소프트웨어 공학 (Software Engineering ) 요구 분석 (Requirement Analysis) 문양세 강원대학교 IT 대학 컴퓨터과학전공

1. 소프트웨어 공학 (Software Engineering) 요구 분석(Requirement Analysis) 문양세 강원대학교 IT대학 컴퓨터과학전공

2. In this chapter … (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 무엇을 개발할 것인가를 정확하고 완전하게 결정하는 단계이다. • 정확성  Correctness • 완전성  Completeness • 다른 단계(설계, 구현, 테스트)에 비하여 잘못되었을 때 다시 개발해야 하는 비용이 가장 크다. • 요구 분석 단계의 작업은 “어떻게(how)”보다는 “무엇을(what)”에 초점을 맞추어 진행한다.

3. In this chapter … (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 요구의 결정 과정 • We will cover … • 요구란? • 요구 추출과 분석 • 구조적 분석 • 요구 분석 명세서

4. We are now … 요구 분석 (Requirement Analysis) 요구(Requirements) 요구 추출과 분석 구조적 분석 요구 분석 명세서

5. 요구(Requirements)란? 요구 분석 (Requirement Analysis) • 요구란 • 시스템이 가져야 할 기능이나 시스템이 만족하여야 할 조건 • 시스템이 제공하여야 할 서비스나 제약 조건을 포괄적으로 기술한 것부터 수학 기호로 자세히 표현한 것까지 다양함 • 현금 인출기의 예 • 외형적 기능: 현금 인출, 잔액 조회, 계좌 이체, 현금 서비스, … • 기능 및 성능: 시간당 처리 능력, 반응 시간, 제약 조건(습도, 온도 등), … • 요구의 두 가지 사용 형태 • 프로젝트 수주를 위한 제안의 기초  제안서에 포함되며, 어떠 어떠한 기능을 제공하겠다… 일단 제안이 목적이므로 서로 다른 해석이 가능하다 (同床異夢) • 프로젝트 계약의 기초 상세히 기술되어야 함 (정확성, 완전성) 특히, 외국과 일할 시에는 매우 신중하게 작성해야 함  일하고 벌금 물고하는 …

6. 요구의 실제 예제 (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 성능 관련

7. 요구의 실제 예제 (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 기능 관련

8. 요구의 종류 요구 분석 (Requirement Analysis) 사용자 요구:시스템이 제공할 서비스와 수행될 때의 제약 조건을 그림이나 글로 표현한 것  사용자를 위하여 작성 시스템 요구:시스템이 제공하여야 할 서비스를 체계적으로 자세히 적은 것 계약자(계약사)와 개발자(개발사) 사이의 계약 소프트웨어 명세(specification):개발될 소프트웨어에 대하여 기술한 것으로 설계와 구현에 기초가 됨 개발자를 위하여 작성 (규격은 어떻고, 언어는 어떻고, …)

9. 요구 분석 요구 분석 (Requirement Analysis) • 요구 분석: 무엇을 개발할 것인가를 결정하는 단계 • 잘못 되었을 때 바로 잡기 위한 비용이 큼 • Requirements Engineering (요구 분석가: Requirement Analyzer) • 시스템 요구 • 기능적 요구 (functional requirements) • 소프트웨어의 종류, 사용자, 소프트웨어가 수행되는 시스템에 따라 다름 • 시스템이 사용자를 위하여 무엇을 하는가를 거시적으로 기술 • 비기능적 요구 (non-functional requirements) • 성능: 응답 시간, 처리량, 신뢰도, 보안성, 운용 제약 • 개발 비용: 투자한계

10. 기능적 요구 (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 기능 자체와 관련된 질문 • 시스템이 무엇을 하는가? • 시스템이 언제 그 일을 하는가? • 시스템 운용될 때 여러 가지 다른 모드가 있는가? • … • 자료와 관련된 질문 • 입력, 출력이 무엇이며 어떤 형태를 갖는가? • 얼마나 자주 자료를 받고 내보내는가? • 시스템에 유입되는 자료의 양은 얼마나 되는가? • 데이터는 어느 기간 동안 보관해야 하는가? • …

11. 기능적 요구 (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 인터페이스와 관련된 질문 • 다른 시스템에서 유입, 유출되는 입력은 무엇인가? • 다른 시스템과 인터페이스하는 프로토콜의 종류는 무엇인가? • 자료 전달에 사용되는 특정 미디어 형식이 있는가? • … • 사용자와 관련된 질문 • 누가 시스템을 사용할 것인가? • 사용자가 여러 그룹인가?  일반 사용자, 운영자, 관리자 등 • 각 사용자 그룹의 컴퓨터 사용 경험은? • 각 사용자 그룹에 따라 필요한 교육은? • …

12. 비기능적 요구 (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 자원과 관련된 질문 • 시스템 구축 및 유지보수에 필요한 자원, 인력은 무엇인가? • 개발자가 갖추어야 할 기본 요구사항이 있는가? • 어떤 하드웨어를 사용할 것인가? • 시스템이 차지할 수 있는 공간은 어느 정도인가? • 동작 환경(전력, 온도, 습도)에 대한 제약은 없는가? • 개발된 시스템의 디스크, 메모리 공간의 제약은 없는가? • … • 성능과 관련된 질문 • 시스템의 속도, 반응 시간, 처리율(TPS: transactions per second, CPS: calls per second, MIPS, …) • 시스템에 의하여 처리되는 자료의 크기 • …

13. 비기능적 요구 (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 보안과 관련된 질문 • 자료와 시스템에 대한 접근이 통제되어야 하는가? • 사용자들 사이에 타인에 대한 데이터 및 프로그램 접근 방지 • 시스템의 백업 기간 및 책임자 • 화재, 홍수, 도난 등의 재난을 대비한 방지책은? • 물리적 보안 대책? ( 세콤?) • … • 품질과 관련된 질문 • 신뢰성, 가용성, 유지보수성, 보안 등의 품질 특성에 대한 요구 • 시스템이 가동되는 평균 시간 • 시스템의 작업이 중단된 후 다시 복구될 때까지 허용되는 시간 • 설계 변경이 얼마나 용이한가? • 얼마나 쉽게 위치나 플랫폼 변경이 가능한가? ( Portability) • …

14. We are now … 요구 분석 (Requirement Analysis) 요구(Requirements) 요구 추출과 분석 구조적 분석 요구 분석 명세서

15. 요구분석 단계의 작업 요구 분석 (Requirement Analysis) • 현재 시스템 정의 • 문서, 파일, 자료 요소, 자료의 처리 과정, 규모와 시기, 다른 시스템과의 인터페이스 • 현재 시스템의 평가 • 현 시스템과 제안 시스템의 비교 • 업무 조직이 새 시스템에 맞는지 평가 • 제안 시스템을 위한 비즈니스 요구 정의 • 주요 기능, 범위, 업무 조직, 제안 시스템의 환경(H/W, S/W, 언어, DBMS 등) 검토 • 처리 요구 정의 • DFD, 자료 사전, 소단위 명세서 작성 • 제약(시간, 메모리, 병렬성 등), 성능, 입출력, 보고서 • 교육 및 시스템 인수 조건 정의

16. 요구 분석가의 역할? 요구 분석 (Requirement Analysis) • 요구 분석가는 기자의 취재와 유사한 작업을 수행한다. • 사용자를 만나 면담을 수행한다. • 실제 업무에 참관하거나, 업무를 직접 수행해 보기도 한다. • 분석가는 비판적이고 객관적이어야 한다. 기자가 한쪽 편의 이야기만을 들어서는 되지 않는다. • 분석가는 기자와 마찬가지로 6하 원칙에 따라서 정보를 수집한다.  다음 페이지 참조 • 기자가 취재를 종합하여 기사를 쓰듯이, 요구 분석가는 다양한 요구 추출을 통하여 요구 분석서를 작성해야 한다.

17. 분석 단계 질문의 5W1H 요구 분석 (Requirement Analysis) • (Who) 분석 대상 업무에 누가 관련되는가? • 관계자들의 작업 • 사용자 수준 • (What?) 현재의 상태는? • 문제를 일으킨 상태 • 제안된 시스템의 기능 • (When?) 새로운 시스템은 언제 완성되어야 하나? • (Where?) 새로운 시스템은 어떤 환경에 놓일 것인가? • 새 시스템에서의 조직, 환경 • (Why?) 왜 새로운 시스템을 고려하게 되었나? • (How?) 새 시스템의 어떻게 작동할 것인가? • 제약, 하드웨어 요구, 비용, 사용 언어

18. 요구 추출의 어려움 요구 분석 (Requirement Analysis) 기존에 대충이라도 굴러가는 시스템이 있다면, 기능과 프로세스가 존재하기 때문에 요구를 추출하는 작업이 용이함 BUT, 아직 존재하지 않는 문제에 대해 요구를 추출해야 한다면, 사용자와 함께 해법을 찾아야 하므로 요구 추출이 어려움

19. 요구의 우선 순위 요구 분석 (Requirement Analysis) 1) 절대적으로 필요한 요구  전필? 2) 요망되나 꼭 필요한 것은 아닌 요구  학점 못 채운 경우의 전선? 3) 요구로 볼 수는 있으나 제외될 수 있는 요구  학점 채운 경우의 전선? • 신용카드 대금청구서 예제 • 거래 내역, 총 금액 계산, 납부 기일 명시  1)에 해당 • 일시불, 할부 등의 구매 형태 표시  2)에 해당 • 취소된 내역과 승인된 내역을 다른 색으로 표시  3)에 해당

20. 요구 추출을 위한 자료의 출처 요구 분석 (Requirement Analysis) 요구 템플릿 재사용 라이브러리

21. 요구의 명세화 요구 분석 (Requirement Analysis) • 요구 분석서가 갖추어야 할 사항 • 사용자와 개발자가 모두 쉽게 이해 • 기술된 조건은 쌍방이 모두 동의한 것 • 제안된 시스템에서 수행될 모든 기능을 정확히 기술 • 모든 제약 조건 명시(반응 시간, 목표 하드웨어, 비용 한계, 사용자 특성, 언어) • 시스템 인수를 위한 테스트 기준 • 시스템의 품질, 품질 측정 방법 • 요구 분석의 문제점 • 사용자의 부정확한 요구 표명 • 잦은 요구 변경 • 대화의 장애 • 시스템의 복잡도

22. 요구 분석의 접근 방법 요구 분석 (Requirement Analysis) 요구분석의 원리 • 정보 영역 설정의 원리 • 입력, 출력, 처리, 정보의 유통, 내용, 조직체계 • 분할체계 확립의 원리 • 작은 문제로 분할 • 세분화 • 시스템의 논리적, 물리적 표현 요구 • 기능적 • 비기능적 문제 요구분석 상의 문제 • 의사소통  그림 • 복 잡  단계적 분할 • 변 경 CASE 도구 • 명세화  도구

23. 분석 방법의 종류 요구 분석 (Requirement Analysis)  본 강의에서는 구조적 분석에 초점을 맞추어 진행함

24. ER Diagram의 실제 예제 요구 분석 (Requirement Analysis)

25. We are now … 요구 분석 (Requirement Analysis) 요구(Requirements) 요구 추출과 분석 구조적 분석 요구 분석 명세서

26. 구조적 분석 – 개요 (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 정의: 사용자의 요구분석 사항을 파악하기 위하여 자료의 흐름과 가공 절차를 그림으로 표현하는 방법 처리-중심(process-oriented)의 분석 기법 • 구조적 분석은 전체 시스템이 만들어지기 전에 해당 시스템의 모형을 만드는 절차로 볼 수 있다. • 세부 작업 순서 • 배경도 작성  학교 전체를 사진에 담는다. • 상위 자료 흐름도 작성  개별 단과대학을 사진에 담는다. • 하위 자료 흐름도 작성  개별 강의실/연구실을 사진에 담는다. • 자료 사전 작성  각 건물, 방의 이름을 기술한다. • 소단위 명세서 작성  건물, 방으로의 접근 방법을 기술한다.  참고: 자료 흐름도는 DFD(Data Flow Diagram)을 번역한 용어이다.

27. 구조적 분석 – 개요 (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 특징 • 그림(그래프) 중심으로 표현  글로 표현하는 것보다 이해하기 쉬움 • 하향식(top-down partitioning) 원리를 적용 • 사용자의 업무 요구 사항을 쉽게 문서화할 수 있음 • 사용자, 분석자 간의 의사소통을 위한 공용어 역할을 함 • 실체의 모형(추상적 표현)을 추출 건물의 경우, 모형을 만들어 좀 더 자세한 요구사항 분석이 가능하다. 유사한 개념으로, 소프트웨어도 구조적 분석을 통한 모형을 만들어 좀 더 자세한 요구 분석을 수행할 수 있다.

28. 자료 흐름도의 구성 요소 (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 프로세스(process): 대부분 원이나 둥근 사각형으로 표기한다. 프로세스의 이름을 내부에 기재한다. 프로세스 이름 프로세스 이름 자료 흐름(data flow): 두 프로세스 사이의 자료 경로는 화살표로 표시한다. 화살표 위에 전달되는 자료의 이름을 기재한다. 자료 이름

29. 자료 흐름도의 구성 요소 (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 파일 혹은 자료 저장소(data store): 한쪽이 열려진 사각형, 혹은 한 쌍의 평행선으로 표시한다. 저장소의 이름을 안에 기재할 수 있다. 저장소 이름 저장소 이름 자료의 출처(data source)와 도착지(data sink): 직사각형으로 표시하며, 내부에 이름을 기재한다. 자료 출처의 이름

30. 옥수수 1 밀가루 식빵 만들기 식빵 2 계란 식빵 포장 우유 3 박스에 넣은 식빵 포장된 식빵 빵을 배달 식빵 공장의 DFD (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 최상위 흐름도 재료 (재료) 공급자 식빵 공장 배급자 포장된 식빵 1차 구체화

31. 1.1 옥수수 옥수수 씻고 고르기 깨끗한 옥수수 옥수수 1 1.3 밀가루 식빵 만들기 식빵 2 버터와 버무림 반죽 1.2 계란 식빵 포장 반죽을 만듦 밀가루 우유 준비된 반죽 계란 3 1.4 박스에 넣은 식빵 포장된 식빵 우유 빵을 배달 식빵을 구워냄 구워낸 식빵 식빵 공장의 DFD (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 2차 구체화

32. 자동 색인 시스템 (1/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 자동 색인? • 주어진 텍스트 파일에서 단어들을 추출하여, • 단어들을 정렬하고, • 해당 단어들이 어디에서 나오는지, 몇 번 나오는지를 기록한다. • 쉽게 생각하면 • 텍스트 파일을 한 줄씩 읽어서, • 새로운 단어이면 색인에 새롭게 넣고, • 각 단어에 대해서는 위치(예: 페이지, 줄번호)를 리스트로 달아두면 된다.

33. 자동 색인 시스템 (2/2) 요구 분석 (Requirement Analysis) 자동 색인 시스템의 DFD

34. 프로세스 (Process, 처리) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 입력 자료 흐름을 출력 자료 흐름으로 변환 • 원으로 표현하고 그 안에 처리의 이름을 적는다 • 처리의 이름은 • 처리가 하는 일 또는 • 처리를 수행하는 행위자로 기술한다 • 고유번호가 주어짐 • 차후 소단위 명세의 대상 (무엇을 해야 하는지 결정해야 하는 대상) 1.1 임대비용 계산 3.4.5 고객별 명세서 작성 3 간호사

35. 자료의 흐름 (Data Flow) 요구 분석 (Requirement Analysis) 자료흐름은 변형되어 이동중인 자료군을 나타냄 이동 방향을 표시한 화살표로 나타냄 화살표 위에 자료군의 이름을 붙임 자료 저장소에 연결된 자료의 흐름은 저장소에 자료군을 운반하여 저장함을 뜻함 초기환자자료 치료계획철 1 초기치료 계획 환자상태 자료 2 환자상태 기록 환자상태 불충분 메시지 감염정도 환자상태 환자철

36. 자료 저장소 (Data Store) 요구 분석 (Requirement Analysis) 머물고 있는 자료군의 집합 파일, 데이터베이스, 서류철 등 자료 저장소는 한쪽이 열려진 사각형 혹은 한 쌍의 평행선으로 표현 신용카드 사용전표 신용카드 사용내역철 1 신용카드 사용내역 기록 2 고객별 명세서 작성 사용내역서 고객철

37. 단말(Terminal), 자료 출처/도착지 요구 분석 (Requirement Analysis) 대상 시스템 밖에서 의사 전달하는 사람, 부서, 또는 다른 자동화 시스템 단말은 사각형으로 표현하고 그 명칭을 부여 명칭은 한 개인, 부서를 기술하기 보다는 그 역할을 기술 분석실 병원 행정 분석기록 조회 의료비 자료 의료 기록 시스템 증상, 처방 의 사

38. 자료 흐름도 작성 (1/3) 요구 분석 (Requirement Analysis) 계층적 분할에 의하여 단계적으로 표현 • 배경도(context diagram) 작성 • 개발하려는 시스템과 외부세계와의 인터페이스를 식별 • 시스템 분석의 범위를 설정 • 시스템 전체를 나타내는 하나의 처리와 관련된 단말들로 표시 재료 (재료) 공급자 식빵 공장 배급자 포장된 식빵

39. 옥수수 1 밀가루 식빵 만들기 식빵 2 계란 식빵 포장 우유 3 박스에 넣은 식빵 포장된 식빵 빵을 배달 자료 흐름도 작성 (2/3) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 중간 단계의 자료 흐름도 • 자료 흐름도 내의 하나 이상의 처리가 하위 자료 흐름도로 분할되는 자료흐름도

40. 1.1 옥수수 옥수수 씻고 고르기 깨끗한 옥수수 1.3 버터와 버무림 반죽 1.2 반죽을 만듦 밀가루 준비된 반죽 계란 1.4 우유 식빵을 구워냄 구워낸 식빵 자료 흐름도 작성 (3/3) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 최하위 단계의 자료 흐름도 • 자료흐름도 내의 모든 처리가 더 이상 분할되지 않는 자료흐름도 • 모든 처리들이 (궁극적으로는) 소단위 명세서로 설명됨

41. 자료 흐름도 작성 원칙 (1/5) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 추상화와 단계적 분해 • 추상화: 복잡하고 자세한 사실들을 간결한 개념으로 표현하는 과정예) 건축의 평면도: 건축물을 간결하고 정확하며 완전하게 표현함 추상화는 과학/공학의 기본 연구 방향이기도 함 • 단계적 분해: 하향식 분할을 사용하여 복잡한 문제/과정을 간결하고 독립적인 문제/과정으로 분해하는 과정 알고리즘의 Divide-and-conquer가 이에 해당한다고 볼 수 있음 (merge sort) • 추상화 및 단계적 분해의 원칙 • 같은 계층의 각 문제는 같은 수준의 상세함을 가져야 한다. • 각 문제는 독립적인 문제로 분리되어야 한다. • 부분 문제들의 해가 모여서 원래 문제를 해결할 수 있어야 한다.

42. 자료 흐름도 작성 원칙 (2/5) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 명명(naming) 원칙 • 처리의 이름은 동사형 명사와 단일 직접 목적어를 사용하되, 간결하게 나타내라.예) 더함(O), 개와 고양이에게 먹이를 줌(X, 두 개의 목적어) • 어떤 경우에도 다 적용될 수 있는 포괄적인 명칭은 피하라. 새로운 신용카드 입력자료 부적절한 예 적절한 예 가격을 책정하고 상품목록을 기록 고객 관리 출력자료 고객상태 • 변환된 자료 흐름의 명칭 • 자료흐름은 처리를 거쳐 변환될 때마다 새로운 이름을 부여 껍질을 벗긴사과 사과 닦은사과 씨를 빼낸 사과 자른 사과 속을 파내다 껍질을 벗기다 닦다 자르다

43. 자료 흐름도 작성 원칙 (3/5) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 자료 흐름의 균형 • 처리를 중심으로 입력과 출력 자료의 흐름은 어디서나 일치되어야 함 • 프로세스 1이 분할된 예제 D B B 2 1.1 A A 1 1.2 C 3 1.3 E C 1.1 B G 1.3 F G 1 1.2 C 자료 사전: F = B | C

44. 자료 흐름도 작성 원칙 (4/5) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 자료 흐름의 분할 및 통합 • 자료 흐름은 (구체화의 정도에 따라) 분할 또는 통합이 가능 치료 계획 수립 자료 흐름 분할의 예 초기 자료 의사진단자료 환자 병력 자료 환자병력자료기록 • 프로세스와 자료 저장소 간의 자료 흐름 • 프로세스  자료 저장소 (자료 수정, 삽입, 삭제) • 프로세스  자료 저장소 (자료 검색)

45. White hole Black hole 자료 흐름도 작성 원칙 (5/5) 요구 분석 (Requirement Analysis) • 블랙 홀(black hole)과 화이트 홀(white hole)은 없어져야 함 • 블랙 홀: 자료의 입력만 있는 자료 저장소 • 화이트 홀: 자료의 출력만 있는 자료 저장소 환자철 치료계획 보고 치료 보고 실자료철 • 모든 프로세스를 한 장에 그리는 것 보다는 단계적으로 나누어 그리는 것이 전체적으로 이해하기에 좋음 • (원칙적으로) 한 장의 분석서에 한 계층의 자료 흐름도만 그린다. • 한 장에 72개의 처리가 적당하다.

46. 자료 흐름도 다듬기 (1/9) 요구 분석 (Requirement Analysis) 과다하게 세분화된 프로세스의 통합 예제

47. 자료 흐름도 다듬기 (2/9) 요구 분석 (Requirement Analysis) If-then-else 논리 표현의 간략화 예제

48. 자료 흐름도 다듬기 (3/9) 요구 분석 (Requirement Analysis) 경험 및 규칙 1)자료 흐름이 하나만 나와서 다음 프로세스의 입력이 되는 프로세스는 과다하게 세분적으로 분할된 가능성이 높음  통합 혹은 정확성 검사 외부 개체 Missing의 예 통합하는 예 수정 전 수정 후 수정 전 수정 후 P.x.1 P.x.1~2 P.x.1 외부 개체 P.x.1 P.x.2 P.x.2 P.x.2

49. 자료 흐름도 다듬기 (4/9) 요구 분석 (Requirement Analysis) 경험 및 규칙 2)여러 프로세스가 동일한 외부 개체와 상호작용하고 프로세스 하나는 상호작용이 없는 경우  자료 흐름과 변환 과정이 다른지 검토 수정 전 수정 후 외부 개체 P.x.1 외부 개체 P.x.1~3 P.x.2 P.y.1 P.y.1 P.x.3 P.x.1~3가 외부개체와 상호작용을 도맡아 하고, P.y.1은 P.x.1~3에서 입력을 받도록 수정한다.

50. 자료 흐름도 다듬기 (5/9) 요구 분석 (Requirement Analysis) 경험 및 규칙 3)여러 프로세스가 동일 파일에 접근하는 경우 파일에서 읽는 자료 흐름을 비교하여 반복이 있으면 통합 P.x.3의 읽는 기능(읽고 처리하는 기능) 은 P.x.11에, 쓰는 기능(쓰고 처리하는 기능)은 P.x.12에 주고, 자신은 없어진 형태이다.