1. 소프트웨어 생명주기
1-1. 소프트웨어 공학의 기본원칙
현대적인 프로그래밍 기술 계속적 적용
개발된 소프트웨어 품질 유지를 위한 지속적 검증
소프트웨어 개발 관련 사항 및 결과에 대한 명확한 기록 유지
1-2. 폭포수 모형(Waterfall Model)
각 단계를 확실히 매듭짓고 결과를 철저하게 검토하여 승인 과정을 거친 후 다음 단계를 진행하는 개발 방법론
가장 오래되고 폭넓게 사용된 전통적 소프트웨어 생명주기 모형 - 고전적 생명주기 모형
한 단계가 끝나야만 다음 단계로 넘어갈 수 있는 선형 순차적 모형
1-3. 프로토타입 모형(Prototype Model, 원형 모형)
사용자의 요구사항을 정확히 파악하기 위해 실제 개발될 소프트웨어의 시제품을 만들어 최종 결과물을 예측하는 모형
시제품은 사용자와 시스템 사이의 인터페이스에 중점을 두어 개발
시스템 일부 혹은 시스템 모형을 만드는 과정으로서 요구된 소프트웨어를 구현하는데, 이는 추후 구현 단계에서 사용될 골격 코드가 된다.
소프트웨어의 개발이 완료된 시점에서 오류가 발견되는 폭포수 모형의 단점 보완
1-4. 나선형 모형(Spiral Model, 점진적 모형)
폭포수 모형과 프로토타입 모형의 장점에 위험 분석 기능을 추가한 모형
나선을 따라 돌듯이 여러번의 소프트웨어 개발 과정을 거쳐 점진적으로 완벽한 최종 소프트웨어를 개발하는 것
소프트웨어 개발시 발생할 수 있는 위험을 관리하고 최소화하는 것이 목적
점진적으로 개발 과정이 반복되므로 누락되거나 추가된 요구사항을 첨가할 수 있고, 정밀하며, 유지보수 과정이 필요없다.
1-5. 애자일 모형(Agile Model)
애자일은 고객의 요구사항 변화에 유연하게 대응할 수 있도록 일정한 주기를 반복하면서 개발 과정을 진행
애자일 모형은 어느 특정 개발 방법론이 아니라 좋은 것을 빠르고 낭비없게 만들기 위해 고객과의 소통에 초점을 맞춘 방법론을 통칭
기업 활동 전반에 걸쳐 사용됨
스프린트(Sprint) 또는 이터레이션(Iteration)이라고 불리는 짧은 개발 주기를 반복하며, 반복되는 주기마다 만들어지는 결과물에 대한 고객의 평가와 요구를 적극 수용
각 개발주기에서는 고객이 요구사항에 우선순위를 부여하여 개발 작업을 진행
소규모 프로젝트, 고도로 숙달된 개발자, 급변하는 요구사항에 적합
애자일 모형을 기반으로 하는 소프트웨어 개발 모형: 스크럼(Scrum), XP(eXtreme Programming), 칸반(Kanban), Lean, 크리스탈(Crystal), ASD(Adaptive Software Development), 기능 중심 개발(FDD; Feature Driven Development), DSDM(Dynamic System Development Method), DAD(Disciplined Agile Delivery)
1-6. 애자일 개발 4가지 핵심 가치
1. 프로세스와 도구보다는 개인과 상호작용에 더 가치를 둠
2. 방대한 문서보다는 실행되는 SW에 더 가치를 둠
3. 계약 협상보다는 고객과 협업에 더 가치를 둠
4. 계획을 따르기 보다는 변화에 반응하는 것에 더 가치를 둠
1-7. 폭포수 모형과 애자일의 비교
| 구분 | 폭포수 모형 | 애자일 |
| 새로운 요구사항 반영 | 어려움 | 지속적으로 반영 |
| 고객과의 의사소통 | 적음 | 지속적임 |
| 테스트 | 마지막에 모든 기능을 테스트 | 반복되는 주기가 끝날 때마다 테스트 |
| 개발 중심 | 계획, 문서(매뉴얼) | 고객 |
2. XP(eXtreme Programming) 기법
2-1. XP(eXtreme Programming)
XP는 수시로 발생하는 고객의 요구사항에 유연하게 대응하기 위해 고객의 참여와 개발 과정의 반복을 극대화하여 개발 생산성을 향상시키는 방법
XP는 짧고 반복적인 개발 주기, 단순한 설계, 고객의 적극적인 참여를 통해 소프트웨어를 빠르게 개발하는 것을 목적으로 함
릴리즈의 기간을 짧게 반복하면서 고객의 요구사항 반영에 대한 가시성을 높인다
릴리즈 테스트마다 고객을 직접 참여시킴으로써 요구한 기능이 제대로 작동하는지 고객이 직접 확인할 수 있다.
비교적 소규모 인원의 개발 프로젝트에 효과적이다.
XP의 5가지 핵심 가치:
의사소통(Communication), 단순성(Simplicity), 용기(Courage), 존중(Respect), 피드백(Feedback)
2-2. XP 개발 프로세스
사용자 스토리(User Story)
- 고객의 요구사항을 간단한 시나리오로 표현한 것이다.
릴리즈 계획 수립(Release Planning)
- 몇개의 스토리가 적용되어 부분적으로 기능이 완료된 제품을 제공하는 것을 릴리즈라고 한다.
- 부분 혹은 전체 개발 완료 시점에 대한 일정을 수립한다.
스파이크(Spike)
- 요구사항의 신뢰성을 높이고 기술 문제에 대한 위험을 감소시키기 위해 별도로 만드는 간단한 프로그램
- 처리할 문제 외의 다른 조건은 모두 무시하고 작성
이터레이션(Iteration)
- 하나의 릴리즈를 더 세분화 한 단위를 이터레이션이라고 한다.
- 일반적으로 1~3주 정도의 기간으로 진행된다.
- 이 기간 중에 새로운 스토리가 작성될 수 있으며, 작성된 스토리는 진행 중인 이터레이션 혹은 다음 이터레이션에 포함될 수 있다.
승인 검사(Acceptance Test, 인수 테스트)
- 하나의 이터레이션 안에서 계획된 릴리즈 단위의 부분 완료 제품이 구현되면 수행하는 테스트이다.
- 사용자 스토리 작성 시 함께 기재한 테스트 사항에 대해 고객이 직접 수행한다.
- 테스트 과정에서 발견한 오류 사항은 다음 이터레이션에 포함한다.
- 테스트 이후 새로운 요구사항이 작성되거나 요구사항의 상대적 우선순위가 변경될 수 있다.
- 테스트가 완료되면 다음 이터레이션을 진행한다.
소규모 릴리즈(Small Release)
- 릴리즈를 소규모로 하게 되면, 고객의 반응을 기능별로 확인할 수 있어, 고객의 요구사항에 좀 더 유연하게 대응할 수 있다.
- 계획된 릴리즈 기간 동안 진행된 이터레이션이 모두 완료되면 고객에 의한 최종 테스트를 수행한 후 릴리즈, 즉 최종 결과물을 고객에게 전달한다.
- 릴리즈가 최종 완제품이 아닌 경우 다음 릴리즈 일정에 맞게 개발을 계속 진행한다.
2-3. XP의 주요 실천 방법(Practice)
| 실천 방법 | 내용 |
| Pair Programming (짝 프로그래밍) | 다른 사람과 함께 프로그래밍을 수행함으로써 개발에 대한 책임을 공동으로 나눠 갖는 환경을 조성합니다. |
| Collective Ownership (공동 코드 소유) | 개발 코드에 대한 권한과 책임을 공동으로 소유합니다. |
| Test-Driven Development (테스트 주도 개발) | 개발자가 실제 코드를 작성하기 전에 테스트 케이스를 먼저 작성하므로 자신이 무엇을 해야할지를 정확히 파악합니다. 테스트가 지속적으로 진행될 수 있도록 자동화된 테스팅 도구(구조, 프레임워크)를 사용합니다. |
| Whole Team (전체 팀) | 개발에 참여하는 모든 구성원(고객 포함)들은 각자 자신의 역할이 있고 그 역할에 대한 책임을 가져야 합니다. |
| Continuous Integration (계속적인 통합) | 모듈 단위로 나눠서 개발된 코드들은 하나의 작업이 마무리될 때마다 지속적으로 통합됩니다. |
| Design Improvement (디자인 개선) 또는 Refactoring(리팩토링) |
프로그램 기능의 변경 없이, 단순화, 유연성 강화 등을 통해 시스템을 재구성합니다. |
| Small Releases (소규모 릴리즈) | 릴리즈 기간을 짧게 반복함으로써 고객의 요구 변화에 신속히 대응할 수 있습니다. |
3. 요구사항 정의
3-1. 요구사항의 개념 및 특징
요구사항은 소프트웨어가 어떤 문제를 해결하기 위해 제공하는 서비스에 대한 설명과 정상적으로 운영되는데 필요한 제약조건 등을 나타낸다.
요구사항은 소프트웨어 개발이나 유지 보수 과정에서 필요한 기준과 근거를 제공한다.
요구사항은 개발하려는 소프트웨어의 전반적인 내용을 확인할 수 있게 하므로 개발에 참여하는 이해관계자들 간의 의사소통을 원할하게 하는데 도움을 준다.
요구사항이 제대로 정의되어야만 이를 토대로 이후 과정의 목표와 계획을 수립할 수 있다.
3-2. 요구사항의 유형
요구사항은 일반적으로 기술하는 내용에 따라 기능 요구사항(Functional requirements)과 비기능 요구사항(Non-functional requirements)으로 구분하며, 기술 관점과 대상의 범위에 따라 시스템 요구사항(System requirements)과 사용자 요구사항(User requirements)으로 나눈다.
| 유형 | 내용 |
| 기능 요구사항(Functional requirements) | · 시스템이 무엇을 하는지, 어떤 기능을 하는지에 대한 사항 · 시스템의 입력이나 출력으로 무엇이 포함되어야 하는지, 시스템이 어떤 데이터를 저장하거나 연산을 수행해야 하는지에 대한 사항 · 시스템이 반드시 수행해야 하는 기능 · 사용자가 시스템을 통해 제공받기를 원하는 기능 |
| 비기능 요구사항(Non-functional requirements) | · 시스템 장비 구성 요구사항 : 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크 등의 시스 템장비 구성에 대한 요구사항 · 성능 요구사항 : 처리속도 및 시간, 처리량, 동적 · 정적 적용량, 가용성 등성능에 대한 요구사항 · 인터페이스 요구사항 : 시스템 인터페이스와 사용자 인터페이스에 대한 요구사항으로 다른 소프트웨어, 하드웨어 및 통신 인터페이스, 다른 시스템과의 정보 교환에 사용되는 프로토콜과의 연계도 포함하여 기술 · 데이터 요구사항 : 초기 자료 구축 및 데이터 변환을 위한 대상, 방법, 보안이 필요한 데이터 등 데이터를 구축하기 위해 필요한 요구사항 · 테스트 요구사항 : 도입되는 장비의 성능 테스트(BMT)나 구축된 시스템이 제대로 운영되는지를 테스트하고 점검하기 윈한 테스트 요구사항 · 보안 요구사항 : 시스템의 데이터 및 기능, 운영 접근을 통제하기 위한 요구사항 · 품질 요구사항 : 관리가 필요한 품질 항목, 품질 평가 대상에 대한 요구사항으로 가용성, 정합성, 상호 호환성, 대응성, 신뢰성, 사용성, 유지 · 관리성, 이식성, 확장성, 보안성으로 구분하여 기술 · 제약사항 : 시스템 설계, 구축, 운영과 관련하여 사전에 파악된 기술, 표준, 업무, 법 · 제도 등의 제약 조건 · 프로젝트 관리 요구사항 : 프로젝트의 원활한 수행을 위한 관리 방법에 대 한 요구 사항 · 프로젝트 지원 요구사항 : 프로젝트의 원활한 수행을 위한 지원 사항이나 방안에 대한 요구사항 |
| 사용자 요구사항(User requirements) | · 사용자 관점에서 본 시스템이 제공해야 할 요구 사항 · 사용자를 위한 것으로 친숙한 표현으로 이해하기 쉽게 작성된다. |
| 시스템 요구사항(System requirements) | · 개발자의 관점에서 본 시스템 전체가 사용자와 다른 시스템에 제공해야 할 요구사항 · 사용자 요구사항에 비해 전문적이고 기술적인 용어로 표현된다. · 소프트웨어 요구사항이라고도 한다. |
3-3. 요구사항 개발 프로세스
요구사항 개발 프로세스는 개발 대상에 대한 요구사항을 체계적으로 도출하고 이를 이를 분석한 후 분석 결과를 명세서(Specification Doucument)에 정리한 다음 마지막으로 이를 확인 및 검증하는 일련의 구조화된 활동이다.
· 요구사항 개발 프로세스가 진행되기 전에 개발 프로세스가 비즈니스 목적에 부합되는지, 예산은 적정한지 등에 대한 정보를 수집, 평가한 보고서를 토대로 타당성 조사(Feasibility Study)가 선행되어야 한다
· 요구사항 개발은 요구공학(Requirement Engineering)의 한 요소이다.
3-4. 요구사항 도출(Requirement Elicitation, 요구사항 수집)
요구사항 도출은 시스템, 사용자, 그리고 시스템 개발에 관련된 사람들이 서로 의견을 교환하여 요구사항이 어디에 있는지, 어떻게 수집할 것인지를 식별하고 이해하는 과정이다.
· 요구사항 도출은 소프트웨어가 해결해야 할 문제를 이해하는 첫 번째 단계이다
· 요구사항 도출 단계에서 개발자와 고객 사이의 관계가 만들어지고 이해관계자(Stakeholder)가 식별된다.
· 이 단계에서는 다양한 이해관계자 간의 효율적인 의사소통이 중요하다.
· 요구사항 도출은 소프트웨어 개발 생명 주기(SDLC; Software Development Life Cycle)동안 지속적으로 반복된다.
· 요구사항을 도출하는 주요 기법에는 청취와 인터뷰, 설문, 브레인스토밍, 워크샵, 프로토타이핑, 유스케이스 등이 있다.
3-5. 요구사항 분석(Requirement Analysis)
요구사항 분석은 개발 대상에 대한 사용자의 요구사항 중 명확하지 않거나 모호하여 이해되지 않는 부분을 발견하고 이를 걸러내기 위한 과정이다.
· 사용자 요구사항의 타당성을 조사하고 비용과 일정에 대한 제약을 설정한다.
· 내용이 중복되거나 하나로 통합되어야 하는 등 서로 상충되는 요구사항이 있으면 이를 중재하는 과정이다.
· 도출된 요구사항들을 토대로 소프트웨어의 범위를 파악한다.
· 도출된 요구사항들을 토대로 소프트웨어와 주변 환경이 상호 작용하는 방법을 이해한다.
· 요구사항 분석에는 자료 흐름도(DFD), 자료 사전(DD) 등의 도구가 사용된다.
3-6. 요구사항 명세(Requirement Specification)
요구사항 명세는 분석된 요구사항을 바탕으로 모델을 작성하고 문서화하는 것을 의미한다.
· 요구사항을 문서화할 때는 기능 요구사항은 빠짐없이 완전하고 명확하게 기술해야 하며, 비기능 요구사항은 필요한 것만 명확하게 기술해야 한다
· 요구사항은 사용자가 이해하기 쉬우며, 개발자가 효과적으로 설계할 수 있도록 작성되어야 한다.
· 설계 과정에서 잘못된 부분이 확인될 경우 그 내용을 요구사항 정의서에서 추적할 수 있어야 한다.
· 구체적인 명세를 위해 소단위 명세서(Mini-Spec)가 사용될 수 있다.
3-7. 요구사항 확인(Requirement Validation, 요구사항 검증)
요구사항 확인은 개발 자원을 요구사항에 할당하기 전에 요구사항 명세서가 정확하고 완전하게 작성되었는지를 검토하는 활동이다.
· 분석가가 요구사항을 정확하게 이해한 후 요구사항 명세서를 작성했는지 확인(Validation)하는 것이 필요하다.
· 요구사항이 실제 요구를 반영하는지, 서로 상충되는 요구사항은 없는지 등을 점검한다.
· 개발이 완료된 후 문제가 발견되면 재작업 비용이 발생할 수 있으므로 요구사항 검증은 매우 중요하다.
· 요구사항 명세서의 내용이 이해하기 쉬운지, 일관성은 있는지, 회사의 기준에는 맞는지, 그리고 누락된 기능은 없는지 등을 검증(Verification)하는 것이 중요하다.
· 요구사항 문서는 이해관계자들이 검토해야 한다.
· 요구사항 검증 과정을 통해 모든 문제를 확인할 수 있는 것은 아니다.
· 일반적으로 요구사항 관리 도구를 이용하여 요구사항 정의 문서들에 대해 형상 관리를 수행한다.
4. 요구사항 분석
4-1. 요구사항 분석의 개요
요구사항 분석은 소프트웨어 개발의 실제적인 첫 단계로 개발 대상에 대한 사용자의 요구사항을 이해하고 문서화(명세화)하는 활동을 의미한다.
· 사용자 요구의 타당성을 조사하고 비용과 일정에 대한 제약을 설정한다.
· 사용자의 요구를 정확하게 추출하여 목표를 정하고, 어떤 방식으로 해결할 것인지를 결정한다.
· 요구사항 분석을 통한 결과는 소프트웨어 설계 단계에서 필요한 기본적인 자료가 되므로 사용자의 요구사항을 정확 하고 일관성 있게 분석하여 문서화해야 한다.
· 소프트웨어 분석가에 의해 요구사항 분석이 수행되며, 이 작업 단계를 요구사항 분석 단계라고 한다.
4-2. 구조적 분석 기법
구조적 분석 기법은 자료의 흐름과 처리를 중심으로 하는 요구사항 분석 방법으로, 다음과 같은 특징이 있다.
· 도형 중심의 분석용 도구와 분석 절차를 이용하여 사용자의 요구사항을 파악하고 문서화한다.
· 도형 중심의 도구를 사용하므로 분석가와 사용자 간의 대화가 용이하다.
· 하향식 방법을 사용하여 시스템을 세분화할 수 있고, 분석의 중복을 배제할 수 있다.
· 사용자의 요구사항을 논리적으로 표현하여 전체 시스템을 일관성 있게 이해할 수 있다.
· 시스템 분석의 질이 향상되고, 시스템 개발의 모든 단계에서 필요한 명세서 작성이 가능하다.
· 구조적 분석 기법에서는 자료 흐름도(DFD), 자료 사전(DD), 소단위 명세서(Mini-Spec), 개체 관계도(ERD), 상태 전이도 (STD), 제어 명세서 등의 도구를 이용하여 모델링 한다.
4-3. 자료 흐름도(DFD)
자료 흐름도(DFD; Data Flow Diagram)는 요구사항 분석에서 자료의 흐름 및 변환 과정과 기능을 도형 중심으로 기술하는 방법으로 자료 흐름 그래프, 버블 차트라고도 한다.
· 시스템 안의 프로세스와 자료 저장소 사이에 자료의 흐름을 나타내는 그래프로 자료 흐름과 처리를 중심으로 하는 구 조적 분석 기법에 이용된다
· 자료 흐름도는 자료 흐름과 기능을 자세히 표현하기 위해 단계적으로 세분화된다.
· 자료는 처리(Process)를 거쳐 변환될 때마다 새로운 이름이 부여되며, 처리는 입력 자료가 발생하면 기능을 수행한 후 출력 자료를 산출한다.
· 자료 흐름도에서는 자료의 흐름과 기능을 프로세스(Process), 자료 흐름(Flow), 자료 저장소(Data Store), 단말(Terminator)의 네 가지 기본 기호로 표시한다.
4-4. 자료 사전
자료 사전(DD; Data Dictionary)은 자료 흐름도에 있는 자료를 더 자세히 정의하고 기록한 것이며, 이처럼 데이터를 설명하는 데이터를 데이터의 데이터 또는 메타 데이터(Meta Data)라고 한다.
· 자료 흐름도에 시각적으로 표시된 자료에 대한 정보를 체계적이고 조직적으로 모아 개발자나 사용자가 편리하게 사용할 수 있다.
· 자료 사전에서 사용되는 표기 기호는 다음과 같다.
5. UML(Unified Modeling Language)
5-1. UML(Unified Modeling Language)의 개요
UML은 시스템 분석, 설계, 구현 등 시스템 개발 과정에서 시스템 개발자와 고객 또는 개발자 상호간의 의사소통이 원활하게 이루어지도록 표준화한 대표적인 객체지향 모델링 언어이다.
· UML은 Rumbaugh(OMT), Booch, Jacobson 등의 객체지향 방법론의 장점을 통합하였으며, 객체 기술에 관한 국제표준화기구인 OMG(Object Management Group)에서 표준으로 지정하였다.
· UML을 이용하여 시스템의 구조를 표현하는 6개의 구조 다이어그램과 시스템의 동작을 표현하는 7개의 행위 다이어그램을 작성할 수 있다.
· 각각의 다이어그램은 사물과 사물 간의 관계를 용도에 맞게 표현한다.
· UML의 구성 요소에는 사물(Things), 관계(Relationships), 다이어그램(Diagram) 등이 있다.
5-2. 사물(Things)
사물은 모델을 구성하는 가장 중요한 기본 요소로, 다이어그램 안에서 관계가 형성될 수 있는 대상들을 말한다.
· 사물에는 구조 사물, 행동 사물, 그룹 사물, 주해 사물이 있다.
| 사물 | 내용 |
| 구조 사물 (Structural Things) |
· 시스템의 개념적, 물리적 요소를 표현 · 클래스(Class), 유스케이스(Use Case), 컴포넌트(Component), 노드(Node) 등 |
| 행동 사물 (Behavioral Things) |
· 시간과 공간에 따른 요소들의 행위를 표현 · 상호작용(Interaction), 상태 머신(State Machine) 등 |
| 그룹 사물 (Grouping Things) |
· 요소들을 그룹으로 묶어서 표현 · 패키지(Package) |
| 주해 사물 (Annotation Things) |
· 부가적인 설명이나 제약조건 등을 표현 · 노트(Note) |
5-3. 관계(Relationships)
관계는 사물과 사물 사이의 연관성을 표현하는 것으로, 연관 관계, 집합 관계, 포함 관계, 일반화 관계, 의존 관계, 실체화 관계 등이 있다.
연관(Association) 관계
연관 관계는 2개 이상의 사물이 서로 관련되어 있음을 표현한다.
· 사물 사이를 실선으로 연결하여 표현하며, 방향성은 화살표로 표현한다.
· 서로에게 영향을 주는 양방향 관계의 경우 화살표를 생략하고 실선으로만 연결한다.
· 연관에 참여하는 객체의 개수를 의미하는 다중도(Multiplicity)를 선 위에 표기한다.
| 다중도 | 의미 |
| 1 | 1개의 객체가 연관되어 있다. |
| n | n개의 객체가 연관되어 있다. |
| 0..1 | 연관된 객체가 없거나 1개만 존재한다. |
| 0..* 또는 * | 연관된 객체게 없거나 다수일 수 있다. |
| 1..* | 연관된 객체가 적어도 1개 이상이다. |
| n..* | 연관된 객체게 적어도 n개 이상이다. |
| n..m | 연관된 객체가 최소 n개에서 최대 m개이다. |
집합(Aggregation) 관계
집합 관계는 하나의 사물이 다른 사물에 포함되어 있는 관계를 표현한다.
· 포함하는 쪽(전체, Whole)과 포함되는 쪽(부분, Part)은 서로 독립적이다.
· 포함되는 쪽(부분, Part)에서 포함하는 쪽(전체, Whole)으로 속이 빈 마름모를 연결하여 표현한다.
포함(Composition) 관계
포함 관계는 집합 관계의 특수한 형태로, 포함하는 사물의 변화가 포함되는 사물에게 영향을 미치는 관계를 표현한다.
· 포함하는 쪽(전체, Whole)과 포함되는 쪽(부분, Part)은 서로 독립될 수 없고 생명주기를 함께한다.
· 포함되는 쪽(부분, Part)에서 포함하는 쪽(전체, Whole)으로 속이 채워진 마름모를 연결하여 표현한다.
일반화(Genaeralization) 관계
일반화 관계는 하나의 사물이 다른 사물에 비해 더 일반적인지 구체적인지를 표현한다.
· 예를 들어 사람은 여자와 남자보다 일반적인 개념이고 반대로 여자와 남자는 사람보다 구체적인 개념이다.
· 보다 일반적인 개념을 상위(부모), 보다 구체적인 개념을 하위(자식)라고 부른다.
· 구체적(하위)인 사물에서 일반적(상위)인 사물 쪽으로 속이 빈 화살표를 연결하여 표현한다.
의존(Dependency) 관계
의존 관계는 연관 관계와 같이 사물 사이에 서로 연관은 있으나 필요에 의해 서로에게 영향을 주는 짧은 시간 동안만 연관을 유지하는 관계를 표현한다.
· 하나의 사물과 다른 사물이 소유 관계는 아니지만 사물의 변화가 다른 사물에도 영향을 미치는 관계이다.
· 일반적으로 한 클래스가 다른 클래스를 오퍼레이션의 매개 변수로 사용하는 경우에 나타나는 관계이다.
· 영향을 주는 사물(이용자)이 영향을 받는 사물(제공자)쪽으로 점선 화살표를 연결하여 표현한다.
실체화(Realization) 관계
실체화 관계는 사물이 할 수 있거나 해야 하는 기능(오퍼레이션, 인터페이스)으로 서로를 그룹화 할 수 있는 관계를 표현한다.
· 한 사물이 다른 사물에게 오퍼레이션을 수행하도록 지정하는 의미적 관계이다.
· 사물에서 기능 쪽으로 속이 빈 점선 화살표를 연결하여 표현한다.
5-4. 다이어그램(Diagram)
다이어그램은 사물과 관계를 도형으로 표현한 것이다.
· 여러 관점에서 시스템을 가시화한 뷰(View)를 제공함으로써 의사소통에 도움을 준다
· 정적 모델링에서는 주로 구조적 다이어그램을 사용하고 동적 모델링에서는 주로 행위 다이어그램을 사용한다.
· 구조적(Structural) 다이어그램의 종류
| 클래스 다이어그램 (Class Diagram) |
· 클래스와 클래스가 가지는 속성, 클래스 사이의 관계를 표현한다. · 시스템의 구조를 파악하고 구조상의 문제점을 도출할 수 있다. |
| 객체 다이어그램 (Object Diagram) |
· 클래스에 속한 사물(객체)들, 즉 인스턴스(Instance)를 특정 시점의 객체와 객체 사이의 관계로 표현한다. · 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 객체 모델링에 활용된다. |
| 컴포넌트 다이어그램 (Component Diagram) |
· 실제 구현 모듈인 컴포넌트 간의 관계나 컴포넌트 간의 인터페이스를 표현한다. · 구현 단계에서 사용되는 다이어그램이다. |
| 배치 다이어그램 (Deployment Diagram) |
· 결과물, 프로세스, 컴포넌트 등 물리적 요소들의 위치를 표현한다. · 노드와 의사소통(통신) 경로로 표현한다. · 구현 단계에서 사용되는 다이어그램이다. |
| 복합체 구조 다이어그램 (Composite Structure Diagram) |
클래스나 컴포넌트가 복합 구조를 갖는 경우 그 내부 구조를 표현한다. |
| 패키지 다이어그램 (Package Diagram) |
유스케이스나 클래스 등의 모델 요소들을 그룹화한 패키지들의 관계를 표현한다. |
· 행위(Behavioral) 다이어그램의 종류
| 유스케이스 다이어그램 (Use Case Diagram) |
· 사용자의 요구를 분석하는 것으로 기능 모델링 작업에 사용한다. · 사용자(Actor)와 사용 사례(Use Case)로 구성되며, 사용 사례 간에는 여러 형태의 관계로 이루어진다. |
| 시퀀스 다이어그램 (Sequence Diagram) |
상호 작용하는 시스템이나 객체들이 주고받는 메시지를 표현한다. |
| 커뮤니케이션 다이어그램 (Communication Diagram) |
시퀀스 다이어그램과 같이 동작에 참여하는 객체들이 주고받는 메시지를 표현하는데, 메시지뿐만 아니라 객체들 간의 연관까지 표현한다. |
| 상태 다이어그램 (State Diagram) |
· 하나의 객체가 자신이 속한 클래스의 상태 변화 혹은 다른 객체와의 상호 작용에 따라 상태가 어떻게 변화하는지를 표현한다. · 럼바우(Rumbaugh) 객체지향 분석 기법에서 동적 모델링에 활용된다. |
| 활동 다이어그램 (Activity Diagram) |
시스템이 어떤 기능을 수행하는지 객체의 처리 로직이나 조건에 따른 처리의 흐름을 순서에 따라 표현한다. |
| 상호작용 개요 다이어그램 (Interaction Overview Diagram) |
상호작용 다이어그램 간의 제어 흐름을 표현한다. |
| 타이밍 다이어그램 (Timing Diagram) |
객체 상태 변화와 시간 제약을 명시적으로 표현한다. |
5-5. 스테레오 타입(Stereotype)
스테레오 타입은 UML에서 표현하는 기본 기능 외에 추가적인 기능을 표현하기 위해 사용합니다.
· 길러멧(Guilemet)이라고 부르는 겹화살괄호(<<>>)사이에 표현할 형태를 기술합니다.
6. 주요 UML 다이어 그램
6-1. 유스케이스(Use Case) 다이어그램
유스케이스 다이어그램은 개발될 시스템과 관련된 외부 요소들, 즉 사용자와 다른 외부 시스템들이 개발될 시스템을 이용해 수행할 수 있는 기능을 사용자의 관점(View)에서 표현한 것이다.
· 외부 요소와 시스템 간의 상호 작용을 확인할 수 있다.
· 사용자의 요구사항을 분석하기 위한 도구로 사용된다.
· 시스템의 범위를 파악할 수 있다.
유스케이스 다이어그램의 구성요소
유스케이스 다이어그램은 시스템 범위, 액터, 유스케이스, 관계로 구성된다.
| 시스템(Sysytem) / 시스템 범위 (System Scope) |
시스템 내부에서 수행되는 기능들을 외부 시스템과 구분하기 위해 시스템 내부의 유스케이스들을 사각형으로 묶어 시스템의 범위를 표현함 |
| 액터(Actor) | · 시스템과 상호작용을 하는 모든 외부요소로, 사람이나 외부 시스템을 의미함 · 주액터 : 시스템을 사용함으로써 이득을 얻는 대상으로, 주로 사람이 해당함 · 부액터 : 주액터의 목적 달성을 위해 시스템에 서비스를 제공하는 외부 시스템으로, 조직이나 기관 등이 될 수 있음 |
| 유스케이스 (Use Case) |
사용자가 보는 관점에서 시스템이 액터에게 제공하는 서비스 또는 기능을 표현한 것 |
| 관계 (Relationship) |
유스 케이스 다이어그램에서 관계는 액터와 유스케이스, 유스케이스와 유스케이스 사이에서 나타날 수 있으며, 포함 관계, 확장 관계, 일반화 관계의 3종류가 있음 |
6-2. 클래스(Class) 다이어그램
클래스 다이어그램은 시스템을 구성하는 클래스, 클래스의 특성인 속성과 오퍼레이션, 속선과 오퍼레이션에 대한 제약조건, 클래스 사이의 관계를 표현한 것이다.
· 클래스 다이어그램은 시스템을 구성하는 요소에 대해 이해할 수 있는 구조적 다이어그램이다.
· 클래스 다이어그램은 시스템 구성 요소를 문서화하는 데 사용된다.
· 코딩에 필요한 객체의 속성, 함수 등의 정보를 잘 표현하고 있어 시스템을 모델링 하는데 자주 사용된다.
클래스 다이어그램의 구성 요소
클래스 다이어그램은 클래스, 제약조건, 관계 등으로 구성된다.
| 클래스(Class) | · 클래스는 각각의 객체들이 갖는 속성과 오퍼레이션(동작)을 표현함 · 일반적으로 3개의 구획(Compartment)으로 나눠 클래스의 이름, 속성, 오퍼레이션을 표기함 · 속성(Attribute) : 클래스의 상태나 정보를 표현함 · 오퍼레이션(Operation) : 클래스가 수행할 수 있는 동작으로, 함수(메소드, Method)라고도 함 |
| 제약조건 | 속성에 입력될 값에 대한 제약조건이나 오퍼레이션 수행 전후에 지정해야 할 조건이 있다면 이를 적음 |
| 관계 (Realtionship) |
· 관계는 클래스와 클래스 사이의 연관성을 표현함 · 클래스 다이어그램에 표현하는 관계에는 연관 관계, 집합 관계, 포함 관계, 일반화 관계, 의존 관계가 있음 |
6-3. 시퀀스(Sequence) 다이어그램
시퀀스 다이어그램은 시스템이나 객체들이 메시지를 주고받으며 시간의 흐름에 따라 상호작용하는 과정을 액터, 객체, 메시지 등의 요소를 사용하여 그림으로 표현한 것이다
· 시퀀스 다이어그램은 시스템이나 객체들의 상호 작용 과정에서 주고받는 메시지를 표현한다.
· 시퀀스 다이어그램을 통해 각 동작에 참여하는 시스템이나 객체들의 수행 기간을 확인할 수 있다.
· 시퀀스 다이어그램은 클래스 내부에 있는 개체들을 기본 단위로 하여 그들의 상호작용을 표현한다.
· 시퀀스 다이어그램은 주로 기능 모델링에서 작성한 유스케이스 명세서를 하나의 표현 범위로 하지만, 하나의 클래스에 포함된 오퍼레이션을 하나의 범위로 표현하기도 한다.
시퀀스 다이어그램의 구성요소
시퀀스 다이어그램은 액터, 객체, 생명선, 실행, 메시지 등으로 구성된다.
| 액터(Actor) | 시스템으로부터 서비스를 요청하는 외부 요소로, 사람이나 외부 시스템을 의미함 |
| 객체(Object) | 메시지를 주고받는 주체 |
| 생명선(Lifeline) | 객체가 메모리에 존재하는 기간으로, 객체 아래쪽에 점선을 그어 표현함 |
| 실행 상자(Active Box) | 객체가 메시지를 주고받으며 구동되고 있음을 표현함 |
| 메시지(Message) | 객체가 상호 작용을 위해 주고받는 메시지 |
7. 소프트웨어 아키텍처
7-1. 소프트웨어 아키텍처의 설계
소프트웨어 아키텍처는 소프트웨어의 골격이 되는 기본 구조이자, 소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체이다.
· 소프트웨어 개발 시 적용되는 원칙과 지침이며, 이해 관계자들의 의사소통 도구로 활용된다.
· 소프트웨어 아키텍처의 설계는 기본적으로 좋은 품질을 유지하면서 사용자의 비기능적 요구사항으로 나타난 제약을 반영하고, 기능적 요구사항을 구현하는 방법을 찾는 해결 과정이다.
· 애플리케이션의 분할 방법과 분할된 모듈에 할당될 기능, 모듈 간의 인터페이스 등을 결정한다.
· 소프트웨어 아키텍처 설계의 기본 원리로는 모듈화, 추상화, 단계적 분해, 정보은닉이 있다.
| 상위 설계 | 하위 설계 | |
| 별칭 | 아키텍처 설계, 예비 설계 | 모듈 설계, 상세 설계 |
| 설계 대상 | 시스템의 전체적인 구조 | 시스템의 내부 구조 및 행위 |
| 세부 목록 | 구조, DB, 인터페이스 | 컴포넌트, 자료 구조, 알고리즘 |
7-2. 모듈화(Modularity)
모듈화란 소프트웨어의 성능을 향상시키거나 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것을 의미한다.
· 자주 사용되는 계산식이나 사용자 인증과 같은 기능들을 공통 모듈로 구성하여 프로젝트의 재사용성을 향상시킬 수 있다.
· 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.
7-3. 추상화(Abstraction)
추상화는 문제의 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 차례로 세분화하여 구체화시켜 나가는 것이다.
· 인간이 복잡한 문제를 다룰 때 가장 기본적으로 사용하는 방법으로, 완전한 시스템을 구축하기 전에 그 시스템과 유사한 모델을 만들어서 여러 가지 요인들을 테스트할 수 있다.
· 추상화는 최소의 비용으로 실제 상황에 대처할 수 있고, 시스템의 구조 및 구성을 대략적으로 파악할 수 있게 해준다.
· 추상화의 유형
| 과정 추상화 | 자세한 수행 과정을 정의하지 않고, 전반적인 흐름만 파악할 수 있게 설계하는 방법 |
| 데이터 추상화 | 데이터의 세부적인 속성이나 용도를 정의하지 않고, 데이터 구조를 대표할 수 있는 표현으로 대체하는 방법 |
| 제어 추상화 | 이벤트 발생의 정확한 절차나 방법을 정의하지 않고, 대표할 수 있는 표현으로 대체하는 방법 |
7-4. 단계적 분해(Stepwise Refinement)
단계적 분해는 Niklaus Wirth에 의해 제안된 하향식 설계 전략으로, 문제를 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법이다.
· 추상화의 반복에 의해 세분화된다.
· 소프트웨어의 기능에서부터 시작하여 점차적으로 구체화하고, 알고리즘, 자료 구조 등 상세한 내역은 가능한 한 뒤로 미루어 진행한다.
7-5. 정보 은닉(Information Hiding)
정보 은닉은 한 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법이다.
· 어떤 모듈이 소프트웨어 기능을 수행하는데 반드시 필요한 기능이 있어 정보 은닉된 모듈과 커뮤니케이션할 필요가 있을 때는 필요한 정보만 인터페이스를 통해 주고 받는다.
· 정보 은닉을 통해 모듈을 독립적으로 수행할 수 있고, 하나의 모듈이 변경되더라도 다른 모듈에 영향을 주지 않으므로 수정, 시험, 유지보수가 용이하다.
7-6. 소프트웨어 아키텍처의 품질 속성
소프트웨어 아키텍처의 품질 속성은 소프트웨어 아키텍처가 이해 관계자들이 요구하는 수준의 품질을 유지 및 보장할 수 있게 설계되었는지를 확인하기 위해 품질 평가 요소들을 시스템 측면, 비즈니스 측면, 아키텍처 측면으로 구분하여 구체화시켜 놓은 것이다.
· 시스템 측면
| 품질 속성 | 내용 |
| 성능 | 사용자의 요청과 같은 이벤트가 발생했을 때, 이를 적절하고 빠르게 처리하는 것이다. |
| 보안 | 허용되지 않은 접근을 막고, 허용된 접근에는 적절한 서비스를 제공하는 것이다. |
| 가용성 | 장애 없이 정상적으로 서비스를 제공하는 것이다. |
| 기능성 | 사용자가 요구한 기능을 만족스럽게 구현하는 것이다. |
| 사용성 | 사용자가 소프트웨어를 사용하는데 헤매지 않도록 명확하고 편리하게 구현하는 것이다. |
| 변경 용이성 | 소프트웨어가 처음 설계 목표와 다른 하드웨어나 플랫폼에서도 동작할 수 있도록 구현하는 것이다. |
| 확장성 | 시스템의 용량, 처리능력을 확장시켰을 때 이를 효과적으로 활용할 수 있도록 구현하는 것이다. |
| 기타 속성 | 테스트 용이성, 배치성, 안정성 등이 있다. |
· 비즈니스 측면
| 품질 속성 | 내용 |
| 시장 적시성 | 정해진 시간에 맞춰 프로그램을 출시하는 것이다. |
| 비용과 혜택 | · 개발 비용을 더 투자하여 유연성이 높은 아키텍처를 만들 것인지를 결정하는 것이다. · 유연성이 떨어지는 경우 유지보수에 많은 비용이 소모될 수 있다는 것을 고려해야 한다. |
| 예상 시스템 수명 | · 시스템을 얼마나 오랫동안 사용할 것인지를 고려하는 것이다. · 수명이 길어야 한다면 시스템 풀질의 '변경 용이성', '확장성'을 중요하게 고려해야 한다. |
| 기타 속성 | 목표 시장, 공개 일정, 기존 시스템과의 통합 등이 있다. |
· 아키텍처 측면
| 품질 속성 | 내용 |
| 개념적 무결성 | 전체 시스템과 시스템을 이루는 구성요소들 간의 일관성을 유지하는 것이다. |
| 정확성, 완결성 | 요구사항과 요구사항을 구현하기 위해 발생하는 제약사항들을 모두 충족시키는 것이다. |
| 구축 가능성 | 모듈 단위로 구분된 시스템을 적절하게 분배하여 유연하게 일정을 변경할 수 있도록 하는 것이다. |
| 기타 속성 | 변경성, 시험성, 적응성, 일치성, 대체성 등이 있다. |
7-7. 소프트웨어 아키텍처의 설계 과정
①설계 목표 설정 : 시스템의 개발 방향을 명확히 하기 위해 설계에 영향을 주는 비즈니스 목표, 우선순위 등의 요구사항을 분석하여 전체 시스템의 설계 목표를 설정한다.
②시스템 타입 결정 : 시스템과 서브시스템의 타입을 결정하고, 설계 목표와 함께 고려하여 아키텍처 패턴을 선택한다.
③아키텍처 패턴 적용 : 아키텍처 패턴을 참조하여 시스템의 표준 아키텍처를 설계한다.
④서브시스템 구체화 : 서브시스템의 기능 및 서브시스템 간의 상호작용을 위한 동작과 인터페이스를 정의한다.
⑤검토 : 아키텍처가 설계 목표에 부합하는지, 요구사항이 잘 반영되었는지, 설계의 기본 원리를 만족하는지 등을 검토한다.
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