TIL#139 애플리케이션 설계(3)

모듈(Module)

개요

모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들이다. 서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등과 같은 의미로 사용된다.
❗️ 모듈화 : 소프트웨어 성능 향상이나 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등이 용이하도록 시스템의 기능들을 모듈 단위로 분해하는 것

• 단독으로 컴파일, 재사용 가능
• 하나의 기능만을 수행하고 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제함으로써 이루어짐
• 독립성이 높은 모듈일수록 수정하더라도 다른 모듈들에게는 거의 영향을 미치지 않고, 오류가 발생해도 쉽게 발견하고 해결 가능
• 독립성은 결합도(Coupling)와 응집도(Cohesion)에 의해 측정
• 독립성을 높이려면 결합도는 약하게, 응집도는 강하게, 모듈의 크기는 작게 만들어야 함

결합도(Coupling)

모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 간의 연관관계를 의미

• 결합도가 약할수록 품질이 높고 강할수록 품질이 낮음

• 결합도가 강하면 시스템 구현 및 유지보수 작업이 어려움

  자료 결합도 < 스탬프 결합도 < 제어 결합도 < 외부 결합도 < 공통 결합도 < 내용 결합도

• 자료 결합도(Data Coupling)

  • 모듈간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도
  • 한 모듈이 다른 모듈을 호출하면서 매개변수나 인수로 데이터를 넘겨주고 호출받은 모듈은 받은 데이터에 대한 처리결과를 다시 돌려주는 방식
  • 모듈 간의 내용을 전혀 알 필요가 없는 상태
  • 한 모듈의 내용을 변경하더라도 다른 모듈에는 전혀 영향을 미치지 않는 가장 바람직한 결합도

• 스탬프 결합도(Stamp Coupling)

  • 모듈간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료구조가 전달될 때의 결합도
  • 두 모듈이 동일한 자료구조를 조회하는 경우의 결합도
  • 자료구조의 포맷이나 구조의 변화는 그것을 조회하는 모든 모듈 및 변화되는 필드를 실제로 조회하지 않는 모듈에까지 영향을 미침

• 제어 결합도(Control Coupling)

  • 어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해서 신호를 이용하여 통신하거나 제어요소를 전달하는 결합도
  • 한 모듈이 다른 모듈의 상세한 처리 절차를 알고 있어 이를 통제하는 경우나 처리기능이 두 모듈에 분리되어 설계된 경우에 발생
  • 하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호가 이동하여 하위 모듈이 상위 모듈에게 처리 명령을 내리는 권리 전도현상이 발생하게 됨

• 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(공유) 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 만듬

• 내용 결합도(Content Coupling)

  • 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도
  • 한 모듈에서 다른 모듈의 내부로 제어가 이동하는 경우에도 내용 결합도에 해당

응집도(Cohesion)

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

• 응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할수록 품질이 낮음

  기능적 응집도 > 순차적 응집도 > 교환적 응집도 > 절차적 응집도 > 시간적 응집도 > 논리적 응집도 > 우연적 응집도

• 기능적 응집도(Functional Cohesion)

  • 모듈 내부의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우의 응집도

• 순차적 응집도(Sequential Cohesion)

  • 모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력 데이터로 사용할 경우의 응집도

• 교환(통신)적 응집도(Communication Cohesion)

  • 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우의 응집도

• 절차적 응집도(Procedural Cohesion)

  • 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도

• 시간적 응집도(Temporal Cohesion)

  • 특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우의 응집도

• 논리적 응집도(Logical Cohesion)

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

• 우연적 응집도(Coincidental Cohesion)

  • 모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련없는 요소로만 구성된 경우의 응집도

팬인(Fan-In) / 팬아웃(Fan-Out)

팬인 : 어떤 모듈을 제어(호출)하는 모듈의 수
팬아웃 : 어떤 모듈에 의해 제어(호출)되는 모듈의 수

• 팬인과 팬아웃을 분석하여 시스템의 복잡도를 알 수 있음
• 팬인이 높다 -> 재사용 측면에서 설계가 잘 되어 있다고 볼수 있으나 단일 장애점이 발생할 수 있기 때문에 중점적인 관리 및 테스트가 필요
  ❗️ 단일 장애점 : 시스템의 구성 요소가 동작하지 않으면 전체 시스템이 중단되어 버리는 요소를 의미. 단일 실패점이라고도 함
• 팬아웃이 높다 -> 불필요하게 다른 모듈을 호출하고 있는지 검토, 단순화시킬 수 있는지 여부에 대한 검토 필요
• 시스템의 복잡도 최적화를 위해서는 팬인은 높게 팬아웃은 낮게 설계해야 함