モジュール分割の概要
共通事項
- モジュール階層
例えば受注処理では、注文受付、在庫確認、仕入依頼、…のように小さな処理があり、さらに注文受付は顧客確認や商品確認などに分解されます。このようにモジュールは大から小へ階層化されます。
分割される側を上位モジュール、分割した側を下位モジュールといい、下位モジュールを上位モジュールの従属モジュールといいます。また、最上位モジュールから最下位モジュールまでの階層数をモジュールの深さといいます。 - モジュールの制御領域と影響領域
モジュールの制御領域とは、モジュール同士が制御しあう領域のこと。上位から下位に制御が移る(呼び出す)とき、下位は上位の制御領域になります。
モジュールの影響領域とは、あるモジュールで設定した条件によって動作が変わるモジュールを含んだ領域です。 - モジュールの粒度
モジュールの大きさを粒度、分割量といいます。大きなモジュールは、おそらくいくつかの機能をもっており、それぞれの機能の下位モジュールに分割されましょう。
粒度が小さいほど単機能になるので、再利用されることが多くなります。しかし、極端にプログラム数ステップのようになるとモジュール化した効果はなくなりますし、モジュール数が多くなり管理しにくくなるし、モジュールが深くなると、全体を把握しにくくなります。
経験的には数十ステップにするのがよいといわれていますが、ステップ数で粒度を決めるのは不適切です。 - モジュール再分割
最初から理想的なモジュール分割設計ができることは少ない。いちどモジュール分割設計を行ったりソースコードを書いたら，レビューを行って改善を図ることが必要です。
また、システムの適用範囲を拡大したとき、共通機能が見つかることが多くあります。それをモジュールにすることにより、再利用ができます。
このようにモジュール分割を見直すことをモジュール再分割といいます。 - モジュールとサブルーチン
モジュールをプログラムとして実装したのがサブルーチンです。副プログラム、関数、クラス、オブジェクトともいいます。サブルーチンを呼び出すプログラムをメインプログラムといいます。
サブルーチンでは、そこで扱う値を変えたり、サブルーチン内で条件により処理を変えたりできるようにすれば汎用性が高まります。それらの値や条件はメインプログラムから与えますが、それらをパラメータといいます。
何をパラメータにするかは、モジュールをサブルーチンにするときに重要な検討事項になります。
モジュール分割技法の種類
- データの流れに着目
- ＳＴＳ分割
入力－変換－出力の三つの部分で構成 - ＴＲ分割（トランザクション分割）
トランザクション単位にまとめてモジュールに分割 - 共通機能分割
共通的に含まれる機能があるときに、共通機能としてモジュールにする
- ＳＴＳ分割
- データ構造に着目
- ワーニエ法
入力データの構造を基に、順次、選択、反復の３要素を組み合わせる - ジャクソン法
入力データ構造と出力データ構造の対応関係から基本、連接、選択、反復の４要素を組み合わせる
- ワーニエ法
ＳＴＳ分割
ＳＴＳとは、入力・源泉（Source）、処理・変換（Transform）、出力・吸収（Sink）の意味です。
入力から出力に至る主要なデータフローが１つの時に効果があります。
プログラム中でのデータの流れに着目し、
入力：プログラムへのデータの入力、他プログラムからのファイル読込、入力パラメータなど
最大抽象入力点：これ以降は入力データが発生しない区切点
変換：出力データを作成するための、データの計算や加工、変換など
最大抽象出力点」こり以降は出力データが発生しない区切点
出力：データの出力や表示、印刷、書き出しなど
の大きなモジュールに分割。それらを下位のノジュールに分割します。
ＨＩＰＯ（Hierarchy plus Input Process Output）
ＤＦＤと同様の、ソフトウェア設計技法の一つで、機能を階層的に表現した図式目次（Hierarchy）と、データの入力(Input) - 処理(Process) - 出力(Output)に着目したＩＰＯダイアグラムを作成します。このＩＰＯがＳＴＳに相当します。
ＴＲ分割（トランザクション分割）
対象となるデータの種類と、そのデータに対する関連する一連の処理をトランザクションという単位で分割する手法です。
主要なデータフローがデータの種類ごとに分岐するとき、個々の主要なデータフローをトランザクションといいます。
例えば、注文データが発生したとき、在庫を調べて、在庫があるときと、ないときの処理の２つのトランザクションになり、それぞれのモジュールに分割します。
- トランザクションの設定
データフローの機能や分岐などに注目して、トランザクションを設定します。 - モジュール分割
処理単位にモジュール分割します。 - モジュール構造
複数のモジュールが分岐・合流する点に１つのモジュールを作成、上位モジュールとします。 - モジュール間のデータフロー作成
階層関係や分岐条件を明確にして、モジュール間のデータの流れを示します。
共通機能分割
ＳＴＳ分割やＴＲ分割を行った後で、共通的に含まれる機能を探し、それを共通機能として１つのモジュールにします。
ＳＴＳ分割やＴＲ分割では、大きな上位モジュールを複数の小さな下位モジュールに分解するので、木構造になります。それに対して、共通機能分割では、基本となる共通機能は単一機能のモジュールであり、それらが集まって大きなモジュールになるという順序になる（例えば、「注文を受ける」や「在庫を調べる」などの共通機能を合わせると「受注処理」という大きなモジュールができる）ので逆木構造になります。
仕入発注量の増減と出荷量の増減のように、物理的な観点では別個の機能であっても、「増減」という抽象的な見方をすると共通機能になることがよくあります。また、そうすることにより、このモジュールを他のシステムで使うことができます、
ワーニエ法
入力データを中心に，データが「いつ，どこで，何回」使われるかを３種類の制御構造（順次，選択，繰返し）でモジュールかする方法です。
ＮＳチャート
ワーニエ法では、構造化プログラミングを前提にしており、それを図で表現するにはＮＳチャート（Nassi-Shneiderman chart）を用います。下図のように、矢印や線を使用せず、四角い枠の組み合わせで表現します。
ジャクソン法
入力データ構造と出力データ構造の対応関係からモジュールに分割する方法です。
入力から出力が得られるようプログラムの構造を決定していきます。その際、データやそれを扱うモジュールを、基本、連接、選択、反復の４つの要素を組み合わせて表現します。
入力データと出力データの構造は木構造になります。その二つの木構造の対応関係を作成します。それを図示したものをジャクソン木といいます。そしてその対応を写像と考えてモジュールとします。データ構造の上下関係がそのままモジュールの上下関係となります。