소프트웨어 개발 방법론

정처기 준비를 하면서 공부한 내용을 정리합니다

1. 상용 소프트웨어

판매를 목적으로 개발된 소프트웨어.
소스 코드는 포함되지 않음.
다양한 라이선스를 통해 배포 및 기술 지원 제공 (프리웨어, 쉐어웨어, 애드웨어 등).

분류 체계:

범용 소프트웨어: 일반적인 목적으로 사용 (예: 시스템 SW, 미들웨어 등).
특화 소프트웨어: 특정 산업에 맞춰 제작 (예: 자동차, 항공 등).

핵심: 판매 중심의 소프트웨어.

2. 응용 소프트웨어

특정 업무나 작업을 처리하도록 설계된 소프트웨어.
"애플리케이션" 또는 "솔루션"이라는 이름으로도 불림.

분류 체계:

기업용 소프트웨어: ERP, SCM 등 업무 중심 소프트웨어.
영상 처리 소프트웨어: 영상 편집, 스트리밍 등.
CG/VR 소프트웨어: 3D 스캔, 모델링, 가상현실 관련.
콘텐츠 배포 소프트웨어: 콘텐츠 관리, 보호, 유통.
자연어 처리 소프트웨어: 검색, 의사결정 지원, 언어 분석.
음성 처리 소프트웨어: 음성 인식, 합성, 처리.

핵심: 특정 작업 수행 중심의 소프트웨어.

3. 시스템 소프트웨어

사용자가 쉽게 컴퓨터 시스템을 활용하도록 돕는 소프트웨어.
하드웨어 제조사에서 제공되며, 대표적으로 운영체제가 있음.

주요 구성 요소:

입력(Input): 처리할 데이터를 전달 (예: 키보드, 마우스).
처리(Process): 데이터를 계산하거나 변환.
출력(Output): 처리 결과를 보여주거나 저장 (예: 모니터, 프린터).
제어(Control): 장치가 제대로 작동하도록 제어.
피드백(Feedback): 오류 발생 시 수정하고 작업 반복.

성능 평가 기준:

처리능력(Throughput): 일정 시간 내 처리 가능한 작업량.
반환 시간(Turnaround Time): 작업 요청부터 처리 완료까지의 시간.
사용 가능도(Availability): 필요할 때 즉시 사용 가능한 정도. = 가용성
신뢰도(Reliability): 문제를 정확히 해결할 수 있는 정도.

핵심: 하드웨어와 소프트웨어 간의 연결을 돕는 기본적인 소프트웨어.

4. 플랫폼(Platform)

소프트웨어나 서비스가 실행될 수 있는 기반 환경.

스마트폰 운영체제: 안드로이드, iOS (앱 실행 환경 제공).
웹 서비스 플랫폼: 카카오톡, 유튜브 (서비스 제공 환경).

역할:

기반 제공: 소프트웨어나 서비스 실행 환경 제공.
연결 역할: 사용자와 소프트웨어 간의 다리 역할.

성능 평가 기준:

가용성(Availability): 언제든지 사용할 준비가 되어 있는지. = 사용 가능도
응답 시간(Response Time): 얼마나 빠르게 반응하는지.
정확성(Accuracy): 결과가 얼마나 올바른지.
사용률(Utilization): 자원을 얼마나 효율적으로 사용하는지.

핵심: 소프트웨어나 서비스가 실행되는 기반 환경.

출처 입력

5. 소프트웨어 공학

최소 비용과 개발 기간으로 높은 품질의 소프트웨어를 만드는 기술.

목표:

비용과 기간 예측.
소프트웨어 품질 보증.
하드웨어 및 기술 발전 반영.

기본 원칙:

현재 기술과 기법의 지속적 적용.
품질에 대한 지속적 검증.
개발 단계별 산출물 기록 유지.

핵심: 품질과 생산성을 높이는 소프트웨어 개발 방법론.

1. 모듈(Module)

프로그램의 기능을 작은 단위로 나누어, 각각을 독립적으로 개발하고 재사용할 수 있도록 만든 구성 요소.

특징:

프로그램의 일부분을 나눠서 개발자가 원하는 대로 구체화 가능.
다른 프로그램에서도 독립적이거나 연관된 기능으로 재사용 가능.
예: 로그인 기능을 하나의 모듈로 만들어 여러 프로젝트에서 사용.

2. 라이브러리(Library)

특정 작업이나 기능을 쉽게 구현할 수 있도록 미리 작성된 코드의 집합.

특징:

개발자가 자주 사용하는 기능을 포함해 코드 작성 시간을 줄여줌.
내장 라이브러리: 프로그래밍 언어 자체에서 제공 (예: Python의 math 모듈).
외부 라이브러리: 별도로 설치해 사용하는 라이브러리 (예: JavaScript의 Lodash).

3. 디자인 패턴(Design Pattern)

소프트웨어 개발에서 자주 발생하는 문제를 해결하기 위한 일반적인 해결책.

특징:

구체적인 코드가 아닌, 문제를 해결하는 방법론을 제공.
개발자들이 반복적으로 겪는 문제를 효율적으로 해결.
예: 싱글톤 패턴은 하나의 객체만 생성되도록 보장.

4. 프레임워크(Framework)

모듈과 디자인 패턴을 조합해 개발에 필요한 기본 구조와 기능을 제공하는 틀.

특징:

개발자가 핵심 기능만 추가하면, 나머지 구조는 프레임워크가 자동으로 처리.
코드 표준화가 쉬워지고, 유지보수와 협업에 유리.

5. 소프트웨어 아키텍처(Architecture)

여러 프레임워크와 기술을 체계적으로 구성한 소프트웨어의 큰 설계와 구조.

역할:

소프트웨어가 어떻게 작동할지, 어떤 방식으로 설계되고 업그레이드될지에 대한 지침 제공.
시스템의 안정성과 확장성을 고려해 전체적인 큰 그림을 설계.
예: 마이크로서비스 아키텍처, MVC 아키텍처 등.

6. 컴포넌트(Component)

독립적으로 작동하면서 재사용 가능한 소프트웨어의 작은 단위.

특징:

특정 기능을 수행하며, 다른 컴포넌트와 상호작용 가능.
안정적이고 독립적으로 실행 가능.
예: 버튼, 입력창 같은 UI 컴포넌트.

활용 조건:

특정 플랫폼(예: 웹, 모바일)에 맞게 설계되어야 함.
설계된 환경에서만 정상적으로 작동 가능.

재사용 방식:

합성(Composition): 기존에 만든 여러 컴포넌트를 조합해 새로운 기능을 만듦.

예: 로그인 페이지에 여러 컴포넌트(입력창, 버튼)를 조합.

생성(Generation): 추상적인 아이디어를 구체적인 형태로 만들어 사용.

예: AI 모델을 학습해 새로운 결과를 생성.

모듈과 라이브러리: 재사용 가능한 코드 조각.

디자인 패턴과 프레임워크: 문제를 해결하기 위한 구조적 틀.

아키텍처: 전체적인 소프트웨어 설계의 큰 그림.

컴포넌트: 소프트웨어의 작고 독립적인 부분으로, 재사용과 조합이 가능.

1. 소프트웨어 개발 수명 주기 (SDLC)

소프트웨어 개발 방법론을 바탕으로 한 단계별 개발 과정.

특징:

각 단계별로 명확한 산출물이 존재.
체계적이고 점진적인 개발을 진행.

2. 개발 모델별 특징

1) 폭포수(Waterfall) 모델

가장 전통적인 방식으로, 단계별 순차 진행.
이전 단계로 되돌아갈 수 없음.
문서화와 계획이 매우 중요.

단계:
계획 → 요구분석 → 설계 → 구현 → 테스트 → 유지보수

구별 포인트: 단계를 순서대로 진행하며, 한 번 지나간 단계는 수정 불가.

2) 프로토타입(Prototype) 모델

폭포수 모델의 단점을 보완.
**시제품(Prototype)**을 제작해 사용자 피드백을 반영.
사용자와 시스템 간 인터페이스 설계 중점.

구별 포인트: 시제품을 기반으로 고객의 피드백을 받아 설계 조정.

3) 나선형(Spiral) 모델

폭포수와 프로토타입 모델을 결합.
위험 분석과 고객 평가를 반복적으로 수행.
점진적으로 소프트웨어를 완성.

구별 포인트: 위험 분석을 강조하며, 반복적으로 개발.

4) 애자일(Agile) 모델

고객과의 소통 및 피드백 중심.
짧은 개발 주기를 반복하며 유연하게 변화에 대응.

사용 사례: Scrum, XP, Kanban, FDD(기능 주도 개발) 등.
가치: 소통, 협력, 변화 대응, 지속적 개선.

3. 애자일 모델의 세부 유형

1) 스크럼(Scrum) 모델

작업을 2~4주 단위의 **스프린트(Sprint)**로 나누어 진행.
팀원 간 협력을 강조.

구성 요소:

제품 책임자(Product Owner):

제품 목표와 우선순위 설정.
사용자 요구사항(백로그) 작성 및 관리.

2. 스크럼 마스터(Scrum Master):

작업이 원활히 진행되도록 지원 및 문제 해결.

3. 개발팀(Development Team):

개발, 디자인, 테스트 등 모든 작업 수행.

2) XP(Extreme Programming) 모델

짧은 개발 주기(1~3주 단위) 반복.
고객 피드백을 적극 반영하여 빠른 개선.

XP의 가치:

의사소통: 팀원 및 고객과 원활한 소통.
단순성: 필요한 것만 설계.
용기: 문제 해결을 두려워하지 않음.
존중: 팀원과 고객 간 상호 존중.
피드백: 작업 결과에 대해 빠르게 평가 및 수정.

개발 과정:

스파이크(Spike): 새로운 기술 검증.
릴리즈 계획: 고객 피드백 기반 계획 수립.
이터레이션(Iteration): 1~3주 단위 개발 및 개선.
테스트: 새로 개발된 기능 검증.
릴리즈: 고객에게 결과물 제공.

XP의 주요 원리:

작고 자주 릴리즈.
테스트 중심 개발(TDD).
페어 프로그래밍(2명이 협력해 코딩).
코드 공동 소유.

핵심 요약:

폭포수 모델: 순차적 개발로, 각 단계 완료 후 다음 단계로 이동.
프로토타입 모델: 시제품을 만들어 피드백 반영.
나선형 모델: 위험 분석을 통해 반복적으로 개발.
애자일 모델: 고객과의 소통과 유연한 대응을 중시.

스크럼: 스프린트 단위로 작업.
XP: 짧은 주기로 반복 개발, 피드백 반영.

2. 소프트웨어 개발 방법론

소프트웨어를 효과적으로 개발하기 위해 사용하는 방법, 절차, 기법.
개발 전 과정에서 생산성과 품질을 향상시키는 것이 목적.

목표:

효율적 개발: 시간과 비용을 절약하면서 고품질 소프트웨어를 제작.
품질 보장: 고객 요구를 충족시키는 결과물을 제공.

개발 과정의 단계:

분석:

개발할 소프트웨어의 요구사항과 시스템 구조를 조사.
예: 고객이 원하는 기능을 파악.

2. 설계:

소프트웨어의 구조와 상세 설계를 정의.
예: 어떤 데이터가 필요하고, 화면 디자인은 어떻게 될지 결정.

3. 구현:

코드를 작성하고 실제 기능을 만들어 실행.
예: 프로그래밍으로 설계한 내용을 구현.

4. 시험(테스트):

만든 소프트웨어가 제대로 작동하는지 확인.
예: 오류가 있는지 확인하고 수정.

1. 소프트웨어 개발 방법론의 종류

(1) 구조적 방법론

1970년대 개발된 방식으로, 프로그램의 논리적 구조를 명확히 설계.
구조적 분석을 통해 고객의 요구사항을 자료 흐름도로 표현
DFD(자료 흐름도): 데이터가 시스템 내에서 어떻게 흐르는지를 표현.

절차:

요구사항 분석
구조적 분석
구조적 설계
구조적 프로그래밍

(2) 정보공학 방법론

1980년대 등장한 방법론으로, 업무 프로세스를 중심으로 분석.
데이터 모델링 도구(ERD)를 사용해 시스템 설계.

설계 단계:

정보 전략 계획: 장기적 목표와 전략 수립.
업무 영역 분석: 데이터와 프로세스 분석.
시스템 설계 및 구축.

(3) 객체지향 방법론

현실 세계를 "객체"로 나누어 각각의 역할을 부여.
재사용성과 유지보수성이 높음.
데이터를 은닉하고, 객체 간 메시지를 통해 상호작용.

객체지향의 주요 원칙:

캡슐화: 데이터와 기능을 하나로 묶음.
상속성: 상위 객체의 특성을 하위 객체가 물려받음.
다형성: 하나의 기능을 다양한 형태로 구현.

(4) CBD(Component Based Development) 방법론

소프트웨어를 구성요소(컴포넌트)로 나누어 개발.
컴포넌트를 재사용해 효율성과 표준화를 높임.

단계:

요구사항 분석
컴포넌트 설계
컴포넌트 구현
컴포넌트 시험

(5) 애자일 방법론

고객 요구사항과 변화에 유연하게 대응.
소규모 팀이 짧은 주기로 작업을 반복하며 개발.

(6) 제품 계열 방법론

특정 제품에서 적용하고 싶은 공통된 기능을 개발하는 방법론
영역 공학(분석, 설계)과 응용 공학(구체적 설계 및 구현)으로 나뉨.

2. 소프트웨어 보안 개발 방법론

(1) 정의

소프트웨어 보안 취약점을 최소화하기 위해 체계적으로 설계된 개발 방법론.

(2) 대표적 방법론

MS-SDL:

마이크로소프트가 개발한 보안 중심 개발 모델.

2. Seven Touchpoints:

보안을 위해 필요한 7가지 활동:

코드 검토
아키텍처 위험 분석
침투 테스트
위험 기반 보안 테스트
악용 사례
보안 요구
보안 운영

쉽게 정리하자면:

구조적 방법론은 논리적인 데이터 흐름을 설계.
정보공학 방법론은 업무 데이터를 분석해 설계.
객체지향 방법론은 현실 세계를 객체로 나누어 설계.
CBD 방법론은 컴포넌트를 재사용해 개발.
보안 개발 방법론은 보안 취약점을 예방하며 소프트웨어를 개발하는 방식

이 페이지는 CLASP와 CWE라는 보안 관련 개념에 대해 다룹니다. 아래에 내용을 쉽고 자세히 정리했습니다:

3. CLASP (Comprehensive, Lightweight Application Security Process)

소프트웨어 개발 초기 단계에서 보안을 강화하기 위한 절차.
역할 기반의 프로세스로, 이미 운영 중인 시스템에도 적용 가능.

특징:

활동 기반으로 보안 작업을 분리.

5가지 관점:

개념: 보안 관련 기본 원칙과 개념.
역할: 각 작업의 책임과 담당자 정의.
활동 평가: 작업의 효과를 점검.
활동 구현: 실제 작업 실행.
취약성 관리: 시스템의 취약점을 분석하고 개선.

2. CWE (Common Weakness Enumeration)

소프트웨어의 보안 취약점을 체계적으로 분류하고, 개발자들이 이를 예방하도록 돕는 방식.

주요 취약점과 원인:

입력 데이터 검증 및 표현:

사용자의 입력값을 올바르게 검사하지 않아 발생.

2. 보안 기능 부족:

암호화 또는 인증 기능이 제대로 구현되지 않음.

3. 시간 및 상태 관리 미흡:

시스템이 병렬적으로 작동할 때 시간 및 상태를 적절히 관리하지 못함.

4. 에러 처리 문제:

에러 처리 중 중요한 정보가 노출될 위험.

5. 코드 유출:

코드에 민감한 데이터가 포함되었거나, 불필요한 로그가 포함됨.

6. 캡슐화 부족:

중요한 데이터가 충분히 보호되지 않아 외부에 노출됨.

7. API 오용:

취약한 API 설계 또는 잘못된 사용으로 인해 보안 문제가 발생.

요약

CLASP는 초기 개발 단계에서 보안을 체계적으로 적용할 수 있도록 돕는 프로세스.
CWE는 소프트웨어의 보안 취약점을 분류하고 문제를 예방하도록 가이드라인을 제공.

총정리

아래는 앞서 정리한 내용을 좀 더 쉽게 풀어쓴 설명입니다.

1. 소프트웨어의 종류와 역할

상용 소프트웨어

돈을 벌기 위해 만들어진 프로그램입니다.

예시: 우리가 사용하는 워드나 엑셀처럼, 회사에서 판매하는 프로그램들이에요.
특징: 보통 소스 코드(프로그램 내부의 코드는) 포함되지 않고, 라이선스(사용 권한)를 통해 배포됩니다.

응용 소프트웨어

특정한 작업을 쉽게 할 수 있도록 도와주는 프로그램입니다.

예시: 게임, 사진 편집 프로그램, 업무용 프로그램(ERP 등)이 이에 속해요.
특징: 어떤 일을 수행하기 위해 만들어졌기 때문에 목적이 분명해요.

시스템 소프트웨어

컴퓨터 자체를 관리하고 운영하는 프로그램입니다.

예시: Windows, macOS 같은 운영체제가 대표적이에요.
특징: 컴퓨터의 하드웨어(실제 부품)와 소프트웨어(프로그램)가 잘 작동하도록 연결해줍니다.

플랫폼 (Platform)

소프트웨어나 서비스가 실행되는 기반 환경입니다.

예시: 스마트폰의 Android나 iOS, 또는 웹서비스 환경(유튜브, 카카오톡 등)
특징: 프로그램들이 실행될 수 있도록 “무대”를 제공하는 역할을 해요.

2. 소프트웨어의 구성 요소와 구조

모듈 (Module)

프로그램을 여러 개의 작은 부품(조각)으로 나눈 것

예시: 로그인 기능만 따로 모듈로 만들어 여러 사이트에서 재사용하는 경우
특징: 한 부분만 수정해도 전체 프로그램에 영향을 줄 수 있어요.

라이브러리 (Library)

자주 사용되는 기능들을 미리 만들어 놓은 코드 모음

예시: 수학 계산, 날짜 처리 등을 도와주는 코드들
특징: 개발자가 일일이 코드를 작성하지 않아도 되게 만들어 시간을 절약해줘요.

디자인 패턴 (Design Pattern)

프로그램을 만들 때 자주 발생하는 문제를 해결하기 위한 “정해진 방법”

예시: 싱글톤 패턴(하나의 객체만 생성하도록 보장하는 방법)
특징: 문제 해결을 위한 좋은 습관이나 규칙처럼 생각하면 돼요.

프레임워크 (Framework)

프로그램을 만들 때 기본 뼈대를 제공해주는 도구

예시: 웹사이트를 쉽게 만들 수 있게 도와주는 리액트나 Vue 같은 도구
특징: 개발자가 핵심 기능에 집중할 수 있게 반복되는 작업은 대신 처리해줘요.

소프트웨어 아키텍처 (Architecture)

프로그램 전체의 설계도, 큰 그림이라고 생각하면 돼요.

특징: 프로그램이 어떻게 구성되고, 나중에 어떻게 확장될지 미리 계획하는 단계예요.

컴포넌트 (Component)

독립적으로 작동할 수 있는 작은 부품

예시: 웹페이지의 버튼, 입력창 같은 UI 요소
특징: 여러 컴포넌트를 조합해서 하나의 완성된 프로그램을 만들 수 있어요.

3. 소프트웨어 개발 과정과 방법론

소프트웨어 개발 수명 주기 (SDLC)

프로그램을 만들 때 거치는 단계들을 말해요.

단계:

계획 및 요구분석: 어떤 프로그램을 만들지, 필요한 기능은 무엇인지 조사해요.
설계: 프로그램의 전체 구조와 각 부분의 역할을 정해요.
구현 (개발): 실제 코드를 작성해 프로그램을 만들어요.
시험 (테스트): 프로그램이 제대로 작동하는지 확인하고, 문제를 찾아내서 고쳐요.
유지보수: 프로그램이 사용되는 동안 발생하는 문제들을 해결하고 업데이트해요.

개발 모델

폭포수 모델: 각 단계를 차례대로 진행해, 한 번 끝나면 다시 돌아가기 어려워요.

비유: 계단을 한 단계씩 올라가는 느낌.

프로토타입 모델: 작은 시제품(프로토타입)을 만들어 보고, 사용자 의견을 반영해 수정해요.

비유: 초안 그림을 그려보고, 수정해 최종 그림을 완성하는 것.

나선형 모델: 위험이나 문제점을 미리 분석하면서 반복적으로 조금씩 완성해요.

비유: 미끄럼틀을 탈 때, 여러 번 연습하면서 안전하게 타는 것.

애자일 모델: 짧은 기간(몇 주)마다 조금씩 만들어보고, 계속 개선해요.

예시: 스크럼이나 XP 같은 방법들이 있어요.

스크럼은 팀 전체의 작업 관리와 협업을 강화하는 데 중점을 두고,
XP는 실제 코딩 방식과 기술적 실천을 통해 소프트웨어 품질을 높이는 데 집중한다고 볼 수 있습니다.

비유: 레고 블록을 하나씩 쌓으면서 완성해 가는 느낌.

4. 소프트웨어 보안 개발

프로그램이 해킹이나 오류로부터 안전해야 하기 때문에, 처음부터 보안에 신경 써서 개발해야 해요.

주요 보안 개발 방법

MS-SDL: 마이크로소프트에서 만든 보안에 집중한 개발 방법이에요.
CLASP: 프로그램을 만들 때, 처음부터 “보안”이라는 부분을 나누어 맡은 사람들이 책임지고 작업하게 하는 방법이에요.
CWE: 프로그램에서 발생할 수 있는 보안 취약점을 목록으로 만들어서, 개발자가 어떤 문제를 조심해야 하는지 알려줘요.

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