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객제지향 분석

Object Oriented Analysis ; OOA

사용자의 요구사항을 분석하여 요구된 문제와 관련된 모든 클래스, 이과 연관된 속성과 연산, 그들 같의 관계등을 정의하여 모델링 하는 작업

• 객체와 속성, 클래스와 맴버, 전체와 부분 등으로 나누어서 분석
• 문제를 모형화할 수 있게 해준다
• 객체는 클래스로부터 인스턴스화되고, 이 클래스를 식별하는 것이 객체지향 분석을 주요한 목적이다

객제지향 분석의 방법론

럼바우 분석 기법

객체 모델링 기법(OMT, Object-Modeling Technique)이라고도 한다

객체 모델링 -> 동적 모델링 -> 기능 모델링

객체지향 설계 원칙

SOLID원칙

- 단일 책임 원칙

- 개방 - 폐쇠 원칙

- 리스코프 치환 원칙

- 인터페이스 분리 원칙

- 의존 역전 원칙

2021 시나공 정보처리기사 필기 도서를 학습하고 정리하였습니다

객체지향(Object-Oriented)

현실 세계의 개체를 하나의 객체로 만들어 기계 조립하듯 소프트웨어를 개발할 수 있게 한 기법

• 구조적 기법의 문제점으로 인한 소프트웨어의 위기의 해결책으로 채택되어 사용
• 소프트웨어 재사용 및 확장에 용이, 유지보수가 쉽다
• 복잡한 구조를 단계적, 계층적으로 표현하고 멀티미디어 데이터 및 병렬 처리를 지원
• 사용자와 개발자가 쉽게 이해
• 객체, 클래스, 캡슐화, 상속, 다형성, 연관성

객체

데이터와 데이터를 처리하는 함수를 묶어놓은 하나의 소프트웨어 모듈

• 독립적 식별 가능한 이름을 가짐
• 객체가 가질 수 있는 조건을 상태라고 하는데, 일반적으로 상태는 시간에 따라 변한다
• 객체와 객체는 상호 연관성에 의한 관계가 형성
• 객체가 반응할 수 있는 메시지의 집합을 행위라고 한다
• 일정한 기억장소를 가진다

클래스

공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합, 일반적인 타입을 의미

• 객체들이 가지는 속성과 연산을 정의하는 틀
• 객체지향에서 데이터를 추상화하는 단위
• 클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스 라며, 클래스로부터 새로운 객체를 생성하는 것을 인스턴스화라고 한다
• 동일 클래스에 객체는 공통된 속성과 행위를 가지지만 속성에 대한 저오가 달라 여러 객체를 나타내게 된다
• 슈퍼 클래스는 특정클래스의 부모고, 서브 클래스는 특정 클래스의 자식이다

캡슐화

속성과 함수를 하나로 묶는 것

• 캡슐화된 객체는 인터페이스를 제외한 세부 내용이 은폐되어 외부에서 접근이 제한적이라 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적다
• 재사용이 용이
• 인터페이스가 단순해지고, 객체 간의 결합도가 낮아진다

상속

이미 정의된 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는것

• 소프트웨어의 재사용을 높이는 중요한 개념
• 다중 상속 : 한 개의 클래스가 두 개 이상의 상위 클래스로부터 속성과 연산을 상속 받는 것

다형성

메시지에 의해 객체가 연산을 수행하게 될 때 하나의 메시지에 대해 각각 객체가 가지고 있는 고유한 벙법으로 응답할 수 있는 능력

• 객체들은 동일한 메소드명을 사용하며 같은 의미의 응답을 한다
• 응용 프로그램 상에서 하나의 함수나 연산자가 두 개 이상의 서로 다른 클래스의 인스턴스들을 같은 클래스에 속한 인스턴스처럼 수행할 수 있도록 하는 것이다

연관성

is member of ; 연관화 ; 2개 이상의 객체가 상호 관련되어 있음

is instance of ; 분류화 ; 동일한 형의 특성을 갖는 객체들을 모아 구성하는 것

is part of ; 집단화 ; 관련있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체를 구성하는 것

is a ; 일반화 ; 공통적인 성질들로 추상화한 상위 객체를 구성한ㄴ 것

is a ; 특수화/ 상세화 ; 상위 객체를 구체화하여 하위 객체를 구성하는 것 

2021 시나공 정보처리기사 필기 도서를 학습하고 정리하였습니다

아키텍처 패턴

아키텍처를 선계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제

• 아키텍처 패턴은 소프트웨어 시스템의 구조를 구성하기 위한 기볹ㄱ인 윤곽을 제시
• 아서브시트템들과 그 역할이 저으이되어 있으며, 서브시스템 사이의 관계와 여러 규칙, 지침 등이 포함되어 있다
• 아키텍처 페턴을 아키텍처 스타일 또는 표준 아키텍처라고도 한다
• 아키텍처 패턴의 장점
  • 시행착오를 줄여 개발 시간 단축, 고품질 소프트웨어 생산
  • 안정적인 개발 가능
  • 의사소통 간편
  • 시스템 구조 이해가 쉬워 개발에 참여하지 않은 사람도 손쉽게 유지보수 수행 가능
  • 개발 전에 시스템 특성 예측 가능

레이어 패턴(Layers pattern)

레이어 패턴은 시스템을 계층으로 구분하연 구성하는 고전적 방법

• 각각의 서브시스템들이 계층구조를 이룸, 상위 계층은 하위 계층에 대한 서비스 제공자가 되고, 하위 계층은 상위 계층의 클라이언트가 된다
• 서로 마주보는 두 개의 계층 사이에서만 상호작용이 이루어진다
• 특정 계층만 교체해 시스템 개선이 가능
• 대표적으로 OSI 참조 모델이 있다

클라이언트 - 서버 패턴

• 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성
• 사용자는 클라이언트 컴포넌트와만 의사소통을 한다
• 서버는 클라이언트의 요청에 대비해 항상 대기 상태 유지
• 요청, 응담 받기 위해 동기화 되는 경우 제외하고는 서로 독립적

파이프 - 필터 패턴(Pipe - Filter Pattern)

• 각 단계를 필터 컴포넌트로 캡슐화하여 파이프를 통해 데이터를 전송하는 패턴
• 재사용성이 좋고 추가가 쉬워 확장에 용이
• 다양한 파이프라인 구축 가능
• 데이터 변환, 버퍼링, 동기화 등에 주로 사용
• 대표적으로 유닉스의 쉘이 있다

모델 - 뷰 - 컨트롤러 패턴(Model - View - Controller Pattern)

• 서브 시스템을 3개의 부분으로  구조화
• 모델 : 시스템의 핵심 기능과 데이터 보관
• 뷰 : 사용자에게 정보 표시
• 컨트롤러 : 사용자에게 받은 입력 처리
• 각각의 패턴은 별도의 컴포넌트로 분리되어 있어 서로 영향을 받지 않는다
• 여러 개의 뷰를 만들 수 있으므로 하나의 모델에 대해 여러 개의 뷰를 필요로 하는 대화형 애플리케이션에 적합하다

기타 패턴

마스터 - 슬레이브 패턴 : 마스터 컴포넌트에서 슬레이브 컴포넌트로 작업을 분할한 후 슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식, 마스터 커포넌트가 모든 작업의 주체, 슬레이브 컴포넌트는 마스터의 지시에 따라 작업을 수행하고 결과를 반환한다, 장애 허용 시스템과 병렬 컴퓨팅 시스템에서 주로 활용

브로커 패턴 : 사용자가 원하는 서비스와 특성을 브로커 컴포넌트에 요청하면 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결해준다, 원격 서비스 호출에 응답하는 컴포넌트들이 여러 개 있을 때 적합한 패턴, 분산 환경 시스템에서 주로 활용

피어 - 투 - 피어 - 패턴 : 피어를 하나의 컴포넌트로 간주, 각 피어는 서비스를 호출하는 클라이언트가 될 수도, 서비스를 제공하는 서버가 될 수도 있는 패턴이다, 전형적인 멀티스레딩 방식을 사용한다

이벤트 - 버스 패턴 : 소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 발행하면, 해당 채널을 구독한 리스너들이 메세지를 받아 이벤트를 처리하는 방식

블랙보드 패턴 : 모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 형태, 검색을 통해 블랙보드에서 원하는 데이터를 찾을 수 있다, 해결책이 명확하지 않은 문제 해결에 유용, 음성인식, 차량 식별, 신호 해석 등에 주로 활용

인터프리터 패턴 : 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고, 기호마다 클래스를 갖도록 구성, 특정 언어로 작성된 프로그램 코드를 해석하는 컴포넌트를 설계할 때 사용

2021 시나공 정보처리기사 필기 도서를 학습하고 정리하였습니다

소프트웨어 아키텍처

소프트웨어의 골격이 되는 기본구조

요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체

모듈화

소프트웨어의 성능을 향상시키거나 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나눈 것

• 재사용성이 향상된다
• 너무 작게 나누면 개수가 많아저져 모듈 통합 비용이 많이 들고, 너무 크게 나누면 하나의 재작 비용이 많이 든다

추상화

문제의 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 세분화 하여 구체화 시키는 것

• 시스템 구축 전 유사 모델을 만들어 테스트 가능
• 최소의 비용으로 실제 상황 대저 가능
• 과정 추상화 : 전반적인 흐름만 파악
• 데이터 추상화 : 세부적인 속성은 정의하지 않고 데이터 구조를 대표할 수 있는 표현으로 대체
• 제어 추상화 : 이벤트 발생의 정확한 절차나 방법은 정의하지 않고 대표할 수 있는 표현으로 대체

단게적 분해

• 하향식 설계 전략 상위 개념부터 하위개념으로 구체화한다
• 추상화의 반복에 의해 세분화
• 기능 부터 알고리즘, 자료구조 같은건 가능한 나중에

정보은닉

• 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록
• 반드시 필요한 기능이 있어서 커뮤니케이션이 필요하면 필요한 정보만 인터페이스로 주고 받는다
• 독립적으로 수행가능
• 하나의 모듈이 변경되어도 다른 모듈에 영향을 주지 않아 수정, 시험, 유지보수가 용이

소프트웨어 아키텍처의 품질 속성

• 시스템 측면, 비즌스 측면, 아키텍처 측면으로 나뉜다

소프트웨어 아키텍처의 설계 과정

설계 목표 설정 -> 시스템 타입 결정 -> 아키텍처 패턴 적용 -> 서브시스템 구체화 -> 검토

2021 시나공 정보처리기사 필기 도서를 학습하고 정리하였습니다

사용자 인터페이스(UI; User Interface)

사용자와 시스템간의 상호작용이 원할하게 이루어지도록 도와주는 장치나 소프트웨어

사용자 인터페이스의 세 가지 분야

• 정보 제공과 전달을 위한 물리적 제어에 관한 분야
• 콘텐츠의 상세저인 표현과 전체적인 구성에 관한 분야
• 모든 사용자가 편리하고 간편하게 사용하도록 하는 기능에 관한 분야

특징

• 사용자 만족도에 가장 큰 영향을 미치는 중요한 요소, 소프트웨어 영역 중 변경이 가장 많이 발생
• 사용자의 편리성과 가독성을 높임으로써 작업 시간을 단축, 업무 이해도 향상
• 최소한의 노력으로 원하는 결과 도출
• 수행 결과의 오류를 줄인다
• 사용자의 막연한 작업 기능에 대해 구체적인 방법을 제시
• 정보 제공자와 공급자 간의 매개 역할 수행
• 사용자 인터페이스를 설계하기 위해서는 소프트에어 아키텍처를 반드시 숙지해야한다

*소프트웨어 아키텍처 - 전체 시스템 전반적인 구조 설계, 시스템 구축 및 개선을 용이하게 함

사용자 인터페이스 구분

사용자 인터페이스의 기본 원칙

• 직관성 : 이해하기 쉬워야 한다
• 유효성 : 사용자의 목적을 정확하게 달성해야한다
• 학습성 : 누구나 배울 수 있어야 한다
• 유연성 : 사용자의 요구사항을 최대한 수용하고 실수를 최소화해야 한다

사용자 인터페이스의 설계 지침

• 사용자 중심 : 사용자가 쉽게 이해하기 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공하며, 실사용자에 대한 이해가 바탕이 되어야한다
• 일관성 : 버튼이나 조작 방법 등을 일관성 있게 제공하므로 사용자가 쉽게 기억하고 습득할 수 있게 설계해야 한다.
• 단순성 : 조작 방법을 단순화시켜 인지적 부담을 감소시켜야 한다
• 단순성 : 조작 방법을 단순화시켜 인지적 부담을 감소시켜야 한다
• 결과 예측 가능 : 작동시킬 기능만 보고도 결과를 미리 예측할 수 있게 설계해야 한다
• 가시성 : 메인 화면에 주요 기능을 노출시켜 최대한 조작이 쉽도록 설계해야 한다
• 표준화 : 기능 구조와 디자인을 표준화하여 한 번 학습한 이후에는 쉽게 사용할 수 있도록 설계해야 한다
• 접근성 : 사용자의 연령, 성별, 인종 등 다양한 계층이 사용할 수 있도록 설계해야한다
• 명확성 : 사용자가 개념적으로 쉽게 인지할 수 있도록 설계해야 한다
• 오류 발생 해결 : 오류가 발생하면 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 설계해야한다

사용자 인터페이스 개발 시스템의 기능

• 사용자의 입력 검증 가능
• 에러 처리 와 에러 메시지 표시
• 도움과 프롬프트 제공

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UML(Unified Modeling Language)

시스템 분석, 설계, 구현 등의 과정에서 개발자와 고객 또는 개발자 상호간의 의사소통이 원할하게 이루어지도록 표준화된 객체지향 모델링 언어

• UML은 Rumbaugh(OMT), Booch, Jcobson 등의 객체지향 방법론의 장점을 통합하였다
• 시스템의 구조를 표현하는 6개의 구조 다이어그램과 시스템의 동작을 표현하는 7개의 행위 다이어그램을 작성할 수 있다.
• 각각의 다이어그램은 사물과 사물 간의 관계를 용도에 맞게 표현
• 구성요소 : 사물, 관계, 다이어그램

구성요소

사물 : 모델을 구성하는 가장 중요한 요소로 다이어그램 안에서 관계가 형성될 수 있는 대상으로 구조 사물, 행동 사물, 그룹 사물, 주해 사물이 있다

관계 : 사물과 사물 사이의 연관성으로 연관관계, 집합 관계, 포함 관계, 일반화 관계, 의존 관계, 실체화 관계가 있다

다이어그램 : 사물과 관계를 도형으로 표현한것으로 여러 관점에서 시스템을 가시화한 뷰를 제공, 정적 모델링에서는 주로 구조적 다이어그램을, 동적 모델링에서는 주로 행위 다이어그램

구조적 다이그램

행위 다이어그램

주요 UML 다이어그램

유스케이스(use case)다이어그램

• 외부 요소와 시스템 간의 상호 작용 확인
• 사용자 요구사항 분석
• 시스템 범위 파악

클래스(Class) 다이어그램

• 구조적 다이어그램
• 시스템 구성 요소를 문서화하는 데 사용된다
• 코딩에 필요한 객체의 속서으 함수 등의 정보를 잘 표현 -> 시스템 모델링에 사용

시퀀스(Sequence) 다이어그램

• 메시지를 표현
• 수행 기간 확인 가능
• 내부 객체들을 기본 단위로 하여 상호작용을 표현
• 주요 기능 모델링에서 작성한 유스케이스 명세서를 하나의 표현 범위로 하지만, 하나의 클래스에 포함된 오퍼레이션을 하나의 범위로 표현하기도 함

2021 시나공 정보처리기사 필기 도서를 학습하고 정리하였습니다

CASE(자동화도구)

자동으로 요구사항을 분석하고, 분석명세서를 기술하도록 개발된 도구

- 표준화와 보고를 통해 문서화 품질 개선

- DB가 모두에게 이용 가능하다는 점에서 분석자들 간의 적절한 조정

- 교차 참조도와 보고서를 통한 결함, 생략, 불일치 발견 용이성

- 변경이 주는 영향 추적의 용이성

- 명세에 대한 유지보수 비용의 축소

자동화 도구는 SADT, SREM, PSL/PSA, TAGS, EPOS등이 있다

SADT

시스템 정의, 소프트웨어 요구사항 분석, 시스템/소프트웨어 설계를 위해 널리 이용된 구조적 분석 및 설계도구

구조적 요구 분석을 위해 블록 다이어그램을 채택했다

SREM = RSL/REVS

우주 국방 시스템 그룹 실시간 처리 시스템에서 요구사항을 명확히 기술하도록 할 목적으로 개발한 것,

RSL과 REVS를 사용하는 자동화 도구

RSL - 요소, 속성, 관계, 구조들을 기술하는 요구사항 기술 언어

REVS - RSL로 기술된 요구사항을 분석

PSL/PSA

PSL/PSA를 사용하는 자동화 도구

PSL - 기술 언어

PSA - 분석기

TAGS

개발 주기의 전 과정에 이용 할 수 있는 자동화 도구

HIPO(Hierarchy Input Process Output)

시스템의 분석 및 설계나 문서화할 때 사용되는 기법, 시스템 실행 과정인 입려그 처리, 출력의기능 나타냄

- 하향식 소프트웨어 개발을 위한 문서화 도구

- 체계적인 문서 관리 가능

- 기호, 도표 등을 사용해 보기 쉽고 이해하기 쉽다

- 기능과 자료 의존관계 동시 표현 가능

- 변경, 유지보수 용이

HIPO Char는

- 가시적 도표(도식 목차) Visual Table of Contents

- 총체적 도표(총괄도표, 개요 도표) Overview Diagram

- 세부적 도표(상세 도표) Detail Diagram

이 있다

자료 흐름도(Data Flow Diagram)

자료의 흐름 및 변환 과정과 기능을 도식화하여 기술하는 요구사항 분석 기법

자료흐름 그래프, 버블 차트라고도 한다

구조적 분석 기법에 이용된다

- 자료 흐름은 process를 거쳐 변환될 때마다 새로운 이름을 부여받는다

- 처리가 출력 자료를 산출하기 위해서는 반드시 입력 자료가 발생해야 한다

- 처리와 하위 자ㅛㄹ 흐름도의 자료 흐름은 서로 일치되어야 한다

- 자료 저장소에 입력 화살표가 있다고 하여 반드시 출력 화살표가 표시될 필요는 없다

- 도형으로 그려진다

구성요소

- 프로세스(process)

•   동그라미

- 자료 흐름(Flow)

•   화살표

- 자료 저장소(Data Store)

•   평행선

- 단말(Terminator)

•   사각형

자료 사전(Data Dictionary)

자료, 자료들의 집합, 자료의 흐름, 자료 저장소와 그들간의 관계,범위,단위들을 궃적으로 명시

메타 데이터라고도 한다

-특정한 자료 용어가 무엇을 의미하는지 알린다

- 정보를 체계적이고 조직적으로 모아 개발자나 사용자가 편리하게 사용할 수 있다

- 사용 기호

• = is composed of
• + and
• () optional
• {}∩ iteration
• [] selection
• | seperator
• @ key field
• * comment
• ** no comment

기능 요구사항과 비기능 요구사항

요구사항은 일반적으로 기술하는 내용에 따라 기능 요구사항과 비기능 요구사항으로 구분된다.

기능 요구사항

- 시스템의 입, 출력과 관련된 것

- 시스템이 관리하는 데이터와 관련된 것

- 시스템이 무엇을 하는지

- 사용자가 해당 시스템을 통해 제공 받고자 하는 것

비기능 요구사항

- 시스템 장비 등에 대한 요구사항 : 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크 등

- 시스템의 성능과 관련된 사항

- 인터페이스와 관련된 사항

- 데이터가 필요로 하는 사항

- 보안, 품질과 관련된 사항

- 정치적, 문화적 요구사항

기능적인 것은 입, 출력과 관련되며 반드시 실행되는 사항 비기능적 요구사항은 입, 출력과 직접적으로 관련이 없는 사항으로 암기해야겠다

XP(eXtreme Programming)

비즈니스 상의 요구 변동이 심한 경우 적합한 개발 방법이다

애자일 개발 프로세스의 대표적인 하나로 꼽힌다

짧고 반복적인 개발 주기, 단순한 설계, 고객의 적극적인 참여를 통해 소프트웨어를 빠르게 개발하는 것이 목적이다

비교적 작은 규모의 인원의 개발 프로젝트에 적용하기 좋으며 개발 문서보다는 소스코드를, 조직적인 개발 보다는 개개인의 책임과 용기에 중점을 두는 경향이 있다

릴리즈의 기간을 짧게 반복아혀 고객의 요구사항 반영에 대한 가시성을 높인다

XP의 가치

의사소통, 단순성, 피드백, 용기, 존중

XP의 원칙

인간성, 경제성, 상호이익, 자기 유사성, 개선, 다양성, 반성, 흐름, 잉여, 실패, 품질

XP의 실천방법

XP 개발 프로세스

유저스토리(사용자스토리)

- 고객의 요구사항을 적어논 것

- 사용자의 입장에서 적으며 개발자 입장에서 재해석 해서는 안된다

릴리즈 계획

- 개발 완료 시점에 대한 일정을 수립한다

스파이크

- 요구사항의 신뢰를 높이고 기술 문제 위험을 감소시키기 위해 별도로 만드는 간단한 프로그램

- 핵심 기능 이외에는 모두 무시하고 최대한 간단하게 작성한다

이터레이션

- 하나의 릴리즈를 더 세분화 한 단위

- 이 기간 중에 새로운 스토리가 작성될 수 있으며, 작성된 스토리는 진행 중인 이터레이션 혹은 다음 이터레이션에 포함될 수있다

승인검사

- 부분 완료 제품이 구현되면 수행한다

- 사용자가 직접 작성한 시나리오를 바탕으로 테스트 코드를 작성한다

- 테스트를 반드시 통과해야 유저스토리 처리가 완료된다

- 테스트가 완료되면 다음 이터레이션을 진행한다

소규모 릴리즈

- 릴리즈를 소규모로 진행하며 고객의 반응을 기능별로 확인할 수 있다