[논문]오픈 소스 소프트웨어 재사용을 위한 소프트웨어 아키텍처 설계

최용석; 홍장의

doi:10.22156/cs4smb.2017.7.2.067

오픈 소스 소프트웨어 재사용을 위한 소프트웨어 아키텍처 설계
Designing Software Architecture for Reusing Open Source Software 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.7 no.2, 2017년, pp.67 - 76

초록
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소프트웨어 활용의 수명주기가 단축되고, 다양한 형태의 사용자 기능을 지원하기 위하여 소프트웨어 아키텍처 개발의 중요성이 부각되고 있다. 소프트웨어 아키텍처가 새로운 기능을 갖도록 확장에 유연하고 안정적으로 개발된다면, 새로은 시장의 요구에 빠르게 대응할 수 있다. 본 연구에서는 새로운 기능 개발의 수명주기가 짧아지고 있고, 안정적인 소프트웨어 시스템 개발을 위하여 오픈 소스의 설계 복구를 통한 재사용을 고려하는 아키텍처 설계 기법을 제안한다. 소프트웨어 아키텍처를 기반으로 소프트웨어 시스템을 개발하기 위하여 오픈 소스를 사용하는 경우, 매우 신속한 개발이 가능해 질 뿐만 아니라, 이미 검증된 오픈 소스를 사용함으로써 개발 시스템에 대한 신뢰성도 증진시킬 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Along with shortening the life cycle of software utilization and supporting various types of user functions, the importance of software architecture development has been emphasized recently. If a software architecture is developed flexibly and reliably for expansion to support new functionality, it can quickly cope with new market demands. This paper proposes an architecture design method based on design recovery of open source software to reuse the software in the development of sustainable software system. When using open source software to develop a software system based on software architecture, we can develop a software system rapidly and also can improve the reliability of the system because we use the already proven open source software in the development.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

SADOSS 방법에 대한 향후의 연구 내용은 아키텍처 설계를 통해 아키텍처 구성 요소에 대한 명세가 이루어지면, 이를 기반으로 오픈 소스를 자동으로 탐색하여 매핑해주는 기법에 대하여 연구하고자 한다.
이외에도 UML 모델 정보를 이용한 코드의 자동 생성, 안드로이드 어플리케이션의 재사용을 위한 설계 정보 복구 기법, 그리고 자바 오픈 소스 재사용을 위한 설계 패턴 추출과 같은 연구들이 있다[13-15]. 그러나 앞서 조사 분석된 연구들이 비록 설계 정보를 추출하여 소프트웨어 시스템 개발에 활용하고자 하였으나, 아키텍처의 융통성과 확장성을 고려하는 소프트웨어 아키텍처의 개발 보다는 단지 존재하는 소스 코드의 재사용을 향상시키기 위한 목적으로 수행 되었다.
두 번째 질문은 오픈 소스를 고려한 아키텍처를 설계한 경우, 선정된 오픈 소스의 수정없이 재사용 가능한가에 대한 관점이다. 선정된 오픈소스의 세부 로직 또는 연산에 대한 수정이 이루어진다면, SADOSS 방법의 장점은 많이 감소될 것이다.
따라서 본 연구에서는 먼저 오픈 소스에 대한 분석을 통해 설계 정보를 복구하는 방법을 제안하였다. 이는 오픈 소스를 이용하여 소프트웨어를 개발한다는 프로젝트의 방침을 염두에 두고, 대규모 시스템의 소프트웨어 아키텍처를 개발하기 위함이다.
본 논문에서 제시하는 SADOSS 방법의 유용성을 평가하기 위하여 다음과 같은 4가지 질문에 대하여 살펴보았다.
기업의 비즈니스 시스템 개발에서 소프트웨어 아키텍처는 미래의 소프트웨어 비즈니스에 대응하고, 안정적인 시스템 운영 및 기능 확장의 융통성을 제공한다는 측면에서 유용하다. 본 연구에서는 오픈 소스 활용을 고려한 아키텍처 설계 방법, SADOSS를 제안한다. 제안하는 방법을 통한 아키텍처 개발은 오픈 소스 활용을 통해 개발비용의 절감은 물론 개발되는 소프트웨어 시스템의 품질도 함께 제공할 수 있다는 장점을 제공한다.
본 절에서는 앞서 설명한 코드 리버싱 단계와 아키텍처 설계 단계에 대한 예제 시스템 적용을 통하여 제시한 SADOSS 기법의 적용성을 확인하였다. 본 절에서 적용하는 예제 시스템은 소프트웨어 아키텍처 등을 개발하기 위한 “UML 모델러” 소프트웨어이다.
오픈 소스를 통한 소프트웨어 시스템의 개발이 매우 신속하고 안정적인, 그리고 적은 비용에 의한 소프트웨어 개발을 가능하게 하기 때문에 본 연구에서는 이러한 오픈 소스 재사용의 장점을 이용하고자 하였다.
Cai의 연구는 보다 정밀한 설계 정보를 얻기 위하여 시스템을 모듈로 분리하는 방법을 제시하였는데, 이 과정에서 모듈간에 존재하는 광역 변수, 추상화된 인터페이스와 같은 분할의 제약사항을 해결하기 위한 규칙을 제안하였다[12]. 이를 통해 소스 코드의 재사용율을 향상시키고자 하였다.

가설 설정

Q1: 아키텍처의 융통성이 유지 되는가?
Q2: 오픈 소스 재사용이 가능한가?
Q3: 오픈 소스의 설계 정보가 유용한가?

제안 방법

(CR-1) 요구사항 분석 결과를 이용하여 오픈 소스를 탐색한다.
6.1절에서 제시한 요구사항을 기반으로 UML 모델러를 개발하기 위하여 각 다이어그램의 요소, 즉 도형을 그리는 부분을 기존의 오픈 소스를 이용하고자 한다. 오픈소스 사이트를 통해 Fig.
본 논문에서는 오픈 소스로부터 추출된 정보의 활용을 위해 Table 1에서 제시하는 12개의 항목 중에서 아키텍처 설계 과정에 꼭 필요하지 않은 정보, 즉 (1) 패턴의 이름과 분류, (2) 의도, (3) 패턴의 다른 이름, (8) 패턴의 적용 영향, (11) 예제, (12) 관련 패턴에 대해서는 필요하다면, 별도의 추출 과정 없이 진행하도록 정의하였다.
본 연구에서 제안하는 SADOSS 기법은 Fig. 1에서 보는 것과 같이 크게 두가지 단계, 즉 코드 리버싱(Code Reversing)과 아키텍처 설계(Architecture Design)로 진행된다. 코드 리버싱 단계는 오픈 소스로부터 설계정보를 추출하여 저장 관리하는 단계이고, 아키텍처 설계 단계는 요구사항을 기반으로 개발 대상 소프트웨어의 아키텍처를 개발하는 단계이다.
오픈소스 사이트를 통해 Fig. 8과 같은 JAVA 오픈 소스 샘플“Shape.java” 파일을 구한다.

이론/모형

Fig. 3에 나타난 전술 중에서 본 논문에서는 Deadline을 보장할 수 있는 스케쥴링(Scheduling) 방법을 채택하기로 한다.
선택된 오픈 소스로부터 설계 정보를 얻기 위해 잘 알려진 Doxygen 도구를 사용한다. Doxygen은 주석이 달린 코드를 읽어내서 문서를 만들어 내는 소프트웨어 레퍼런스 문서 생성기로서 보통 HTML파일이나 설정에 따라 Work 파일로 결과를 추출할 수 있다.
3절에서 정의한 SADOSS 기법의 “아키텍처 설계” 단계에 대하여 구체적으로 설명한다. 설명을 위한 간단한 예제 시스템으로 IoT 홈 오토메이션에서 차고의 도어 제어 시스템(Garage Door Open Control System, GDOCS)을 사용한다 .
이와 같은 정보는 소프트웨어 설계 과정에서 사용하기 위하여 최소한의 정보로 문서화되어야 한다. 추출된 설계 정보를 문서화하기 위하여 본 논문에서는 GoF에서 사용하는 설계 패턴의 정의 형식을 사용하며, 이의 내용은 Table 1과 같다[19].

성능/효과

(1) 개발 비용의 절감 : 소프트웨어 시스템의 개발 비용에 대하여 오픈 소스 재사용으로 비용 절감이 가능하다. 비록 오픈 소스에 대한 설계 정보의 복구를 위한 노력이 요구되기는 하지만, 이들은 Doxygen, Bunch 와 같은 도구들에 의해 자동화될 수 있다.
(1) 제안하는 SADOSS 방법에서는 GoF에서 제안하는 패턴 명세 템플릿을 이용하여 오픈 소스에 대한 설계 정보를 복구한다. 이 템플릿을 이용하면 오픈 소스의 코드 구조에 대한 단순한 이해가 아니라 코드가 갖는 철학 및 의도를 파악하는데 도움이 된다.
(1) 첫 번째 관점에서 보면 재사용 가능한 오픈 소스들은 대체적으로 정제된 API를 통해서 독립적인 기능을 수행할 수 있도록 개발된다. 이러한 특성을 고려할 때, 오픈 소스 재사용이 아키텍처의 특성을 저해하지 않는다고 할 수 있다.
(2) 선정된 오픈 소스의 재사용을 고려하여 아키텍처 구성요소를 확정할 때, 오픈 소스의 설계정보를 기반으로 컴포넌트를 분리 또는 통합할 수 있다. 아키텍처 컴포넌트의 분리는 사실상 발생하기 쉽지 않은 경우이지만, 분리된 두 개의 서브 컴포넌트가 다시 하나의 상위 컴포넌트로 추상화될 수 있기 때문에 기본적인 아키텍처 구조에는 변함이 없다.
(2) 아키텍처를 설계하는 과정에서 오픈소스의 설계정보는 아키텍처 컴포넌트의 기능, 크기, 모듈화 등을 결정하는데 사용된다.
(2) 오픈 소스의 재사용 : 재사용 대상의 후보 오픈 소스에 대한 설계 정보 복구과정을 통하여 선정된 오픈 소스에 대한 특성을 보다 정확히 이해할 수 있다. 이는 재사용 과정에서 보다 정확한 코드의 이해 및 활용 의도에 맞게 오픈 소스를 활용할 수 있도록 한다.
(3) 아키텍처 시뮬레이션 : 오픈 소스 재사용을 지원하는 아키텍처 개발 시, 아키텍처 시뮬레이션을 보다 용이하게 수행할 수 있다. 특히 재사용되는 아키텍처 컴포넌트에 대해서는 별도의 시뮬레이션 Harness를 개발할 필요가 없이 수행될 수 있다.
이 결과 20개 프로젝트 중에서 9개의 프로젝트가 화이트 박스 재사용을 시도하였으며, 전체 코드 사이즈의 10%미만이 재사용 되었다. 블랙 박스재사용의 경우, Java API 기반의 재사용이 많은 부분을 차지하고 있으며, 평균적으로 45%의 프로젝트별 재사용율을 보였다.
(4) 아키텍처 및 산출물 문서화 : 소프트웨어 개발과정에서 작성해야 하는 문서화 노력이 절감될 수 있다. 오픈 소스의 설계 복구를 통해 부분적인 문서화가 가능하기 때문에 본 제안 방법은 개발 산출물에 대한 문서화 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
Heinermann의 연구는 소스 코드의 부분적인 수정을 통해 이루어지는 화이트 박스 재사용과 코드에 대한 수정 없이 이루어지는 블랙 박스 재사용이 기존 자바 프로젝트에서 얼마나 빈번히 발생하는지를 분석하였다[8]. 이 결과 20개 프로젝트 중에서 9개의 프로젝트가 화이트 박스 재사용을 시도하였으며, 전체 코드 사이즈의 10%미만이 재사용 되었다. 블랙 박스재사용의 경우, Java API 기반의 재사용이 많은 부분을 차지하고 있으며, 평균적으로 45%의 프로젝트별 재사용율을 보였다.
본 연구에서는 오픈 소스 활용을 고려한 아키텍처 설계 방법, SADOSS를 제안한다. 제안하는 방법을 통한 아키텍처 개발은 오픈 소스 활용을 통해 개발비용의 절감은 물론 개발되는 소프트웨어 시스템의 품질도 함께 제공할 수 있다는 장점을 제공한다.

후속연구

(3) 제시한 SADOSS 방법은 오픈 소스의 재사용을 고려하여 소프트웨어 아키텍처를 개발하는 방법이기 때문에 이 방법에 의해 아키텍처가 설계되었다면 선정된 오픈 소스는 반드시 재사용될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	오픈 소스를 통한 소프트웨어 시스템의 개발에서 중요한 사항은 ?	다만, 소프트웨어의 수명주기가 짧아지고, 사회, 기술, 정책의 급속한 변화 및 시장의 요구의 다양성 및 신규성을 충족하기 위하여 보다 안정적이고 확장성이 높은 소프트웨어 아키텍처를 설계하는 것은 조직의 비즈니스를 위한 매우 중요한 사항이다[21]. 따라서 본 연구에서 제시하는 SADOSS 방법의 장점은 다음과 같이 정리할 수 있다.
	소프트웨어 아키텍처 개발의 중요성이 부각되는 이유 ?	소프트웨어 활용의 수명주기가 단축되고, 다양한 형태의 사용자 기능을 지원하기 위하여 소프트웨어 아키텍처 개발의 중요성이 부각되고 있다. 소프트웨어 아키텍처가 새로운 기능을 갖도록 확장에 유연하고 안정적으로 개발된다면, 새로은 시장의 요구에 빠르게 대응할 수 있다.
	오픈 소스의 역할은 ?	소프트웨어의 수요가 급증하고, 모든 영역에서 소프트웨어의 사용이 증가됨에 따라 보다 신속하고 안정적인 소프트웨어 개발이 요구되고 있다. 오픈 소스는 이러한 신속한 소프트웨어 시스템 개발과 안정적인 소프트웨어 개발을 지원한다[1]는 측면에서 최근 많은 소프트웨어개발자에게 관심의 대상이 되고 있다. 그런데, 오픈 소스를 체계적으로 사용하기 위해서는 개발하고자 하는 소프트웨어 시스템에 적합한 소스인가를 판단해야 한다.

참고문헌 (21)

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상세보기
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저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

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