day 0. 소프트웨어공학 개요

시험을 위해 필요한 개념을 위주로 정리해볼까해요.

평소에 쓰던 용어랑 조금 헷갈릴 수도 있을 것 같지만, 이 포스팅 내에서 쓰는 용어는 오직 이 과목을 위한  것으로 생각하고...(세뇌)

• 소프트웨어(software)
• 하드웨어를 동작시켜 사용자가 작업을 편리하게 수행하도록 하는 프로그램 및 자료구조
• 프로그램의 개발, 운용 및 유지보수에 관련된 문서와 정보도 포함됨

• 소프트웨어 특징
• 상품성
• 견고성 : 일부 수정이 소프트웨어 전체에 영향
• 복잡성 : 개발과정이 복잡. 비표준화. 이해와 관리 어려움
• 순응성
• 비가시성
• 비마모성 : 사용에 의해 마모되지 않음  (cf. 오랜기간 사용 시 노후, 품질저하)
• 비제조성 : 논리적 절차에 의한 개발
• 비과학성
  
  
• 소프트웨어 분류
• by 기능 - 시스템 소프트웨어, 응용 소프트웨어
• by 사용분야 - 프로그래밍용, 문서작성용, 통신용, 분산처리용, 멀티미디어용, 소프트웨어 개발용, 인공지능용 등
• by 개발과정의 성격 - 프로토타입(견본), 프로젝트(연구과정에서 생산, 상품화X), 패키지(상품형)
• by 정보 처리 방법 - 일괄처리 소프트웨어, 온라인 소프트웨어, 실시간 소프트웨어 등
  
  

• 시스템
• 공통 목적/목표 달성을 위해 여러 상호 요소가 유기적으로 결합된 것
• 소프트웨어는 컴퓨터를 기반으로 하는 여러 시스템과 관련을 맺어 상호 동작
• 시스템 구성 요소
• 입력 (Input)
• 처리 (Process)
• 출력 (Output)
• 제어 (Control)
• 피드백 (Feedback)
  
  

• 소프트웨어 위기 (Software Crisis)
• 여러 원인에 의해 소프트웨어 개발 속도가 하드웨어 개발 속도를 따라가지 못해, 사용자들의 요구사항을 처리할 수 없는 문제 발생 (NATO 협정 (1964)에서 처음 등장한 용어)
  
  
• 위기의 원인
• 소프트웨어의 특징에 대한 이해 부족
• 소프트웨어의 관리 부재
• 프로그래밍에만 치중
• 위기의 결과
• 개발 인력 부족으로 인한 인건비 상승
• 성능 및 신뢰성(일관된 결과를 위해 오류없이 수행) 부족
• 개발기간의 지연 및 개발 비용 증가
• 어려운 유지보수 및 해당 비용 증가
• 소프트웨어의 생산성 저하
• 소프트웨어의 품질 저하

• 소프트웨어 공학(Software Engineering, SE)
• 소프트웨어 위기를 극복하기 위한 방안으로 연구된 학문
• 여러 방법론, 도구, 관리 기법들을 통해 소프트웨어의 품질 및 생산성 향상이 목표
• 가장 경제적인 방법으로 양질의 소프트웨어 제품을 생산하는 것
• 안정적, 효율적으로 작동하는 소프트웨어 생성 및 유지보수 활동을 체계적, 경제적으로 수행하기위해 계층화 기술 사용
  
  
• 소프트웨어 공학 정의
• 소프트웨어 개발, 운용, 유지보수, 폐기 처분에 대한 체계적 접근 방안 [IEEE 소프트웨어 공학 표준 용어 사전]
• 지정된 비용과 기간 내에 소프트웨어를 체계적으로 생산하고 유지보수하는 데 관련된 기술적, 관리적 원리 [Fairly]
• 과학적인 지식을 소프트웨어 설계와 제작에 응용하는 것이며, 이를 개발운용, 유지보수하는 데 필요한 문서 작성 과정 [Boehm]
  
  
• 계층화 기술
• 관리자가 소프트웨어 개발과정을 제어, 기술진이 고품질의 소프트웨어 구축할 수 있도록 하는 기술
• 도구 (Tool)
• 방법과 절차를 자동/반자동으로 처리하는 기능 제공
• 예) CASE(Computer-Aided Software Engineering)
• 방법 (Method)
• 소프트웨어 구축을 위한 기술적 방법 제공
• 절차 (Process)
• 개발에 사용되는 개발방법과 도구가 사용되는 순서
  
  
• 소프트웨어 공학의 기본 원칙
• 현대적인 프로그래밍 기술을 계속 적용해야
• 개발된 소프트웨어의 품질이 유지되도록 지속적 검증해야
• 소프트웨어 개발 관련 사항 및 결과에 대한 명확한 기록을 유지해야
  
  
• 소프트웨어 공학의 발전
• 1960년대
• 소프트웨어 위기 인식, SE 시작, 구조적 프로그래밍 시도
• 1970년대
• 구조적 분석/설계 개념 도입, 소프트웨어 생명 주기와 개발 도구 등장
• 소프트웨어 상품화
• 1980년대 ~ 80년대 중반
• 다양한 분석/설계 방법론 등장 및 발전
• 시험, 유지보수, 프로젝트 관리 등의 기술 발전
• 하드웨어 가격 하락, 다양한 소프트웨어 공급
• 1980 중반~ 현재 
• 객체지향 기술 사용
• 기술 진보 (4GL, 소프트웨어 재사용성, CASE, 형상관리)
  
  

• 소프트웨어의 품질과 생산성
• 품질(Quality)
• 주어진 요구사항을 만족시키는 능력을 갖추고 있는 소프트웨어의 측정 가능한 기능 및 특성

• 좋은 품질의 소프트웨어 특징
• 사용자의 요구대로 동작
• 하드웨어 자원을 효율적으로 이용
• 일정 시간 내 주어진 조건 하에서 원하는 기능 실행
• 애매모호함 없이 처리 절차에 맞게 수행되어 정확하게 결과 산출
• 소프트웨어의 개발, 유지보수 등이 초기 예상 비용 이내에서 수행
• 적당한 사용자 인터페이스 제공하여 사용하기 편리
• 유지보수 용이
• 잠재적 에러의 최소화
• 소프트웨어의 사용법, 구조 설명, 성능, 기능 등이 이해하기 쉬움    
  
  
• 생산성(Productivity)
• 투입된 비용, 노력 등에 대한 생산량
• 생산성에 영향을 미치는 요소
• 개발자의 능력
• 원활한 의사 전달
• 프로젝트의 복잡도와 성격
• 기술 수준
• 관리 기술

• 소프트웨어 생명 주기 (Software life cycle)
• (= 소프트웨어 수명 주기)
• 소프트웨어를 개발하기 위해 정의하고 운용, 유지보수 등의 과정을 각 단계별로 나눈 것
• 소프트웨어 개발 단계와 각 단계별 주요 활동, 활동의 결과에 대한 산출물로 표현
  
  
• 소프트웨어 생명 주기의 역할
• 프로젝트 비용 산정과 개발 계획을 수립할 수 있는 기본 골격
• 프로젝트 진행 방향을 명확하게 파악
• 용어 및 기술의 표준화
• 프로젝트 관리 용이
• 여러 소프트웨어 간에 상호 일관성 유지
  
  
• 일반적인 소프트웨어 생명 주기
• 정의 단계
• 'What'(무엇)을 처리하는 소프트웨어를 개발할 것인가
• 관리자와 사용자가 가장 많이 참여하는 단계
• 세부 단계
• 타당성 검토 단계 : 실현 가능성 조사
• 개발 계획 단계 : 개발에 사용될 자원과 비용 측정
• 요구사항 분석 단계
• 개발 단계
• 'How'(어떻게) 에 초점을 두고 실제 소프트웨어 개발하는 단계
• 세부 단계
• 설계 단계 : 소프트웨어 구조, 알고리즘, 자료구조 작성. 에러가 가장 많이 발생하는 단계
• 구현 단계 : 설계 단계에 작성된 문서를 기초하여 코딩
• 테스트 단계 : 구현된 소프트웨어에 내재되어 있는 오류를 찾아주는 단계
• 유지보수 단계
• 소프트웨어를 직접 운용하며, 변경(Change)에 초점을 두고 여러 환경 변화에 따라 소프트웨어를 적응 및 유지시키는 단계
• 생명 주기 중 시간과 비용이 가장 많이 소요

• 소프트웨어 생명 주기 모형
• (=소프트웨어 프로세스 모형, 소프트웨어 공학 패러다임)
  
  
• 폭포수 모형 (Waterfall Model)
• 특징
• "폭포에서 떨어진 물은 거슬러 올라갈 수 없음"
• 소프트웨어 개발 단계마다 확실히 매듭짓고 그 결과를 철저하게 검토하여 승인과정을 거친 후 다음단계로 진행. 이전 단계로 넘어갈 수 없음.
• 가장 오래되고 폭넓게 사용된 전통적인 생명 주기 모형 (고전적 생명주기 모형)
• 선형 순차적 모형 (개발 과정의 앞 단계가 끝나야만 다음 단계로 넘어갈 수 있음)
• 매뉴얼 작성 필요
• 두 개 이상의 과정이 병행 수행 불가
• 개발 순서
• 타당성 검토
• 계획
• 요구분석
• 설계
• 구현
• 시험
• 유지보수
• 장점
• 모형의 적용 경험과 성공 사례가 많음
• 단계별 정의가 분명, 전체 공조 이해 용이
• 단계별 산출물 정확, 개발 공정의 기준점 제시 용이
• 단점
• 개발 과정 중에 발생하는 새로운 요구나 경험을 반영하기 어려움 --> 처음부터 사용자들이 모든 요구사항을 명확하게 제시해야 함
• 단계별로 오류 없이 다음 단계로 진행하기가 어려움
• 개발된 프로그램을 업무에 운용할 때 검출되지 않은 오류가 있을 수 있음
  
  
• 프로토타입 모형 (Prototype Model, 원형 모형)
• 특징
• 사용자의 요구사항을 정확하게 파악하기 위해 실제 개발될 소프트웨어에 대한 견본품을 만들어 최종물을 예측하는 모형
• 프로토타입은 추후 구현 단계에서 사용될 골격 코드가 됨
• 개발이 완료된 시점에서 오류가 발견되는 폭포수 모형의 단점을 보완
• 프로토타입은 요구 분석 단계에서 사용. 평가가 끝나고 개발이 승인되면 다른 모형을 이용하여 본격적인 개발
• 생명주기에서 유지보수가 없어지고, 개발 단계 안에서 유지보수
• 개발 순서 (폭포수)
• 타당성 검토
• 계획
• 요구분석 (프로토타입 모형)
• 요구 수집
• 빠른 설계
• 프로토타입 구축
• 고객평가
• 프로토타입 조정
• 구현
• 설계
• 구현
• 시험
• 유지보수 
• 장점
• 요구사항 충실히 반영, 요구사항 변경 용이
• 최종 결과물이 만들어지기 전에 의뢰자가 최종 결과물의 일부 또는 모형 볼 수 있음
• 의뢰자나 개발자 모두에게 공동의 참조 모델 제공
• 단점
• 미리 제작된 소프트웨어를 사용할 경우, 실제 소프트웨어와의 차이가 발생할 수 있어 사용자에게 혼란을 야기할 수 있음
• 단기간에 제작해야하기때문에 비효율적인 언어나 알고리즘을 사용할 수 있음
  
  
• 나선형 모델 (Spiral Model, 점진적 모형)
• 특징
• Boehm 제안
• 폭포수 장점 + 프로토 장점 + 위험 분석 기능 추가
• 나선 따라 돌듯, 여러번의 소프트웨어 개발 과정을 거쳐 점진적으로 프로토 타입을 지속적으로 발전시켜 완벽한 최종 소프트웨어를 개발하는 것
• 개발하면서 발생할 수 있는 위험을 관리하고 최소화하는 것이 목적
• 개발 순서
• 계획 및 정의
• 위험 분석
• 공학적 개발
• 고객 평가
• 장단점
• 가장 현실적인 모형, 대규모 프로젝트 및 큰 시스템에 적합
• 개발과정이 반복되므로, 누락되거나 추가된 요구사항을 첨가할 수 있음. 
• 정밀함. 유지보수과정 필요 없음
• 위험 분석 단계에서 기술과 관리의 위험 요소들을 하나씩 제거해 나감으로써 환성도 높은 소프트웨어를 만들 수 있음
• 위험성 평가에 크게 의존하기 때문에 이를 발견하지 않으면 문제 발생
• 비교적 최신 기법이라 널리 사용되지 않음
  
  
• 4GT 모형 (4th Generation Techniques, 4세대 기법)
• 특징
• 개발자가 쉽게 접근하고 사용할 수 있는 4세대 언어 이용
• cf. 4세대 언어 : CASE를 비롯한 여러 자동화 도구들
• 개발자가 조사한 요구사항 명세서로부터 원시 코드를 자동으로 생성할 수 있게 해주는 모형
• 설계 단계를 축소하고, 요구 분석 단계에서 구현 단계로 전환할 수 있는 비절차적 모형
• 개발 순서
• 요구사항 수집
• 설계 전략
• 4세대 언어를 이용한 구현
• 제품화
• 장단점
• 설계 단계 단축
• 4세대 언어 사용하여 원시 코드 자동 생성
• 종소형 소프트웨어 개발에 사용하면 개발 시간이 감소되지만, 대규모 소프트웨어 개발에서는 자동화로 인해 단축된 시간보다 분석, 설계 단계 등에서 더 많은 시간 필요