정보처리기사(1과목 소프트웨어 설계)

Date: 2024.04.20 Updated: 2024.04.20

카테고리: IPE

태그: 정처기 정보처리기사

1과목 소프트웨어 설계 (요약)

1. CASE(Computer Aided Software Engineering)

소프트웨어 개발 과정에서 사용되는 요구 분석, 설계, 구현, 검사 및 디버깅 과정을 컴퓨터와 전용의 소프트웨어 도구를 사용하여 자동화하는 작업이다
소프트웨어 생명주기의 전체 단계를 연결해주고 자동화시켜주는 통합된 도구를 제공해 주는 기술이다
소프트웨어 시스템의 문서화 및 명세화를 위한 그래픽 기능을 제공한다
자료 흐름도 등의다이어그램을 쉽게 작성하게 해주는 소프트웨어 CASE 도구이다
표준화된 개발 환경 구축 및 문서 자동화 기능을 제공한다
작업 과정 및 데이터 공유를 통해 작업자 간의 커뮤니케이션을 증대시킨다

2. 애자일(Agile)

날렵한,재빠른의 사전적 의미와 같이 소프트웨어 개발 중 설계변경에 신속히 대응하여 요구사항을 수용할 수 있다
절차와 도구보다 개인과 소통을 중요시하고 고객과의 피드백을 중요하게 생각한다
소프트웨어가 잘 실행되는데 가치를 둔다
소프트웨어 배포 시차를 최소화할 수 있다
특정 방법론이 아닌 소프트웨어를 빠르고 낭비 없이 제작하기 위해 고객과의 협업에 초점을 두고 있다
특징 : 짧은 릴리즈와 반복, 점증적 설계, 사용자 참여, 문서 최소화, 비공식적인 커뮤니케이션 변화

AGILE 선언문

프로세스나 도구보다 개인과의 소통이 더 중요하다
완벽한 문서보다 실행되는 소프트웨어가 더 중요하다
계약 협상보다 고객과의 협업이 더 중요하다
계획을 따르는 것보다 변경에 대한 응답이 더 중요하다

3. 익스트림 프로그래밍(XP : eXtreme Programming)

1999년 Kent Beck이 제안하였으며, 개발 단계 중 요구사항이 시시각각 변동이 심한 경우 적합한 방법론이다
요구에 맞는 양질의 소프트웨어를 신속하게 제공하는 것을 목표로 한다
요구사항을 모두 정의해 높고 작업을 진행하는 것이 아니라 요구사항이 변경되는 것을 적용하는 방식으로 예측성보다는 적응성에 더 높은 가치를 부여한 방법이다
고객의 참여와 개발 과정의 반복을 극대화하여 생상선을 향상하는 방법이다

핵심가치

소통(Communication): 개발자, 관리자, 고객 간의 원활한 소통을 지향한다
단순성(Simplicity): 부가적 기능 또는 미사용 구조와 알고리즘은 배제한다
피드백(Feedback) : 소프트웨어 개발에서 변화는 불가피하다. 이러한 변화는 지속적 테스트와 통합, 반복적 결함 수정 등 빠르게 피드백한다
용기(Courage) : 고객 요구사항 변화에 능동적으로 대응한다
존중(Respect) : 개발 팀원 간의 상호 존중을 기본으로 한다

4. 요구사항 분석

요구사항 간 상충되는 것을 해결하고, 소프트웨어의 범위를 파악한다
명확하지 못하거나 모호한 부분을 걸러 내기 위한 과정이다
소프트웨어가 환경과 어떻게 상호 작용하는지 이해한다
중복되는 내용을 통합하고, 서로 상충되는 요구사항을 해결한다
시스템 요구사항을 정제하여 소프트웨어 요구사항을 도출한다
도출된 사항을 분석하여 소프트웨어 개발 범위를 파악한다
비용과 일정에 대한 제약을 설정한다
타당성 조사를 수행한다
요구사항 정의를 문서화한다
성능, 보안, 품질, 안정 등에 대한 성능, 보안, 품질, 안정 등에 대한 요구사항은 비기능적 요구사항에 해당된다

SWEBOK에 따른 요구사항 개발 프로세스

도출(Elicitation) -> 분석(Analysis) -> 명세(Specification) -> 확인(Validation)

5. UML Diagram

UML의 기본 구성 요소

구성	내용
사물 (Things)	- 객체지향 모델을 구성하는 기본 요소 - 객체 간의 관계 형성 대상
관계 (Relationship)	- 객체 간의 연관성을 표현하는 것 - 종류 : 연관, 집합, 포함, 일반화, 의존, 실체화
다이어그램 (Diagram)	- 객체의 관계를 도식화한 것 - 다양한관점에서 의사소통할 수 있도록 View를 제공 - 정적 모델 - 구조 다이어그램 - 동적모델 - 행위 다이어그램

UML 다이어그램의 분류

구조적(정적) 다이어그램 : Class Diagram, Object Diagram, Composite Structure Diagram, Deployment Diagram, Component Diagram, Package Diagram
행위(동적) 다이어그램 : Use Case Diagram, Activity Diagram, Collaboration Diagram, State Diagram Interaction Diagram(Sequence Diagram), Communication Diagram, Interaction Overview Diagram, Timing Diagram

6. 유스케이스(Use Case)의 구성 요소 간의 관계

연관 관계(Association) : 유스케이스와 엑터 간의 상호 작용이 있음을 표현하는 관계이다
포함 관계(Include) : 하나의 유스케이스가 다른 유스케이스의 실행을 전제로 할 때 형성되는 관계이다
확장 관계(Extend) : 확장 기능 유스케이스와 확장 대상 유스케이스 사이에 형성되는 관계이다
일반화 관계(Generalization) : 유사한 유스케이스 또는 액터를 모아 추상화한 유스케이스 또는 액터와 연결해 그룹을 만들어 이해도를 높이기 위한 관계이다

7. 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법

객체 모델링 : 정보 모델링이라고도 한다. 시스템에서 요구되는 객체를 찾아내어 속성과 연산 식별 및 객체 간의 관계를 규정하여 객체를 다이어그램으로 표시한다
동적 모델링 : 제어 흐름, 상호 작용, 동작 순서 등의 상태를 시간 흐름에 따라 상태 다이어그램으로 표시한다
기능 모델링 : 자료 흐름도를 이용하여 여러 프로세스 간의 자료 흐름을 표시한다. 어떤 데이터를 입력하여 어떤 결과를 가져올 수 있을지를 표현한다

8. UI 설계 원칙과 설계 지침

UI 설계 원칙

구성	내용
직관성 (Intuitiveness)	- Findability / Ease of use / Consistency - ‘앱의 구조를 큰 노력 없이도 쉽게 이해하고, 쉽게 사용하게 해주는가’에 관한 척도이다
유효성 (Efficiency)	- Feedback / Effectiveness - 얼마나 정확하고 완벽하게 사용자의 목표가 달성될 수 있는지에 관한 척도이다 - 시스템의 상태와 사용자의 지시에 대한 효과를 보여주어 사용자가 명령에 대한 진행 상황과 표시된 내용을 해석할 수 있도록 도와준다
학습성 (Flexibility)	- Easy of Learning / Accessibility / Memorability - 초보와 숙련자 모두가 쉽게 배우고 사용할 수 있게 해주는지에 관한 척도이다
유연성 (Flexibility)	- Forgiveness / Error Prevention / ErrorDetectability / Error-averse - 사용자의 인터랙션을 얼마나 포용하고, 실수로부터 방지해주는지에 관한 척도이다

UI 설계 지침

사용자 중심 : 실사용자의 이해를 바탕으로 쉽게 이해하고, 쉽게 사용할 수 있는 환경을 제공한다
일관성 : 사용자가 기억하기 쉽고 빠른 습득이 가능하도록 버튼이나 조작법을 제공한다
단순성 : 인지적 부담을 줄이도록 조작 방법을 가장 간단히 작동하도록 한다
가시성 : 주요 기능은 메인 화면에 배치하여 조작이 쉽게 한다
표준화 : 기능 구조의 선행 학습 이후 쉽게 이용할 수 있도록 디자인을 표준화한다
접근성 : 사용자의 직무, 성별, 나이 등 다양한 계층을 수용해야 한다
결과 예측 가능 : 작동 대상 기능만 보고도 결과 예측이 가능해야 한다
명확성 : 사용자 관점에서 개념적으로 쉽게 인지할 수 있어야 한다
오류 발생 해결 : 오류가 발생하면 사용자가 상황을 정확히 인지할 수 있어야 한다

UI 설계에 도움을 주는 도구

와이어 프레임(Wire Frame) : UI 중심의 화면 레이아웃을 선을 이용하여 개략적으로 작성한다
목업(Mockup) : 실물과 흡사한 정적인 모형을 의미한다. 시각적으로 구성 요소를 배치하는 것으로 일반적으로 실제로 구현되지는 않는다
프로토타입(Prototype) : Interaction 이 결합하여 실제 작동하는 모형이다
스토리보드(storyboard) : 정책, 프로세스, 와이어 프레임, 설명이 모두 포함된 설계 문서이다

9. 자료 흐름도(DFD : Data Flow Diagram)

자료는 처리를 거쳐 변환될 때마다 새로운 명칭을 부여해야 한다
자료 흐름도의 최하위 처리(Process)는 소단위 명세서를 갖는다
어떤 처리(Process)가 출력자룔를 산출하기 위해서는 필요한 자료가 반드시 입력되어야 한다
시스템이나 프로그램 간의 총제적인 데이터 흐름을 표시할 수 있으며, 기본적인 데이터 요소와 그들 사이의 데이터 흐름 형태로 기술된다
다차원적이며 자료 흐름 그래프 또는 버블(Bubble) 차트라고도 한다
구조적 분석 기법에 이용된다
그림 중심의 표현이고 하향식 분할 원리를 적용한다

10. 데이터 사전(자료 사전, Data Dictionary)

자료사전

시스템 자신이 필요로 하는 여러 가지 객체(기본 테이블, 뷰, 인덱스, 데이터베이스, 패키지, 접근 권한 등)에 관한 정보를 포함하고 있는 시스템 데이터베이스이다
시스템 카탈로그(System Catalog), 메타 데이터(Metadata)라고도 한다
시스템 카탈로그 자체도 시스템 테이블로 구성되어 있어 SQL 문을 이용하여 내용 검색이 가능하다

자료 사전 표기법

기호	의미	설명
=	자료의 정의	~로 구성되어 있다(is compose of)
+	자료의 연결	그리고(and,alon with)
()	자료의 생략	생략 가능한 자료(Optional)
[I]	자료의 선택	다중 택일(Selection), 또는(or)
{}	자료의 반복 (Iteration of)	{}n : 최소 n번 이상 반복 {}_n : 최소 n번 이하 반복 {}nm: m번 이상 n번이하 반복
**	자료의 설명	주석(Comment)
I	대체 항목 나열	또는(or)

11. 소프트웨어 모델링

현실 세계에 존재하는 데이터를 추상화하여 컴퓨터 세계로 옮기는 변환 과정이다
모델링 작업의 결과물은 다른 모델링에 영향을 준다
개념적 모델링과 논리적 모델링으로 구분된다
데이터 모델링의 결과물을 데이터 모델링이라고 한다

12. 응집도, 결합도 그리고 효과적인 모듈 설계

응집도(Cohesion)

한 모듈 내에 있는 처리 요소들 사이의 기능적인 연관 정도를 나타낸다
(높음) 기능적 응집도 > 순차적 응집도 > 교환적 응집도 > 절차적 응집도 > 시간적 응집도 > 논리적 응집도 > 우연적 응집도(낮음)

결합도

모듈들이 변수를 공유하지 않도록 결합도를 낮추어야 한다
(낮음) 데이터 결합도 < 스탬프 결합도 < 제어 결합도 < 외부 결합도 < 공통 결합도 < 내용 결합도(높음)

효과적인 모듈화 설계 방법

응집도는 강하게, 결합도는 약하게 설계한다
복잡도와 중복성을 줄이고 일관성을 유지할 수 있도록 설계 한다
유지보수가 용이하도록 설계한다
모듈 크기는 시스템의 전반적인 기능과 구조를 이해하기 쉬운 크기로 설계한다
모듈 기능은 예측이 가능해야 하며 지나치게 제한적이어서는 안 된다

13. 객체지향 / 캡슐화

객체지향(Object Oriented) 분석

현실 세계의 대상체인 개체(Entity)를 속성(Attribute)과 메소드(Method)로 결합하여 객체(Object)로 표현(모델링)한다
소프트웨어 개발의 대상을 기능이 아닌 개체를 대상으로 하며 개체 간의 상호관계를 모델링하는 방식이다

캡슐화(Encapsulation)

서로 관련성이 높은 데이터(속성)와 그와 관련된 기능(메소드, 함수)을 묶는 기법이다
결합도가 낮아져 소프트웨어 개발에 있어 재사용성이 높아진다
정보은닉을 통하여 타 객체와 메시지 교환 시 인터페이스가 단순해진다

14. 객체지향의 구성 요소와 설계 원칙

객체지향의 구성 요소

구분	내용
Class	- 유사한 객체를 정의한 프로그램이다 - 같은 종류의 객체 집합으로 ‘속성+행위’를 정의한 것으로 일반적인 Type을 의미한다 - 객체지향 프로그램의 기본적인 사용자 정의 데이터형이다 - 객체지향 프로그램에서 데이터를 추상화하는 단위이다 - 같은 종류의 Object 속성과 연산을 정의하고 있는 Template 이다 - Class에 속한 Instance 를 Object 라 한다 - 상위 클래스(부모 클래스, Super Class), 하위 클래스(자식 클래스, Sub Class)가 있다
Object	- 데이터와 함수를 묶어 캡슐화한 것이다 - 데이터와 함수를 묶어 캡슐화하는 대상이 된다 - 하나의 소프트웨어 모듈이다 - Class(클래스)에 속한 Instance(인스턴스)를 Object(객체)라 한다 - Attribute = Object가 가지고 있는 데이터값 - Method = Object의 행위인 함수
Message	- Object 간에 서로 주고받는 통신을 의미한다

객체지향 설계 원칙(SOLID)

15. CBD(Component Based Development)

재사용이 가능한 컴포넌트의 개발 또는 상용 컴포넌트들을 조합하여 애플리케이션 개발 생산성과 품질을 높이고, 시스템 유지보수 비용을 최소화할 수 있는 개발 방법 프로세스이다
컴포넌트 단위의 개발 및 조립을 통하여 정보 시스템의 신속한 구축, 변경, 확장의 용이성과 타 시스템과의 호환성을 달성하고자 하는 소프트웨어 공학 프로세스, 방법론 및 기술의 총체적 개념이다

16. GoF(Gang of Four) 디자인 패턴

GoF 디자인 패턴

구조 : Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Flyweight, Proxy
행위 : Chain of Responsibility, State, Strategy, Visitor, Template Method, Mediator
생성 : Factory Method, Singleton, Prototype, Builder, Abstraction Factory

디자인 패턴을 사용할 떄의 장, 단점

구분

내용

장점	- 개발자 간의 원활한 의사소통을 지원한다 - 소프트웨어 구조 파악이 쉽다 - 재사용을 통한 개발 시간을 단축할 수 있다 - 설계 변경 요청에 대한 유연한 대처가 가능하다 - 객체지향 설계 및 구현의 생산성을 높이는 데 적합하다

단점	- 객체지향 설계 / 구현 위주로 사용된다 - 초기 투자 비용이 부담된다

디자인 패턴의 특징 자주 사용하는 설계 형태를 정형화하여 유형별로 설계 템플릿을 만들어 두고 소프트웨어 개발 중 나타나는 과제를 해결하기 위한 방법 중 한 가지이므로 개발 프로세스를 무시할 수 없다

17. 요구사항 검토 기법

요구사항 검토 기법

방법

설명

프로토타이핑	시제품인 포토타입을 제작하여 검증한다
테스트 설계	Test Case를 생성하고, 요구사항이 현실적으로 테스트 가능한지 검토한다
CASE (Computer Aid Software Engineering)	- 소프트웨어를 개발하는 시점부터 요구 분석, 설계, 개발, 유지보수에 이르기까지 소프트웨어 생명주기의 전 단계를 연결한다 - 요구사항 변경의 추적과 분석을 통하여 요구사항을 관리한다
	요구사항 검토	동료 검토(Peer Review) - 명세 작성자가 동료들에게 설명하고 동료들이 결함을 찾는 방법이다 워크스루(Walk Through) - 절차 : 검토 회의 전 명세서 배포 -> 짧은 검토 회의 -> 결함발견 - 사용 사례를 확장하여 명세하거나 설계 다이어그램, 원시코드, 테스트 케이스 등에 적용할 수 있다 - 복잡한 알고리즘 또는 반복, 실시간 동작, 병행 처리와 같은 기능이 나 동작을 이해하려고 할때 유용하다 - 단순한 테스트 케이스를 이용하여 프로덕트를 수작업으로 수행해 보는 것이다 인스펙션(Inspection) - 명세서 작성자 외 전문가가 명세서의 결함을 발견하는 방법이다

18. 미들웨어

미들웨어 솔루션 정의

DB(DataBase) : 데이터베이스 벤더에서 제공하는 클라이언트와 데이터베이스를 연결하는 미들웨어이다. 2-Tier 아키텍처라고 한다
클라이언트와 서버 간의 통신을 담당하는 시스템 소프트웨어이다
이기종 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크, 프로토콜, PC 환경, 운영체제 환경 등에서 시스템 간의 표준화된 연결을 도와주는 소프트웨어이다
표준화된 인터페이스를 통하여 시스템 간의 데이터 교환에 있어 일관성을 제공한다
운영체제와 애플리케이션 사이에서 중간 매개 역할을 하는 다목적 소프트웨어이다

미들웨어 솔루션의 유형

TP-Monitor(Transaction Processing Monitor) : 여러 프로토콜에서 동작하는 세션, 시스템, 데이터베이스 사이의 트랜잭션을 감시하여 일관성 있게 보관 유지하는 역할을 한다
ORB(Object Request Broker) : 객체지향 미들웨어로 코바(CORBA)표준 스펙을 구현한 미들웨어이다
RPC(Remote Procedure Call) : 응용 프로그램의 프로시저를 사용하여 원격 프로시저를 마치 로컬 프로시저처럼 호출하는 방식이다
MOM(Messgae Oriented Middleware) : 메시지 기반의 비동기형 메시지를 전달하는 방식의 미들웨어이다. 온라인 업무보다는 이기종 분산 데이터 시스템의 데이터 동기를 우해 많이 사용한다
WAS(Web Application Server) : 사용자의 요구에 따라 변하는 동적인 콘텐츠를 처리하기 위해 사용되는 미들웨어이다

19. 인터페이스 보안 기술

IPSec(IP Security Protocol)

보안에 취약한 인터넷상에서 안전한 통신을 실현하는 통신 규약이다
가상 전용 회선을 구축하여 데이터를 도청당하는 등의 행위를 방지하기 위한 통신 규약이다

SSL(Secure Sockets Layer)

웹 브라우저와 웹 서버 간에 데이터를 안전하게 주고받기 위한 업계 표준 프로토콜이다
미국 넷스케이프 커뮤니케이션스사가 개발했고, 마이크로소프트사 등 주요 웹 제품 업체가 채택하고 있다
FTP 등 다른 TCP / IP 애플리케이션에 적용할 수 있다
인증 암호화 기능을 제공한다

운동하는 코린이 💪