[정보처리기사] 실기 대비 요약 정리 - 서버 프로그램 구현1

개발 환경 구축

• 응용 소프트 웨어 개발을 위해 개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것

하드웨어 환경

• 사용자와 인터페이스 역할을 하는 클라이언트(client), 클라이언트와 통신하여 서비스를 제공하는 서버(server)로 구성
• 클라이언트 종류 : 개인용 컴퓨터(PC), 스마트폰 드
• 서버의 종류
  • 웹 서버(WEB SERVER)
  • 웹 애플리케이션 서버(WAS)
  • 데이터베이스 서버(DB SERVER)
  • 파일 서버(FILE SERVER)

소프트웨어 환경

• 클라이언트와 서버 운영을 위한 시스템 소프트웨어와 개발에 사용되는 개발 소프트웨어로 구성
• 시스템 소프트웨어 종류 : 운영체제(OS), 웹서버 및 WAS 운용을 위한 서버 프로그램, DBMS 등
• 개발 소프트웨어 종류 : 요구사항 관리 도구, 설계/모델링 도구, 구현 도구, 빌드 도구, 테스트 도구, 형상 관리 도구 등

웹서버(WEB SERVER)의 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 적합
• 효율성 : 코드의 작성 및 구현이 효율적
• 이식성 : 다양한 시스템 및 환경에 적용 가능
• 친밀성 : 개발 언어에 대한 개발자들의 이해도와 활용도가 높아야함
• 범용성 : 다른 개발 사례가 존재, 여러분야 활용 등

소프트웨어 아키텍처

• 소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체이다.
• 기본원리 : 모듈화, 추상화, 단계적 분해, 정보은닉

소프트웨어 아키텍처 - 모듈화

• 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것
• 결합도 최소화와 응집도 최대화가 목표

소프트웨어 아키텍처 - 추상화

• 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후, 구체화 시켜나가는 것
• 유형
  • 과정 추상화 : 수행 과정 정의하지 않고, 전반적인 흐름만 파악할 수 있게 설계
  • 자료 추상화 : 세부적인 속성이나 용도 정의 X, 데이터 구조를 대표할 수 있는 표현으로 대체
  • 제어 추상화 : 이벤트 발생의 정확한 절차나 방법 정의 X, 대표할 수 있는 표현으로 대체

소프트웨어 아키텍처 - 단계적 분해

• 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법
• NIKLAUS WIRTH에 의해 제안된 하향식 설계 전략

소프트웨어 아키텍처 - 정보은닉

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

상위설계와 하위설계

• 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 평가요소를 구체화 시켜놓은 것
• 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

협약(CONTRACT)에 의한 설계

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

아키텍처 패턴

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

아키텍처 패턴 - 레이어패턴

• 시스템을 계층으로 구분하여 구성하는 방법의 패턴
• 하위 계층은 상위 계층에 대한 서비스 제공자, 상위 계층은 하위 계층의 클라이언트
• 대표적으로 OSI 참조 모델

아키텍처 패턴 - 클라이언트-서버 패턴

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

아키텍처 패턴 - 파이프-필터 패턴

• 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터로 캡슐화하여 파이프를 통해 전송하는 패턴
• 앞 시스템의 처리 결과물을 파이프를 통해 전달 받아 처리하여 다시 파이프를 통해 시스템으로 넘겨주는 패턴
• 데이터 변환 ,버퍼링, 동기화 등에 사용
• 대표적으로 UNIX-SHELL 이 있다

아키텍처 패턴 - 모델-뷰-컨트롤러 패턴

• 서브시스템을 모델,뷰,컨트롤러로 구조화 하는 패턴
• 사용자의 요청을 받으면 핵심 기능과 데이터를 보관하는 모델을 이용해서 뷰에 정보를 출력하는 구조
• 여러 개의 뷰를 만들 수 있다.
• 한 개 모델에 대해 여러 개의 뷰를 필요로 하는 대화형 애플리케이션에 적합

아키텍처 패턴 - 기타 패턴

1. 마스터 슬레이브 패턴
   슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업 수행(병렬 컴퓨팅 시스템, 장애 허용 시스템)
2. 브로커 패턴
   사용자가 원하는 서비스와 특성을 브로커 컴포넌트에 요청해서 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결
   (분산 환경 시스템)
3. 피어-투-피어 패턴
   피어라 불리는 하나의 컴포넌트가 클라이언트가 될 수도, 서버가 될 수 도 있는 패턴
   (파일 공유 네트워크)
4. 이벤트-버스 패턴
   소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 발행하면, 해당 채널을 구독한 리스너들이 메시지를 받아 이벤트를 처리(알림 서비스)
5. 블랙보드 패턴
   모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 패턴(음성 인식, 차량 식별, 신호 해석)
6. 인터프리터 패턴
   프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고, 기호마다 클래스를 갖도록 구성된 패턴(번역기, 컴파일러, 인터프리터)

객체지향

• 소프트웨어의 각 요소들을 객체로 만든 후 객체들을 조립해서 소프트웨어를 개발하는 기법
• 객체지향의 구성요소 : 객체,클래스, 메시지
• 객체지향의 특징 : 캡슐화, 상속, 다형성, 연관성

객체지향 - 객체

• 데이터와 이를 처리하기 위한 함수를 묶어 놓은 소프트웨어 모듈
• 데이터 : 객체가 가지고 있는 정보, 속성 상태 분류 등
• 함수 : 객체가 수행하는 기능으로 데이터를 처리하는 알고리즘

객체지향 - 클래스

• 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합
• 객체들이 갖는 속성이나 연산을 정의하고 있는 틀
• 클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스

객체지향 - 메시지

• 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구사항

객체지향 - 캡슐화

• 외부에서 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부내용을 은닉하는 것
• 인터페이스가 단순해지고, 객체 간의 결합도를 낮출 수 있음

객체지향 - 상속

• 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려 받는 것

객체지향 - 다형성

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

객체지향 - 연관성

• 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계
• 연관성의 종류
  • 연관화(IS MEMBER OF) : 2개 이상의 객체가 상호 관련
  • 분류화(IS INSTANCE OF) : 동일한 형의 특성을 갖는 객체들을 모아 구성
  • 집단화(IS PART OF)(PART-WHOLE) : 관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체 구성
  • 일반화(IS A) : 공통적인 성질들로 추상화한 상위 객체를 구성하는 것
  • 특수화(IS A) : 상위 객체를 구체화하여 하위 객체를 구성하는 것

객체지향 분석(OOA)

• 객체, 속성, 연산, 관계등을 정의하여 모델링하는 작업
• 개발을 위한 업무를 객체와 속성, 클래스와 멤버, 전체와 부분등으로 나누어서 분석
• 클래스를 식별하는 것이 목표

객체지향 분석의 방법론

• 럼바우 방법 : 분석활동을 객체모델, 동적모델, 기능모델로 나누어 수행(객동기)
• 부치 방법 : 미시적 개발 프로세스, 거시적 개발 프로세스 모두 사용, 클래스, 객체들을 식별하고 속성 연산을 정의
• JACOBSON 방법 : 유스케이스를 강조하여 사용
• COAD와 YOURDON 방법 : E-R 다이어그램 사용
• WIRFS-BROCK 방법 : 분석과 설계 간 구분 X, 고객 명세서를 평가하여 설계 작업까지 연속 수행

객체지향 분석의 방법론 - 럼바우의 분석기법

• 모든 소프트웨어 구성요소를 그래픽 표기법을 이용하여 모델링하는 방법
• 객체 모델링 기법(OMT, OBJECT-MODELING TECHNIQUE)이라고도 한다.
• 분석활동은 '객체 모델링 -> 동적 모델링 -> 기능 모델링' 순으로 이뤄진다.
• 객체 모델링(OBJET, INFORMATION MDDELING) : 시스템 요구 객체를 찾아내어 속성과 연산 식별 및 객체 간 관계 규정하여 객체 다이어그램으로 표시하는 모델링
• 동적 모델링(DYNAMIC MODELING) : 상태 다이어그램 이용, 시간 흐름에 따른 객체들 간 제어흐름, 상호작용, 동작 순서 등 동적인 행위를 표현
• 기능 모델링(FUNCTIONAL MODELING) : 자료흐름도(DFD)를 이용하여 다수의 프로세스들 간의 자료흐름을 중심으로 처리과정을 표현한 모델링

객체지향 설계 원칙(SOLID 원칙)

• 단일 책임 원칙(SRP) : 객체는 단 하나의 책임만 가져야한다는 원칙
• 개방-폐쇄 원칙(OCP) : 기존 코드를 변경하지 않고, 기능을 추가할 수 있도록 설계해야한다는 원칙
• 리스코프 치환 원칙(LSP) : 자식 클래스는 최소한 부모 클래스의 기능은 수행할 수 있어야한다는 원칙
• 인터페이스 분리 원칙(ISP) : 자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야한다는 원칙
• 의존 역전 원칙(DIP) : 의존 관계 성립 시 추상성이 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야한다는 원칙