2020 정보처리기사 (5장. 서버 프로그램 구현)

개발 환경 구축

: 응용 소프트웨어 개발을 위해 개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것을 의미

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하드웨어 환경

: 사용자와의 인터페이스 역할을 하는 클라이언트 크리고 클라이언트와 통신하여 서비스를 제공하는 서버로 구성된다.

 

- 클라이언트에는 PC, 스마트폰 등이 있다.

- 서버는 사용 목적에 따라 웹 서버, 웹 애플리케이션 서버, 데이터베이스 서버, 파일 서버 등으로 나뉜다.

• 웹 서버: 클라이언트로부터 직접 요청을 받아 처리하는 서버로, 저용량의 정적 파일들을 제공한다.
• 웹 애플리케이션 서버(WAS): 사용자에게 동적 서비스를 제공하기 위해 웹 서버로부터 요청을 받아 데이터 가공 작업을 수행하거나, 웹 서버와 데이터베이스 서버 또는 웹 서버와 파일 서버 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 서버이다.
• 데이터베이스 서버: 데이터베이스와 이를 관리하는 DBMS를 운영하는 서버이다.
• 파일 서버: 데이터베이스에 저장하기에는 비효율적이거나, 서비스 제공을 목적으로 유지하는 파일들을 저장하는 서버이다.

웹 서버(Web Server)의 기능

HTTP/HTTPS 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: 사용자가 합법적인 사용자인지를 확인하는 기능ㅌ

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소프트웨어 환경

: 클라이언트와 서버 운영을 위한 시스템 소프트웨어와 개발에 사용되는 개발 소프트웨어로 구성된다.

 

- 시스템 소프트웨어에는 운영체제, 웹 서버 및 WAS 운용을 위한 서버 프로그램, DBMS 등이 있다.

- 개발 소프트웨어에는 요구사항 관리 도구, 설계/모델링 도구, 구현 도구, 빌드 도구, 테스트 도구, 형상 관리 도구 등이 있다.

• 요구사항 관리 도구: 요구사항의 수집과 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

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개발 언어의 산정 기준

적정성	개발하려는 소프트웨어의 목적에 적합해야 합니다.
효율성	코드의 작성 및 구현이 효율적이어야 합니다.
이식성	다양한 시스템 및 환경에 적용이 가능해야 합니다.
친밀성	개발 언어에 대한 개발자들의 이해도와 활용도가 높아야 합니다.
범용성	다른 개발 사례가 존재하고 여러 분야에서 활용되고 있어야 합니다.

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모듈 (Module)

: 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들로, 서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등과 같은 의미로 사용된다.

 

- 모듈은 단독으로 컴파일이 가능하며, 재사용 할 수 있다.

- 모듈의 기능적 독립성은 소프트웨어를 구성하는 각 모듈의 기능이 서로 독립됨을 의미하는 것으로, 모듈이 하나의 기능만을 수행하고 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제함으로써 이루어진다.

- 독립성이 높은 모듈일수록 모듈을 수정하더라도 다른 모듈들에게는 거의 영향을 미치지 않으며, 오류가 발생해도 쉽게 발견하고 해결할 수 있다.

- 모듈의 독립성은 결합도와 응집도에 의해 측정되며, 독립성을 높이려면 모듈의 결합도는 약하게, 응집도는 강하게, 모듈의 크기는 작게 만들어야한다.

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결합도 (Coupling)

: 모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관 관계를 의미한다.

 

자료 결합도

스탬프 결합도

제어 결합도

외부 결합도

공통 결합도

내용 결합도

결합도 약함 <----------> 결합도 강함

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- 자료 결합도: 모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도이다.

 

- 스탬프(검인) 결합도: 모듈 간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도이다.

 

- 제어 결합도: 어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호를 이용하여 통신하거나 제어 요소를 전달하는 결합도

 

- 외부 결합도: 어떤 모듈에서 선언한 데이터(변수)를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도

 

- 공통(공유) 결합도: 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도

 

- 내용 결합도: 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도

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응집도 (Cohesion)

: 정보 은닉 개념을 확장한 것으로, 명령어나 호출문 등 모듈의 내부 요소들의 서로 관련되어 있는 정도, 즉 모듈이 독립적인 기능으로 정의되어 있는 정도를 의미한다.

 

기능적 응집도

순차적 응집도

교환적 응집도

절차적 응집도

시간적 응집도

논리적 응집도

우연적 응집도

응집도 강함 <----------> 응집도 약함

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- 기능적 응집도: 모듈 내부의 모들 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우의 응집도

 

- 순차적 응집도: 모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력 데이터로 사용할 경우의 응집도

 

- 교환(통신)적 응집도: 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우의 응집도

 

- 절차적 응집도: 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도

 

- 시간적 응집도: 특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우의 응집도

 

- 논리적 응집도: 유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우의 응집도

 

- 우연적 응집도: 모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우의 응집도

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팬인(Fan-In) / 팬아웃(Fan-Out)

 

- 팬인: 어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수

- 팬아웃: 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈의 수

 

- 팬인이 높은 경우 재사용 측면에서 설계가 잘 되어있다고 볼 수 있으나, 단일 장애점이 발생할 수 있으므로 중점적인 관리 및 테스트가 필요하다.

- 팬아웃이 높은 경우 불필요하게 다른 모듈을 호출하고 있는지 검토하고, 단순화시킬 수 있는지 여부에 대한 검토가 필요하다.

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공통 모듈

: 여러 프로그램에서 공통적으로 사용할 수 있는 모듈을 의미한다.

 

- 공통 모듈을 구현할 때는 다른 개발자들이 해당 기능을 명확히 이해할 수 있도록 다음의 명세 기법을 준수해야 한다.

• 정확성: 시스템 구현 시 해당 기능이 필요하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성한다.
• 명확성: 해당 기능을 이해할 때 중의적으로 해석되지 않도록 명확하게 작성한다.
• 완전성: 시스템 구현을 위해 필요한 모든 것을 기술한다.
• 일관성: 공통 기능들 간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성한다.
• 추적성: 기능에 대한 요구사항의 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성한다.

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재사용

: 비용과 개발 시간을 절약하기 위해 이미 개발된 기능들을 파악하고 재구성하여 새로운 시스템 또는 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화 시키는 작업

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DBMS 접속

: 사용자가 데이터를 사용하기 위해 응용 시스템을 이용하여 DBMS에 접근하는 것을 의미한다.

 

- 인터넷을 통해 구동되는 웹 응용 프로그램은 웹 응용 시스템을 통해 DBMS에 접근한다.

- 웹 응용 시스템은 웹 서버와 웹 애플리케이션 서버로 구성되며, 서비스 규모가 작은 경우 웹 서버와 웹 애플리케이션 서버를 통합하여 하나의 서버만으로 운용할 수 있다.

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DBMS 접속 기술

 

- JDBC

• Java 언어로 다양한 종류의 데이터베이스에 접속하고 SQL문을 수행할 때 사용되는 표준 API이다.

 

- ODBC (Open DataBase Connectivity)

• 데이터베이스에 접근하기 위한 표준 개방형 API로, 개발 언어에 관계없이 사용할 수 있다.
• 1992년 9월 마이크로소프트에서 출시했다.
• 프로그램 내 ODBC 문장을 사용하여 MS-Access, DBase, DB2, Excel, Text 등 다양한 데이터베이스에 접근할 수 있다.
• ODBC도 접속하려는 DBMS에 맞는 드라이버가 필요하지만, 접속하려는 DBMS의 인터페이스를 알지 못하더라도 ODBC 문장을 사용하여 SQL을 작성하면 ODBC에 포함된 드라이버 관리자가 해당 DBMS의 인터페이스에 맞게 연결해 주므로 DBMS의 종류를 몰라도 된다.

 

- MyBatis

• JDBC 코드를 단순화하여 사용할 수 있는 SQL Mapping 기반 오픈 소스 접속 프레임워크이다.
• JDBC로 데이터베이스에 접속하려면 다양한 메소드를 호출하고 해제해야 하는데, MyBatis는 이를 간소화 했고 접속 기능을 더욱 강화하였다.
• MyBatis는 SQL 문장을 분리하여 XML 파일을 만들고, Mapping을 통해 SQL을 실행한다.
• MyBatis는 SQL을 거의 그대로 사용할 수 있어 SQL 친화적인 국내 환경에 적합하여 많이 사용된다.

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동적 SQL

: 다양한 조건에 따라 SQL 구문을 동적으로 변경하여 처리할 수 있는 SQL 처리 방식이다.

 

- 동적 SQL은 SQL문을 문자열 변수에 넣어 처리한다.

- 동적 SQL은 사용자로부터 SQL문의 일부 또는 전부를 입력받아 실행할 수 있다.

- 동적 SQL은 값이 입력되지 않을 경우 사용하는 NVL 함수를 사용할 필요가 없다.

- 동적 SQL은 응용 프로그램 수행 시 SQL이 변형될 수 있으므로 프리컴파일 할 때 구문 분석, 접근 권한 확인 등을 할 수 없다.

- 동적 SQL은 정적 SQL에 비해 속도가 느리지만, 상황에 따라 다양한 조건을 첨가하는 등 유연한 개발이 가능하다.

	정적 SQL	동적 SQL
SQL 구성	커서를 통한 정적 처리	문자열 변수에 담아 동적 처리
개발 패턴	커서의 범위 안에서 반복문을 활용하여 SQL 작성	NVL 함수 없이 로직을 통해 SQL 작성
실행 속도	빠름	느림
사전 검사	가능	불가능

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서버 개발

: 웹 애플리케이션의 로직을 구현할 서버 프로그램을 제작하여 웹 애플리케이션 서버(WAS)에 탑재하는 것을 의미

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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

프레임워크	특징
Spring	JAVA를 기반으로 만들어진 프레임워크로, 전자정부 표준 프레임워크의 기반 기술로 사용되고 있다.
Node.js	JavaScript를 기반으로 만들어진 프레임워크로, 비동기 입'출력 처리와 이벤트 위주의 높은 처리 성능을 갖고 있어 실시간으로 입'출력이 빈번한 애플리케이션에 적합하다.
Django	Python을 기반으로 만들어진 프레임워크로, 컴포넌트의 재사용과 플러그인화를 강조하여 신속한 개발이 가능하도록 지원한다.
Codeigniter	PHP를 기반으로 만들어진 프레임워크로, 인터페이스가 간편하며 서버 자원을 적게 사용한다.
Ruby on Rails	Ruby를 기반으로 만들어진 프레임워크로, 테스트를 위한 웹 서버를 지원하며 데이터베이스 작업을 단순화, 자동화시켜 개발 코드의 길이가 짧아 신속한 개발이 가능하다.

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프레임워크의 특성

- 모듈화: 프레임워크는 캡슐화를 통해 모듈화를 강화하고 설계 및 구현의 변경에 따른 영향을 최소화함으로서 소프트웨어의 품질을 향상시킨다.

- 재사용성: 프레임워크는 재사용 가능한 모듈들을 제공함으로써 개발자의 생산성을 향상시킨다.

- 확장성: 프레임워크는 다형성을 통한 인터페이스 확장이 가능하여 다양한 형태와 기능을 가진 애플리케이션 개발이 가능하다.

- 제어의 역흐름: 개발자가 관리하고 통제해야 하는 객체들의 제어 권한을 프레임워크에 넘김으로써 생산성을 향상시킨다.

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서버 개발 과정

 

- DTO/VO, SQL, DAO, Service, Controller를 각각 구현하는 과정을 통해 이루어진다.

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DTO(Data Transfer Object)/VO(Value Object) 구현

: 데이터 교환을 위해 사용할 객체를 만드는 과정

 

- 로직은 구현하지 않고, 저장과 반환에 대한 메소드만 존재한다.

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SQL 구현

: 데이터의 삽입, 변경, 삭제 등의 작업을 수행할 SQL문을 생성하는 과정

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DAO(Data Access Object) 구현

: 데이터베이스에 접근하고, SQL을 활용하여 데이터를 실제로 조작하는 코드를 구현하는 과정

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Service 구현

: 사용자의 요청에 응답하기 위한 로직을 구현하는 과정

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Controller 구현

: 사용자의 요청에 적절한 서비스를 호출하여, 그 결과를 사용자에게 반환하는 코드를 구현하는 과정

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배치 프로그램

: 사용자와의 상호 작용 없이 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리하는 것을 의미한다.

 

배치 프로그램이 자동으로 수행되는 주기에 따라 정기 배치, 이벤트성 배치, On-Demand 배치로 구분된다.

• 정기 배치: 일, 주, 월과 같이 정해진 기간에 정기적으로 수행된다.
• 이벤트성 배치: 특정 조건을 설정해주고 조건이 충족될 때만 수행된다.
• On-Demand 배치: 사용자 요청 시 수행된다.

 

* 배치 프로그램이 갖추어야 하는 필수 요소

- 대용량 데이터: 대량의 데이터를 가져오거나, 전달하거나, 계산하는 등의 처리가 가능해야 한다.

- 자동화: 심각한 오류가 발생하는 상황을 제외하고는 사용자의 개입 없이 수행되어야 한다.

- 견고성: 잘못된 데이터나 데이터 중복 등의 상황으로 중단되는 일 없이 수행되어야 한다.

- 안정성/신뢰성: 오류가 발생하면 오류의 발생 위치, 시간 등을 추적할 수 있어야 한다.

- 성능: 다른 응용 프로그램의 수행을 방해하지 않아야 하고, 지정된 시간 내에 처리가 완료되어야 한다.

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배치 스케줄러

: 일괄 처리(Batch Processing) 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행되도록 지원해주는 도구이다.

 

- 배치 스케줄러는 특정 업무(Job)를 원하는 시간에 처리할 수 잇도록 지원한다는 특성 때문에 잡 스케줄러(Job Scheduler)라고도 불린다.

- 주로 사용되는 배치 스케줄러에는 스피링 배치, Quartz 등이 있다.

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스프링 배치(Spring Batch)

 

- 스프링 프레임워크의 특성을 그대로 가져와 스프링이 가지고 있는 다양한 기능들을 모두 사용할 수 있다.

- 데이터베이스나 파일의 데이터를 교환하는데 필요한 컴포넌트들을 제공한다.

- 로그 관리, 추적, 트랜잭션 관리, 작업 처리 통계, 작업 재시작 등의 다양한 기능을 제공한다.

 

스프링 배치의 주요 구성 요소와 역할
Job	수행할 작업 정의
Job Launcher	실행을 위한 인터페이스
Step	Job 처리를 위한 제어 정보
Job Repository	Step의 제어 정보를 포함하여 작업 실행을 위한 모든 정보 저장

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Quartz

: 스프링 프레임워크로 개발되는 응용 프로그램들의 일괄 처리를 위한 다양한 기능을 제공하는 오픈 소스 라이브러리이다.

 

- 수행할 작업과 수행 시간을 관리하는 요소들을 분리하여 일괄 처리 작업에 유연성을 제공한다.

Quartz의 주요 구성 요소와 역할
Scheduler	실행 환경 관리
Job	수행할 작업 정의
JobDetail	Job의 상세 정보
Trigger	Job의 실행 스케줄 정의

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Cron

: 리눅스의 스케줄러 도구로 crontab 명령어를 통해 적업을 예약할 수 있다.

 

- 편집기(Editor)에서 요일, 월, 일, 시 분을 기준으로 수행할 명령어를 지정한다.

- 옵션

• -e: 편집기(Editor)를 호출하여 작업 추가 및 수정
• -l: 작업 목록(List) 출력
• -r: 작업 삭제(Remove)