[논문]디자인 패턴에 대한 소스코드 자동 생성 기법

김운용; 최영근

doi:10.3745/kipstd.2002.9d.5.847

디자인 패턴에 대한 소스코드 자동 생성 기법
Automatic Source Code Generating Technique from Design Patterns 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D, v.9D no.5, 2002년, pp.847 - 858

김운용 (광운대학교 대학원 컴퓨터과학과) , 최영근 (광운대학교 컴퓨터과학과)

초록
AI-Helper

객체지향 프로그래밍의 주요 목적은 효율적인 재사용성과 개발시간의 단축 그리고 소프트웨어 품질의 향상에 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 하나의 방법으로 소프트웨어 개발 시 기존에 잘 정의되고 테스트된 설계정보를 이용하는 것이다. 이 잘 정의되고 테스트된 설계정보는 디자인 패턴이라 불러진다. 이 디자인 패턴은 소프트웨어 개발 시 특정상황에서 발생할 수 있는 문제에 대한 해결책을 표현하고 있다. 그러나 이 패턴은 추상적인 해결책을 제시하고 있기 때문에 어플리케이션 개발 시 적용되는 디자인 패턴에 대한 명세와 활용은 주로 개발자의 수작업에 의존하고 다양한 형태로 적용되고 있다. 그 결과 일관된 형태의 분석과 활용이 어렵고 오류발생 빈도를 높일 뿐 아니라 프로그램 개발에 많은 시간이 필요하다. 또한 적용된 패턴은 어플리케이션 내부에서 시각적으로 표현되지 않기 때문에 이 패턴에 대한 분석과 테스팅이 어렵다. 이에 본 논문에서는 어플리케이션 개발 시 디자인 패턴의 요소를 효율적으로 적용할 수 있기 위해 디자인 패턴에 대한 소스코드 자동 생성기법을 제시하고 어플리케이션 내부에 적용된 패턴들간의 분석 및 활용법을 보인다. 이를 통해 어플리케이션 내부의 디자인 패턴들은 일관된 형태의 구조와 효율성을 제공하고 이들간의 분석 및 활용 효과를 증대시킨다.

Abstract ▼ AI-Helper

A purpose of the object-oriented programming is to promote reuse and development time, and to improve software quality. A way for this purpose is using a design information well-defined and tested in previous time when developing software. Such design information is called design patterns. The design patterns are descriptions of abstract solution to recurse software design problems In a systematic and general way. But because the design patterns are descriptions of abstract solution, the specification and application of patterns generally rely on manual implementation and is applied to various forms. As a result, we need to spend a lot of time to develop software program not only because of difficulty in analyzing and applying to patterns consistently, but also because of the frequent programing faults. And because the applied design patterns don't express inside application visually, it is difficult to analyze and test for this design patterns. In this paper, we propose automatic source code generating technique to be able to efficiently apply the element of design patterns when developing application. And we show a way to analyze and use the applied design patterns in application. As a result, the design patterns in application provide the consistent structure and efficiency, and make analysis and using effect increased.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이를 위해 사용되는 디자인 패턴은 객체지향 프로그래밍을 위해 정의된 GoF패턴[5]를 이용한다. 또한 이 논문은 디자인 패턴 요소를 어플리케이션 구현시 자동적으로 적용시키기 위한 기법에 집중한다. 이를 통해 어플리케이션 내부에 구체화된 디자인 패턴정보는 일관된 형태로 유지되고, 이들간의 분석 및 활용의 효율성을 증가시킴으로써, 개발자들에게 보다 효율적인 패턴지향 개발환경을 제공할 수 있다.
통해 소스코드를 자동생성하거나 디자인 패턴 활용방법에서 소스코드를 생성하는 과정에서 나타난다. 본 논문에서의 디자인 패턴에 대한 소스코드 자동생성은 XML문서로 관리되는 디자인 패턴 문서로부터 어떠한 방법을 통해 효율적으로 소스코드를 생성하고 관리하는가에 목적이 있다. 이에 기존에 제시되는 디자인 패턴 활용방법들과의 비교를 통해 얻어진 결과는 <표 1>과 같다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 어플리케이션 개발 시 디자인 패턴의 요소를 효율적으로 구체화시키기 위해 소스코드에 디자인 패턴을 적용하는 기법을 제시하고 어플리케이션 내부에 적용되는 패턴들간의 구체화 정보를 분석하고 활용하기 위한 방법을 보인다. 본 논문은 객체지향 프로그램을 대상으로 디자인 패턴을 적용하는 자동화 기법을 제시하고 있다. 이를 위해 사용되는 디자인 패턴은 객체지향 프로그래밍을 위해 정의된 GoF패턴[5]를 이용한다.
첫 번째 디자인 패턴을 XML 문서로 변화하여 저장하고 관리하는 부분은[19]을 통해 제시하였다. 본 연구는 (그림 2)에서 점선으로 둘러싸인 부분으로 디자인 패턴 정보를 이용해 소스코드 자동 생성과 관련된 기법을 제시하고, 어플리케이션 분석 및 유지보수를 위한 기능을 다루는데 있다. 이 과정에 필요한 구성요소는 다음과 같다.
이렇게 생성된 소스코드는 요구사항과 어플리케이션 명세 제약사항을 테스팅 함으로써 정확성을 검증한다. 본 연구는 개발단계에서 설계 단계에 적용된 패턴 정보로부터 소스코드를 자동생성하기 위해 필요한 기법을 다룬다.
이 단계에서는 (그림 7)의 적용단계의 2와 3에 해당되는 부분으로, 어플리케이션에 추가하고자 하는 디자인 패턴 정보를 이용해서 각 클래스에 적절한 역할 정보를 추가하는데 그 목적이 있다.
Stephen[10]는 디자인 패턴을 이용해 소프트웨어 컴포넌트를 통합시키기 위한 방법을 연구하였다. 이 방법은 디자인 패턴 정보를 이용하여 어플리케이션에 사용되는 컴포넌트들을 효율적으로 통합하고자 하는 목적으로 연구되었다. 그러나 디자인패턴을 이용해 컴포넌트 래퍼 클래스를 생성하는데 목적을 가지고 있기 때문에 생성된 디자인 패턴들간의 관계나 관리측면에서 미흡하다.
각 구성단계에 수행 예는 KidList[9]를 사용한다. 이 예는 Clear와 Copy를 위한 두 버튼과 두 개의 리스트박스와 텍스트 필드로 구성되어 있으며, 디자인 패턴들 중 Mediator Pattern[5]과 Command Pattern[5]의 활용성을 보여주기 위해 사용된 예이다.
이러한 패턴들에 대해 소개한 책들 중 가장 넓게 활용되는 것은 "Design Patterns : Reusable Object-Oriented Software"이다[5]. 이 책에서는 객체지향 시스템에서 유용하게 사용 가능한 23가지의 디자인 패턴을 소개하고 있다. 여기에 정의된 패턴들은 GoF패턴으로 불러진다.
그러나 이러한 디자인 패턴은 문제 해결에 대한 추상적인 정보를 기술하고 있기 때문에 어플리케이션 내에 구체화될 때 개발자의 의도에 따라 다양한 형태로 변형되어지고, 또한 적용된 디자인 패턴은 적절하게 분석되거나 표현되기가 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 어플리케이션 개발 시 디자인 패턴의 요소를 효율적으로 구체화시키기 위해 소스코드에 디자인 패턴을 적용하는 기법을 제시하고 어플리케이션 내부에 적용되는 패턴들간의 구체화 정보를 분석하고 활용하기 위한 방법을 보인다. 본 논문은 객체지향 프로그램을 대상으로 디자인 패턴을 적용하는 자동화 기법을 제시하고 있다.

가설 설정

1) 하나의 어플리케이션은 다수의 패턴을 포함한다.
1) 하나의 어플리케이션은 다수의 패턴을 포함할 수 있다.
Application = { Pattern 1, Pattern 2 }

2) 하나의 어플리케이션은 다수의 클래스의 집합으로 구성된다.
3) 클래스는 어느 특정 패턴의 역할을 담당한다.
3) 클래스들은 어느 특정패턴의 역할을 담당한다.
4) 하나의 클래스는 하나이상의 역할을 포함할 수 있다.
5) 동일한 역할이 다른 클래스에 포함될 수 있다.

제안 방법

이를 위해 본 연구에서는 객체지향 프로그램 개발에서 효율적으로 디자인 패턴을 적용하기 위해 필요한 디자인 패턴 자동화 기법과, 어플리케이션내부에 적용된 패턴들간의 분석 및 활용법을 보였다. 이를 위해 먼저 패턴지향 개발환경을 소개하고, 디자인패턴이 어플리케이션에 적용되기 위해 필요한 디자인 패턴 변환 과정을 기술하였다. 또한 어플리케이션 내에 적용된 디자인 패턴의 정보를 유지 관리함으로써 어플리케이션 내의 디자인 패턴의 관계와 각 구성요소간의 분석 및 활용성을 증가시켰다.
이러한 정보는 어플리케이션에서 이용되기 위해서는 디자인 패턴에 대한 구체화 작업에 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 객체지향 프로그램 개발에서 효율적으로 디자인 패턴을 적용하기 위해 필요한 디자인 패턴 자동화 기법과, 어플리케이션내부에 적용된 패턴들간의 분석 및 활용법을 보였다. 이를 위해 먼저 패턴지향 개발환경을 소개하고, 디자인패턴이 어플리케이션에 적용되기 위해 필요한 디자인 패턴 변환 과정을 기술하였다.

이론/모형

이 적용단계에 대한 기술은 목적/처리과정/산출물의 구성을 가진다. 각 구성단계에 수행 예는 KidList[9]를 사용한다. 이 예는 Clear와 Copy를 위한 두 버튼과 두 개의 리스트박스와 텍스트 필드로 구성되어 있으며, 디자인 패턴들 중 Mediator Pattern[5]과 Command Pattern[5]의 활용성을 보여주기 위해 사용된 예이다.
즉 협력(Colleague) 클래스들의 행동은 중재자(Mediator) 역할을 담당하는 클래스에 의해 이루어짐으로써 모든 협력 클래스들간의 의존관계를 제거하는 효과를 가진다. 또한 객체간의 특정 동작에 대한 요청과 이 동작을 수행하는 대상과의 독립성을 보장하기 위해 Command Pattern[5]이 이용된다. 두패턴에 대한 구조도는 (그림 3)와 (그림 9)에서 보여준다.
각 단계에 대한 설명은 "목적"/"처리 과정"/"산출물" 형태로 기술한다. 또한 사용되는 예는 KidList[9]를 이용하여 제시한다. 먼저 디자인 패턴을 어플리케이션에서 적용과정은 (그림 7)과 같다.
본 논문에서는 디자인 패턴에 대한 소스코드 자동생성과정을 설명하기 위한 KidList[9]예를 이용한다. 이 예제는 각 객체들간의 복잡한 제어구조를 가진 객체들을 보다 효율적으로 구성하기 위해 Mediator Pattern[5]과 Command Pattern[5]을 적용하여 구성하였다.
그러나 이들 디자인 패턴정보는 문제해결을 위한 추상적인 형태를 가지고 있기 때문에 코드 자동생성과 같은 구체화 정보를 이끌어내기 위해서 이에 필요한 정보를 추출할 필요가 있다. 어떠한 정보가 필요한지를 설명하기 위해 본 논문에서는 GoF패턴들 중 하나인 Mediator Pattern[5]의 예를 이용한다.
설명하기 위한 KidList[9]예를 이용한다. 이 예제는 각 객체들간의 복잡한 제어구조를 가진 객체들을 보다 효율적으로 구성하기 위해 Mediator Pattern[5]과 Command Pattern[5]을 적용하여 구성하였다. 어플리케이션에서 사용된 클래스와 이들간의 관계는 (그림 8)과 같다.
본 논문은 객체지향 프로그램을 대상으로 디자인 패턴을 적용하는 자동화 기법을 제시하고 있다. 이를 위해 사용되는 디자인 패턴은 객체지향 프로그래밍을 위해 정의된 GoF패턴[5]를 이용한다. 또한 이 논문은 디자인 패턴 요소를 어플리케이션 구현시 자동적으로 적용시키기 위한 기법에 집중한다.

성능/효과

1) 프로그램 시작 시, Copy와 Clear button은 사용불가능 상태로 한다.
3) Copy 버튼 선택 시, 선택된 이름은 오른쪽 리스트박스에 추가되고 Clear 버튼이 사용가능상태로 변한다.
4) Clear 버튼 선택 시, 오른쪽 리스트박스와 텍스트 필드의 내용이 지워지고, 왼쪽 리스트박스의 선택된 리스트는 해제된다. 또한 두 개의 버튼은 사용불가능 상태로 변한다.
둘째로, 적용된 어플리케이션은 자신에 포함된 디자인 패턴정보를 유지하기 위해 클래스, 프로퍼티, 메소드들 간의 매핑 테이블들을 유지 관리함으로써 어플리케이션 내에 적용된 디자인 패턴을 가시화 할 수 있다. 이것은 어플리케이션의 유지보수 및 추적을 용이하게 한다.
이를 위해 먼저 패턴지향 개발환경을 소개하고, 디자인패턴이 어플리케이션에 적용되기 위해 필요한 디자인 패턴 변환 과정을 기술하였다. 또한 어플리케이션 내에 적용된 디자인 패턴의 정보를 유지 관리함으로써 어플리케이션 내의 디자인 패턴의 관계와 각 구성요소간의 분석 및 활용성을 증가시켰다. 이러한 방법을 통해 보다 일관되고 정형화된 구조의 어플리케이션을 구죽할 수 있고 어플리케이션 생성 시에 발생되는 코드의 오류 및 작업시간을 줄일 수 있다.
또한 디자인 패턴 관점에서는 적용된 역할 관점으로 클래스들의 관계와 구조를 분석함으로써 어플리케이션에 적용된 디자인 패턴이 적절하게 동작하는지를 분석할 수 있는 자료로 활용된다. 마지막으로 디자인 패턴을 어플리케이션에 적용하기 위해 새로운 클래스를 생성하는 대신에 어플리케이션 내에 사용되고 있는 클래스를 이용해 디자인 패턴의 역할을 추가함으로써 디자인 패턴 적용 시 발생되는 클래스 생성 수를 줄일 수 있다.
이것은 설계정보 관리기에서 생성된 클래스와 할당된 역할관계 클래스정보를 이용해 자동으로 소스코드를 생성하고 관리된다. 즉 본 논문에서 제시된 디자인 패턴 정보를 통한 소스코드 자동화를 요약하면 설계정보 관리기를 통해 해당 클래스들에 디자인 패턴을 적용시 디자인 패턴관리기를 통해 관리되는 디자인 패턴 정보를 이용하여 클래스에 역할을 할당한다. 이러한 역할의 할당은 해당 패턴의 특성에 따라 자동으로 연관관계가 설정되고 역할에 필요한 메소드와 프로퍼티 정보의 매핑 과정을 통해 소스코드를 자동 생성한다.
첫째로, 디자인 패턴의 역할을 구체화된 클래스에 자동적으로 매핑함으로서 일관된 형태의 소스코드 생성과 코드내의 오류 및 작업시간을 줄일 수 있다.

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상세보기
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김운용, 김영철, 최영근, '코드 자동 생성을 위한 XML 기반의 효율적인 디자인 패턴구조', 정보처리학회논문지D, 제8-D권 제6호, 2001

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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