📕 목차
1. What is Software?
2. Software Engineering
3. Software Programming vs. Software Engineering
4. Software Failure Cases
5. Software Crisis
6. 4C in SE
1. What is Software?
📌 Software
- 컴퓨터 프로그램 + 관련 문서
- 소프트웨어 전문가가 구축하고 장기적으로 지원되는 product
📌 Software Product
- Generic : 다양한 범위의 고객들에게 판매하기 위해 개발되는 것
- Custom : 특정 고객이 요구하는 사양을 충족시키기 위해 개발되는 것
📌 Characteristics (SW 개발이 어려운 이유)
- Invisibility : SW는 육안으로 확인할 수 없다.
- Complexity : 본질적인 복잡성을 줄일 수 없다. (단, code size를 줄임으로써 다소 완화할 수 있다.)
- Changeablitiy : SW는 완성 직후에도 진화하고 있다.
- 개발 단계에서는 어떤 입력값이 존재할 지 불확실하다.
- 완전히 자동화할 수 없다.
- 커뮤니케이션을 요구한다.
- 관리 문제
2. Software Engineering
📌 Concept
- NATO 회의에서 시작된 용어 (23년 기준 약 50년 전)
- Garmisch, Germany, October 7-11, 1968
- Rome, Italy, October 27-31, 1969
- 기초 과학 중 하나인 Computer science
- 수년간의 연구/경험/통계가 기초를 제공한다.
- 많은 부분들이 체계적으로 만들어졌다.
- Method / methodologies / techniques
- Languages
- Tools
- Processes
📌 Definitions
💡 소프트웨어의 개발, 운용, 유지보수와 같은 수명 주기 전반을 체계적·서술적·정량적으로 다루는 활동의 총체적 모임
- "고품질 소프트웨어를 경제적으로 생산하기 위해 공학적, 과학적, 수학적 원리와 방법들을 체계적으로 적용하는 것이다." - Watts Humphrey
- "소프트웨어 개발, 운영, 유지, 폐기에 대한 체계적 접근 방식" - IEEE Computer Society
- "멀티 비전 소프트웨어의 다중 인력 구축" - D.L. Parnas
- "대규모 소프트웨어 시스템의 설계, 구축 및 유지" - Ian Sommerville
📌 8 Principles
- 엄격성과 정형성 (Rigor and Formality)
- SW는 개발자 경험과 지식에 의존적인 창의적·공학적 활동의 산출물
- SW 개발은 주어진 시간과 비용에서 명확하게 개발되어야 한다. (엄격성)
- 기술한 내용을 모두 동일한 의미로 해석할 수 있어야 한다. (정형성)
- 관심사의 분할 (Separation of Concerns)
- 복잡한 문제를 단순한 문제로 분리하여 적용하는 SW 개발 활동
- SW 개발 과정 분할 : Analysis → Design → Implementation → Testing 등
- SW 테스트 과정 분할 : Unit Test → Integration Test → System Test 등
- 모듈화 (Modularity)
- 독립적 기능을 갖는 Program 조각
- 높은 응집력, 낮은 결합력을 갖는 SW 구조 설계
- 이해도를 높이고 변경에 대한 영향을 최소화할 수 있는 공학적 원리
- 추상화 (Absraction)
- 세부 사항은 감추고 대표적 속성으로 대상물을 정의
- 대상물에 대한 직관적인 이해를 높이고 관심사만을 표현할 수 있다.
- ex. 함수 정의, 매크로 함수, 인터페이스, 추상 데이터 타입 등
- 변경 예측 (Anticipation of Changes)
- SW 개발 단계에서 변경 발생을 피할 수 없는 사건
- 변경이 발생할 것으로 예상되는 부분을 모두 모듈화 구조로 분리
- 외부에서는 모듈 내부 구조의 변화를 신경쓰지 않고 똑같이 사용할 수 있게 된다.
- 일반화 (Generality)
- 다양한 플랫폼, 다양한 환경, 다양한 사용자를 지원하기 위한 원리
- HW 성능, 사양에 의존적이지 않은 SW 개발
- 점진성 (Incrementality)
- 단계적이며 순차적인 SW 개발
- 작은 단위의 SW를 반복 개발하면서 전체 시스템 완성
- 단계적 개발과 배포를 통한 사용자 피드백의 수집과 반영
- 명세화 (Documentation)
- SW 개발 과정 및 대상물에 대한 정보를 체계적으로 기술
- 팀 기반의 개발 활동을 지원하기 위한 정보 공유 지원
- 지속적으로 진화하는 SW에 대한 이력서
📌 Computer Science vs. Software Engineering
- Computer Science
- 미래 기술과 알고리즘 연구
- 이론 중심적
- 알고리즘 개발
- Computer Sientist는 이론적인 문제 해결 능력을 요구한다.
- Software Engineering
- SW 개발 및 유지 보수
- 실무 중심적
- SW 품질 개선 연구
- Software Engineer는 SW Project의 성공적인 완료를 목표로 한다.
📌 Relation between CS an SE
- CS는 SE의 이론적 기반을 마련하고, SE는 CS의 이론을 현실 세계 SW 개발 및 유지 관리에 적용한다.
- CS는 새로운 SW 기술 및 tool 개발에 공헌하며, SE는 이러한 기술과 도구를 사용하여 실제 SW를 개발한다.
- CS는 단순히 더 나은 기술적 성능 개선에 집중하지만, SE는 고객의 니즈에 맞추어 품질 향상에 초점을 맞춘다.
- 공학자 관점에서 성공이란 신기술 개발이나 기존 기술의 성능 향상이지만, 고객의 입장에서는 낮은 비용으로 원하는 만큼의 성능을 보장받길 원한다.
📌 How to do software engineering
- System Engineering 단계
- 성공적인 시스템 구현을 가능케 하는 Interdisciplinary 접근법이자 도구
- Engineering 원칙으로 고객과 이해 관계자의 Requirement가 시스템의 모든 Lifecycle 동안 고품질·신뢰성·예산 및 일정을 충족하도록 지원하는 Interdisciplinary Process를 생성하고 이행하기 위한 목적을 가진다.
- Interdisciplinary : System Engineering Process를 수행하는 과정에서 수행 대상 Process 뿐 아니라 연관 Process의 활동도 함께 수행되는 것
- 요구 사항 분석
- 프로젝트 계획
- 구조 설계
- 세부 사항 설계
- 구현
- 릴리즈
- 유지·보수 (피드백)
3. Software Programming vs. Software Engineering
📌 Software Programming
- 혼자 개발.
- "Toy" applications. (단순함)
- 짧은 개발 기간
- 적은 이해 관계자
- 설계자 = 개발자 = 관리자 = 테스터 = 고객 = 유저
- 시스템의 한 종류이자 일부분
- 밑바닥부터 구현
📌 Software Engineering
- 여러 책인을 가지고 있는 개발자 팀으로 구성
- 복잡한 시스템
- 무기한 개발 기간
- 수많은 이해 관계자
- 시스템 제품군
- 새로운 SW 개발에 재사용
4. Software Failure Cases
📌 Example
1️⃣ Tesla Model S (2016.05) 사고
자율주행 첫 사망사고 충격…센서만으론 한계 드러낸 무인차 - 매일경제
밝은 하늘과 흰색 트레일러 분간 못해 `쾅`"무인차 상용화 연기" 신중론자 목소리 커져차량사고때 법적책임 문제도 다시 불거질듯
www.mk.co.kr
- 오토 파일럿 기능이 흰색의 트럭과 흰 구름의 인식 오류로 발생
2️⃣ Boeing 737 MAX 추락 사고 (2018.10.29)
막을 수 있었던 보잉737맥스8 연쇄 추락사고의 내막 추적
오만한 보잉의 배신! 세계 항공사상 최악의 은폐로 346명 사망
monthly.chosun.com
- 기체 변동으로 인한 엔진 위치를 비행기 출시 1년 앞둔 상황에서 기존 SW 변경 없이 재사용
- MCAS(자세 제어 시스템)에 입력되는 노즈 센서 값 오류로 노즈가 계속 하강
- 위급 상황에서 조종사로의 제어 인양 기능 부재
3️⃣ Amazon 클라우드 NoSQL DB 4시간 사용 불능 (2017.02.28)
- Amazon Alexa 등 수많은 IoT 서비스 사용 불가
- 수많은 사용자들이 비지니스 손실
4️⃣Tesla 자동차의 API에 장애 (2017.03.10)
- 사용자들이 앱으로 차량 잠금 해제 불가
5️⃣코레일 중앙 관제 센터 장애 (2017.06.16)
- 다량의 열차 지연
- 시스템이 너무 복잡하여 오류 원인을 파악하는데 많은 시간 소요
6️⃣ 독일 폭스바겐 자동차 조립 공장 인명 피해 (2015.06.29)
- 차량 조립 과정에서 생산라인의 로봇 팔이 오작동
5. Software Crisis
📌 Concept
- Computer에 의한 계산 용량과 문제 복잡성이 급격히 증가함에 따라 발생
- 정확하고, 이해할 수 있고, 검증 가능한 Program 작성이 얼마나 어려운가를 의미한다.
📌 Caues
- SW 규모의 대형화 및 복잡도 증가에 따른 개발 비용 증대
- SW 유지보수의 어려움과 개발 정체 현상
- SW 개발 프로젝트 기간 및 소요 예산에 대한 정확한 예측 어려움
- 신기술에 대한 교육 및 훈련 부족
- 사용자의 SW 기대치 증가
- SW에 대한 사용자 요구사항의 빈번한 변경 및 반영 (아, 듣기만 해도 화나네..^^)
📌 인공지능 시대의 Software Crisis
- 4차 산업혁명 시대
- 초연결, 초융합, 초지능
- A-ICBM (AI, IoT, Cloud, Big data, Mobile)
- D.N.A (Data, Network, AI)
- AI software 범람으로 인한 기계 학습 결과에 대한 정확성, 신뢰성, 안전성 등의 문제
- 윤리 및 도덕적인 영역에서의 AI 편향성 문제
6. 4C in SE
📌 What to manage in SE
- Complexity
- Change
- Cost
- Communication
📌 Complexity
- 어떻게 SW가 복잡해지는가?
- 어째서 SW는 시간에 따라 복잡도가 증가하는가? (4장에서 다룰 주제)
- 어떻게 SW 개발 중에 복잡도 증가를 개선시킬 수 있는가?
📌 Change
- SW 개발 과정 중 무엇이 변하는가?
- 요구 사항, 디자인, 코드, 이해 관계자 등
- Reliability (신뢰성) : SW 품질 목표 중 주어진 시간 동안 주어진 기능을 오류 없이 수행하는 정도
📌 Cost
- SW 사업에서의 주요 비용 요소
- SW 개발
- SW 유지
- SW 인수
- SW 운영
- Nasa Space Shuttle control software는 역대 최고의 소프트웨어라고 불린다.
- 420,000 LOC
- 마지막 3가지 버전에서 에러는 단 하나
- 전체 11가지 버전에서 에러는 고작 17개
- Nasa와 우리의 차이
- Nasa 만큼의 예산을 가지고 있지 않다.
- bug가 사람을 죽이지 않는다. (Nasa는 SW가 실패하면 인명 피해가 발생한다.)
- 산업 프로젝트는 더 많은 요구 사항을 받는다.
- 사용자는 어느 정도의 버그는 용인한다. (더 신속하게 시장에 진출하기 위해서)
- SE가 고려해야 하는 것
- 어떻게 비용을 줄이거나 관리할 수 있는가?
- 제한된 시간과 예산에서 어떻게 고품질의 SW를 만들 것인가?
- 어떻게 개발한 SW로부터 수익을 창출할 것인가?
📌 Communication
- SE는 같은 직책 뿐 아닌 다른 직책의 사람들과도 소통해야 한다.
- R&R : Role and Responsibilities