소프트웨어 공학 (Software Engineering ) 소프트웨어 공학 동향 문양세 강원대학교 IT 대학 컴퓨터과학전공

1. 소프트웨어 공학 (Software Engineering) 소프트웨어 공학 동향 문양세 강원대학교 IT대학 컴퓨터과학전공

2. In this chapter … 소프트웨어 공학 동향 • 소프트웨어 공학은 어떻게 발전했는지 살펴보고, • 소프트웨어 공학 관련 도구, 엔지니어링 기법 등을 소개한다. • We will cover … • 소프트웨어 공학의 역사 • CASE (Computer Aided Software Engineering) • 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 • 웹 엔지니어링 • 소프트웨어 재사용 • 소프트웨어 리엔지니어링 • 실시간 소프트웨어 설계

3. We are now … 소프트웨어 공학 동향 소프트웨어 공학의 역사 CASE (Computer Aided Software Engineering) 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 웹 엔지니어링 소프트웨어 재사용 소프트웨어 리엔지니어링 실시간 소프트웨어 설계

4. 소프트웨어 공학 – 방법론(Methodology) 소프트웨어 공학 동향 • 소프트웨어 개발 과정에서 사용되는 여러 가지 방법에 대한 연구 • 모형화 방법, 설계 방법, 코딩 , 테스트 방법 • 프로세스 중심 방법론 • 자료 중심 방법론 • 객체 지향 방법론

5. 소프트웨어 공학 – 도구(Tools) 소프트웨어 공학 동향 • 개발 방법을 자동화 하는 방법 및 소프트웨어 • 요구 분석 도구 • CASE (Computer Aided Software Engineering) • 상위(upper) CASE • 하위(lower) CASE • 소프트웨어 개발 환경

6. 소프트웨어 공학 – 프로세스(Processes) 소프트웨어 공학 동향 소프트웨어 생명 주기에서 방법과 도구가 적용되어야 할 순서를 정의한 것 개발 작업, 결과물, 절차, 작업 사이의 선후 관계 프로젝트 관리 기술

7. 소프트웨어 공학의 발전 (1/3) 소프트웨어 공학 동향 • 1970년대 초: 구조적 프로그래밍 • 구조적 코딩 • 하향식 프로그래밍 • 정보 은닉(Parnas) • 추상화(Dijkstra) • 단계적 세분화(Wirth) • 1970년대 중: 설계 방법론 • 구조적 설계(Yourdon과 Constantine) • JSP 설계 방법(Jackson) • Warnier-Orr 설계 방법 • 1970년대 말: 분석 방법론 • 구조적 분석(DeMarco, Gane과 Sarson) • SADT(SofTech)

8. Who is Edsger W. Dijkstra? 소프트웨어 공학 동향

9. Who is Edsger W. Dijkstra? 소프트웨어 공학 동향

10. 소프트웨어 공학의 발전 (2/3) 소프트웨어 공학 동향 • 1980년대 초: 자동화 도구 및 객체지향 프로그래밍 • 코드 자동 생성 • 소프트웨어 공학 도구 • 객체지향 프로그래밍(Smalltalk, C++) • 1980년대 말: 컴퓨터 응용 소프트웨어 공학 • 분석을 위한 대화식 그래픽 도구 • 분석, 설계 지원 도구 • 프로그래밍 환경 • 통합 소프트웨어 공학 환경 • 사용자 인터페이스 관리 시스템

11. 소프트웨어 공학의 발전 (3/3) 소프트웨어 공학 동향 • 1990년대 초: 객체지향 소프트웨어 공학 • 객체지향 분석, 설계 • 객체지향 분석, 설계 도구 • 소프트웨어 리엔지니어링 • 1990년대 중: 객체지향 분산처리 • 소프트웨어 재사용 • 설계 패턴 • 객체 분산 처리 구조(CORBA, OLE/COM, ...) • 분산 객체 프로그래밍(JAVA)

12. We are now … 소프트웨어 공학 동향 소프트웨어 공학의 역사 CASE (Computer Aided Software Engineering) 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 웹 엔지니어링 소프트웨어 재사용 소프트웨어 리엔지니어링 실시간 소프트웨어 설계

13. CASE? 소프트웨어 공학 동향 • 목표 • 노동 집약적인 소프트웨어 개발 방식을 자동화 • 도구의 유기적인 통합 • 개발용 컴퓨터의 특성, 개발 방법론, 관리 절차 등 소프트웨어 개발을 모두 고려한 도구 제공 • 소프트웨어를 위한 CAD/CAM • 여러 원천 기술과 고성능 워크스테이션과의 결합으로 탄생

14. CASE 원천 기술 (1/2) 소프트웨어 공학 동향 • 구조적 기법 • 쉽게 이해할 수 있는 시스템 모델 • 하향식, 기능식 분해 방법 • 프로토타이핑 기술 • 프로토타입 용 언어, 화면 레이아웃 설계, 보고서 설계 • 자동 프로그래밍 기술 • 4 세대 언어 (4GL: 4 Generation Language) • 자료 선언문, 질의어, 조작어, 데이터 처리 및 보고서 작성 기능

15. CASE 원천 기술 (2/2) 소프트웨어 공학 동향 • 정보 저장소 기술 • 소프트웨어 요구 분석, 설계서 • 응용 문제에 관련된 영역 지식 • 프로세스 정의와 프로젝트 관리 정보 • 소프트웨어 메트릭 정보 • 분산 처리 기술 • 클라이언트/서버, 공동 작업 환경

16. 소프트웨어 개발 환경 (1/3) 소프트웨어 공학 동향 • 정의 “소프트웨어 생명주기 전체에 걸쳐 프로그래밍 지원 능력을 제공하는 도구의 통합된 집합이며, 이는 하나의 명령어로 접근하도록 되어 있다. 환경은 일반적으로 설계, 편집, 컴파일, 로드, 테스트, 형상 관리, 프로젝트 관리를 위한 도구를 포함한다.” • 언어 중심 환경 • 프로그래밍 단계 지원 • Lisp, Smalltalk의 인터프리터 중심 개발 환경(코딩, 수행, 디버깅 환경) • 설계나 프로젝트 관리를 위한 기능은 부족

17. 소프트웨어 개발 환경 (2/3) 소프트웨어 공학 동향 • 구문 중심 환경 • 구문 중심 편집기 (syntax-directed editor) • Cornell Program Synthesizer, Granada/Aloe, Mentor, Pecan • 프로그래밍 정보의 보관: 추상 구문 트리(Abstract Syntax Tree) • 구현 단계나 테스트 단계만을 지원 • 툴킷(Toolkit) 환경 • 코딩 도구(컴파일러, 편집기, 링커, 디버거)와 버전 제어 및 형상 관리를 위한 도구들의 모임 • Unix Programmer’s Workbench • 도구의 확장이 용이 • 공통의 사용자 인터페이스가 없음

18. 소프트웨어 개발 환경 (3/3) 소프트웨어 공학 동향 • 방법 중심 환경 • 분석이나 설계 단계의 특정 방법을 지원 • Teamwork, System Architect, Accelerator • Diagramming 기능, 자료 사전 정의, 일관성 검증 기능 • 단점 • 특정 방법에 고정 • 프로젝트 관리를 위한 기능 없음

19. 상위 CASE (Upper CASE) (1/2) 소프트웨어 공학 동향 • 소프트웨어 개발 초기의 일을 지원 • 분석 및 설계 과정의 지원 • 지원 기능 • 여러 가지 방법론을 지원하는 Diagramming 도구 • 모델의 정확성, 일관성을 확인하기 위한 오류 검증 기능 • 프로토타이핑을 지원하는 도구 • 설계 사전 • 분석 설계 결과의 오류, 일관성 검증

20. 상위 CASE (Upper CASE) (2/2) 소프트웨어 공학 동향 • 사용자 인터페이스 설계 및 개발 도구 • 화면 구성 요소의 레이아웃 • 프로그래밍과의 연결 • 사용자 인터페이스 관리 시스템 • 프로토타이핑 도구

21. 상위 CASE의 이용 소프트웨어 공학 동향 • 장점 • 높은 생산성 향상: 40% • 분석, 설계 자료의 효율적인 관리 및 재사용 • 단점 • Learning curve (학습 곡선: 사람은 자신이 배워 좋은 방법이라 여기는 것을 쉽사리 버리지 못한다.) • 적합한 도구의 선택과 교육이 중요 • 일관성 검증 • 모든 그림 요소들이 제대로 연결되어 있는가? • 각 프로세스의 출력이 적어도 하나씩 있는가? • 자료흐름에 모두 이름이 붙어 있는가? 또한 자료사전에 있는가? • 프로세스의 이름은 유일한 이름인가? • 자료 흐름이 상위 프로세스와 균형을 이루고 있는가?

22. 하위 CASE (Lower CASE) 소프트웨어 공학 동향 • 프로그래밍 지원 도구 • 컴파일러, 링커, 로더, 디버거 • 구문 중심 편집기 • 테스트 도구 • 정적 분석기 • 동적 분석기(테스트 기준 분석기, 가설 검증기, 회귀 분석) • 비주얼 프로그래밍 도구 • Power Builder • Visual Basic

23. 통합 CASE (Integrated CASE) 소프트웨어 공학 동향 • 장점 • 각 도구 사이에 각 단계 사이에 정보(모형, 프로그램, 문서, 자료)가 자유롭게 전이 • 형상관리, 품질 보증, 문서 생성 등을 위한 노력의 감소 • 프로젝트 관리의 향상 • 통합 수준 • 자료 교환: 자동 변환 장치에 의한 자료 변환 • 공통 도구: 동일한 사용자 인터페이스 • 자료 통합: 공통 자료 저장소 사용 • 완전 통합: 메타 자료 관리, 구동 장치

24. We are now … 소프트웨어 공학 동향 소프트웨어 공학의 역사 CASE (Computer Aided Software Engineering) 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 웹 엔지니어링 소프트웨어 재사용 소프트웨어 리엔지니어링 실시간 소프트웨어 설계

25. 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 소프트웨어 공학 동향 • 목적 • 개발 생산성 높임 • 빨리 좋은 품질의 소프트웨어 개발 가능 • 컴포넌트 기반 개발 과정 • (주로) 객체지향 기술 이용 • 이미 개발된 컴포넌트를 사용하여 시스템을 구성 • 언어, 방법, 도구, 관리 등의 여러 요소를 함께 적용 • 소프트웨어 개발에 사용하는 블록은 프로그래밍 언어에 제약을 받지 않아야 하며, 규모가 크고 캡슐화된 단위여야 한다.

26. 컴포넌트란 무엇인가? 소프트웨어 공학 동향 밀접한 관계에 있는 소프트웨어의 패키지로서 독립적으로 개발되어 분배될 수 있는 단위이며 다른 컴포넌트와 조립될 수 있도록 제공하는 서비스와 사용하는 서비스를 인터페이스로 정의한 것[D’Souza,1999] 밀접한 관계에 있는 소프트웨어의 패키지 독립적으로 개발되어 분배될 수 있는 단위 제공하는 서비스에 대하여 명시적으로 잘 정의된 인터페이스가 있음 다른 것으로부터 제공되어야 할 서비스에 대하여 명시적으로 잘 정의된 인터페이스가 있어야 함 다른 컴포넌트와 조립될 수 있고 컴포넌트 자체를 수정하지 않고 컴포넌트의 성질을 맞게 고칠 수 있어야 함

27. 컴포넌트의 특성 (1/3) 소프트웨어 공학 동향 • 패키지의 단위 • 제공하는 인터페이스 리스트 • 요구되는 인터페이스 리스트 • 외부 명세 • 수행 코드 • 검증 코드 • 설계 • 독립된 배포 단위 • 쪼개어져 일부만 전달될 수 없음

28. 컴포넌트의 특성 (2/3) 소프트웨어 공학 동향 • 컴포넌트 명세는 • 클라이언트가 해당 컴포넌트를 사용할 수 있는 모든 인터페이스와 그 컴포넌트가 조립될 환경에서 제공되어야 할 인터페이스를 나타낸다. • 내부 충실적(self-contained)이어야 한다. • 플러그 인 및 교환 가능하여야 한다. • 인터페이스와 구현을 완전히 분리하여, 인터페이스 명세는컴포넌트가 무엇을 제공하고, 사용될 때 무엇을 요구하는지 정의하여야 한다. • 컴포넌트 조립 • 조립될 수 있는 컴포넌트 선택 • 제공하는 인터페이스와 요구하는 인터페이스의 연결

29. 컴포넌트의 특성 (3/3) 소프트웨어 공학 동향 컴포넌트 조립

30. 컴포넌트의 종류 (1/2) 소프트웨어 공학 동향 • Sun 진영: Java 컴포넌트 • JavaBeans: Java 언어를 이용하여 컴포넌트를 구축하기 위한 컴포넌트 기술 • EJB(Enterprise JavaBeans): 기업의 비즈니스 로직을 서버로 옮기는 과정을 단순화한 서버 컴포넌트 모델 • Microsoft 진영: COM+ 컴포넌트 • 컴포넌트 분야에서 Microsoft가 정의한 별도 표준 • 컴포넌트 소프트웨어의 기초는 인터페이스의 바이너리 표준인 COM으로 시작 • COM 인터페이스는 IDL이라 불리는 인터페이스 정의 언어로 정의

31. 컴포넌트의 종류 (2/2) 소프트웨어 공학 동향 • OMG 표준: CORBA 컴포넌트 • OMG(Object Management Group)에서 다양한 플랫폼과 언어에서 객체 사이의 분산 통신을 지원하기 위해 설계 • 다른 기종 사이에 수행되기 위하여, CORBA는 바이너리 보다는 원시 코드 표준을 사용함

32. We are now … 소프트웨어 공학 동향 소프트웨어 공학의 역사 CASE (Computer Aided Software Engineering) 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 웹 엔지니어링 소프트웨어 재사용 소프트웨어 리엔지니어링 실시간 소프트웨어 설계

33. 웹 엔지니어링? (1/2) 소프트웨어 공학 동향 • 목적: 고품질의 웹 기반 시스템을 성공적으로 개발하며 배치하고 유지 보수하기 위하여 엔지니어링 및 경영 관리 원리를 확립하고 사용하는 것 • 웹 기반 응용 시스템의 특성 • 네트워크: 네트워크 상에 수행되며 다양한 클라이언트에 대하여 서비스 해야 함 • 컨텐트 중심: End User에게 텍스트, 그래픽, 오비오, 비디오 컨텐트를 제공하는 것 • 계속적인 진화: 시간 단위로 수정됨

34. 웹 엔지니어링? (2/2) 소프트웨어 공학 동향 • 웹 엔지니어링의 작업 분류 • 단순 정보: 단순 네비게이션 및 링크를 제공하는 읽기 전용 컨텐츠 • 다운로드: 해당 서버에서 정보를 다운로드 • 커스텀 기능: 사용자가 특정 목적으로 컨텐츠를 조작하는 기능 • 인터액션: 채팅, 게시판 등을 이용한 그룹 사이의 의사 소통 • 사용자 입력: 양식 입력이 주어지는 경우 • 트랜잭션 중심: 웹 상에서 트랜젹션(예: 상품 주문) 처리 • 서비스 중심: 응용 프로그램이 사용자에게 서비스(예: 이자율 계산) 제공 • 포탈: 다른 웹 컨텐츠나 서비스에 대하여 정리하여 소개 • 데이터베이스 접근: 대규모 데이터베이스 질의를 통한 정보 획득

35. 공식화1 계획1 분석1 엔지니어링1 페이지 생성 및 테스트1 고객 평가1 구조설계 네비게이션 설계 인터페이스 설계 컨텐트 설계 프로덕션 공식화2 계획2 분석2 엔지니어링2 페이지 생성 및 테스트2 고객 평가2 웹 엔지니어링 프로세스 모델 소프트웨어 공학 동향

36. 웹 엔지니어링 프로세스 (1/2) 소프트웨어 공학 동향 • 공식화 • 웹 응용의 목표와 목적, 범위를 정함 • 계획 • 비용 예측, 리스크를 파악하여 개발 일정 정의 • 분석 • 기술적인 요구 확립, 그래픽 디자인에 대한 요구도 정의 • 엔지니어링 • 컨텐트 설계, 프로덕션 ( 예술적 감각이 있는 아트팀 수행) • 구조 설계, 네비게이션 설계, 인터페이스 설계

37. 웹 엔지니어링 프로세스 (2/2) 소프트웨어 공학 동향 • 페이지 생성 및 테스트 • 자동화 도구를 이용하여 웹 페이지를 구축하는 작업 • 고객 평가 • 웹 엔지니어링 프로세스가 반복될 때마다 사용자의 평가가 필요 • 수용된 변경 요구는 다음 프로세스에 반영

38. 웹 구조 설계 (1/3) 소프트웨어 공학 동향 선형 구조: 보여지는 순서가 정해져 있음 그리드 구조: 웹 페이지의 내용이 이차원적으로 분류된 구조 계층적 구조: 계층 구조의 수직적 분기를 따라 제어 흐름이 내려가는 구조 네트워크 구조: 진정한 웹 구조. 웹 응용의 컴포넌트가 자유 자재로 제어를 넘겨서 네비게이션이 자유로운 구조

39. 웹 구조 설계 (2/3) 소프트웨어 공학 동향 선형 구조 그리드 구조

40. 웹 구조 설계 (3/3) 소프트웨어 공학 동향 계층 구조 네트워크 구조

41. 네비게이션 설계 소프트웨어 공학 동향 • 네비게이션 경로:웹 내부의 내용과 서비스를 접근할 수 있는 경로 • 네비게이션 사용자 파악 • 사용자의 목적과 역할에 따라, 네비게이션 방법이 다름 • 예: 일시 방문자, 등록된 고객, 특별 사용자 등 • 네비게이션 링크 파악 • 텍스트 링크, 아이콘, 버튼, 이미지 등 여러 옵션 중 가장 알맞은 네비게이션 링크 파악 • 텍스트 기반인 경우, 네비게이션 링크를 표시할 색상, 이미 방문한 링크 색상 등을 결정

42. 인터페이스 설계 가이드 소프트웨어 공학 동향 작은 오류라도 사용자가 웹 사이트를 떠나게 할 수 있다. 모니터를 읽는 속도는 인쇄물 읽는 속도보다 25% 정도 느리다. 가급적 “공사중”이란 표시는 피한다. 사용자는 스크롤 없이 한 화면에 모든 내용이 표시되기를 원한다. 네비게이션 메뉴와 헤드바는 일관성 있게 설계하고, 모든 페이지에서 보이도록 설계한다. 미학적인 부분이 기능적인 부분을 대신할 수는 없다. (예를 들어, 반응 시간이 짧은 “간단한 버튼”이 반응 시간이 오래 걸리는 “예쁜 버튼”보다 효과적일 수 있다.) 네비게이션 옵션은 초보자에게도 분명하고 쉽게 이해할 수 있어야 한다.

43. 웹 테스트 과정 소프트웨어 공학 동향 웹 응용에 포함된 컨텐츠에 오류가 있는지 살핀다. (책의 내용에 오타, 탈자가 있는지를 조사하는 것과 유사하다.) 네비게이션 오류를 찾아내기 위해 웹 설계 모델을 검토한다. (설계 내용을 보고, 네비게이션이 설계된 데로 잘 동작하는지 시험한다.) 웹 페이지를 하나씩 단위 테스트한다. 통합 테스트를 수행한다. (웹의 구조를 감안하여, 순서를 정하고, 그 순서에 따라서 통합 테스트를 수행한다.) 웹 응용이 여러 환경에서 잘 수행되는지 테스트한다. (다양한 운영체제, 브라우저, 하드웨어 플랫폼 등…) ...

44. We are now … 소프트웨어 공학 동향 소프트웨어 공학의 역사 CASE (Computer Aided Software Engineering) 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 웹 엔지니어링 소프트웨어 재사용 소프트웨어 리엔지니어링 실시간 소프트웨어 설계

45. 소프트웨어 재사용 소프트웨어 공학 동향 • 새로운 개념은 아님 • 함수 라이브러리(X Window, Math 등) • 원시코드가 주로 재사용 • 정의 • “이미 개발한 시스템과 비슷한 새 시스템의 개발이나 유지보수에 드는 노력을 줄이기 위하여 여러 가지 경험과 지식을 재적용하는 것” • 재사용 대상 • 응용 분야에 관한 지식 • 개발 경험 • 설계에 관한 결정 • 시스템의 구조에 관한 지식 • 요구 분석 사항, 설계, 문서

46. 소프트웨어 부품 소프트웨어 공학 동향 • 서브루틴 라이브러리 • GUI 라이브러리 함수 • 수치 계산 함수 • 코드 블럭 • 블랙 박스와 같은 재사용 코드 블록 • 파라미터를 지정하여 인스턴스화 • Modular Programming • Ada의 패키지 • 객체 부품 • 재사용과 확장이 용이

47. We are now … 소프트웨어 공학 동향 소프트웨어 공학의 역사 CASE (Computer Aided Software Engineering) 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발 웹 엔지니어링 소프트웨어 재사용 소프트웨어 리엔지니어링 실시간 소프트웨어 설계

48. 소프트웨어 리엔지니어링 소프트웨어 공학 동향 • 역공학 • 완제품으로부터 설계를 해독해 내는 작업 • 하드웨어에서의 역공학  복제 • 소프트웨어에서의 역공학  유지보수, 기능 향상 • 목적 • 스파게티 소스, 암호화된 소스, 중복된 소스  Good Source • 소프트웨어 유지보수 비용을 줄임 • 노후 시스템(legacy system)을 새롭게 변혁(renovation)

49. 아파트 리모델링? 소프트웨어 공학 동향

50. 리엔지니어링의 추상화 수준 소프트웨어 공학 동향 요구분석 (제약사항, 목적 등) 설 계 구 현 정공학 정공학 역공학 역공학 설계복구 설계복구 재공학(개선) 재공학(개선) 재구조화 재구조화 재구조화