[정보처리기사 실기] 4장 서버프로그램 구현

 

이번에는 2022년도 실기 시험 준비하면서 노트정리 했었던 내용들을 포스팅 해보겠습니다. 내용이 많이 부족하시겠지만 어디까지 참고용으로만 봐주시면 감사하겠습니다. 😁😁

 

참고로, 시간 관계상 전부 정리되어 있지는 않습니다. 추가로 저는 C등급과 D등급은 학습 목표에서 제외했습니다.

 

해당 내용은 2022년도 시나공 출판사의 정보처리기사 실기 책의 내용이 조금 포함되어 있습니다.

싸니까 믿으니까 인터파크도서

 

가급적 책은 구매하셔야 하고 출판사는 시나공 또는 수제비로 공부하시는 것을 추천드립니다.

 

 

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A등급

 

📢 객체지향(Obejct-Oriented)

 

• 객채지향
  • 각 요소들을 객체(Object)로 만든 후, 객체들을 조립해서 소프트웨어를 개발하는 기법
• 객체지향의 구성요소
  • 객체(Object)
    • 데이터와 이를 처리하기 위한 함수를 묶어 놓은 소프트웨어 모듈
    • 데이터: 객체가 가지고 있는 정보로, 속성이나 상태, 분류 등
    • 함수: 객체가 수행하는 기능으로 객체가 갖는 데이터를 처리하는 알고리즘
  • 클래스(Class)
    • 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합
    • 클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스(Instance)라고 함
  • 메세지(Message)
    • 객체들 간의 상호작용에 사용되는 수단으로, 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구 사항
• 객체지향의 특징
  • 캡슐화(Encapsulation)
    • 외부에서의 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부 내용을 은닉하는 것
    • 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적음
  • 상속(Inheritance)
    • 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것
  • 다형성(Polymorphism)
    • 하나의 메세지에 대해 각각의 객체가 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력
  • 연관성(Relationship)
    • 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계
    • 연관성의 종류

 

 

 

📢 객체지향 분석 및 설계

 

• 객체지향 분석(OOA; Object Oriented Analysis)
  • 사용자의 요구사항과 관련된 객체, 속성, 연산, 관계 등을 정의하여 모델링하는 작업
  • 객체와 속성, 클래스와 멤버, 전체와 부분 등으로 나누어서 분석
  • 클래스를 식별하는 것이 객체지향 분석의 주요 목적
• 객체지향 분석의 방법론

 

• 럼바우(Rumbaugh)의 분석 기법 [객동기]
  • 모든 소프트웨어 구성 요소를 그래픽 표기법을 이용하여 모델링하는 기법
  • =객체 모델링 기법(OMT, Object-Modeling Technique)
  • 분석 활동 [객체 → 동적 → 기능 모델링]
    • 객체 모델링(Object Modeling) = 정보 모델링(Information Modeling)
      • 시스템에서 요구되는 객체를 찾아내어 속성과 연산 식별 및 객체들 간의 관계를 규정하여 표시하는 모델링
      • ex) ER 다이어그램(ERD)
    • 동적 모델링(Dynamic Modeling)
      • 시간의 흐름에 따른 객체들 간의 제어 흐름, 상호 작용, 동작 순서 등의 동적인 행위를 표현하는 모델링
      • ex) 상태 변화도(STD), 사건 추적도
    • 기능 모델링(Functional Modeling)
      • 다수의 프로세스들 간의 자료 흐름을 중심으로 처리 과정을 표현한 모델링
      • ex) 자료흐름도(DFD)
• 객체지향 설계 원칙
  • 변경이나 확장에 유연한 시스템을 설계하기 위해 지켜져야 할 원칙
  • 원칙의 종류 [SOLID]
    • 단일 책임 원칙(SRP): 객체는 단 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙
    • 개방-폐쇄 원칙(OCP): 기존의 코드를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있도록 설계해야 한다는 원칙
    • 리스코프 치환 원칙(LSP): 자식 클래스는 최소한 부모클래스의 기능은 수행할 수 있어야 한다는 원칙
    • 인터페이스 분리 원칙(ISP): 자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 한다는 원칙
    • 의존 역전 원칙(DIP): 의존 관계 성립 시 추상성이 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야 한다는 원칙

 

 

📢 모듈

 

• 모듈(Module)
  • 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능
  • 모듈의 기능적 독립성은 소프트웨어를 구성하는 각 모듈의 기능이 서로 독립됨을 의미
  • 모듈의 독립성은 결합도와 응집도에 의해 측정
• 결합도(Coupling)
  • 모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관 관계

 

 

• 응집도(Cohesion)
  • 모듈의 내부 요소들이 서로 관련되어 있는 정도

 

 

• 팬인(Fan-In) / 팬아웃(Fan-Out)
  • 팬인
    • 어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수
    • 자기 자신에게 들어오는 개수
  • 팬아웃
    • 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈의 수
    • 자기 자신에서 나가는 개수
• N-S 차트(Nassi-Schneiderman Chart)
  • 논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법
  • 박스 다이어그램, Chapin Chart

 

 

📢 단위 모듈

 

• 한 가지 동작을 수행하는 모듈의 구현 과정
• 구현 과정
  • 단위 기능 명세서 작성 → 입출력 기능 구현 → 알고리즘 구현
• IPC(Inter-Process Communication)
  • 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합
  • 대표 메소드 5가지
    • Share Memory: 공유 가능한 메모리를 구성하여 다수의 프로세스가 통신하는 방식
    • Socket: 네트워크 소켓을 이용하여 네트워크를 경유하는 프로세스간에 통신하는 방식
    • Semaphores: 공유 자원에 대한 접근 제어를 통해 통신하는 방식
    • Pipes&named Pipes: 선입선출 형태로 구성된 메모리를 여러 프로세스가 공유하여 통신하는 방식
    • Message Queueing: 메세지가 발생하면 이를 전달하는 방식으로 통신하는 방식
• 단위 모듈 테스트
  • 모듈이 정해진 기능을 정확히 수행하는지 검증하는 것
• 테스트 케이스(Test Case)
  • 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서

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📢 코드

 

• 자료의 분류/조합/집계/추출을 용이하게 하기 위해 사용하는 기호
• 코드의 주요 기능
  • 식별 기능: 데이터 간의 성격에 따라 구분이 가능
  • 분류 기능: 특정 기준이나 동일한 유형에 해당하는 데이터를 그룹화 할 수 있음
  • 배열 기능: 의미를 부여하여 나열할 수 있음
  • 표준화 기능: 다양한 데이터를 기준에 맞추어 표현할 수 있음
  • 간소화 기능: 복잡한 데이터를 간소화할 수 있음
• 코드의 종류
  • 순차 코드(Sequence Code)
    • 자료의 발생 순서, 크기 순서 등 일정 기준에 따라서 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 부여하는 방법
    • = 순서 코드 = 일련번호 코드
  • 블록 코드(Block Code)
    • 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분
    • 블록 내에서 일련번호를 부여하는 방법
    • = 구분 코드
  • 10진 코드(Decimal Code)
    • 10진 분할 후 필요한 만큼 반복하는 방법
    • = 도서 분류식 코드
  • 그룹 분류 코드(Group Classification Code)
    • 각 그룹 안에서 일련번호를 부여하는 방법
  • 연상 코드(Mnemonic Code)
    • 코드화 대상 항목의 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드를 부여하는 방법
  • 표의 숫자 코드(Significant Digit Code)
    • 코드화 대상 항목의 성질, 즉 길이, 넓이, 부피, 지름, 높이 등의 물리적 수치를 그대로 코드에 적용시키는 방법
    • = 유효 숫자 코드
  • 합성 코드(Combined Code)
    • 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

 

 

 

📢 디자인 패턴

 

• 디자인 패턴(Design Pattern)
  • 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
  • 구성 요소
    • 문제 및 배경
    • 실제 적용된 사례
    • 재사용이 가능한 샘플 코드
• 생성 패턴(Creational Pattern): 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴
  • 추상 팩토리(Abstact Factory)
    • 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현
    • 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능
  • 빌더(Builder)
    • 작게 분리된 인스턴스를 건축 하듯이 좋바하여 객체를 생성
  • 팩토리 메소드(Factory Method)
    • 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
    • 상위 클래스에서 인터페이스만 정의, 실제 생성은 서브 클래스가 담당
    • = 가상 생성자(Virtual Constructor) 패턴
  • 프로토타입(Prototype)
    • 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
  • 싱글톤(Singleton)
    • 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음
    • 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장
    • 불필요한 메모리 낭비 최소화
• 구조 패턴(Structural Pattern): 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴
  • 어댑터(Adapter)
    • 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴
  • 브리지(Bridge)
    • 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
    • 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현
  • 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 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
  • 플라이웨이트(Flyweight)
    • 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생선하는 것이 아니고 가능한한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
  • 프록시(Proxy)
    • 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴
• 행위 패턴(Behavioral Pattern): 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴
  • 책임 연쇄(Chaing 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
    • 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상클래스와 구체클래스로 분리하여 단순화함
  • 인터프리터(Interpreter)
    • 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
  • 반복자(Iterator)
    • 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴
  • 중재자(Mediator)
    • 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용(Interface)을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
    • 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음
  • 메멘토(Memento)
    • 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
    • ‘Ctrl + Z’ 와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용
  • 옵서버(Observer)
    • 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
    • 일대다의 의존성을 정의
  • 상태(State)
    • 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
    • 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리
  • 전략(Strategy)
    • 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
  • 템플릿 메소드(template Method)
    • 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴

 

 

📢 배치 프로그램

 

• 배치 프로그램(Batch Program)
  • 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리하도록 만든 프로그램
  • 필수 요소
    • 대용량 데이터: 대량의 데이터를 가져오거나, 전달하거나, 계산하는 등의 처리가 가능해야 함
    • 자동화: 심각한 오류가 발생하는 상황을 제외하고는 사용자의 개입 없이 수행되어야 함
    • 견고성: 잘못된 데이터나 데이터 중복 등의 상황으로 중단되는 일 없이 수행되어야 함
    • 안정성/신뢰성: 오류가 발생하면 오류의 발생 위치, 시간 등을 추적할 수 있어야 함
    • 성능: 다른 응용 프로그램의 수행을 방해하지 않아야 함. 지정된 시간 내에 처리가 완료 되어야 함
• 배치 스케줄러(Batch Scheduler)
  • 일괄 처리 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행되도록 지원해주는 도구
  • = 잡 스케줄러(Job Scheduler)
  • 종류: 스프링 배치(Spring Batch), Quartz, Cron
• crontab 명령어 작성 방법
  • 작업 예약 형식

 

 

 

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B등급

 

📢 소프트웨어 아키텍처

 

• 소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체
• 모듈화(Modularity)
  • 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것
  • 모듈의 크기를 너무 작게 나누면 개수가 많아져 모듈 간의 통합 비용이 증가
  • 모듈의 크기를 너무 크게 나누면 개수가 적어 통합 비용은 적게 들지만 모듈 하나의 개발 비용이 증가
• 추상화(Abstraction)
  • 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 구체화시켜 나가는 것
  • 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
• 단계적 분해(Stepwise Refinement)
  • 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법
  • Niklaus Wirth에 의해 제안된 하향식 설계 전략
• 정보 은닉(Information Hiding)
  • 모듈 내부에 포함된 정차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법
  • 정보 은닉을 통해 모듈을 독립적으로 수행
  • 다른 모듈에 영향 X, 수정/시험/유지보수 용이

• 상위 설계와 하위 설계

 

• 소프트웨어 아키텍처의 품질 속성
  • 품질 평가 요소의 종류
    • 시스템 측면: 성능, 보안, 가용성, 기능성, 사용성, 변경 용이성, 확장성 등
    • 비즈니스 측면: 시장 적시성, 비용과 혜택, 예상 시스템 수명, 목표 시장, 공개 일정 등
    • 아키텍처 측면: 개념적 무결성, 정확성, 완결성, 구축 가능성, 변경성, 시험성 등
• 협약(Contract)에 의한 설계
  • 컴포넌트를 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것
  • 명세에 포함될 조건
    • 선행 조건(Precondition): 오퍼레이션이 호출되기 전에 참이 되어야 할 조건
    • 결과 조건(Postcondition): 오퍼레이션이 수행된 후 만족되어야 할 조건
    • 불변 조건(Invariant): 오퍼레이션이 실행되는 동안 항상 만족되어야 할 조건

 

 

📢 공통 모듈

 

• 여러 프로그램에서 공통으로 사용할 수 있는 모듈
• 공통 모듈 명세 기법의 종류
  • 정확성(Correctness): 시스템 구현 시 해당 기능이 필요하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성
  • 명확성(Clarity): 해당 기능을 이해할 때 중의적으로 해석되지 않도록 명확하게 작성
  • 완전성(Completeness): 시스템 구현을 위해 필요한 모든 것을 기술
  • 일관성(Consistency): 공통 기능들 간 상호 충돌이 발새하지 않도록 작성
  • 추적성(Traceability): 기능에 대한 요구사항의 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성
• 재사용(Reuse)
  • 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업
  • 재사용 규모에 따른 분류
    • 함수와 객체: 클래스나 메소드 단위의 소스 코드를 재사용
    • 컴포넌트: 컴포넌트 자체에 대한 수정 없이 인터페이스를 통해 통신하는 방식으로 재사용
    • 애플리케이션: 공통된 기능들을 제공하는 애플리케이션을 공유하는 방식으로 재사용
• 효과적인 모듈 설계 방안
  • 결합도 줄이고 응집도는 높여서 모듈의 독립성과 재사용을 높임
  • 복잡도와 중복성을 줄이고 일관성 유지
  • 모듈의 기능 예측 가능. 지나치게 제한적이어서는 안됨
  • 이해하기 쉬운 크기로 기능과 구조를 분해

 

 

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# 마치며..

 

원래는 저만 보려고 노트 정리했던 내용이라서 허술한 점이 많기도 할 거고 오타도 있을 수 있습니다. 참고용으로만 봐주세요 😂

 

많이 부족한 내용이셨겠지만 도움이 되셨다면 댓글 한 번씩 남겨주시면 많이 뿌듯할 것 같습니다. 😁😁

 

 

 

 

 

 

 

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