소프트웨어 모듈 응집도와 결합도

응집도와 결합도 한눈에 보기

소프트웨어의 품질을 결정하는 중요한 두 가지 척도는 응집도와 결합도입니다.

• 응집도(Cohesion): 모듈 내부의 요소들의 밀접 정도를 나타냅니다. 높을수록 좋습니다.
• 결합도(Coupling): 모듈과 모듈 간의 상호 의존 정도를 나타냅니다. 낮을수록 좋습니다.

응집도 순서 외우기

응집도 7가지 유형을 낮은 것부터 높은 순서로 외우는 두음법칙입니다.

우연적 → 논리적 → 시간적 → 절차적 → 통신적 → 순차적 → 기능적

첫 글자를 따면 우논시절통순기! 이렇게 외워보세요:

"우리 논산 시절 통통한 순대 기억나?"

"우리가 논 시절 통 순수한 기억뿐"

결합도 순서 외우기

결합도 6가지 유형을 높은 것부터 낮은 순서로 외우는 두음법칙입니다.

내용 → 공통 → 외부 → 제어 → 스탬프 → 자료

첫 글자를 따면 내공외제스자! 이렇게 외워보세요:

"내공 외제차 안맞게 스있자."

모듈 응집도 (Cohesion)

응집도는 하나의 모듈이 단일 기능을 수행하기 위해 그 구성요소¹ 들이 얼마나 긴밀하게 협력하는지를 나타내는 척도입니다. 응집도가 높을수록 모듈의 독립성이 높아져 재사용과 유지보수가 용이해집니다.

응집도별 핵심 키워드

기능적 응집도 (Functional Cohesion)

• 모듈 내부의 모든 기능이 단일 목적을 수행하기 위해 구성된 경우입니다. 가장 이상적인 응집도입니다.
• 예시: 원의_넓이_계산 모듈은 반지름을 입력받아 원의 넓이를 계산하는 단 하나의 기능만 수행합니다.

순차적 응집도 (Sequential Cohesion)

• 한 기능의 출력이 다른 기능의 입력으로 사용되는 순차적인 관계를 가진 기능들을 묶은 경우입니다.
• 때문에 기능간의 의존성이 존재합니다.
• 예시: 파일_처리 모듈에서 파일_읽기() 함수의 출력(파일 내용)이 데이터_압축() 함수의 입력으로 사용되는 경우.

통신적(교환적) 응집도 (Communicational Cohesion)

• 동일한 입력 데이터를 사용하거나 동일한 출력 데이터를 생성하는 기능들을 묶은 경우입니다.
• 예시: 학생_정보_출력 모듈이 '학번'을 입력받아 해당 학생의 이름_조회(), 성적_조회(), 주소_조회() 기능을 수행하고 출력하는 경우.

절차적 응집도 (Procedural Cohesion)

• 모듈 내 기능들이 정해진 순서에 따라 실행되어야 할 때 이를 하나의 모듈로 묶은 경우입니다.
• 예시: 사용자_데이터_처리 모듈 데이터_읽기(), 데이터_유효성_검사(), 데이터_저장() 함수를 순서대로 호출하는 경우.

시간적 응집도 (Temporal Cohesion)

• 특정 시간에 함께 실행되어야 하는 기능들을 묶은 경우입니다.
• 예시: 프로그램 시작 시 함께 실행되어야 하는 초기화 코드들(변수 초기화, 환경 설정, 로그 파일 열기)을 모아놓은 initialize 모듈.

논리적 응집도 (Logical Cohesion)

• 유사한 성격을 갖거나 특정 분류에 속하는 기능들을 하나의 모듈로 묶은 경우입니다.
• 예시: 모든 종류의 입력 작업을 처리하는 모듈. 마우스, 키보드, 터치스크린 입력이 모두 한 함수 내에서 case문으로 분기 처리됩니다.

우연적 응집도 (Accidental Cohesion)

• 모듈 내부의 구성요소들이 아무런 관련이 없는 경우입니다. 가장 낮은 수준의 응집도입니다.
• 예시: Utils 모듈에 서로 관련 없는 함수들(e.g., sendEmail, calculateSum, printReport)을 모아놓은 경우.

모듈 결합도 (Coupling)

결합도는 모듈 간에 서로 얼마나 의존하는지를 나타내는 척도입니다. 결합도가 낮을수록 한 모듈의 변경이 다른 모듈에 미치는 영향이 적어져 시스템의 유지보수성과 확장성이 향상됩니다.

결합도별 핵심 키워드

내용 결합도 (Content Coupling)

• 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능이나 데이터를 직접 참조하거나 수정하는 경우입니다. 가장 높은 수준의 결합도입니다.
• 예시: A 모듈이 B 모듈의 코드 중간으로 분기하거나, B 모듈 내부의 지역 변수를 직접 사용하는 경우.

공통 결합도 (Common Coupling)

• 여러 모듈이 하나의 전역 변수나 공통 데이터 영역을 공유하여 사용하는 경우입니다.
• 예시: 여러 모듈이 GlobalConfig라는 전역 객체의 설정 값을 읽고 수정하는 경우.

외부 결합도 (External Coupling)

• 두 모듈이 외부에서 정의된 데이터 형식, 통신 프로토콜, 또는 특정 하드웨어를 공유하는 경우입니다.
• 예시: 두 모듈이 외부 파일의 특정 포맷을 공유하여 데이터를 읽고 쓰는 경우.

제어 결합도 (Control Coupling)

• 한 모듈이 다른 모듈의 동작을 제어하는 제어 신호(Flag, Switch)를 전달하는 경우입니다.
• 예시: A 모듈이 B 모듈을 호출하면서 정렬_방식 플래그를 전달하여 B 모듈이 오름차순으로 동작할지 내림차순으로 동작할지 결정하게 하는 경우.

스탬프 결합도 (Stamp Coupling)

• 두 모듈이 자료 구조(객체, 레코드 등)를 주고받지만, 그중 일부 데이터만 사용하는 경우입니다.
• 예시: 학생 객체(학번, 이름, 주소, 연락처 포함)를 주소_출력 모듈에 전달하지만, 모듈은 주소 필드만 사용하는 경우.

자료 결합도 (Data Coupling)

• 두 모듈이 필요한 최소한의 데이터(단순 파라미터)만을 주고받는 경우입니다. 가장 이상적인 결합도입니다.
• 예시: 덧셈 모듈이 두 개의 숫자 a와 b를 파라미터로 받아 그 합을 반환하는 경우.

Fan-in / Fan-out

응집도·결합도가 모듈 내부와 모듈 간 의존성을 보는 척도라면, Fan-in / Fan-out은 모듈 호출 관계의 방향과 개수를 세는 척도입니다. 모듈 관계 다이어그램에서 화살표가 호출 방향(상위 → 하위)을 나타낼 때 다음과 같이 정의됩니다.

Fan-in이 높은 모듈

• 여러 상위 모듈이 재사용한다는 뜻이므로 재사용성이 높습니다.
• 그만큼 변경 시 영향 범위가 넓어 관리 비용이 증가합니다.

Fan-out이 높은 모듈

• 너무 많은 하위 모듈을 호출한다는 뜻으로, 책임이 분산되지 않고 한 모듈에 몰려 있을 가능성이 큽니다.
• 따라서 Fan-out이 지나치게 높은 모듈은 단순화나 모듈 분리를 검토합니다.

계산 예시

위 다이어그램에서 모듈 F의 Fan-in과 Fan-out을 계산해 봅니다.

• Fan-in (F로 들어오는 화살표) : A → F, B → F, C → F = 3
• Fan-out (F에서 나가는 화살표) : F → G, F → H = 2

정보처리기사 실기 대비 문제