소프트웨어 개발 방법론

소프트웨어 개발 방법론의 개요

소프트웨어 개발, 유지보수 등에서 필요한 작업 수행 방법과 과정을 체계적으로 정리하고, 이를 효율적으로 수행하기 위해 사용하는 다양한 기법 및 도구를 표준화한 것.

 

목적:

소프트웨어 생산성과 품질을 향상시킴.

프로젝트의 효율적 관리와 성공 확률을 높임.

 

종류 :

구조적 방법론, 정보공학 방법론, 객체지향 방법론, 컴포넌트 기반(CBD)방법론, 애자일(Agile)방법론, 제품 계열 방법론

 

특징:

표준화된 과정을 통해 개발 진행 상황을 체계적으로 관리.

효율적이고 일관된 개발 환경을 조성.

프로젝트의 요구사항에 따라 적합한 방법론을 선택하여 적용.

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구조적 방법론 (Structured Methodology)

 

정형화된 분석 절차에 따라 사용자 요구사항을 파악하고 이를 문서화하는 처리(Process) 중심의 소프트웨어 개발 방법론.

1960년대부터 가장 많이 사용되었으며, 프로세스 중심의 개발 체계화에 기여.

 

목적:

사용자가 이해하고 검증하기 쉬운 프로그램 코드 생성.

복잡한 문제를 분할과 정복(Divide and Conquer) 원리를 적용하여 단순화.

 

특징:

정형화된 분석 및 설계 절차를 통해 개발 진행.

복잡한 시스템을 기능 단위로 분할하여 관리.

사용자 요구사항에 기반한 문서화 강조.

프로세스 중심으로 데이터보다는 처리 절차에 중점을 둠.

 

구조적 방법론의 절차:

 

요구사항 분석:

• 사용자 요구사항을 정리하고 명확히 파악.
• 요구사항 명세서를 작성.

자료 흐름도 작성 (DFD: Data Flow Diagram):

• 시스템의 전체 흐름을 이해하기 위해 데이터의 흐름을 그래픽 표현으로 문서화.
• 주요 프로세스, 데이터 흐름, 데이터 저장소 등을 시각적으로 표현.

기능 분할:

• 전체 시스템을 모듈화하여 각 모듈이 독립적으로 작동 가능하도록 설계.
• 복잡한 문제를 작은 단위로 나누어 설계하는 분할과 정복 원리 적용.

자료 사전 작성 (Data Dictionary):

• 시스템에서 사용하는 데이터의 세부적인 정의를 기록.
• 데이터의 형식, 길이, 속성, 관련 정보를 체계적으로 정리.

구조도 작성:

• 시스템의 계층적 구조를 도식화하여 표현.
• 주요 기능과 하위 기능 간의 관계를 문서화.

코드 설계 및 구현:

• 설계 단계에서 도출된 자료와 구조를 바탕으로 프로그램 코드를 작성.
• 코드는 가독성, 유지보수성, 확장성을 중점으로 설계.

테스트 및 검증:

• 각 모듈과 전체 시스템에 대해 테스트를 수행.
• 설계 단계에서 명세된 요구사항이 정확히 구현되었는지 검증.

 

장점 :

• 시스템의 논리적 구조를 명확히 이해할 수 있음.
• 재사용성과 유지보수성이 높은 프로그램 코드 작성 가능.
• 사용자와 개발자 간의 의사소통이 용이.

단점 :

• 데이터 중심 접근 방식(객체지향)에 비해 유연성이 떨어짐.
• 요구사항 변화에 대한 적응력이 낮음.
• 대규모 프로젝트에서는 비효율적일 수 있음.

구조적 방법론

 

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정보공학 방법론 (Information Engineering Methodology)

• 정보 시스템 개발을 위해 계획, 분석, 설계, 구축 과정을 정형화된 기법들로 통합하여 적용하는 데이터(Data) 중심의 소프트웨어 개발 방법론.
• 대규모 정보 시스템 구축에 적합하며, **정보 시스템 개발주기(SDLC)**를 기반으로 함.

 

특징 :

 

데이터 중심 접근 방식:

• 데이터의 구조를 중심으로 시스템을 설계 및 개발.
• 프로세스보다는 데이터 모델링과 데이터 흐름에 초점을 맞춤.

대규모 정보 시스템에 적합:

• 복잡한 정보 시스템 개발을 체계적으로 진행할 수 있도록 지원.

정형화된 절차:

• 계획에서 구축까지 단계별 활동이 명확히 정의되어 있음.

장기적인 유지보수와 확장성:

• 데이터 구조를 기반으로 하므로, 변화하는 요구사항에 유연하게 대처 가능.

정보공학 방법론의 절차

정보전략 계획 수립 단계

• 조직의 정보화 목표와 방향을 설정하고, 이를 위한 정보 전략을 수립.
• 정보화가 조직 내에서 어떤 역할을 해야 할지 정의.

업무 영역 분석 단계

• 조직 내 업무를 분석하고, 업무 영역을 구분하여 정보 시스템의 범위를 정의.
• 데이터와 프로세스를 중심으로 현재의 업무 흐름을 분석.

업무 시스템 설계 단계

• 업무를 지원하기 위한 정보 시스템의 논리적 설계를 진행.
• 데이터 모델링 및 프로세스 모델링을 통해 업무 시스템의 구조를 설계.

업무 시스템 구축 단계

• 설계된 시스템을 실제로 구현하고, 이를 조직 내에 배포하여 운영.
• 테스트 및 유지보수를 통해 시스템의 안정성을 확보.

장점 :

• 데이터 중심 설계를 통해 일관성 있고 재사용 가능한 시스템 개발 가능.
• 표준화된 절차로 대규모 프로젝트 관리가 용이.
• 데이터 구조 기반으로 확장성과 유지보수성이 뛰어남.
• 사용자 요구사항을 정확히 반영하여 시스템의 품질을 높일 수 있음.

단점 :

• 초기 도입 비용과 시간이 많이 소요됨.
• 데이터 중심 접근 방식이므로, 프로세스 중심 문제에 적합하지 않을 수 있음.
• 복잡한 절차로 인해 소규모 프로젝트에는 부적합. 

정보공학 방법론

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객체지향 방법론(Object-Oriented Methodology)

현실 세계의 개체(Entity)를 기계의 부품처럼 하나의 객체(Object)로 정의하여, 소프트웨어를 개발할 때 객체들을 조립해서 필요한 소프트웨어를 구현하는 방법론입니다.

 

특징

• 구조적 기법의 문제점으로 인한 소프트웨어 위기를 해결하기 위해 도입된 방법론입니다.
• 객체(Object), 클래스(Class), 메시지(Message) 등으로 구성됩니다.
• 캡슐화(Encapsulation), 정보 은닉(Information Hiding), 추상화(Abstraction), 상속성(Inheritance), 다형성(Polymorphism) 등의 개념을 사용합니다.

캡슐화 (Encapsulation)	데이터와 데이터를 처리하는 메서드를 하나의 객체로 묶어 외부에 제공하는 방식. 내부 구현은 숨기고 인터페이스만 제공.	클래스 내부에서 private 필드를 정의하고, 이를 getter와 setter 메서드로 접근하도록 제한.
정보 은닉 (Information Hiding)	객체의 내부 세부 사항을 외부에서 알 수 없도록 숨기는 기법. 외부에는 필요한 정보만 제공.	private 키워드를 사용하여 필드에 직접 접근하지 못하게 설정하고, 메서드로만 접근 허용.
추상화 (Abstraction)	객체의 공통적이고 핵심적인 특징만 표현하여 복잡성을 줄이는 기법.	차량 클래스에서 "속도"와 "연료" 같은 공통 속성만 정의하고, 세부 구현은 각 차량의 종류(예: 자동차, 자전거)에서 구현.
상속성 (Inheritance)	기존 클래스(부모 클래스)의 속성과 메서드를 재사용하고, 새로운 클래스(자식 클래스)에 확장 및 재정의할 수 있는 기법.	Animal 클래스를 상속받아 Dog와 Cat 클래스에서 고유한 동작을 추가 구현.
다형성 (Polymorphism)	동일한 이름의 메서드나 연산자가 다양한 객체에서 다른 동작을 수행하도록 만드는 기법.	speak() 메서드를 Animal 클래스에 정의하고, Dog 클래스에서는 "Bark", Cat 클래스에서는 "Meow"로 구현.

 

객체지향 방법론의 절차 

 

요구 분석 단계

• 사용자 요구사항을 분석하여 시스템에서 사용할 객체와 객체 간의 관계를 식별합니다.
• 주요 활동: 문제 도메인 분석, 객체 정의, 객체 간의 관계 정의

설계 단계

• 요구 분석 단계에서 식별한 객체를 바탕으로 소프트웨어 아키텍처를 설계합니다.
• 주요 활동: 클래스 다이어그램 작성, 메시지 흐름 정의, 객체 간 상호작용 설계

구현 단계

• 설계 단계에서 정의된 객체와 클래스를 기반으로 실제 코드를 작성합니다.
• 주요 활동: 클래스 구현, 객체 생성 및 연결, 객체 간 메시지 전달 구현

테스트 및 검증 단계

• 구현된 소프트웨어가 요구사항에 맞게 동작하는지 테스트합니다.
• 주요 활동: 단위 테스트, 통합 테스트, 객체 간의 상호작용 테스트

인도 단계

• 최종적으로 검증된 소프트웨어를 사용자에게 인도합니다.
• 주요 활동: 시스템 배포, 사용자 교육, 문서화 제공

장점

• 재사용성: 객체와 클래스의 재사용으로 개발 비용 절감 가능.
• 유지보수성: 객체 간의 독립성이 높아 시스템 유지보수가 용이.
• 확장성: 상속성과 다형성으로 새로운 요구사항 반영이 쉬움.
• 효율적 관리: 캡슐화로 데이터와 메서드를 하나로 묶어 관리.

단점

• 초기 설계 및 분석 단계에서 많은 시간과 비용 소모.
• 구현 및 설계 과정이 복잡해질 수 있음.
• 구조적 기법에 익숙한 개발자들에게 학습 곡선이 존재.

객체지향 방법론

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컴포넌트 기반(CBD : Component Based Design) 방법론

기존의 시스템이나 소프트웨어를 구성하는 컴포넌트를 조합하여 새로운 애플리케이션을 만드는 소프트웨어 개발 방법론.

 

특징

 

컴포넌트 재사용(Reusability)

• 기존 컴포넌트를 재사용하여 개발 시간과 비용을 절감.

확장성

• 새로운 기능 추가가 용이.

효율성

• 유지보수 비용을 최소화하여 생산성과 품질을 향상.

 

CBD방법론 절차

 

개발 준비 단계

• 프로젝트 범위와 요구사항 정의.
• 기존 컴포넌트의 재사용 가능성 평가.

분석 단계

• 시스템의 기능과 구조 분석.
• 필요한 컴포넌트 식별 및 명세 정의.

설계 단계

• 컴포넌트 간의 인터페이스 설계.
• 컴포넌트 의존성 및 통합 구조 설계.

구현 단계

• 정의된 컴포넌트를 개발하거나 기존 컴포넌트를 조립.
• 코드 작성 및 컴포넌트 생성.

테스트 단계

• 개별 컴포넌트 및 통합된 시스템에 대한 테스트 수행.
• 컴포넌트 간의 인터페이스 및 의존성 확인.

전개 단계

• 테스트를 통과한 컴포넌트를 시스템에 배포.
• 실제 환경에서의 성능 확인.

인도 단계

• 최종 애플리케이션을 고객에게 인도.
• 사용 설명서 제공 및 사용자 교육 수행.

장점

• 개발 시간과 비용 절감.
• 유지보수와 확장이 용이.
• 품질 및 생산성 향상.

단점

• 초기 설계 및 컴포넌트 선정에 많은 시간과 비용 소요.
• 컴포넌트 간의 호환성과 의존성 문제가 발생할 수 있음.

컴포넌트 기반 방법론(CBD)

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애자일(Agile)방법론

"민첩한, 기민한"이라는 의미로, 고객의 요구사항 변화에 유연하게 대응할 수 있도록 짧은 반복 주기를 기반으로 개발 과정을 진행하는 소프트웨어 개발 방법론입니다.

 

특징

• 소규모 프로젝트, 숙련된 개발자에게 적합.
• 고객과의 소통과 협력을 중시.
• 반복적이고 점진적인 개발 방식으로 변화하는 요구사항에 유연하게 대응.
• 빠른 피드백을 통해 품질 향상.

대표적인 애자일 방법론

 

익스트림 프로그래밍(XP: Extreme Programming)

• 테스트 중심 개발, 지속적인 통합, 코드 간결성에 중점을 둠.

스크럼(Scrum)

• 짧은 개발 주기(스프린트)를 통해 진행하며 팀의 협력을 강조.

칸반(Kanban)

• 작업 흐름 시각화와 작업량 제한을 통해 효율적인 프로젝트 관리.

크리스탈(Crystal)

• 프로젝트 특성에 따라 유연하게 적용 가능한 경량화 방법론.

 

애자일 방법론의 절차

 

사용자 스토리 작성

• 고객이 원하는 기능과 요구사항을 간단한 설명으로 문서화.
• 사용자 관점에서 핵심 기능과 기대 결과를 정의.

계획(반복 주기)

• 사용자 스토리를 기반으로 개발 주기를 계획.
• 작업 우선순위를 정하고, 각 반복 주기(스프린트 또는 이터레이션) 목표를 설정.

개발 승인(반복 주기)

• 팀이 설정한 목표에 따라 개발 작업 수행.
• 고객 및 이해관계자의 승인을 받으며 작업 결과를 점검.

테스트(반복 주기)

• 각 반복 주기에서 생성된 기능을 테스트.
• 문제점을 개선하고 다음 주기에 반영.

장점

• 변화에 빠르게 대응 가능.
• 지속적인 고객 참여로 요구사항 충족.
• 짧은 반복 주기로 빠른 피드백 제공.
• 품질 향상 및 팀 협력 증대.

단점

• 요구사항이 명확하지 않거나 팀의 경험 부족 시 비효율적.
• 문서화가 부족하여 유지보수 어려움.
• 큰 규모의 프로젝트에서는 조정 문제 발생 가능.

애자일 방법론

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제품 계열 방법론

• 특정 제품군에 적용할 공통된 기능을 정의하여 소프트웨어를 개발하는 방법론입니다.
• 임베디드 소프트웨어 개발에 적합하며, 제품 간의 공통점과 변화를 체계적으로 관리하여 효율성을 극대화합니다.

특징

• 특정 도메인(영역)의 공통된 기능과 가변적인 요구사항을 구분하여 설계.
• 제품 간의 재사용성을 높여 개발 비용과 시간을 절감.
• 영역공학과 응용공학으로 구성.

영역공학(Domain Engineering)

공통 기능 정의 및 핵심 자산을 개발하는 과정.

영역 분석:

• 특정 도메인의 요구사항과 지식을 분석하여 공통 기능과 변동 요소를 정의.

영역 설계:

• 분석된 결과를 기반으로 소프트웨어 아키텍처 설계.

핵심 자산 구현:

• 공통적으로 사용할 컴포넌트와 핵심 자산을 개발.

응용공학(Application Engineering)

영역공학에서 정의된 공통 자산을 활용하여 특정 제품을 개발하는 과정.

 

제품 요구 분석:

• 개별 제품의 구체적인 요구사항 분석.

제품 설계:

• 요구사항에 따른 개별 제품의 아키텍처 설계.

제품 구현:

• 공통 자산과 개별 요구사항을 조립하여 제품 생산.

영역공학과 응용공학의 연계

제품 계열 방법론은 영역공학과 응용공학이 연계되어 효율적 개발을 지원.

 

주요 연계 요소:

• 제품의 요구사항: 공통 및 개별 요구사항 정의.
• 제품 아키텍처: 설계된 구조를 기반으로 통합.
• 제품 조립 생산: 핵심 자산과 요구사항을 조합하여 최종 제품을 구현.

제품 계열 방법론의 절차

 

영역공학

• 특정 분야의 영역 지식과 핵심 자산 개선.
• 영역 분석 → 영역 설계 → 핵심 자산 구현 → 컴포넌트 개발.

응용공학

• 제품 요구 분석 → 제품 설계 → 제품 구현 → 제품 조립 및 생산.

장점

• 재사용성 극대화로 개발 비용 절감.
• 신속한 제품 출시 가능.
• 품질 향상 및 유지보수 용이.

단점

• 초기 영역 분석 및 핵심 자산 개발에 많은 시간과 비용 소요.
• 영역공학과 응용공학 간의 연계가 불완전할 경우 효율성 저하.

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출저 및 참고

정보처리 산업기사 기본서(시나공)