소프트웨어 공학: 소프트웨어 문서화의 중요성과 적절한 작성 시점

 

소프트웨어를 개발할 때, 문서화는 참 어렵고 시기적으로 적절성을 갖추기가 만만치 않습니다.

언제 작성해야 하고, 어떻게 작성해야 하는지... 고민이 참 많이 됩니다.

이번 포스팅에서는 소프트웨어 문서화의 중요성과 적절한 작성 시점에 대해 알아 보겠습니다.

 

 

 

소프트웨어 문서화는 모든 소프트웨어 개발의 필수적인 과정입니다. 특히 자동차 제어 소프트웨어의 경우 차량의 안전, 성능, 효율성을 좌우하는 중요한 역할을 하기 때문에, 이를 위한 철저한 문서화는 필수적입니다. 또한, 최근 자동차 산업에서 요구되는 사이버보안, 기능안전, ASPICE(Automotive SPICE) 등과 같은 기준을 충족하기 위해서도 소프트웨어 문서화는 필수적인 요소로 작용합니다. 이번 포스팅에서는 자동차 제어 소프트웨어의 문서화가 소프트웨어 개발에 어떻게 중요한 역할을 하는지 중점적으로 살펴보고, 문서화의 적절한 작성 시점에 대해 설명하고자 합니다.

 

소프트웨어 문서화란 무엇인가요?

소프트웨어 문서화는 사용자와 개발자가 소프트웨어의 기능 및 특징을 이해하는 데 도움을 주기 위해 작성된 모든 문서를 말합니다. 이러한 형태의 기술 문서에는 텍스트 설명, 사용자 가이드, 그리고 소프트웨어의 기능, 작업 및 작동을 이해하는 데 도움을 주는 교육용 매뉴얼이 포함됩니다.

 

소프트웨어 문서는 두 가지 주요 대상, 즉 소프트웨어 엔지니어와 최종 사용자에게 제공됩니다. 소프트웨어 엔지니어링에서의 문서화는 전문가들이 제품의 기획, 코딩, 구현을 이해하는 데 도움을 주는 정보와 출판물을 말합니다. 이 문서는 개발자가 소프트웨어를 처음부터 이해하고, 업데이트하며, 맞춤 설정할 수 있게 해줍니다.

 

대상 독자에 따라 소프트웨어 문서화는 여러 형식을 취할 수 있습니다. 아래에 몇 가지 일반적인 예를 소개합니다.

소프트웨어 문서화 유형	설명
관리 기록	소프트웨어 개발에는 모든 관련자, 특히 프로세스를 감독하고 이끄는 제품 또는 프로젝트 관리자에게 필요한 문서가 필요합니다. 관리 서류에는 가이드라인, 로드맵, 제품 사양, 진행 보고서 및 회의 기록과 같은 프로젝트 문서가 포함될 수 있습니다.
최종 사용자/고객을 위한 문서화	최종 사용자 문서화는 소프트웨어를 사용하는 방법, 설치 방법 및 구성 방법을 설명하는 프로세스에 대한 문서입니다. 이 유형의 문서를 제공하면 사용자가 프로그램을 어떻게 사용할지 이해하는 데 도움이 됩니다. 사용 설명서, 정보 데이터베이스, 지침서, 문제 해결 매뉴얼, 참조 가이드, 릴리스 노트 등이 최종 사용자 문서화의 예입니다.
개발자를 위한 문서화	개발자 문서화는 소프트웨어가 어떻게 작동해야 하는지를 설명하는 제품 문서로, 개발자가 작업 중인 내용을 이해할 수 있도록 합니다. 이러한 문서에는 프로그램이 수행해야 할 작업을 설명하는 빌드 요구 사항, 프로그램의 구성 요소 및 기능을 설명하는 아키텍처 정보, 소프트웨어 개발 프로세스를 안내하는 체크리스트가 포함됩니다.
“Just In Time” 문서화	‘적시’(Just-In-Time, JIT) 문서화 전략은 필요한 시점에 문서를 작성하고, 사용자가 필요할 때 지원 문서를 제공하는 방식입니다. 이는 애자일 기법을 기반으로 하며, 고객 피드백에 중점을 둡니다. 소프트웨어를 출시할 때 사용자가 필요로 하는 도움말에 대한 선입견을 바탕으로 방대한 문서 라이브러리를 구축하는 대신, 필요한 만큼의 문서만 작성합니다. 고객이 질문을 하거나 문제를 겪을 때, 해당 해결책을 문서에 추가하고, 이 자료를 프로세스에 제공하여 고객이 높은 생산성을 유지하고 소프트웨어의 자립적인 사용자가 될 수 있도록 돕습니다. 지식 기반, FAQ 사이트, 사용 방법 매뉴얼, 기능 추가 방법에 대한 문서가 JIT 문서의 예입니다. 적시 문서화 기법을 사용하면 새로운 문서 세트를 만들 필요 없이 프로그램을 업데이트할 수 있습니다.

 

 

소프트웨어 문서화의 중요성

자동차 제어 소프트웨어는 차량의 다양한 시스템을 통제하고 모니터링합니다. 엔진 관리 시스템(ECU), 브레이크 시스템(ABS), 전자식 스티어링 제어(ESC), 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 등이 이 시스템에 포함되며, 이 모든 시스템은 정확한 제어 알고리즘과 데이터에 의존하여 작동합니다. 여기에서 정확한 문서화는 시스템의 유지보수, 확장성, 안전성을 확보하기 위한 중요한 도구입니다.

 

예를 들어 자동차 제어 소프트웨어는 사이버 공격의 대상이 될 수 있으며, 이에 대비한 철저한 보안 시스템이 요구됩니다. 사이버보안을 충족하기 위해서는 소프트웨어의 아키텍처 설계, 데이터 흐름, 인증 및 암호화 방법 등이 명확하게 문서화되어 있어야 합니다. 이는 공격에 취약한 지점을 사전에 파악하고, 필요한 보안 조치를 적절히 적용하는 데 필수적입니다.

 

사이버보안 요구사항을 문서화하는 예시로는 네트워크 통신 프로토콜의 암호화 방식, 데이터 전송 시의 보안 요구사항, 인증 절차 등이 있습니다. 이를 통해 보안 취약점을 사전에 해결할 수 있으며, 보안 문제 발생 시 즉각적으로 대응할 수 있습니다. 특히, ISO/SAE 21434와 같은 사이버보안 표준을 만족시키기 위한 보안 요구사항 정의서는 필수 문서 중 하나입니다.

 

또한 자동차 시스템이 오작동하거나 고장이 발생했을 때 이를 안전하게 처리할 수 있는 절차와 시스템이 필요합니다. 특히, ISO 26262와 같은 기능안전 표준은 소프트웨어의 안전 요구사항과 안전 메커니즘을 명확하게 정의하고, 이를 문서화하도록 요구하고 있습니다.

 

이러한 문서화는 시스템의 안전성을 검증하고, 개발 프로세스가 기능안전 요구사항을 충족하는지 확인하는 데 필수적입니다. 예를 들어, 소프트웨어의 오류 처리 메커니즘, 장애 발생 시 시스템 복구 절차, 안전 관련 기능의 테스트 결과 등이 문서화되어 있어야 합니다. 이를 통해 개발자는 물론, 외부 감사기관도 시스템이 기능안전을 충족하는지 쉽게 검토할 수 있습니다.

 

마지막으로 ASPICE(Automotive SPICE) 관점에서도 소프트웨어 개발 과정에서 체계적인 문서화를 요구합니다. ASPICE는 개발 과정의 모든 단계에서 프로세스 개선과 품질 관리를 강조하며, 이를 충족하기 위해 각 단계별 활동이 문서화되어 있어야 합니다.

 

ASPICE 수준에서 요구하는 문서화에는 요구사항 분석 문서, 설계 문서, 테스트 계획 및 결과 보고서, 품질 보증 활동 등이 포함됩니다. 이러한 문서들은 소프트웨어의 개발 과정이 체계적으로 관리되고 있으며, 모든 요구사항이 만족되고 있는지를 검증하는 데 중요한 역할을 합니다. ASPICE의 레벨 3 이상을 만족하기 위해서는 개발 단계별로 발생하는 모든 변경 사항과 의사 결정 과정이 문서화되어 있어야 합니다.

 

다음은 좋은 문서화를 통해 얻을 수 있는 장점을 정리 한 표입니다.

장점	설명
사용자 채택을 촉진	잘 작성된 문서는 사용자가 더 빠르게 시작할 수 있도록 도와주며, 더 효율적인 사용자 온보딩을 제공합니다. 사용자가 프로그램의 모든 기능을 활용할 수 있게 돕습니다. 사용자가 필요한 정보를 쉽게 찾을 수 있다면 프로그램을 계속해서 사용할 가능성이 높아져 디지털 제품 채택률이 높아집니다.
개발자에게 교육적인 지침 제공	제품 문서는 개발자들이 제품을 만들 때 내린 결정들을 명확히 해줍니다. 나중에 코드를 다시 볼 때, 이 가이드라인은 처음에 왜 해당 방식으로 개발했는지 기억하는 데 도움이 됩니다. 또한, 동일한 소프트웨어를 작업하게 될 다른 개발자들에게도 매우 유용합니다.
소프트웨어 지원 팀의 부담 감소	소프트웨어 문서는 지원 요청 및 사용자의 전화 문의를 줄여 지원팀의 부담을 덜어줍니다. 소비자 자가 서비스 양식을 통해 정보에 쉽게 접근할 수 있을 때, 더 빠르고 철저한 고객 지원이 가능해져 문제 해결에도 도움이 됩니다.
고객 만족도 향상	프로그램 문서는 사용자가 프로그램의 모든 세부 사항을 이해하게 도와 더 효과적이고 효율적으로 사용할 수 있도록 합니다. 소프트웨어에 만족한 고객은 기업에 더 깊이 관여하게 되며, 가장 강력한 옹호자가 될 수 있습니다.
더 나은 품질 보장	소프트웨어 문서는 소프트웨어 개발 절차가 신뢰할 수 있고 반복 가능하도록 돕고, 개발 과정에서 내린 결정과 활동의 기록을 제공합니다. 이를 통해 실수와 오류를 방지하여 전체적인 소프트웨어 품질을 향상시킬 수 있습니다.
효율성 증대	제품 문서는 개발자와 기타 기술 관계자들이 더 효율적으로 작업할 수 있도록 도와줍니다. 문서를 통해 명확하고 일관된 최신 정보를 제공하여, 개발자가 필요한 정보를 신속하게 찾아 시간을 절약할 수 있습니다. 이를 통해 소스 코드를 역설계하거나 제품이 작동하는 방식을 따로 파악할 필요가 줄어듭니다.

 

 

소프트웨어 문서화: 문서화의 적절한 시점

소프트웨어 문서화를 진행하는 시점도 매우 중요합니다. 소프트웨어 개발의 다양한 단계에서 문서화가 언제, 어떻게 이루어져야 하는지에 따라 문서의 완성도가 달라지며, 궁극적으로 사이버보안, 기능안전, ASPICE 요구사항 충족에 미치는 영향이 결정됩니다.

 

1. 개발 시작 전: 요구사항 분석 및 계획 단계

개발 초기 단계에서 요구사항 분석과 계획을 철저히 문서화하는 것이 중요합니다. 사이버보안 요구사항과 기능안전 요구사항은 이 시점에서 명확하게 정의되어야 하며, 개발자는 이러한 요구사항을 기반으로 시스템을 설계해야 합니다.

 

사이버보안 요구사항으로는 차량 통신 네트워크에 대한 보안 정책, 데이터 암호화 방법, 접근 제어 등이 포함됩니다. 기능안전 요구사항으로는 시스템 장애 발생 시의 안전 메커니즘과 비상 대처 시나리오 등이 문서화되어야 합니다. 이 과정에서 ASPICE가 요구하는 체계적인 요구사항 문서가 작성되며, 이는 개발 전반에 걸쳐 참조되는 중요한 자료가 됩니다.

 

2. 개발 중: 코드 작성과 동시에

코드 작성과 동시에 진행되는 문서화는 소프트웨어의 보안 및 안전을 유지하는 데 매우 중요합니다. 자동차 제어 소프트웨어는 여러 하위 시스템과 연동되며, 이를 제어하는 알고리즘과 데이터 흐름이 명확하게 설명되어야 합니다.

 

예를 들어, 사이버보안을 위해서는 네트워크 통신 로그 및 데이터 암호화 절차에 대한 문서화가 필요합니다. 기능안전 측면에서는 안전 관련 시스템의 테스트 시나리오와 오류 처리 알고리즘에 대한 문서가 필요합니다. ASPICE는 이 시점에서 설계 문서와 코드 구현 설명서가 일관되게 작성되었는지를 평가하며, 각 단계별 검토와 품질 보증 활동이 요구됩니다.

 

3. 개발 완료 후: 테스트 및 최종 문서화

개발이 완료된 후에는 시스템의 보안과 안전을 검증하는 테스트 결과와 검증 보고서를 문서화해야 합니다. 이를 통해 사이버보안과 기능안전 요구사항이 충족되었는지 확인하고, 외부 감사나 인증 기관에서 검토할 수 있도록 준비해야 합니다.

 

사이버보안 테스트는 침투 테스트, 취약점 분석, 데이터 유출 방지 테스트 등이 포함됩니다. 기능안전 테스트는 시스템 고장 시나리오 테스트, 비상 정지 기능 테스트 등이 포함됩니다. ASPICE는 이 단계에서 테스트 계획과 결과 보고서를 요구하며, 개발 프로세스가 표준화된 절차에 따라 이루어졌는지 검증합니다.

 

소프트웨어 문서화: 문서화 스타일/가이드의 필요성

자동차 제어 소프트웨어에서의 문서화는 다양한 요구사항을 충족해야 하므로, 일관된 스타일로 문서화하는 것이 중요합니다. 스타일 가이드는 문서 작성 시 일관성을 유지할 수 있도록 하고, 모든 이해관계자가 소프트웨어의 구조와 기능을 쉽게 이해할 수 있게 만듭니다.

 

1. 용어 표준화

사이버보안, 기능안전, ASPICE와 같은 다양한 기준을 만족하기 위해서는 용어의 표준화가 필수적입니다. 예를 들어, 암호화 관련 용어나 기능안전 시스템에서 사용하는 용어를 일관되게 정의해야 합니다. 이를 통해 각 문서에서 같은 의미의 용어가 일관되게 사용되며, 다양한 부서 간 협업에서도 혼란을 방지할 수 있습니다.

 

2. 페이지 레이아웃과 구조 (문서 템플릿)

문서의 가독성을 높이기 위해 페이지 레이아웃과 구조를 명확하게 정의하는 것도 중요합니다. 중요한 정보는 소제목을 통해 쉽게 찾을 수 있도록 배치하고, 각 단계별 지침은 목록 형식으로 제공하여 사용자에게 명확한 지침을 전달해야 합니다.

 

3. 문서 깊이와 범위 (문서화 가이드라인, Ground Rule)

사이버보안, 기능안전, ASPICE와 같은 요구사항을 만족하기 위해서는 각 문서의 깊이와 범위가 명확히 정의되어야 합니다. 보안 문서에서는 암호화 알고리즘 설명, 보안 절차, 인증 방식 등이 상세히 기록되어야 하며, 기능안전 문서에서는 시스템 오류 처리 방식, 고장 시나리오 대응 방법 등이 포함되어야 합니다. ASPICE는 각 문서가 개발 과정에서 체계적으로 작성되고 검토되었는지를 확인합니다.

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정리하며...

자동차 제어 소프트웨어의 성공적인 구현과 유지보수를 위해서는 체계적이고 일관된 문서화가 필수적입니다. 특히, 사이버보안, 기능안전, ASPICE와 같은 기준을 충족하기 위해서는 소프트웨어 개발의 모든 단계에서 철저한 문서화가 이루어져야 하며, 이를 통해 시스템의 안전성과 보안성을 보장할 수 있습니다. 문서화는 소프트웨어의 품질을 높이고, 다양한 이해관계자들이 소프트웨어의 구조와 기능을 명확하게 이해할 수 있도록 돕는 중요한 도구입니다.

또한 문서화 작성에 관해서는 정확한 정답은 없지만, 나름의 규칙을 프로젝트 상황과 조직 형편에 맞게 정의하는 것은 매우 중요합니다. 이를 통해 표준 준수를 비롯한 여러가지 장점을 취할 수 있는 구성원 모두의 노력이 반드시 필요한 것임에는 틀림없는 듯 합니다.