정보처리기사 실기 요약 - 4장. 서버 프로그램 구현

01. 개발 환경 구축

 

1) 개발 환경 구축: 개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것

 

2) 하드웨어 환경: 사용자와의 인터페이스 역할을 하는 클라이언트, 클라이언트와 통신하여 서비스를 제공하는 서버로 구성됨.

- 서버의 종류: 웹서버, 웹 애플리케이션 서버(WAS), DB 서버, 파일 서버

 

3) 소프트웨어 환경: 클라이언트와 서버 운영을 위한 시스템 소프트웨어와 개발에 사용되는 개발 소프트웨어로 구성됨.

- 시스템 소프트웨어 종류: OS, 웹 서버 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

 

4) 웹 서버의 기능: HTTP/HTTPS 지원, 통신 기록, 정적 파일 관리, 대역폭 제한, 가상 호스팅, 인증

 

5) 개발 언어 선정 기준: 적정성, 효율성, 이식성, 친밀성, 범용성

 

02. 소프트웨어 아키텍처

 

1) 소프트웨어 아키텍처: 소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체

 

2) 모듈화: 시스템의 기능들을 모듈(특정 기능을 처리할 수 있는 소스 코드)단위로 나누는 것

 

3) 추상화: 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 구체화 시켜 나가는 것

 

4) 단계적 분해: 상위의 중요 개념부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법

 

5) 정보 은닉: 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법

 

6) 상위 설계와 하위 설계

	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) 소프트웨어 아키텍처의 품질 속성

- 품질 평가 요소들을 구체화시켜 놓은 것

- 품질 평가 요소들의 종류: 시스템 측면, 비즈니스 측면, 아키텍처 측면

 

8) 소프트웨어 아키텍처 설계 과정

① 설계 목표 설정

② 시스템 타입 설정

③ 아키텍처 패턴 적용

④ 서브 시스템 구체화

⑤ 검토

 

9) 협약에 의한 설계

- 컴포넌트를 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것

 

03. 아키텍처 패턴

 

1) 아키텍처 패턴: 아키텍처를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제

 

2) 레이어 패턴: 시스템을 계층으로 구분하여 구성하는 고전적인 방법의 패턴

 

3) 클라이언트-서버 패턴: 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성되는 패턴

 

4) 파이프-필터 패턴: 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터로 캡슐화하여 파이프를 통해 전송되는 패턴

 

5) 모델-뷰-컨트롤러 패턴: 서브 시스템을 모델, 뷰, 컨트롤러로 구조화하는 패턴

 

6) 기타 패턴

- Master - Slave Pattern: 슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업을 수행하는 패턴

- Broker - Pattern: 사용자가 원하는 서비스와 특성을 브로커 컴포넌트에 요청하면 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결해주는 패턴

- Peer - To - Peer Pattern(P2P): 피어라고 불리는 하나의 컴포넌트가 클라이언트가 될 수도, 서버가 될 수도 있는  패턴

- Event - Bus Pattern: 소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 발행하면 해당  채널을 구독한 리스너들이 메시지를 받아 이벤트를 처리하는 패턴

- Blackboard Pattern: 모든 컴포넌트들이 고유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 패턴

- Interpreter Pattern: 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고, 기호마다 클래스를 갖도록 구성된 패턴

 

04. 객체지향

 

1) 객체지향: 각 요소들을 객체로 만든 후, 객체들을 조립해서 소프트웨어를 개발하는 기법

 

2) 객체지향의 구성요소

- 객체(Object): 데이터와 이를 처리하기 위한 함수를 묶어놓은 소프트웨어 모듈

- 클래스(Class): 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합

- 메시지(Message): 객체들 간의 상호작용에 사용되는 수단으로, 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구사항

 

3) 객체지향의 특징

- 캡슐화: 외부에서의 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부내용을 은닉하는 것

- 상속: 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려 받는 것

- 다형성: 하나의 메시지에 대해 각각의 객체가 가지고 있는 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력

- 연관성: 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계

 

05. 객체지향 분석 및 설계

 

1) 객체지향 분석: 사용자의 요구사항과 관련된 객체, 속성, 연산, 관계 등을 정의하여 모델링하는 작업

 

2) 객체지향 분석의 방법론

- Rumbaugh 방법: 분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행함.

- Booch 방법: 클래스와 객체들을 분석 및 식별하고 클래스의 속성과 연산을 정의함.

- Jacobson 방법: 유스케이스를 강조하여 사용함.

- Coad와 Yourdon 방법: E-R 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링함.

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

 

3) 럼바우 분석 기법: 모든 소프트웨어 구성 요소를 그래픽 표기법으로 이용하여 모델링하는기법

- 객체 모델링 → 동적 모델링 → 기능 모델링

 

4) 객체지향 설계 원칙: 변경이나 확장에 유연한 시스템을 설계하기 위해 지켜져야 할 원칙

- 단일 책임 원칙: 객체는 단 하나의 책임만 가져야 함

- 개방-폐쇄 원칙: 기존의 코드를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있도록 설계해야 함

- 리스코프 치환 원칙: 자식 클래스는 최소한 부모 클래스의 기능은 수행할 수 있어야함

- 인터페이스 분리 원칙: 자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 함

- 의존 역전 원칙: 의존 관계 성립 시 추상성이 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야 함

 

06. 모듈

 

1) 모듈: 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능

 

2) 결합도: 모듈 간에 상호 의존하는 정도

- 내용 결합도(Content Coupling): 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때

- 공통 결합도(Common Coupling): 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때

- 외부 결합도(External Coupling): 어떤 모듈에서 선언한 데이터를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때

- 제어 결합도(Control Coupling): 어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호나 제어 요소를 전달하는 결합도

- 스탬프 결합도(Stamp Coupling): 모듈 간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도

- 자료 결합도(Data Coupling): 모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만구성될 때의 결합도

* 내공외제스자

 

3) 응집도: 모듈의 내부 요소들이 서로 관련되어 있는 정도

- 기능적 응집도(Functional Cohesion): 모듈 내부의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우

- 순차적 응집도(Sequential Cohesion): 모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력데이터로 사용할 경우

- 교환적 응집도(Communication Cohesion): 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성요소들이모였을 경우

- 절차적 응집도(Procedural Cohesion): 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우

- 시간적 응집도(Temporal Cohesion): 특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우

- 논리적 응집도(Logical Cohesion): 유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우

- 우연적 응집도(Coincidental Cohesion): 모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우

* 우논시절통순기

 

07. 단위 모듈

 

1) 단위 모듈: 한 가지 동작을 수행하느 기능을 모듈로 구현한 것

 

2) IPC: 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합

 

3) 단위 모듈 테스트(단위 테스트): 모듈이 정해진 기능을 정확히 수행하는지 검증하는 것

 

4) 테스트 케이스: 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서

 

 

08. 공통 모듈

 

1)  공통 모듈: 여러 프로그램에서 공통으로 사용할 수 있는 모듈

 

2) 공통 모듈 명세 기법의 종류

- 정확성: 시스템 구현 시 해당 기능이 필요 하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성함

- 명확성: 해당 기능을 이해할 때 중의적으로 해석되지 않도록 명확하게 작성함

- 완전성: 시스템 구현을 위해 필요한 모든 것을 기술함

- 일관성: 공통 기능들 간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성함

- 추적성: 기능에 대한 요구사항의 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성함

 

3) 재사용: 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업

 

4) 효과적인 모듈 설계 방안

- 결합도 ↓ 응집도 ↑ → 모듈의 독립성 ↑ 재사용성 ↑

- 복잡성 ↓ 중복성 ↓ → 일관성 유지

 

09. 코드

 

1) 코드: 자료의 분류, 조합, 집계, 추출을 용이하게 하기 위해 사용하는 기호

 

2) 코드의 종류

순차 코드	일정 기준에 따라서 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 부여
블록 코드	공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분하고, 각 블록 내에서 일련번호를 부여
10진 코드	코드화 대상 항목을 0~9까지 10진 분할하고, 각각에 대해 10진 분할을 필요한 만큼 반복하는 방법
그룹 분류 코드	일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 등으로 구분하고 각 그룹 안에서 일련번호를 부여
연상 코드	코드화 대상 항목의 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드 부여
표의 숫자 코드	코드화 대상 항목의 성질을 물리적 수치 그대로 코드에 적용시키는 방법
합성 코드	필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

 

10. 디자인 패턴

 

1) 디자인 패턴: 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제

 

2) 생성 패턴: 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴

빌더(Builder)	작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성함.
프로토타입(Prototype)	원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
팩토리 메소드(Factory Method)	객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
추상 팩토리(Abstract Factory)	구체적인 클래스에 의존하지 않고 인터페이스를 통해 서로 연관, 의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현함.
싱글톤(Singleton)	하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음.

* 빌프로팩앱싱

 

3) 구조 패턴: 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴

어댑터(Adapter)	호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해줌
브리지(Bridge)	구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
컴포지트(Composite)	여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴
데코레이터(Decorator)	객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴
퍼싸드(Facade)	복잡한 서브 클래스드을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
플라이웨이트(Flyweight)	인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 공유해서 사용함으로써 메모리를 저약하는 패턴
프록시(Proxy)	접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행함.

 

4) 행위 패턴: 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴

책임 연쇄(Chain of Responsibility)	요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴
커맨드(Command)	요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴
인터프리터(Interpreter)	언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
반복자(Iterator)	자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 함
중재자(Mediator)	수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
메멘토(Memento)	특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 다라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
옵서버(Observer)	한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
상태(State)	객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
전략(Strategy)	동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의함
템플릿 메소드(Template Method)	상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조
방문자(Visitor)	각 클래스들의 데이터 구조에서  처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성

 

11. 개발 지원 도구

 

1) 통합 개발 환경(IDE); 개발에 필요한 다양한 툴을 하나의 인터페이스로 통합하여 제공하는 환경

 

2) 빌드 도구

- 빌드: 소스 코드 파일들을 컴퓨터에서 실행할 수 있는 제품 소프트웨어로 변환하는 괒어 또는 결과물

- ANT(Another Neat Tool): 아파치에서 개발한 자바 프로젝트의 공식적인 빌드 도구

- Maven: 아파치에서 Ant의 대안으로 개발, 의존성을 설정해 라이브러리 관리

- Gradle: 한스 도커가 Ant와 Maven을 보완하여 개발, 안드로이드 스튜디오의 공식 빌드 도구

 

3) 협업 도구: 개발에 참여하는 사람들이 서로 다른 작업 환경에서 원활히 프로젝트를 수행할 수 있도록 도와주는 도구

 

12. 서버 개발

 

1) 서버 개발: 웹 애플리케이션의 로직을 구현할 서버 프로그램을 제작하여 WAS에 탑재하는 것

 

2) 서버 개발 프레임워크: 다양한 네트워크 설정, 요청 및 응답 처리, 아키텍처 모델 구현 등을 손쉽게 처리할 수 있도록 클래스나 인터페이스를 제공하는 소프트웨어

- Spring: JAVA를 기반으로 만든 프레임워크, 전자정부 표준 프레임워크의 기반 기술

- Node.js: JavaScript를 기반으로 만든 프레임워크

- Django: Python을 기반으로 만든 프레임워크

- Codeigniter: PHP를 기반으로 만든 프레임워크

- Ruby on Rails: Ruby를 기반으로 만든 프레임워크

 

13. 보안 및 API

 

1) 소프트웨어 개발 보안: 보안 취약점을 최소화하여 보안 위협으로부터 안전한 소프트웨어를 개발하기 위한 일련의 보안 활동

 

2) API: 라이브러리를 이용할 수 있도록 규칙 등을 정의해놓은 인터페이스

 

14. 배치 프로그램

 

1) 배치 프로그램: 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리할 수 있도록 만든 프로그램

- 필수 요소: 대용량 데이터, 자동화, 견고성, 안전성/신뢰성, 성능

 

2) 배치 스케줄러: 일괄 처리 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행되도록 지원해주는 도구

 

15. 패키지 소프트웨어

 

1) 패키지 소프트웨어: 기업에서 일반적으로 사용하는 여러 기능을 통합하여 제공하느 소프트웨어