[정보처리기사] 실기 - 서버 프로그램 구현

개발 환경 구축

• 개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것

 

하드웨어 환경

• 클라이언트, 서버로 구성
• 클라이언트 종류 : 개인용 PC , 스마트폰 등
• 서버 종류 : 웹 서버, WAS, DB Server , File Server

 

소프트웨어 환경

• 시스템 소프트웨어와 개발 소프트웨어로 구성
• 시스템 소프트웨어 종류 : 운영체제, 웹 서버 및 WAS 운용을 위한 서버 프로그램 , DBMS 등
• 개발 소프트웨어 : 요구사항 관리 도구, 설계/모델링 도구, 빌드 도구, 테스트 도구, 형상 관리 도구 등

 

웹 서버(Web Server)의 기능

• HTTP/HTTPS 지원 : 브라우저로부터 요청을 받아 응답할 때 사용되는 프로토콜
• 통신 기록 : 처리한 요청들을 로그 파일로 기록하는 기능
• 정적 파일 관리 : HTML,CSS 이미지 등의 정적 파일들을 저장하고 관리하는 기능
• 대역폭 제한 : 네트워크 트래픽 포화 방지를 위한 응답 속도를 제한하는 기능
• 가상 호스팅 : 하나의 서버로 여러 개의 도메인 이름을 연결하는 기능
• 인증 : 사용자가 합법적인 사용자인지를 확인하는 기능

 

--> H통대정인가 ... (억지로라도 외워....)

 

개발 언어의 선정 기준

적절성	개발하려는 소프트웨어 목적에 적합해야 함
효율성	코드의 작성 및 구현이 효율적이어야 함
이식성	다양한 시스템 및 환경에 적용이 가능해야 함
친밀성	개발 언어에 대한 개발자들의 이해도와 활용도가 높아야 함
범용성	다른 개발 사례가 존재하고 여러 분야에서 활용되고 있어야 함

--> 이적친효범

 

소프트웨어 아키텍처

• 소프트웨어를 구성하는 요소들간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체

 

모듈화

• 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것
• 결합도의 최소화와 응집도의 최대화를 목표로

 

추상화

• 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 구체화 시켜 나가는 것

과정 추상화	자세한 수행 과정 정의 X, 전반적인 흐름만 파악할 수 있게
자료 추상화	데이터 세부적인 속성 용도 정의 X, 대표할 수 있는 표현으로 대체
제어 추상화	이벤트 발생의 정확한 절차나 방법을 정의 X , 대표할 수 있는 표현으로 대체

 

단계적 분해

• 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할  기법
• Niklaus Wirth에 의해 제안된 하향식 설계 전략

 

정보 은닉

• 한 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법
• 모듈의 독립적 수행
• 수정, 시험, 유지보수가 용이

 

상위 설계와 하위 설계

	상위 설계	하위 설계
별칭	아키텍처 셜계, 예비 설계	모듈 설계, 상세 설계
설계 대상	시스템의 전반적인 구조	시스템의 내부 구조 및 행위
세부 목록	구조, DB, 인터페이스	컴포넌트, 자료 구조, 알고리즘

 

소프트웨어 아키텍처의 품질 속성

시스템 측면	성능, 보안, 가용성, 기능성, 사용성, 변경 용이성, 확장성
비즈니스 측면	시장 적시성, 비용과 혜택, 예상 시스템 수명, 목표 시장, 공개 일정
아키텍처 측면	개념적 무결성, 정확성, 완결성, 구축 가능성, 변경성, 시험성

 

협약에 의한 설계

• 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것

선행 조건	오퍼레이션이 호출되기 전 참이 되어야 할 조건
결과 조건	수행 된 후 만족되어야 할 조건
불변 조건	실행되는 동안 항상 만족해야 할 조건

 

아키텍처 패턴

• 아키텍처 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
• 레이어 패턴, 클라이언트-서버 패턴, 파이프-필터 패턴, 모델-뷰-컨트롤러 패턴 (모레클파)

 

레이어 패턴

• 시스템을 계층으로 구분하여 구성하는 패턴
• 하위는 상위에 대한 서비스 제공자, 상위는 하위의 클라이언트
• OSI 참조 모델

 

클라이언트-서버 패턴

• 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성되는 패턴

 

파이프-필터 패턴

• 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터로 캡슐화하여 파이프를 통해 전송하는 패턴
• UNIX의 쉘

 

모델-뷰-컨트롤러 패턴

• 서브시스템을 모델, 뷰, 컨트롤러의 구조화하는 패턴

 

기타 패턴

마스터-슬레이브	- 슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업 수행하는 패턴 - ex) 병렬 컴퓨팅 스시템
브로커 패턴	- 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결해주는 패턴 - ex) 분산 환경 시스템
피어-투-피어 패턴	- 하나의 컴포넌트가 클라이언트가 될수도, 서버가 될 수도 있는 패턴 - ex) 파일 공유 네트워크
이벤트 - 버스 패턴	- 특정 채널에 이벤트 메시지 발행하면 구독한 리스너들이 메시지 받아 처리하는 패턴 - ex) 알림 서비스
블랙 보드 패턴	- 모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근 가능한 패턴 - ex) 음성 인식, 차량 식별, 신호 해석
인터프리터 패턴	- 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법 지정, 기호마다 클래스 갖도록 구성된 패턴 - ex) 번역기, 컴파일러, 인터프리터

 

객체 지향

• 소프트웨어 각 요소들을 객체로 만든 후 객체들을 조립해서 소프트웨어를 개발하는 기법
• 구성 요소 : 객체 , 클래스, 메시지
• 특징 : 캡슐화, 상속, 다형성, 연관성

 

객체

• 데이터와 이를 처리하기 위한 함수를 묶어 놓은 소프트웨어 모듈
• 데이터 : 객체가 가지고 있는 정보, 속성이나 상태 , 분류 등
• 함수 : 객체가 수행하는 기능으로 객체가 갖는 데이터 처리 알고리즘, 객체 상태 참조하거나 변경 수단

 

클래스

• 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합
• 클래스에 속한 객체를 인스턴스라고 한다.

 

메시지

• 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구 사항

 

캡슐화

• 외부에서 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부 내용을 은닉하는 것
• 변경으로 인한 파급효과 적음
• 인터페이스 단순해지고, 결합도가 낮아짐

 

상속

• 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것

 

다형성

• 각각의 객체가 가지고 있는 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력
• 동일한 메소드 명을 사용하며 , 같은 의미의 응답을 한다.

 

연관성

• 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계

종류	의미	특징
is member of	연관화 (Association)	2개 이상의 객체가 상호 관련
is instance of	분류화 (Classification)	동일한 형의 특성을 갖는 객체들을 모아 구성하는 것
is part of	집단화 (Aggregation)	관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체를 구성하는 것
is a	일반화 (Generalization) 특수화 (Specialization)	- 공통적인 성질들로 추상화한 상위 객체 구성 - 상위 객체를 구체화 하여 하위 객체를 구성

 

객체지향 분석

• 객체지향 분석(OOA) 는 객체, 속성, 연산, 관계등을 정의하여 모델링하는 작업
• 객체와 속성, 클래스와 멤버, 전체와 부분등으로 나누어 분석

 

객체지향 분석의 방법론

Rumbaugh (럼바우)	분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행
Booch(부치)	미시적, 거시적 개발 프로세스 모두 사용
Jacobson	유스케이스 (UseCase)
Coad 와 Yourdan	E-R 다이어그램
Wirfs-Brock	고객 명세서를 평가해 설계 작업까지 연속적으로 수행

 

 

럼바우 분석 기법

• 모든 소프트웨어 구성 요소를 그래픽 표기법으로 이용하여 모델링하는 기법
• 객체 모델링 기법 (OMT) 라고도 함
• 분석활동은 객체 모델링 -> 동적 모델링 -> 기능 모델링
• 객체 모델링 (Object) : 정보(Information) 모델링이라고도 함, 객체 다이어그램으로 표시하는 모델링
• 동적 모델링 (Dynamic) : 시간 흐름에 따른 객체 간 흐름 제어, 상호 작용, 동작 순서 등 동적 행위 표현하는 모델링
• 기능 모델링 (Functional) : 자료 흐름도 (DFD)를 이용해 프로세스들 간 자료 흐름 중심으로 처리 과정 표현한 모델링

 

객체지향 설계 원칙 (SOLID)

단일-책임 원칙(SRP)	객체는 단 하나의 책임만
개방-폐쇄 원칙(OCP)	기존 코드 변경 없이 기능 추가할 수 있도록 설계해야 함
리스코프 치환 원칙 (LSP)	자식 클래스는 최소 부모 클래스의 기능은 수행할 수 있어야 함
인터페이스 분리 원칙 (ISP)	사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계 X
의존 역전 원칙 (DIP)	의존 관계 성립 시 추상성 높은 클래스와 의존 관계 맺어야 함

 

모듈

• 모듈화를 통해 분리된 시스템의 기능
• 명령어들의 집합, 독립적인 기능을 가짐
• 독립성 = 결합도(Coupling)와 응집도 (Cohesion)에 의해 측정

 

결합도 (Coupling)

• 모듈 간 상호 의존하는 정도
• 약할수록 품질이 좋고 ,강할수록 품질이 낮음
• 내용 , 공통, 외부, 제어, 스탬프, 자료 결합도 (내공외제스자 - 결합도 강 -> 약 순)

내용 결합도	한 모듈이 다른 모듈의 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때 결합도
공통 결합도	공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때 결합도
외부 결합도	외부의 다른 모듈에서 참조할 때 결합도
제어 결합도	논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호나 제어 요소를 전달하는 결합도
스탬프 결합도	배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때 결합도
자료 결합도	자료 요소로만 구성될 때 결합도

 

응집도 (Cohesion)

• 모듈의 내부 요소들이 서로 관련되어 있는 정도
• 응집도 강할수록 품질 높고, 약할수록 낮음 
• 기능적, 순차적, 교환적, 절차적, 시간적, 논리적, 우연적 응집도 (기순교절시논우)

기능적 응집도(Functional)	모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 때 경우 응집도
순차적 응집도(Sequential)	하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 다음 활동의 입력 데이터로 사용
교환적 응집도(Communication)	동일한 입력과 출력 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 때 응집도
절차적 응집도(Procedural)	다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성 요소들이 기능을 순차적으로 수행할 경우 응집도
시간적 응집도(Temporal)	특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우 응집도
논리적 응집도(Logical)	유사한 성격, 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우 응집도
우연적 응집도(Coincidental)	모듈 내부 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 응집도

 

팬인 / 팬 아웃

• 팬 인 :  어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수 (들어오는 화살표)
• 팬 아웃 : 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈 (나가는 화살표)

A: 들어오는게 없음 (팬 인 : 0개) , 나가는 선 B,C 두개 (팬 아웃 : 2개)

 

N-S 차트

• 논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법
• GOTO나 화살표 사용 X
• 연속 , 선택 및 다중 선택, 반복의 3가지 제어 논리 구조로 표현

 

단위 모듈

• 한 가지 동작을 수행하는 기능을 모듈로 구현한 것
• 단위 기능이라고 부름, 독립적 컴파일 가능 
• 구현 과정 : 명세서 작성 -> 입출력 기능 구현 -> 알고리즘 구현

 

IPC

• 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합
• 대표 메소드 : 공유 메모리 , 소켓 , 세마포어, 파이프와 네임드 파이프, 메시지 큐잉

 

테스트 케이스

• 소프트웨어가 요구사항을 정확하게 준수했는지 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서

구성 요소	내용
출력 명세	테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과
입력 명세	테스트 데이터 또는 테스트 조건
의존성 기술	테스트 케이스 간의 의존성
특수 절차 요구	테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차
식별자	항목 식별자, 일련번호
환경 설정	필요한 하드웨어나 소프트웨어 환경
테스트 항목	테스트 대상(모듈 또는 기능)

 

공통 모듈 명세 기법 종류

• 공통 모듈은 여러 프로그램에서 공통으로 사용할 수 있는 모듈
• 정확성 (Correctioness) : 해당 기능이 필요하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성
• 명확성 (Clarity) : 중의적으로 해석되지 않도록 명확하게 작성
• 완전성(Completeness) : 구현에 필요한 모든 것을 기술
• 일관성(Consistency) : 공통 기능들 간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성
• 추적성(Traceability) : 기능에 대한 요구사항 출처, 관련 시스템 등 관계 파악할 수 있도록 작성

--> 일정명완추

 

재사용

• 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업
• 재사용 규모에 따른 분류
• 1) 함수와 객체 : 클래스나 메소드 단위 소스코드 재사용
• 2) 컴포넌트 : 컴포넌트 자체 수정 없이 인터페이스 통해 통신하는 방식 재사용
• 3) 애플리케이션 : 공통 기능을 제공하는 애플리케이션을 공유하는 방식으로 재사용

 

코드의 주요 기능

• 자료의 분류 조합 집계 추출을 용이하게 하기 위해 사용하는 기호
• 주요 기능
  • 식별 기능 : 데이터 간 성격에 따라 구분 가능
  • 분류 기능 : 특정 기준이나 동일한 유형에 해당하는 데이터를 그룹화
  • 배열 기능 : 의미를 부여하여 나열 가능
  • 표준화 기능 : 데이터를 기준에 맞추어 표현 가능
  • 간소화 기능 : 복잡한 데이터를 간소화 가능

--> 분배간 표식

 

 

코드의 종류

• 순차 코드 : 최초 자료부터 차례로 일련번호 부여
• 블록 코드 : 공통성 있는것 블록으로 구분하고 블록 내에서 일련번호 부여
• 10진 코드(Decimal) : 0~9까지 10진 분할, 다시 그 각각에 대해 10진분할하는 방법
• 그룹 분류 코드 : 대분류 , 중분류, 소분류 등으로 구분하고 그룹 안에서 일련번호 부여
• 표의 숫자 코드(Significant Digit Code) : 성질, 길이, 넓이, 부피 ,지름 ,높이 등 물리적 수치를 코드에 적용시키는 방법 (유효 숫자 코드)
• 연상 코드(Mnemonic Code) : 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자 기호를 이용해 코드 부여하는 방법
• 합성 코드(Combined) : 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

 

디자인 패턴

• 모듈 간 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
• 생성, 구조, 행위 패턴으로 구분

 

생성 패턴

추상 팩토리 (Abstract)	구체 클래스 의존 X , 추상적으로 표현하는 패턴
빌더 (Builder)	건축하듯 조합하여 객체를 생성하는 패턴
팩토리 메소드 (Factory Method)	객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴 (= 가상 생성자 패턴)
프로토타입 (Prototype)	원본 객체 복제 방법, 객체를 생성하는 패턴
싱글톤 (Singleton)	하나 객체 생성, 어디서든 참조가 가능하지만 여러 프로세스 동시에 참조 불가

--> 추빌 팩프싱

 

구조 패턴

어댑터(Adapter)	호환성 없는 클래스들 이용할 수 있게 변환해주는 패턴
브리지(Bridge)	구현부에서 추상층 분리하는 패턴
컴포지트(Composite)	복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴
데코레이터 (Decorator)	객체 간 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴
퍼싸드(Facade)	서브 클래스들은 더 상위에 인터페이스를 구성, 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있게
플라이웨이트(Flyweight)	인스턴스 매번 생성 X , 가능한 한 공유해서 사용하여 메모리를 절약하는 패턴
프록시(Froxy)	접근 어려운 객체와 연결하려는 객체 사이 인터페이스 역할을 수행하는 패턴

--> 퍼플 데브컴어프

 

행위 패턴

방문자 (Visitor)	처리 기능을 분리하여 별도 클래스를 구성하는 패턴
템플릿 메소드 (Template Method)	상위 클래스 골격 정의, 하위 클래스 세부 처리하는 패턴
전략(Strategy)	동일 계열 알고리즘 개별 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
상태(State)	객체 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야할 때 사용하는 패턴
옵서버(Observer)	상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
중재자(Mediator)	복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
메멘토(Memento)	객체 내부 상태를 객체화, 이후 요청에 따라 해당 시점으로 돌릴 수 있는 기능을 제공
인터프리터(Interpreter)	언어에 문법 표현 정의하는 패턴, SQL이나 프로토콜 개발시 사용
책임 연쇄(Chain of Responsibility)	한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 패턴
커맨드 (Command)	정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴

--> 방템전 상태옵중 메인책커

 

서버 개발 프레임워크

• 다양한 네트워크 설정, 요청 및 응답 처리, 아키텍처 모델 구현등을 손쉽게 처리할 수 있도록 클래스나 인터페이스를 제공하는 소프트웨어
• MVC 패턴 기반 개발
• Spring, Node.js , Django, Codeigniter , Ruby on Rails

 

서버 개발 프레임워크 종류

• Spring : Java 기반 , 전자정부 표준 프레임워크
• Node.js : JavaScript 기반 , 비동기 입출력 처리와 이벤트 위주 
• Django : Python 기반, 컴포넌트 재사용 강조
• Codeigniter : PHP 기반, 서버 자원 적게 사용
• Ruby on Rails : Ruby 기반, 테스트를 위한 웹 서버를 지원

 

서버 개발 과정

• DTO/VO 구현 : 데이터 교환을 위해 사용할 객체 만드는 과정
• SQL 구현 :데이터 작업 수행할 SQL 문 생성 과정
• DAO 구현 : DB접근, SQL활용하여 데이터를 실제 조작하는 코드 구현 과정
• Service 구현 : 사용자 요청에 응답하기 위한 로직 구현 과정
• Controller  구현 : 요청에 따른 적절한 서비스를 호출하여 결과를 사용자에게 반환하는 과정 구현

 

API

• 라이브러리를 이용할 수 있도록 규칙 등을 정의해 놓은 인터페이스
• 효율적인 개발이 가능함 

 

배치 프로그램

• 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리하도록 만든 프로그램
• 필수 요소

대용량 데이터	대량 데이터 가져오거나, 전달, 계산하는 등 처리가 가능해야함
자동화	심각한 오류 상황 제외하고 사용자 개입없이 수행
견고성	데이터 중복 등으로 중단되는 상황 없어야 함
안정성/신뢰성	오류 발생하면 추적이 가능해야함
성능	다른 프로그램 수행 방해 X , 지정된 시간 내 처리 완료되야함

 

배치 스케줄러

• 일괄처리 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행되도록 지원해주는 도구
• 스프링 배치 : 로그 관리, 추적 ,트랜잭션 관리, 작업 재시작 등 다양한 기능 지원 (Spring Source 사 개발)
• Quartz : 스프링 프레임워크로 개발되는 응용 프로그램들의 일괄 처리를 위한 다양한 기능 제공 라이브러리
• Cron : 리눅스의 기본 스케줄러 도구 , crontab 명령어를 통해 작업을 예약

 

Crontab 명령어 작성

[분][시][일][월][요일][명령어]

 

ex) ***** / root / com_1.sh

--> 매월 매일 매시 매분마다 com_1.sh를 실행한다.

ex) 30 */3 *** /root /com_1.sh

--> 매월 매일 0:30분 부터 3시간 마다 com_1.sh 실행

ex) * 18-23 20 * * / root / com_1.sh

--> 매월 20일 18~23시 사이에 매분마다 com_1.sh 실행