[소프트웨어공학] 모듈, 결합도와 응집도- 좋은 소프트웨어 설계의 시작

[소프트웨어공학] 모듈, 결합도와 응집도- 좋은 소프트웨어 설계의 시작

1. 모듈과 모듈화

먼저 모듈화란 소프트웨어를 각 기능별로 나누는 것을 의미한다.

그리고 그 결과로 각 기능별로 분할된 것을 모듈이라고 한다.

 

2. 모듈에게 중요한 것은 바로, 독립성!

좋은 모듈화는 용도에 맞게 잘 구분된 기능을 가진 독립적인 모듈로 나누는 것이다.

모듈의 독립성을 판단하는 것은 결합도와 응집도가 있다.

 

💡 결합도란?

 

모듈과 모듈간의 상호 의존도!

💡 응집도란?

 

모듈 내부의 기능적인 집중도!

 

개별 모듈은 독립적으로 자신에게 주어진 기능만을 수행하고 명확한 결과값을 내 놓아야 하고 👉모듈 내부의 높은 응집도

다른 모듈에 의존성이 높아선 안된다. 👉모듈 간의 낮은 결합도

 

따라서, 

응집도는 높을 수록, 결합도는 낮을 수록 

이상적인 모듈화라는 것이다.

 

물론 결합도가 극단적으로 낮고 응집도가 극단적으로 높다고 다 좋은건 아니다.

데이터베이스 정규화와 마찬가지로 이론적으로 이상적이라고 무조건 현실적으로 적합한건 아니기 때문에

설계하는 소프트웨어의 상황에 맞게 적절히 조정하는 것이 좋은 것이다.

 

3. 결합도

💡 결합도(Coupling) :  결합도는 모듈 간에 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이의 연관 관계를 의미

 

💡 결합도의 종류 

1️⃣ 자료 결합도(Data Coupling)
  - 자료 결합도는 모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도이다.
  - 어떤 모듈이 다른 모듈을 호출하면서 매개 변수나 인수로 데이터를 넘겨주고, 호출받은 모듈은 받은 데이터에
    대한 처리 결과를 다시 돌려주는 것이다.
  - 자료 결합도는 모듈 간의 내용을 전혀 알 필요가 없는 상태로서 한 모듈의 내용을 변경하더라도 다른 모듈에는
    전혀 영향을 미치지 않는 가장 바람직한 결합도이다.

2️⃣ 스템프(검인) 결합도(Stamp Coupling)
  - 스탬프 결합도는 모듈 간의 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도이다.
  - 두 모듈이 동일한 자료 구조를 조회하는 경우의 결합도이며 자료 구조의 어떠한 변화, 즉 포맷이나 구조의 변화는
    그것을 조회하는 모든 모듈 및 변화되는 필드를 실제로 조회하지 않는 모듈에까지도 영향을 미치게 된다.

3️⃣ 제어 결합도(Control Coupling)
  - 제어 결합도는 한 모듈에서 다른 모듈로 논리적인 흐름을 제어하는 데 사용하는 제어 요소(Function Code,
    Switch, Tag, Flag)가 전달될 때의 결합도이다.
  - 상위 모듈이 하위 모듈의 상세한 처리 절차를 알고 있어 이를 통제하는 경우나 처리 기능이 두 모듈에 분리되어
    설계된 경우에 발생한다.

4️⃣ 외부 결합도(External Coupling)
  - 외부 결합도는 어떤 모듈에서 외부로 선언한 데이터(변수)를 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도이다.
  - 참조되는 데이터의 범위를 각 모듈에서 제한할 수 있다.

5️⃣ 공통(공유) 결합도(Common Coupling)
  - 공통 결합도는 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.

6️⃣ 내용 결합도(Content Coupling)
  - 내용 결합도는 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도이다.
  - 한 모듈에서 다른 모듈의 중간으로 분기되는 경우에도 내용 결합도에 해당된다.

4. 응집도

💡 응집도(Cohesion) :  응집도는 정보 은닉 개념을 확장한 것으로 모듈 안의 요소들이 서로 관련되어 있는 정도

💡 응집도의 종류

1️⃣ 기능적 응집도(Functional Cohesion)
  - 모듈 내부의 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우의 응집도

2️⃣ 순차적 응집도(Sequential Cohesion)
  -  모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력 데이터로 사용할 경우의 응집도

3️⃣ 교환(통신)적 응집도(Communication Cohesion)
  - 동일한 입력과 출력을 사용하여 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우의 응집도

4️⃣ 절차적 응집도(Procedural Cohesion)
  - 모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도

5️⃣ 시간적 응집도(Temporal Cohesion)
  - 특정 시간에 처리되는 몇 개의 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우의 응집도

6️⃣ 논리적 응집도(Logical Cohesion)
  - 유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우의 응집도

7️⃣ 우연적 응집도(Coincidental Cohesion)
  - 모듈 내부의 각 구성 요소들이 서로 관련없는 요소로만 구성된 경우의 응집도

 

5. 마지막으로

결합도가 높은 클래스의 문제점

• 연관된 다른 클래스가 변경되면 더불어 변경이 필요

• 다른 프로그램에서 클래스 재사용 어려움

• 수정하려는 클래스를 이해하기 위해 연관된 클래스를 함께 이해해야 함

 응집도가 낮은 클래스의 문제점

• 코드를 이해하기 어려움

• 유지보수가 어려움

• 다른 클래스의 변화에 민감