[소프트웨어공학] 8장. 설계 개념

8장. 설계 개념

• Design Process (설계 프로세스)
  • SW 설계는 요구사항이 SW를 구성하기 위한 청사진으로 변환되는 반복적인 과정이다.
  • 좋은 디자인을 위한 3가지 특성
    1. 분석모델에 포함된 모든 명시적 요구사항을 구현해야 하며, 고객이 원하는 모든 암묵적 요구사항을 수용해야 함.
    2. 개발자와 테스터 등을 위해 이해하기 쉬운 가이드가 되어야 함.
    3. 구현 관점에서 데이터, 기능 및 행동 영역을 다루면서 SW의 전체적인 그림을 제공해야 함.

💡 Fundamental Design Concepts (기본 설계 개념)

1. Abstraction - 추상화 (데이터,절차,동작)
2. Architecture - 아키텍처 (SW의 전반적 구조)
3. Patterns - 패턴 (검증된 설계 솔루션의 본질 전달)
4. Modularity - 모듈화 (데이터 및 기능의 구획화) : divide & conquer
5. Information hiding - 숨기는 정보 (제어된 인터페이스) : error propagation
6. Functional independence - 기능 독립성 (high cohesion, low coupling)
7. Refinement - 정교함/개선 (모든 추상화에 대한 세부사항) : elaboration
8. Refactoring - 리팩터링 (설계를 단순화하는 재구성) : re-organization
9. Design class - 설계 클래스 (구현될 세부 클래스)

 

• 디자인 컨셉 : 추상화 (Abstraction)
  • 추상화 레벨
  • 가장 높은 레벨에서, 해결책은 문제 환경의 언어를 쓰는 광범위한 용어로 명시됨.
  • 더 낮은 레벨에서는 솔루션에 대해 보다 자세한 설명 제공
  • 절차적 추상화(Procedural abstaction)는 특정/제한된 기능을 가진 일련의 명령어
  • 데이터 추상화는 데이터 개체를 설명하는 데이터의 모음.
  • 행동 추상화 = 절차적 추상화 + 데이터 추상화

• 디자인 컨셉 : 설계 (Architecture)
  • SW 아키텍처는 구성요소의 구조, 상호작용하는 방식, 그리고 구성요소가 사용하는 데이터 구조이다.
• 디자인 컨셉 : 패턴 (Patterns)
  • 패턴이 적용되는 방식에 영향을 미칠 수 있는 어떤 맥락이나 힘 안에서 특정한 design 문제를 해결하는 설계 구조
  • 패턴이 현재 작업에 적용 가능한지?
  • 패턴을 재사용할 수 있는지?
  • 유사하지만 기능적 또는 구조적으로 다른 패턴을 개발하기 위한 지침으로 패턴이 사용될 수 있는지?
• 디자인 컨셉 : 모듈화 (Modularity)
  • SW 아키텍처 및 설계 패턴은 모듈성을 구현함.
  • SW는 주소지정 가능한 구성 요소로 나뉘며, 문제 요구사항을 충족하기 위해 통합된 모듈이다.
  • “Devide & Conquer” : 분할 및 정복

• 디자인 개념 : 정보 숨기기 (Information hiding)
  • 모듈은 다른 것으로부터 숨기는 설계 결정으로 특징된다.
  • SW 기능을 달성하는 데에 필요한 정보만 서로 통신하는 독립 모듈집합을 정의 → 효과적인 모듈화 달성
  • 정보 은닉의 사용 : 테스트 중/후/유지보수 중 수정이 필요할 때, 수정 중에 발생한 오류가 SW 내의 다른 위치로 전파될 가능성이 낮음
  • why ?
    1. side effect (부작용) 감소
    2. 지역 설계의 전역 영향을 제한
    3. 제어된 인터페이스를 통한 소통 강조
    4. 전역 데이터 사용 금지
    5. 캡슐화로 이어짐 - 고품질 설계의 속성
    6. 더 높은 품질의 SW 제공
• 디자인 개념 : 기능 독립성 (Functional Independence)
  • 모듈화, 추상화, 정보 은닉의 직접적인 결과
  • 독립성은 응집력과 결합력이라는 두 가지 질적 기준으로 평가됨.
    • Cohesion - 응집력 : 모듈의 상대적 기능 강도. 모듈이 하나의 기능만 수행하는 정도
    • Coupling - 결합력 : 모듈 간의 상대적 상호의존성. 모듈이 다른 모듈에 연결되는 정도
• 디자인 개념 : 정교함/구체화 (Refinement)
  • 단계적 정제 : 하향식(Top-down) 설계 전략, 프로그램은 절차 세부사항의 레벨을 순차적으로 세분화하여 개발됨
  • 정교함은 정교함의 과정이다
  • 추상화와 정제는 상호보완적 개념
  • 추상화를 통해 설계자는 절차/데이터를 지정하면서도 낮은 레벨의 세부사항을 억제함.
  • 구제화를 통해 설계자는 설계 진행에 따라 낮은 레벨의 세부사항을 표시함.
• 디자인 개념 : 재구성 (Refactoring)
  • 기능이나 동작 변경없이 구성요소의 설계를 단순화한 재구성 기법
  • 외부 동작을 변경하지 않고 내부 구조를 개선하는 방식. SW 시스템 변경 프로세스
  • SW 리팩터링 시 검사되는 부분
    1. 중복
    2. 불필요한 요소
    3. 비효율적이거나 필요없는 알고리즘
    4. 부실하게 구성되거나 부적절한 데이터 구조, 또는 더 나은 설계로 수정될 수 있는 다른 설계 실패.
• 디자인 개념 : 클래스 설계 (Design Classes)
  • 클래스를 구현할 수 있는 설계 세부사항을 제공, 분석 클래스 세분화
  • 비즈니스 솔루션 지원을 위해 SW인프라를 구현하는 새로운 설계 클래스 집합 생성
  • 완전하고 충분함
  • 원시성
  • 높은 응집력
  • 낮은 결합력

 

The Design Model

• Process dimension: 프로세스 차원은 설계 작업이 SW 프로세스의 일부로 실행됨에 따라 모델의 진화를 나타냄
• Abstraction dimension: 추상화 차원은 분석 모델의 각 요소가 설계 등가물로 변환되어 반복적으로 정제될 때의 세부 수준을 나타냄

설계 모델 요소(Design Model Elements)

• 데이터 요소
  • data model → data structures
  • data model → database architecture
• 설계 요소
  • 응용프로그램 도메인
  • 분석 클래스, 관계, 협력 및 행동이 설계 실현으로 변환됨
  • 패턴과 스타일
• 인터페이스 요소
  • 사용자 인터페이스 (UI)
  • 다른 시스템, 장치, 네트워크 또는 정보의 다른 생산자/소비자에 대한 외부 인터페이스
  • 다양한 설계 구성요소 간의 내부 인터페이스
• 구성 요소 (Component)
• 배포 요소 (Deployment)