[정보처리기사 실기] 디자인 패턴 및 개발 정리

자격증 준비하면서 내가 이해하기 편하게, 다시 보기 좋게 정리하는 정보처리기사의 내용 (자격증 상세 내용은 아래)

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http://www.q-net.or.kr/crf005.do?gId=&gSite=Q&id=crf00505

디자인 패턴 및 개발 부분을 정리한 내용

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코드

• 자료의 분류, 조합, 집계, 추출을 용이하게 하기 위해 사용하는 기호
• 정보를 신속, 정확, 명료하게 전달할 수 있게 함
• 주요 기능
  • 식별 기능 : 데이터 간의 성격에 따라 구분 가능
  • 분류 기능 : 특정 기준이나 동일한 유형에 해당하는 데이터를 그룹화 가능
  • 배열 기능 : 의미를 부여하여 나열할 수 있음
  • 표준화 기능 : 다양한 데이터를 기준에 맞추어 표현할 수 있음
  • 간소화 기능 : 복잡한 데이터를 간소화할 수 있음
• 코드의 종류
  • 순차 코드 : 자료의 발생 순서, 크기 순서 등 일정 기준에 따라서 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 부여한느 방법으로, 순서 코드 또는 일련번호 코드라 함
  • 블록 코드 : 코드화 대상 항모 중에서 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분하고, 각 블록 내에서 일련번호를 부여하는 방법으로 구분 코드라 함
  • 10진 코드 : 코드화 대상 항목을 0~9까지 10진 분할하고, 다시 그 각각에 대하여 10진 분할하는 방법을 필요한 만큼 반복하는 방법
  • 그룹 분류 코드 : 코드화 대상 항목을 일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 등으로 구분하고 그 그룹 안에서 일련번호를 부여하는 방법
  • 연상 코드 : 코드화 대상 항목의 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드를 부여하는 방법
  • 표의 숫자 코드 : 코드화 대상 항모의 성질인 길이, 넓이, 부피, 지름, 높이 등의 물리적 수치를 그대로 코드에 적용시키는 방법
  • 합성 코드 : 필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

디자인 패턴

• 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
• GOF의 디자인 패턴은 생성, 구조, 행위 패턴으로 구분

생성 패턴

• 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴
• 추상 팩토리
  • 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관, 의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현
  • 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능
• 빌더
  • 작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성
  • 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음
• 팩토리 메서드
  • 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
  • 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당
  • 가상 생성자 패턴이라고도 함
• 프로토타입
  • 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
  • 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용
• 싱글톤
  • 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음
  • 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비 최소화 가능

구조 패턴

• 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴
• 어댑터
  • 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해 주는 패턴
  • 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용
• 브리지
  • 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
  • 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현
• 컴포지트
  • 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴
  • 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있음
• 데코레이터
  • 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴
  • 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현
• 퍼싸드
  • 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
  • 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체 필요
• 플라이웨이트
  • 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
  • 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용 가능
• 프록시
  • 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴
  • 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용

행위 패턴

• 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴
• 책임 연쇄
  • 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴
  • 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감
• 커맨드
  • 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴
  • 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화
• 인터프리터
  • 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
  • SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용
• 반복자
  • 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴
  • 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능
• 중재자
  • 수많은 객체들 간의 복잡한 상효작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
  • 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음
• 메멘토
  • 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
• 옵서버
  • 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
  • 일대다의 의존성을 정의
  • 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성, 발행하고 이를 수신해야 할 때 이용
• 상태
  • 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
  • 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리
• 전략
  • 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
  • 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘 변경이 가능
• 템플릿 메서드
  • 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리르 구체화하는 구조의 패턴
  • 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해 줌
• 방문자
  • 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴
  • 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문하여 수행

통합 개발 환경(IDE)

• 개발에 필요한 다양한 툴을 하나의 인터페이스로 통합하여 제공하는 환경
• 코드를 실행하거나 테스트할 때 오류가 발생한 부분을 시각화하므로 수정이 용이
• 이클립스, 비주얼 스튜디오, 엑스 코드, 안드로이드 스튜디오, IDEA 등

빌드 도구

• 소스 코드 파일들을 컴퓨터에서 실행할 수 있는 제품 소프트웨어로 변환하는 과정 또는 결과물
• 대표적 도구
  • Ant : 자바 프로젝트의 공식적인 빌드 도구로 정해진 규칙이나 표준이 없음
  • Maven : 의존성을 설정하여 라이브러리를 관리하며 규칙이나 표준이 존재하여 예외 사항만 기록
  • Gradle : 안드로이드 스튜디오의 공식 빌드 도구로 그루비 기반의 빌드 스크립트 사용

서버 개발

• 웹 애플리케이션의 로직을 구현할 서버 프로그램을 제작하여 웹 애플리케이션 서버(WAS)에 탑재하는 것
• Java, JavaScript, Python, PHP, Ruby 등

서버 개발 프레임워크

• 다양한 네트워크 설정, 요청 및 응답 처리, 아키텍처 모델 구현 등을 손쉽게 처리할 수 있도록 클래스나 인터페이스를 제공하는 소프트웨어
• 프레임워크 종류
  • Spring : Java 기반의 프레임워크로 전자정부 표준 프레임워크의 기반 기술로 사용
  • Node.js : JavaScript 기반의 프레임워크로 비동기 입출력 처리와 이벤트 위주의 높은 처리 성능을 갖고 있어 실시간으로 입출력이 빈번한 애플리케이션에 적합
  • Django : Python 기반의 프레임워크로 컴포넌트의 재사용과 플러그인화를 강조하여 신속한 개발이 가능하도록 지원
  • Codeigniter : PHP 기반의 프레임워크로 인터페이스가 간편하며 서버 자원을 적게 사용
  • Ruby on Rails : Ruby 기반의 프레임워크로 테스트를 위한 웹 서버를 지원하며 데이터베이스 작업을 단순화, 자동화시켜서 개발 코드의 길이가 짧아지게 함으로써 신속한 개발이 가능

서버 개발 과정

1. DTO/VO 구현 : 데이터 교환을 위해 사용할 객체를 만드는 과정으로 송수신할 데이터의 자료형에 맞는 변수 및 객체 생성
2. SQL 구현 : 데이터의 삽입, 변경, 삭제 등의 작업을 수행할 SQL문을 생성하는 과정으로 SQL문은 소스 코드 내에 직접 입력하거나 별도의 XML 파일로 관리
3. DAO 구현 : 데이터베이스에 접근하고, SQL을 활용하여 데이터를 실제로 조작하는 코드를 구현하는 과정
4. Service 구현 : 사용자의 요청에 응답하기 위한 로직을 구현하는 과정
5. Controller 구현 : 사용자의 요청에 적절한 서비스를 호출하여 그 결과를 사용자에게 반환하는 코드를 구현하는 과정

소프트웨어 개발 보안

• 보안 취약점을 최소화하여 보안 위협으로부터 안전한 소프트웨어를 개발하기 위한 일련의 보안 활동
• 데이터의 기밀성, 무결성, 가용성 등의 보안요소를 충족시키는 것을 목표로 함

소프트웨어 개발 보안 점검 항목

• 세션 통제 : 세션의 연결과 연결로 인해 발생하는 정보를 관리하는 것
• 입력 데이터 검증 및 표현 : 입력 데이터에 대한 유효성 검증체계를 갖추고, 검증 실패 시 이를 처리할 수 있도록 코딩하는 것
• 보안 기능 : 인증, 접근제어, 기밀성, 암호화 등의 기능
• 시간 및 상태 : 동시 수행을 지원하는 병렬 처리 시스템이나 다수의 프로세스가 동작하는 환경에서 시간과 실행 상태를 관리하여 시스테밍 원활히 동작하도록 코딩하는 것
• 예외 처리 : 소프트웨어 실행 중 발생할 수 있는 오류들을 사전에 정의하여 에러로 인해 발생할 수 있는 문제들을 예방하는 것
• 코드 오류 : 개발자들이 코딩 중 실수하기 쉬운 형 변환, 자원의 반환 등을 고려하며 코딩하는 것
• 캡슐화 : 속성과 데이터를 처리하는 함수를 하나의 객체로 묶어 코딩하는 것
• API 오용 : API를 잘못하거나 보안에 취약한 API를 사용하지 않도록 고려하여 코딩하는 것

API

• 라이브러리를 이용할 수 있도록 규칙 등을 정의해 놓은 인터페이스
• 라이브러리에 있는 다양한 기능들을 손쉽게 이용할 수 있도록 도와주므로 효율적 개발 가능

배치 프로그램

• 대용량 데이터 : 대용량의 데이터를 가져오거나, 전달하거나, 계산하는 등의 처리가 가능해야 함
• 자동화 : 심각한 오류가 발생하는 상황을 제외하고는 사용자의 개입 없이 수행되어야 함
• 견고성 : 잘못된 데이터나 데이터 중복 등의 상황으로 중단되는 일 없이 수행되어야 함
• 안정성/신뢰성 : 오류가 발생하면 오류의 발생 위치, 시간 등을 추적할 수 있어야 함
• 성능 : 다른 응용 프로그램의 수행을 방해하지 않고 지정된 시간 내에 처리가 완료되어야 함

배치 스케쥴러

• 일괄 처리 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행되도록 지원해 주는 도구
• 스프링 배치 : 로그 관리, 추적, 트랜잭션 관리, 작업 처리 통계, 작업 재시작 등의 다양한 기능 제공
• Quartz : 스프링 프레임워크로 개발되는 응용 프로그램들의 일괄 처리를 위한 다양한 기능을 제공하는 오픈 소스 라이브러리
• Cron : 리눅스의 기본 스케줄러 도구로 crontab 명령어를 통해 작업 예약 가능

패키지 소프트웨어

• 기업에서 일반적으로 사용하는 여러 기능을 통합하여 제공하는 소프트웨어
• 기능 요구사항을 70% 이상 충족시키는 패키지 소프트웨어가 있을 때만 사용하는 것이 적합

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뒤로 이어지는 내용

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[정보처리기사 실기] 인터페이스 구현 정리