[정보처리기사] 서버 프로그램 구현 : 모듈 구현

 

1️⃣ 모듈 구현

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(1) 재사용(Reuse)

 

1. 재사용의 개념

 

• 목표 시스템의 개발 시간 및 비용 절감을 위하여 검증된 기능을 파악하고 재구성하여 시스템에 응용하기 위한 최적화 작업
• 이미 개발되어 그 기능, 성능 및 품질을 인정받았던 소프트웨어의 전체 또는 일부분을 다시 사용하는 기법

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2. 재사용의 종류

 

구분	설명
재공학 (ReEngineering)	• 기존 소프트웨어를 버리지 않고 기능을 개선시키거나 기능을 새로운 소프트웨어로 재활용하는 소프트웨어 재사용 기법 • 재공학의 장점으로는 위험부담 감소, 비용 절감, 개발 기간 단축, 시스템 명세의 오류 억제가 있음
재개발 (ReDevelopment)	기존 시스템 내용을 참조하여 완전히 새로운 시스템을 개발, 기존 시스템에 기능을 변경/새로운 기능을 추가하는 기법

 

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(3) 모듈 구현(Module)

 

1. 모듈의 구현

 

• 그 자체로 하나의 완전한 기능을 수행할 수 있는 독립된 실체
• 모듈화를 통해 분리도니 시스템의 각 기능들로 서브 프로그램, 서브루틴, 소프트웨어 내의 단위 프로그램, 작업 단위 등과 같은 의미로 사용됨

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2. 모듈의 특징

 

• 독립성이 높은 모듈일수록 모듈 수정 시에도 다른 모듈들에는 영향을 거의 미치지 않고, 오류 발생 시에도 쉽게 해결할 수 있음
• 모듈의 독립성은 결합도와 응집도에 의해 측정되며, 독립성을 높이려면 모듈의 결합도는 약하게(낮게), 응집도는 강하게(높게), 모듈의 크기는 작게 만들어야 함

 

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3. 모듈화(Modularization)의 개념

 

• 소프트웨어의 성능을 향상시키거나 복잡한 시스템의 수정, 재사용, 유지관리 등이 용이하도록 기능 단위의 모듈로 분해하는 설계 및 구현 기법

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4. 모듈화 기법

 

기법	설명
루틴(Routine)	소프트웨어에서 특정 동작을 수행하는 일련의 코드로 기능을 가진 명령들의 모임
메인 루틴(Main Routine)	• 프로그램의 주요한 부분이며, 전체의 개략적인 동작 절차를 표시하도록 만들어진 루틴 • 메인 루틴은 서브 루틴을 호출
서브루틴(Subroutine)	메인 루틴에 의해 필요할 때마다 호출되는 루틴

 

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(3) 소프트웨어 모듈 응집도 

 

1. 응집도(Cohesion)의 개념

 

• 모듈의 독립성을 나타내는 정도로, 모듈 내부 구성요소 간 연관 정도
• 하나의 모듈은 하나의 기능을 수행할수록 응집도가 높음

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2. 응집도의 유형

 

유형	설명
기능적 응집도 (Functional Cohesion)	모듈 내부의 모든 기능이 단일한 목적을 위해 수행되는 경우의 응집도
순차적 응집도 (Sequential Cohesion)	모듈 내에서 한 활동으로부터 나온 출력값을 다른 활동이 사용할 경우의 응집도
통신적 응집도 (Communication Cohesion)	동일한 입력과 출력을 사용하여 다른 기능을 수행하는 활동들이 모여 있을 경우의 응집도
절차적 응집도 (Procedural Cohesion)	모듈이 다수의 관련 기능을 가질 때 모듈 안의 구성요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도
시간적 응집도 (Temporal Cohesion)	연관된 기능이라기보다는 특정 시간에 처리되어야 하는 활동들을 한 모듈에서 처리할 경우의 응집도
논리적 응집도 (Logical Cohesion)	유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리요소들이 한 모듈에서 처리되는 경우의 응집도
우연적 응집도 (Coincidental Cohesion)	모듈 내부의 각 구성요소가 연관이 없을 경우의 응집도

※ 통신적 응집도는 교환적 응집도라고도 부름

• 응집도가 높아질수록 품질이 좋아짐(기능 > 순차 > 통신(교환) > 절차 > 시간 > 논리 > 우연)

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(4) 소프트웨어 모듈 결합도

 

1. 결합도(Coupling)의 개념

 

• 모듈 내부가 아닌 외부의 모듈과의 연관도 또는 모듈 간의 상호의존성
• 소프트웨어 구조에서 모듈 간의 관련성을 측정하는 척도

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2. 결합도의 유형

 

유형	설명
자료 결합도 (Data coupling)	• 모듈 간의 인터페이스로 전달되는 파라미터를 통해서만 모듈 간의 상호작용이 일어나는 경우의 결합도 • 한 모듈의 내용을 변경하더라도 다른 모듈에는 영향을 미치지 않는 상태로 가장 바람직한 결합도
스탬프 결합도 (Stamp Coupling)	• 모듈 간의 인터페이스로 배열이나 객체, 구조 등이 전달되는 경우의 결합도 • 두 모듈이 동일한 자료 구조를 조회하는 경우의 결합도이며, 자료 구조의 어떠한 변화는 모든 모듈에 영향을 미치게 됨
제어 결합도 (Control Coupling)	• 어떤 모듈이 다른 모듈의 내부 논리 조직을 제어하기 위한 목적으로 제어 신호를 이용하여 통신하는 경우의 결합도 • 하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호가 이동하여 상위 모듈에게 처리 명령을 부여하는 권리 전도 현상이 발생하는 결합도
외부 결합도 (External Coupling)	• 2개의 모듈이 외부에서 도입된 데이터 포맷, 통신 프로토콜, 디바이스 인터페이스를 공유할 경우의 결합도 • 외부 모듈에서 선언한 데이터(변수)를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도
공통 결합도 (Common Coupling)	• 파라미터가 아닌 모듈 밖에 선언되어 있는 전역 변수를 참조하고 전역 변수를 갱신하는 식으로 상호작용하는 경우의 결합도 • 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도
내용 결합도 (Content Coupling)	• 다른 모듈 내부에 있는 변수나 기능을 다른 모듈에서 사용하는 경우의 결합도 • 하나의 모듈이 직접적으로 다른 모듈의 내용을 참조할 때 두 모듈은 내용적으로 결합되어 있는 경우의 결합도

• 결합도가 낮을수록 품질이 좋아짐(자료 > 스탬프 > 제어 > 외부 > 공통 > 내용)

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(5) 팬인(Fan-In) 및 팬아웃(Fan-Out)

 

1. 팬인 및 팬아웃의 개념

 

• 소프트웨어의 구성요소인 모듈을 계층적으로 분석하기 위해서 팬인(Fan-In), 팬아웃(Fan-Out)을 활용함
• 팬인과 팬아웃 분석을 통하여 시스템의 복잡도를 측정할 수 있음

구분	팬인(Fan-In)	팬아웃(Fan-Out)
개념	어떤 모듈을 제어(호출)하는 모듈의 수	어떤 모듈에 의해 제어(호출)되는 모듈의 수
모듈 숫자 계산	모듈 자신을 기준으로 모듈에 들어오면 팬인(In)	모듈 자신을 기준으로 모듈에서 나가면 팬아웃(Out)
고려사항	• 팬인이 높으면 재사용 측면에서 설계가 잘 되었지만, 단일 장애점 발생 가능 • 팬인이 높으면 관리 비용 및 테스트 비용 증가	팬아웃이 높을 경우는 불필요한 모듈 호출 여부 검토 필요하고, 단순화 여부 검토가 필요함

• 시스템 복잡도를 최적화하기 위해서는 팬인을 높게, 팬아웃은 낮게 설계해야 함

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2. 팬인(Fan-In) 및 팬아웃(Fan-Out)의 계산 방법

 

팬인 및 팬아웃 계산

팬인(Fan-In)	• 모듈 자신을 기준으로 모듈에 들어오면 팬인(In) • A : 0, B/C/D/E/G/H/I : 1, F/H : 2
팬아웃(Fan-Out)	• 모듈 자신을 기준으로 모듈에서 나가면 팬아웃(Out) • A : 3, B/C : 2, D/E/F/G : 1, H/I/J : 0

 

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2️⃣ 모듈 테스트

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(1) 모듈 테스트의 개요

 

• 모듈 테스트를 위해 IDE(Integrated Development Environment) 도구를 활용하여 개별 공통 모듈에 대한 디버깅을 수행함
• 화이트박스 기법을 활용함
• 대표적인 단위 테스트 도구인 xUnit을 활용하여 테스트 코드를 구현함

※ 화이트박스(Whitebox) 기법 : 프로그램의 로직을 이해하고, 내부 구조와 동작을 검사하는 소프트웨어 테스트 방식

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(2) 모듈 테스트의 종류

 

• xUnit은 자바(jUnit), C++(cppUnit), .Net(nUnit) 등 다양한 언어를 지원하는 단위 테스트 프레임워크
• 소프트웨어의 함수나 클래스 같은 서로 다른 구성 원소(단위)를 테스트할 수 있게 해주는 도구

종류	설명
jUnit	• 자바 프로그래밍 언어용 단위 테스트 도구 • 자바 코드에 주석을 달아 특별한 의미를 부여한 어노테이션(Annotation, '@' 기호)을 활용
CppUnit	자바의 jUnit을 C++로 구현한 단위 테스트 도구
HttpUnit	웹 브라우저 없이 웹 사이트 테스트를 수행하는 단위 테스트 도구