컴포넌트 기반 소프트웨어 공학(CBSE)은 재사용 가능한 컴포넌트를 조립하여 시스템을 개발하는 방법이다. CBSE는 소프트웨어 개발비용과 기간을 단축할 수 있는 새로운 패러다임으로 평가되고 있다. 정형 명세를 사용하면 컴포넌트 구성 요소들 사이의 일관성과 정확성을 판단할 수 있기 때문에 컴포넌트 설계의 품질을 높일 수 있다. 현재까지 제안된 컴포넌트 정형 명세 언어들은 인터페이스간의 계약, 컴포넌트의 구조적인 측면과 동적인 측면, 컴포넌트 기반 시스템, 컴포넌트간의 결합, 가변성 중 일부만을 명세에 반영한다. 따라서 지금까지 발표된 정형 명세 언어를 컴포넌트 설계 과정의 모든 단계에서 사용하는 것은 적절치 않다. 본 논문에서는 컴포넌트 정형 명세 언어인 Component-Z를 제안한다. Component-Z는 Object-Z를 확장하여 컴포넌트 명세를 위한 새로운 표기법을 추가하고 의미론을 확장한다. Component-Z를 사용하여 인터페이스, 컴포넌트 내부 구조, 컴포넌트 내부 워크플로우와 인터페이스간의 워크플로우를 명세 할 수 있다. 또한 가변점(variation point), 가변치(variant), customization 인터페이스를 사용하여 가변성을 명세 할 수 있다. 인터페이스와 컴포넌트 사이의 관계는 매핑 스키마(mapping schema)를 사용하여 정의한다. 또한 병렬 연산자(parallel operator)를 사용하여 컴포넌트간의 결합을 명세 할 수 있고 컴포넌트 기반 시스템을 명세하여 컴포넌트가 배포된 상황을 표현할 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안된 정형 명세 언어를 사용하여 컴포넌트 설계에 필요한 모든 요소를 표현 할 수 있다. 사례연구에서는 은행 계좌 관리 시스템을 명세하여 Component-Z가 컴포넌트 설계의 전 단계에서 사용될 수 있음을 보인다.
컴포넌트 기반 개발 방법론은 클래스보다 더 큰 단위인 컴포넌트를 통해 높은 추상화와 재사용을 목표로 하는 개발 방법론이다. 컴포넌트 기반 시스템과 개별 컴포넌트의 품질 향상을 위해서는 개발 이전에 측정하고, 그 결과를 컴포넌트 개발 과정에 반영할 수 있어야 한다. 그러므로 컴포넌트 분석 및 설계 단계에 적용 가능한 컴포넌트 메트릭에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 컴포넌트 설계 정보에 기반한 컴포넌트 응집도, 결합도, 독립도 메트릭을 제안한다. 제안한 메트릭은 컴포넌트의 서비스를 제공하기 위한 오퍼레이션들의 동작 유형의 유사도에 기반 한다. 또한, 기능적으로 응집도가 높으며 복잡도가 낮고 유지 보수가 용이한 컴포넌트 설계가 되도록 하기 위한 클러스터링 기법을 사용한 컴포넌트 재설계 과정을 제안한다. 그리고 개발 이전에 컴포넌트 측정과 컴포넌트 재설계 과정을 통해 바람직한 컴포넌트 설계가 되도록 할 수 있음을 사례 연구를 통해 확인했다.
컴포넌트 기반 시스템에서 재사용 단위인 컴포넌트의 품질은 시스템 개발의 성공을 위해서 가장 중요하다. 컴포넌트의 품질을 향상시키기 위해서는 개발 이전에 측정 가능해야 하고, 그 결과를 컴포넌트 개발 과정에 반영할 수 있어야 한다. 또한 컴포넌트의 품질을 정확하게 측정하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 클래스들 간의 상호작용에 의한 정적 그리고 동적인 특성을 적용하여 식별된 컴포넌트의 품질을 좀 더 정확하게 측정할 수 있는 컴포넌트의 응집도와 결합도 메트릭스를 제안한다. 제안된 메트릭스가 이론적으로 타당하다는 것을 검증하기 위하여 Briand이 정의한 프레임워크에 적용하여 증명한다. 또한 메트릭스의 실용성을 검증하기 위해서 사례를 제시하고 기존의 메트릭스와의 비교분석을 통해서 평가 결과를 제시한다. 본 논문에서 제안한 컴포넌트 메트릭스는 식별된 컴포넌트의 품질을 좀 더 정확하게 측정함으로써 컴포넌트 설계를 위한 개발 시간과 노력을 절감한다.
소프트웨어 부품 라이브러리나 소프트웨어 저장소(Repository)는 소프트웨어 재사용의 중요한 역할을 해왔고, 인터넷과 웹을 통한 그 검색 수요가 증가하고 있을 뿐 아니라. 개발되는 컴포넌트(Component)의 숫자도 급속도로 증가 하고 있다. 본 논문에서는 웹 기반 검색 엔진과 에이전트(Agent) 시스템을 결합해서 분산된 컴포넌트 저장소의 컴포넌트 정보를 통합 검색할 수 있는 검색 시스템을 제안한다. 웹 기반 검색을 통한 일반 사용자들의 컴포넌트 검색요구를 충족시키고, 모빌 에이전트(Mobile Agent)의 기능을 이용하여 효율적인 분산 저장소의 정보 검색 시스템의 구조를 구현한다. 또한 모빌 에이전트(Mobile Agent)로 구현된 검색 에이전트의 사용으로, 오프라인(Off-line)상태에서의 검색과 분산 저장소의 병렬 검색을 가능하게 하여 분산 저장소 검색의 성능을 높이고, 기존의 분산된 저장소와 검색 시스템간의 쉬운 결합 구조를 제안한다.
컴포넌트 기반 소프트웨어개발 (CBD: Component Based Development)은 재사용 부품을 기반하여 소프트웨어 개발, 수정, 유지보수를 용이하게 지원한다. 따라서 컴포넌트는 강한 응집력과 양한 결합력으로 개발되어야 한다. 본 논문에서는use case와 클래스를 간에 유사성을 통한 클러스터링 분석에 기반 하여 컴포넌트 식별에 대해 연구한다. 컴포넌트 참조 모델과 프레임워크를 제시하여 사례를 통해 검증한다. 컴포넌트 식별 방법은 추출, 명세 및 아키?쳐를 지원한다. 이들 방법론은 기존의 객체지향 방법론을 참조하며 분석에서 구현까지의 추적성을 지원하며 재사용 컴포넌트의 모듈성 지원을 위해 강한 응집력과 약한 결합력을 반영한다.
시스템이 복잡해지고 대형화됨에 따라 소프트웨어 생산성, 품질, 효율성을 높이기 위해서 부품화와 재사용의 특성을 지닌 컴포넌트가 여러 응용프로그램에서 개발되고 있다. 따라서 컴포넌트기반 소프트웨어공학에서는 컴포넌트를 분류, 검증, 검색하기 위한 컴포넌트 명세화 방안과 컴포넌트 기반의 개발을 위한 개발공정에 대해 많은 연구가 요구되고 있다. 이에 본 논문에서는 컴포넌트의 실제 재사용을 위해 컴포넌트의 조립 시점 정보를 나타내는 인터페이스 명세 중심의 컴포넌트 저장소 모델을 제안한다. 본 논문에서 제안하고 있는 컴포넌트 명세에는 인터페이스 정보 뿐 아니라 상속 등과 같은 재사용에 대한 정보와 컴포넌트들간의 결합관계를 나타내는 상호작용에 관한 정보를 포함하며, 이 명세는 이식성 및 구조적 표현이 뛰어나고 다양한 형태의 문서로 확장 가능한 XML을 사용하여 기술한다.
컴포넌트 기반의 개발과 컴포넌트 개발에 대한 관심이 높아지면서 이를 위한 개발 방법론과 개발 도구들의 도입이 확산되고 있다. 또한 컴포넌트의 재사용 범위를 확장시키기 위해 컴포넌트 개발 시 나타나는 Hot Spot 처리를 위한 분석, 설계기법에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 본 논문에서는 Hot Spot 처리시에 나타나는 의존적인 Hot Spot을 디자인하는 방법을 제시하고 그 방법을 적용하여 의존적인 Hot Spot을 디자인 할 때 발생되는 Hot Spot 간의 결합도 줄이고 디자인 모델의 가독성을 높인다. 본 논문에서는 디자인 모델링을 위한 표기법으로서 객체지향 모델링 기법인 (UML(Unified Modeling Language)를 이용하여 모델링한다.
컴포넌트 기반 개발 방법론이 지향하는 목표는 독립적으로 개발된 컴포넌트들을 소스 수정 없이 바이너리 형태로 조립하여 소프트웨어를 개발하는 것이다. 그러나 기존 컴포넌트 모델 기반으로 개발된 컴포넌트들은 자신이 제공하는 서비스에 대해서는 그 사용계약을 독자적인 인터페이스를 통하여 정의하는 반면, 하위 컴포넌트와의 연동은 하위 컴포넌트가 정의한 인터페이스에 따르는 코딩을 통해 이루어진다. 이러한 컴포넌트 모델들은 다계층 구조로 개발되고 있는 현대 엔터프라이즈 정보시스템에서 상위 컴포넌트들이 하위 컴포넌트가 정의한 인터페이스에 정적으로 단단히 결합되는 문제점을 갖고 있다. 따라서 하위 컴포넌트에 의존하지 않는 간단한 GUI용 컴포넌트들만 재사용되고 비즈니스 논리를 처리하는 중간 계층 컴포넌트들의 재사용율은 지극히 낮은 실정이다. 본 논문은 하위 컴포넌트가 정의한 인터페이스 규격에 따르는 대신 독자적으로 호출규격을 정의하여 사용하고 이에 대한 메타데이터를 공개함으로써 독립적으로 개발된 바이너리 컴포넌트들간의 연동을 보장하는 새로운 컴포넌트 모델을 제안하고 이 모델에 따라 개발된 컴포넌트들을 조립하는 방법을 제안하였다. 또한 이들을 구현함으로써 이미 개발된 컴포넌트를 실제 소스 수정 없이 바이너리 코드 형태로 조립 가능한 것을 증명하였다.
컴포넌트의 조립만으로 소프트웨어를 생산하는 컴포넌트 기반 개발 방법론이 크게 대두되고 있다. 잘 정의된 인터페이스와 정형화된 컨텍스트를 통한 컴포넌트의 조립을 통한 기존의 시스템과의 연계를 통해 사용자 요구사항을 만족하는 소프트웨어의 개발이 가능해 졌다. 분산 컴포넌트 환경에서 클라이언트 컴포넌트와 서버 컴포넌트와의 결합이 기존의 컴포넌트의 변경이 없이 컴포넌트 구현을 재사용 한다면 어플리케이션의 구현은 시간과 더불어 유지 보수 비용의 절감에 커다란 효과를 가져올 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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