정보처리기사(서버 프로그램 구현)

조영문·2023년 4월 18일
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개발 환경 구축

  • 응용 소프트웨어 개발을 위해 개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것

하드웨어 환경

  • 사용자의 인터페이스 역할을 하는 클라이언트 그리고 클라이언트와 통신하여 서비스를 제공하는 서버로 구성된다.

서버의 종류

  • 웹서버(Web Server) : 클라이언트로부터 직접 요청을 받아 처리함
  • 웹 애플리케이션 서버(WAS; Web Application Server) : 동적 서비스를 제공하거나, 웹 서버와 데이터베이스 서버 또는 웹 서버와 파일 서버 사이에서 인터페이스 역할을 수행
  • 데이터베이스 서버 : 데이터베이스와 DBMS를 운영
  • 파일 서버 : 서비스 제공을 목적으로 유지하는 파일들을 저장

소프트웨어 환경

  • 클라이언트 서버 운영을 위한 시스템 소프트웨어와 개발에 사용되는 개발 소프트웨어로 구성된다.

시스템 소프트웨어 종류 : OS, 웹 서버 및 WAS운용을 위한 서버 프로그램, DBMS

개발 소프트웨어 종류

  • 요구사항 관리 도구 : 요구사항 수집, 분석,추적 등을 편리하게 도와주는 소프트웨어
  • 설계/모델링 도구 : UML(통합 모델링 언어)을 지원하며 개발의 전 과정에서 설계 및 모델링을 도와주는 소프트웨어
  • 구현 도구 : 개발 언어를 통해 애플리케이션의 실제 구현을 지원하는 소프트웨어
  • 빌드 도구 : 구현 도구를 통해 작성된 소스의 빌드 및 배포, 라이브러리 관리를 지원하는 소프트웨어
  • 테스트 도구 : 모듈들이 요구사항에 적합하게 구현되었는지 테스트하는 소프트웨어
  • 형상 관리 도구 : 산출물들을 버전별로 관리하여 품질 향상을 지원하는 소프트웨어

웹 서버 기능

  • HTTP/HTTPS(SSL/IPSec등) 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 트래픽의 포화를 방지하기 위해 응답 속도를 제한하는 기능
  • 가상 호스팅 : 하나의 서버로 여러 개의 도메인 이름을 연결하는 기능
  • 인증(Authentication) : 사용자가 합법적인 사용자인지 확인하는 기능

소프트웨어 아키텍처

  • 소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체
  • 애플리케이션의 분할 방법과 분할된 모듈에 할당될 기능, 모듈 간의 인터페이스 등을 결정한다.
  • 소프트웨어 아키텍처 설계의 기본 원리는 모듈화, 추상화, 단계적 분해, 정보 은닉이 있다.

모듈화(Modularity)

  • 소프트웨어 성능 향상, 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것

추상화(Abstraction)

  • 문제의 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후, 차례로 세분화하여 구체화시켜 나가는 것

단계적 분해(Stepwise Refinement)

  • 문제를 상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법

정보 은닉(Information Hiding)

  • 한 모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법

설계과정

  1. 설계 목표 설정 : 요구사항을 분석하여 전체 시스템의 설계 목표 설정
  2. 시스템 타입 설정 : 시스템과 서브 시스템의 타입을 결정하고, 아키텍처 패턴 선택
  3. 아키텍처 패턴 적용 : 시스템의 표준 아키텍처 설계
  4. 서브 시스템 구체화 : 서브 시스템 간의 상호작용을 위한 동작과 인터페이스 정의
  5. 검토 : 설계 목표, 요구 사항, 설계의 기본 원리 등을 만족하는지 아키텍처 검토

협약(Contract)에 의한 설계

  • 컴포넌트를 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것

아키텍처 패턴

  • 아키텍처 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
  1. 레이어 패턴(Layers Pattern) : 시스템을 계층으로 구분하여 구성하는 고전적인 방법의 패턴

  2. 클라이언트-서버 패턴(Client-Server Pattern) : 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성되는 패턴

  3. 파이프-필터 패턴(Pipe-Filter Pattern) : 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터로 캡슐화하여 파이프를 통해 전송하는 패턴

  4. MVC Model : 서브시스템을 모델, 뷰, 컨트롤러로 구조화하는 패턴

  5. 기타

객체 지향(Object-Oriented)

  • 소프트웨어의 각 요소들을 객체로 만든 후, 객체들을 조립해서 소프트웨어를 개발하는 기법
  • 소프트웨어의 재사용 및 확장이 용이하여 고품질의 소프트웨어를 빠르게 개발할 수 있고, 유지보수가 쉽다.

객체

  • 데이터와 이를 처리하기 위한 함수를 묶어 놓은 소프트웨어 모듈

클래스

  • 공통된 속성과 연산을 갖는 객체의 집합

메시지

  • 객체들 간의 상호작용에 사용되는 수단으로, 객체의 동작이나 연산을 일으키는 외부의 요구사항

캡슐화(Encapsulation)

  • 외부에서 접근을 제한하기 위해 인터페이스를 제외한 세부 내용을 은닉하는 것

상속(Inheritance)

  • 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 하위 클래스가 물려받는 것

다형성(Polymorphism)

  • 하나의 메시지에 대해 각각의 객체가 가지고 있는 고유한 방법으로 응답할 수 있는 능력

연관성(Relationship)

  • 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계

객체 지향 분석 및 설계

객체 지향 분석(OOA;Object Oriented Analysis)

  • 사용자의 요구사항과 관련된 객체, 속성, 연산, 관계 등을 정의하여 모델링하는 작업

객체 지향 분석의 방법론

럼바우 방법 : 분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행함

  • 객체 모델링 : 정보 모델링, 시스템에서 요구하는 객체를 찾아내어 속성과 연산 식별 및 객체들 간의 관계를 규정하여 객체 다이어그램으로 표시하는 것
  • 동적 모델링 : 상태 다이어그램을 이용하여 시간의 흐름에 따른 객체들 간의 제어 흐름, 상호 작용, 동작 순서 등의 동적인 행위를 표현하는 모델링
  • 기능 모델링 : 자료 흐름도(DFD)를 이용하여 다수의 프로세스들 간의 자료 흐름을 중심으로 처리 과정을 표현한 모델링

부치 방법 : 미시적 개발 프로스과 거시적 개발 프로세스를 모두 사용함

  • Jacobson 방법 : 유스케이스(Use Case)를 강조하여 사용함
  • Coad와 Yourdon 방법 : E-R 다이어그램 사용
  • Wirfs-Brock 방법 : 고객 명세서

체 지향 설계 원칙

  • 변경이나 확장에 유연한 시스템을 설계하기 위해 지켜야 할 원칙

SOLID원칙

단일 책임 원칙(SRP) : 객체는 단 하나의 책임을 가져야 한다

개방-패쇄 원칙(OCP) : 기존의 코드를 변경하지 않고, 기능을 추가할 수 있도록 설계해야 한다는 원칙

리스코프 치환 원칙(LSP) : 자식 클래스는 최소한 부모 클래스의 기능을 수행할 수 있어야 한다.

인터페이스 분리 원칙(ISP) : 자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 한다.

의존 역전 원칙(DIP) : 의존 관계 성립 시, 추상성이 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야 한다는 원칙

단위 모듈

N-S 차트(Nassi-Schneiderman Char)

  • 논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법

IPC(Inter-Process Communication)

  • 모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합

테스트 케이스

구성요소

  • 식별자
  • 테스트 항목
  • 입력 명세
  • 출력 명세
  • 환경 설정
  • 특수 절차 요구
  • 의존성 요구

공통 모듈

  • 여러 프로그램에서 공통으로 사용되는 모듈

재사용

  • 이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업

코드

  • 자료의 분류,조합,집계,추출을 용이하게 하기 위해 사용하는 기호

디자인 패턴

  • 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제

생성 패턴(Creational Pattern)

  • 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴

1. 추상 팩토리(Abstract Factory)

구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현함

2. 빌더(Builder)

작게 분리된 인스턴슬르 건축하듯이 조합하여 객체를 생성

3. 팩토리 메소드(Factory Method)

객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화된 패턴

4. 프로토타입(Prototype)

원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴

5. 싱글톤(Singleton)

하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없다.

구조 패턴(Structual Patter)

  • 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴

1. 어뎁터(Adapter)

호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 없도록 변환해주는 패턴

2. 브리지(Bridge)

구현부에서 추상층을 분리하여 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성하는 패턴

3. 컵포지트(Composite)

여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴

4. 데코레이터(Decorator)

객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴

5. 퍼싸드(Facade)

복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴

6. 플라이웨이트(Flyweight)

인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고, 가능한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴

7.프록시(Proxy)

접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴

행위 패턴(Behavioral Pattern)

  • 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴

1. 책임 연쇄(Chain of Responsibility)

요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태

2. 커멘드(Command)

요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴

3. 인터프리터(Interpreter)

언어에 문법 표현을 정의하는 패턴

4. 반복자(Iterator)

자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴

5. 중재자(Mediator)

수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴

6. 메멘토(Memento)

특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴

7. 옵서버(Observer)

한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴

8. 상태(State)

객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴

9. 전략(Strategy)

동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴

10. 템플릿 메소드(Template Method)

상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴

11. 방문자(Visitor)

각 클래스들의 데이터 구조에서 처리기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴

개발 지원 도구

통합 개발 환경(IDE; Integrated Development Environment)

  • 개발에 필요한 환경, 즉 편집기, 컴파일러, 디버거 등의 다양한 툴을 하나의 인터페이스로 통합하여 제공하는 환경

통합 개발 환경 도구 종류

  • 이클립스
  • 비주얼 스튜디오
  • 안드로이드 스튜디오
  • 엑스 코드(Xcode)
  • IDEA

빌드 도구

  • 빌드 : 소스 코드 파일들을 컴퓨터에서 실행할 수 있는 제품 소프트웨어로 변환하는 과정 또는 결과물

Ant(Another Neat Tool)

  • 아파치 소프트웨어 재단에서 개발
  • 자바 프로젝트의 공식적인 빌드 도구

Maven

  • 아파치 소프트웨어 재단에서 Ant 대안으로 개발
  • 의존성(Dependency)을 설정하여 라이브러리 관리

Gradle

  • 한스 도커가 Ant와 Maven을 보완하여 개발
  • 안드로이브 스튜디오 공식 빌드 도구
  • 그루비 기반의 빌트 스크립트를 사용

서버 개발

  • 웹 애플리케이션의 로직을 구현할 서버 프로그램을 제작하여 웹 애플리케이션 서버(WAS)에 탑재하는 것

서버 개발 프레임워크

  • 서버 프로그램 개발 시 다양한 네트워크 설정, 요청 및 응답 처리, 아키텍처 모델 구현 등을 손쉽게 처리할 수 있도록 클래스나 인터페이스를 제공하는 소프트웨어(대부분 MVC패턴)

종류

  • Spring : Java기반
  • Node.js : JavaScript기반
  • Django : Python기반
  • Codeigniter : PHP기반
  • Ruby on Rails : Ruby기반

서버 개발 과정

  • DTO/VO, SQL, DAO, Service, Controller를 각각 구현하는 과정이다.
    - DTO(Data Transfer Object) : 데이터의 교환을 위해 생성되는 객체
    - VO(Value Object) : DTO와 동일하지만 읽기만 가능한 객체, 변경이 불가
    - DAO(Data Access Object) : 데이터베이스에 접근하여 데이터를 조회, 생성, 수정, 삭제 작업을 수행하는 객체

보안 및 API

소프트웨어 개발 보안

  • 데이터의 기밀성, 무결성, 가용성 등의 보안 요소를 충족시키는 것을 목표로 한다.

API(Application Programming Interface)

  • 응용 프로그램 개발 시, 운영체제나 프로그래밍 언어 등에 있는 라이브러리를 이용할 수 있도록 규칙 등을 정의해 놓은 인터페이스

배치 프로그램

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

종류

  • 스프링 배치
  • Quartz
  • Cron : 리눅스 기본 스케쥴러 도구

crontab 명령어 작성 방법

작업 예약 방식 : [분][시][일][월][요일][명령어]
- 분 : 0~59
- 시 : 0~23
- 일 : 1~31
- 월 : 1~12
- 요일 : 0(일요일) ~ 6(토요일)

패키지 소프트웨어

  • 기업에서 일반적으로 사용하는 여러 기능을 통합하여 제공하는 소프트웨어

참고자료

https://starrykss.tistory.com/1629

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