軟件工程的維護(hù)與再生(doc 9頁).doc

第八章 維護(hù)與再生工程編程大師曾說：“哪怕程序只有三行長，總有一天你也不得不對它維護(hù)?！焙芏嘬浖a(chǎn)品不是一次性的買賣。比如在電信、金融等領(lǐng)域，有些軟件系統(tǒng)要用十幾年，對軟件進(jìn)行維護(hù)是必不可少的。8.1節(jié)將介紹“軟件維護(hù)的常識”，對維護(hù)活動進(jìn)行分類，并解釋為什么維護(hù)比較困難。軟件公司的經(jīng)理們沒有哪一個喜歡被維護(hù)的費用嚇一跳，但軟件維護(hù)的代價通常是高昂的。7.2節(jié)將說明影響維護(hù)代價的一些主要技術(shù)因素與非技術(shù)因素。如果希望提高已有軟件的質(zhì)量并且提高商業(yè)競爭力，卻又無法靠維護(hù)來實現(xiàn)，只好對已有軟件進(jìn)行全部或者部分的改造，這種活動叫再生工程（Reengineering）。7.3節(jié)將解釋什么是再生工程，并論述再生工程的三種類型：重構(gòu)（Restructure）、逆向工程（Reverse Engineering）和前向工程（Forward Engineering）。8.1 軟件維護(hù)的常識對軟件而言，“維護(hù)”是個不太直觀的術(shù)語，因為軟件產(chǎn)品在重復(fù)使用時不會被磨損，并不需要進(jìn)行像對車輛或電器那樣的維護(hù)。軟件維護(hù)是人們對既豐富多彩又會令人心酸的活動的統(tǒng)稱。其中豐富多彩的活動是指那些反映客觀世界變化、能使軟件系統(tǒng)更加完善的修改和擴(kuò)充工作。令人心酸的活動是指那些永無修止、并且改了舊錯卻引起新錯讓人欲哭無淚的工作。一些學(xué)者將軟件維護(hù)劃分為主要的三類：糾錯性維護(hù)（Corrective maintenance）、適應(yīng)性維護(hù)（Adaptive maintenance）和完善性維護(hù)（Perfective maintenance）：（1）糾錯性維護(hù)。由于前期的測試不可能揭露軟件系統(tǒng)中所有替在的錯誤，用戶在使用軟件時仍將會遇到錯誤，診斷和改正這些錯誤的過程稱為糾錯性維護(hù)。（2）適應(yīng)性維護(hù)。由于新的硬件設(shè)備不斷推出，操作系統(tǒng)和編譯系統(tǒng)也不斷地升級，為了使軟件能適應(yīng)新的環(huán)境而引起的程序修改和擴(kuò)充活動稱為適應(yīng)性維護(hù)。（3）完善性維護(hù)。在軟件的正常使用過程中，用戶還會不斷提出新的需求。為了滿足用戶新的需求而增加軟件功能的活動稱為完善性維護(hù)。Lientz 和Swanson調(diào)查發(fā)現(xiàn)（1980年），完善性維護(hù)約占65%，適應(yīng)性維護(hù)約占18%，糾錯性維護(hù)約占17%Sommerville 1992。上述調(diào)查已是20年前的事了，我們不必太關(guān)心具體的比例，心里有數(shù)即可。以下一些因素將導(dǎo)致維護(hù)工作變得困難：（1）軟件人員經(jīng)常流動，當(dāng)需要對某些程序進(jìn)行維護(hù)時，可能已找不到原來的開發(fā)人員。只好讓新手去“攻讀”那些程序。（2）人們一般難以讀懂他人的程序。在勉強接受這類任務(wù)時，心里不免嘀咕：“我又不是他肚子里的蟲子，怎么知道他如何編程?！保?）當(dāng)沒有文檔或者文檔很差時，你簡直不知道如何下手。（4）很多程序在設(shè)計時沒有考慮到將來要改動，程序之間相互交織，觸一而牽百。即使有很好的文檔，你也不敢輕舉妄動，否則你有可能陷進(jìn)錯誤堆里。（5）如果軟件發(fā)行了多個版本，要追蹤軟件的演化非常困難。（6）維護(hù)將會產(chǎn)生不良的副作用，不論是修改代碼、數(shù)據(jù)或文檔，都有可能產(chǎn)生新的錯誤。（7）維護(hù)工作毫無吸引力。高水平的程序員自然不愿主動去做，而公司也舍不得讓高水平的程序員去做。帶著低沉情緒的低水平的程序員只會把維護(hù)工作搞得一塌糊涂。8.2 維護(hù)的代價及其主要因素軟件維護(hù)是既破財又費神的工作?？吹靡姷拇鷥r是那些為了維護(hù)而投入的人力與財力。而看不見的維護(hù)代價則更加高昂，我們稱之為“機(jī)會成本”，即為了得到某種東西所必須放棄的東西Mankiw 1999。把很多程序員和其它資源用于維護(hù)工作，必然會耽誤新產(chǎn)品的開發(fā)甚至?xí)适C(jī)遇，這種代價是無法估量的。影響維護(hù)代價的非技術(shù)因素主要有：（1）應(yīng)用域的復(fù)雜性。如果應(yīng)用域問題已被很好地理解，需求分析工作比較完善，那么維護(hù)代價就較低。反之維護(hù)代價就較高。（2）開發(fā)人員的穩(wěn)定性。如果某些程序的開發(fā)者還在，讓他們對自己的程序進(jìn)行維護(hù)，那么代價就較低。如果原來的開發(fā)者已經(jīng)不在，只好讓新手來維護(hù)陌生的程序，那么代價就較高。（3）軟件的生命期。越是早期的程序越難維護(hù)，你很難想像十年前的程序是多么的落后（設(shè)計思想與開發(fā)工具都落后）。一般地，軟件的生命期越長，維護(hù)代價就越高。生命期越短，維護(hù)代價就越低。（4）商業(yè)操作模式變化對軟件的影響。比如財務(wù)軟件，對財務(wù)制度的變化很敏感。財務(wù)制度一變動，財務(wù)軟件就必須修改。一般地，商業(yè)操作模式變化越頻繁，相應(yīng)軟件的維護(hù)代價就越高。影響維護(hù)代價的技術(shù)因素主要有：（1）軟件對運行環(huán)境的依賴性。由于硬件以及操作系統(tǒng)更新很快，使得對運行環(huán)境依賴性很強的應(yīng)用軟件也要不停地更新，維護(hù)代價就高。（2）編程語言。雖然低級語言比高級語言具有更好的運行速度，但是低級語言比高級語言難以理解。用高級語言編寫的程序比用低級語言編寫的程序的維護(hù)代價要低得多（并且生產(chǎn)率高得多）。一般地，商業(yè)應(yīng)用軟件大多采用高級語言。比如，開發(fā)一套Windows環(huán)境下的信息管理系統(tǒng)，用戶大多采用Visual Basic、Delphi或Power Builder來編程，用Visual C+的就少些，沒有人會采用匯編語言。（3）編程風(fēng)格。良好的編程風(fēng)格意味著良好的可理解性，可以降低維護(hù)的代價。（4）測試與改錯工作。如果測試與改錯工作做得好，后期的維護(hù)代價就能降低。反之維護(hù)代價就升高。（5）文檔的質(zhì)量。清晰、正確和完備的文檔能降低維護(hù)的代價。低質(zhì)量的文檔將增加維護(hù)的代價（錯誤百出的文檔還不如沒有文檔）。8.3 再生工程再生工程主要出于如下愿望：（1）在商業(yè)上要提高產(chǎn)品的競爭力；（2）在技術(shù)上要提高產(chǎn)品的質(zhì)量。但這種愿望無法靠軟件的維護(hù)來實現(xiàn)，因為：（1）軟件的可維護(hù)性可能極差，實在不值得去做；（2）即使軟件的可維護(hù)性比較好，但也只是治表不治本。再生工程干脆對已有軟件進(jìn)行全部或部分的改造，賦予軟件新的活力。在對待一個不良之徒時，可以進(jìn)行思想教育并給予他關(guān)心和幫助，這種方式類似于“軟件維護(hù)”；也可以把他關(guān)進(jìn)監(jiān)獄，送去勞改，這種方式相當(dāng)于軟件的“再生工程”；如果此人壞透頂了，就斃掉算了。再生工程與維護(hù)的共同之處是沒有拋棄原有的軟件。如果把維護(hù)比作“修修補補”，那么再生工程就算是“痛改前非”。再生工程并不見得一定比維護(hù)的代價要高，但再生工程在將來獲取的利益卻要比通過維護(hù)得到的多。再生工程主要有三種類型：重構(gòu)、逆向工程和前向工程。8.3.1 重構(gòu)重構(gòu)一般是指通過修改代碼或數(shù)據(jù)以使軟件符合新的要求。重構(gòu)通常并不推翻原有軟件的體系結(jié)構(gòu)，主要是改造一些模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。重構(gòu)的一些好處如下：（1）使軟件的質(zhì)量更高，或使軟件順應(yīng)新的潮流（標(biāo)準(zhǔn)）。（2）使軟件的后續(xù)（升級）版本的生產(chǎn)率更高。（3）降低后期的維護(hù)代價。 要注意的是，在代碼重構(gòu)和數(shù)據(jù)重構(gòu)之后，一定要重構(gòu)相應(yīng)的文檔。8.3.2 逆向工程逆向工程來源于硬件世界。硬件廠商總想弄到競爭對手產(chǎn)品的設(shè)計和制造“奧秘”。但是又得不到現(xiàn)成的檔案，只好拆卸對手的產(chǎn)品并進(jìn)行分析，企圖從中獲取有價值的東西。我的很多同學(xué)從事集成電路設(shè)計工作，他們經(jīng)常解剖國外的集成電路，甚至不作分析就原封不動地復(fù)制該電路的版圖，然后投入生產(chǎn)，并美其名曰“反向設(shè)計”（Reverse Design）。軟件的逆向工程在道理上與硬件的相似。但在很多時候，軟件的逆向工程并不是針對競爭對手的，而是針對自己公司多年前的產(chǎn)品。期望從老產(chǎn)品中提取系統(tǒng)設(shè)計、需求說明等有價值的信息。8.3.3 前向工程前向工程也稱預(yù)防性維護(hù)，由Miller倡導(dǎo)。他把這個術(shù)語解釋成“為了明天的需要，把今天的方法應(yīng)用到昨天的系統(tǒng)上”。Pressman 1999乍看起來，主動去改造一個目前運行得正常的軟件系統(tǒng)簡直就是“惹事生非”。但是軟件技術(shù)發(fā)展如此迅速，與其等待一個有價值的產(chǎn)品逐漸老死，還不如主動去更新，以獲取更大的收益。其道理就同打預(yù)防性針一樣。所