정보처리기사 실기 4장. 서버 프로그램 구현_3
4-6. 모듈
• 모듈 (Module)
모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능
‣ 서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업 단위 등을 의미
- 모듈의 독립성
모듈이 하나의 기능만을 수행
‣ 다른 모듈과의 과도한 상호작용을 배제
‣ 모듈의 독립성은 결합도와 응집도에 의해 측정
‣ 모듈의 독립성 ↑ = 결합도 ↓, 응집도 ↑, 크기 ↓
• 결합도 (Coupling)
모듈 간에 상호 의존하는 정도
‣ 두 모듈 사이의 연관 관계
‣ 결합도가 약할수록 품질이 높고, 강할수록 품질이 낮음
- 결합도의 종류
| 내용 결합도 (Content Coupling) |
한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도 |
| 공통(공유) 결합도 (Common Coupling) |
공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도 파라미터가 아닌 모듈 밖에 선언된 전역 변수를 사용하여 전역 변수를 갱신하는 방식으로 상호작용 |
| 외부 결합도 (External Coupling) |
어떤 모듈에서 선언한 데이터(변수)를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도 |
| 제어 결합도 (Control Coupling) |
어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호나 제어 요소를 전달하는 결합도 권리 전도 현상 발생 |
| 스탬프(검인) 결합도 (Stamp Coupling) |
모듈 간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도 |
| 자료 결합도 (Data Coupling) |
모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도 |
✓ 권리전도 현상
하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호가 이동하여 하위 모듈이 상위 모듈에게 처리 명령을 내림
• 응집도 (Cohesion)
모듈의 내부 요소들이 서로 관련되어 있는 정도
‣ 응집도가 강할수록 품질이 높고, 약할수록 품질이 낮음
- 응집도의 종류
| 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 모인 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 관련 없는 요소로만 구성된 경우의 응집도 |
• 팬인 (Fan-In) / 팬아웃 (Fan-Out)
시스템의 복잡도를 알 수 있는 모듈의 관계
| 팬인 (Fan-In) | 어떤 모듈을 제어하는 모듈의 수 | 모듈에 들어오는 방향 |
| 팬 아웃 (Fan-Out) | 어떤 모듈에 의해 제어되는 모듈의 수 | 모듈에서 나가는 방향 |
‣ 팬인이 높은 경우, 재사용 측면에서 설계가 잘 되어 있으나, 단일 장애점이 발생할 수 있어 중점 관리 및 테스트가 필요
‣ 시스템의 복잡도 최적화 = 팬인 ↑, 팬아웃↓
• N-S 차트 (Nassi-Schneiderman Chart)
논리의 기술에 중점을 두고 도형을 이용해 표현하는 방법
‣ 박스 다이어그램, Chapin Chart라고도 함
‣ GOTO나 화살표를 사용하지 않음
‣ 연속, 선택 및 다중 선택, 반복 → 3가지 제어 논리 구조로 표현
4-7. 단위 모듈
• 단위 모듈 (Unit Module)
한 가지 동작을 수행하는 기능을 모듈로 구현한 것
‣ 독립적인 컴파일이 가능하며, 다른 모듈에 호출되거나 삽입 가능
‣ 단위 기능 : 단위 모듈로 구현되는 하나의 기능
- 단위 모듈의 구현 과정
| 단위 기능 명세서 작성 | 기능 및 코드 명세서나 설계 지침과 같은 단위 기능을 명세화 하는 단계 |
| ↓ | |
| 입출력 기능 구현 | 입출력 기능을 위한 알고리즘 및 데이터를 구현하는 단계 |
| ↓ | |
| 알고리즘 구현 | 단위 기능별로 모듈을 구현하는 단계 |
• IPC (Inter-Process Communication)
모듈 간 통신 방식을 구현하기 위해 사용되는 대표적인 프로그래밍 인터페이스 집합
- IPC의 대표 메소드
| Shared Memory | 공유 가능한 메모리를 구성하여 다수의 프로세스가 통신하는 방식 |
| Socket | 네트워크 소켓을 이용하여 네트워크를 경유하는 프로세스간에 통신하는 방식 |
| Semaphores | 공유 자원에 대한 접근 제어를 통해 통신하는 방식 |
| Pipes & named Pipes | 선입 선출 형태로 구성된 메모리를 여러 프로세스가 공유하여 통신하는 방식 Pipe는 하나의 프로세스가 이용 중이라면 다른 프로세스는 접근 불가 |
| Message Queueing | 메시지가 발생하면 이를 전달하는 방식으로 통신하는 방식 |
• 단위 모듈 테스트
모듈이 정해진 기능을 정확히 수행하는지 검증하는 것
‣ 단위 모듈 테스트의 기준은 단위 모듈에 대한 코드이므로 시스템 수준의 오류는 잡아낼 수 없음
‣ 단위 테스트 (Unit Test)
• 테스트 케이스 (Test Case)
소프트웨어가 사용자의 요구사항을 정확하게 준수했는지를 확인하기 위한 테스트 항목에 대한 명세서
‣ 모듈에 입력될 수 있는 여러 값들과 예상 결과들을 나열하여 목록을 만드는 과정
‣ 검증의 누락, 불필요한 검증의 반복에 따른 인력과 시간 낭비를 방지
- ISO/IEC/IEEE 29119-3 표준에 따른 테스트 케이스의 구성 요소
| 식별자 (Identifier) |
항목 식별자, 일련 번호 |
| 테스트 항목 (Test Item) |
테스트 대상 (모듈 또는 기능) |
| 입력 명세 (Input Specification) |
입력 데이터 또는 테스트 조건 |
| 출력 명세 (Output Specification) |
테스트 케이스 수행 시 예상되는 출력 결과 |
| 환경 설정 (Environmental Needs) |
필요한 하드웨어나 소프트웨어의 환경 |
| 특수 절차 요구 (Special Procedure Requirement) |
테스트 케이스 수행 시 특별히 요구되는 절차 |
| 의존성 기술 (Inter-case Dependencies) |
테스트 케이스 간의 의존성 |
4-8. 공통 모듈
• 공통 모듈
여러 프로그램에서 공통으로 사용할 수 있는 모듈
‣ 해당 기능을 명확히 이해할 수 있도록 명세 기법 준수
‣ 자주 사용되는 계산식, 사용자 인증 등
- 공통 모듈 명세 기법의 종류
| 정확성 (Correctness) |
시스템 구현 시 해당 기능이 필요하다는 것을 알 수 있도록 정확히 작성 |
| 명확성 (Clarity) |
해당 기능을 이해할 때 중의적으로 해석되지 않도록 명확하게 작성 |
| 완전성 (Completeness) |
시스템 구현을 위해 필요한 모든 것들을 기술 |
| 일관성 (Consistency) |
공통 기능들 간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성 |
| 추적성 (Traceability) |
기능에 대한 요구사항의 출처, 관련 시스템 등 관계를 파악할 수 있도록 작성 |
• 재사용 (Reuse)
이미 개발된 기능들을 새로운 시스템이나 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화하는 작업
‣ 새로 개발하는 데 필요한 비용과 시간 절약 가능
‣ 누구나 이해할 수 있고, 사용이 가능하도록 사용법 공개
- 재사용 규모에 따른 분류
| 함수와 객체 | 클래스나 메소드 단위의 소스 코드를 재사용 |
| 컴포넌트 | 컴포넌트 자체에 대한 수정 없이 인터페이스를 통해 통신하는 방식으로 재사용 |
| 애플리케이션 | 공통된 기능들을 제공하는 애플리케이션을 공유하는 방식으로 재사용 |
✓ 컴포넌트 : 하나 이상의 클래스로 작성되는 실행코드 기반의 모듈
✓ 애플리케이션 : 어떠한 목적을 갖고 개발된 소프트웨어
• 효과적인 모듈 설계 방안
1. 결합도는 줄이고 응집도는 높여서 모듈의 독립성과 재사용성을 높인다.
2. 복잡도와 중복성을 줄이고 일관성을 유지시킨다.
3. 모듈의 기능은 예측이 가능해야 하며, 지나치게 제한적이어서는 안된다.
4. 모듈 크기는 시스템의 전반적인 기능과 구조를 이해하기 쉬운 크기로 분해한다.
5. 효과적인 제어를 위해 모듈 간의 계층적 관계를 정의하는 자료가 제시되어야 한다.