소프트웨어를 설계하는 방법 (2) - Skeleton Architecture Design

Skeleton Architecture Design

Writer: Harim Kang

SW 설계에 관한 가이드라인을 글로 수록합니다. 해당 내용은 지능형 시스템(Intelligent System) 설계를 위한 가이드라인을 포함하고 있습니다.

앞서 소프트웨어 설계의 순서를 파악하시고자 한다면 다음의 링크를 통해 보고 와주세요!

2019/12/13 - [IT/SW Architecture] - 소프트웨어를 설계하는 방법 (1) - 설계 소개 및 순서

소프트웨어를 설계하는 방법 (1) - 설계 소개 및 순서

Skeleton Architecture Design

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Definition

Architectural Style을 결정하는 것
설계하고자하는 SW와 가장 알맞는 설계 스타일을 설정하는 단계입니다.
다양한 설계스타일들 중 알맞은 것들을 골라 타겟 시스템에 알맞게 스타일들을 합치는 과정까지를 포함합니다.
안정적이고 구조적인 역할을 할 수 있도록 결정하는 Design
전체 System Design의 기본 바탕이므로, 수정이 힘들다.

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Architectural Style

• Component Type
• Connectors → Data 외에 연결된 모든 것
• Layout
• Invariants / Constraints
  • Data flow의 방향, 다양성, 동시성 등등
• 많은 Style이 있지만, 그중에서 적합한 모델을 선정해야 한다.

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Model-View-Control (MVC) : Style의 한 예제

• 시스템을 View, Control, Model 세 가지 Layer로 나눈 방식의 Architectural Style
• 많은 System이 사용하는 Style이다.
• View는 User와 상호작용하는 Layer이다.
• Controller는 데이터 전달/처리와 같은 기능적인 부분을 수행하는 Layer이다. Business Processes를 담당한다.
• Model은 Persistent Dataset을 저장 및 관리하는 역할을 하는 Layer이다.
  • 주로 Model의 Interface API가 Controller에게 제공되어 Controller에서 Data를 가져올 수 있게 한다.
  • Model Layer는 DB와 연결되어 있다.
• 각각의 Layer는 각자의 목적을 가지면서 독립적이다.
• Well Applicable
  • 각각의 역할이 명확하게 나누어져야 효과적이다.
  • User와의 상호작용이 많은 시스템에 효과적이다.
  • 기능과 데이터가 독립적으로 관리되어야 할 때 효과적이다.

• View와 Controller는 주로 기능을 실행하는 역할을 한다.
• Model은 Persistent Data를 관리하는 역할을 한다.
• TODO : MVP, MVVM에 대한 포스팅을 추가

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Process of Skeleton Architecture Design 요약

1. Observe Architectural Characteristics
   • System의 Architectural Characteristics를 확인한다.
   • 설계적 관점에서 시스템의 필요한 특징들을 찾아내는 작업이다.
2. Define Candidate Architecture Styles
   • Style들의 적합성만을 판단하여 잠재적인 후보로 선정한다.
   • 전혀 맞지않는 설계 스타일을 걸러내는 작업이다.
3. Evaluate Candidate Architecture Styles
   • 선정된 후보들을 꼼꼼히 평가하여 Style을 선정한다.
   • 각각의 잠재적 설계 스타일들을 서로 다양한 방식으로 비교하여 적용할 스타일을 골라낸다.
4. Integrate Architecture Styles
   • Style들을 합친다.
   • 골라낸 스타일들을 시스템에 맞춰 합쳐서 전체 시스템의 설계 스타일로 정의한다.
5. Describe Skeleton Architecture
   
   • 정의된 설계 스타일을 문서화한다.

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Step 1. Observe Architectural Characteristics

• System의 Functionality를 찾는다.
• System의 Tier를 찾는다.
• For Intelligent System
  • Functionality
    • Generating ML Models
    • Predicting with ML Models
    • Monitoring the Performance of ML Models
    • Optimizing ML Models
  • Tier
    • Tier-1 : Generating and Optimizing ML Models
      • 비싼 Computing Power로 인해서 따로 Tier를 두어야 한다.
    • Tier-2 : Predicting with ML Models
      • 주로 Client 측에 둔다.

Step 2. Define Candidate Architectural Styles

• Target System에 적합한 Style을 선정하는 단계이다.
• 각각의 architecture style들의 System 적합성을 비교한다.
• 적합하다고 생각되는 여러 가지의 style은 Cadidate Architectural Style이 된다.
• Skeleton Architecture는 선택한 style의 components와 connectors를 정의한다.
• For Intelligent System
  • Client - Server Architecture Style
    • Client Tier for Predicting with ML Models
    • Server Tier for Generating ML Models
  • N-tier Architecture Style
    • 1 tier for Generating ML Models
    • Other Tiers for Predicting
  • PaaS or IaaS
    • ML Model 기능들을 위한 Cloud Service를 고려
    • PaaS : Platform as a Service
    • IaaS : Infrastructures as a Service
    • ex) AWS, GCP, Azure

Step 3. Evaluate Candidate Architecture Styles

• Applicable Situation → 적합성
• Pros → 장점
• Cons → 단점
• 위의 세 가지를 꼼꼼하게 비교하여 평가한다.
• For Intelligent System
  • Generating을 위한 Tier가 존재하는지
  • Predicting을 위한 Tier가 존재하는지

Step 4. Integrate Architecture Styles

• 평가를 통해 선정된 Architecture Style들을 합친다.
• 각 Style들의 공통된 Components와 Connectors들을 찾는다.
• 공통된 Element들을 합친다.

Ex. MVC 스타일과 Shared Repository를 합치는 과정

Step 5. Describe Skeleton Architecture

• Structural Layout : 구조
• Components : 구성 요소
• Strength : 강점
• Limitation : 제한점
• 위의 요소들을 잘 정리한다.

Skeleton Architecture는 한번 정의를 내리면 바꾸기 아주 힘들기 때문에, 확실한 설계 스타일을 설정해두고 다음 단계로 넘어가는 것이 좋습니다. 다음은 Functional View Point의 디자인 과정을 포스팅해 보겠습니다.

2019/12/13 - [IT/SW Architecture] - 소프트웨어를 설계하는 방법 (3) - Design with Functional Viewpoint

소프트웨어를 설계하는 방법 (3) - Design with Functional Viewpoint