[정보처리기사] - [1과목] 2023 (02)

[제 1과목 소프트웨어 설계]

- 2023년도 1회차 (02)

객체지향 분석 방법론

▶ 방법론 종류

1. Rumbaugh (럼바우) 방법 : 가장 일반적으로 사용되는 방법으로, 분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행하는 방법

2. Booch (부치) 방법 : 미시적 (Micro) 개발 프로세스와 거시적 (Macro) 개발 프로세스를 모두 사용하는 분석 방법으로, 클래스와 객체들을 분석 및 식별하고 클래스의 속성과 연산을 정의함

3. Jacobson 방법 : Use Case를 강조하여 사용하는 분석 방법

4. Coad와 Yourdon 방법 : E-R 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링하며, 객체 식별, 구조 식별, 주제 정의, 속성과 인스턴스 연결 정의, 연산과 메시지 연결 정의 등의 과정으로 구성하는 기법

5. Wirfs-Brock 방법 : 분석과 설계 간의 구분이 없고, 고객 명세서를 평가해서 설계 작업까지 연속적으로 수행하는 기법

 

자료 흐름도 ( DFD )

[7-3]

▶ 개념

[요구사항 분석]의 방법 중 한 가지.

# 요구사항 분석 : 소프트웨어 개발의 실제적인 첫 단계로 개발 대상에 대한 사용자의 요구사항을 이해하고 문서화(명세화) 하는 활동을 의미

: 자료의 흐름 및 변환 과정과 기능을 도형 중심으로 기술하는 방법 (= 자료 흐름 그래프, 버블 차트)

: 시스템 안의 프로세스와 자료 저장소 사이에 자료의 흐름을 나타내는 그래프로 자료 흐름과 처리를 중심으로 하는 구조적 분석 기법에 이용된다.

 

▶ 자료 흐름도 표기법

자료 흐름 (Data Flow)	화살표
자료 저장소 (Data Store)	직선 (평행선)
단말 (Terminator)	사각형 - 안에 이름 기입
프로세스 (Process)	원

 

 HIPO (Hierarchy Input Process Output)

[8-2]

▶ 개념

: 시스템의 분석 및 설계나 문서화할 때 사용되는 기법으로, 시스템 실행 과정인 입력, 처리, 출력의 기능을 나타낸다. 

1. 기본 시스템 모델은 입력, 처리, 출력으로 구성되며, 하향식 소프트웨어 개발을 위한 문서화 도구이다.

2. 체계적인 문서 관리가 가능하다.

3. 기호, 도표 등을 사용하므로 보기 쉽고 이해하기도 쉽다.

4. 기능과 자료의 의존 관계를 동시에 표현할 수 있다.

5. 변경, 유지보수가 용이하다.

6. 시스템의 기능을 여러 개의 고유 모듈들로 분할하여 이들 간의 인터페이스를 계층 구조로 표현한 것을 HIPO Chart 라고 한다.

7. HIPO 차트 종류에는 가시적 도표, 총체적 도표, 세부적 도표가 있다.

 

상태 다이어그램  

[9-4]

▶ 개념

- 행위(Behavioral) 다이어그램의 종류 중 하나

1. 하나의 객체가 자신이 속한 클래스의 상태 변화 혹은 다른 객체와의 상호 작용에 따라 상태가 어떻게 변화하는 지를 표현한다.

2. 이벤트(event)에 의한 객체들의 상태 변화를 그림으로 표현한다.

3. 럼바우(Runbaugh) 객체지향 분석 기법에서 동적 모델링에 활용된다. 

 

UML 확장 모델 - 스테레오 타입

[9-4]

▶ 개념

: 스테레오 타입은 UML에서 표현하는 기본 기능 외에 추가적인 기능을 표현하기 위해 사용한다.

: 사용 기호 - ≪≫

 

유스케이스 다이어그램 (Use Case Diagram)

[10-1]

▶ 개념

: 개발될 시스템과 관련된 외부 요소들, 즉 사용자와 다른 외부 시스템들이 개발될 시스템을 이용해 수행할 수 있는 기능을 사용자의 관점에서 표현한 것

- 외부 요소와 시스템 간의 상호 작용을 확인할 수 있다.

- 사용자의 요구사항을 분석하기 위한 도구로 사용된다.

- 시스템의 범위를 파악할 수 있다.

 

1. 시스템과 상호 작용하는 외부 시스템은 엑터로 파악한다.

2. 유스케이스는 사용자 측면에서의 요구사항으로, 사용자가 원하는 목표를 달성하기 위해 수행할 내용을 기술한다.

3. 시스템 액터는 다른 프로젝트에서 이미 개발되어 사용되고 있으며, 본 시스템과 데이터를 주고받는 등 서로 연동되는 시스템을 말한다.

4. 액터가 인식할 수 없는 시스템 내부의 기능을 하나의 유스케이스로 파악해서는 안된다. 

 

사용자 인터페이스의 구분

[11-3]

▶ 개념

# 사용자 인터페이스 : 사용자와 시스템 간의 상호작용이 원활하게 이뤄지도록 도와주는 장치나 소프트웨어를 의미

 

▶ 상호작용의 수단 및 방식에 따라 구분된다.

1. CLI (Command Line Interface) : 명령과 출력이 텍스트 형태로 이뤄지는 인터페이스

2. GUI (Graphical User Interface) : 아이콘이나 메뉴를 마우스로 선택하여 작업을 수행하는 그래픽 환경의 인터페이스

3. NUI (Natural User Interface) : 사용자의 말이나 행동으로 기기를 조작하는 인터페이스

→ 멀티 터치, 동작 인식 등 사용자의 자연스러운 움직임을 인식하여 서로 주고받는 정보를 제공하는 사용자 인터페이스를 의미

4. VUI (Voice User Interface) : 사람의 음성으로 기기를 조작하는 인터페이스

5. OUI (Organic User Interface) : 모든 사물과 사용자 간의 상호작용을 위한 인터페이스로, 소프트웨어가 아닌 하드웨어 분야에서 사물 인터넷, 가상현실, 증강현실, 혼합현실 등과 함께 대두되고 있다.

 

모듈화 (Modularity)

[16-2]

▶ 개념

: 소프트웨어의 성능을 향상시키거나 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것을 의미

# 모듈 : 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들을 의미. 서브루틴, 서브 시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등과 같은 의미

 

1.  자주 사용되는 계산식이나 사용자 인증과 같은 기능들을 공통 모듈로 구성하여 프로젝트의 재사용성을 향상시킬 수 있다. 

2. 모듈의 크기를 너무 작게 나누면 개수가 많아져 모듈 간의 통합 비용이 많이 들고, 너무 크게 나누면 개수가 적어 통합 비용은 적게 들지만 모듈 하나의 개발 비용이 많이 든다. 

3. 모듈화를 통해 기능의 분리가 가능하여 인터페이스가 단순해진다.

4. 모듈화를 통해 프로그램의 효율적인 관리가 가능하고 오류의 파급 효과를 최소화 할 수 있다.

 

▶ 특징

1. 모듈의 수가 증가하면 상대적으로 각 모듈의 크기가 작아진다. 

2. 모듈의 크기가 너무 작으면 통합 비용이 높아진다.

3. 모듈의 크기가 너무 크면 모듈 하나의 개발 비용이 많이 든다. 

 

소프트웨어 아키텍처 - 파이프 필터 패턴 (Pipe-Filter Pattern)

[17-4]

▶ 개념

:  데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터 (Filter) 컴포넌트로 캡슐화하여 파이프 (Pipe)를 통해 데이터를 전송하는 패턴

# 데이터 스트림(Data Stream) : 데이터가 송.수신 되거나 처리되는 일련의 연속적인 흐름 

 

▶ 특징

1. 재사용성이 좋고, 추가가 쉬워 확장이 용이하다. 

2. 필터 컴포넌트들을 재배치하여 다양한 파이프라인을 구축하는 것이 가능하다.

# 파이프라인 : 필터와 파이프를 통해 처리되는 일련의 처리 과정을 의미

3. 파이프 - 필터 패턴은 데이터 변환, 버퍼링, 동기화 등에 주로 사용

4. 필터 간 데이터 이동 시 데이터 변환으로 인한 오버헤드가 발생한다.

[대표적으로 UNIX의 쉘(Shell)이 있다.]

5. 서브시스템이 입력 데이터를 받아 처리하고 결과를 다음 서브시스템으로 넘겨주는 과정을 반복한다.

 

객체지향의 주요 구성 요소

[18-2]

▶ 구성요소 종류

1. 객체 (Object) : 데이터와 데이터를 처리하는 함수를 묶어놓은 (캡슐화한) 하나의 소프트웨어 모듈

2. 클래스 (Class) : 공통된 속성과 연산(행위)를 갖는 객체의 집합, 객체의 일반적인 타입(Type)을 의미

3. 캡슐화 (Encapsulation) : 데이터 (속성) 와 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶는 것을 의미

4. 상속 (Inheritance) : 이미 정의된 상위 클래스 (부모 클래스)의 모든 속성과 연산을 하위 클래스(자식 클래스)가 물려받는 것

5. 다형성 (Polymorphism) : 메시지에 의해 객체(클래스)가 연산을 수행하게 될 때 하나의 메시지에 대해 각각의 객체(클래스)가 가지고 있는 고유한 방법(특성)으로 응답할 수 있는 능력을 의미

6. 연관성 (Relationship)  : 두 개 이상의 객체(클래스)들이 상호 참조하는 관계를 말한다.