모듈의 개요

모듈은 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들이다.
서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위등과 같은 의미로 사용된다.

루틴(Routine) : 기능을 가진 명령들의 모임
메인 루틴(Main Routine) : 프로그램 실행의 큰 줄기가 되는 것
서브 루틴(Subroutine) : 메인 루틴에 의해 필요할 때마다 호출되는 루틴

• 모듈은 단독으로 컴파일이 가능하며, 재사용이 가능하다.

• 기능적 독립성은 소프트웨어를 구성하는 각 모듈의 기능이 서로 독립됨을 의미하는 것으로, 모듈이 하나의 기능만을 수행하고 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제함으로써 이루어짐

• 독립성이 높은 모듈일수록 모듈을 수정하더라도 다른 모듈들에게는 거의 영향을 미치지 않으며, 오류가 발생해도 쉽게 발견하고 해결할 수 있다.

• 모듈의 독립성은 결합도(Coupling)와 응집도(Cohesion)에 의해 측정되며, 모듈의 결합도는 약하게, 응집도는 강하게, 모듈의 크기는 작게 만들어야한다.

결합도

모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관관계를 의미한다.

• 다양한 결합으로 모듈을 구성할 수 있느나, 결합도가 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮다.

• 결합도가 강하면 시스템 구현 및 유지보수 작업이 어렵다.

• 결합도의 종류
  - 자료 결합도
  - 스탬프 결합도
  - 제어 결합도
  - 외부 결합토
  - 공통 결합도
  - 내용 결합도
  

자료 결합도 (Data Coupling)

-모듈간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도이다.
-어떤 모듈이 다른 모듈을 호출하면서 매개 변수가 인수로 데이터를 넘겨주고,
호출 받은 모듈은 받은 데이터에 대한 처리 결과를 다시 돌려주는 방식이다.
-모듈 간의 내용을 전혀 알 필요가 없는 상태로서 한 모듈의 내용을 변경하더라도 다른 모듈에는 전혀 영향을 미치지 않는 가장 바람직한 결합도이다.

스탬프(검인) 결합도(Stamp Coupling)

-모듈간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달 될 때의 결합도이다.
-두 모듈이 동일한 자료 구조를 조회하는 경우의 결합도, 자료 구조의 어떠한 변화, 즉 포맷이나 구조의 변화는 그것을 조회하는 모든 모듈 및 변화되는 필드를 실제로 조회하지 않는 모듈에게까지도 영향을 미치게 된다.

제어 결합도 (Control Coupling)

-어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호를 이용하여 통신하거나 제어 요소(Function Code , Switch, Tag, Flag)를 전달하는 결합도이다.
-한 모듈이 다른 모듈의 상세한 처리 절차를 알고 있어 이를 통제하는 경우나 처리 기능이 두 모듈에 분리 되어 설계된 경우에 발생한다.
-하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호가 이동하여 하위 모듈이 상위 모듈에게 처리 명령을 내리는 권리 전도현상이 발생하게 된다.

외부 결합도(External Coupling)

-어떤 모듈에서 선언한 데이터를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도이다.
-참조되는 데이터의 범위를 각 모듈에서 제한할 수 있다.

• 공통(공유) 결합도(Common Coupling)
  -공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도이다.
  -공통 데이터 영역의 내용을 조금만 변경하더라도 이를 사용하는 모든 모듈에 영향을 미치므로 모듈의 독립성을 약하게 만든다.

내용 결합도(Content Coupling)

-한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수강할 때의 결합도이다.
-한 모듈에서 다른 모듈의 내부로 제어가 이동하는 경우에도 내용 결합도에 해당된다.

결합도 약함 <---------------------------------------------------------->결합도 강함
자료 결합도 | 스탬프 결합도 | 제어 결합도 | 외부 결합도 | 공통 결합도 | 내용 결합

응집도(Cohesion)

정보 은닉 개념을 확장한 것으로, 명령어나 호출문 등 모듈의 내부 요소들의 서로 관련되어 있는 정도, 즉 모듈이 독립적인 기능으로 정의되어 있는 정도를 의미한다.

• 다양한 기준으로 모듈을 구성할 수 있느나, 응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할 수록 품질이 낮다.
• 응집도의 종류에는
  - 우연적 응집도
  - 논리적응집도
  - 시간적 응집도
  - 절차적 응집도
  - 교환(통신)적 응집도
  - 순차적 응집도
  가 있다.

우연적 응집도 (Coinidental Cohesion)

모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련 요소들로만 구성된 경우

논리적 응집도 (Logical Cohesion)

유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우의 응집도

시간적 응집도 (Temproal 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(통신적) 응집도 (Communication Cohesion)

동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성요소들이 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

팬인(Fan - in) / 팬아웃(Fan - out)

• 팬인은 어떤 모듈을 제어(호출)하는 모듈의 수
• 팬아웃 은 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈의 수
• 팬인과 팬아웃을 분석하여 시스템의 복잡도를 할 수 있음
• 팬인이 높다는 것은 재사용 측면에서 설계가 잘 되어 있다고 볼 수 있으나, 단일장애점이 발생할 수 있으므로 중점적인 관리 및 테스트가 필요하다.
• 팬아웃이 높은 경우 불필요하게 다른 모듈을 호출하고 있는지 검토하고, 단순화 싴리 수 있는지 여부에 대한 검토가 필요하다.
• 시스템의 복잡도를 최적화하려면 팬인은 높게, 팬아웃은 낮게 설계해야한다.