<소프트웨어 설계> - (3) 애플리케이션 설계 ( 모듈 )

[4. 모듈]

1. 모듈(Module)

(1) 의미

: 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들

**모듈화 : SW의 성능 향상, 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 모듈 단위로 분해하는 것

 

- 서브루틴 : 메인 루틴에 의해 필요할 때 마다 호출되는 루틴

**루틴 : 기능을 가진 명령들의 모임. 메인 루틴+서브 루틴

- 서브시스템(Subsystem) = 단위시스템 : 시스템을 구성하는 요소. 그 자체로도 하나의 시스템에 필요한 모든 요소를 갖춤

- 소프트웨어 내의 프로그램

- 작업단위

 

(2) 특징

- 단독 컴파일 가능

- 재사용성

- 기능적 독립성 : 각 모듈의 기능이 서로 독립됨

    - 하나의 기능만 수행 : 응집도(Cohesion)은 강하게

    - 다른 모듈과의 과도한 상호작용 배제 : 결합도(Coupling)은 약하게

 

 

 

 

2. 결합도(Coupling)

(1) 의미

: 모듈 간에 상호 의존하는 정도. 모듈 사이의 연관 관계.

- 낮은 결합도 → 높은 품질, 시스템 구현 및 유지보수의 용이

 

(2) 종류 : (내>공>외>제>스>자)

ⓐ 내용 결합도(Content Coupling)

- 인터페이스 : 타 모듈의 내부 기능, 내부 자료의 직접 참조 및 수정

- 영향 : 타 모듈로 제어가 이동

 

ⓑ 공통(공유) 결합도(Common Coupling)

- 인터페이스 : 공유되는 공통 데이터 영역

- 영향 : 변경 시 공통 데이터 영역 이용하는 모든 모듈에 영향

 

ⓒ 외부 결합도(External Coupling)

- 인터페이스 : 외부 데이터(변수)의 참조

- 영향 : 참조되는 데이터 범위를 제한 가능

 

ⓓ 제어 결합도(Control Coupling)

- 인터페이스 : 제어신호, 제어요소(Function Code, Switch, Tag, Flag) → 다른 모듈 내부의 논리적 흐름 제어

- 영향 : 처리 절차의 노출, 처리 기능의 분리 → 권리 전도현상(하위 모듈이 상위 모듈에게 명령)

 

ⓔ 스탬프(검인) 결합도(Stamp Coupling)

- 인터페이스 : 배열 or 레코드 등

- 영향 : 포맷, 구조 변화 → 조회하는 모든 모듈에게 영향

 

ⓕ 자료 결합도(Data Coupling)

- 인터페이스 : only 자료 요소

- 수단 : 매개 변수나 인수

- 영향 : 모듈 간의 내용을 전혀 알 필요X. 다른 모듈에 영향X

 

 

 

 

3. 응집도(Cohesion)

(1) 의미

: 정보 은닉의 확장. 모듈이 독립적 기능으로 정의되어 있는 정도

- 높은 응집도 → 높은 품질

 

(2) 종류(우<논<시<절<통<순<기)

ⓐ 우연적 응집도(Coincidental Cohesion)

: 서로 관련 없는 요소로만 구성

ⓑ 논리적 응집도(Logical Cohesion)

: 유사한 성격, 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 구성

ⓒ 시간적 응집도(Temporal Cohesion)

: 특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능들

ⓓ 절차적 응집도(Procedural Cohesion)

: 다수 관련 기능들을 "순차적"으로 수행

ⓔ 통신적(교환적) 응집도(Communication Cohesion)

: 동일한 입출력으로 서로 다른 기능 수행

ⓕ 순차적 응집도(Sequentail Cohesion)

: 하나의 활동으로 나온 출력 데이터를 다음 활동의 입력 데이터로 사용

ⓖ 기능적 응집도(Functional Cohesion)

: 단일 문제와 연관된 모든 기능 요소들

 

 

 

 

4. 팬인(Fan-In) / 팬아웃(Fan-Out)
(1) 팬인(Fan-In) : 어떤 모듈을 "제어(호출)하는" 모듈의 수

(2) 팬아웃(Fan-Out) : 어떤 모듈에 의해 "제어(호출)되는" 모듈의 수

(3) 영향

- 시스템의 복잡도 파악

- 높은 팬인 : 높은 재사용성 BUT 단일 장애점 발생(중점적인 관리 및 테스트 필요)

- 높은 팬아웃 : 단순화 필요(불필요한 모듈 호출이 있을 수도)

▶ 높은 팬인, 낮은 팬아웃

팬인 : A-0 / B-1 / C-1 / D-1 / E-1 / F-2 / G-1 / J-1 / H-2/ I-1

팬아웃 : A-3 / B-2 / C-2 / D-1 / E-1 / F-1 / G-1 / H-0 / I-0 / J-0

참조 : egloos.zum.com/metashower/v/9846690

 

 

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[5. 공통 모듈]

1. 공통 모듈

: 어떤 프로그램에서 공통적으로 사용할 수 있는 모듈

(ex> 자주 사용되는 계산식, 사용자 인증 등등)

(1) 효과

- 재사용성 확보

- 중복 개발 회피

 

(2) 명세 기법

- 정확성(Correctness) : 해당 기능의 필요성을 정확하게

- 명확성(Clarity) : 중의적 해석의 방지

- 완전성(Completeness) : 구현을 위해 필요한 모든 것

- 일관성(Consistency) : 공통 기능들 간 상호 충돌 방지

- 추적성(Traceability) : 기능 요구사항의 출처, 관련 시스템 등 파악

 

 

 

2. 재사용(Reuse) 작업

: 이미 개발된 기능들의 파악 및 재구성 → 새로운 시스템/기능의 최적화

 

(1) 장점

- 비용 절약

- 개발 시간 절약

 

(2) 조건

- 사용법 : 누구나 이해, 사용할 수 있도록

- 결합도↓ 응집도↑

 

(3) 규모에 따른 분류

ⓐ 함수와 객체 : 클래스나 메소드 단위의 소스 코드

ⓑ 컴포넌트 : 하나 이상의 클래스로 작성되는 실행코드 기반의 모듈 / 수정 없이 인터페이스를 통해 통신

ⓒ 애플리케이션 : 어떤 목적을 갖고 개발된 SW / 공통된 기능들을 제공하는 애플리케이션을 공유

 

 

 

 

3. 효과적인 모듈 설계 방안

- 독립성, 재사용성 : 결합도↓ 응집도↑

- 영역 : 모듈의 제어 영역 내에서 영향 영역의 유지

**제어 영역 : 프로그램 계층 구조 내 어떤 특정 모듈이 제어하는 하위 모듈

**영향 영역 : 특정 모듈이 다른 모듈들에게 미치게 되는 영향의 범위

- 일관성 : 복잡도, 중복성은 줄이고 일관성은 높임

- 기능 : 예측 가능 BUT 지나치게 제한적X

- 유지보수의 용이성

- 크기 : 시스템의 전반적인 기능, 구조를 이해하기 쉬운 정도

- 하나의 입구, 하나의 출구

- 영향 : 전반적인 처리 논리 구조에 예기치 못한 영향 주지 않도록