[소프트웨어 공학] DesignConcept - 1

Software Design(설계)

소프트웨어 디자인은 

• Principles
• Concepts
• Practices

위에 세 가지 요소가 좋은 퀄리티의 제품 혹은 시스템을 만드는데, 중요한 요소가 된다

 

Requirement -> Design -> Coding

 

요구사항 단계와 설계(Design) 단계는 상호 연관되어 있고, 설계 작업은 요구사항을 명확하게 해 준다

 

설계단계는 4가지로 구분된다

Fig. 1. Design Model

• 구성 요소 설계(Component - level design) : 소프트웨어 아키텍처의 구조적 요소를 소프트웨어 구성요소의 절차적 설명으로 변환한다
• 인터페이스 설계(Interface design) : 소프트웨어와 상호 운용하는 사람과 어떻게 통신할지 설명한다
• 구조 설계(Architectural design) : 소프트웨어의 주요 구조적 요소와 아키텍처 스타일 그리고 패턴 그리고 제약의 관계를 정의한다
• 데이터/클래스 설계(Data/Class design) : 클래스 모델을 설계 클래스 실현 및 이를 구현하는 데 필요한 필수 데이터 구조로 변환한다

Design concepts

• Abstraction
• Modularity
• Functional Independence
• Coupling
• Cohesion
• Object-Oriented design
• Design classes

Abstraction

Abstraction 은 복잡성을 줄이고 효율성과 퀄리티를 증가시키기 위해서 detail을 숨기는 것이다

 

Procedural absstraction은 구체적이고 제한된 기능을 갖는 일련의 명령어들을 의미한다. 절차적 추상화의 이름은 이러한 기능을 암시하지만, 구체적인 세부 사항은 억제된다

Fig. 2. open()

ex) open() --> 문까지 가서, 손잡이를 잡고, 문을 당기고, 한 발짝 물러난다

 

A data abstraction은 데이터 오브젝트를 설명하는 데이터의 집합

Fig. 3. data abstraction

Modularity

Modular design은 복잡한 시스템을 체계화하는데 도움을 줍니다

Fig. 4.

Modularity는 생산 효율성(manufacture efficiency)과 시간 단축(save time)하는데 큰 도움을 줍니다

시스템 안에 너무 많은 모듈은 모듈 통합의 복잡성을 증가시킵니다

각 모듈은 잘 정의된 추상화를 지원하고 그것이 다른 모듈들과 상호작용할 수 있는 명확한 인터페이스를 가질 필요가 있다

Coupling과 cohesion 은 modularization의 기준이 된다

Functional independence

Functional independence is achieved by developing modules with "single-minded"(한결같은) function and an "aversion"(혐오감) to excessive interaction with other modules

Independence is assessed using two qualitative criteria : coupling and cohension

 

Coupling

Coupling은 모듈 혹은 클래스가 어떻게 초점(focused)이 맞춰져 있는 지를 말합니다

두 개의 모듈이 다른 모듈의 존재 없이 완전히 기능 할 수 있으면 독립적으로 간주합니다

만약 두개의 모듈이 독립적이라면, 그것들은 별도로 해결할 수 있고(solvable), 수정할 수 있습니다(modifiable)

하지만, 시스템 안의 모든 모듈은 시스템이 원하는 동작을 위해서 서로 상호작용해야 합니다

모듈 간 연결이 많을수록 모듈 간 종속성이 높아집니다

 

• Highly coupled : 상호연결이 강한
• Loosely coupled ; 상호연결이 약한

Fig. 5. Tight coupling

Fig. 5에서 Public 이 아닌 변수 skypeID 가 Author 클래스 밖에서 언급되었다

Fig. 6. Loose coupling

Fig. 6 에서는 Author 클래스 안에 있는 getSkypeID() 메서드를 호출함으로 아이디를 가져왔다(Loose coupling)

 

Cohension(응집력)

 Cohension(응집력)은 모듈의 요소들이 서로 얼마나 밀접하게 관련되어 있는지를 나타내는 정도이다

 

Method cohension 란

 

Fig. 7. example of method cohension

위의 그림을 예시로 들었는데, 아마 파일을 열고, 쓰고, 닫는 메서드가 응집되어 나타나 있다는 것을 설명하는 것 같다

 

Class cohension

응집력이 높은 클래스는 쉽게 이해할 수 있고, 더 안정적이다

Fig. 8. class cohension example

Object-Orient Design

객체 지향 설계를 개념부터 세부까지 개발하기 위해서, 몇 가지 작업이 필요하다

• 시스템과의 context와 외부 상호 작용을 정의하고 이해하는 것
• 시스템 아키텍처를 설계하는 것
• 시스템 안에 주요 객체를 식별하는 것
• 설계 모델을 개발하는 것
• 인터페이스를 구체화하는 것

Design classes

As the design model evolves, you will define a set of design classes that refine the analysis classes by providing design detail that will enable the classes to be implemented, and implement a software infrastructure that supports the business solution.

 

Five different types of design classes

 

• User interface classes
• Business domain classes
• Process classes
• Persistent classes
• System classes

잘 구성된 디자인 클래스(Design classes)란

• Complete and sufficient : 존재하는 클래스에 대해서 합리적으로 기대할 수 있는 모든 속성과 메서드에 완전한 캡슐화(encapsulation) 여야 한다. 또한 클래스에 목적을 달성하기 위한 충분한 메서드만 포함해야 한다
• Primitiveness(원시성) :  설계 클래스와 관련된 메서드는 클래스에 대한 하나의 서비스를 수행하는 데 초점을 맞춰야 합니다 
• High cohension : 높은 응집력
• Low coupling : 낮은 연결성

디자인 모델의 요소들(Elements in design model)

• Data design elements (데이터 설게 요소)
• Architectural Design Elements (건축 설계 요소)
• Interface Design Elements (인터페이스 설계 요소)
• Component-Level Design Elements (구성 단계 설계 요소)
• Deployment-Level Design Elements (배치 단계 설계 요소)