/서버 방식(CVS, SVN) : 중앙에 버전 관리 시스템을 항시 동작시키는 방식
• 분산 저장소 방식(Git 등) : 로컬 저장소와 원격 저장소로 분리되어 분산 저장하는 방식

소프트웨어 형상 관리 도구별 특징

• CVS(Concurrent Versions System) : 서버와 클라이언트로 구성되어 있고, 다수의 인원이 동시에 범용적인 운영체제로 접근 가능한 형상 관리 도구
• SVN(Subversion) : 하나의 서버에서 소스를 쉽고 유용하게 관리할 수 있게 도와주는 도구
• RCS(Revision Control System) : CVS와 달리 소스 파일의 수정을 한 사람만으로 제한하여 다수의 사람이 파일의 수정을 동시에 할 수 없도록 파일 잠금 방식으로 형상을 관리하는 도구
• Bitkeeper : SVN과 비슷한 중앙 통제 방식으로 대규모 프로젝트에서 빠른 속도를 내도록 개발된 형상 관리 도구
• Git : Git의 속도에 중점을 둔 분산형 버전 관리 시스템이며, 대형 프로젝트에 효과적이고 유용
• Clear Case : 복수 서버, 복수 클라이언트 구조이며 서버가 부족할 때 필요한 서버를 하나씩 추가하여 확장성을 가할 수 있음

 

* 객체 지향(Object-Oriented)

• 소프트웨어의 각 요소들을 객체(Object)로 만든 후, 객체들을 조립해서 소프트웨어를 개발하는 기법

구성 요소

• 객체(Object)
  • 데이터와 이를 처리가기 위한 함수를 묶어 놓은 소프트웨어 모듈
    • 데이터 : 객체가 가지고 있는 정보로, 속성이나 상태, 분류 등
    • 함수
      • 객체가 수행하는 기능으로 객체가 갖는 데이터를 처리하는 알고리즘
      • 객체의 상태를 참조하거나 변경하는 수단
• 클래스(Class)
  • 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합
  • 클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스(Instance)라고 한다
• 메시지(Message)
  • 객체들 간의 상호작용에 사용되는 수단으로, 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구 사항

특징

• 캡슐화(Encapsulation)
  • 외부에서 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부 내용을 은닉하는 것
  • 캡슐화된 객체는 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적다
  • 객체들 간에 메시지를 주고 받을 때, 상대 객체의 세부 내용은 알 필요가 없으므로 인터페이스가 단순해지고, 객체 간의 결합도가 낮아진다
• 상속(Ingeritance)
  • 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것
  • 하위 클래스는 물려받은 속성과 연산을 다시 정의하지 않아도 즉시 자신의 속성을 사용할 수 있다
  • 하위 클래스는 상속받은 속성과 연산 외에 새로운 속성과 연산을 첨가하여 사용할 수 있다
• 다형성(Polymorphism)
  • 하나의 메시지에 대해 각각의 객체가 가지고 있는 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력
• 연관성(Relationship)
  • 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계

객체 지향 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 나누어서 분석한다
• 클래스를 식별하는 것이 객체 지향 분석의 주요 목적이다

객체 지향 분석의 방법론

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

 

* 소프트웨어 아키텍처

• 소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체
• 소프트웨어 아키텍처 설계의 기본 원리에는 모듈화, 추상화, 단계적 분해, 정보 은닉이 있다

모듈(Module)

• 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능으로, 서브루틴, 서브 시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등을 의미한다
• 모듈의 독립성은 결합도(Coupling)와 응집도(Cohesion)에 의해 측정된다
• 모듈의 독립성
  • 모듈의 독립성은 모듈이 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제하고, 하나의 기능만을 수행함으로써 이루어진다
  • 독립성을 높이려면 모듈의 결합도는 약하게, 응집도는 강하게, 모듈의 크기는 작게 만들어야 한다

모듈화(Modularity)

• 소프트웨어의 성능을 향상시키거나 복잡한 시스템의 수정, 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 기능 단위의 모듈로 분해하는 설계 및 구현 기법
• 기법
  • 루틴(Routine) : 소프트웨어에서 특정 동작을 수행하는 일련의 코드로 기능을 가진 명령들의 모임
  • 메인 루틴(Main Routine) : 프로그램의 주요한 부분이며, 전체의 개략적인 동작 절차를 표시하도록 만들어진 루틴
  • 서브 루틴(Subroutine) : 메일 루틴에 의해 필요할 때마다 호출되는 루틴

추상화(Abstraction)

• 문제의 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후, 차례로 세분화하여 구체화시켜 나가는 것
• 유형
  • 과정 추상화 : 자세한 수행 과정을 정의하지 않고, 전반적인 흐름만 파악할 수 있게 설계하는 방법
  • 데이터 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

단계적 분해(Stepwise Refinement)

• 문제를 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법
• Niklaus Wirth에 의해 제안된 하향식 설계 전략

정보 은닉(Information Hiding)

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

 

* 응집도(Cohesion)

• 모듈의 독립성을 나타내는 정도로, 모듈 내부 구성요소 간 연관 정도

유형 : 우논시절 통순기

• 우연적 응집도(Coincidental Cohesion) : 모듈 내부의 각 구성요소가 연관이 없을 경우의 응집도
• 논리적 응집도(Logical Cohesion) : 유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들이 한 모듈에서 처리되는 경우의 응집도
• 시간적 응집도(Temporal Cohesion) : 연관된 기능이라기보다는 특정 시간에 처리되어야하는 활동들을 한 모듈에서 처리할 경우의 응집도
• 절차적 응집도(Procedural Cohesion) : 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도
• 통신적 응집도(Communication Cohesion) : 동일한 입력과 출력을 사용하여 다른 기능을 수행하는 활동들이 모여 있을 경우의 응집도
• 순차적 응집도(Sequential Cohesion) : 모듈 내에서 한 활동으로부터 나온 출력값을 다른 활동이 사용할
• 기능적 응집도(Functional Cohesion) : 모듈 내부의 모든 기능이 단일한 목적을 위해 수행되는 경우의 응집도

* 밑으로 내려갈수록 응집도가 높아짐 (좋은 품질)

 

* 결합도(Coupling)

• 모듈 내부가 아닌 외부의 모듈과의 연관도 또는 모듈 간의 상호의존성
• 트웨어 구조에서 모듈 간의 관련성을 측정하는 척도

결합도의 유형 : 내공 외제 스자

• 내용 결합도(Content Coupling) : 다른 모듈 내부에 있는 변수나 기능을 다른 모듈에서 사용하는 경우의 결합도
• 공통 결합도(Common Coupling) : 파라미터가 아닌 모듈 밖에 선언되어 있는 전역 변수를 참조하고 전역 변수를 갱신하는 식으로 상호작용하는 경우의 결합도
• 외부 결합도(External Coupling) : 두 개의 모듈이 외부에서 도입된 데이터 포맷, 통신 프로토콜 또는 디바이스 인터페이스를 공유할 경우의 결합도
• 제어 결합도(Control Coupling) : 어떤 모듈이 다른 모듈의 내부 논리 조직을 제어하기 위한 목적으로 제어 신호를 이용하여 통신하는 경우의 결합도
• 스탬프 결합도(Stamp Coupling) : 모듈 간의 인터페이스로 배열이나 객체, 구조 등이 전달되는 경우의 결합도
• 자료 결합도(Data Coupling) : 모듈 간의 인터페이스로 전달되는 파라미터를 통해서만 모듈 간의 상호 작용이 일어난 경우의 결합도

* 밑으로 내려갈수록 결합도가 낮아짐 (좋은 품질)

 

* 공통 모듈 테스트

• 화이트박스 테스트 : 응용 프로그램 내부 구조와 동작을 검사하는 소프트웨어 테스트 방식
• 메서드 기반 테스트 : 공통 모듈의 외부에 공개된 메서드 기반의 테스트
• 화면 기반 테스트 : 사용자용 화면이 있는 경우, 각각의 화면 단위로 단위 모듈을 개발 후에 화면에 직접 데이터를 입력하여 테스트를 수행
• 테스트 드라이버(Driver) / 테스트(Stub) 활용 테스트 : 기능을 테스트할 수 있는 화면 또는 하위 모듈이 구현되지 않은 경우 테스트 드라이버, 테스트 스텁을 통해 테스트 수행

 

* 디자인 패턴(Design Pattern)

• 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
• GOF의 디자인 패턴은 생성 패턴, 구조 패턴, 행위 패턴으로 구분된다

생성 패턴(Creational Pattern)

• 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의한느 패턴
• 추상 팩토리(Abstract Factory)
  • 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관*의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현함
  • 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능함
• 빌더(Builder)
  • 작게 분리된 인스턴스를 건축 하듯이 조합하여 객체를 생성함
  • 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어낼 수 있음
• 팩토리 메소드(Factory Method)
  • 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
  • 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당함
  • 가상 생성자(Virtual Construtor) 패턴이라고도 함
• 프로토타입(Prototype)
  • 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
  • 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용함
• 싱글톤(Singleton)
  • 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

• 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴
• 어댑터(Adapter)
  • 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 없도록 변환해주는 패턴
  • 기존의 클래스를 이용하고 싶지만, 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용함
• 브리지(Bridge)
  • 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
  • 기능과 구현을 2개의 별도 클래스로 구현함
• 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 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 표현할 수 있음
• 데코레이터(Decorator)
  • 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴
  • 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현함
• 퍼싸드(Facade)
  • 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
  • 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요함
• 플리아웨이트(Flyweight)
  • 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고, 가능한 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

• 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 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 사용함
• 반복자(Iterator)
  • 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴
  • 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능함
• 중재자(Mediator)
  • 수많은 객체들 간의 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] + [Z]와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용함
• 옵서버(Observer)
  • 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
  • 일대다의 의존성을 정의함
  • 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성*발행(Publish)하고, 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용함
• 상태(State)
  • 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
  • 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리함
• 전략(Strategy)
  • 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
  • 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘 변경이 가능함
• 템플릿 메소드(Template Method)
  • 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴
  • 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해줌
• 방문자(Vistor)
  • 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴
  • 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행함

 

* 배치 프로그램(Batch Program)

• 사용자와의 상호 작용 없이 일련의 작업들을 작업 단위로 묶어 정기적으로 반복 수행하거나 정해진 규칙에 따라 일괄 처리하는 방식

유형 : 이온정

• 이벤트 배치 : 사전에 정의해 두 조건 충족 시 자동으로 실행
• 온디맨드 배치 : 사용자의 명시적 요구가 있을 때마다 실행
• 정기 배치 : 정해진 시점(주로 야간)에 정기적으로 실행

 

* Cron 표현식 : 초분시일 월요연

• 초 / 분 / 시 / 일 / 월 / 요 / 연
  • 월은 1 ~ 12로 표기
  • 요일은 0: 일요일, 6: 토요일