모듈(Module)에 대한 개념 및 설계 원리
1. 모듈의 개념
- 모듈은 하나의 소프트웨어에서 독립적으로 동작할 수 있는 기능 단위를 의미합니다.
- 모듈화는 소프트웨어 성능을 향상시키기 위해 시스템의 기능을 모듈 단위로 분리하는 작업입니다.
- 하나의 기능을 하나의 모듈로 만들어 독립적인 부품처럼 관리합니다.
- 모듈 간의 독립성은 결합도(Coupling)와 응집도(Cohesion)에 따라 평가됩니다.
2. 결합도(Coupling)
- 결합도는 모듈 간의 의존 관계를 나타내며, 결합도가 낮을수록 품질이 좋은 소프트웨어입니다.
- 결합도는 약할수록 독립성이 높아지고, 강할수록 모듈 간에 서로 의존성이 커져 유지보수가 어렵습니다.
① 결합도의 종류 (강한 순서)
| 순서 | 결합도 종류 | 설명 |
|---|---|---|
| 1 (가장 강함) | 내용 결합도 | 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능이나 데이터를 직접 참조하거나 수정하는 경우입니다. |
| 2 | 공통 결합도 | 여러 모듈이 공통 데이터 영역을 공유하여 사용하는 경우입니다. |
| 3 | 외부 결합도 | 한 모듈이 외부 변수를 선언하고, 다른 모듈이 해당 변수를 참조하는 경우입니다. |
| 4 | 제어 결합도 | 한 모듈이 다른 모듈의 논리적 흐름을 제어하기 위해 신호나 데이터를 전달하는 경우입니다. |
| 5 | 스탬프 결합도 | 여러 모듈이 같은 자료 구조(배열, 레코드)를 사용하지만 내부 요소들에 서로 의존하지 않는 경우입니다. |
| 6 (가장 약함) | 자료 결합도 | 모듈 간에 필요한 자료 요소만 전달하는 경우로, 가장 낮은 결합도를 가지며 품질이 좋습니다. |
3. 응집도(Cohesion)
- 응집도는 모듈 내부의 요소들이 얼마나 밀접하게 관련되어 있는지를 나타냅니다.
- 응집도가 강할수록 모듈이 하나의 기능에 집중하므로 품질이 높아집니다.
- 응집도가 약할수록 모듈이 여러 기능을 섞어 처리하므로 유지보수가 어렵습니다.
① 응집도의 종류 (약한 순서)
| 순서 | 응집도 종류 | 설명 |
|---|---|---|
| 1 (가장 약함) | 우연적 응집도 | 서로 관련 없는 요소들로 구성된 경우입니다. |
| 2 | 논리적 응집도 | 유사한 기능들을 한 모듈에 모아둔 경우입니다. |
| 3 | 시간적 응집도 | 특정 시간에 실행되는 기능들이 모여 있는 경우입니다. |
| 4 | 절차적 응집도 | 기능들이 순서대로 수행되지만 서로 밀접한 관련이 없는 경우입니다. |
| 5 | 통신적 응집도 | 동일한 입력/출력 데이터를 사용하지만 서로 다른 기능을 수행하는 경우입니다. |
| 6 | 순차적 응집도 | 한 기능의 출력 데이터가 다음 기능의 입력 데이터로 사용되는 경우입니다. |
| 7 (가장 강함) | 기능적 응집도 | 모듈 내부의 모든 요소가 단일 문제를 해결하기 위해 밀접하게 연관된 경우입니다. |
4. 팬인(Fan-in)과 팬아웃(Fan-out)
- 팬인(Fan-in): 특정 모듈을 제어하는 다른 모듈들의 개수를 의미합니다.
- 팬아웃(Fan-out): 특정 모듈이 제어하는 다른 모듈들의 개수를 의미합니다.
- 팬인이 높으면, 시스템 설계가 잘된 것으로 볼 수 있으나, 장애 발생 시 시스템 전체에 영향을 줄 수 있습니다.
예시
- 모듈 A가 다른 모듈 B와 C를 제어하면, A의 팬아웃은 2입니다.
- 반대로 B와 C가 A를 참조하면, A의 팬인은 2입니다.
5. NS 차트 (Nassi-Shneiderman Chart)
- NS 차트는 모듈 내의 논리적 흐름을 도형으로 표현한 기법입니다.
- 순차적, 선택적, 반복적 제어 구조를 시각적으로 나타내며, Go To문 등의 사용을 지양합니다.
- 다른 이름: 박스 다이어그램(Box Diagram), 체핀 차트(Chapin Chart)
6. 결합도와 응집도 정리
- 결합도는 약할수록 품질이 높고, 응집도는 강할수록 품질이 높습니다.
- 결합도와 응집도의 종류와 특징을 정확히 이해하고, 시험 문제에 대비하세요.
- 주요 설계 원칙들을 정리해 두면 실무에서도 활용할 수 있습니다.
이처럼 모듈화는 소프트웨어의 유지보수와 성능 향상에 필수적인 개념입니다. 시험 대비를 위해 결합도와 응집도의 순서와 예시를 반복 학습하는 것이 중요합니다. 특징과 정의를 명확히 파악하세요!
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