소프트웨어 개발 2장 통합 구현

단위 모듈 구현

단위 모듈(Unit Module)의 개요

　단위 모듈은 소프트웨어 구현에 필요한 여러 동작 중 한 가지 동작을 수행하는 기능을 모듈로 구현한 것으로 단위 모듈로 구현되는 하나의 기능을 단위 기능이라고 부른다. 단위 모듈은 사용자나 다른 모듈로부터 값을 전달받아 시작되는 작은 프로그램을 의미하기도 한다. 두 개의 단위 모듈이 합쳐질 경우 두 개의 기능을 구현할 수 있다.
　단위 모듈의 구성 요소에는 처리문, 명령문, 데이터 구조 등이 있고 독립적인 컴파일이 가능하며, 다른 모듈에 호출되거나 삽입되기도 한다. 단위 모듈을 구현하기 위해서는 단위 기능 명세서를 작성한 후 입•출력 기능과 알고리즘을 구현해야 한다.

단위 기능 명세서 작성

　단위 기능 명세서는 설계 과정에서 작성하는 기능 및 코드 명세서나 설계 지침과 같이 단위 기능을 명세화한 문서들을 의미한다. 단위 기능 명세서를 작성하는 단계에서는 복잡한 시스템을 단순하게 구현하기 위한 추상화 작업이 필요하다. 단위 기능 명세서를 작성하는 단계에서는 대형 시스템을 분해하여 단위 기능별로 구분하고, 각 기능들을 계층적으로 구성하는 구조화 과정을 거친다. 단위 기능 명세서 작성 시 모듈의 독립적인 운용과 한 모듈 내의 정보가 다른 모듈에 영향을 주지 않도록 정보 은닉의 원리를 고려한다.

입•출력 기능 구현

　입•출력 기능 구현 단계에서는 단위 기능 명세서에서 정의한 데이터 형식에 따라 입•출력 기능을 위한 알고리즘 및 데이터를 구현한다. 입•출력 기능 구현 단계에서는 단위 모듈 간의 연동 또는 통신을 위한 입•출력 데이터를 구현한다. 입•출력 기능 구현 시 사용자 인터페이스인 CLI, GUI와의 연동을 고려한다. 입•출력 기능 구현 시 네트워크나 외부 장치와의 입•출력은 무료로 공개되어 있는 Open Source API를 이용하면 간편하게 구현할 수 있다.

알고리즘 구현

　알고리즘 구현 단계에서는 입•출력 데이터를 바탕으로 단위 기능별 요구 사항들을 구현 가능한 언어를 이용하여 모듈로 구현한다. 알고리즘 구현 단계에서는 구현된 단위 기능들이 사용자의 요구와 일치하는지 확인하는 과정이 필요하다. 구현되는 모듈은 다음과 같이 구분된다.

• 디바이스 드라이버 모듈: 하드웨어 주변 장치의 동작을 구현한 모듈
• 네트워크 모듈: 네트워크 장비 및 데이터 통신을 위한 기능을 구현한 모듈
• 파일 모듈: 컴퓨터 내부의 데이터 구조 영역에 접근하는 방법을 구현한 모듈
• 메모리 모듈: 파일을 프로세스의 가상 메모리에 매핑/해제하는 방법, 프로세스 사이의 통신 기능을 구현한 모듈
• 프로세스 모듈: 하나의 프로세스 안에서 다른 프로세스를 생성하는 방법을 구현한 모듈

단위 모듈 테스트

단위 모듈 테스트의 개요

　단위 모듈 테스트는 프로그램의 단위 기능을 구현하는 모듈이 정해진 기능을 정확히 수행하는지 검증하는 것이다. 단위 모듈 테스트는 단위 테스트(Unit Test)라고도 하며, 화이트박스 테스트와 블랙박스 테스트 기법을 사용한다. 단위 모듈 테스트를 수행하기 위해서는 모듈을 단독적으로 실행할 수 있는 환경과 테스트에 필요한 데이터가 모두 준비되어야 한다. 모듈의 통합 이후에는 오랜 시간 추적해야 발견할 수 있는 에러들도 단위 모듈 테스트를 수행하면 쉽게 발견하고 수정할 수 있다. 단위 모듈 테스트의 기준은 단위 모듈에 대한 코드이므로 시스템 수준의 오류는 잡아낼 수 없다.

테스트 케이스

　테스트 케이스는 구현된 소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위해 설계된 입력 값, 실행 조건, 기대 결과 등으로 구성된 테스트 항목에 대한 명세서로, 명세 기반 테스트의 설계 산출물에 해당된다. 단위 모듈을 테스트하기 전에 테스트에 필요한 입력 데이터, 테스트 조건, 예상 결과 등을 모아 테스트 케이스를 만든다. 테스트 케이스를 이용하지 않고 수행하는 직관적인 테스트는 특정 요소에 대한 검증이 누락되거나 불필요한 검증의 반복으로 인해 인력과 시간을 낭비할 수 있다.
　ISO/IEC/IEEE 29119-3 표준에 따른 테스트 케이스의 구성 요소는 다음과 같다.

• 식별자(Identifier): 항목 식별자, 일련번호
• 테스트 항목(Test Item): 테스트 대상(모듈 또는 기능)
• 입력 명세(Input Specification): 입력 데이터 또는 테스트 조건
• 출력 명세(Output Specification): 테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과
• 환경 설정(Encironmental Needs): 필요한 하드웨어나 소프트웨어의 환경
• 특수 절차 요구(Special Procedure Requirement): 테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차
• 의존성 기술(Inter-case Dependencies): 테스트 케이스 간의 의존성

테스트 프로세스

　테스트 프로세스는 테스트를 위해 수행하는 모든 작업들이 테스트 목적과 조건을 달성할 수 있도록 도와주는 과정이다. 테스트 프로세스의 5단계는 다음과 같다.

• 계획 및 제어 단계
  • 테스트 목표를 달성하기 위한 계획을 수립하고, 계획대로 진행되도록 제어하는 단계
• 분석 및 설계 단계
  • 테스트 목표를 구체화하여 테스트 시나리오와 테스트 케이스를 작성하는 단계
• 구현 및 실현 단게
  • 효율적인 테스트 수행을 위해 테스트 케이스들을 조합하여 테스트 프로시저에 명세하는 단계
  • 모듈의 환경에 적합한 단위 테스트 도구를 이용하여 테스트를 수행하는 단계
• 평가 단계
  • 테스트가 계획 목표에 맞게 수행되었는지 평가하고 기록하는 단계
• 완료 단계
  • 이후의 테스트를 위한 참고 자료 및 테스트 수행에 대한 증거 자료로 활용하기 위해 수행 과정과 산출물을 기록 및 저장하는 단계

개발 지원 도구

통합 개발 환경(IDE; Integrated Development Environment)

　통합 개발 환경은 코딩, 디버그, 컴파일, 배포 등 프로그램 개발과 관련된 모든 작업을 하나의 프로그램에서 처리할 수 있도록 제공하는 소프트웨어적인 개발 환경을 말한다. 기존 소프트웨어 개발에서는 편집기(Editor), 컴파일러(Compiler), 디버거(Debugger) 등의 다양한 툴을 별도로 사용했으나 현재는 하나의 인터페이스로 통합하여 제공한다. 통합 개발 환경 도구는 통합 개발 환경을 제공하는 소프트웨어를 의미한다.
　통합 개발 환경 도구의 대표적인 기능은 다음과 같다.

• 코딩(Coding): C, JAVA, Python 등의 프로그래밍 언어로 프로그램을 작성하는 기능이다.
• 컴파일(Compile): 개발자가 작성한 고급 언어로 된 프로그램을 컴퓨터가 이해할 수 있는 목적 프로그램으로 번역하여 컴퓨터에서 실행 가능한 형태로 변환하는 기능이다.
• 디버깅(Debugging): 소프트웨어나 하드웨어의 오류나 잘못된 동작, 즉 버그(Bug)를 찾아 수정하는 기능이다.
• 배포(Deployment): 소프트웨어를 사용자에게 전달하는 기능이다.

빌드 도구

　빌드는 소스 코드 파일들을 컴퓨터에서 실행할 수 있는 제품 소프트웨어로 변환하는 과정 또는 결과물을 말한다. 빌드 도구는 소스 코드를 소프트웨어로 변환하는 과정에 필요한 전처리(Preprocessing), 컴파일(Compile) 등의 작업등르 수행하는 소프트웨어를 말한다. 대표적인 도구는 다음과 같다.

• Ant(Another Neat Tool)
  • 아피치 소프트웨어 재단(Apache Software Foundation)에서 개발한 소프트웨어로, 자바 프로젝트의 공식적인 빌드 도구로 사용되고 있다.
  • XML 기반의 빌드 스크립트를 사용하여, 자유도와 유연성이 높아 복잡한 빌드 환경에도 대처가 가능하다.
  • 정해진 규칙이나 표준이 없어 개발자가 모든 것을 정의하며, 스크립트의 재사용이 어렵다.
• Maven
  • Ant와 동일한 아피지 소프트웨어 재단에서 개발된 것으로, Ant의 대안으로 개발되었다.
  • 규칙이나 표준이 존재하여 예외 사항만 기록하면 되며, 컴파일과 빌드를 동시에 수행할 수 있다.
  • 의존성(Dependency)을 설정하여 라이브러리를 관리한다.
• Gradle
  • 기존의 Ant와 Maven을 보완하여 개발된 빌드 도구이다.
  • 안들이드 스튜디오의 공식 빌드 도구로 채택된 소프트웨어이다.
  • Maven과 동일하게 의존성을 활용하여, 그루비(Groovy) 기반의 빌드 스크립트를 사용한다.

기타 협업 도구

　협업 도구는 개발에 참여하는 사람들이 서로 다른 작업 환경에서 원할히 프로잭트를 수행할 수 있도록 도와주는 도구(Tool)로, 협업 소프트웨어, 그룹웨어(Groupware) 등으로도 불린다. 협업 도구의 종류는 다음과 같다.

• 프로젝트 및 일정 관리
  • 전체 프로젝트와 개별 업무들의 진행 상태, 일정 등을 공유하는 기능을 제공한다.
  • 구글 캘린더(Google Calendar), 분더리스트(Wunderlist), 트렐로(Trello), 지라(Jira), 플로우(Flow) 등
• 정보 공유 및 커뮤니케이션
  • 주제별로 구성원들을 지목하여 방을 개설한 후 정보를 공유하고 대화하는 것이 가능하다.
  • 파일 관리가 간편하고, 의사소통이 자유로운 것이 특징이다.
  • 슬랙(Slack), 잔디(Jandi), 태스크월드(Taskworld) 등
• 디자인
  • 디자이너가 설계한 UI나 이미지의 정보들을 코드화하여 개발자에게 전달하는 기능을 제공한다.
  • 스케치(Sketch), 제플린(Zeplin) 등
• 기타
  • 아이디어 공유에 사용되는 에버노트(Evernote)
  • API를 문서화하여 개발자들 간 협업을 도와주는 스웨거(Swagger)
  • 깃(Git)의 웹호스팅 서비스인 깃허브(GitHub)