[오픈소스SW개발방법및도구] Lecture 02. Problem Definition

경희대학교 이성원 교수님의 오픈소스 SW 개발 방법 및 도구 수업을 기반으로 정리한 글입니다.

 

Problem Definition(software layer)

• System software
• Application sofrware

 

1. Software Stack

Reference: https://www.techtarget.com/whatis/definition/system-software

- Firmware

• Firmware: 컴퓨팅과 공학 분야에서 특정 hardware 장치(ROM)에 포함된 software로, software를 읽어 실행하거나, 수정하는 것도 가능한 영구적 소프트웨어
• hardware의 low-level control -> os 없이 한정된 resource로 단순한 logic 혹은 micro fucntion(미세 기능)만을 수행하는 micro program
• 펌웨어의 일종인 BIOS -> hardware abstraction(하드웨어 추상화) 작업 수행
• device driver: computer 외부에 연결된 device를 pc에서 인지하고 제어하는 역할

- OS

• 컴퓨터를 제어하고 운용
• 네트워크 관련 기능
• 사용자 서비스

- Middleware

• software를 개발하기 위한 tools
• python 언어, python library

2. System Software

• system software: application software를 실행하기 위한 플랫폼을 제공하고, computer hardware를 동작, 접근할 수 있도록 설계된 computer software
• OS를 포함한 아래 영역 - Firmware, Hypervisor, OS
• hardware 위에 os, compiler, linker, builder, database 통신
  • general-purpose software -> 어떤 software가 올라올지 모름
  • written in low-level assembly language or machine code
  • hardware와 직접적으로 상호작용
  • OS와 같이 설치됨 -> 제조업자에 의해 설치
  • computer가 켜져있으면 언제든 실행됨
  • background에서 동작, user는 보통 접근 X
  • 독립적으로 실행 -> safety, 꺼지면 안 됨
  • system이 동작할 때 중요

3. Application Software

• application software: operating system에서 실행되는 모든 software
• 좁은 의미 -> os 위에서 사용자가 직접 사용하는 software
  • user의 특정 요구를 수행하기 위한 software
  • written in higher-level languages -> python, javascript, ...
  • hardware와 직접적으로 상호작용 X
  • user or admin은 필요할 때 software를 설치
  • user가 program을 시작하고 멈출 수 있음
  • foreground의 user가 specific tasks를 수행하기 위해 software를 직접적으로 사용
  • system software가 실행된다는 전제조건
  • system 동작과 관련 X

 

Probelm Definition (purpose)

• purely your own purpose
• based on other person's request

 

1. Customer Requirement Analysis

• Used Case Diagram - program의 용도
• Focus Group - 프로그램 의뢰한 대상
• Brainstorming - 토론
• Observation - 관찰
• Interview 
• Survey
• Join Application Method 
• Interface Analysis
• Prototyping

- Requirement Analysis

• Customer domain
• Requirement elicitation(유도) 
• Requirement analysis(분석) 
• Requirement specification - 요구에 따라 자세한 구현을 고려

Reference: https://www.semanticscholar.org/paper/Customer-Requirement-Management-in-Product-A-Review-Jiao-Chen/4e4b12e567a65761f8f7bdc73ea8b9165430c9fb/figure/0

 

 

Problem Definition (legacy)

• from scratch - 백지부터 시작
• based on existing platform(s) - 기존에 존재하던 base에서 시작

1. Reverse Engineering (Reengineering)

• case 1) 동작되는 file은 있는데 source code는 X -> 이걸 유지보수하는 방법 Reverse Engineering
• case 2) 악성 코드 분석 -> machine language code를 high-level language로 역변환 가능
• 실행파일에서 시작

Reference: https://www.researchgate.net/figure/Software-engineering-reverse-engineering-and-reengineering_fig1_2799789

 

 

2. Software Reuse

• function과 class -> 재사용이 목적
• Design patterns -> 특정 application의 설계에 일정한 형태 존재 -> 많은 사람들이 만들어놓은 설계 구조도 일정한 패턴이라 지칭하고 reuse

Reference: https://www.researchgate.net/figure/Software-engineering-reverse-engineering-and-reengineering_fig1_2799789

 

- Design Patterns

• Programming Paradigms: function 재사용
• Object-Oriented Programming: class 재사용
• Design Patterns, Architectural Patterns: 프로그램 설계에 대한 재사용 -> client의 경우 MVVP, MVC

 

3. Refactoring

• Refactoring: 소프트웨어 공학에서 결과의 변경 없이 코드의 구조를 재조정함을 뜻함
• 둘이 묶여서 같이 쓰이는 함수, 많이 쓰이는 함수, .. -> 이런 요소들을 compact하게 다시 정리하는 행위
• refactoring을 하는 이유
  • Redability
  • Complexity
    • 호출을 너무 많이함
    • n^2 알고리즘 -> 더 효율적으로 변경
  • Maintainability - 재사용
  • Extensibility - 확장성
  • Performance - 성능 향상
  • Execution - 실행속도 계산

 

Problem Definition (project characteristics)

• Due (service deployment date)
• Performance (Capacity, Response Time, etc.) -> 더 작은 memory, cpu에서 돌아가게
• Resource (Number of developers, Developer skill, Money, etc) -> 개발자 숫자, 개발 능력, 돈, ...

1. Performance indicator (or KPI)

• performance indicator or key performance indicator (KPI) -> performance measurement
• 조직 혹은 특정 활동의 성공을 평가(projects, programs, products, ...)

2. KPI example

Reference: https://www.scnsoft.com/blog/software-development-kpis

• Lines of code
• Mean Time Between Failure(MTBF): 장애와 장애 사이에 시간 
• Page Load Time: 페이지 로딩 시간

Reference: https://www.mediacategory.com/

 

 

Problem Definition (hardware dependency)

• Hardware dependent
• Hardware in-dependent

1. Hardware dependent problem

- Case Study

• Arduino -> ATmega, C, Sketch IDE -> 누가 짜도 똑같은 성능 -> 기능이 중요
• RaspberryPi -> ARM Processor, GPIO, USB -> hardware 입출력 장치에 제한 -> hardware가 낼 수 있는 성능이 이미 드러남
• CUDA -> NVIDIA GPU, C/C++/Fortran -> 병렬프로그래밍이 목적 -> 호출 프로그램 중요 X 
• hardware가 주어졌을 때, hardware를 개발하기 위한 언어가 정해지는 경우

 

2. Hardware independent problem

- Case Study (web server)

• C++ & Proxygen -> 성능을 최대한으로, 구현이 어려움
• Python & Django 
• Javascript & Node.js 
• Apache/Nginx (tools, non-programming) -> 작동만 하면 됨
• 요구에 따라 적절하게 선택

- 일반적으로 KPI가 고려됨

• Due 
• Performance
• Resource

 

- Case Study (mobile application development)

• Native platform
  • iOS -> material design
  • Android -> 주수입: 광고 수익
• Cross platform
  • HTML/CSS/JavaScript -> CORDOVA, ..
  • Dart/Flutter -> Dart/Flutter - 화면에 띄울 수 있는 material design(google standard) 관련 도구를 control하는 library

- Consideration on General Criteria

Reference: https://medium.com/tech-in-200-words/cross-platform-vs-native-apps-comparison-in-200-words-2498acd2480b

• Architecture: platform 마다 다른 app vs multiple platform에 하나의 app
• Development Time: platform 마다 개발하는 시간 vs 현저히 줄어든 개발 시간
• Cost: multiple native 개발에 따른 비용 발생 vs lower cost
• Target audience: platform으로 한정 vs 많은 수의 users
• User experience: 우수 vs UX 결집의 신뢰성이 떨어짐
• Code reusability: 거의 불가능 vs 60% reuse
• Hardware accessibility: 완벽한 hardware 지원 vs 제한됨

 

- 고려할 지표

• Github stars
• Github commits
• Stackoverflow watchers
• Stackoverflow questions
• Google Trend
• Time - CPU, Memory intensive test with algorithm
• 고용 인원

 

결론 (Problem Definition)

• 만들어야 하는 program이 있을 때, 의사 결정을 정성적, 정량적, hardware dependency, ..에 따라서 판단하여, 최적의 결정을 내려라 -> 판단에 근거를 둬라
• 프로젝트가 실패하더라도, 의사 결정 근거에 따라 정성적, 정량적 교훈을 얻을 수 있음

 

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참고자료

• https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8E%8C%EC%9B%A8%EC%96%B4

펌웨어 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

• https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C_%EC%86%8C%ED%94%84%ED%8A%B8%EC%9B%A8%EC%96%B4

시스템 소프트웨어 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

• https://www.techtarget.com/whatis/definition/system-software
• https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A6%AC%ED%8C%A9%ED%84%B0%EB%A7%81

리팩터링 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

• https://maddevs.io/blog/code-refactoring/

Code Refactoring Best Practices