[정보처리기사 필기] 애플리케이션 설계 - 020. 모듈

1. 모듈의 개요

모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들 = 서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등

• 단독으로 컴파일이 가능, 재사용 가능
• 모듈의 기능적 독립성 : 소프트웨어를 구성하는 각 모듈의 기능이 서로 독립됨을 의미하는 것, 모듈이 하나의 기능만을 수행하고 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제함으로써 이루어짐
• 독립성이 높은 모듈일수록 모듈을 수정하더라도 다른 모듈들에게는 거의 영향을 미치지 않음, 오류가 발생해도 쉽게 발견하고 해결할 수 있

2. 결합도 Coupling

• 모듈 간에 상호 의존하는 정도, 두 모듈 사이의 연관 관계
• 다양한 결합으로 모듈을 구성할 수 있음
• 결합도가 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮음
• 결합도가 강하면 시스템 구현 및 유지보수 작업이 어려움
• 결합도의 종류 : (결합도 약함) 자료 결합도 < 스탬프 결합도 < 제어 결합도 < 외부 결합도 < 공통 결합도 < 내용 결합도 (결합도 강함)
  • 자료 결합도 Data Coupling
    • 모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도
    • 어떤 모듈이 다른 모듈을 호출하면서 매개 변수나 인수로 데이터를 넘겨주고, 호출 받은 모듈은 받은 데이터에 대한 처리 결과를 다시 돌려주는 방식
    • 모듈 간의 내용을 전혀 알 필요가 없는 상태로서 한 모듈의 내용을 변경하더라도 다른 모듈에는 전혀 영향을 미치지 않는 가장 바람직한 결합도
  • 스탬프(검인) 결합도 Stamp Coupling
    • 모듈 간의 인터페이스
    • 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도
    • 두 모듈이 동일한 자료 구조를 조회하는 경우의 결합도
    • 자료 구조의 어떠한 변화, 포맷이나 구조의 변화는 그것을 조회하는 모든 모듈 및 변화되는 필드를 실제로 조회하지 않는 모듈에까지도 영향을 미치게 됨
  • 제어 결합도 Control Coupling
    • 어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호를 이용하여 통신하거나 제어 요소를 전달하는 결합도
    • 한 모듈이 다른 모듈의 상세한 처리 절차를 알고 있어 이를 통제하는 경우나 처리 기능이 두 모듈에 분리되어 설계된 경우에 발생
    • 하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호가 이동하여 하위 모듈이 상위 모듈에게 처리 명령을 내리는 권리 전도 현상이 발생
  • 외부 결합도 External Coupling
    • 어떤 모듈에서 선언한 데이터(변수)를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도
    • 참조되는 데이터의 범위를 각 모듈에서 제한할 수 있음
  • 공통 결합도 Common Coupling
    • 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도
    • 공통 데이터 영역의 내용을 조금만 변경하더라도 이를 사용하는 모든 모듈에 영향을 미치므로 모듈의 독립성을 약하게 만듦
  • 내용 결합도 Content Coupling
    • 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도
    • 한 모듈에서 다른 모듈의 내부로 제어가 이동하는 경우에도 내용 결합도에 해당

3. 응집도

• 정보 은닉 개념을 확장한 것
• 명령어나 호출문 등 모듈의 내부 요소들의 서로 관련되어 있는 정도, 모듈이 독립적인 기능으로 정의되어 있는 정도를 의미
• 다양한 기준으로 모듈을 구성할 수 있으나 응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할수록 품질이 낮음
• 응집도의 종류 : (응집도 약함) 우연적 응집도 < 논리적 응집도 < 시간적 응집도 < 절차적 응집도 < 교환적 응집도 < 순차적 응집도 < 기능적 응집도 (응집도 강함)
  • 우연적 응집도 Coincidental Cohesion : 모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우의 응집도
  • 논리적 응집도 Logical Cohesion : 유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우의 응집도
  • 시간적 응집도 Temporal Cohesion : 특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우의 응집도
  • 절차적 응집도 Procedural Cohesion : 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도
  • 교환(통신)적 응집도 Communication Cohesion : 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우의 응집도
  • 순차적 응집도 Sequential Cohesion : 모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력 데이터로 사용할 경우의 응집도
  • 기능적 응집도 Functional Cohesion : 모듈 내부의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우의 응집도

4. 팬인(Fan-In) / 팬아웃(Fan-Out)

• 팬인과 팬아웃을 분석하여 시스템의 복잡도를 알 수 있음
  
  • 팬인 : 어떤 모듈을 제어(호출)하는 모듈의 수를 나타냄
  • 팬아웃 : 어떤 모듈에 의해 제어(호출)되는 모듈의 수를 나타냄
• 높은 경우
  • 팬인 : 재사용 측면에서 설계가 잘 되어 있다고 볼 수 있으나, 단일 장애점이 발생할 수 있으므로 중점적인 관리 및 테스트가 필요
  • 팬아웃 : 불필요하게 다른 모듈을 호출하고 있는지를 검토, 단순화시킬 수 있는지 여부에 대한 검토가 필요
• 시스템의 복잡도 최적화 설계
  • 팬인 : 높게
  • 팬아웃 : 낮게

5. N-S 차트 Nassi-Schneiderman Chart

• 논리의 기술에 중점을 둔 모형을 이용한 표현 방법 = 박스 다이어그램, Chapin Chart
• 연속, 선택 및 다중 선택, 반복 등의 제어 논리 구조를 표현
• GOTO나 화살표를 사용하지 않음
• 조건이 복합되어 있는 곳의 처리를 시각적으로 명확히 식별하는 데 적합
• 선택과 반복 구조를 시각적으로 표현
• 이해하기 쉽고, 코드 변환이 용이
• 읽기는 쉽지만 작성하기가 어려움, 임의로 제어를 전이하는 것이 불가능
• 총체적인 구조 표현과 인터페이스를 나타내기 어려움
• 단일 입구와 단일 출구로 표현