자격증/정보처리기사

[정보처리기사] 실기 요약 정리 서버 프로그램 구현

윤규헌 2023. 7. 18. 20:05

1. 개발 환경 구축

개발 환경 구축

  • 응용 소프트 웨어 개발을 위해 개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것이다.
  • 개발 환경은 응용 소프트웨어가 운영될 환경과 유사한 구조로 구축한다.

하드웨어 환경

  • 사용자의 인터페이스 역할을 하는 클라이언트 그리고 클라이언트와 통신하여 서비스를 제공하는 서버로 구성된다.
    • 클라이언트의 종류
      • 개인용 컴퓨터
      • 스마트폰
    • 서버의 종류
      • 웹 서버 ( Web Server)
        •  클라이언트에 직접 요청을 받아 처리하는 서버, 저용량의 정적 파일 제공한다.
        •  ex) Apache Http server , css , html 파일 등
      • 웹 애플리케이션 서버 ( WAS : Web Application Server )
        •  동적 서비스 제공, 데이터 가공 수행, 웹서버와 파일서버 사이에서 인터페이스 역할을 수행한다.
        •  ex) Apache Tomcat 등
      • 데이터베이스 서버
        •  DB 이를 관리하는 DBMS를 운영한다.
      • 파일서버 
        •  DB에 저장하기엔 비효율적인 파일을 저장하고 관리한다.
        •  ex) AWS S3

소프트웨어 환경

  • 클라이언트와 서버 운영을 위한 시스템 소프트웨어와 개발에 사용되는 개발 소프트웨어로 구성된다.
    • 시스템 소프트웨어의 종류
      • 운영체제(OS)
      • 웹 서버 및 WAS 운용을 위한 서버 프로그램
      • DBMS
    • 개발 소프트웨어의 종류
      • 요구사항 관리 도구 : 요구사항 수집과 분석, 추적 등을 편리하게 도와주는 소프트웨어
      • 설계 / 모델링 도구 : UML을 지원하며, 개발의 전 과정에서 설계 및 모델링을 도와주는 소프트웨어
      • 구현 도구 : 개발 언어를 통해 애플리케이션의 실제 구현을 지원하는 소프트웨어
      • 빌드 도구 : 구현 도구를 통해 작성된 소스의 빌드 및 배포, 라이브러리 관리를 지원하는 소프트웨어
      • 테스트 도구 : 모듈들이 요구사항에 적합하게 구현되었는지 테스트하는 소프트웨어
      • 형상 관리 도구 : 산출물들을 버전별로 관리하여 품질 향상을 지원하는 소프트웨어

웹 서버의 기능

  • HTTP/HTTPS 지원 : 브라우저로부터 요청을 받아 응답할 때 사용되는 프로토콜
  • 통신 기록 : 처리한 요청들을 로그 파일로 기록하는 기능
  • 정적 파일 관리 : HTML, CSS, 이미지 등의 정적 파일들을 저장하고 관리하는 기능
  • 대역폭 제한 : 네트워크 트래픽의 포화를 방지하기 위해 응답속도를 제한하는 기능
  • 가상호스팅 : 하나의 서버로 여러개의 도메인 이름을 연결하는 기능
  • 인증 : 사용자가 합법적인 사용자인지를 확인하는 기능

개발 언어의 선정 기준

  • 적정성 : 개발하려는 소프트웨어에 목적 적합해야 한다.
  • 효율성 : 코드의 작성 및 구현이 효율적이어야 한다.
  • 이식성 : 다양한 시스템 및 환경에 적용 가능해야 한다.
  • 친밀성 : 개발 언어에 대한 개발자들의 이해도와 활용도가 높아야 한다.
  • 범용성 : 다른 개발 사례가 존재, 여러 분야 활용되고 있어야 한다.

2. 소프트웨어 아키텍처

소프트웨어 아키텍처

  • 소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체
  • 애플리케이션의 분할 방법과 분할된 모듈에 할당될 기능, 모듈 간의 인터페이스 등을 결정한다.
  • 소프트웨어 아키텍처 설계의 기본 원리에는 모듈화, 추상화, 단계적 분해, 정보 은닉이 있다.

모듈화

  • 소프트웨어의 성능 향상, 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것이다.
  • 결합도 최소화와 응집도 최대화가 목표다.

추상화

  • 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후, 구체화시켜 나가는 것이다.
  • 완전한 시스템을 구축하기 전에 그 시스템과 유사한 모델을 만들어서 여러 가지 요인들을 테스트할 수 있다.
  • 추상화의 유형
    • 과정 추상화 : 수행 과정 정의하지 않고, 전반적인 흐름만 파악할 수 있게 설계하는 방법
    • 자료 추상화 : 세부적인 속성이나 용도 정의 X, 데이터 구조를 대표할 수 있는 표현으로 대체하는 방법
    • 제어 추상화 : 이벤트 발생의 정확한 절차나 방법 정의 X, 대표할 수 있는 표현으로 대체하는 방법

단계적 분해

  • 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법이다.
  • Niklaus Wirth에 의해 제안된 하향식 설계 전략이다.
  • 소프트웨어의 포괄적인 기능에서부터 시작하여 점차적으로 구체화하고, 알고리즘, 자료 구조 등 상세한 내역은 가능한 한 뒤로 미루어 진행한다.

정보은닉

  • 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나, 변경하지 못하도록 하는 기법이다.
  • 정보 은닉을 통해 모듈을 독립적으로 수행 가능하다.

상위 설계와 하위 설계

  • 상위 설계
    • 별칭 : 아키텍처 설계, 예비 설계
    • 설계 대상 : 시스템 전체 구조
    • 세부 목록 : 구조, DB, 인터페이스
  • 하위 설계
    • 별칭 : 모듈 설계, 상세 설계
    • 설계 대상 : 시스템의 내부 구조 및 행위
    • 세부 목록 : 컴포넌트, 자료 구조, 알고리즘

소프트웨어 아키텍처의 품질 속성

  • 소프트웨어 아키텍처가 이해 관계자들이 요구하는 수준의 품질을 유지 및 보장할 수 있게 설계되었는지 확인하기 위해 품질 평가 요소를 구체화시켜놓은 것이다.
    • 품질 평가 요소의 종류
      • 시스템 측면 : 성능, 보안, 가용성, 기능성, 사용성, 변경 용이성, 확장성 등
      • 비즈니스 측면 : 시장 적시성, 비용과 혜택, 예상 시스템 수명, 목표 시장, 공개일정 등
      • 아키텍처 측면 : 개념적 무결성, 정확성, 완결성, 구축 가능성, 변경성, 시험성 등

소프트웨어 아키텍처의 설계 과정

  • 설계 목표 설정
    • 요구사항을 분석하여 전체 시스템의 설계 목표 설정
  • 시스템 타입 결정
    • 시스템과 서브 시스템의 타입을 결정하고, 아키텍처 패턴 선택
  • 아키텍처 패턴 적용
    • 시스템의 표준 아키텍처 설계
  • 서브 시스템 구체화
    • 서브 시스템의 기능 및 서브 시스템 간의 상호작용을 위한 동작과 인터페이스 정의
  • 검토
    • 설계 목표, 요구 사항, 설계의 기본 원리 등을 만족하는지 아키텍처 검토

협약(Contract)에 의한 설계

  • 컴포넌트 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것이다.
  • 컴포넌트에 대한 정확한 인터페이스를 명세한다.
  • 명세에 포함될 조건
    • 선행 조건 : 오퍼레이션이 호출되기 전에 참이 되어야 할 조건
    • 결과 조건 : 오퍼레이션이 수행된 후 만족되어야 할 조건
    • 불변 조건 : 오퍼레이션이 실행되는 동안 항상 만족되어야 할 조건

3. 아키텍처 패턴

아키텍처 패턴

  • 아키텍처를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
  • 주요 아키텍처 패턴의 종류
    • 레이어 패턴
    • 클라이언트-서버 패턴
    • 파이프-필터 패턴
    • 모델-뷰-컨트롤러 패턴

레이어 패턴

  • 시스템을 계층으로 구분하여 구성하는 방법의 패턴
  • 상위 계층은 하위 계층에 대한 서비스 제공자가 되고, 하위 계층은 상위 계층의 클라이언트가 된다.
  • 대표적으로 OSI 참조 모델이 있다.

클라이언트-서버 패턴

  • 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성되는 패턴
  • 사용자가 클라이언트를 통해 서버에 요청하면, 클라이언트가 응답을 받아 사용자에게 제공하는 방식이다.

파이프-필터 패턴

  • 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터로 캡슐화하여 파이프를 통해 전송하는 패턴
  • 앞 시스템의 처리 결과물을 파이프를 통해 전달받아 처리하여 다시 파이프를 통해 시스템으로 넘겨주는 패턴을 반복한다.
  • 데이터 변환, 버퍼링, 동기화 등에 주로 사용된다.
  • 대표적으로 UNIX의 Shell 이 있다.

모델-뷰-컨트롤러

  • 서브 시스템을 모델, 뷰, 컨트롤러로 구조화하는 패턴이다.
  • 컨트롤러가 사용자의 요청을 받으면 핵심 기능과 데이터를 보관하는 모델을 이용하여 뷰에 정보를 출력하는 구조
  • 여러 개의 뷰를 만들 수 있다.
  • 한 개의 모델에 대해 여러 개의 뷰를 필요로 하는 대화형 애플리케이션에 적합하다.

기타 패턴

  • 마스터 슬레이브 패턴
    • 슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업을 수행하는 패턴
    • 예시 : 병렬 컴퓨팅 시스템, 장애 허용 시스템
  • 브로커 패턴
    • 사용자가 원하는 서비스와 특성을 브로커 컴포넌트에 요청해서 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 연결지를 연결해 주는 패턴
    • 예시 : 분산 환경 시스템
  • 피어-투-피어 패턴
    • 피어라 불리는 하나의 컴포넌트가 클라이언트가 될 수도, 서버가 될 수 도 있는 패턴
    • 예시 : 파일 공유 네트워크
  • 이벤트-버스 패턴
    • 소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 발행하면, 해당 채널을 구독한 리스너들이 메시지를 받아 이벤트를 처리하는 패턴
    • 예시 : 알림 서비스
  • 블랙보드 패턴
    • 모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 패턴
    • 예시 : 음성 인식, 차량 식별, 신호 해석
  • 인터프리터 패턴
    • 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고, 기호마다 클래스를 갖도록 구성된 패턴
    • 예시 : 번역기, 컴파일러, 인터프리터

4. 객체 지향

객체 지향

  • 소프트웨어의 각 요소들을 객체로 만든 후, 객체들을 조립해서 소프트웨어를 개발하는 기법
  • 구조적 기법의 문제점으로 인한 소프트웨어 위기의 해결책으로 채택되어 사용되고 있다.
  • 객체 지향의 구성요소
    • 객체
    • 클래스
    • 메시지
  • 객체 지향의 특징
    • 캡슐화
    • 상속
    • 다형성
    • 연관성

객체

  • 데이터와 이를 처리하기 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

  • 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합
  • 각각의 객체들이 갖는 속성과 연산을 정의하고 있는 틀
  • 클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스라고 한다.

메시지

  • 객체들 간의 상호작용에 사용되는 수단으로, 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구 사항
  • 메시지를 받은 객체는 대응하는 연산을 수행하여 예상된 결과를 반환한다.

 

캡슐화

  • 외부에서 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부 내용을 은닉하는 것
  • 캡슐화된 객체는 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적다.
  • 인터페이스가 단순해지고, 객체 간의 결합도가 낮아진다.

상속

  • 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것

다형성

  • 하나의 메시지에 대해 각각의 객체가 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력
  • 객체들은 동일한 메소드명을 사용하며, 같은 의미의 응답을 한다.

연관성

  • 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계
  • 연관성의 종류
    • is member of
      •  연관화 : 2개 이상의 객체가 상호 관련
    • is instance of
      • 분류화 : 동일한 형의 특성을 갖는 객체들을 모아 구성
    • is part of
      • 집단화 : 관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체 구성
    • is a
      • 일반화 : 공통적인 성질들로 추상화한 상위 객체를 구성하는 것
      • 특수화(상세화) : 상위 객체를 구체화하여 하위 객체를 구성하는 것

5. 객체 지향 분석 및 설계

객체 지향 분석(OOA)

  • 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 주요 목적이다.

객체 지향 분석의 방법론

  • 럼바우 방법 :  분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행한다.
  • 부치 방법
    • 미시적 개발 프로세스와 거시적 개발 프로세스를 모두 사용한다.
    • 클래스와 객체들을 분석 및 식별하고 클래스의 속성과 연산을 정의한다.
  • Jacobson 방법 : 유스케이스를 강조하여 사용한다.
  • Coad와 Yourdon 방법
    • E-R 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링한다.
    • 객체 식별, 구조 식별, 주제 정의, 속성과 인스턴스 연결 정의, 연산과 메시지 연결 정의 등의 과정으로 구성한다.
  • Wirfs-Brock 방법 : 분석과 설계 간의 구분이 없고, 고객 명세서를 평가해서 설계 작업까지 연속적으로 수행한다.

럼바우의 분석 기법

  • 모든 소프트웨어 구성 요소를 그래픽 표기법을 이용하여 모델링하는 기법이다.
  • 객체 모델링 기법이라고도 한다.
  • 분석활동은 객체 모델링 → 동적 모델링 → 기능 모델링 (객동기) 순으로 이루어진다.
    • 객체 모델링
      • 정보 모델링이라고도 하며 , 시스템에서 요구되는 객체를 찾아내어 속성과 연산 식별 및 객체들 간의 관계를 규정하여 객체 다이어그램으로 표시하는 것이다.
    • 동적 모델링
      • 상태 다이어그램을 이용하여 시간의 흐름에 따른 객체들 간의 제어 흐름, 상호 작용, 동작 순서 등의 동적인 행위를 표현하는 모델링이다.
    • 기능 모델링
      • 자료 흐름도를 이용하여 다수의 프로세스들 간의 자료 흐름을 중심으로 처리 과정을 표현한 모델링이다.

객체 지향 설계 원칙

  • 변경이나 확장에 유연한 시스템을 설계하기 위해 지켜야 할 원칙
  • SRP, OCP, LSP, ISP, DIP의 다섯 가지 원칙의 앞글자를 따서 SOLID원칙이라고 부른다.
    • 객체 지향 설계 원칙의 종류 
      • 단일 책임 원칙(SRP) : 객체는 단 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙
      • 개방-폐쇄 원칙(OCP) : 기존 코드를 변경하지 않고, 기능을 추가할 수 있도록 설계해야 한다는 원칙
      • 리스코프 치환 원칙(LSP) : 자식 클래스는 최소한 부모 클래스의 기능은 수행할 수 있어야 한다는 원칙
      • 인터페이스 분리 원칙(ISP) : 자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 한다는 원칙
      • 의존 역전 원칙(DIP) : 의존 관계 성립 시 추상성이 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야 한다는 원칙

6. 모듈

모듈

  • 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능이다.
  • 서브루틴, 서브 시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등을 의미한다.
  • 모듈의 기능적 독립성 : 소프트웨어를 구성하는 각 모듈의 기능이 서로 독립적임을 의미한다.
  • 모듈의 독립성
    • 결합도, 응집도에 의해 측정된다.
    • 하나의 기능만을 수행함으로 이뤄진다.
    • 독립성을 높이려면 결합도는 약하게, 응집도는 강하게, 크기는 작게 만들어야 한다.

결합도

  • 모듈 간에 상호 의존하는 정도
  • 결합도가 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮다.
  • 결합도의 종류와 강도(약한 것부터 강한 것 순)
    • 자료 결합도
      • 모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도
    • 스탬프 결합도
      • 모듈 간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도
    • 제어 결합도
      • 어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호나 제어 요소를 전달하는 결합도
    • 외부 결합도
      • 어떤 모듈에서 선언한 데이터를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도
    • 공통 결합도
      • 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모둘이 사용할 때의 결합도
    • 내용 결합도
      • 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도

응집도

  • 모듈의 내부 요소들이 서로 연관되어 있는 정도
  • 응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할수록 품질이 낮다.
  • 응집도의 종류와 강도(강한 것부터 약한 것 순)
    • 기능적 응집도
      • 모듈 내부의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우의 응집도
    • 순차적 응집도
      • 모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그다음 활동의 입력 데이터로 사용할 경우의 응집도
    • 교환적 응집도
      • 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 고성 요소들이 모였을 경우의 응집도
    • 절차적 응집도
      • 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때, 모듈 안의 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도
    • 시간적 응집도
      • 특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우의 응집도
    • 논리적 응집도
      • 유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우의 응집도
    • 우연적 응집도
      • 모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소들로만 구성된 경우의 응집도

팬인 / 팬아웃

  • 팬인(Fan-In) : 어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수
  • 팬아웃(Fan-Out) : 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈의 수

N-S 차트

  • 논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법
  • 박스 다이어그램, Chapin Chart라고도 한다.
  • GOTO나 화살표를 사용하지 않는다
  • 연속, 선택 및 다중 선택, 반복의 3가지 제어 논리 구조로 표현한다.
  • 조건이 복합되어 있는 곳의 처리를 시각적으로 명확히 식별하는 데 적합하다.

7. 단위 모듈

단위 모듈

  • 소프트웨어 구현에 필요한 여러 동작 중 한 가지 동작을 수행하는 기능을 모듈로 구현한 것
  • 단위 모듈의 구현 과정
    • 단위 기능 명세서 작성
      • 기능 및 코드 명세서나 설계 지침과 같은 단위 기능을 명세화하는 단계
    • 입출력 기능 구현
      • 입출력 기능을 위한 알고리즘 및 데이터를 구현하는 단계
    • 알고리즘 구현
      • 단위 기능별로 모듈을 구현하는 단계

IPC(Inter-Process Communication)

  • 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합
  • 복수의 프로세스를 수행하며 이뤄지는 프로세스 간 통신까지 구현이 가능하다
  • IPC의 대표 메소드 5가지
    • Shared Memory
      • 공유 가능한 메모리를 구성하여 다수의 프로세스가 통신하는 방식
    • Socket
      • 네트워크 소켓을 이용하여 네트워크를 경유하는 프로세스 간에 통신하는 방식
    • Semaphores
      • 공유 자원에 대한 접근 제어를 통해 통신하는 방식
    • Pipes & Named Pipes
      • Pipe라고 불리는 선입 선출 형태로 구성된 메모리를 여러 프로세스가 공유하여 통신하는 방식
      • Pipe는 하나의 프로세스가 이용 중이라면 다른 프로세스는 접근할 수 없음
    • Message Queueing
      • 메시지가 발생하면 이를 전달하는 방식으로 통신하는 방식

단위 모듈 테스트

  • 모듈이 정해진 기능을 정확히 수행하는지 검증하는 것
  • 단위 테스트라고도 불린다.

테스트 케이스

  • 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서
  • 테스트 케이스를 이용하지 않은 테스트는 특정 요소에 대한 검증이 누락되거나 불필요한 검증의 반복으로 인해 인력과 시간을 낭비할 수 있다.
  • 테스트 케이스의 구성요소
    • 식별자 : 항목식별자, 일련번호
    • 테스트 항목 : 테스트 대상(모듈 또는 기능)
    • 입력 명세 : 테스트 데이터 또는 테스트 조건
    • 출력 명세 : 테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과
    • 환경 설정 : 필요한 하드웨어나 소프트웨어의 환경
    • 특수 절차 요구 : 테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차
    • 의존성 기술 : 테스트 케이스 간의 의존성

8. 공통 모듈

공통 모듈

  • 여러 프로그램에서 공통으로 사용할 수 있는 모듈

공통 모듈 명세 기법의 종류

  • 정확성 : 시스템 구현 시 해당 기능이 필요하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성한다.
  • 명확성 : 해당 기능을 이해할 때 중의적으로 해석하지 않도록 명확하게 작성한다.
  • 완전성 : 시스템 구현을 위해 필요한 모든 것을 기술한다.
  • 일관성 : 공통 기능들 간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성한다.
  • 추적성 : 기능에 대한 요구 사항의 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성한다.

재사용

  • 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업
  • 재사용 규모에 따른 분류
    • 함수와 객체 : 클래스나 메소드 단위의 소스 코드룰 재사용한다.
    • 컴포넌트 : 컴포넌트 자체에 대한 수정 없이 인터페이스를 통해 통신하는 방식으로 재사용한다.
    • 애플리케이션 : 공통된 기능을 제공하는 애플리케이션을 공유하는 방식으로 재사용한다.

9. 코드

코드

  • 자료의 분류, 조합, 집계, 추출을 용이하게 하기 위해 사용하는 기호이다.
  • 코드의 주요 기능
    • 식별 기능 : 데이터 간의 성격에 따라 구분이 가능하다.
    • 분류 기능 : 특정 기준이나 동일한 유형에 해당하는 데이터를 그룹화할 수 있다.
    • 배열 기능 : 의미를 부여하여 나열할 수 있다.
    • 표준화 기능 : 다양한 데이터를 기준에 맞추어 표현할 수 있다.
    • 간소화 기능 : 복잡한 데이터를 간소화할 수 있다.

코드의 종류

  • 순차 코드
    • 자료의 발생 순서, 크기 순서 등 일정 기준에 따라서 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 부여하는 방법
    • 순서 코드 또는 일련번호 코드라고도 한다.
  • 블록 코드
    • 코드화 대상 항목 중에서 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분하고, 각 블록 내에서 일련번호를 부여하는 방법
    • 구분 코드라고도 한다.
  • 10진 코드
    • 코드화 대상 항목을 0~9로 10진 분할하고, 다시 그 각각에 대하여 10진 분할하는 방식
    • 도서 분류식 코드라고도 한다
  • 그룹 분류 코드
    • 코드화 대상항목을 일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류로 구분하고, 그룹 안에서 일련번호를 부여하는 방법
  • 연상 코드
    • 코드화 대상 항목의 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드를 부여하는 방법
  • 표의 숫자 코드
    • 코드화 대상 항목의 성질, 즉 길이, 넓이, 부피, 지름, 높이 등의 물리적 수치를 그대로 코드에 적용하는 방법
    • 유효 숫자 코드라고도 한다.
  • 합성 코드
    • 필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

10. 디자인 패턴

디자인 패턴

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

생성 패턴

  • 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴
  • 생성 패턴의 종류
    • 추상 팩토리
      • 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관, 의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현하는 패턴
    • 빌더
      • 작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성하는 패턴
    • 팩토리 메소드
      • 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
      • 상위 클래스에서는 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당한다.
      • 가상 생성자 패턴이라고도 한다.
    • 프로토타입
      • 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
    • 싱글톤
      • 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없는 패턴
      • 불필요한 메모리 낭비 최소화할 수 있다.

구조 패턴

  • 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴이다.
  • 구조 패턴의 종류
    • 어댑터
      • 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해 주는 패턴
    • 브리지
      • 구현부에서 추상층을 분리하여 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
    • 컴포지트
      • 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴
      • 객체들을 트리구조로 구성
    • 데코레이터
      • 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능을 확장할 수 있는 패턴
    • 퍼싸드
      • 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
    • 플라이웨이트
      • 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고, 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
    • 프록시
      • 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴

행위 패턴

  • 클래스나 객채들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴
  • 클래스나 객체들이 서로 상호작용 하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴
  • 행위패턴의 종류
    • 책임 연쇄
      • 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴
    • 커맨드
      • 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴
    • 인터프리터
      • 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
    • 반복자
      • 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴
    • 중재자
      • 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
    • 메멘토
      • 특정 시점의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
    • 옵서버
      • 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
    • 상태
      • 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
    • 전략
      • 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
    • 템플릿 메소드
      • 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴
    • 방문자
      • 각 클래스의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴이다.

11. 개발 지원 도구

통합 개발 환경(IDE)

  • 개발에 필요한 환경, 다양한 툴을 하나의 인터페이스로 통합하여 제공하는 환경
  • 통합 개발 환경 도구의 종류
    • 이클립스
    • 비주얼 스튜디오
    • 엑스 코드
    • 안드로이드 스튜디오
    • IDEA

빌드 도구

  • 빌드란 소스코드 파일들을 컴퓨터에서 실행할 수 있는 제품 소프트웨어로 변환하는 과정 또는 결과물이다.
  • 대표적인 빌드 도구
    • Ant
    • Maven
    • Gradle

협업 도구

  • 개발에 참여하는 사람들이 서로 다른 작업 환경에서 원활히 프로젝트를 수행할 수 있도록 도와주는 도구

12. 서버 개발

서버 개발

  • 웹 애플리케이션의 로직을 구현할 서버 프로그램을 제작하여 웹 애플리케이션 서버에 탑재하는 것이다.

서버 개발 프레임워크

  • 서버 프로그램 개발 시 다양한 네트워크 설정, 요청 및 응답 처리, 아키텍처 모델 구현 등을 손쉽게 처리할 수 있도록 클래스나 인터페이스를 제공하는 소프트웨어
  • 서버 개발 프레임워크의 대부분은 모델-뷰-컨트롤러 패턴을 기반으로 개발되었다.
  • 서버 개발 프레임워크의 종류
    • Spring
      • Java 기반 프레임워크
      • 전자정부 표준 프레임워크의 기반 기술로 사용되고 있다.
    • Node.js
      • JavaScript 기반 프레임워크
      • 비동기 입, 출력 처리와 이벤트 위주의 높은 처리 성능을 갖고 있어, 실시간으로 입출력이 빈번한 애플리케이션에 적합하다.
    • Django
      • Python 기반 프레임워크
      • 컴포넌트 재사용과 플러그인화를 강조하여 신속한 개발이 가능하도록 지원한다.
    • Codeigniter
      • PHP 기반 프레임워크
      • 인터페이스 간편, 서버자원 적게 사용한다.
    • Ruby on Rails
      • Ruby 기반 프레임워크
      • 테스트 위한 웹서버 지원, 데이터 베이스 작업 단순화, 자동화시켜 개발 코드의 길이가 짧아지게 함으로써 신속한 개발이 가능하다.

서버 개발 과정

  • 서버 개발 과정은 DTO / VO, SQL, DAO, Service, Controller를 각각 구현하는 과정이다.
  • 구현 과정
    • DTO/VO 구현 : 테이터 교환을 위해 사용할 객체를 만드는 과정
    • SQL 구현 : 데이터의 삽입, 변경, 삭제 등의 작업을 수행할 SQL문을 생성하는 과정
    • DAO 구현 : 데이터베이스에 접근하고, SQL을 활용하여 데이터를 실제로 조작하는 코드를 구현하는 과정
    • Service 구현 : 사용자의 요청에 응답하기 위한 로직을 구현하는 과정
    • Controller 구현 : 사용자의 요청에 적절한 서비스를 호출하여, 그 결과를 사용자에게 반환하는 코드를 구현하는 과정

13. 보안 및 API

소프트웨어 개발 보안

  • 소프트웨어 개발 과정에 발생할 수 있는 보안 취약점을 최소화하여 보안 위협으로부터 안전한 소프트웨어를 개발하기 위한 일련의 보안활동이다.

소프트웨어 개발 보안 점검 항목

  • 세션 통제
    • 세션의 연결과 연결로 인해 발생하는 정보를 관리하는 것
  • 입력 데이터 검증 및 표현
    • 입력 데이터에 대한 유효성 검증체계를 갖추고, 검증 실패 시 이를 처리할 수 있도록 코딩하는 것이다.
  • 보안 기능
    • 인증, 접근 제어, 기밀성, 암호화 등의 기능
  • 시간 및 상태
    • 동시 수행을 지원하는 병렬 처리 시스템이나 다수의 프로세스가 동작하는 환경에서 시간과 실행 상태를 관리하여 시스템이 원활히 동작하도록 코딩하는 것
  • 에러 처리
    • 소프트웨어 실행 중 발생할 수 있는 오류들을 사전에 정의하여 에러로 인해 발생할 수 있는 문제들을 예방하는 것
  • 코드 오류
    • 개발자들이 코딩 중 실수하기 쉬운 형 변환, 자원의 변환 등을 고려하여 코딩하는 것
  • 캡슐화
    • 속성과 데이터를 처리하는 함수를 하나의 객체로 묶어 코딩하는 것
  • API 오용 
    • API를 잘못 사용하거나 보안에 취약한 API를 사용하지 않도록 고려하여 코딩하는 것

API

  • 라이브러리를 이용할 수 있도록 규칙 등을 정의해 놓은 인터페이스
  • 누구나 무료로 사용할 수 있게 공개된 API를 Open API라고 한다.
  • API의 종류
    • Windows API
    • 단일 유닉스 규격
    • Java API
    • 웹 API

14. 배치 프로그램

배치 프로그램

  • 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리하도록 만든 프로그램
  • 배치 프로그램의 필수 요소
    • 대용량 데이터 : 대량의 데이터를 가져오고, 전달하고, 게산하는 등의 처리가 가능해야 한다.
    • 자동화 : 심각한 오류가 발생하는 상황 제외하고, 사용자의 개입이 없어야 한다.
    • 견고성 : 잘못된 데이터나 데이터의 중복 등의 상황으로 중단되는 일 없이 수행되어야 한다.
    • 안정성 / 신뢰성 : 오류가 발생하면 오류의 발생 위치, 시간 등을 추적할 수 있어야 한다.
    • 성능 : 다른 응용 프로그램의 수행을 방해하지 않아야 한다.

배치 스케쥴러

  • 일괄 처리 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행되도록 지원해 주는 도구
  • 특정 업무를 원하는 시간에 처리할 수 있도록 지원한다는 특성 때문에 잡 스케줄러라고도 불린다.
  • 배치 스케줄러의 종류
    • 스프링 배치
      • Spring Source 사와 Accenture 사가 2007년 공동 개발한 오픈소스 프레임워크
      • 로그 관리, 추적, 트랜잭션 관리, 작업 처리 통계, 작업 재시작 등 다양한 기능 지원
    • Quartz
      • 스프링 프레임워크로 개발되는 응용 프로그램들의 일괄 처리를 위한 다양한 기능 제공하는 오픈 소스 라이브러리
    • Cron
      • 리눅스의 기본 스케줄러 도구
      • crontab 명령어를 통해 작업을 예약할 수 있다.

crontab의 명령어 작성 방법

  • 작업 예약 형식
    • [분][시][일][월][요일][명령어]
  • 분, 시, 일, 월, 요일에 "*"를 입력하면 매 시기마다 수행한다.
    • 예시 : ****/root/com_1.sh : 매월 매일 매시 매분마다 com_1.sh를 실행한다.
    • 예시 : 30 1 ***/root/com_2.sh : 매월 매일 1시 30분에 com_2.sh를 실행한다.
  • 시기 우측에 '/[단위]' 를 입력하면 시기를 단위로 나눈 나머지가 0일 때마다 명령어를 수행한다
    • 예시 : 30 */3 ***/root/com_2.sh : 매월 매일 0:30분부터 3시간마다 com_1.sh룰 실행한다
  • [시작 시기]-[종료 시기]를 통해 특정 구간에만 반복하여 명령어를 실행할 수 있다.
    • 예시 : 18-23 20 * */root/com_1.sh : 매월 20일 18시~23시 사이에 매분마다 com_1.sh를 실행한다.
  • 시기는 '[시기1],[시기2],[시기3], ....'를 통해 특정 시기에 명령어를 실행할 수 있다.
    • 예시 : 30 23 25 4,9,11 * /root/com_1.sh : 4/9/11월의 25일 23시 30분에 com_1.sh를 실행한다.
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