모듈

모듈은 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들로, 서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등과 같은 의미로 사용됩니다.

 

특징: 1) 모듈은 단독으로 컴파일이 가능하며, 재사용 할 수 있어야 합니다. 2) 모듈은 기능적으로 독립되어야 하고, 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제해야 합니다.  3) 독립성을 높이기 위해서는 결합도는 약하게, 응집도는 강하게, 모듈의 크기는 작게 만들어야 합니다.

 

1. 결합도

결합도는 모듈간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관 관계를 의미합니다.

다양한 결합으로 모듈을 구성할 수 있으나 결합도가 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮습니다. 결합도가 강하면 시스템 구현 및 유지보수 작업이 어렵습니다.

 

1) 자료 결합도

모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도로, 모듈 간의 내용을 전혀 알 필요가 없는 상태로서 한 모듈의 내용을 변경하더라도 다른 모듈에는 전혀 영향을 미치지 않는 가장 바람직한 결합도 입니다.

 

2) 스탬프(검인) 결합도

모듈 간의 인터페이스로 자료 구조가 전달될 때의 결합도로, 두 모듈이 동일한 자료 구조를 조회하는 경우의 결합도입니다. 

 

3) 제어 결합도

어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호를 이용하여 통신하거나 제어 요소를 전달하는 결합도 입니다.

 

4) 외부 결합도

어떤 모듈에서 선언한 데이터를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도 입니다.

 

5) 공통 결합도

공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도입니다. 공통 데이터 영역의 내용을 조금만 변경해도 이를 사용하는 모든 모듈에 영향을 미치므로 모듈의 독립성을 약하게 만듭니다.

 

6) 내용 결합도

한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 소중할 때의 결합도입니다. 한 모듈에서 다른 모듈의 내부로 제어가 이동하는 경우에는 내용 결합도에 해당됩니다.

 

 

2. 응집도

응집도는 모듈이 독립적인 기능으로 정의되어 있는 정도를 의미합니다. 다양한 기준으로 모듈을 구성할 수 있으나, 응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할수록 품질이 낮습니다.

 

1) 기능적 응집도

모듈 내부의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우 입니다.

 

2) 순차적 응집도

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

 

3) 교환적 응집도

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

 

4) 절차적 응집도

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

 

5) 시간적 응집도

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

 

6) 논리적 응집도

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

 

7) 우연적 응집도

모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우의 응집도입니다.

 

 

팬인(Fan-In)/팬아웃(Fan-out)

팬인은 어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수를 나타냅니다. 이를 이용하면 시스템의 복잡도를 알 수 있습니다. 팬인이 높다는 것은 재사용 측면에서 설계가 잘 되어 있다고 볼 수 있지만, 단일 장애점이 발생할 수 있으므로 관리 및 테스트가 필요합니다. 팬아웃이 높은 경우 불필요하게 다른 모듈을 호출하는지 검토하고 단순화시킬 수 있는지 확인해야 합니다. 시스템의 복잡도를 최적화하려면 팬인은 높게, 팬아웃은 낮게 설계해야 합니다.

출처:https://zato.io/en/blog/patterns-fan-out-fan-in.html

 

 

공통 모듈

- 공통 모듈은 정확성, 명확성, 완전성, 일관성, 추적성의 명세 기법을 준수해야 합니다.

- 재사용하기 위해서는 누구나 이해할 수 있고 사용이 가능하도록 사용법을 공개해야 합니다. 재사용 규모에 따라, 함수와 객체, 컴포넌트, 애플리케이션으로 나뉩니다.

- 효과적인 모듈 설계 방안으로는 1) 결합도는 줄이고 응집도는 높여 독립성과 재사용성을 높이고, 2) 모듈의 제어 영역 안에서 그 모듈의 영향 영역을 유지, 3) 복잡도와 중복성을 줄이고 일관성을 유지, 4) 시스템의 전반적인 기능과 구조를 이해하기 쉬운 크기로 분해 등이 있습니다.

 

 

 

이미지 출처 : https://www.geeksforgeeks.org/software-engineering-coupling-and-cohesion/