제품계열공학(Product Line Engineering, PLE)은 효과적인 재사용 기법으로, 핵심자산(Core Asset) 개발 프로세스와 어플리케이션 공학 프로세스로 구성된다. 핵심자산 개발 프로세스는 제품계열의 여러 어플리케이션들의 공통 휘쳐(Feature)들을 모델링 한 핵심자산 개발에 사용된다. 어플리케이션 공학 프로세스에서 핵심자산을 인스턴스화(instantiation)하고, 핵심자산이 제공하지 않는 어플리케이션 종속적인 기능을 모델링 한 후, 이 두 모델을 통합하여 목표 어플리케이션을 생성 개발한다. 현재의 제품계열공학 연구는 핵심자산 개발과 인스턴스화 과정에 집중되어 있고, 어플리케이션 공학 프로세스의 연구는 개념적 수준에 머물고 있다. 특히, 인스턴스화된 핵심자산 모델과 어플리케이션 종속 모델의 통합의 실용적 기법이 미흡하다. 본 논문에서는 어플리케이션 공학 프로세스의 주요 활동들에 대한 작업 순서와 실용적 지침을 제공한다.
제품 계열 공학(Product Line Engineering, PLE)는 패밀리 멤버들의 공통성과 가변성을 분석하여 만든 핵심 자산을 특화시켜 어플리케이션을 개발함으로써 재사용성과 이용가능성을 증대시키는 접근 방법이다. 핵심 자산은 제품 계열에 속하는 패밀리 멤버들이 어플리케이션을 만드는데 기초가 되는 모든 자산을 포함하며, 아키텍처, 컴포넌트 둥이 포함될 수 있다. 범용 아키텍처는 패밀리 멤버들이 공통적으로 사용할 수 있는 아키텍처로, 제품 계열에 속하는 제품들의 구조를 정의하고 컴포넌트의 인터페이스 명세를 제공하여 컴포넌트만큼 중요한 재사용 단위이다. 본 논문에서는 대표적인 PLE 방법론에서 정의한 제품 계열 아키텍처와 일반 소프트웨어 아키텍처를 비교하여 범용 아키텍처에 포함되는 요소들을 선정하고, 메타 모델을 이용하여 범용 아키텍처 구성요소와 구성요소간 관계를 명확히 정의함으로써, 개념적인 아키텍처를 보다 실용적으로 설계하는데 도움이 되게 하고자 한다.
제품계열아키텍처는 제품에 따라 선택될 수 있는 가변요소를 포함하고 있는 아키텍처이다. 제품계열아키텍처부터 특정 제품을 위한 유효한 아키텍처를 유도하기 위해서는 제품계열아키텍처 내의 가변요소들을 체계적으로 관리해야 한다. 본 논문에서는 특성모델과 제품계열아키텍처 모델간의 명시적인 대응관계를 통해서 제품계열아키텍처의 가변성을 관리한다. 하지만, 이들 모델 간의 대응관계가 올바르지 않거나, 제품계열 아키텍처의 구성요소들 간에 일관성이 없다면, 제품계열아키텍처의 가변성 관리가 올바르게 이루어지지 않게 된다. 따라서 본 논문에서는 먼저, 제품계열아키텍처를 개념, 프로세스, 배치, 모듈의 네 가지 관점의 모델로 정의하고, 특성 모델과 이들 모델 사이의 대응관계를 정형적으로 정의 한다. 이를 바탕으로 제품계열아키텍처의 올바른 가변성 관리를 위해서, 제품계열아키텍처 모델의 일관성, 다른 관점의 아키텍처 모델간의 일관성, 특성모델과 제품계열아키텍처 모델간의 일관성 검사를 위한 규칙을 정의한다. 이러한 일관성 규칙은 제품계열아키텍처로부터 유효한 제품 아키텍처를 유도하기 위한 이론적 기반을 제공한다.
모든 산업 분야에서 제품의 정밀성과 생산성 향상을 위하여 자동화가 추진되고 있으며 이를 뒷 받침하기 위한 제어 공학의 필요성이 점증되고 있다. 생산 시스템을 자동화 하므로서 생산 원 가의 절감 및 제품의 품질 향상은 물론이고, 작업 조건이 좋지 못한 곳에서의 작업도 가능하게 해 주므로 제어 공학은 생산 공장뿐만 아니라 가정용 및 사무용 설비에도 적용되고 있다. 이와 같은 상황하에서 제어 공학의 필요성은 더욱 고조되고 있으며, 국내 대학의 전기 계열공학과는 물론이고, 대부분의 기계계열 학과에서도 제어공학을 교과과정에 반영하고 있다. 그러나, 국내 대학의 기계 계열 공학과에서 설강하고 있는 제어 공학의 교과 과정은 체계화되어 있지 못한 실정이므로 이를 분석해 보고 문제점을 파악하여 개선 방안을 강구해 보는 것은 중요한 의미가 있다고 생각된다.
제품계열분석(product line analysis)은 제품계열자산(product line asset)을 개발하기에 앞서, 제품계열 내에 속한 제품들의 다양한 요구사항과 이들 간의 관계 및 제약사항을 분석하는 활동을 말한다. 지금까지 특성모델링(feature modeling)이라 불리는 특성 지향의 공통성과 가변성 분석은 제품계열분석의 핵심적인 부분으로 간주되어 왔다. 비록 공통성과 가변성 분석이 제품계열분석의 핵심적인 요소이지만, 이것만으로는 재사용가능하고 적응성이 뛰어난 제품계열자산(예, 아키텍처와 컴포넌트) 개발에 한계가 있다. 특성간의 의존성 및 특성결합시간도 제품계열자산 개발에 중대한 영향을 미치는 요소이다. 따라서 본 논문에서는 기존에 공통성과 가변성 관점에서 제품계열을 분석한 결과인 특성모델(feature model)을 세 가지의 특성 측면(즉, 제품특성의 공통성과 가변성, 특성간의 의존성, 그리고 특성결합시간)으로 확장한 특성지향의 제품계열분석 모델을 제안한다. 특히, 세 가지 측면의 일관성을 검증하기 위해서, 특성 지향의 제품계열분석 모델을 정형적으로 정의하고, 모델의 일관성을 검사하는 규칙을 제공한다.
특성 지향 제품계열공학은 특성 관점에서 제품계열의 핵심자산을 개발하고 이를 활용하여 제품을 개발하는 접근방법으로서, 이를 위한 첫번째 단계는 하나의 특성을 하나의 모듈화된 단위로 구현하는 것이다. 관점 지향 프로그래밍은 특성 구현의 모듈화를 향상시키기 위한 효과적인 메커니즘을 제공한다. 하지만, 특성이 일반적으로 서로 독립적이지 않기 때문에 어떤 특성 구현 모듈의 변화는 다른 특성 구현 모듈에 변화를 일으키거나 원하지 않는 부작용을 야기시킬 수도 있다. 뿐만 아니라, 하나의 특성이 제품에 결합되는 시점이 컴파일 시점에서부터 로드 시점, 실행 시점에 이르기까지 다양할 수 있으므로, 특성이 언제 제품에 결합하느냐에 따라 다르게 구현되어야 할지도 모른다. 따라서, 본 논문에서는 각 특성 구현 모듈이 다른 모듈과 독립적이 되도록 하기 위해서, 특성 구현 모듈로부터 특성 의존성 및 특성 결합 시점을 효과적으로 분리시킬 수 있는 애스팩트 패턴을 제안한다. 이러한 패턴들은 특성 구현 모듈이 특성의 선택에 따라서 다른 모듈에 영향을 주지 않고 유연하게 합성될 수 있도록 한다. 이와 같은 접근 방법을 예시하고 평가하기 위해 공학용 계산기 제품계열을 사용한다.
PLE 방법론은 단일 제품이 아니라 유사한 제품들간의 공통성(Commonality)과 가변성(Variability)을 개발하고 관리하며 소프트웨어 개발 전체 생명주기에 걸쳐 부품을 조립하는 형태로 만들어진다. 또한 PLE 방법론은 재사용 단위가 가장 큰 방법론이기 때문에 최근에는 소프트웨어 업계에서 주목을 많이 받고 있다. 따라서 소프트웨어 재사용 분야가 점점 다양화되면서 어플리케이션의 특성에 적합한 프로세스에 대한 요구가 늘어나고 있다. 어플리케이션 과정은 요구사항 정의에 따라서 설계가 되어야 하고 이렇게 설계가 된 요구사항 정의와 핵심자산의 Gap 분석을 통해 정제된 설계를 얻을 수 있다. 하지만, 현재는 체계적인 절차와 기법에 대한 연구가 많이 미흡한 상태이다. 이렇게 체계적인 절차와 기법이 있다면 어플리케이션을 개발하는데 있어 보다 효율적이고, 보다 완성도 높은 어플리케이션이 개발 될 것이라고 기대한다. 따라서 본 논문에서는 제품계열공학의 핵심자산과 어플리케이션간의 Gap 분석 절차를 제안하고자 한다.
제품 계열 공학은 재사용에 기반을 둔 소프트웨어 개발 방법론으로서 웹 응용들에서 요구되는 비용 절감 및 시장 적시성의 성취를 이루는데 도움을 주고 있다. 웹 응용의 개발을 제품 계열로 이루고자 하는 연구가 진행되었지만, 웹 응용이 가진 핵심 자산들을 확인하고. 정의하는 체계적인 절차를 제안하지는 못한다. 본 논문에서는 인해 웹 응용 도메인에 적합한 핵심 자산으로서의 체계적인 도메인 요구사항 추출 방법을 제안한다.
축산환경개선용 미생물 제품 중 시장점유율을 기준으로 상위제품 A, B,하위 제품 E, F와 현재 개발완료 되어진 C, D를 선정하여 생균수 측정과, 사료첨가용으로 사용이 금지된 항생제에 대한 내성 테스트를 실시하였다. 생균수 측정 결과 상위 점유율의 A, B사 제품은 표기상의 생균수와 일치하였으나, 하위 점유율을 차지하고 있는 E제품의 경우 함유균주나 효능에 대한 정보를 제공하고 않고 있을뿐더러 F사의 제품은 균수가 적게 측정되어 실제 표기사항과 일치하지 않았다. 항생제 내성실험결과 점유율에 따른 상관관계는 없었으나, B사를 제외한 제품의 대부분에서 내성균이 존재함을 확인하였다. Lincosimides 계열의 Lincomycicne과 Clindamycin의 경우 B사를 제외한 제품에서 내성균이 존재하였다. Penicillins 계열의 Amoxicillin, Ampicillin, Penicillin 및 Macrolide 계열의 Erythromycin 항생제는 B사와 E를 제외한 제품에서 내성균이 존재함을 확인하였다. Quinoline계열 Norploxacin 또한 B사와 E사를 제외한 제품에서 내성균을 보였으며 Neomycin의 항생제 또한 유사한 내성분포 결과를 나타내었다. Neomycin과 같은 Aminiglycosides계열의 Gentamycin, Streptomycin은 B사제품을 제외한 제품에서 내성을 나타내었다. 마지막으로 내성-균으로 사용 금지된 Tetracycline계열의 Oxytetracyclin은 12가지 항생제중 가장 높은 비율의 감수성을 나타내었으나 B, E사를 제외한 제품에서 내성균의 존재를 확인하였다. 실험결과 사용 금지된 항생제 품목임에도 불구하고 많은 제품에서 때 성균이 존재하였으며, 이에 따라 환경개선제 특성의 정확한 표기와 체계적인 유통 체계와 검증 과정이 필요하다고 사료된다.
임베디드 소프트웨어의 응용범위 확대, 요구기능의 복잡성 증가, 그리고 제품개발의 신속성이 요구됨에 따라 소프트웨어 개발업체에서는 기존의 개발 환경에서 진화하여 제품계열공학에 근거한 소프트웨어 생산 환경으로의 전환을 시도하고 있다. 이를 위해서는 대상 시스템에 대한 소프트웨어 아키텍처의 개발이 필수적으로 요구되는데, 본 연구에서는 개발업체가 기존의 소프트웨어 자산으로 보유하고 있는 구조적 모델을 소프트웨어 아키텍처 모델로 변환하기 위해 요구되는 방법 및 지원 도구를 제안한다. 제안하는 아키텍처 변환기는 기존 임베디드 소프트웨어 개발 환경에 대한 큰 변화 없이 제품계열공학의 소프트웨어 개발환경으로 접근할 수 있도록 지원한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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