[논문]개발 생산성 향상을 위한 분산 시스템 기반의 프레임워크 설계

최병하; 최승교; 조경산

doi:10.9708/jksci.2012.17.1.053

개발 생산성 향상을 위한 분산 시스템 기반의 프레임워크 설계
A Design of Framework based on Distributed System for Enhancing Productivity 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.17 no.1, 2012년, pp.53 - 60

최병하 (단국대학교 일반대학원 컴퓨터학과) , 최승교 (강원대학교 컴퓨터공학과) , 조경산 (단국대학교 소프트웨어학과)

초록
AI-Helper

본 논문은 분산 시스템 기반에서 경량급 프레임워크의 간단한 개발 주기를 지원하며 분산 처리가 가능한 IPO(Input-Process-Output) 모델 기반의 프레임워크를 제안한다. 제안 프레임워크는 입력 함수, 처리 함수, 출력 함수를 가진 클래스를 개발하면 분산 시스템의 표현 계층과 중간 계층에서 하나의 응용 프로그램으로 실행되도록 지원해준다. 또한 이 기법의 특징으로 응용 프로그램 개발시 분산 시스템 의존적인 부분을 제거하며, 개발-구축-배치-검증의 개발 주기를 개발-검증 주기로 감소시킨다. 이 기법의 생산성 향상과 성능 검증하기 위해 기존의 분산 시스템과 경량급 프레임워크의 응용 프로그램을 제안 기법의 응용 프로그램과 비교 분석한다. 그 결과 상당한 코드 감소와 분산 시스템 의존적인 부분이 감소하여 개발 생산성을 향상시키고 경량급 시스템에 비해 상대적으로 안전적인 성능을 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we propose a framework which supports the simple development cycle based on Distributed System using IPO(Input-Process-Output) model. In our proposed framework, once a single class with Input, Process and Output functions is developed, it can be executed like a single application in both presentation layer and middle layer of a distributed system. Our proposed Framework removes dependency on distributed system and makes development cycle decreased from Develop-Build-Deploy-Test cycle to Develop-Test cycle when application programs is developed. The verification of productivity and performance is performed by comparing our Framework with distributed system or lightweight Framework. The results show high productivity due to the considerable amount of reduction in lines of source code and reduction in dependency on distributed system, and show stabler performance than lightweight framework.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

제안 프레임워크는 클래스와 소스코드를 감소시키며 시스템에 의존적인 부분을 제거한다. 그리고 간단한 개발주기와 기본적인 프레임워크의 특징을 제공하여 개발자에게 우수한 개발 생산성을 제공해준다.
본 논문에서는 기존 분산 시스템과 경량급 프레임워크의 단점들을 해결하기 위해 개선된 프레임워크가 가져야할 3가지 요구사항을 제시하고, 이를 만족시키는 개선된 프레임워크를 제안한다. 즉 제안기법은 모듈화, 재사용성, 확장성과 역제어와 같은 프레임워크의 기본적인 기능을 제공하며, XML 웹서비스의 분산 처리 기능을 가지면서도 경량급 프레임워크처럼 간단한 개발주기와 분산 시스템에 의존성이 없는 개발을 지원한다.
본 연구는 금융 시스템 같은 복잡하고 대규모 응용 프로그램의 개발을 위해 명료한 모듈화 및 견고한 설계를 지원하는 분산 객체 시스템 기반이면서도 동시에 경량급 프레임워크의 장점인 간단하고 신속한 개발과 검증의 2 단계 개발 주기를 지원해 주는 IPO 프레임워크 설계 기법을 제안한다. 제안 기법에서는 하나의 클래스에 입력, 처리, 출력의 3가지 함수를 갖는 응용 프로그램을 구현하면 IPO 프레임워크는 대규모 분산 객체 환경에서 서버 설정이나 배치 등이 없이 간단한 개발주기로 응용 프로그램을 개발과 유지보수가 가능하여 개발 생산성을 향상시키는 기법이다.
본 연구에서는 개발생산성과 안정적인 성능을 검증한다. 개발 생산성을 검증하기 위해 기존 분산 시스템으로 개발된 금융 위기 조기 경보 시스템과 3가지 다른 파생상품 가격 결정 시스템들을 제안 기법과 비교 분석한다.
본장에서는 대규모 응용 프로그램 개발을 위해 제안된 분산 시스템과 이의 단점으로 제안된 경량급 프레임워크의 구현 기법을 분석한다. 이들을 기반으로 개선된 프레임워크의 요구사항을 제안한다.

제안 방법

개발 생산성을 검증하기 위해 기존 분산 시스템으로 개발된 금융 위기 조기 경보 시스템과 3가지 다른 파생상품 가격 결정 시스템들을 제안 기법과 비교 분석한다.
그리므로 공통 분산 객체는 그 새로운 응용 프로그램의 클래스가 이미 배치된 IPOBased 클래스로 판단하기 때문에 그에 따른 배치가 필요 없어진다. IPOBased를 상속한 응용 프로그램의 재정의(overriding)에 관련하여, 입력 함수는 IPO 프레임워크가 정리한 입력값을 필요시에 추가하거나 수정하는 내용을 구현하고, 처리 함수는 응용 프로그램이 실행할 내용인 DB 연동이나 업무에 관련된 내용을 구현한다. 출력 함수는 처리 함수가 처리한 결과를 필요시 수정하거나 추가하는 내용으로 구현한다.
본 장에서는 분산 환경의 XML 웹 서비스 기반 위에서 기존 분산 처리 기법과 제안 기법의 응용 프로그램을 비교 분석하여 개발생산성을 검증하고, 또한 기존 경량급 프레임워크의 기법과 제안 기법에 대한 과부하 테스트를 비교 분석하여 제안 기법의 안정성과 견고한 성능을 검증한다.
본 장에서는 앞장의 제안 요구사항을 기반으로 분산 환경에서 경량급 프레임워크의 장점을 가진 IPO 프레임워크를 제안한다.
본장에서는 대규모 응용 프로그램 개발을 위해 제안된 분산 시스템과 이의 단점으로 제안된 경량급 프레임워크의 구현 기법을 분석한다. 이들을 기반으로 개선된 프레임워크의 요구사항을 제안한다.
본 연구는 금융 시스템 같은 복잡하고 대규모 응용 프로그램의 개발을 위해 명료한 모듈화 및 견고한 설계를 지원하는 분산 객체 시스템 기반이면서도 동시에 경량급 프레임워크의 장점인 간단하고 신속한 개발과 검증의 2 단계 개발 주기를 지원해 주는 IPO 프레임워크 설계 기법을 제안한다. 제안 기법에서는 하나의 클래스에 입력, 처리, 출력의 3가지 함수를 갖는 응용 프로그램을 구현하면 IPO 프레임워크는 대규모 분산 객체 환경에서 서버 설정이나 배치 등이 없이 간단한 개발주기로 응용 프로그램을 개발과 유지보수가 가능하여 개발 생산성을 향상시키는 기법이다.
제안 프레임워크의 개발 생산성 검증을 위한 응용 프로그램은 금융 위기 조기 경보 시스템과 3가지 파생상품 가격 결정 서비스의 총 4개의 응용 프로그램으로 기존 분산 시스템 기법과 IPO프레임기법의 2가지로 구현하고, 안정적인 성능을 검증을 위한 응용 프로그램은 DB에서 특정 내용을 출력하는 응용 프로그램으로 스프링과 IPO 프레임워크의 2가지로 구현한다.
제안된 프레임워크는 원격 호출이나 인터페이스 정의 등에 관련된 분산 시스템의 의존적인 부분은 IPO 프레임워크에 위임하고, 개발자는 IPO에 관련된 함수만 구현한다. 또한 기존 기법처럼 표현 및 중간 계층의 응용 프로그램을 각각 개발할 필요가 없으며 공통 분산 객체와 클라이언트을 재사용함으로써 응용 프로그램에 대한 배치의 과정이 생략되며 배치를 위한 구축 과정도 제거된다.

성능/효과

개발 생산성을 검증하기 위해 기존 분산 시스템으로 개발된 금융 위기 조기 경보 시스템과 3가지 다른 파생상품 가격 결정 시스템들을 제안 기법과 비교 분석한다. 구축과 배치의 생략으로 신속하고 효율적인 개발, 그리고 소스코드의 감소와 클래스의 재사용등으로 기존 분산 처리 기법에 비해 개발 생산성의 향상을 보인다. 또한 경량급 프레임워크와 성능 비교 분석을 통해 분산 처리 기법의 자원 관리 효율성과 안정성을 그대로 사용할 수 있다.
그림 6의 기존 분산 처리 기법은 각 계층에서 수행되는 응용 프로그램을 별도로 개발하지만 IPO 프레임워크 기법은 표현과 중간 계층에서 1개의 응용 프로그램을 개발하므로 서비스 1개에 대해 개발할 클래스와 JSP는 표 2 와 같이 제시되며 결과적으로 표 3의 클래스와 코드라인 감소율을 나타내며 평균 58%의 코드 라인 감소율을 보인다.
즉 제안기법은 모듈화, 재사용성, 확장성과 역제어와 같은 프레임워크의 기본적인 기능을 제공하며, XML 웹서비스의 분산 처리 기능을 가지면서도 경량급 프레임워크처럼 간단한 개발주기와 분산 시스템에 의존성이 없는 개발을 지원한다. 기존 기법과의 비교 분석을 통해, 제안 기법은 기존 분산 처리 환경에 비해 응용 프로그램의 소스코드가 평균적으로 58%로 감소되는 우수한 개발 생산성을 나타내었으며, 경량급 프레임워크에 비해 과부하에 대해서도 안정적인 성능을 보여 신속한 대형 응용 프로그램의 개발과 유지보수에 적합한 제안임을 보였다.
둘째, IPO프레임워크는 표 3과 같이 소스코드와 클래스의 감소를 보이며, 표 4에서 제시한 대로 인터페이스 정의와 같은 분산 시스템에 의존적인 부분과 배치의 생략이 가능하며, 개발과 검증의 간단한 개발주기를 가지므로, 분산 시스템에 비해 효율적인 개발 생산성을 가진다.
둘째, 경량급 프레임워크의 장점인 간단한 개발주기와 분산 시스템에 의존적인 인터페이스, 설정 등의 생략으로 효율적인 개발 생산성을 가져야 한다.
또한 제안 프레임워크에 의해 분산 시스템의 환경에 의존적인 부분은 표 4처럼 배치와, 인터페이스 정의문서, 분산 객체 호출에 대한 소스 코드 등이 생략되며 개발주기도 2 단계로 단축되어 개발과정의 절차도 상당히 감소한다. 또한 IPO 프레임워크는 기본적인 프레임워크의 특징인 재사용성, 모듈화, 확장성, 역제어를 표 5와 같이 지원한다.
셋째, IPO 프레임워크의 기법은 XML 웹 서비스를 기반하므로 과부하를 분산 처리하여 경량급 프레임워크에 비해 표 6과 같이 안정적인 성능을 제공한다.
셋째, 과부하를 대비하여 분산 처리가 가능하며 분산 시스템의 장점인 안전적인 성능을 가져야 한다.
본 논문에서는 기존 분산 시스템과 경량급 프레임워크의 단점들을 해결하기 위해 개선된 프레임워크가 가져야할 3가지 요구사항을 제시하고, 이를 만족시키는 개선된 프레임워크를 제안한다. 즉 제안기법은 모듈화, 재사용성, 확장성과 역제어와 같은 프레임워크의 기본적인 기능을 제공하며, XML 웹서비스의 분산 처리 기능을 가지면서도 경량급 프레임워크처럼 간단한 개발주기와 분산 시스템에 의존성이 없는 개발을 지원한다. 기존 기법과의 비교 분석을 통해, 제안 기법은 기존 분산 처리 환경에 비해 응용 프로그램의 소스코드가 평균적으로 58%로 감소되는 우수한 개발 생산성을 나타내었으며, 경량급 프레임워크에 비해 과부하에 대해서도 안정적인 성능을 보여 신속한 대형 응용 프로그램의 개발과 유지보수에 적합한 제안임을 보였다.
첫째, IPO 프레임워크는 표 5에 제시된 대로 모듈화, 재사용성, 확장성, 역제어 등의 프레임워크 특징을 우수하게 지원한다.
첫째, 프레임워크의 특징인 모듈화, 재사용성, 확장성, 역제어를 지원하는 프레임워크이어야 한다.

후속연구

앞에서 제시된 분산 시스템과 경량급 프레임워크의 장점을 분석하면 분산 환경에서 성능과 개발생산성이 개선된 프레임워크의 요구사항이 제시될 수 있다.
향후 연구로는 이 단점을 제거하고, Tomcat 같은 서블릿 컨테이너로 개발한 응용 프로그램을 수정없이 EJB나 XML 웹 서비스로 전환 가능한 IPO 프레임워크의 기법을 제시한다.

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