소프트웨어공학

소프트웨어공학의 개념

소프트웨어공학의 필요성

견고한(Industrial Strength) 소프트웨어

• 이식의 용이함, 사용의 편리함 등 품질 요소가 고려되어야 함
• 견고하지 않으면 사용자 불편을 넘어서 재산과 인명에 피해를 줄 수 있음

소프트웨어 개발의 문제점

고비용

• LOC(Line of Code): 소프트웨어 규모를 측정하는데 가장 널리 사용됨
• MM(Man-Month): 소프트웨어 개발에 드는 인적 비용
• 소프트웨어 생산성: MM당 생산하는 프로그램의 LOC
• 경험적 사례: 5만 라인은 4천만 ~ 1억 2천만원 정도의 비용이 듦(인건비)

지연과 낮은 신뢰도

• 계획에서 벗어난 컴퓨터 관련 개발 프로젝트
  • 600여 회사를 조사하였더니 35% 이상
• 예상대로 작동하지 않는 사례
  • 방위산업 보고에 따르면 70% 이상이 소프트웨어 오류에서 기인
  • 아폴로 로켓의 초기 실패도 소프트웨어에서 기인
  • 자동차 급발진 사고도 소프트웨어 문제일 가능성이 높음
• 하드웨어와 다름
  • 전기 및 기계 시스템은 노후화에 의한 물리적 특성에 의해 오류가 발생함
  • 소프트웨어는 노후화가 아닌, 주로 설계/개발 과정에 유입된 오류에 의한 것

유지보수와 재작업

• 제품처럼 부품 마모나 교체할 필요가 있어서 유지보수를 하는 것이 아님
  • 시스템에 남아있는 오류가 있기 때문에 유지보수가 필요함
• 많은 오류가 시스템이 가동된 후에, 혹은 오랜 사용 후에 발견됨
• 오류가 아니더라도 소프트웨어는 자주 변경되며 자주 업그레이드 됨
• 하드웨어 등의 동작 환경이 변할 경우도 변경이 필요함

또 다른 문제점들

• 개발 예산이 초과되고, 일정이 지연되는 경우가 많음
• 과거 프로젝트에 대한 경험이 잘 축적되지 않을 뿐 아니라, 과거 데이터가 현재에 잘 적용되지 않는 경우가 많음
• 프로그래머 개인 역량에 따라 소프트웨어 개발 성패가 좌우됨 (프로그래머 개인 능력과 경험이 중요)
• 다른 공산품 같은 불량품 관리, 품질 보증에 대한 확실한 정량적 개념이 없음

소프트웨어공학의 정의

• Bauer: 컴퓨터 하드웨어에서 신뢰성 있게 운용되는 소프트웨어를 경제성 있게 개발하기 위해 공학적 원리를 응용하고 확립시킨 이론
• Boehm: 컴퓨터 프로그램을 설계하고 개발하며, 개발, 운용, 유지보수에 관련된 문서를 작성하는 데 필요한 과학적인 지식의 실용화
• Watts Humphrey: 질 좋은 소프트웨어를 경제적으로 생산하기 위하여 공학, 과학 및 수학적 원리와 방법을 적용하는 것
• F. Brooks: 품질, 효율, 비용에 관한 공학적인 접근 원리
• IEEE: 소프트웨어의 개발, 운용, 유지보수 및 폐기처분을 위한 체계적인 접근방안
• Fairley: 전산학, 경제학, 경영과학 및 의사소통기술과 문제해결을 위한 공학적인 접근방안을 토대로 소프트웨어 개발에 임하는 신기술 체계

소프트웨어공학의 특징

• 비교적 큰 규모의 소프트웨어 시스템을 대상으로 함
• 프로그래밍은 개인적인 작업이나 소프트웨어 공학은 팀을 이루어 하는 작업
• 소프트웨어의 제작부터 운영에 이르기까지 그 생산성을 높이기 위해 기술적인 분야는 물론 인간적인 요소에 대한 개발 및 운영의 방법론을 제공
• 소프트웨어공학은 개발 위주가 아니라 사용자의 요구를 전략적으로 계획하기 위한 준비 단계와 사용자가 시스템을 사용하고 효과를 얻을 수 있는 운용단계를 중시

프로세스 / 방법 / 도구

프로세스

• 어떤 목표를 수행하는 순차적인 단계로, 원하는 결과를 만들기 위하여 사람, 절차, 방법, 도구를 통합시키는 수단
• 소프트웨어를 공학화할 때 채택하는 접근법으로, 명확한 순서로 입력물(Input)을 원하는 결과(Output)로 전환하는 일련의 과정
• 유지보수하기 위하여 사용하는 활동, 방법, 기법 등이 일련의 순서를 가지는 집합
• 소프트웨어 프로젝트의 관리 및 제어를 위한 기반을 형성하고 기술적인 방법이 적용되고 작업 산출물(모델, 문서, 데이터, 보고서, 서식 등) 생성

프로세스의 분류

• 비정형(informal): 상세 프로세스 모델이 없으며 개발 팀은 그들만의 방식을 선택
  • 프로토타입, 단기 lifetime 시스템, 소/중규모 시스템
• 관리(managed): 개발 프로세스를 이끌 프로세스 모델을 정의
  • 대규모 시스템, 장기 lifetime 제품
• 방법적(methodical): 특정 개발 방법론이 프로세스를 지원
  • well-understood application domain, re-engineered system
• 개선(improving): 자동화된 CASE 도구가 프로세스를 지원

방법(Method)

• 기법의 실용화 방안, 어떤 결과를 생성하기 위하여 적용하는 기법과 절차를 의미
• 구조적 분석·설계나 객체지향 분석·설계 등 개발·유지보수 절차와 문서화 등이 포함된 개념
• 커뮤니케이션, 요구분석, 설계 모델링, 프로그램 작성, 테스팅 그리고 지원을 포함하는 넓은 범위의 태스크들로 구성

방법론(Methodologies)

• 기법·방법·교육·자문 등을 포함한 실무적인 관점에서 하나의 체계로 묶어진 것
• 프로세스 중심 방법론
  • 1970년대에 제시되어 지금까지 가장 많이 알려진 것
  • 자료의 변환과정
  • 프로세스를 강조하여 설계하는 방법(하향식)
  • 자료흐름방법론, 절차식 방법론, 구조적 방법론
• 자료중심 방법론
  • 먼저 자료 구조가 정의되면 데이터베이스에서 중요하게 사용되는 ER다이어그램을 토대로 프로세스를 파악(하향식)
  • 정보공학 방법론
• 객체지향 방법론
  • 자료와 프로세스를 묶어 생각하는 방법
  • 1980년 후반부터 모듈화, 정보은닉, 재사용 가능성이 인정되면서 급속도로 전파(상향식)

구분	구조적 방법론	정보공학 방법론	객체지향 방법론
중점사항	Process 중심	Data 중심	객체 중심
관건	모듈화	entity 식별	object 식별
재사용	일부 모듈 재사용 가능	데이터의 재사용 가능	거의 모든 것이 재사용됨
목표	업무과정의 자동화	기업 전략정보 시스템 구축	S/W 확장성 재사용성
주체	프로그래머	분석가	분석가/설계가/프로그래머와 협동
특징	단위시스템 중심의 사고	전체시스템의 통합성	반복적, 점증적인 개발, 재사용성 강조
품질	개발자의 능력이 프로그램의 품질을 좌우	프로그래밍은 자동화될 수 있다는 확신	Visual Programming과 컴포넌트에 의한 빠른 개발 방식
생명주기	Top-down	Top-down	Bottom-up

소프트웨어공학의 주요이슈

주제	의미	사례	요리 비유
방법	SW 개발에 사용하는 기법, 절차	구조적 분석, 객체지향 분석	익히는 방법
도구	자동화 개발 도구 / 시스템: CASE	설계 도구, 프로그래밍 도구, 테스트 도구 등	요리 도구
프로세스	개발 공정의 순서	폭포수 모형, 프로토타입 모형 등	조리 순서
패러다임	개발 접근 방법, 개발 스타일	구조적 방법론, 객체지향 방법론	음식 스타일

소프트웨어공학의 역사

1960년대

• 1968년에 NATO 회의에서 '소프트웨어공학'이라는 단어를 탄생시키면서 소프트웨어 위기를 인식하기 시작
• 다익스트라는 이 무렵 GOTO문의 유해성의 제기
  • 소프트웨어 개발에 구조적이고 공학적인 접근방안의 시도

1970년대

• 소프트웨어공학이 학문으로 정착되었으며, 소프트웨어 품질과 생산성 문제 대두
• 구조적 프로그래밍에서 더 나아가 구조적 분석 및 설계의 개념이 소프트웨어 위기의 극복 수단으로 각광 받기 시작
• 소프트웨어 생명주기(lifecycle)와 개발도구(tools)의 제안

1980년대 전반

• 소프트웨어 개발 기술의 발전
  • 구조적 방법, Jackson 방법, Warnier-Orr 방법 등 분석·설계 방법들의 활용
  • 시험, 유지보수, 프로젝트 관리, 개발환경 등
• 소프트웨어 공장 개념 탄생

1980년대 후반

• 객체지향 분석·설계·프로그래밍, 4세대 언어, 소프트웨어 재사용, CASE, 피플웨어, 정보공학, 품질보증, 형상관리, 프로토타이핑 등으로 개발 및 관리
• 소프트웨어 생산보다는 사람과 도구와 관리기술의 병행이 중요하다는 방법론 등장

정리

• 소프트웨어 공학은 과학적 사고를 소프트웨어 설계와 제작에 응용하며, 개발과 운영, 유지보수에 필요한 문서를 작성하는 모든 작업의 총칭으로 소프트웨어 공학자의 생산성 향상을 위한 도구와 방법론을 제공한다.
• 프로세스는 소프트웨어를 공학화할 때 채택하는 접근법으로, 명확한 순서로 입력물(Input)을 원하는 결과(Output)로 전환하는 일련의 과정이다.
• 방법(Methods)은 기법의 실용화 방안 즉, 어떤 결과를 생성하기 위하여 적용되는 기법과 절차를 의미하고, 방법론(Methodologies)은 기법·방법·교육·자문 등을 포함한 실무적인 관점에서 하나의 체계로 묶어진 것이다.
• 하나의 도구에 의해 생성된 정보가 다른 도구에 의해 사용될 수 있도록 도구들이 통합되면 소프트웨어 개발 지원 시스템이 구축된다.
• 소프트웨어 위기를 인식하기 시작(1960년대)한 후에 소프트웨어 공학이 학문으로 정착되었으며, 소프트웨어 품질과 생산성 문제 대두(1970년대)로 소프트웨어 공장 개념이 탄생(1980년대 전반)하였고, 1980년대 후반에는 객체지향, 정보공학, 품질보증, 형상관리, 프로토타이핑 등으로 개발 및 관리되었다.