정보처리기사 실기 - 소프트웨어 아키텍처 설계 원리 & 품질 속성 정리

소프트웨어 아키텍처

소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계, 모듈 간의 인터페이스, 
그리고 전체 시스템 구조를 표현한 설계의 청사진

• 시스템의 구조를 체계적으로 정의하여 유지보수성과 확장성을 높이기 위함
• 소프트웨어 구성요소의 분할, 역할 정의, 인터페이스 규칙을 결정

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모듈화(Modularity)

• 시스템의 성능 향상, 수정·재사용·유지보수를 용이하게 하기 위해 기능을 모듈 단위로 분할하는 기법
• 모듈의 크기를 너무 작게 나누면 모듈 간의 통합 비용 증가
• 모듈의 크기를 너무 크게 나누면 모듈 간의 통합 비용은 적게 들지만 모듈 하나의 개발 비용이 많이 듦

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추상화(Abstraction)

• 문제를 포괄적인 수준에서 설계하고, 점차 세분화하여 구체화하는 과정
• 시스템을 전체적으로 이해하기 쉽고 설계 변경 시 유연성 향상
• 추상화 유형
  • 과정 추상화
    • 수행 과정의 상세 내용을 생략하고 전체적인 흐름만 표현
  • 데이터 추상화
    • 데이터의 세부 속성은 숨기고 데이터 구조의 형태로 표현
  • 제어 추상화
    • 이벤트 발생의 제어 절차를 단순화하여 표현

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단계적 분해(Stepwise Refinement)

• 상위 수준의 개념에서 시작해 점차 하위 수준으로 구체화하는 하향식 설계 기법
• 상위 수준의 개념에서 하위 수준으로 점진적으로 세분화함

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정보 은닉(Information Hiding)

• 모듈 내부의 세부 사항을 외부에 공개하지 않고, 인터페이스를 통해서만 접근하도록 하는 설계 기법
• 모듈 간 독립성 확보
• 변경 영향 최소화
• 유지보수성 향상
• 필요한 정보만 외부에 공개

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상위 설계(아키텍처 설계)와 하위 설계(모듈 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

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소프트웨어 아키텍처의 품질 속성

아키텍처가 요구된 수준의 품질을 만족할 수 있는지를 판단하기 위한 평가 기준

• 시스템 측면
  • 성능, 보안, 가용성, 기능석, 사용성, 변경 용이성, 확장성
• 비즈니스 측면
  • 시장 적시성, 비용/혜택, 시스템 수명, 공개 일정
• 아키텍처 측면
  • 개념적 무결성, 정확성, 완결성, 변경성, 시험성

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소프트웨어 아키텍처 설계 과정

1. 설계 목표 설정
   • 요구사항을 분석하여 시스템의 설계 목표를 명확히 설정
2. 시스템 타입 결정
   • 시스템 구조 및 서브시스템의 종류 결정, 아키텍처 패턴 선택
3. 아키텍처 패턴 적용
   • 적절한 표준 아키텍처를 적용
4. 서브시스템 구체화
   • 각 서브시스템의 기능 정의 및 인터페이스 설계
5. 검토 및 검증
   • 요구사항과 설계 목표를 만족하는지 검토 및 피드백 수행

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협약(Contract)에 의한 설계

컴포넌트 간 상호 작용 시 각 클래스가 만족해야 할 조건(계약)을 명세하여 올바른 동작을 보장하는 설계 방식

• 클래스와 오퍼레이션 간의 계약을 명시적으로 정의
• 클래스의 인터페이스에 대한 전제 조건·결과 조건·불변 조건 명세
• 명세에 포함될 조건
  • 선행 조건(Precondition)
    • 오퍼레이션이 호출되기 이전에 참이어야 하는 조건
  • 결과 조건(Postcondition)
    • 오퍼레이션이 수행된 이후에 만족해야 하는 조건
  • 불변 조건(Invariant)
    • 오퍼레이션이 수행되는 동안 항상 유지되어야 하는 조건

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