1과목 소프트웨어 설계 애플리케이션 설계 025 ~ 028

025. 모듈

: 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들. (=서브루틴, 서브시스템, 소프트웨어 내의 프로그램, 작업단위 등)

- 단독 컴파일 가능/ 재사용 가능

- 모듈의 독립성 => 결합도와 응집도에 의해 측정됨.

- 독립성을 높이려면 모듈의 결합도는 약하게/ 응집도는 강하게 / 모듈의 크기는 작게 만들어야 함!

 

1) 결합도 (Coupling)

: 모듈 간에 상호 의존하는 정도/ 두 모듈 사이의 연관 관계

- 결합도가 약할수록 품질 높음.

- 강할수록 시스템 구현 및 유지보수 작업이 어려움.

결합도 약함
자료 결합도 (Data Coupling)	- 모듈 간의 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때의 결합도.
스탬프 결합도 (Stamp Coupling)	- 모듈 간의 인터페이스로 배열/레코드 등의 자료구조가 전달될 때의 결합도.
제어 결합도 (Control Coupling)	- 어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적인 흐름을 제어하기 위해 제어 신호를 이용하여 통신하거나 제어 요소를 전달하는 결합도
외부 결합도 (External Coupling)	- 어떤 모듈에서 선언한 데이터를 > 외부 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도
공통 결합도 (Common Coupling)	- 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도
내용 결합도 (Content Coupling)	- 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도
결합도 강함	강 -> 약 암기 : 내공은 외제 쓰(스)자

 

 

2) 응집도 (Cohesion)

: 정보 은닉 개념을 확장한 것. 명령어나 호출문 등 모듈의 내부 요소들의 서로 관련되어 있는 정도.

- 응집도가 강할수록 품질이 높음.

응집도 강함
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 정도의 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
결합도 강함

 

**팬인/ 팬아웃

- 팬인 : 어떤 모듈을 제어(호출)하는 모듈의 수

- 팬아웃 : 어떤 모듈에 의해 제어(호출)되는 모듈의 수.

- 팬인/팬아웃을 분석하여 시스템의 복잡도를 알 수 있음.

- 팬인이 높게/ 팬아웃은 낮게 설계.

 

** N-S 차트 (Nassi-Schneiderman Chart)

: 논리의 기술에 중점을 둔 도형을 이용한 표현 방법.

- 연속, 선택 및 다중 선택, 반복 등의 제어 논리 구조 표현.

- GOTO나 화살표 사용 X

- 조건이 복합되어 있는 곳의 처리를 시각적으로 명확히 식별하는데 적합.

- 선택과 반복 구조를 시각적으로 표현

- 이해하기 쉬복, 코드 변환이 용이

- 읽기는 쉽지만 작성하기 어려움. 임의로 제어를 전이하는 것이 불가능.

- 총체적인 구조표현과 인터페이스를 나타내기 어려움.

- 단일 입구와 단일 출구로 표현.

 

026. 공통 모듈

: 여러 프로그램에서 공통적으로 사용할 수 있는 모듈.

ex. 자주 사용되는 계산식/ 매번 필요한 사용자 인증 같은 기능

- 모듈의 재사용성 확보/ 중복 개발 회피를 위해 설계 과정에서 공통 부분을 식별/ 명세 작성한다.

 

- 명세 기법

1) 정확성 : 해당 기능이 필요하다는 걸 알 수 있도록 정확히 작성

2) 명확성 : 중의적 X

3) 완전성 : 필요한 모든 것

4) 일관성 : 상호 충돌 발생 X

5) 추적성 : 관계 파악 가능

 

- 재사용

: 비용가 개발시간 절약 위해 이미 개발된 기능을 파악하고 재구성하여 새로운 시스템/기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화시키는 작업.

- 재사용 규모에 따른 분류

• 함수와 객체
• 컴포넌트
• 애플리케이션 

 

- 효과적인 모듈 설계 방안

• 결합도 줄이고 응집도 높이기 > 모듈의 독립성/재사용성
• 모듈의 제어영역 안에서 그 모듈의 영향 영역 유지 (제어영역 : 계층구조 내에서 어떤 특정 모듈이 제어하는 하위 영역/ 영향 영역 : 특정 모듈이 다른 모듈에 미치는 영향의 범위)
• 복잡도/중복성 줄이기, 일관성 유지
• 모듈 기능은 예측 가능해야 함 
• 유지보수가 용이해야함
• 모듈 크기는 시스템 전반적인 기능과 구조를 이해하기 쉬운 크기로 분해.
• 하나의 입구/ 하나의 출구

 

- 027. 코드

: 컴퓨터를 이용하여 자료를 처리하는 과정에서 분류, 조합 및 집계를 용이하게 하고 특정 자료의 추출을 쉽게 하기 위해서 사용하는 기호.

ex) 주민등록번호, 학번, 전화번호 등

 

- 기능

1) 식별 기능 : 데이터 간의 성격에 따라 구분 가능

2) 분류 기능 : 데이터 그룹화 가능

3) 배열 기능 : 의미 부여하여 나열 가능

4) 표준화 기능 : 다양한 데이터를 기준에 맞추어 표현

5) 간소화 기능 : 복잡한 데이터 간소화 가능

 

- 코드의 종류

1) 순차 코드 (Sequence) : 순서 기준에 따라 차례로 일련번호 부여

2) 블록 코드 (Block) : 코드화 대상항목 중 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분. 블록 내에서 일련번호 부여

3) 10진 코드 (Decimal) : 코드화 대상항목을 0~9까지 10진분할/ 다시 각각에 대하여 10진 분할

4) 그룹 분류 코드 (Group Classification) : 코드화 대상 항목을 일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 구분/ 각 그룹 안에서 일련번호 부여

5) 연상 코드 (Mnemonic) : 코드화 대상항목의 명칭, 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드 부여

6) 표의 숫자 코드 (Significant Digit) : 코드화 대상 항목의 성질 등 물리적 수치를 그대로 코드에 적용

7) 합성 코드 (Combined) : 필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법.

 

- 코드부여 체계 

: 이름만으로 개체의 용도와 적용 범위를 알 수 있도록 코드를 부여하는 방식.

 

028. 디자인 패턴

:  각 모듈의 세분화된 역할이나 모듈들 간의 인터페이스와 같은 코드를 작성하는 수준의 세부적인 구현 방안을 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제. 

cf) 아키텍처 패턴은 건물의 윤곽을 잡는 가이드라인을 제시했다면, 디자인 패턴은 그보다 더 세밀한 부분인 건물의 각 방들을 인테리어 하는 과정.

 

- 장점 : 범용적인 코딩 스타일로 구조파악 용이/ 객체지향 설계 구현의 생산성 높임/ 검증된 구조의 재사용으로 개발시간과 비용이 절약/ 개발자 간의 원활한 의사소통 가능 / 설계 변경 요청에 대한 유연한 대처 가능.

- 단점 : 초기 투자 비용이 부담/ 객체지향 아닌 다른 기반 애플리케이션 개발에는 적합X

 

1) 생성 패턴

: 객체의 생성과 관련된 패턴.

 

- 추상 팩토리 : 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관/의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현.

>> 서로 다른 부품을 조립만 하는 조립공장..

- 빌더 : 작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체 생성

>> 건축가가 블록 조립하는 모습

- 팩토리 메서드 : 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴. (상위 클래스에서 인터페이스만 정의, 실제 생성은 서브 클래스가 담당)

>> 부품부터 완성품까지 통째로 찍어내는 공장..

- 프로토타입 : 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체 생성

>> 원형을 두고 복제품을 만드는 것

- 싱글톤 : 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조가능/ 여러 프로세스에서 동시에 참조할 수는 없다.

>> 식당에서 누구나 사용할 수 있지만 하나뿐인 정수기.

 

2) 구조 패턴

: 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만들 수 있게 해주는 패턴. (구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽게 도와줌.) 

 

- 어댑터 : 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴. 

>> 전압을 맞춰주는 변압기

- 브리지 : 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴. (기능과 구현을 별도 클래스로 구현)

>> 두 섬을 연결하는 다리

- 컴포지트 : 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴. 

>> 폴더와 파일을 합성한 것

- 데코레이터 : 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴. (임의의 객체에 부가적인 기능 추가를 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식)

>> 온갖 것으로 장식된 눈사람

- 퍼싸드 : 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴.

>> 외부(Facade)의 리모컨 버튼만으로 복잡한 명령들을 간편하게 수행하는 것

- 플라이웨이트 : 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고, 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴

>> 부담을 가볍게 하기 위해 물품을 공유하는 것

- 프록시 : 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴.

>> 내가 하기 어려운 법률업무를 대리해서 처리해주는 변호사

 

3) 행위 패턴

: 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴.

 

- 책임 연쇄 : 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴

>> 위에서 쏟아지는 여러 물받이가 연속해서 나눠받는 물레방아

- 커맨드 : 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴

>> 각종 명령어를 하나로 합쳐둔 것.

- 인터프리터 : 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴.

>> 언어 번역가

- 반복자 : 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴.

>> 음악파일의 다음곡 재생처럼 같은 명령의 반복

- 중재자 : 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴.

>> 물품 매매를 중개해주는 인터넷 사이트

- 메멘토 : 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴.

>> 기억 속의 그 때로 돌아가는 것.

- 옵서버 : 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴. 

>> 변화를 지켜보고 알려주는 것.

- 상태 : 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴.

>> 환자의 상태에 따라 치료방법이 다른 것.

- 전략 : 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴.

>> 여러 전략들을 A,B,C 등으로 정하고 필요할 때 원하는 전략을 선택하여 쓰는 것.

- 템플릿 메서드 : 상위 클래스에서 골격을 정의하고, > 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴.

>> 세모/네모/동그라미를 그리는 방법들을 도형이라는 하나의 큰 틀로 묶는 것.

- 방문자 : 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성.

>> 책을 만들기 위해 저자/편집자/홍보팀을 번갈아가며 방문하는 것.