정보처리기사 - 서버 프로그램 구현 #76~79

76. 단위 모듈

76.1 단위 모듈(Unit Module)

소프트웨어 구현에 필요한 여러 동작 중 한 가지 동작을 수행하는 기능을 모듈로 구현한 것

• 단위 기능 : 단위 모듈로 구현되는 하나의 기능
• 독립적인 컴파일이 가능하며, 다른 모듈에 호출되거나 삽입되기도 함

<단위 모듈의 구현 과정>

76.2 IPC(Inter-Process Communication)

모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합

• 복수의 프로세스를 수행하며 이뤄지는 프로세스 간 통신까지 구현이 가능
• IPC의 대표 메소드 5가지

메소드	특징
Shared Memory	공유 가능한 메모리를 구성하여 다수의 프로세스가 통신하는 방식
Socket	네트워크 소켓을 이용하여 네트워크를 경유하는 프로세스 간에 통신하는 방식
Semaphores	공유 자원에 대한 접근 제어를 통해 통신하는 방식
Pipes&named Pipes	- 'Pipe'라고 불리는 FIFO 형태로 구성된 메모리를 여러 프로세스가 공유하여 통신하는 방식 - Pipe는 하나의 프로세스가 이용 중이라면 다른 프로세스는 접근할 수 없음
Message Queueing	메시지가 발생하면 이를 전달하는 방식으로 통신하는 방식

76.3 단위 모듈 테스트

프로그램의 단위 기능으로 구현된 모듈이 정해진 기능을 정확히 수행하는지 검증하는 것

• 단위 테스트(Unit Test)라고 불림
• 단위 모듈 테스트의 기준은 단위 모듈에 대한 코드이므로 시스템 수준의 오류는 잡아낼 수 없음

76.4 테스트 케이스(Test Case)

구현된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서

• 테스트 케이스를 이용하지 않은 테스트는 특정 요소에 대한 검증이 누락되거나 불필요한 검증의 반복으로 인해 인력과 시간을 낭비할 수 있음
• ISO/IEC/IEEE 29119-3 표준에 따른 테스트 케이스의 구성 요소

종류	내용
식별자 (Identifier)	항목 식별자, 일련번호
테스트 항목 (Test Item)	테스트 대상(모듈 또는 기능)
입력 명세 (Input Specification)	입력 데이터 또는 테스트 조건
출력 명세 (Output Specification)	테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과
환경 설정 (Environmental Needs)	필요한 하드웨어나 소프트웨어의 환경
특수 절차 요구 (Special Procedure Requirement)	테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차
의존성 기술 (Inter-case Dependencies)	테스트 케이스 간의 의존성

---

77. 공통 모듈

77.1 공통 모듈

여러 프로그램에서 공통으로 사용할 수 있는 모듈

• 자주 사용되는 계산식이나 매번 필요한 사용자 인증과 같은 기능들이 공통 모듈로 구성될 수 있음
• 공통 모듈을 구현할 때는 해당 기능을 명확히 이해할 수 있도록 명세 기법을 준수해야 함

77.2 공통 모듈 명세 기법의 종류

명세 기법	내용
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 발생하지 않도록 작성
추적성 (Traceability)	기능에 대한 요구사항의 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성

77.3 재사용(Reuse)

이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업

• 새로 개발하는데 필요한 비용과 시간을 절약할 수 있음
• 누구나 이해할 수 있고 사용이 가능하도록 사용법을 공개해야 함
• 재사용 규모에 따른 분류

규모	내용
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

77.4 효과적인 모듈 설계 방안

• 결합도는 줄이고 응집도는 높여서 모듈의 독립성과 재사용성을 높임
• 복잡도와 중요성은 줄이고 일관성은 유지시킴
• 모듈의 기능은 예측이 가능해야 하며 지나치게 제한적이어서는 안 됨
• 모듈 크기는 시스템의 전반적인 기능과 구조를 이해하기 쉬운 크기로 분해
• 효과적인 제어를 위해 모듈 간의 계층적 관계를 정의하는 자료가 제시되어야 함

---

78. 코드

78.1 코드(Code)

자료의 분류·조합·집계·추출을 용이하게 하기 위해 사용되는 기호

• 정보를 신속·정확·명료하게 전달할 수 있게 함
• 일정한 규칙에 따라 작성
• 정보 처리의 효율과 처리된 정보의 가치에 많은 영향을 미침

78.2 코드의 주요 기능

기능	내용
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

78.3 코드의 종류

종류	내용	예시
순차 코드 (Sequence Code)	- 자료의 발생 순서, 크기 순서 등 일정 기준에 따라서 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 부여하는 방법 - 순서 코드 또는 일련번호 코드라고도 함	1 2 3 4..
블록 코드 (Block Code)	- 코드화 대상 항목 중에서 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분하고, 각 블록 내에서 일련번호를 부여하는 방법 - 구분 코드라고도 함	1001~1100: 총무부 1101~1200 : 영업부
10진 코드 (Demical Code)	- 코드화 대상 항목을 0~9까지 10진 분할하고, 다시 그 각에 대하여 10진 분할하는 방법을 필요한 만큼 반복하는 방법 - 도서 분류식 코드라고도 함	1000 : 공학 1100 : 소프트웨어 공학 1110 : 소프트웨어 설계
그룹 분류 코드 (Group Classification Code)	코드화 대상 항목을 일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 등으로 구분하고, 각 그룹 안에서 일련번호를 부여하는 방법	1-01-001 : 본사-총무부-인사계 2-01-001 : 지사-총무부-인사계
연상 코드 (Mnemonic Code)	코드화 대상 항목의 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드를 부여하는 방법	TV-40 : 40인치 TVL-15-220 : 15W 220V의 램프
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 코드라고도 함	120-720-1500 : 두께×폭×길이가 120×720×1500인 강판
합성 코드 (Combined Code)	필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법	예) 연상 코드 + 순차 코드 KE-711 : 대한항공 711기 AC-253 : 에어캐나다 253기

---

79. 디자인 패턴

79.1 디자인 패턴(Design Pattern)

모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제

• 문제 및 배경, 실제 적용된 사례, 재사용이 가능한 샘플 코드 등으로 구성
• '바퀴를 다시 발명하지 마라(Don't reinvent the wheel)'라는 말과 같이, 개발 과정 중에 문제가 발생하면 새로 해결책을 구상하는 것보다 문제에 해당하는 디자인 패턴을 참고하여 적용하는 것이 더 효율적
  • 바퀴를 다시 발명하지 마라(Don't reinvent the wheel) : 이미 존재하는 기술이나 제품을 굳이 다시 만들기 위해 시간과 노동력을 소모하지 말라는 의미의 관용구
• GOF의 디자인 패턴은 생성 패턴, 구조 패턴, 행위 패턴으로 구분

79.2 생성 패턴(Creational Pattern)

클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴

패턴	내용
추상 팩토리 (Abstract Factory)	- 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관·의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현 - 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능
빌더 (Builder)	- 작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성 - 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어낼 수 있음
팩토리 메소드 (Factory Method)	- 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴 - 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당 - 가상 생성자(Virtual Constructor) 패턴이라고도 함
프로토타입 (Prototype)	- 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴 - 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용
싱글톤 (Singleton)	- 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음 - 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비를 최소화할 수 있음

79.3 구조 패턴(Structural Pattern)

구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴

패턴	내용
어댑터 (Adapter)	- 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴 - 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용
브리지 (Bridge)	- 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴 - 기능과 구현 두 개의 별도 클래스로 구현
컴포지트 (Composite)	- 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴 - 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있음
데코레이터 (Decorator)	- 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴 - 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현
퍼싸드 (Facade)	- 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴 - 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요
플라이웨이트 (Flyweight)	- 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴 - 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용할 수 있음
프록시 (Proxy)	- 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴 - 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주료 이용

79.4 행위 패턴(Behavioral Pattern)

클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴

패턴	내용
책임 연쇄 (Chain of Responsibility)	- 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하며 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴 - 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리(Chain)로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감
커맨드 (Command)	- 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴 - 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화
인터프리터 (Interpreter)	- 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴 - SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용
반복자 (Iterator)	- 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대한 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴 - 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능
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 - 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성·발행(Publish)하고, 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용
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 - 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경이 가능
템플릿 메소드 (Template Method)	- 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴 - 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해줌
방문자 (Visitor)	- 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴 - 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행

79.5 패턴 별 의미 정리

• 생성 패턴(Creational Pattern)

• 구조 패턴(Structural Pattern)

• 행위 패턴(Behavioral Pattern)