시스템 생명 주기

휼륭한 프로그래머는 대형 컴퓨터 프로그램들을 매우 복잡하게 상호 작용하는 부품들로 구성된 시스템으로 생각한다.

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이러한 거대한 컴퓨터 시스템(프로그램)을 설계하고 구현하기 위해서는 아래 3가지가 필수적으로 필요하다.

1. 자료 추상화 - 여러 자료형을 하나로 묶어 단순화(추상화) 하는 것

2. 알고리즘 명세

3. 성능 분석과 측정

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그리고 위와 같은 프로그램들은 시스템 생명 주기(system life cycle)라고 하는 개발 단계를 거친다.

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(1) 요구사항 (requirement)

프로그래머에게 주어진 자료 입려과 프로그래머가 생성해내야 하는 결과(출력)에 관한 정보를 기술한다. 종종 이 초기 명세가 모호하게 정의되는데, 모든 경우에 대한 입력과 출력의 기술은 정밀하게 작성되어야 한다.

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(2) 분석 (analysis)

문제들을 실제 다룰 수 있을 정도의 작은 단위들로 나눈다. 여기서는 상향식과 하향식 접근 방법으로 나눌 수 있다.

- 상향식 : 코딩에 주안점을 둔 비구조적 방법. 프로그래머는 프로젝트에 대한 기본 계획을 갖고 있지 못하기 때문에, 결과 프로그램이 연관성이 떨어지거나 오류를 가지는 경우가 많았다.

- 하향식 : 최종 결과 프로그램을 우리가 다룰 수 있을 정도의 프로그램 단위로 분리한다는 의도로부터 시작되었다.

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(3) 설계 (design)

설계자는 프로그램이 필요로 하는 자료 객체들과 이들 위에서 수행될 연산들의 관점에서 시스템에 접근한다. 이 때 추상 데이터 타입, 알고리즘 명세와 그 알고리즘 설계 기법의 고려가 요구된다. 개개 자료 객체가 요구하는 정보를 명세해야 하는 것은 당연하지만 코딩의 세부 사항들을 무시하기로 한다. 즉 구현에 관한 사항을 가능한 뒤로 미루는 것이다. 여기서 구현에는 배열, 연결 리스트 또는 트리등 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 즉 이러한 구현을 최대한 뒤로 미룸으로써 여러 가지 언어로 시스템을 구현할 수 있게 할 수 있을 뿐만 아니라, 선택한 언어의 범주 내에서 가장 효과적인 구현을 선택할 수 있게 된다.

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(4) 정제(refinement)와 코딩(coding)

자료 객체에 대한 표현을 선택하고 그들 위에 수행되는 연산에 대한 알고리즘을 작성한다. 앞에 말한 자료 객체 표현을 선택하고 알고리즘을 작성하는 순서가 매우 중요한데, 그 이유는 자료 객체의 표현 방법이 그와 연관된 알고리즘의 효율성을 결정하기 때문이다.

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(5) 검증 (verification)

프로그램의 정확성 증명, 다양한 입력 데이터를 이용한 프로그램의 테스트 그리고 오류 제거로 구성된다.