설계(Design)란?
- 요구 분석: “무엇을 만들 것인가”
- 설계: “어떻게 실현할 것인가”를 구체적으로 결정하는 활동
- 설계는 2단계로 볼 수 있음
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기본 구조 설계(아키텍처 설계): 모듈 역할/인터페이스 정의
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상세 설계: 모듈 내부 알고리즘/데이터 명세화
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1 설계 기본 개념
설계의 성격
- 설계는 높은 수준의 의사결정 과정의 연속
- 전통적 설계: 분할정복 / 추상화 / 합성 원리 적용
- 최근: 아키텍처 기반 설계(아키텍처 이해가 핵심)
1.1 아키텍처 & 서브시스템
- 아키텍처: 시스템 컴포넌트 + 컴포넌트 상호작용의 집합
- 서브시스템(=모듈,컴포넌트): 복잡도를 줄이기 위해 시스템을 분할한 것
1.2 설계 관점
- 모듈 관점: 책임을 구현한 코드 단위(모듈)와 관계
- 컴포넌트 관점: 실행 시 동작하는 요소와 상호작용
- 할당 관점: HW 설치/작업 할당/구현/데이터 저장 관점
1.3 설계 작업 과정
- 설계는 의사결정 과정이면서 동시에 시스템을 알아가는 과정
- 설계 과정 자체가 결과에 큰 영향을 줌
2 품질 목표(Quality Goals)
- 품질 제약(비기능 요구)은 설계 목표가 될 수 있음
- 비기능 요구를 설계 목표로 구체화하고, 이를 만족하는 설계안을 만들고 최적안 선택
설계 품질 목표
3 전통적인 설계 원리
핵심 목표
- 효율성(Efficiency): 처리 시간 + 기억 공간
- 단순성(Simplicity): 유지보수성에 큰 영향(가장 중요한 특성)
3.1 추상화(Abstraction)
- 목적과 관련된 정보에 집중하고 나머지는 무시하는 관점
- 데이터 관점/절차(동작) 관점으로 정의 가능
- 클라이언트-서버 메시지 교환도 “추상화”로 볼 수 있음
3.2 캡슐화(Encapsulation)
- 추상화된 대상이 제공하는 서비스를 쉽게 접근하게 하는 개념
- 정보 은닉(Information hiding)
3.3 모듈화(Modularity)
- 문제를 SW 구성요소 수준으로 분할하는 과정
- SW를 작은 구성요소(패키지/클래스 등)로 나누는 것
3개 관계 요약
- 추상화: 핵심 특성에 초점 → 큰 시스템 분할
- 캡슐화: 분할된 핵심 정보만 노출
- 결과적으로 잘 모듈화된 시스템 완성
3.4 결합(Coupling) (중요!!! 시험!!) 예시보고 맞추기
- 모듈 간 의존 정도
- 결합도를 높이는 요소
- 모듈 간 인터페이스 수
- 각 인터페이스의 복잡성(통신 유형)
결합 유형(나쁨 → 좋음) : 되도록이면 느슨할수록 좋다! (유지보수)
- 내용 결합(Content): 다른 모듈의 “내용” 직접 참조
- 공통 결합(Common): 전역 변수 공유/변경
- 제어 결합(Control): 제어 흐름 경로 결정(플래그 등)
- 스탬프 결합(Stamp): 복합 구조 전달(일부만 씀)
- 데이터 결합(Data): 단순 타입(혹은 레코드 내 단순 필드)만 주고받음
3.5 응집도(Cohesion)
- 한 모듈 내부 작업들이 서로 관련된 정도
- 하나의 목적을 위해 붙어있는 것!
- 높은 응집: 재사용/이해 쉬움, 수정 영향 적음
응집 유형(나쁨 → 좋음) : 응집이 강할수록 좋음!
- 우연적(Coincidental): 의미적 관계 없음
- 논리적(Logical): 같은 범주라 묶임(본질적으론 다름)
- 시간적(Temporal): 특정 시간에 함께 수행돼 묶임
- 절차적(Procedural): 수행 순서가 관련돼 묶임
- 교환적(Communicational): 동일 데이터 조작 때문에 묶임
- 기능적(Functional): 하나의 기능에 모두 기여(가장 이상적)
4 객체지향 설계 원리 (SOLID):예시보고 맞추기
- 상속/인터페이스 등 OO 구문과 함께 발전
인터페이스와 구현의 분리
- 인터페이스: 공개 메소드의 프로토타입 정의
- 구현과 분리하여 공개 인터페이스만 노출
SOLID 5원칙
- SRP 단일 책임
- OCP 개방-폐쇄
- LSP 리스코프 교체
- ISP 인터페이스 분리
- DIP 의존관계 역전
4.1 SRP 단일 책임
클래스 변경 이유를 1개로 제한(역할/책임 단일화)
4.2 OCP 개방-폐쇄
확장에는 열려있고 수정에는 닫혀있어야(상속/다형성 활용)
- 상속에는 열려있지만 클라이언트에게는 닫혀있어야한다!
4.3 LSP 리스코프 치환
하위 타입은 상위 타입을 동작 깨지지 않게 대체 가능해야
4.4 ISP 인터페이스 분리
사용하지 않는 인터페이스를 강제로 구현하면 안 됨(비만/오염 인터페이스)
4.5 DIP 의존관계 역전
구체 모듈이 추상 모듈에 의존하도록(의존 방향 역전)
5 설계 메트릭(Design Metrics)
전통적 메트릭
- 크기(Size)
- 복잡도(Complexity)
- 결합도(Coupling)
- 응집도(Cohesion)
- 정보흐름(Information flow)
객체지향 메트릭
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