모델링으로 복잡한 시스템을 읽고 설계하는 법

현실을 그대로 옮기지 않는 이유

모델은 복잡한 대상이나 시스템에서 핵심 특징을 골라, 정해진 관점으로 단순화해 표현한 결과물이다. 기호와 그림, 규칙화된 표기법을 이용해 구조와 관계를 드러낸다.

정보시스템 개발과 기업 아키텍처에서는 모델이 실제 모습을 확인하는 기준이자 이해관계자 사이의 대화 수단이 된다. 설계 방향을 안내하고, 나중에 참조할 수 있는 문서 역할도 맡는다.

모델에는 몇 가지 공통된 성질이 있다. 불필요한 세부를 걷어 내는 추상화, 복잡한 현실을 다루기 쉬운 형태로 바꾸는 단순화, 그리고 목적과 관점에 따라 표현 범위를 달리하는 성질이다. 일관된 규칙과 표기법을 사용해야 시스템을 체계적으로 읽을 수 있다.

표현 수준에 따라 달라지는 모델

개념적 모델

개념적 모델은 시스템의 전체 개념과 구조를 높은 수준에서 나타낸다. 사용자와 개발자가 같은 대상을 이해하도록 돕는 데 적합하며, 개체-관계 다이어그램과 유스케이스 다이어그램이 여기에 해당한다.

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논리적 모델

논리적 모델은 시스템 안의 구조와 관계를 설명하지만, 어떤 기술로 구현할지는 아직 포함하지 않는다. 논리적 데이터 모델과 클래스 다이어그램이 대표적이다.

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물리적 모델

물리적 모델은 실제 구현 환경까지 반영한 상세 설계다. 물리적 데이터베이스 스키마나 배포 다이어그램처럼 구체적인 기술 요소가 포함된다.

수학적 모델

수학적 모델은 공식이나 알고리즘으로 시스템의 동작을 나타낸다. 대기행렬 모델과 최적화 모델이 이 방식에 속한다.

프로세스 모델

프로세스 모델은 업무 처리 과정이나 시스템의 동작 흐름을 표현한다. BPMN과 액티비티 다이어그램을 활용할 수 있다.

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관찰에서 검증까지 이어지는 모델링

모델링은 대상 시스템을 관찰하고 이해하는 데서 시작한다. 이어서 핵심 요소와 관계를 추출해 추상화하고, 적절한 모델링 언어나 표기법으로 설계한다. 작성한 모델은 정확성과 완전성을 검증해야 하며, 피드백을 반영해 계속 정제한다.

이 과정에서 모델이 지켜야 할 기준은 분명하다. 읽는 사람이 이해할 수 있을 만큼 명확해야 하고, 필요한 요소는 빠짐없이 담아야 한다. 모델 안의 요소들이 서로 모순되지 않아야 하며 현실을 정확히 반영해야 한다. 불필요한 복잡성은 피하고, 큰 모델은 관리 가능한 단위로 나누는 편이 낫다.

표기법은 모델의 목적에 맞춰 고른다

UML은 객체지향 소프트웨어 개발을 위한 표준 모델링 언어이며, 클래스·시퀀스·유스케이스 등을 포함해 13가지 다이어그램 유형을 제공한다.

BPMN은 비즈니스 프로세스를 표현하는 표준이다. 프로세스 흐름, 이벤트, 게이트웨이를 시각적으로 다룬다. ERD는 데이터베이스 설계를 위해 엔티티, 속성, 관계를 표현한다. 기업 아키텍처 모델링에는 ArchiMate와 TOGAF 등을 활용할 수 있다.

설계와 운영에서 모델이 쓰이는 자리

소프트웨어 개발에서는 요구사항 분석과 설계 단계에 UML 모델을 사용하고, 데이터베이스 설계에는 ERD를 적용한다. 금융권 차세대 시스템 개발에서 업무 프로세스와 데이터를 모델링하는 경우가 여기에 해당한다.

기업 아키텍처에서는 전사적 아키텍처를 설계하고 관리하는 데 모델을 사용한다. 대기업의 EA 프레임워크 구축과 관리도 같은 맥락이다.

시뮬레이션 모델은 실제 시스템을 구축하기 전에 행동을 예측하는 데 쓰인다. 공장 생산라인 최적화가 한 예다. 데이터 분석 영역에서는 데이터 웨어하우스와 비즈니스 인텔리전스를 설계하거나, 고객 행동 분석을 위한 데이터 모델을 구성한다.

모델이 현실을 놓치는 순간

모델은 현실의 일부만 선택해 표현하므로 완전할 수 없다. 세부사항을 지나치게 생략하면 중요한 정보가 사라질 수 있고, 반대로 너무 복잡해지면 모델 자체를 이해하기 어려워진다.

시스템이 바뀌면 모델도 계속 갱신해야 한다. 또한 이해관계자마다 필요한 관점이 다르므로, 하나의 모델만으로 모든 요구를 충족하려 해서는 안 된다.

모델 중심으로 확장되는 설계 방식

모델 기반 개발(MDD)은 모델을 중심에 두고 코드 생성을 다룬다. 디지털 트윈은 물리적 객체의 디지털 표현을 실시간으로 연동한다. AI 기반 모델링은 인공지능으로 모델 생성과 최적화를 지원하며, 협업 모델링 도구는 분산 팀의 실시간 작업을 돕는다. 클라우드 기반 모델링은 언제 어디서나 접근할 수 있는 환경을 제공한다.

모델링의 핵심은 많은 것을 그려 넣는 데 있지 않다. 시스템을 이해하고 설계하는 데 필요한 요소를, 목적에 맞는 수준과 표기법으로 남기는 데 있다.