【ソフトウェア設計手法】構造化設計【モジュール強度・結合度】

ソフトウェア設計手法には、プロセス中心アプローチで主に使われる構造化設計や、オブジェクト指向設計がある。

構造化設計とは、機能を中心にプログラムの構造を考える設計手法です。機能分割を行い、段階別詳細化をすることで段階構造を作成します。このとき、プログラムの最小単位であるモジュールにまで分割する。また、構造化プログラミングの考え方に基づいた設計手法である。構造化プログラムでは、構造化定理と呼ばれる、「一つの入り口と一つの出口を持つプログラムは、順次・選択・反復の三つの論理構造によって記述できる」という考え方により、プログラム上の手続きをいくつかの単位に分け、モジュールに分割する。

モジュール分割手法

STS (Source Transform Sink)分割

データの流れに着目する。データの入力処理（Source）、データの変換処理（Transform）、データの出力処理（Sink）の三つのモジュールに分割する。

TR (Transaction)分割

トランザクションの種類ごとに一つのモジュールにする。データの種類によってトランザクションが分かれる場合などにモジュール分割する手法。

共通機能分割

システム全体で同じような機能を洗い出し、それを共通機能としてモジュールにする方法

ジャクソン法とワー二エ法

ジャクソン法：データの構造に着目する。入力データと出力データ構造からプログラムの構造を求めるの。

ワーニエ法：　入力データのデータ構造を分析し、プログラムの論理構造図（ワーニエ図）を作成する。

モジュール分割の基準

モジュール分割を行った後のモジュールは、それぞれのモジュールの独立性が高いほど良いとされている。モジュールの独立性を高めることで、あるモジュールを変更しても他の影響が最小限にとどまるために、保守性が上がる。また、独立したモジュールは別のソフトウェアで利用しやすくなるので、再利用性が上がる。

モジュール強度（モジュール凝集度、結束度）

モジュール強度	説明
機能的強度 （強度強い↑）	一つの機能だけを実現するモジュール
情報的強度	特定のデータを扱う複数の機能を一つのモジュールにまとめたもの
連絡的強度	モジュールの要素間で同じデータの受け渡しや参照が行われるもの。
手順的強度	順番に行う複数の機能をまとめたもの
時間的強度	時間的に連続した複数の機能をまとめたもの
論理的強度	論理的に関連のある複数の機能をまとまたもの
暗号的強度 （強度弱い↓）	関係のない複数の機能をまとめたもの

モジュール結合度

モジュール同士の関連性の強さを示す概念です。モジュール同士の結合度合いが強ければ、関連するモジュールに変更があった場合の影響は大きく、反対に結合度が弱ければ影響を受けにくくなります。独立性と保守性の観点から、モジュール分割の際にはモジュール結合度が低くなるように設計することが望まれます。

モジュール結合	説明
データ結合 （結合度弱い↑）	単一データの変数を引数として受け渡すもの
スタンプ結合	データ構造（構造体、レコードなど）を引数として受け渡すもの
制御結合	制御情報を引数として与えるもの
外部結合	単一データの変数をグローバル変数として宣言し、参照するもの
共通結合	データ構造をグローバル変数として宣言して、参照するもの
内容結合 （結合度強い↓）	ほかのモジュールの内部を直接参照しているもの