순서도(Flow Chart)와
NS(Nassi-Schneiderman) Chart
작성일자 : 2010.10.25
작성자 : 강정석
■ 순서도
1. 순서도의 의의
컴퓨터에 의해 처리하고자 하는 문제를 분석하여 그 처리 순서를 단계화 시켜 상호간의 관계를 일정한 기호를 사용하여 일목요연하게 나타낸 그림을 순서도라 한다.
순서도는 사무 간소화나 작업 합리화를 위해 우리 사화에 많이 사용되어 오고 있지만 특 히 컴퓨터에 의해 어떤 업무를 처리하기 위해서는 이 도표가 없어서는 안될 만큼 중요시 되 고 있다. 그 것은 프로그램을 작성하는데 있어서 문제 해결을 위한 논리적인 순서만 완전히 수립되면 컴퓨터 언어를 이용하여 코딩하는 등의 나머지 작업은 대수롭지 않은 것이기 때문 이다. 또한 프로그램의 형태는 컴퓨터 기종이나 컴퓨터 언어에 따라 다르지만 이것을 유도 하는 논리적인 방식에는 차이가 없어 완성된 순서도는 모든 컴퓨터에 적용될 수 있기 때문 에 순서도가 업무를 처리하는데 있어서 가장 중요한 자료가 되기도 한다. 이처럼 컴퓨터에 있어서 순서도는 프로그램을 작성하는 경우 무엇보다도 처리의 순서나 흐름이 중요하므로 이 순서도를 얼마나 잘 작성하느냐 하는 것은 곧 얼마나 우수한 프로그램이 되느냐 하는 문 제 해결의 열쇠가 되는 것이다.
간단히 이야기 하면 알고리즘을 표현하기 위한 가장 기본적인 표현형식입니다. 아쉽게도 우리나라의 대부분의 프로그래머들은 플로우차트와 같은 논리표현의 도구 사용없이 머릿속 으로 대충 정리하고 종이로 대충의 스케치를 한후에(스케치 과정을 빼먹기 일쑤입니다만) 막코딩이라는 것을 하고 있습니다. 사실 요즘과 같이 객체지향 프로그래밍이 판치는 시대에 플로우차트와 같은 전통적인 표현방식을 사용하고 있지는 않습니다만, 그렇다고하여 플로우 차트의 중요성이 간과되어서는 안됩니다. 플로우차트는 알고리즘을 표현하기 위한 가장 기 본적인 방식이며 이를 배워야만 다른 표현방식을 배우는데 매우 도움이 됩니다. 플로우차트 이외에도 NS차트, UML 등등 수많은 표현방식이 있지만, 기본을 무시한 건너뛰기는 절대 발전이 없습니다.
2. 일반적인 순서도의 역할
1) 프로그램 코딩의 기초가 된다.
전산 처리되는 업무는 대개가 복잡하여 하루 이틀에 프로그래밍이 끝나지는 않는다. 이 렇게 복잡한 업무를 순서도를 작성하지 않고 직접 컴퓨터 언어를 이용하여 코딩한다는 것은 무리가 따르며, 설사 코딩이 이루어진다해도 정확성이 없고 최대한의 능력을 발휘 할 수도 없다. 이것은 초안없이 원고를 작성하는 것과 같은 불안이 따르기 때문에 반드 시 순서도에 의한 코딩이 이루어져야 한다.
2) 타인에게 전달하기 용이하다.
이미 개발된 업무를 다른 살마에게 인계할 때나 매우 중요한 업무에서 경영자 등의 여 러 인원에게 업무의 내용을 이해시킬 경우 도표로된 순서도를 그 자료로 사용함이 다른 자료보다 이해도가 빠르고 문제 처리의 과정을 한눈에 파악할 수 있다.
3) 디버깅(Debugging)이 용이하다.
디버깅이란 프로그램이 완전한 것이 될 때까지 프로그램상에 있는 에러를 수정하는 작 업으로 프로그램 작성에 있어서 가장 중요한 단계이기도 하다. 시급히 요구되는 결과표 를 눈앞에 두고 에러 때문에 처리 못하는 처지를 상상만 해도 알 수 있을 것이다. 순서 도는 논리적인 체계를 순서에 의해 도표로 나타낸 것이기에 언어의 규칙에 따라 코딩된 프로그램보다 정확성이 높고, 또 이해하기 빠르다는 것은 두말할 필요가 없다. 따라서
순서도를 검토 확인해서 수정하는 것이 업무 처리에 효율적이다.
4) 프로그램 보관시 자료가 된다.
이미 개발된 시스템을 잘 보존하기 위해서는 프로그램의 보존이 필수적으로 따라야 하 는데, 이때 프로그램 소스코드만을 보관하는 것은 원본이 없는 서류를 보관하는 것과 흡사하다. 그러므로 언어나 기종에 구애받지 않는 순서도를 보관하여 어떠한 경우에도 완전하도록 대처해야 한다.
3. 순서도의 종류
컴퓨터 처리에 있어서 사용되는 순서도는 일반적으로 표시 정도의 세분도에 의하여 구분 되며, 크게 시스템 플로우차트와 프로그램 플로우차트, 두 종류로 나뉘어 진다.
시스템 플로우차트는 자료의 흐름을 중심으로하여 시스템 전체의 작업 내용을 총괄적으로 도시한 것을 말하며 주로 시스테 분석가가 시스템 설계나 분석을 할 때에 사용된다.
프로그램 플로우차트는 시스템 전체의 작업, 즉 시스템 플로우차트 중에서 컴퓨터 처리를 하는 부분을 중심으로 자료 처리에 필요한 모든 조작의 순서를 도시한 것으로서 주로 프로 그래머가 작성하게 된다.
1) 순서도의 기호
순서도는 원래 프로그램 작성을 위한 안내자 역할을 하기 때문에 작성자 자신만이 이해하 고 사용하는 자신의 전용물로만 생각해서는 안된다. 그러므로 자신의 작업 능률을 높이는 목적 이외에 작업에 관계되는 모든 사람이 이해할 수 있고 누구나 식별할 수 있는 일정한 기호를 사용하는 것이 좋다. 아래는 자주 사용되는 기호를 표현한 것이며, 사실 국제 표준 화 기구(International Organization for Standardization)에서는 이 외에도 여러 기호를 정 의하였다.
가) 단말기호 : 프로세스의 시작과 끝을 나타냅니다.
나) 처리기호 : 모든 처리를 포함(제어흐름의 순차구조)
다) 판단기호 : 논리를 판단하여 참과 거짓을 분기하여 표현 (제어흐름의 선택구조)
알고리즘에서는 중간 입장의 답이 없습니다. “예”, “아니오”만 있을 뿐입니다. 이점 반드시 기억 하시기 바랍니다.
그럼 다음 예를 보도록 하겠습니다.
“강정석이 백록관에 갔습니다. 백반이 2,000원, 덮밥이 2,200원, 찌개가 2,400원입니다. 그 래서 강정석이 지갑을 열어보았습니다.” 다음은 강정석이 지갑을 열어 본 후의 생각과 결정 을 정리한 예입니다.
위의 순서도를 보면 덮밥에 대한 부분이 빠졌군요. 덮밥에 대한 선택이 사라진것이지요. 그 래서 가진돈이 딱 2,200원이라면 덮밥을 먹는다는 상황을 정리해 보도록 하겠습니다.
잘 표현되었나요? 이 비교, 판단문은 100% 잘못 된 것입니다. 사람의 생각이야 마음대로 할 수 있지만, 알고리즘에서는 예, 아니오만 판단이 가능합니다. 그래서 지금 보는 바와 같 이 예, 아니오 이외에 이것도 저것도 아닌 판단이 끼어 들 수 없다는 것입니다. 비교, 판단 기호에서 다음으로 나가는 과정은 2개가 되어야지 3개가 될 수 없다는 것입니다. 그래서 이 표현문은 아래와 같이 고쳐야 정상입니다.
하지만 위의 순서도를 보면 뭔가 애매 합니다. 비교/판단 기호에서는 들어가는 입구(화살표) 가 반드시 있습니다. 또한 들어가는 입구는 각 비교/판단 기호 당 1개입니다. 또한 나가는 출구도 반드시 1개가 되어야만 합니다. 하지만 위의 순서도를 보시면 들어가는 입구가 한 개인데 나가는 출구는 몇 개인가요? 한 개 인가요? 도대체가 애매모호하죠? 그야말로 “애매 모호”의 결정체라고 할 수 있습니다. 순서도를 왜 그립니까? 딱딱 부러지듯 일 처리하려고 하는 것이지 애매모호하게 하려고 하는 것이 아닙니다. 그래서 위의 순서도는 잘못 된 것이 며 다음과 같이 그려야 비로서 제대로된 순서도가 되는 것입니다.
정리해 보면 비교/판단 문에서는 다음과 같은 두 가지 사항을 주의하셔야 합니다.
첫 번째, 판단은 “예”, “아니오” 두가지만 가능하다.
두 번째, 비교/판단 기호당 입구는 한 개, 출구도 한 개 이어야 한다.
위의 내용들이 모두 정답일 수는 없겠지만 최대한 애매모호성을 없애고자 하는 노력입니다.
라) 작업준비 기호 : 작업에 필요한 모든 기억장소(변수) 및 배열을 준비하고 초기치를 부 여할 때 사용하는 기호, 이 기호는 반드시 시작기호 바로 다음에 와야만 한다.
위의 순서도를 보면 둘 다 의미는 동일합니다. 다만 좀더 나은 표현을 찾자면 첫 번째 순 서도가 되겠지요. 쓸데 없는 처리과정은 줄여버리는 것이 낫거든요. 위의 순서도는 의미는
“ 기억장소 준비과정에서 isPrimeNumber라는 기억장소를 확보한 후에 확보된 isPrimeNumber라는 기억 장소를 0으로 초기화 시키라는 의미”입니다.
마) 출력 기호
위의 그림을 보면 왼쪽 기호는 print라는 것이 써 있고, 오른쪽 기호는 아무것도 써있지 않습니다. 이는 다음에 배울 입력기호에서도 마찬가지입니다만, 오른쪽 기호는 그 자체가 출력을 의미하므로 print라는 단어를 쓰지 않습니다. 반대로 왼쪽 기호는 입력과 출력을 동
시에 나타내는 기호입니다. 따라서 왼쪽 기호의 경우 입력기호로도 쓰이고 출력기호로도 쓰 이기 때문에 출력기호로 쓰려면 출력을 의미하는 print라는 단어를 써주어야 한다는 것입니 다. 왼쪽, 오른쪽 어떤것을 써도 무방하지만, 가능한한 오른쪽 기호를 쓰기 바랍니다. 기호 자체가 출력을 의미한다는 것이므로 가독성에 있어서나 사용하는 편의성에 있어서나 여러모 로 유리하기 때문입니다.
어찌되었든 두 개의 기호를 사용법에 맞추어서만 쓴다면 아무문제는 없습니다. 두 기호간 의 차이점이 없다는 것은 아래의 예에서 확인할 수 있습니다.
* 기타 다른 문헌들에 보면 출력기호 오른쪽 모양을 문서에 출력할 때 사용한다라고는 하 고 있으나 대부분의 사람은 화면에 출력 시에도 사용하고 있다.
바) 입력 기호
그림을 보면 왼쪽 기호는 read라는 것이 써 있고, 오른쪽 기호는 아무것도 써있지 않습니 다. 오른쪽 기호는 그 자체가 입력을 의미하므로 read라는 단어를 쓰지 않습니다. 반대로 왼쪽 기호는 입력과 출력을 동시에 나타내는 기호입니다. 따라서 왼쪽 기호의 경우 입력기 호로도 쓰이고 출력기호로도 쓰이기 때문에 입력기호로 쓰려면 입력을 의미하는 read라는 단어를 써 주어야 한다는 것입니다.
왼쪽, 오른쪽 어떤 것을 써도 무방하지만, 가능한한 오른쪽의 기호를 쓰기 바랍니다. 기호 자체가 입력을 의미하는 것이므로 가독성에 있어서나 사용하는 편의성에 있어서나 여러모로 유리하기 때문입니다.
실제 “두수를 입력받아 그 두수의 합을 출력”하는 예를 들어 봅시다.
분석 상세 처리과정
1. 두 수를 입력한다.
2. 두 수의 합을 구한다.
3. 두 수의 합을 출력한다.
1. sum, a, b라는 기억장소를 예약한다.
2. sum은 0으로 초기화 한다.
3. a와 b를 각각 입력한다.
4. a와 b를 합한 값을 sum 기억공간에 대입한다.
5. sum을 출력한다.
사) 연결자 기호
연결자 기호에는 보통의 흐름선을 연결해주는 “연결자기호”와 페이지를 연결해주는 “페이 지 연결자기호”가 있습니다. 각 기호에 대한 간단한 설명은 다음과 같습니다.
연결자 기호 : 플로우차트의 흐름선(또는 연결선)이 복잡할 경우에 원문자로 동일한 문 자로 표시하여 출구와 입구를 표시해준다.
페이지 연결자 기호 : 순서도가 종이 한 장으로 부족하여 여러 페이지로 그려야 경우 각각의 페이지를 유동적으로 연결해주기 위하여 페이지간의 입, 출구를 표시해준다.
아) 주석 기호 : 각 처리 과정에 대하여 어느 누가 봐도 그 처리과정이 무엇을 하는 것인 지에 대하여 알기 쉽게 풀어쓴다. 단, 주의해야 할 점은 주석은 What을 기술해야 한다는 것 이다. 절대로 How를 기술하면 안된다.
즉 다음과 같은 순서도가 있을 때, 왼쪽은 What을 기술하였고, 밑에 것은 How를 기술한 것이다. What 즉, “무엇을 하는 것이다”라는 것을 기술한 것과 How 즉, “어떻게 하는 것이 다” 라는 것을 기술한 것은 하늘과 땅차이 이다.
2) 순서도 예제
가. A씨가 B씨에게 전화를 걸어 어떤 일을 상의하는 경우
1. 다이얼을 돌린다.
2. 통화중인가 주의한다.
3. 통화중이면 기다린다.
4. 전화가 통하면 B씨를 찾는다.
5. B씨가 응답하면 용건을 말한다.
6. B씨가 집에 없으면 전할 내용을 가족에게 전한다.
7. 전화기를 놓고 끝낸다.
나. 1~50까지의 합을 구하는 문제
1. 1에서 2를 더하고 그 결과에 3을 더한다.
2. 위의 결과에 4를 더하고, 그 결과를 5를 더한다.
3. 위의 절차를 50을 더할때까지 반복한다.
위의 절차를 변수를 써서 나태내면 다음과 같다.
1. 먼저 S를 1로 하고 N을 2로한다.
2. S+N의 결과인 3을 다시 S로 한다.
3. N+1의 값 3을 다시 N으로 한다.
4. N <= 50이면 2로 가서 2,3 과정을 계속하고, N > 50이면 5로 간다.
5. S를 답으로 출력한다.
3) 순서도의 구조와 C언어 문법 관계
다음은 제어 흐름에 따른 순서도의 구조와 C 언어의 문법 관계에 대한 설명이다. 예전에 설명 하였듯이 모든 프로그램의 제어 흐름은 순차, 분기(선택), 반복 구조, 3가지만을 가진 다.
가. 조건문 구조 1) if 혼자 쓰일 때
형식) if(조건식) {
수행작업;
}
예제) ch 변수에 문자가 a 면 "yes" 출력.
아니면 끝.
if( ch == 'a' ){
printf("yes");
}
2) if와 else 가 쓰일 때
형식) if(조건식){
수행작업 1;
} else{
수행작업 2;
}
예제) ch 변수에 문자가 a 면 "yes" 출력.
그 이외의 모든 경우 “no"출력.
if( ch == 'a' ){
printf("yes");
} else{
printf("no");
}
3) if와 else if 여러개가 쓰일때.
형식)
if(조건식 1){
수행작업 1 }
else if(조건식 2){
수행작업 2 }
else if(조건식 3){
수행작업 3 }
예제) 성적이 담긴 변수 score의 값이 100 이상이면 “A”를 출력,
90~100미만 이면 “B"를 출력, 80~90미만 이면 “C"를 출력, 그이외에는 아무것도 안출력.
if( 100 <= score ){
printf("A");
}
else if( 90 <= score && score < 100){
printf("B");
}
else if( 80 <= score && score < 90){
printf("C");
}
4) if 와 else if와 else 가 쓰일때
if(조건식 1){
수행작업 1 }
else if(조건식 2){
수행작업 2 }
else{
수행작업 3 }
예제) 성적이 담긴 변수 score의 값이 100 이상이면 “A”를 출력,
90~100미만 이면 “B"를 출력, 그이외에는 “F" 출력.
if( 100 <= score ){
printf("A");
}
else if( 90 <= score && score < 100){
printf("B");
} else{
printf("F");
}
나. 반복문 구조 1) for 문 구조
형식)
for(초기화 작업 ; 반복조건 ; 매회 수행작 업){
반복할 작업;
}
예제) 1~10까지 화면에 출력.
int i;
for(i =1 ; i <= 10 ; i++){
printf("%d₩n",i);
}
형식)
while(반복조건) {
반복할 작업;
}
예제) 1~10까지 화면에 출력.
int i = 1;
while(i <= 10) {
printf("%d₩n", i);
i++;
}
형식) do{
반복할 작업 }while(반복조건);
특징)
먼저, 반복할 작업을 한번 수행 한 후 조 건을 따지므로 최소 1번은 수행됨.
for나 while은 조건에 따라 한번도 수행 되지 않을 수도 있음.
2) while문 구조
3) do while문 구조
■ NS 차트 1. 순서도의 단점
1) 산만하다.(좌우상하로 마음대로 벌어진다) 2) 반복구조의 표준형이 없다.
3) 아무데나 갈 수 있다.
4) 같은 생각이 다르게 표현될 수 있다.
2. NS 차트의 특징
1) 3가지의 기본 제어 흐름 구조(순차, 반복, 선택)만으로 논리를 표현한다.
2) 순서도의 최대 단점인 화살표가 표시되지 않는다.
3) 기본구조의 입구와 출구는 각 하나씩이다.
4) 전체적인 알고리즘을 일목요연하게 볼 수 있다.
위에서 설명한바와 같이 플로우차트에 비해 매우 단순화된 구조, 그리고 모든 사람들이 생 각해낸 동일한 아이디어를 똑같은 모습으로 그려낼 수 있도록하는 차트라는 것이다. 플로우 차트는 적당한 규칙안에서 자기 마음대로 모양도 내고 화살표도 쭈욱~ 긋고.. 하주 볼만하 지요. 그러나 NS-Chart를 쓴다면 거의 똑같은 모습으로 밖에 표현이 되질 않습니다. 즉, 표준화가 가능해 진다는 것이죠.
3. NS-Chart의 기호 1) 단말, 준비기호
플로우 차트에서는 시작과 준비기호가 각기 다른 모습이며 또한 시작과 준비기호 사이에 흐 름을 나타내는 화살표가 표시되어 있습니다. 반면에 NS-Chart에서는 시작과 준비기호의 모 양은 전혀 다르지 않으며 단지 시작은 “시작”이라는 단어 하나만으로 표시하였습니다. 또한 화살표도 없습니다. NS-Chart에서는 시작과 준비기호를 이렇게 표현합니다. 단지 시작의 경우에는 “시작”이라는 단어만 넣으면 그만이란 것이죠.
2) 처리, 판단, 단말(종료)기호
이제 처리, 판단 기호가 나옵니다. 그런데 이게 웬일입니까? 플로우 차트에서는 좀 모양새 도 나고 뭔가 독특했는데, NS-Chart로 넘어오니 이거 원... 네모박스 천지가 되어 버렸습니 다. 단 하나 바뀐 것이 있다면 판단 구조 뿐입니다. 판단의 경우 아래의 경우처럼 그리게 되는데 참과 거짓을 표현해주고 각 조건에 맞는 진행을 시켜주면 됩니다. 사실 참, 거짓은 표현하지 않아도 됩니다. 기본적으로 왼쪽이 참, 오른쪽이 거짓을 의미합니다.
만약 다중 판단구조가 나온다면 어떻게 될까요? 여기서 NS-Chart의 장점을 알 수 있습니 다. 다음 그림을 보면 NS-Chart는 이처럼 매우 간단한 구조하에 정확한 알고리즘이 표현되 도록 도와주는 매우 진보된 형태의 순서도 양식입니다.
3) Case 구조
NS-Chart는 매우 단순하기 짝이 없습니다. 그냥 네모난 박스를 그려놓고 조금의 변화만 주어가며 그리면 끝이니까요. 참 우습죠? 하지만, 세상에서 가장 간단한 진리는 수많은 시 행착오와 검증을 거친 끝에야 만들어지는 법이지요. 매우 단순하고 우습기까지한 NS-Chart 역시 긴 시간의 연구와 시행착오 끝에 얻어진 알고리즘의 산물이란 말이지요. 작성하는 방 법이 매우 쉽다고, 뭐 이런게 차트냐고 절대 우습게 보면 안됩니다.
우선 C 언어를 아시는 분은 아시겠지만 Case 문은 등가비교를 합니다. 단, 정수가 아닌 실수로 등가 비교는 할 수 없습니다. 여기서 등가 비교란 A 값이 1이냐, 2이냐, 3이냐.. 등 등은 가능하지만 A 값이 5보다 작냐, 크냐, 같냐 등의 대소비교는 쓰일 수 없다는 것입니 다.
그리고 정수만 되고 실수는 안되는 이유는 ‘1.0’과 ‘1.0'이 같지 않을 수 있게 때문입니다.
즉 '1.0'은 '1.000'이 될 수도 있고 또는 ’1.00000000'이 될 수 도 있습니다. 그래서 컴퓨터 는 이러한 실수의 특징 때문에 1.0과 1.0을 같다고 보질 않는 것입니다.
Case 문을 플로우 차트와 NS-Chart로 표현한 것은 아래 그림과 같습니다.
4) 반복구조
이번에는 반복구조를 플로우 차트와 NS-Chart에서 어떻게 표현하는지 배우도록 하겠습 니다. 반복 구조에서는 크게 두 가지, 선 체크(for, while 문)와 후 체크 반복구조(do while) 가 있다.
가) 선 체크 반복 구조 - while(condition)
선 체크 반복 구조는 아래에서 보는바와 같이 먼저 조건을 체크한 후에 그 조건에 맞다면 계속 반복하는 구조입니다. 조건에 맞지 않을 때까지 말입니다. 위의 경우에는 sum이라는 합계의 값이 100이 될 때까지 체크하는 것입니다.
나) 후 체크 반복 구조 - do while(condition)
다) 선 체크(고정 값 증가) 반복 구조 - for(expression_1, expression_2, expression_3)
5) 입력 및 출력
아래에서 보는 바와 같이 NS-Chart에서는 입력과 출력을 read, print라는 문구 하나만으 로 표현하게 됩니다.
플로우 차트는 별의별 모양이 다 있고, 화살표도 그려야 합니다. 하지만 NS-Chart에서는 위의 설명한 것과 같이 read, print라는 단어 하나면 만사 오케이입니다.
■ 차트 그리는 도구
1. “글 2010”를 이용하여 순서도를 그릴 수 있다. 사용법은 참고문헌 2를 참고
2. MS 사의 Visio라는 도구를 이용하여 순서도 및 NS-Chart를 그릴 수 있다. Visio에서 는 기본적으로 순서도를 지원하고 있으며 NS-Chart를 그리기 위해서는 NS-Chart 관련 스 텐실을 추가하여야 한다. (NS-Chart 관련 Visio 스텐실은 참고문헌 3을 참고)
■ 참고문헌 또는 홈페이지 1. http://legendfinger.com/68
2. http://www.haangul.com/acrobat.php
3. http://cafe.naver.com/se166.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=4
