하향식 및 상향식 설계

Top-down and bottom-up design

하향식 및 상향식은 모두 정보처리 및 지식순서의 전략으로 소프트웨어, 인문 및 과학적 이론(시스템학 참조), 관리 및 조직 등 다양한 분야에서 사용됩니다.실제로, 그것들은 사고방식, 교육방식, 또는 리더십으로 보여질 수 있다.하향식 설계 모델:하향식 모델에서는 시스템의 어느 부분에 대해서도 상세하게 설명하지 않고 시스템의 개요를 정리합니다.그런 다음 각 부분을 더 상세하게 다듬어 전체 사양이 모델을 검증할 수 있을 만큼 상세해질 때까지 더 상세하게 정의했습니다.예를 들어 다음과 같습니다.대학 시스템 프로그램 작성, 워드프로세서 작성.

우리는 문제를 부품으로 나누고, 곧 부품을 부품으로 쪼개서 이제 각 부품을 쉽게 만들 수 있게 되었습니다.

장점:

문제를 부품으로 나누면 무엇을 해야 하는지 알아내는 데 도움이 됩니다.각 개선 단계에서 새로운 부품은 덜 복잡해지고, 따라서 해결하기가 쉬워집니다.일부 부품은 재사용이 가능할 수 있습니다.문제를 부품으로 나누면 한 명 이상의 사람이 문제를 해결할 수 있습니다.

상향식 설계 모델:

이 설계에서는 시스템의 개별 부품이 상세하게 지정되어 있습니다.부품은 더 큰 컴포넌트를 형성하기 위해 연결되며, 이 컴포넌트는 완전한 시스템이 형성될 때까지 연결됩니다.C++나 Java와 같은 객체 지향 언어에서는 각 객체가 먼저 식별되는 상향식 접근법을 사용합니다.

장점:

재사용 가능한 저수준 유틸리티에 대한 결정을 내린 다음, 높은 수준의 구성을 만들기 위해 어떻게 결합할 것인지 결정합니다.

하향식 접근법(단계적 설계 및 단계적 미세화라고도 하며 경우에 따라서는 분해의 동의어로 사용됨)은 본질적으로 시스템을 분해하여 역공학 방식으로 구성 하위 시스템에 대한 통찰력을 얻는 것입니다.하향식 접근법에서는 시스템의 개요를 공식화하고, 1차 수준 하위 시스템을 상세하게 명시하지는 않습니다.그런 다음 전체 사양이 기본 요소로 축소될 때까지 각 서브시스템은 더욱 상세하게, 때로는 많은 추가 서브시스템 수준에서 세분화됩니다.하향식 모델은 종종 "블랙 박스"의 도움을 받아 지정되므로 조작이 용이해집니다.그러나 블랙박스는 기본 메커니즘을 명확히 하지 못하거나 모델을 현실적으로 검증할 수 있을 만큼 충분히 상세할 수 있다.맨 위로 아래로 접근은 큰 그림이 그 후로부터 작은 조각으로 고장 나면 시작한다.[1]

한 상향식 접근법은 체계에 대해 모르고, 그래서 신흥 시스템의 원래 시스템 서브 시스템 만들기가 더 복잡한 시스템을 만들어 낼 조사하다.정보 처리의 Bottom-up 처리는 형식이 환경에서 들어오는 데이터에 대한 인식을 형성할 기반을 두고 있다.인지 심리학 관점에서 정보를 한 방향(감각 입력 또는"아래")에 발표하고 이미지로 확인된 지각(처리의 최종 인지에" 쌓아"은 출력)로 해석될 수 있는 뇌가 있는 눈에 들어간다.하의 상달형 접근법에서 그 시스템의 개별 기본 요소 먼저 아주 상세하게 지정됩니다.이러한 요소들은 같이까지 완전한 최상위 시스템 형성되는 차례차례 많은 수준 때로 연결된 더 큰 서브 시스템을 만들기 위해 연결되어 있다.이 전략은 보통 시초지만 결국 복잡성과 완전성에 자란 작다"씨앗"모델 닮아 있다.그러나"유기 전략"요소 및 서브 시스템의 혼효에 의해 격리와 국부적 최적화 지구 목적을 만나는 것을 반대하는 과목을 초래할 수 있다.

제품 설계 및 개발

주요 기사:신제품 개발

신제품의 설계 및 개발 과정에서 설계자와 엔지니어는 상향식 접근과 하향식 접근 모두에 의존합니다.시판 중인 컴포넌트 또는 기존 컴포넌트를 선택하여 제품에 통합할 때 상향식 접근법이 사용됩니다.예를 들어 볼트 등의 특정 고정 장치를 선택하고 고정 장치가 올바르게 장착되도록 받침 구성 요소를 설계하는 것이 포함됩니다.톱다운 어프로치에서는, 커스텀 패스너는, 수신 [2]컴포넌트에 적절히 들어가도록 설계됩니다.우주복과 같이 보다 제한적인 요건(중량, 기하학, 안전, 환경 등)을 가진 제품의 경우, 보다 하향식 접근법을 채택하여 거의 모든 것을 맞춤형으로 설계한다.

컴퓨터 공학

소프트웨어 개발

이 섹션의 일부는 "Perl Design Patterns Book(Perl Design Patterns Book)"에 기재되어 있습니다.

소프트웨어 개발 프로세스에서는 하향식 접근법과 상향식 접근법이 중요한 역할을 합니다.

하향식 접근법은 계획과 시스템에 대한 완전한 이해를 강조합니다.시스템의 적어도 일부 설계에서 충분한 상세 수준에 도달할 때까지는 코딩이 시작되지 않는 것이 본질이다.탑다운 어프로치는 모듈 대신 스터브를 장착함으로써 구현됩니다.그러나 이로 인해 중요한 설계가 완료될 때까지 시스템의 궁극적인 기능 유닛에 대한 테스트가 지연됩니다.

상향식에서는 첫 번째 모듈이 지정되면 바로 시작할 수 있는 코딩과 조기 테스트가 강조됩니다.단, 이 접근방식에서는 모듈이 시스템의 다른 부품과 어떻게 연결되어 있는지 명확하게 파악하지 못한 채 코딩될 수 있으며 이러한 연결이 처음 생각만큼 쉽지 않을 수 있습니다.코드 재사용은 상향식 [3]접근법의 주요 이점 중 하나입니다.

톱다운 디자인은 1970년대에 IBM 연구원 Harlan Mills와 Niklaus Wirth에 의해 추진되었습니다.Mills는 실용적인 사용을 위해 구조화된 프로그래밍 개념을 개발하였고 1969년 뉴욕 타임스 영안실 지수를 자동화하기 위한 프로젝트에서 이를 테스트했습니다.이 프로젝트의 엔지니어링 및 관리 성공은 IBM과 다른 컴퓨터 업계를 통해 하향식 접근 방식의 확산으로 이어졌습니다.다른 업적들 중에서, 파스칼 프로그래밍 언어를 개발한 니클라우스 워스는 영향력 있는 논문인 단계적 정교화에 의한 프로그램 개발(Program Development by Stepwise Refinement.Niklaus Worth가 Modula와 Oberon과 같은 언어들을 개발했기 때문에, 하향식 프로그래밍이 그가 추진한 것은 엄밀하게는 아니었다는 것을 추론할 수 있다.1980년대 [3]후반까지 소프트웨어 엔지니어링에서는 하향식 방식이 선호되었으며, 객체 지향 프로그래밍은 하향식 프로그래밍과 상향식 프로그래밍의 두 측면을 모두 활용할 수 있다는 아이디어를 입증하는 데 도움을 주었다.

최신 소프트웨어 설계 접근법은 일반적으로 하향식 접근법과 상향식 접근법을 모두 결합합니다.일반적으로 시스템 전체를 이해하는 것은 좋은 설계에 필요하다고 생각되며 이론적으로는 하향식 접근으로 이어지지만 대부분의 소프트웨어 프로젝트는 기존 코드를 어느 정도 활용하려고 합니다.기존 모듈은 디자인을 상향식으로 만듭니다.또한 일부 설계 접근법에서는 부분적으로 기능하는 시스템을 설계 및 코드화하여 완성한 후 [citation needed]이 시스템을 확장하여 프로젝트의 모든 요건을 충족시키는 접근방식을 사용합니다.

프로그래밍

구성 블록은 부품이 어셈블리에서 작동하는 방식에 관계없이 먼저 생성된 후 조립되기 때문에 상향식 설계의 한 예입니다.

하향식이란 전통적인 절차언어의 주축을 이루는 프로그래밍 스타일로 복잡한 조각을 지정한 후 작은 조각으로 순차적으로 분할하는 것으로 설계가 시작됩니다.하향식 방법을 사용하여 프로그램을 작성하는 기술은 프로그램이 필요로 하는 모든 주요 기능을 지정하는 주요 절차를 작성하는 것입니다.나중에 프로그래밍 팀은 각 기능의 요구 사항을 살펴보고 프로세스를 반복합니다.이러한 구분된 서브루틴은 결국 쉽고 간결하게 코드화할 수 있는 매우 단순한 액션을 수행합니다.모든 다양한 서브루틴이 코드화되면 프로그램을 테스트할 수 있습니다.응용 프로그램이 높은 수준에서 어떻게 결합되는지를 정의함으로써 하위 수준의 작업을 스스로 포함할 수 있습니다.하위 수준의 추상화가 상위 수준의 추상화에 어떻게 통합될 것으로 예상되는지를 정의함으로써 인터페이스가 명확하게 [citation needed]정의됩니다.

상향식 접근법에서는 먼저 시스템의 개별 기본 요소가 매우 상세하게 지정됩니다.이러한 요소들은 같이까지 완전한 최상위 시스템 형성되는 차례차례 많은 수준 때로 연결된 더 큰 서브 시스템을 만들기 위해 연결되어 있다.이 전략은 시작은 작지만 복잡성과 완전성이 증가하는 "시드" 모델과 유사한 경우가 많습니다.객체 지향 프로그래밍(OOP)은 애플리케이션과 컴퓨터 프로그램을 설계하기 위해 "객체"를 사용하는 패러다임입니다.Pro/ENGINEER, Solidworks 및 Autodesk Inventor와 같은 소프트웨어 프로그램을 사용하는 기계 엔지니어링에서 사용자는 전체 부품이 아닌 부품으로 제품을 설계하고 나중에 이 부품들을 함께 추가하여 Lego로 조립하는 것과 같은 조립품을 만들 수 있습니다.엔지니어들은 이 작품을 디자인 부분이라고 부릅니다.

상향식 접근법에서는 모듈이 제공하는 기능을 결정하기 위해 적절한 직관이 필요합니다.기존 시스템에서 시스템을 구축하는 경우 일부 기존 [citation needed]모듈에서 시작되므로 이 방법이 더 적합합니다.

해석

파싱은 입력 시퀀스(파일이나 키보드에서 읽은 시퀀스 등)를 분석하여 문법 구조를 결정하는 프로세스입니다.이 방법은 컴파일러와 같이 자연어와 컴퓨터 언어 분석에서 모두 사용됩니다.

상향식 파싱은 가장 기본적인 단위를 먼저 식별하려는 미지의 데이터 관계를 분석한 후 이들로부터 고차 구조를 추론하는 전략입니다.반면 하향식 파서는 일반적인 해석 트리 구조를 가정한 다음 알려진 기본 구조가 가설과 호환되는지 여부를 고려합니다.하향식 구문 분석 및 상향식 [citation needed]구문 분석을 참조하십시오.

나노테크놀로지

주요 기사:나노테크놀로지

하향식과 상향식은 제품 제조를 위한 두 가지 접근법입니다.이 용어는 1989년 포사이트 연구소가 분자 제조(대형 원자 정밀한 물체를 대량 생산할 수 있음)와 기존 제조(대형 원자 정밀한 물체를 대량 생산할 수 있음)를 구분하기 위해 나노 기술 분야에 처음 적용했다.상향식 접근방식은 보다 복잡한 어셈블리에 조립된 보다 작은(일반적으로 분자형) 컴포넌트를 추구하는 반면 하향식 접근방식은 조립을 지시하기 위해 더 크고 외부적으로 제어된 컴포넌트를 사용하여 나노스케일 소자를 만드는 방법을 모색합니다.실리콘 나노와이어와 같은 특정 가치 있는 나노구조는 두 가지 방법을 모두 사용하여 제작할 수 있으며, 대상 용도에 따라 처리 방법을 선택할 수 있습니다.

하향식 접근 방식은 종종 외부 제어 도구를 사용하여 재료를 원하는 모양과 순서로 절단, 밀링 및 성형하는 전통적인 작업장 또는 미세 제작 방법을 사용합니다.포토 리소그래피 및 잉크젯 인쇄와 같은 미세 물질 처리 기술이 이 범주에 속합니다.증기처리는 나노구조를 [4]설계하기 위한 새로운 하향식 이차 접근법으로 간주할 수 있습니다.

반면 상향식 접근법은 단일 분자의 화학적 특성을 사용하여 (a) 유용한 구성으로 단일 분자 구성 요소가 자가 구성 또는 자가 조립되도록 하거나 (b) 위치 조립에 의존합니다.이러한 접근법은 분자 자가 조립 및/또는 분자 인식 개념을 활용합니다.초분자 화학도 참조하십시오.이러한 상향식 접근방식은 대체로 하향식 방법보다 장치를 병렬로 생산하고 훨씬 저렴하게 만들 수 있어야 하지만, 원하는 어셈블리의 크기와 복잡성이 증가함에 따라 감당하기 어려울 수 있다.

신경과학과 심리학

하향식 처리의 예는 다음과 같습니다.각 단어의 두 번째 글자는 애매하지만 하향식 처리를 통해 문맥에 따라 쉽게 모호해 질 수 있다.

이 용어들은 또한 처리 [5][page needed]중인 정보의 흐름을 논의하기 위해 신경과학, 인지신경과학 및 인지심리학에서도 사용된다.일반적으로 감각 입력은 "상향적"으로 간주되며, 다른 소스로부터 더 많은 정보를 가진 높은 인지 과정은 "상향적"으로 간주됩니다.상향 과정은 감각 처리에서 더 높은 수준의 방향이 없는 것이 특징인 반면 하향 과정은 목표나 목표와 같은 더 많은 인식에 의해 높은 수준의 감각 처리 방향을 특징으로 한다(Biedman, 19).[3]

Charles Ramskov가 [who?]쓴 대학 교수 노트에 따르면, Rock, Neiser, and Gregory는 하향식 접근은 능동적이고 건설적인 [6][better source needed]과정인 인식을 포함한다고 주장한다.또한, 이것은 자극 입력에 의해 직접적으로 주어지는 접근법이 아니라 자극, 내부 가설 및 기대 상호작용의 결과이다.이론적 합성에 따르면, "자극이 짧게 제시되고 막연한 자극을 주는 명확성이 불확실할 때, 인식은 하향식 [7]접근법이 된다."

반대로 심리학은 상향식 처리를 개별 요소에서 전체로 진행하는 접근법으로 정의한다.상향식 접근법의 지지자 중 하나인 Ramskov에 따르면, 깁슨은 원위부 [8][page needed][better source needed][9]자극에 의해 생성된 근위부 자극으로부터 이용 가능한 정보를 필요로 하는 시각적 지각이 포함된 과정이라고 주장한다.이론적 합성은 또한 상향 처리가 "충분히 [7]길고 명확하게 자극이 제시될 때" 발생한다고 주장한다.

인지적으로 말하면, 빠른 반응이나 빠른 시각적 식별과 같은 특정 인지 과정은 주로 감각 정보에 의존하기 때문에 상향식 과정으로 간주되는 반면, 운동 제어와 방향성 주의와 같은 과정은 목표가 지향되기 때문에 하향식으로 간주됩니다.신경학적으로 말하자면, V1 영역과 같은 뇌의 일부 영역은 대부분 상향식 [7]연결을 가지고 있다.방추상 회와 같은 다른 부위는 더 높은 뇌 영역으로부터의 입력을 가지고 있으며 하향식 [10][better source needed]영향을 미치는 것으로 간주됩니다.

시각적 주의에 대한 연구는 한 예를 제공한다.들판의 꽃에 관심이 쏠린다면 꽃의 색깔이나 모양이 시각적으로 뚜렷하기 때문일 것이다.당신이 꽃에 관심을 갖게 된 정보는 상향식으로 당신에게 다가왔다. 당신의 관심은 꽃에 대한 지식에 좌우되지 않고 외부의 자극만으로도 충분했다.이 상황을 당신이 꽃을 찾고 있는 상황과 대조하세요.당신은 당신이 찾고 있는 것에 대한 대표성을 가지고 있다.당신이 찾고 있는 물체를 보면, 그것은 눈에 띈다.이것은 하향식 정보를 사용하는 예입니다.

인지적 측면에서, 두 가지 사고 접근법이 구별된다."톱다운" (또는 "큰 덩어리")는 전형적으로 선견지명이거나 더 큰 그림과 개요를 보는 사람입니다.그런 사람들은 큰 그림에 초점을 맞추고 그것을 뒷받침하기 위한 세부사항을 도출한다.상향식(또는 "작은 덩어리") 인식은 풍경보다는 주로 세부 사항에 초점을 맞추는 것과 유사합니다.나무를 보고 나무를 본다는 표현은 두 가지 [11]인식 방식을 가리킨다.

관리 및 조직

관리 및 조직 분야에서는 "하향식"과 "하향식"이라는 용어가 의사 결정 방법 및/또는 변경 [12]구현 방법을 설명하기 위해 사용됩니다.

「톱 다운」 어프로치는, 경영진의 의사결정자 또는 그 외의 톱 스탭이, 무엇을 어떻게 실시할지를 결정하는 것입니다.이 접근방식은 어느 정도 그들에 의해 구속되는 계층 내 하위 수준을 위해 그들의 권한으로 전파된다.예를 들어, 병원에서 개선을 원하는 경우, 병원 관리자는 (새로운 프로그램 구현과 같은) 중요한 변화가 필요하다고 결정한 후, 계획적인 접근방식을 사용하여 변경 사항을 일선 직원에게 전달할 수 있다(Stewart, Manges, Ward, 2015).[12]

변화에 대한 "상향적" 접근법은 풀뿌리로부터, 즉 다수의 사람들이 함께 일하는 것으로, 그들의 공동 참여로 인해 의사결정이 발생한다.많은 활동가, 학생, 또는 어떤 사건의 피해자들이 행동을 취하기로 결정하는 것은 "상향적인" 결정입니다.상향식 접근법은 "일선 근로자들이 주로 육성하고 유지하는 비상 프로세스를 나타내는 증분 변화 접근법"이라고 생각할 수 있다(Stewart, Manges, Ward, 2015, 페이지 241).[12]

하향식 접근법의 긍정적인 측면에는 효율성 및 [12]더 높은 수준의 뛰어난 개요가 포함됩니다.또한 외부 효과도 내재화할 수 있습니다.부정적인 측면은 개혁이 '위로부터' 강요되는 것으로 인식되면 하위 계층이 이를 수용하기 어려울 수 있다(예: 브레서-페레이라, 마라발, 프제보르스키 1993).증거는 개혁의 내용에 관계없이 이것이 사실임을 시사한다(예: Dubois 2002).상향식 접근 방식을 사용하면 더 많은 실험을 할 수 있고 하위 항목에 필요한 사항을 더 잘 파악할 수 있습니다.변화를 위한 세 번째 조합 접근법이 있다는 다른 증거도 있다(Stewart, Manges, Ward, 2015 [12]참조).

공중 보건

공중 보건에는 하향식 접근법과 상향식 접근법이 모두 존재합니다.정부나 대규모 정부간 조직(IGO)에 의해 운영되는 하향식 프로그램에는 많은 예가 있습니다.이들 중 대부분은 HIV 관리나 천연두 박멸 등 특정 질병이나 이슈에 특화되어 있습니다.보텀업 프로그램의 예로는 의료에 대한 로컬 액세스를 개선하기 위해 설립된 많은 소규모 NGO가 있습니다.하지만, 많은 프로그램들이 두 가지 접근법을 결합하려고 합니다. 예를 들어, 현재 카터 센터에 의해 운영되는 단일 질병 국제 프로그램인 기니 웜 박멸은 위생, 위생, 일차 건강 관리에 대한 국제적인 프로그램과 마찬가지로 많은 지역 자원봉사자들의 훈련을 포함하고 상향식 능력을 증가시킵니다.

아키텍처

흔히 에콜 데 보 디자인 스쿨은 건축 디자인은 전체 [citation needed]프로젝트의 기본 계획 도면인 파티로 시작해야 한다고 가르쳤기 때문에 주로 하향식 디자인을 추진했다고 한다.

반면 바우하우스는 상향식 디자인에 초점을 맞췄다.이 방법은 소규모 조직 시스템을 보다 크고 건축적인 규모로 변환하는 연구(목판 조각 및 가구 설계와 마찬가지로)에서 드러났습니다.

생태학

생태학에서 하향식 방제란 상위 포식자가 생태계의 구조나 개체군을 통제하는 것을 말한다.이러한 상위 포식자와 먹이 사이의 상호작용이 영양 수준을 낮추는 데 영향을 미칩니다.영양수준의 최고수준의 변화는 낮은 영양수준에 역효과를 가져온다.포식자 수의 급격한 변화가 있을 경우 하향식 방제는 주변 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.대표적인 것이 다시마 숲 생태계의 예다.이런 생태계에서 해달은 중요한 포식자이다.그들은 다시마를 먹는 성게를 먹습니다.수달이 제거되면 성게 개체수가 증가하고 다시마 숲이 줄어들어 성게 불모지가 된다.이것은 생태계 전체의 다양성을 감소시키고 다른 모든 유기체에 해로운 영향을 미칠 수 있다.다시 말해, 이러한 생태계는 다시마의 생산성에 의해 통제되는 것이 아니라 최고의 포식자이다.이 예에서 하향식 조절의 역효과를 볼 수 있다; 수달의 개체수가 감소했을 때, 성게의 개체수는 증가했다.

생태계 보텀업 컨트롤은 1차 생산자(식물, 식물플랑크톤)의 영양공급, 생산성, 유형이 생태계 구조를 지배하는 생태계를 말한다.생태계에 충분한 자원이나 생산자가 없다면, 생물 자화와 생태 효율 때문에 먹이사슬에 있는 나머지 동물들을 위한 충분한 에너지가 남아있지 않다.플랑크톤 개체수가 영양소의 가용성에 의해 어떻게 조절되는지가 그 예가 될 것이다.플랑크톤 개체수는 융기가 지표면에 영양분을 가져오는 지역에서 더 높고 복잡한 경향이 있다.

이러한 개념에는 다양한 예가 있습니다.개체군이 두 가지 유형의 통제에 의해 영향을 받는 것은 흔한 일이며, 어떤 종류의 통제가 특정 생태계에서 먹이망에 영향을 미치는지에 대해서는 여전히 논쟁이 진행 중이다.

철학 및 윤리

윤리학에서 하향식 추론은 추리자가 추상적인 보편적 원칙에서 시작해서 특정한 상황으로 추리하는 것이다.상향식 추론은 추론자가 직관적인 특정 상황 판단에서 시작하여 [13]원칙에 따라 추론할 때 발생합니다.반사적 균형은 하향식 추론과 상향식 추론이 [14]조화를 이룰 때까지 상호작용이 있을 때 발생한다.즉, 보편적 추상 원칙이 반사적으로 특정 직관적 판단과 균형을 이루는 것으로 판명될 때 말이다.이 과정은 추론자들이 상향식 추론을 통해 하향식 추론을 해결하고 원칙과 상황 판단의 최선의 조합을 찾을 때까지 둘 중 하나를 조정하려고 할 때 발생합니다.

「 」를 참조해 주세요.

인용된 참고 자료

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인용문 및 주석

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추가 정보

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외부 링크