🔎 1) 소프트웨어 아키텍처의 설계
🔎 2) 모듈화(Modularity)
🔎 3) 추상화(Abstraction)
🔎 4) 단계적 분해(Stepwise Refinement)
🔎 5) 정보 은닉(Information Hiding)
🔎 6) 소프트웨어 아키텍처의 품질 속성
🔎 7) 소프트웨어 아키텍처의 설계 과정
📌시스템 타입
📌협약(Contract)에 의한 설계
🔎 1)아키텍처 패턴
🔎 2) 아키텍처 패턴의 종류
레이어 패턴(Layers Pattern): 시스템을 계층(Layer)으로 구분하여 구성하는 고전적 방법
각각의 서브시스템들이 계층 구조를 이루며, 하위 계층 → 서비스 제공자 / 상위 계층 → 클라이언트가 된다.
서로 마주보는 두 계층 사이에서만 상호작용하므로 변경 작업이 용이함
특정 계층만을 교체해 시스템 개선하는 것 가능
대표적으로 OSI 참조 모델이 있다.
📌OSI 참조모델: 네트워크 프로토콜을 계층별로 구분한 모델
- 물리 계층 / 데이터 링크 계층 / 네트워크 계층 / 전송 계층 / 세션 계층 / 표현 계층 / 응용 계층
클라이언트-서버 패턴(Client-Server pattern): 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성
사용자는 클라이언트와만 의사소통을 함
사용자가 클라이언트를 통해 서버에 요청하고 클라이언트가 응답을 받아 사용자에게 제공
서버는 클라이언트 요청에 대비해 항상 대기
클라이언트와 서버는 요청과 응답을 받기 위해 동기화되는 경우를 제외하고 서로 독립적
*컴포넌트(Component): 독립적인 업무 또는 기능을 수행하는 실행코드 기반으로 작성된 모듈
파이프-필터 패턴(Pipe-Filter Pattern): 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터 컴포넌트로 캡슐화하여 파이프를 통해 데이터를 전송하는 패턴
필터 컴포넌트는 재사용성이 좋고, 추가가 쉬워 확장이 용이
필터 컴포넌트를 재배치하여 다양한 파이프라인 구축 가능
데이터 변환, 버퍼링, 동기화 등에 주로 사용
필터 간 데이터 이동 시 데이터 변환으로 인한 오버헤드 발생
대표적으로 UNIX의 쉘(Shell)이 있다.
*데이터 스트림: 데이터가 송,수신되거나 처리되는 일련의 연속적인 흐름
*파이프라인: 필터와 파이프를 통해 처리되는 일련의 처리 과정
모델-뷰-컨트롤러 패턴(Model-View-Controller Pattern): 서브시스템을 3개의 부분으로 구조화하는 패턴
① 모델(Model): 서브시스템의 핵심 기능과 데이터 보관
② 뷰(View): 사용자에게 정보 표시
③ 컨트롤러(Controller) - 제어: 사용자로부터 입력된 변경 요청을 처리하기 위해 모델에게 명령을 보냄
기타 패턴
종류 | 특징 |
---|---|
마스터-슬레이브 패턴 (Master-Slave Pattern) | · 마스터 컴포넌트는 동일 구조의 슬레이브 컴포넌트로 작업을 분할 후 슬레이브에서 처리한 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업 수행 · 마스터 컴포넌트 - 모든 작업의 주체 / 슬레이브 컴포넌트 - 지시에 따라 작업 수행 후 결과 반환 · 장애 허용 시스템과 병렬 컴퓨팅 시스템에서 주로 사용 |
브로커 패턴 (Broker Pattern) | · 사용자가 원하는 서비스와 특성을 요청하면 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결해줌 · 원격 서비스 호출에 응답하는 컴포넌트들이 여러 개 있을 때 사용 · 분산 환경 시스템에서 주로 활용 |
피어-투-피어 패턴 (Peer-To-Peer Pattern) | · 피어(Peer)를 하나의 컴포넌트로 간주하며 각 피어는 서비스를 호출하는 클라이언트 또는 서비스를 제공하는 서버 둘 다 될 수 있다. · 클라이언트와 서버는 멀티스레딩 방식을 사용 |
이벤트-버스 패턴 (Event-Bus Pattern) | · 소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 발행하면, 해당 채널 구독한 리스너들이 메시지를 받아 이벤트를 처리하는 방식 · 4가지 주요 컴포넌트: ① 소스(Source): 이벤트 생성 ② 리스너(Listener): 이벤트 수행 ③ 채널(Channel): 이벤트의 통로 ④ 버스(Bus): 채널 관리 |
블랙보드 패턴 (Blackboard Pattern) | · 모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 형태 · 컴포넌트들은 검색을 통해 블랙보드에서 원하는 데이터 탐색 가능 · 해결책이 명확하지 않은 문제 처리 시 활용 · 음성 인식, 차량 식별, 신호 해석 등에 주로 활용 |
인터프리터 패턴 (Interpreter Pattern) | · 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고, 기호마다 클래스를 갖도록 구성 · 특정 언어로 작성된 프로그램 코드를 해석하는 컴포넌트를 설계할 때 사용 |
🔎 1) 객체지향: 현실 세계의 개체(Entity)를 하나의 객체(Object)로 만들어, 부품을 조립하여 제품을 만들 듯 객체들을 조립하여 소프트웨어를 개발하는 기법
구조적 기법의 문제점으로 인한 소프트웨어 위기의 해결책
소프트웨어 재사용 및 확장이 용이하여 고품질 소프트웨어를 빠르게 개발 가능하며 유지 보수가 쉽다.
복잡한 구조를 단계적·계층적으로 표현하고, 멀티미디어 데이터 및 병렬 처리 지원 가능
사용자와 개발자가 쉽게 이해할 수 있다.
*구조적 기법의 문제점
① 개발공정에만 너무 집중하여 유지보수를 고려하지 않음
② 개발 시작 후 추가 요구사항에 대응하기 어려움
③ 재사용이 어려워 이전과 유사한 소프트웨어 개발에도 시간과 인력이 동일하게 소모
🔎 2) 객체(Object): 데이터와 데이터를 처리하는 함수를 묶어 놓은(캡슐화한) 하나의 소프트웨어 모듈
데이터: 객체가 가지고 있는 정보 - 속성(Attribute), 상태, 변수, 상수, 자료 구조
함수: 객체가 수행하는 기능, 객체가 갖는 데이터를 처리하는 알고리즘
객체의 상태를 참조하거나 변경하는 수단 - 메소드(Method), 행위, 서비스, 동작(Operation), 연산
객체의 특성
🔎 3) 클래스(Class): 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합으로 객체의 일반적인 타입(Type)을 의미
각 객체들이 갖는 속성과 연산을 정의하는 틀
객체지향 프로그램에서 데이터를 추상화하는 단위
클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스(Instance)라고 하며, 클래스로부터 새로운 객체를 생성하는 것을 인스턴스화(Instantiation)라고 함
인스턴스(객체)는 공통 속성과 행위를 가지고 있으며, 속성에 대한 정보가 서로 달라서 동일 기능을 하는 여러 객체를 나타낸다.
최상위 클래스: 상위 클래스를 갖지 않는 클래스
슈퍼 클래스(Super Class): 특정 클래스의 상위(부모) 클래스
서브 클래스(Sub Class): 특정 클래스의 하위(자식) 클래스
🔎 4) 캡슐화(Encapsulation): 데이터(속성)와 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶는 것
인터페이스를 제외한 세부 내용이 은닉되어 외부 접근이 제한적이기 때문에 외부 모듈 변경으로 인한 파급 효과가 적다.
캡슐화된 객체들은 재사용이 용이하다.
자신을 제외한 상대 객체의 세부 내용은 알 필요가 없기 때문에 인터페이스가 단순해지고 객체 간 결합도가 낮아진다.
🔎 5) 상속(Inheritance): 이미 정의된 상의(부모) 클래스의 모든 속성과 연산을 하위(자식) 클래스가 물려받는 것
하위 클래스는 따로 정의하지 않아도 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 즉시 자신의 속성으로 사용할 수 있다.
하위 클래스는 상속받은 속성과 연산 외에 새로운 속성과 연산을 첨가하여 사용할 수 있다.
객체와 클래스의 재사용, 소프트웨어의 재사용(Reuse)을 높이는 중요한 개념
다중 상속(Multiple Inheritance): 한 클래스가 두 개 이상의 상위 클래스로부터 속성과 연산을 다중으로 상속받는 것 (클래스 계층을 복잡하게 만들기 때문에 허용하지 않는 프로그래밍 언어도 있다.)
🔎 6) 다형성(Polymorphism): 메시지에 의해 객체(클래스)가 연산을 수행할 때, 하나의 메시지에 대해 각 객체가 가진 고유한 방법(특성)으로 응답할 수 있는 능력
객체(클래스)들은 동일한 메소드명을 사용하며 같은 의미의 응답을 한다.
하나의 함수나 연산자가 두 개 이상의 서로 다른 클래스의 인스턴스들을 같은 클래스에 속한 인스턴스처럼 수행할 수 있도록 하는 것
+ 연산자: 숫자 클래스에서는 덧셈, 문자 클래스에서는 문자열의 연결 기능
오버로딩(Overloading): 메소드 이름은 같지만 매개변수의 데이터 타입과 개수에 따라 여러 기능을 정의할 수 있다.
오버라이딩(Overriding), 메소드 재정의 : 상위 클래스에서 정의한 메소드와 이름은 같지만 메소드 안의 실행 코드를 달리하여 자식 클래스에서 재정의 후 사용
🔎 7) 연관성(Relationship): 두 개 이상의 객체(클래스)들이 상호 참조하는 관계
종류 | 의미 | 특징 |
---|---|---|
is member of | 연관화(Association) | 2개 이상의 객체가 상호 관련되어있음을 의미 |
is instance of | 분류화(Classfication) | 동일한 형의 특성을 갖는 객체를 모아 구성하는 것 |
is part of | 집단화(Aggregation) | 관련있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체 구성하는 것 |
is a | 일반화(Generalization) | 공통 성질들로 추상화한 상위 객체를 구성하는 것 |
is a | 특수화/상세화(Specialization) | 상위 객체를 구체화하여 하위 객체를 구성하는 것 |
🔎 1) 객체지향 분석의 개념
* 인스턴스: 어떤 클래스로부터 만들어진 객체
* 인스턴스화: 클래스로부터 인스턴스를 생성하는 것
🔎 2) 객체지향 분석의 방법론
① 럼바우(Rumbaugh) 방법: 가장 일반적으로 사용되는 방법. 분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행
② 부치(Booch) 방법: 미시적(Micro) 개발 프로세스와 거시적(Macro) 개발 프로세스를 모두 사용하는 방법. 클래스와 객체를 분석 및 식별하고 클래스의 속성과 연산 정의
③ Jacobson 방법: Use Case(사용 사례)를 강조하여 사용하는 분석 방법
④ Coad와 Yourdon 방법: E-R 다이어그램으로 객체의 행위를 모델링하는 방법. 객체 식별, 구조 식별, 주제 정의, 속성과 인스턴스 연결 정의, 연산과 메시지 연결 정의 등으로 구성
⑤ Wirfs-Brock 방법: 분석과 설계 간의 구분이 없고, 고객 명세서를 평가하여 설계 작업까지 연속적으로 수행하는 기법
*Use Case: 사용자, 외부 시스템, 다른 요소들이 시스템과 상호 작용하는 방법을 기술한 설명
🔎 3) 럼바우(Rumbaugh) 분석 기법: 모든 소프트웨어 구성 요소를 그래픽 표기법으로 모델링하는 기법 (객체 모델링 기법 - OMT; Object-Modeling Technique)