• 20221221 ~ 20221230

• 2023 시나공 정보처리기사 필기

1장 요구사항 확인

1. 소프트웨어 생명 주기

1-1. 소프트웨어 생명 주기(Software Life Cycle)

• 소프트웨어 수명 주기

• 소프트웨어 개발 방법론의 바탕

  • 소프트웨어 개발과 유지보수 등에 필요한 작업들의 수행 방법과 이를 효율적으로 수행하기 위해 필요한 기법 및 도구들을 체계적으로 정리, 표준화한 것

• 소프트웨어를 개발하기 위한 과정을 각 단계별로 나눈 것

• 소프트웨어 개발 단계 / 각 단계별 주요 활동 / 활동의 결과 산출물로 표현한다.

• 소프트웨어 생명 주기를 표현하는 형태를 소프트웨어 생명 주기 모형이라고 한다.

  • 소프트웨어 프로세스 모형, 소프트웨어 공학 패러다임이라고도 한다.

• 개발자는 문제의 유형이나 개발 방법 등 상황에 따라 특정 모형을 선택하여 사용할 수 있다.

• 일반적인 소프트웨어 생명 주기 모형에는 폭포수 모형 / 프로토타입 모형 / 나선형 모형 / 에자일 모형 등이 있다.

※ 소프트웨어 공학(SE; Software Engineering)

• 소프트웨어의 위기를 극복하기 위한 방안으로 연구된 학문

• 소프트웨어의 품질과 생산성을 향상시키는 것이 목적

• 소프트웨어 공학의 형태

  • IEEE의 소프트웨어 공학 표준 용어사전
    소프트웨어의 개발, 운용, 유지보수, 폐기 처분에 대한 체계적인 접근 방안

  • Fairley
    지정된 비용과 기간 내에 소프트웨어를 체계적으로 생산하고 유지보수하는 데 관련된 기술적, 관리적 원리

  • Boehm
    과학적인 지식을 소프트웨어 설계와 제작에 응용
    이를 개발, 운용, 유지보수하는 데 필요한 문서 작성 과정

• 소프트웨어 공학의 기본 원칙

  • 현대적인 프로그래밍 기술의 계속적 적용

  • 소프트웨어의 품질 유지를 위한 지속적 검증

  • 소프트웨어 개발 관련 사항 및 결과에 대한 명확한 기록 유지

1-2. 폭포수 모형(Waterfall Model)

• 한 단계가 완전히 끝나야만 다음 단계로 넘어가는 개발 방법론

  • 각 단계를 확실히 매듭짓고 결과를 검토, 승인 과정을 거친 후에 다음 단계를 진행하는 개발 방법론

• 고전적 생명 주기 모형
  가장 오래되고 가장 폭넓게 사용된 전통적 모형

• 선형 순차적 모형
  한 단계가 끝나야 다음 단계로 넘어감

• 적용 경험과 성공 사례가 많다

• 메뉴얼 작성이 필요

  • 메뉴얼 : 프로그램들의 사용과 운영에 대한 내용이 기술되어 있는 문서

• 각 단계가 끝난 후 다음 단계를 수행하기 위한 결과물이 명확히 산출되어야 함

• 두 개 이상의 과정이 병행하여 수행되지 않음

• 타당성 검토 -> 계획 -> 요구 분석 -> 설계 -> 구현(코딩) -> 시험(검사) -> 유지보수

1-3. 프로토타입 모형(Prototype Model, 원형 모형)

• 실제 소프트웨어에 대한 견본(시제)품(Prototype)을 만들어 최종 결과물을 예측하는 모형

  • 사용자의 요구사항을 정확히 파악하기 위함

• 시제품은 사용자와 시스템 간 인터페이스에 중점을 두어 개발

• 구축된 시제품은 추후 구현 단계에서 사용될 골격 코드가 된다

• 폭포수 모형의 단점을 보완하기 위한 모형

  • 폭포수 모형의 단점 : 개발이 완료된 시점에서 오류가 발견됨

• 요구 수집 -> 빠른 설계 -> 프로토타입 구축 -> 고객 평가 -> 프로토타입 조정 -> 구현 -> 요구 수집(반복)

1-4. 나선형 모형(Spiral Model, 점진적 모형)

• 폭포수 모형과 프로토타입 모형의 장점에 위험 분석 기능을 추가한 모형

• 보헴(Bohem)이 제안한 모형

• 점진적 모형
  나선을 따라 돌듯이 소프트웨어 개발 과정을 여러 번 반복하면서 점진적으로 최종 소프트웨어를 개발

• 위험을 관리하고 최소화하는 것을 목적으로 함

• 점진적으로 개발 과정이 반복되므로 누락되거나 추가된 요구사항을 첨가 가능

• 정밀하고 유지보수 과정이 필요 없음

• 계획 수립 -> 위험 분석 -> 개발 및 검증 -> 고객 평가 -> 계획(반복)

  • 간략 : 계획 -> 분석 -> 개발 -> 평가

1-5. 애자일 모형(Agile Model)

• 고객의 요구사항 변화에 유연하게 대응할 수 있도록 일정한 주기를 반복하며 개발과정 진행

  • 애자일(Agile) : 민첩한, 기민한

  • 스프린트(Sprint) 또는 이터레이션(Iteration) : 개발 주기 단위

• 고객과의 소통에 초점을 맞춘 방법론의 통칭

  • 기업 활동 전반에 걸쳐 사용됨

• 주기마다 생성되는 결과물에 대해 고객의 평가 / 요구를 적극 수용

  • 폭포수 모형과 대조적

• 고객이 요구사항에 우선순위를 부여하여 개발 작업 진행

• 소규모 프로젝트 / 고도로 숙달된 개발자 / 급변하는 요구사항에 적합

• 설계 -> 개발 -> 테스트 스프린트의 반복

• 애자일 모형을 기반으로 하는 소프트웨어 개발 모형

  • 스크럼(Scrum) / XP(eXtreme Programming) / 칸반(Kanban) / Lean / 크리스탈(Crystal) / ASD(Adaptive Software Development) / 기능 중심 개발(FDD; Feature Driven Development) / DSDM(Dynamic System Development Method), DAD(Disciplined Agile Delivery) 등

※ 애자일 선언(Agile Manifesto)

• 애자일 개발 핵심 가치 4가지

  1. 프로세스와 도구보다는 개인과 상호작용에 더 가치를 둔다.
  2. 방대한 문서보다는 실행되는 SW에 더 가치를 둔다.
  3. 계약 협상보다는 고객과 협업에 더 가치를 둔다.
  4. 계획을 따르기 보다는 변화에 반응하는 것에 더 가치를 둔다.

• 애자일 개발 실행 지침 12가지

  1. 유용한 소프트웨어를 빠르고, 지속적으로 제공하여 고객을 만족시킨다.
  2. 개발 막바지라도 요구사항 변경을 적극 수용한다.
  3. 몇 개월이 아닌 몇 주 단위로 실행되는 소프트웨어를 제공한다.
  4. 고객과 개발자가 프로젝트 기간에 함께 일한다.
  5. 개발에 대한 참여 의지가 확실한 사람들로 팀을 구성하고, 필요한 개발 환경과 지원을 제공하며, 일을 잘 끝낼 수 있도록 신뢰한다.
  6. 같은 사무실에서 얼굴을 맞대고 의견을 나눈다.
  7. 개발의 진척도를 확인하는 1차 기준은 작동하는 소프트웨어이다.
  8. 지속 가능한 개발을 장려하고 일정한 속도로 개발을 진행한다.
  9. 기술적 우수성과 좋은 설계에 지속적인 관심을 기울이면 민첩성이 향상된다.
  10. 단순화를 추구한다.
  11. 최상의 아키텍처, 명확한 요구사항, 최상의 설계는 자기 스스로 일을 주도하는 조직적인 팀으로부터 나온다.
  12. 더 효과적인 팀이 될 수 있는 방안을 정기적으로 깊이 고민하고 그에 따라 팀의 행동을 조정한다.

1-6. 폭포수 모형과 애자일의 비교

차이	폭포수 모형	애자일 모형
요구사항 변화 대응	어려움	지속적 반영
고객과의 의사소통	적음	지속적, 많음
테스트	마지막에 모두 테스트	일정 주기가 끝날 때마다 시행
개발 중심	계획, 문서(메뉴얼)	고객

2. 스크럼(Scrum) 기법

2-1. 스크럼의 개요

• 팀이 중심이 되어 개발의 효율성을 높인다는 용어

  • 스크럼 : 럭비에서 반칙으로 경기가 중단된 경우 양 팀의 선수들이 럭비공을 가운데 두고 상대팀을 밀치기 위해 서로 대치해 있는 대형

• 팀원 스스로 스크럼 팀을 구성(self-organizing)해야 함

• 개발 작업에 관한 모든 것을 팀원 스스로 해결(cross-functional)할 수 있어야 함

• 스크럼 팀은 제품 책임자 / 스크럼 마스터 / 개발팀으로 구성됨

  • 제품 책임자(PO; Product Owner)

    • 이해관계자들 중 개발된 제품에 대한 이해도가 높고, 요구사항을 책임지고 의사 결정할 사람

      • 이해관계자(Stake-holder) :
        소프트웨어 개발 의뢰자, 소프트웨어 개발자, 소프트웨어 사용자 등

    • 주로 개발 의뢰자나 사용자가 담당

    • 이해관계자들의 의견을 종합, 요구사항을 작성하는 주체

    • 백로그(Backlog)를 작성하고 백로그에 대한 우선순위를 지정

      • 백로그(Backlog) :
        제품 개발에 필요한 요구사항을 모아 우선순위를 부여한 목록

      • 팀원들이 백로그에 스토리를 추가할 수는 있지만 우선순위는 지정할 수 없다

        • 스토리(Story) :
          백로그의 요구사항
          요구사항은 단어 형태가 아닌 이야기를 서술하는 형태로 표현됨. 이에 따라 백로그의 요구사항을 스토리 또는 사용자 스토리라 함.

    • 제품 테스트를 수행하며 주기적으로 요구사항의 우선순위를 갱신

  • 스크럼 마스터(SM; Scrum Master)

    • 스크럼 팀이 스크럼을 잘 수행할 수 있도록 객관적 시각에서 조언, 가이드 역할

    • 팀원의 통제가 목표가 아니다.

    • 일일 스크럼 회의의 주관과 진행 사항 점검, 개발 장애 요소를 공론화하여 처리

  • 개발팀(DT; Development Team)

    • PO와 SM을 제외한 모든 팀원

    • 제품 개발을 위해 참여하는 모든 사람이 대상

    • 보통 스크럼 팀은 최대 인원 7 ~ 8명이 적당

2-2. 스크럼 개발 프로세스

• 제품 백로그(Product Backlog)

  • 제품 개발에 필요한 모든 요구사항(User Story)을 우선순위에 따라 나열한 목록

  • 개발 과정에서 새롭게 도출되는 요구사항으로 인해 지속적으로 업데이트됨

  • 제품 백로그를 기반으로 전체 일정 계획(Release Plan, 릴리즈 계획)을 수립

• 스프린트 계획 회의(Sprint Planning Meeting)

  • 제품 백로그 중 이번 스프린트에서 수행할 작업을 대상으로 단기 일정을 수립

  • 스프린트에서 처리할 요구사항을 개발자들이 나눠서 작업할 수 있도록 태스크(Task)라는 작업 단위로 분할

  • 개발자별로 수행할 작업 목록인 스프린트 백로그(Sprint Backlog)를 작성

• 스프린트(Sprint)

  • 실제 개발 작업을 진행하는 과정

  • 보통 2 ~ 4주 기간

  • 스프린트 백로그에 작성된 태스크를 대상으로 속도(Velocity)를 추정한 후 개발 담당자에게 할당

    • 속도(Velocity) :
      한 번의 스프린트에서 한 팀이 감당할 수 있는 제품 백로그의 양에 대한 추정치
      한 주기에 한 팀이 수행 가능한 요구사항

  • 개발자가 원하는 태스크를 직접 선별하여 담당할 수 있도록 하는 것이 좋다

  • 태스크는 보통 할 일(To Do) / 진행 중(In Progress) / 완료(Done)의 상태를 갖는다

• 일일 스크럼 회의(Daily Scrum Meeting)

  • 진행 상황 점검을 위한 짧은 회의

    • 모든 팀원이 매일 약속된 시각에 약 15분 정도의 짧은 시간동안 진행 상황을 점검

  • 보통 서서 진행하며, 남은 작업 시간을 소멸 차트(Burn-down Chart)에 표시

    • 소멸 차트(Burn-down Chart) :
      해당 스프린트에서 수행할 작업의 진행 상황을 확인할 수 있도록 경과에 따라 남은 작업 시간을 그래프로 표현한 것.
      전체 추정 작업 시간은 작업이 진행될수록 줄어든다.(Burn-down)

  • 스크럼 마스터는 발견된 장애 요소를 해결할 수 있도록 돕는다

• 스프린트 검토 회의(Sprint Review)

  • 부분 또는 전체 완성 제품이 요구사항에 부합하는지 사용자를 포함한 참석자 앞에서 테스트 수행

  • 스프린트의 한 주당 한 시간 내에 진행

  • 제품 책임자는 개선할 사항에 대한 피드백을 정리하여 다음 스프린트에 반영하기 위해 제품 백로그를 업데이트됨

• 스프린트 회고(Sprint Retrospective)

  • 스프린트 주기를 되돌아보며 규칙 준수 여부와 개선점을 확인하고 기록

  • 스프린트가 끝난 시점 또는 일정 주기에 맞춰 수행

3. XP(eXtreme Programming) 기법

3-1. XP(eXtreme Programming)

• 수시로 발생하는 고객의 요구사항에 유연하게 대응하기 위해 고객의 참여와 개발 과정의 반복을 극대화하여 개발 생산성을 향상시키는 방법

• 짧고 반복적인 개발 주기 / 단순한 설계 / 고객의 적극적인 참여를 통해 소프트웨어를 빠르게 개발하는 것을 목적으로 함

• 릴리즈의 기간을 짧게 반복하면서 요구사항 반영에 대한 가시성을 높인다

  • 릴리즈(Release) :
    몇 개의 요구사항이 적용되어 부분적으로 기능이 완료된 제품을 제공하는 것

  • 가시성(Visibiliy) :
    대상을 확인할 수 있는 정도
    릴리즈마다 고객에게 이를 확인시켜주면, 고객은 요구사항이 잘 반영되고 있음을 직접적으로 알 수 있음을 의미

• 릴리즈 테스트마다 고객을 직접 참여시킴으로써 요구한 기능이 제대로 작동하는지 고객이 직접 확인할 수 있다

• 비교적 소규모 인원의 개발 프로젝트에 효과적

• XP의 핵심 가치 5가지

  1. 의사소통(Communication)
  2. 단순성(Simplicity)
  3. 용기(Courage)
  4. 존중(Respect)
  5. 피드백(Feedback)

3-2. XP 개발 프로세스

• 사용자 스토리(User Story)

  • 고객의 요구사항을 간단한 시나리오로 표현

  • 내용은 기능 단위로 구성

  • 필요한 경우 간단한 테스트 사항(Test Case) 기재

• 릴리즈 계획 수립(Release Planning)

  • 부분 혹은 전체 개발 완료 시점에 대한 일정을 수립

• 스파이크(Spike)

  • 요구사항의 신뢰성을 높이고 기술 문제에 대한 위험을 감소시키기 위해 별도로 작성하는 간단한 프로그램

  • 처리할 문제 외의 다른 조건은 무시하고 작성

  • 프로토타입과의 차이는?

• 이터레이션(Iteration)

  • 하나의 릴리즈를 더 세분화한 단위

  • 일반적으로 1 ~ 3주 기간

  • 기간 중에 새로운 스토리가 작성될 수 있으며, 작성된 스토리는 진행 중인 혹은 다음 이터레이션에 포함될 수 있다

• 승인 검사(Acceptance Test, 인수 테스트)

  • 하나의 이터레이션 안에서 계획된 릴리즈 단위의 부분 완료 제품이 구현되면 수행하는 테스트

  • 사용자 스토리 작성 시 함께 기재한 테스트 사항에 대해 고객이 직접 수행

  • 발견한 오류 사항은 다음 이터레이션에 포함

  • 테스트 이후 새로운 요구사항이 작성되거나 요구사항의 상대적 우선순위가 변경될 수 있다

  • 테스트가 완료되면 다음 이터레이션 진행

• 소규모 릴리즈(Small Release)

  • 소규모 릴리즈를 통해 고객의 반응을 기능별로 확인할 수 있어 요구사항에 더 유연하게 대응 가능한

  • 계획된 릴리즈 기간 동안 진행된 이터레이션이 모두 완료되면 고객에 의한 최종 테스트를 수행한 후 릴리즈를 고객에게 전달

  • 릴리즈가 최종 완제품이 아닌 경우 다음 릴리즈 일정에 맞게 개발을 계속 진행

※ XP의 주요 실천 방법(Practice)

• 실천 방법

  • Pair Programming(짝 프로그래밍) :
    다른 사람과 함께 프로그래밍을 수행함으로써 개발에 대한 책임을 공유하는 환경 조성

  • Collective Ownership(공동 코드 소유) :
    개발 코드에 대한 권한과 책임을 공동으로 소유

  • Test-Driven Development(테스트 주도 개발) :
    개발자가 실제 코드를 작성하기 전, 테스트 케이스를 먼저 작성하여 자신이 무엇을 해야할지 정확히 파악
    테스트가 지속적으로 진행될 수 있도록 자동화된 테스팅 도구(구조, 프레임워크)를 사용

  • Whole Team(전체 팀) :
    개발에 참여하는 모든 구성원(고객 포함)들은 각자 자신의 역할이 있고 그 역할에 대한 책임을 가져야 함

  • Continuous Integration(계속적인 통합) :
    모듈 단위로 나눠서 개발된 코드들은 하나의 작업이 마무리될 때마다 지속적으로 통합됨

  • Design Improvement(디자인 개선), Refactoring(재구성) :
    프로그램 기능의 변경 없이, 단순화, 유연성 강화 등을 통해 시스템을 재구성

  • Small Releases(소규모 릴리즈) :
    릴리즈 기간을 짧게 반복함으로써 고객의 요구 변화에 신속히 대응 가능

4. 현행 시스템 파악

4-1. 현행 시스템 파악 절차

• 개발하려는 시스템의 개발 범위를 명확히 설정하기 위해 현행 시스템의 구성 등을 파악

• 절차

  • 1단계

    • 시스템 구성 파악

    • 시스템 기능 파악

    • 시스템 인터페이스 파악

  • 2단계

    • 아키텍처 구성 파악

    • 소프트웨어 구성 파악

  • 3단계

    • 하드웨어 구성 파악

    • 네트워크 구성 파악

4-2. 시스템 구성 파악

• 기간 업무와 지원 업무로 구분하여 기술

  • 기간 업무 : 조직의 주요 업무

  • 지원 업무 : 기간 업무를 지원하는 업무

• 조직 내 모든 정보시스템의 현황을 파악할 수 있도록 단위 업무 정보시스템들의 명칭, 주요 기능을 명시한다

4-3. 시스템 기능 파악

• 단위 업무 시스템이 현재 제공하는 기능들을 주요 기능 / 하부 기능 / 세부 기능으로 구분해 계층형으로 표시한다

4-4. 시스템 인터페이스 파악

• 단위 업무 시스템 간 전달 정보의 종류 / 형식 / 프로토콜(통신규약) / 연계 유형 / 주기 등을 명시한다

  • 데이터 형식 : XML, 고정 포멧, 가변 포멧 등

  • 프로토콜(통신규약) : TCP/IP, X.25 등

  • 연계 유형 : EAI, FEP 등

4-5. 아키텍처 구성 파악

• 기간 업무 수행에 어떠한 기술 요소들이 사용되는지 최상위 수준에서 계층별로 표현한 아키텍처 구성도로 작성

• 아키텍처가 단위 업무 시스템별로 다른 경우, 가장 핵심이 되는 기간 업무 처리 시스템을 기준으로 표현

※ 시스템 아키텍처(System Architecture)

• 시스템 내부에서 각 하위 시스템들의 상호 작용 관계를 파악하기 위해 구성 및 동작 원리를 표현한 것

4-6. 소프트웨어 구성 파악

• 단위 업무 시스템별로 업무 처리용 소프트웨어들의 제품명 / 용도 / 라이선스 적용 방식 / 라이선스 수 등을 명시

• 시스템 구축비용 면에서 소프트웨어 비용이 적지 않은 비중을 차지하므로 상용 소프트웨어의 경우 라이선스 적용 방식의 기준과 보유한 라이선스의 파악이 중요하다

  • 상용 소프트웨어 :
    정식으로 대가를 지불하고 사용해야 하는 것으로, 해당 소프트웨어의 모든 기능을 정상적으로 사용 가능

  • 라이선스 적용 방식 :
    사이트, 서버, 프로세서(CPU), 동시 사용, 코어(Core), 사용자 수 등

4-7. 하드웨어 구성 파악

• 단위 업무 시스템들이 운용되는 서버의 주요 사양과 수량, 이중화의 적용 여부를 명시한다

• 서버의 이중화(Replication)

  • 운용 서버의 장애 시 대기 서버로 서비스를 계속 유지할 수 있도록, 운용 서버의 자료 변셩이 예비 서버에도 동일하게 복제되도록 관리하는 것을 의미한다

  • 기간 업무의 서비스 기간, 장애 대응 정책에 따라 필요 여부가 결정된다

  • 이중화가 적용된 경우 대부분 새로 구성될 시스템에도 이중화가 필요
    => 비용 증가 + 시스템 구축 난이도 상승 가능성

4-8. 네트워크 구성 파악

• 업무 시스템들의 네트워크 구성을 파악할 수 있도록 서버의 위치와 서버 간의 네트워크 연결 방식을 네트워크 구성도로 작성

• 네트워크 구성도

  • 서버들의 물리적 위치 관계 파악

  • 보안 취약성 분석하여 적절한 대응 가능

  • 장애가 발생한 경우 원인을 찾아 복구 용도로 활용 가능

5. 개발 기술 환경 파악

5-1. 개발 기술 환경의 정의

• 개발하고자 하는 소프트웨어와 관련된 운영체제(OS; Operating System) / 데이터베이스 관리 시스템(DBMS; Database Management System) / 미들웨어(Middle Ware) 등을 선정할 때 고려해야할 사항을 기술하고 오픈 소스 사용 시 주의사항을 제시

  • 미들웨어(Middle Ware) :
    운영체제와 해당 운영체제에 의해 실행되는 응용 프로그램 사이에서 운영체제가 제공하는 서비스 이외에 추가적인 서비스를 제공하는 소프트웨어

  • 오픈 소스 :
    누구나 별다른 제한 없이 사용할 수 있도록 소스 코드를 공개해 무료로 사용이 가능한 소프트웨어

5-2. 운영체제(OS, Operating System)

• 컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하고 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효율적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 소프트웨어

  • 자원 :
    시스템에서 사용할 수 있는 것
    CPU, 주기억장치(RAM 등), 보조기억장치(HDD, SSD 등), 입출력장치, 파일 및 정보 등

• 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스로서 동작하는 시스템 소프트웨어의 일종

• 다른 응용 프로그램이 유용한 작업을 할 수 있도록 환경을 제공

• 컴퓨터 : Windows, UNIX, Lunux, Mac OS 등

• 모바일 : iOS, Android 등

5-3. 운영체제 관련 요구사항 식별 시 고려사항

• 가용성

  • 가용성 : 프로그램이 주어진 시점에서 요구사항에 따라 운영될 수 있는 능력

  • 시스템의 장시간 운영으로 인한 운영체제 고유의 장애 발생 가능성

  • 메모리 누수로 인한 성능 저하 및 재가동

    • 메모리 누수 :
      응용 프로그램이 더 이상 사용하지 않는 메모리를 반환하지 않고 계속 점유하고 있는 현상

• 성능

  • 대규모 동시 사용자 요청에 대한 처리

  • 대규모 및 대용량 파일 작업에 대한 처리용

  • 지원 가능한 메모리 크기(32bit, 64bit)

• 기술 지원

  • 제작업체의 안정적인 기술 지원

  • 여러 사용자들 간의 정보 공유

  • 오픈 소스 여부(Linux 등)

• 주변 기기

  • 설치 가능한 하드웨어

  • 여러 주변 기기 지원 여부

• 구축 비용

  • 지원 가능한 하드웨어 비용

  • 설치할 응용 프로그램의 라이선스 정책 및 비용

  • 유지관리 비용

  • 총 소유 비용(TCO)

    • TCO; Total Cost of Ownership

    • 어떤 자산을 획득하려고 할 때 지정된 기간 동안 발생할 수 있는 모든 직간접 비용

    • 하드웨어 구매, 소프트웨어 구매 및 라이선스, 설치, 교육, 지속적인 기술 지원, 유지보수, 가동 중지로 인한 손실, 에너지 등의 비용이 있다

5-4. 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)

• 사용자와 데이터베이스 사이에서 사용자의 요구에 따라 정보를 생성하고 데이터베이스를 관리하는 소프트웨어

• 기존 파일 시스템이 갖는 데이터의 종속성과 중복성의 문제를 해결하기 위해 제안된 시스템

• 모든 응용 프로그램들이 데이터베이스를 공용할 수 있도록 관리한다

• DBMS는 데이터베이스의 구성 / 접근 방법 / 유지관리에 대한 모든 책임을 진다

• Oracle, IBM DB2, Microsoft SQL Server, MySQL, SQLite, MongoDB, Redis 등

5-5. DBMS 관련 요구사항 식별 시 고려 사항

• 가용성

  • 시스템의 장시간 운영으로 인한 운영체제 고유의 장애 발생 가능성

  • DBMS의 결함 등으로 인한 패치 설치를 위한 재가동

  • 백업이나 복구의 편의성

  • DBMS 이중화 및 복제 지원

• 성능

  • 대규모 데이터 처리 성능(분할 테이블 지원 여부)

  • 대용량 트랜잭션 처리 성능

  • 튜닝 옵션의 다양한 지원

  • 최소화된 설정과 비용 기반 질의 최적화 지원

    • 비용 기반 질의 최적화 :
      사용자의 질의에 대한 최적의 실행 방법을 결정하기 위한 것.
      질의에 대한 다양한 실행 방법을 만들고 각각의 방법에 대해 비용을 추정.
      비용 추정은 실행 소요 시간과 자원 사용량을 기준으로 추정하며, 추정 비용이 최소인 방법을 선택한다.

• 기술 지원

  • 제작업체의 안정적인 기술 지원

  • 여러 사용자들 간의 정보 공유

  • 오픈 소스 여부

• 상호 호환성

  • 설치 가능한 운영체제의 종류

  • JDBC, ODBC와의 호환 여부가

    • JDBC(Java Database Connectivity) :
      자바에서 DB에 접근하여 데이터를 조회, 삽입, 수정, 삭제(CRUD)할 수 있도록 자바와 DB를 연결해 주는 인터페이스

    • ODBC(Open Database Connectivity) :
      응용 프로그램에서 DB에 접근하여 데이터를 조회, 삽입, 수정, 삭제(CRUD)할 수 있도록 응용 프로그램과 DB를 연결해 주는 인터페이스

• 구축 비용

  • 라이선스 정책 및 비용

  • 유지관리 비용

  • 총 소유 비용(TCO)

5-6. 웹 애플리케이션 서버(WAS; Web Application Server)

• 정적인 콘텐츠 처리를 하는 웹 서버와 달리, 사용자의 요구에 따라 변하는 동적인 콘텐츠를 처리하기 위해 사용되는 미들웨어

• WAS가 JSP나 서블릿(Servlet)과 같은 프로그램을 구동해 동적인 자료를 처리한 후 해당 정보를 웹 서버로 보내면 웹 서버는 이를 클라이언트로 보낸다.

• 데이터 접근 / 세션 관리 / 트랜젝션 관리 등을 위한 라이브러리를 제공

• 주로 데이터베이스 서버와 연동하여 사용

• Tomcat, GlassFish, JBoss, Jetty, JEUS, Resin, WebLogic, WebSphere 등

5-7. WAS 관련 요구사항 식별 시 고려사항

• 가용성

  • 시스템의 장시간 운영으로 인한 운영체제 고유의 장애 발생 가능성

  • WAS의 결함 등으로 인한 패치 설치를 위한 재가동

  • 안정적인 트랜잭션 처리

  • WAS 이중화 지원

• 성능

  • 대규모 트랜잭션 처리 성능

  • 다양한 설정 옵션 지원

  • 가비지 컬렉션(GC; Garbage Collection)의 다양한 옵션

    • 가비지 컬렉션 :
      메모리 누수를 유발하는 메모리 공간인 가비지(Garbage, 쓰레기)를 강제로 해제해 재사용 가능하도록 하는 메모리 관리 기법

• 기술 지원

  • 제조업체의 안정적인 기술 지원

  • 여러 사용자들 간의 정보 공유

  • 오픈 소스 여부가

• 구축 비용

  • 라이선스 정책 및 비용

  • 유지관리 비용

  • 총 소유 비용(TCO)

오픈 소스 사용에 따른 고려사항

• 오픈 소스(Open Source) : 누구나 별다른 제한 없이 사용할 수 있도록 소스 코드를 공개한 것으로 오픈 소스 라이선스를 만족하는 소프트웨어

• 라이선스의 종류 / 사용자 수 / 기술의 지속 가능성 등을 고려해야 한다.

Section 6. 요구사항 정의

6-1.요구사항의 개념 및 특징

• 요구사항 :
  소프트웨어가 어떤 문제를 해결하기 위해 제공하는 서비스에 대한 설명과 정상적으로 운영되는데 필요한 제약조건 등, 문제 해결에 필요한 조건을 나타내는 것.

• 소프트웨어는 사용자의 요구사항을 충족시키기 위해 설계되고 개발되기에, 소프트웨어 설계 및 개발 과정 전반에 걸쳐 요구사항을 다루게 된다.

• 요구사항은 소프트웨어 개발이나 유지 보수 과정에서 필요한 기준과 근거를 제공한다.

• 요구사항은 개발하려는 소프트웨어의 전반적인 내용을 확인할 수 있게 하여 이해관계자들 간의 의사소통을 원활히 하는 데 도움을 준다.

• 요구사항을 토대로 이후 과정의 목표와 계획을 수립하기에, 요구사항은 제대로 정의되어야 한다.

6-2. 요구사항의 유형

• 요구사항은 크게 기능과 비기능으로 나눌 수 있다.

• 기술하는 내용 => 기능 요구사항(Functional Requirements) / 비기능 요구사항(Non-functional Requirements)으로 구분

• 기술 관점과 대상 범위 => 시스템 요구사항(System Requirements) / 사용자 요구사항(User Requirements)으로 구분

• 기능 요구사항(Functional Requirements)

  • 시스템이 하는 일과 기능

  • 시스템의 입출력에 포함되어야 하는 사항

  • 시스템이 저장하고 연산하는 데이터에 대한 사항

  • 시스템이 반드시 수행해야 하는 기능

  • 사용자가 시스템을 통해 제공받기를 원하는 기능

• 비기능 요구사항(Non-functional Requirements)

  • 시스템 장비 구성 요구사항 :
    하드웨어, 소프트웨어, 네트워크 등

  • 성능 요구사항 :
    처리 속도 및 시간, 처리량, 동적·정적 적용량, 가용성 등

  • 인터페이스 요구사항 :
    시스템 인터페이스와 사용자 인터페이스에 대한 요구사항.
    다른 소프트웨어, 하드웨어 및 통신 인터페이스, 다른 시스템과의 정보 교환에서 사용되는 프로토콜과의 연계를 포함하여 기술

  • 데이터 요구사항 :
    데이터를 구축하기 위해 필요한 요구사항(초기 자료 구축 및 데이터 변환을 위한 대상, 방법, 보안이 필요한 데이터 등)

  • 테스트 요구사항 :
    도입되는 장비의 성능 테스트(BMT)나 구축된 시스템이 제대로 운영되는지를 테스트하고 점검하기 위한 테스트 요구사항

  • 보안 요구사항 :
    시스템의 데이터 및 기능, 운영 접근을 통제하기 위한 요구사항

  • 품질 요구사항 :
    관리가 필요한 품질 항목, 품질 평가 대상에 대한 요구사항.
    다음 항목들로 구분하여 기술.
    가용성 / 정합성 / 상호 호환성 / 대응성 / 신뢰성 / 사용성 / 유지·관리성 / 이식성 / 확장성 / 보안성

    • 정합성 : 데이터의 값이 서로 모순 없이 일관되게 일치하는 정도

    • 상호 호환성 : 다른 소프트웨어와 정보를 교환할 수 있는 정도

    • 대응성 : 발생한 상황에 대처하는 정도

    • 이식성 : 다양한 하드웨어 환경에서도 운용 가능하도록 쉽게 수정될 수 있는 정도

    • 확장성 : 규모나 범위를 넓힐 수 있는 정도

  • 제약사항 :
    시스템 설계, 구축, 운영과 관련하여 사전에 파악된 기술, 표준, 업무법 및 제도 등의 제약조건

  • 프로젝트 관리 요구사항 :
    프로젝트의 원활한 수행을 위한 관리방법에 대한 요구사항

  • 프로젝트 지원 요구사항 :
    프로젝트의 원활한 수행을 위한 지원 사항 및 방안에 대한 요구사항

• 사용자 요구사항(User Requirements)

  • 사용자 관점에서 본, 시스템이 제공해야 할 요구사항

  • 사용자를 위한 것 -> 친숙한 표현으로 이해하기 쉽게 작성

• 시스템 요구사항(System Requirements)

  • 개발자 관점에서 본, 시스템 전체가 사용자와 다른 시스템에 제공해야 할 요구사항

  • 비교적 전문적이고 기술적인 용어로 표현

  • 소프트웨어 요구사항이라고도 한다.

6-3. 요구사항 개발 프로세스

• 개발 대상에 대한 요구사항을 체계적으로 도출하고 이를 분석한 후 분석 결과를 명세서(Specification Document)에 정리한 다음 마지막으로 이를 확인 및 검증하는 일련의 구조화된 활동

• 도출(Elicitation) => 분석(Analysis) => 명세(Specification) => 확인(Validation)

• 요구사항 개발 프로세스가 진행되기 전, 타당성 조사(Feasibility Study)가 선행되어야 한다.

• 타당성 조사는 개발 프로세스가 비즈니스 목적에 부합되는지, 예산은 적정한지 등에 대한 정보를 수집, 평가한 보고서를 토대로 이루어진다.

• 요구사항 개발은 요구공학(Requirement Engineering)의 한 요소이다.

※ 요구공학(Requirements Engineering)

• 무엇을 개발해야 하는지 요구사항을 정의하고, 분석 및 관리하는 프로세스를 연구하는 학문

• 복잡하고 대형화되어가는 소프트웨어 개발 환경에 따라 사용자 요구사항도 더욱 복잡해지고 잦은 변경이 발생
  => 요구사항에 문제가 발생할 가능성을 높이며 요구사항 관리가 잘못될 수 있는 원인이 됨

• 요구공학은 요구사항 변경의 원인과 처리 방법을 이해하고 요구사항 관리 프로세스의 품질을 개선하여 프로젝트 실패를 최소화하는 것을 목표로 한다.

• 요구공학 ⊃ 요구사항 관리 ⊃ 요구사항 개발

6-4. 요구사항 도출(Requirement Elicitation, 요구사항 수집)

• 시스템, 사용자, 그리고 시스템 개발 관계자가 서로 의견을 교환하여 요구사항이 어디에 있고 어떻게 수집할지를 식별하고 이해하는 과정

• 소프트웨어가 해결해야 할 문제를 이해하는 첫 번째 단계

• 요구사항 도출 단계에서 개발자와 고객 사이의 관계가 만들어지고 이해관계자(Stakeholder)가 식별된다.

• 다양한 이해관계자 간의 효율적인 의사소통이 중요

• 소프트웨어 개발 생명 주기(SDLC; Software Development Life Cycle) 동안 지속적으로 반복된다.

• 요구사항을 도출하는 주요 기법에는 청취와 인터뷰 / 설문 / 브레인스토밍 / 워크샵 / 프로토타이핑 / 유스케이스 등이 있다.

  • 프로토타이핑(Prototyping) :
    프로토타입(견본품)을 통해 효과적으로 요구 분석을 수행하면서 명세서를 산출하는 작업.
    가장 단순한 형태는 설명을 위해 종이에 대략적인 순서나 형태를 그려 보여주는 것이다.

  • 유스케이스(Use Case) :
    사용자의 요구사항을 기능 단위로 표현하는 것

6-5. 요구사항 분석(Requirement Analysis)

• 사용자의 요구사항 중 명확하지 않거나 모호하여 이해되지 않는 부분을 발견하고 걸러내는 과정

• 사용자 요구사항의 타당성을 조사하고 비용과 일정에 대한 제약을 설정

• 중복되거나 통합되어야 하는 등, 서로 상충되는 요구사항을 중재하는 과정

• 도출된 요구사항들을 토대로 소프트웨어의 범위, 소프트웨어와 주변 환경이 상호 작용하는 방법 등을 파악하고 이해한다.

• 자료 흐름도(DFD; Data Flow Diagram), 자료 사전(DD; Data Dictionary) 등의 도구가 사용됨

  • 자료 흐름도 : 자료의 흐름 및 변환 과정과 기능을 도형 중심으로 기술하는 방법. 자세히는 다음 섹션에서 서술.

  • 자료 사전 : 자료 흐름도의 자료를 더 자세히 정의하고 기록한 것. 자세히는 다음 섹션에서 서술.

6-6. 요구사항 명세(Requirement Specification)

• 분석된 요구사항을 바탕으로 모델을 작성하고 문서화하는 과정

• 요구사항을 문서화할 때

  • 기능 요구사항은 빠짐없이 완전하고 명확하게 기술해야 한다.

  • 비기능 요구사항은 필요한 것만 명확하게 기술해야 한다.

• 요구사항은 사용자가 이해하기 쉬우면서 개발자가 효과적으로 설계할 수 있도록 작성되어야 한다.

• 설계 과정에서 오류를 확인하면 그 내용을 요구사항 정의서(문서화된 요구사항)에서 추적할 수 있어야 한다.

• 소단위 명세서(Mini-Spec) : 구체적인 명세를 위해 사용

※ 소프트웨어 요구사항 명세서 / 요구사항 명세 기법

• 소프트웨어 요구사항 명세서(SRS; Software Requirement Specification)

  • 업계 표준 용어로 소프트웨어가 반드시 제공해야하는 기능 / 특징 / 제약조건 등을 명시

  • 시스템의 모든 동작뿐만 아니라 품질(성능, 보안, 사용성 등)도 기술되어야 한다.

  • SRS에 포함되는 시스템 기능 / 데이터 / 외부 인터페이스 / 품질 요구사항은 요구사항 단위별로 개별 요구사항 명세서를 작성

  • 프로젝트 유형에 맞게 양식을 작성, 사용

• 요구사항 명세 기법

  • 정형 명세 / 비정형 명세로 구분된다.

    구분	정형 명세 기법	비정형 명세 기법
    기법	수학적 원리 기반, 모델 기반	상태 / 기능 / 객체 중심
    작성 방법	수학적 기로, 정형화된 표기법	일반 명사, 동사 등의 자연어를 기반으로 서술 또는 다이어그램으로 작성
    특징	요구사항을 정확하고 간결하게 표현 가능 요구사항에 대한 결과가 작성자에 관계없이 일관성이 있으므로 완전성 검증이 가능 표기법이 어려워 사용자가 이해하기 어려움	자연어의 사용으로 인해 요구사항에 대한 결과가 작성자에 따라 다를 수 있어 일관성이 떨어지고, 해석이 달라질 수 있음 내용의 이해가 쉬어 의사소통이 용이
    종류	VDM, Z, Petri-net, CSP 등	FSM, Decision Table, ER모델링, State Chart(SADT) 등

6-7. 요구사항 확인(Requirement Validation, 요구사항 검증)

• 개발 자원을 요구사항에 할당하기 전, 요구사항 명세서가 정확하고 완전하게 작성되었는지 검토하는 활동

• 분석가가 요구사항을 정확히 이해하고 요구사항 명세서를 작성했는지 확인(Validation)이 필요

• 요구사항이 실제 요구를 반영하는지, 서로 상충되는 요구사항은 없는지 등을 점검

• 개발이 완료된 후 문제가 발견되면 재작업 비용이 발생하기에 요구사항 검증은 중요

• 요구사항 명세서의 내용이 이해하기 쉬운지, 일관성은 있는지, 회사의 기준에 맞는지, 누락된 기능은 없는지 등을 검증(Verification)한다.

• 요구사항 문서는 이해관계자들이 검토해야 한다.

• 요구사항 검증 과정을 통해 모든 문제를 확인할 수는 없다.

• 일반적으로 요구사항 관리 도구를 이용해 요구사항 정의 문서들에 대해 형상 관리를 수행한다.

  • 형상 관리(SCM; Software Configuration Management) :
    소프트웨어의 개발 과정에서 만들어지는 형상들의 변경 사항을 관리하는 일련의 활동.
    사용하는 형상 관리 도구로는 Git 등이 있다.

    • 형상 :
      소프트웨어 개발 단계의 각 과정에서 만들어지는 프로그램, 프로그램을 설명하는 문서, 데이터 등을 통칭하는 말

Section 7. 요구사항 분석

7-1. 요구사항 분석의 개요

• 소프트웨어 개발의 실제적인 첫 단계

• 개발 대상에 대한 사용자의 요구사항을 이해하고 문서화(명세화)하는 활동

• 사용자 요구의 타당성을 조사하고 비용과 일정에 대한 제약 설정

• 요구를 정확하게 추출하여 목표를 정하고 해결 방식을 결정

• 요구사항 분석을 통한 결과는 소프트웨어 설계 단계에서 필요한 기본적인 자료가 되므로 요구사항을 정확하고 일관성 있게 분석하여 문서화해야 한다.

• 사용 도구 :
  UML(Unified Modeling Language) / 자료 흐름도(DFD) / 자료 사전(DD) / 소단위 명세서(Mini-Spec.) / 개체 관계도(ERD) / 상태 전이도(STD) / 제어 명세서 등

7-2. 구조적 분석 기법

• 자료의 흐름과 처리를 중심으로 하는 요구사항 분석 방법

• 도형 중심의 분석용 도구와 분석 절차를 이용, 사용자 요구사항을 파악하고 문서화

• 도형 중심의 도구 -> 분석가와 사용자 간의 대화가 용이

• 하향식 방법을 사용 -> 시스템 세분화 / 분석의 중복 배제

  • 하향식 방법 :
    소프트웨어의 기능을 전체적인 수준에서 상세 수준까지 위에서 아래로 단계별로 분리하여 모델링하는 방법

• 사용자의 요구사항을 논리적으로 표현하여 전체 시스템을 일관성 있게 이해 가능

• 시스템 분석의 질이 향상

• 시스템 개발의 모든 단계에서 필요한 명세서 작성이 가능

7-3. 자료 흐름도(DFD; Data Flow Diagram)

• 요구사항 분석에서 자료의 흐름 및 변환 과정과 기능을 도형 중심으로 기술하는 방법

• 자료 흐름 그래프, 버블 차트라고도 함

• 시스템 안의 프로세스와 자료 저장소 사이에 자료의 흐름을 나타내는 그래프

• 자료 흐름과 처리를 중심으로 하는 구조적 분석 기법에 이용된다.

• 자료 흐름도는 자료 흐름과 기능을 자세히 표현하기 위해 단계적으로 세분화된다.

• 자료는 처리(Process)를 거쳐 변환될 때마다 새로운 이름이 부여된다.

• 처리는 입력 자료가 발생하면 기능을 수행한 후 출력 자료를 산출한다.

• 자료 흐름도에서는 자료의 흐름과 기능을 다음 네 가지 기본 기호로 표시한다.

  • 프로세스(Process) / 자료 흐름(Data Flow) / 자료 저장소(Data Store) / 단말(Terminator)

• 자료 흐름도는 두 가지 표기법이 있다.

  • Yourdon/DeMarco와 Gane/Sarson

• 프로세스(Process)

  • 자료를 변환시키는 시스템의 한 부분(처리 과정)을 나타낸다.

  • 처리, 기능, 변환, 버블이라고도 한다.

  • 다음 표기법의 도형으로 표시하고 그 안에 프로세스 이름을 기입

    • Yourdon/DeMarco : 원

    • Gane/Sarson : 둥근 사각형

• 자료 흐름(Data Flow)

  • 자료의 이동(흐름)이나 연관관계를 나타낸다.

  • 화살표로 표시하고 그 위에 자료의 이름을 기입

• 자료 저장소(Data Store)

  • 시스템에서의 자료 저장소(파일, 데이터 베이스)를 나타낸다.

  • 다음 표기법의 도형으로 표시하고 안에 자료 저장소 이름을 기입

    • Yourdon/DeMarco : 평행선

    • Gane/Sarson : 평행선 왼쪽에 ID 박스를 붙인 도형

• 단말(Terminator)

  • 시스템과 교신하는 외부 개체

  • 입력 데이터가 만들어지고 출력 데이터를 받는다.

  • 정보의 생산자와 소비자

  • 다음 표기법의 도형으로 표시하고 그 안에 단말 이름을 기입

    • Yourdon/DeMarco : 직사각형

    • Gane/Sarson : 겹친 두 직사각형

7-4. 자료 사전(DD; Data Dictionary)

• 자료 흐름도에 있는 자료를 더 자세히 정의하고 기록한 것

  • 데이터를 설명하는 데이터를 데이터의 데이터 혹은 메타 데이터(Meta Data)라고 한다.

• 자료 흐름도에 시각적으로 표시된 자료에 대한 정보를 체계적, 조직적으로 모아 개발자나 사용자가 편리하게 사용할 수 있다.

  기호	의미
  =	자료의 정의 : ~로 구성되어 있다(is composed of)
  +	자료의 연결 : 그리고(and)
  ( )	자료의 생략 : 생략 가능한 자료(Optional)
  [ | ]	자료의 선택 : 또는(or)
  { }	자료의 반복 : Iteration of 1. {} n 아래첨자 : n번 이상 반복 2. {} n 윗첨자 : 최대 n번 반복 3. {} m 아래첨자 n 윗첨자 : m 이상 n 이하로 반복
  * *	자료의 설명 : 주석(Comment)

Section 8. 요구사항 분석 CASE와 HIPO

8-1. 요구사항 분석을 위한 CASE(자동화 도구)

• 요구사항을 자동으로 분석하고 요구사항 분석 명세서를 기술하도록 개발된 도구가

• 이점

  • 표준화와 보고를 통한 문서화 품질 개선

  • 데이터베이스가 모두에게 이용 가능하다는 점에서 분석자들 간의 적절한 조정

  • 교차 참조도와 보고서를 통한 결함, 생략, 불일치 등 문제의 발견 용이성

  • 변경이 주는 영향 추적의 용이성

  • 명세에 대한 유지보수 비용의 축소

• 종류

  • SADT / SREM / PSL / PSA / TAGS / EPOS 등

  • SADT(Structured Analysis and Design Technique)

    • SoftTech 사에서 개발

    • 시스템 정의, 소프트웨어 요구사항 분석, 시스템/소프트웨어 설계를 위해 널리 쓰인 구조적 분석 및 설계 도구

    • 구조적 요구 분석을 위해 블록 다이어그램을 채택

  • SREM(Software Requirements Engineering Methodology) = RSL/REVS

    • TRW 사가 우주 국방 시스템 그룹에 의해 개발

    • 실시간 처리 소프트웨어 시스템에서 요구사항을 명확히 기술할 목적으로 개발

    • RSL과 REVS를 사용

    • RSL(Requirement Statement Language) :
      요소 / 속성 / 관계 / 구조들을 기술하는 요구사항 기술 언어

      • 요소 : 요구사항 명세 개발에 사용되는 개체, 개념

      • 속성 : 요소를 수정하거나 수식하기 위한 것

      • 관계 : 개체들 간의 관계

      • 구조 : 정보 흐름을 묘사하기 위한 것

    • REVS(Requirement Engineering and Validation System) :
      RSL로 기술된 요구사항들을 자동으로 분석하여 요구사항 분석 명세서를 출력하는 요구사항 분석기

  • PSL/PSA

    • 미시간 대학에서 개발

    • PSL과 PSA를 사용

    • PSL(Problem Statement Language) :
      문제(요구사항) 기술 언어

    • PSA(Problem Statement Analysis) :
      PSL로 기술한 요구사항을 자동으로 분석하여 다양한 보고서를 출력하는 문제 분석기

  • TAGS(Technology for Automated Generation of Systems)

    • 시스템 공학 방법 응용에 대한 자동 접근 방법

    • 개발 주기의 전 과정에 이용할 수 있는 통합 자동화 도구

    • 구성 :
      IORL / 요구사항 분석과 IORL 처리를 위한 도구 / 기초적 TAGS 방법론

    • IORL : 요구사항 명세 언어

8-2. HIPO(Hierarchy Input Process Output)

• 시스템의 분석 및 설계나 문서화에 사용되는 기법

• 시스템 실행 과정인 입력 / 처리 / 출력의 기능을 나타낸다.

• 기본 시스템 모델 : 입력 / 처리 / 출력

• 하향식 소프트웨어 개발을 위한 문서화 도구가

• 체계적인 문서 관리가 가능

• 기호, 도표 등을 사용해 보기 쉽고 이해가 용이

• 기능과 자료의 의존 관계를 동시에 표현 가능

• 변경, 유지보수가 용이

• HIPO Chart :
  시스템의 기능을 여러 고유 모듈로 분할하여 이들 간 인터페이스를 계층 구조로 표현한 것

• HIPO Chart의 종류

  • 가시적 도표(Visual Table of Contents) / 총체적 도표(Overview Diagram) / 세부적 도표(Detail Diagram)

  • 가시적 도표(Visual Table of Contents, 도식 목차) :
    시스템의 전체적 기능과 흐름을 보이는 계층(Tree) 구조도

  • 총체적 도표(Overview Diagram, 총괄 도표, 개요 도표) :
    프로그램을 구성하는 기능을 기술한 것.
    입력, 처리, 출력에 대한 전반적인 정보를 제공하는 도표.

  • 세부적 도표(Detail Diagram, 상세 도표) :
    총체적 도표에 표시된 기능을 구성하는 기본 요소들을 상세히 기술하는 도표

Section 9. UML(Unified Modeling Language)

9-1. UML(Unified Modeling Language)의 개요

• 시스템 분석, 설계, 구현 등 시스템 개발 과정에서 시스템 개발자와 고객 또는 개발자 상호간의 의사소통이 원활하게 이루어지도록 표준화한 대표적인 객체지향 모델링 언어

  • 모델링 언어 :
    만들고자 하는 것을 시각적으로 표현할 수 있는 표기법, 도구 등

• 공통된 표현법을 사용해 개발할 대상물을 다이어그램으로 표현하는 도구

• Rumbaugh(OMT), Booch, Jacobson 등의 객체지향 방법론의 장점을 통합한 것

• 객체 기술에 관한 국제표준화기구인 OMG(Object Management Group)에서 표준으로 지정

• 시스템의 구조를 표현하는 구조 다이어그램 6가지와 시스템의 동작을 표현하는 행위 다이어그램 7가지 작성 가능

• 사물과 사물 간의 관계를 표현

• 구성 요소 : 사물(Things) / 관계(Relationships) / 다이어그램(Diagram) 등

9-2. 사물(Things)

• 모델을 구성하는 가장 중요한 기본 요소들을

• 다이어그램 안에서 관계가 형성될 수 있는 대상

• 물질적이거나 개념적인 개체를 컴퓨터 내부에 추상적으로 표현한 것, 객체(Object)

• 구조 사물 / 행동 사물 / 그룹 사물 / 주해 사물이 있다.

• 구조 사물(Structural Things)

  • 시스템의 개념적, 물리적 요소 표현

  • 클래스(Class), 유스케이스(Use Case), 컴포넌트(Component), 노드(Node) 등

    • 컴포넌트(Component) :
      문서, 소스코드, 파일, 라이브러리 등과 같은 모듈화된 자원.
      재사용이 가능하다.

• 행동 사물(Behavioral Things)

  • 시간과 공간에 따른 요소들의 행위를 표현

  • 상호작용(Interaction), 상태 머신(State Machine) 등

• 그룹 사물(Grouping Things)

  • 요소들을 그룹으로 묶어서 표현

  • 패키지(Package)

• 주해 사물(Annotation Things)

  • 부가적인 설명이나 제약조건 등을 표현

  • 노트(Note)

9-3. 관계(Relationships)

• 사물과 사물 사이의 연관성을 표현하는 것

• 사물(객체)는 유스케이스, 클래스, 컴포넌트 등과 같이 별도의 표현 형태가 있지 않으면 기본적으로 사각형으로 표현된다.

• 연관 관계 / 집합 관계 / 포함 관계 / 일반화 관계 / 의존 관계 / 실체화 관계 등이 있다.

• 연관(Association) 관계

  • 2개 이상의 사물이 서로 관련되어 있음을 표현

  • 사물 사이를 실선으로 연결하여 표현

  • 관계의 방향성은 화살표로 표현

    • 방향성이란 어떤 사물(객체)가 다른 사물에 영향을 주는지, 그 방향을 의미한다.
      즉, A가 B에게 영향을 주고 B는 A에게 영향을 주지 않으면 A → B로 표현한다.

    • 영향을 준다는 것은 '사물이 알고 있다'고 표현할 수 있다.

  • 서로에게 영향을 주는 양방향 관계의 경우 화살표를 생략하고 실선으로만 연결한다.

  • 예를 들어, 사람은 집을 소유하지만 집은 사람에게 소유됨을 모르므로 화살표를 사용한다. 교사는 학생을 가르치고 학생도 교사에게 가르침 받음을 아므로 양방향 관계여서 화살표를 사용하지 않는다.

  • 선 위에 다중도를 표기한다.

    • 다중도(Multiplicity) :
      연관에 참여하는 객체의 개수를 의미

      다중도	의미
      1	1개의 객체가 연관되어 있다.
      n	n개의 객체가 연관되어 있다.
      0..1	연관된 객체가 없거나 1개만 존재한다.
      0.. 또는	연관된 객체가 없거나 다수일 수 있다.
      1..*	연관된 객체가 적어도 1개 이상이다.
      n..*	연관된 객체가 적어도 n개 이상이다.
      n..m	연관된 객체가 최소 n개에서 최대 m개이다.

• 집합(Aggregation) 관계

  • 하나의 사물이 다른 사물에 속한 관계를 표현

  • 포함하는 쪽(전체, Whole)과 포함되는 쪽(부분, Part)은 서로 독립적이다.

  • 부분에서 전체로 속이 빈(흰) 마름모의 화살표를 연결하여 표현한다.

  • 예를 들어, 프린터는 컴퓨터에 연결해서 사용되며, 다른 컴퓨터에도 연결하여 사용될 수 있으므로 집합 관계이다.

• 포함(Composition) 관계

  • 집합 관계의 특수한 형태

  • 전체의 변화가 부분에게 영향을 미치는 관계를 표현

  • 전체와 부분은 서로 독립될 수 없고 생명주기를 함께한다.

  • 부분에서 전체로 속이 채워진(검은) 마름모의 화살표를 연결하여 표현한다.

  • 예를 들어, 문과 열쇠는 열쇠가 다른 문을 열 수 없을 경우 문이 없어지면 열쇠의 가치도 사라지므로 열쇠가 문에 포함된 포함 관계이다.

• 일반화(Generalization) 관계

  • 하나의 사물이 다른 사물에 비해 더 일반적인지 구체적인지를 표현

  • 상속 관계의 표현을 의미한다.

  • 보다 일반적인 개념을 상위(부모), 보다 구체적인 개념을 하위(자식)라고 부른다.

  • 구체적(하위)인 사물에서 일반적(상위)인 사물 쪽으로 속이 빈(흰) 삼각형의 화살표를 연결하여 표현한다.

  • 예를 들어, 사람이 여자, 남자보다 일반적(상위, 부모)이고 여자와 남자는 사람보다 구체적(하위, 자식)이다.

• 의존(Dependency) 관계

  • 사물 사이에 서로 연관은 있으나 필요에 의해 영향을 주는 짧은 시간 동안만 연관을 유지하는 관계를 표현

  • 포함 관계는 아니지만 사물의 변화가 다른 사물에 영향을 미치는 관계

  • 일반적으로 한 클래스가 다른 클래스를 오퍼레이션(기능)의 매개 변수로 사용하는 경우에 나타나는 관계

  • 영향을 주는 사물(이용자)이 영향을 받는 사물(제공자) 쪽으로 점선 화살표를 연결하여 표현

  • 예를 들어, 등급에 따라 할인율이 적용된다면 등급이 이용자, 사물이 제공자인 의존 관계이다.

• 실체화(Realization) 관계

  • 사물이 할 수 있거나 해야 하는 기능(오퍼레이션, 인터페이스)으로 서로를 그룹화 할 수 있는 관계를 표현

  • 한 사물이 다른 사물에게 기능을 수행하도록 지정하는 의미적 관계

  • 사물에서 기능 쪽으로 속이 빈(흰) 삼각형의 화살표를 연결하여 표현한다.

  • 예를 들어, 비행기와 새 모두 날 수 있으므로 '날다'라는 기능(행위)으로 그룹화 할 수 있기에, 비행기, 새, '날다'는 실체화 관계이다.

9-4. 다이어그램(Diagram)

• 사물과 관계를 도형으로 표현한 것

• 여러 관점에서 시스템을 가시화한 뷰(View)를 제공함으로써 의사소통에 도움을 준다.

• 정적 모델링에서는 주로 구조적 다이어그램을 사용하고 동적 모델링에서는 주로 행위 다이어그램을 사용한다.

  • 정적 모델링 :
    시간 개념을 포함하지 않고 시스템의 구조에 주목한 모델링, 구조적 다이어그램 사용(클래스 다이어그램 등)

  • 동적 모델링 :
    사물 간 상호작용이나 상태 변화 등 시스템 내부의 동작을 모델링, 행위 다이어그램 사용(상태 다이어그램, 순차(시퀀스) 다이어그램 등)

  • 구조는 움직이지 않으니 정적, 행위는 움직이니 동적

• 구조적(Structural) 다이어그램의 종류

  • 클래스 다이어그램(Class Diagram)

    • 클래스와 클래스가 가지는 속성, 클래스 사이의 관계를 표현

    • 시스템의 구조를 파악하고 구조상의 문제점을 도출 가능

  • 객체 다이어그램(Object Diagram)

    • 클래스에 속한 사물(객체)들, 즉 인스턴스(Instance)를 특정 시점의 객체와 객체 사이의 관계로 표현

    • 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 객체 모델링에 활용

  • 컴포넌트 다이어그램(Component Diagram)

    • 실제 구현 모듈인 컴포넌트 간의 관계나 컴포넌트 간의 인터페이스를 표현

    • 구현 단계에서 사용되는 다이어그램

  • 배치 다이어그램(Deployment Diagram)

    • 결과물, 프로세스, 컴포넌트 등 물리적 요소들의 위치를 표현

    • 노드와 의사소통(통신) 경로로 표현

    • 구현 단계에서 사용되는 다이어그램

  • 복합체 구조 다이어그램(Composite Structure Diagram)

    • 클래스나 컴포넌트가 복합 구조를 갖는 경우 그 내부 구조를 표현

  • 패키지 다이어그램(Package Diagram)

    • 유스케이스나 클래스 등의 모델 요소들을 그룹화한 패키지들의 관계를 표현

• 행위(Behavioral) 다이어그램의 종류

  • 유스케이스 다이어그램(Use Case Diagram)

    • 사용자의 요구를 분석하는 것

    • 기능 모델링 작업에 사용

    • 사용자(Actor)와 사용 사례(Use Case)로 구성

    • 사용 사례 간에는 여러 형태의 관계로 이루어진다.

  • 순차 다이어그램(Sequence Diagram)

    • 상호 작용하는 시스템이나 객체들이 주고받는 메시지를 표현

  • 커뮤니케이션 다이어그램(Communication Diagram)

    • 순차 다이어그램과 같이 동작에 참여하는 객체들이 주고받는 메시지를 표현

    • 객체들 간의 연관도 표현

  • 상태 다이어그램(State Diagram)

    • 하나의 객체가 자신이 속한 클래스의 상태 변화 혹은 다른 객체와의 상호 작용에 따라 상태가 어떻게 변화하는지를 표현

    • 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 동적 모델링에 활용

  • 활동 다이어그램(Activity Diagram)

    • 시스템이 어떤 기능을 수행하는지 객체의 처리 로직이나 조건에 따른 처리의 흐름을 순서에 따라 표현

  • 상호작용 개요 다이어그램(Interaction Overview Diagram)

    • 상호작용 다이어그램 간의 제어 흐름을 표현

  • 타이밍 다이어그램(Timing Diagram)

    • 객체 상태 변화와 시간 제약을 명시적으로 표현

※ 스테레오 타입(Stereotype)

• 스테레오 타입은 UML에서 표현하는 기본 기능 외에 추가적인 기능을 표현하기 위해 사용

• 길러멧(Guilemet) 기호 : 겹화살괄호(<<>>). 이 사이에 표현할 형태를 기술.

  기호	내용
  <<include>>	연결된 다른 UML 요소에 대해 포함 관계에 있는 경우
  <<extend>>	연결된 다른 UML 요소에 대해 확장 관계에 있는 경우
  <<interface>>	인터페이스를 정의하는 경우
  <<exception>>	예외를 정의하는 경우
  <<constructor>>	생성자 역할을 수행하는 경우

Section 10. 주요 UML 다이어그램

10-1. 유스케이스(Use Case) 다이어그램

• 개발될 시스템과 관련된 외부 요소들, 즉 사용자와 다른 외부 시스템들이 개발될 시스템을 이용해 수행할 수 있는 기능을 사용자의 관점(View)에서 표현한 것

• 외부 요소와 시스템 간의 상호 작용을 확인 가능

• 사용자의 요구사항 분석을 위한 도구

• 시스템의 범위 파악 가능

• 유스케이스 다이어그램의 구성 요소

  • 시스템 범위 / 액터 / 유스케이스 / 관계

  • 시스템(System) / 시스템 범위(System Scope)

    • 시스템 내부와 외부의 구분을 위해 시스템 내부 유스케이스들을 사각형으로 묶어 시스템의 범위를 표현

  • 액터(Actor)

    • 시스템과 상호작용 하는 모든 외부 요소

    • 사람이나 외부 시스템을 의미

    • 주액터 :
      시스템을 사용함으로써 이득을 얻는 대상, 주로 사람

    • 부액터 :
      주액터의 목적 달성을 위해 시스템에 서비스를 제공하는 외부 시스템, 혹은 조직, 기관

  • 유스케이스(Use Case)

    • 사용자가 보는 관점에서 시스템이 액터에게 제공하는 서비스 또는 기능을 표현한 것

  • 관계(Relationship)

    • 액터와 유스케이스, 유스케이스와 유스케이스 사이에서 나타날 수 있다.

    • 연관 관계 / 포함 관계 / 확장 관계 / 일반화 관계를 표현 가능

      • 유스케이스 다이어그램에서의 포함(Include) 관계

        • 두 개 이상의 유스케이스에 겹치는 기능을 별도로 분리하여 새로운 유스케이스로 만든 경우, 원래 유스케이스와 새로운 유스케이스와의 관계를 포함 관계라 한다.

        • 원래에서 새로운 쪽으로 점선 화살표를 연결한 후 화살표 위에 스테레오 타입 <<include>>를 표기한다.

      • 확장(Extend) 관계

        • 특정 조건에 부합되어 유스케이스의 기능이 확장 될 때 원래 유스케이스와 확장된 유스케이스와의 관계를 확장 관계라고 한다.

        • 확장된 유스케이스에서 원래 유스케이스 쪽으로 점선 화살표를 연결한 수 화살표 위에 스테레오 타입 <<extend>>라고 표기한다.

10-2. 클래스(Class) 다이어그램

• 시스템을 구성하는 클래스, 클래스의 특성인 속성과 오퍼레이션, 속성과 오퍼레이션에 대한 제약조건, 클래스 사이의 관계 등을 표현한 것

• 시스템 구성 요소에 대해 이해할 수 있는 구조적 다이어그램

• 시스템 구성 요소를 문서화하는 데 사용

• 코딩에 필요한 객체의 속성, 함수 등의 정보를 잘 표현하여 시스템을 모델링 하는 데 자주 사용

• 클래스 다이어그램의 구성 요소

  • 클래스 / 제약조건 / 관계 등으로 구성

  • 클래스(Class)

    • 각각의 객체들이 갖는 속성과 오퍼레이션(동작, 기능)을 표현

    • 일반적으로 3개의 구획(Compartment)으로 나눠 클래스의 이름 / 속성 / 오퍼레이션(동작, 기능)을 표기

    • 속성(Attribute, Property) :
      클래스의 상태나 정보를 표현

    • 오퍼레이션(Operation, 동작, 기능) :
      클래스가 수행할 수 있는 동작.
      함수(메소드, Method)라고도 한다.

  • 제약조건

    • 속성에 입력될 값에 대한 제약조건이나 오퍼레이션 수행 전후에 지정해야 할 조건이 있다면 표기하는 곳

  • 관계(Relationships)

    • 클래스 사이의 연관성을 표현

    • 연관 관계 / 집합 관계 / 포함 관계 / 일반화 관계 / 의존 관계

• 접근제어자

  • 속성과 오퍼레이션에 동일하게 적용된다.

  • 표현법

    접근제어자	표현법	내용
    public	+	어떤 클래스에서도 접근 가능
    private	-	해당 클래스 내부에서만 접근 가능
    protected	#	동일 패키지 내의 클래스 또는 해당 클래스를 상속 받은 외부 패키지의 클래스에서 접근 가능
    package	~	동일 패키지 내의 클래스에서만 접근 가능

10-3. 순차(Sequence) 다이어그램

• 시스템이나 객체들이 메시지를 주고받으며 시간의 흐름에 따라 상호 작용하는 과정을 액터 / 객체 / 메시지 등의 요소를 사용하여 그림으로 표현한 것

  • 시간의 흐름 -> 동적 다이어그램

• 시스템이나 객체들의 상호 작용 과정에서 주고받는 메시지를 표현

• 순차 다이어그램을 통해 각 동작에 참여하는 시스템이나 객체들의 수행 기간을 확인 가능

• 클래스 내부에 있는 객체들을 기본 단위로 하여 그 상호 작용을 표현

  • 객체들의 상호 작용 -> 메시지, 동작, 오퍼레이션, 기능을 의미

• 주로 기능 모델링에서 작성한 유스케이스 명세서를 하나의 표현 범위로 하지만, 하나의 클래스에 포함된 오퍼레이션을 하나의 범위로 표현하기도 한다.

• 순차 다이어그램의 구성 요소

  • 액터 / 객체 / 생명선 / 실행 / 메시지 등

  • 액터(Actor)

    • 시스템으로부터 서비스를 요청하는 외부 요소

    • 사람이나 외부 시스템을 의미

  • 객체(Object)

    • 메시지를 주고받는 주체

  • 생명선(Lifeline)

    • 객체가 메모리에 존재하는 기간

    • 객체 아래쪽에 점선을 그어 표현

  • 실행 상자(Active Box)

    • 객체가 메시지를 주고받으며 구동되고 있음을 표현

  • 메시지(Message)

    • 객체가 상호 작용을 위해 주고받는 메시지