軟件工程第十章軟件維護

1、1目錄頁軟件維護第十章本章本章要點要點n 理解軟件維護的類型和特點；n 掌握軟件維護的一般過程；n 理解軟件的可維護性及提高可維護性的方法；n 理解軟件維護的副作用；n 了解軟件的再生工程。2目錄頁10.1 軟件維護的類型與策略第10章軟件維護是指已完成開發(fā)工作，并交付用戶使用以后，對軟件產(chǎn)品所進行的一些軟件工軟件維護是指已完成開發(fā)工作，并交付用戶使用以后，對軟件產(chǎn)品所進行的一些軟件工程活動。軟件維護是軟件生存周期中時間最長的階段，也是花費精力和費用最多的階段。程活動。軟件維護是軟件生存周期中時間最長的階段，也是花費精力和費用最多的階段。實踐表明，在開發(fā)階段結(jié)束后，在軟件運行過程中仍然有必要對

2、軟件進行變動，主要原實踐表明，在開發(fā)階段結(jié)束后，在軟件運行過程中仍然有必要對軟件進行變動，主要原因如下：因如下：（1）改正在運行中新發(fā)現(xiàn)的錯誤和設(shè)計上的缺陷，這些錯誤和缺陷在開發(fā)后期的測試）改正在運行中新發(fā)現(xiàn)的錯誤和設(shè)計上的缺陷，這些錯誤和缺陷在開發(fā)后期的測試階段未被發(fā)現(xiàn)。階段未被發(fā)現(xiàn)。（2）改進設(shè)計，以便增強軟件的功能，提高軟件的性能。）改進設(shè)計，以便增強軟件的功能，提高軟件的性能。（3）要求已運行的軟件能適應(yīng)特定的硬件、軟件、外部設(shè)備和通信設(shè)備等的工作環(huán)境，）要求已運行的軟件能適應(yīng)特定的硬件、軟件、外部設(shè)備和通信設(shè)備等的工作環(huán)境，或者要求適應(yīng)已變動的數(shù)據(jù)或文件等?；蛘咭筮m應(yīng)已變動的數(shù)據(jù)或

3、文件等。（4）為使已運行的軟件與其他相關(guān)的軟件有良好的接口，以利于協(xié)同工作。）為使已運行的軟件與其他相關(guān)的軟件有良好的接口，以利于協(xié)同工作。（5）為擴充軟件的應(yīng)用范圍。）為擴充軟件的應(yīng)用范圍。10.1.1 軟件維護工作的必要性軟件維護工作的必要性3目錄頁10.1 軟件維護的類型與策略第10章1改正性維護改正性維護改正性維護是改正在系統(tǒng)開發(fā)階段已發(fā)生的而系統(tǒng)測試階段尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤。改正性維護是改正在系統(tǒng)開發(fā)階段已發(fā)生的而系統(tǒng)測試階段尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤。2適應(yīng)性維護適應(yīng)性維護為適應(yīng)軟件運行環(huán)境的變化而進行的維護稱適應(yīng)性維護。為適應(yīng)軟件運行環(huán)境的變化而進行的維護稱適應(yīng)性維護。3完善性維護完善性維護為擴充

4、軟件的功能或用戶提出的新需為擴充軟件的功能或用戶提出的新需求而進行的維護稱完善性維護。求而進行的維護稱完善性維護。4預(yù)防性維護預(yù)防性維護為改進軟件效率、可靠性、可維修性為改進軟件效率、可靠性、可維修性而進行的維護稱預(yù)防性維護。而進行的維護稱預(yù)防性維護。10.1.2 軟件維護的類型軟件維護的類型4目錄頁10.1 軟件維護的類型與策略第10章1改正性維護改正性維護使用新技術(shù)可產(chǎn)生更可靠的代碼，從而大大提高軟件的可靠性，并減少改正性維護的需使用新技術(shù)可產(chǎn)生更可靠的代碼，從而大大提高軟件的可靠性，并減少改正性維護的需要。這些新技術(shù)包括：要。這些新技術(shù)包括：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；軟件開發(fā)環(huán)境；

5、軟件開發(fā)環(huán)境；程序自動生成系統(tǒng)；程序自動生成系統(tǒng)；高級（第四代）語言。高級（第四代）語言。10.1.3 軟件維護的策略軟件維護的策略5目錄頁10.1 軟件維護的類型與策略第10章2適應(yīng)性維護適應(yīng)性維護這一類維護不可避免，但可以控制。這一類維護不可避免，但可以控制。（1）在配置管理時，把硬件、操作系統(tǒng)和其他相關(guān)環(huán)境因素的可能變化考慮在內(nèi)，可）在配置管理時，把硬件、操作系統(tǒng)和其他相關(guān)環(huán)境因素的可能變化考慮在內(nèi)，可以減少某些適應(yīng)性維護的工作量。以減少某些適應(yīng)性維護的工作量。（2）把與硬件、操作系統(tǒng)以及其他外圍設(shè)備有關(guān)的程序歸結(jié)到特定的程序模塊中，可）把與硬件、操作系統(tǒng)以及其他外圍設(shè)備有關(guān)的程序歸結(jié)到

6、特定的程序模塊中，可把因環(huán)境變化而必須修改的程序局部于某些程序模塊中。把因環(huán)境變化而必須修改的程序局部于某些程序模塊中。（3）使用內(nèi)部程序列表、外部文件以及處理的例行程序包，為維護時修改程序提供方）使用內(nèi)部程序列表、外部文件以及處理的例行程序包，為維護時修改程序提供方便。便。（4）使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，增強軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并使之易于修改和移植。）使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，增強軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并使之易于修改和移植。10.1.3 軟件維護的策略軟件維護的策略6目錄頁10.1 軟件維護的類型與策略第10章3完善性維護完善性維護利用前兩類維護中列舉的方法，也可以減少這一類維護。特別是使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、利用前

7、兩類維護中列舉的方法，也可以減少這一類維護。特別是使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、程序生成器、應(yīng)用軟件包等可以減少維護工作量。程序生成器、應(yīng)用軟件包等可以減少維護工作量。此外，建立軟件系統(tǒng)的原型并在開發(fā)實際系統(tǒng)之前提供給用戶，用戶通過運行原型，進此外，建立軟件系統(tǒng)的原型并在開發(fā)實際系統(tǒng)之前提供給用戶，用戶通過運行原型，進一步完善他們的功能要求，可以減少以后完善性維護的需要。一步完善他們的功能要求，可以減少以后完善性維護的需要。10.1.3 軟件維護的策略軟件維護的策略7目錄頁10.2 軟件維護的特點第10章1非結(jié)構(gòu)化維護和結(jié)構(gòu)化維護非結(jié)構(gòu)化維護和結(jié)構(gòu)化維護軟件的開發(fā)過程對軟件的維護有較大影響。如果不采用軟

8、件工程方法開發(fā)軟件，則軟件軟件的開發(fā)過程對軟件的維護有較大影響。如果不采用軟件工程方法開發(fā)軟件，則軟件只有程序而無文檔，維護工作非常困難，這是非結(jié)構(gòu)化維護。如果采用軟件工程方法開發(fā)軟只有程序而無文檔，維護工作非常困難，這是非結(jié)構(gòu)化維護。如果采用軟件工程方法開發(fā)軟件，則各階段都有相應(yīng)的文檔，容易進行維護工作，這是結(jié)構(gòu)化維護。件，則各階段都有相應(yīng)的文檔，容易進行維護工作，這是結(jié)構(gòu)化維護。（1）非結(jié)構(gòu)化維護）非結(jié)構(gòu)化維護因為只有源程序，沒有文檔或文檔很少，維護活動只能從閱讀、理解和分析源程序代碼因為只有源程序，沒有文檔或文檔很少，維護活動只能從閱讀、理解和分析源程序代碼開始，而這是相當(dāng)困難的。開始，

9、而這是相當(dāng)困難的。（2）結(jié)構(gòu)化維護）結(jié)構(gòu)化維護運用軟件工程思想開發(fā)的軟件具有各個階段的文檔，這對于理解、掌握軟件功能、性能、運用軟件工程思想開發(fā)的軟件具有各個階段的文檔，這對于理解、掌握軟件功能、性能、軟件結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)接口和設(shè)計約束有很大作用。軟件結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)接口和設(shè)計約束有很大作用。8目錄頁10.2 軟件維護的特點第10章2軟件維護的困難性軟件維護的困難性軟件維護的困難性主要是由于軟件需求分析和開發(fā)方法的缺陷造成的。在軟件生存周期軟件維護的困難性主要是由于軟件需求分析和開發(fā)方法的缺陷造成的。在軟件生存周期中的前兩個時期沒有采用嚴格而科學(xué)的管理和規(guī)劃，必然會引起軟件運行時的維護

10、困難。這中的前兩個時期沒有采用嚴格而科學(xué)的管理和規(guī)劃，必然會引起軟件運行時的維護困難。這種困難表現(xiàn)在如下幾方面：種困難表現(xiàn)在如下幾方面：（1）難以讀懂他人的程序。）難以讀懂他人的程序。（2)無文檔或文檔不一致。無文檔或文檔不一致。（3）軟件開發(fā)和軟件維護在人員和時間上的差異）軟件開發(fā)和軟件維護在人員和時間上的差異（4）維護工作毫無吸引力，缺乏成就感。）維護工作毫無吸引力，缺乏成就感。（5）難以追蹤軟件的建立過程。）難以追蹤軟件的建立過程。（6）通過多種版本的發(fā)行，難以追蹤軟件版本的演化過程。）通過多種版本的發(fā)行，難以追蹤軟件版本的演化過程。（7）軟件在設(shè)計時未考慮修改需要。）軟件在設(shè)計時未考慮

11、修改需要。9目錄頁10.3 軟件維護的過程與組織第10章1維護機構(gòu)維護機構(gòu)維護機構(gòu)通常以維護小組形式出維護機構(gòu)通常以維護小組形式出現(xiàn)。維護小組分為臨時維護小組和長期現(xiàn)。維護小組分為臨時維護小組和長期維護小組。臨時維護小組是非正式機構(gòu)，維護小組。臨時維護小組是非正式機構(gòu)，它執(zhí)行一些特殊的或臨時的維護任務(wù)；它執(zhí)行一些特殊的或臨時的維護任務(wù)；對于長期運行的復(fù)雜系統(tǒng)一般需要一個對于長期運行的復(fù)雜系統(tǒng)一般需要一個長期穩(wěn)定的維護小組。但除了較大的軟長期穩(wěn)定的維護小組。但除了較大的軟件開發(fā)公司外，通常在軟件維護方面，件開發(fā)公司外，通常在軟件維護方面，并不需要建立一個正式的組織機構(gòu)。維并不需要建立一個正式的組

12、織機構(gòu)。維護工作往往是在沒有計劃的情況下進行護工作往往是在沒有計劃的情況下進行的。的。10目錄頁10.3 軟件維護的過程與組織第10章維護機構(gòu)中的人員與職責(zé)如下：維護機構(gòu)中的人員與職責(zé)如下：（1）維護負責(zé)人。）維護負責(zé)人。（2）維護管理員。）維護管理員。（3）系統(tǒng)監(jiān)督員。）系統(tǒng)監(jiān)督員。（4）配置管理員。）配置管理員。（5）維護人員。）維護人員。11目錄頁10.3 軟件維護的過程與組織第10章2制定維護文檔制定維護文檔所有軟件維護申請都應(yīng)按規(guī)定的方式提出。軟件維護組織通常提供維護申請報告所有軟件維護申請都應(yīng)按規(guī)定的方式提出。軟件維護組織通常提供維護申請報告（Maintenance Request

13、 Report, MRR）或稱軟件問題報告，由申請維護的用戶填寫。如果發(fā)）或稱軟件問題報告，由申請維護的用戶填寫。如果發(fā)現(xiàn)了軟件的錯誤，用戶必須完整地說明產(chǎn)生錯誤的情況，包括輸入數(shù)據(jù)、錯誤清單以及其他現(xiàn)了軟件的錯誤，用戶必須完整地說明產(chǎn)生錯誤的情況，包括輸入數(shù)據(jù)、錯誤清單以及其他有關(guān)材料。如果維護申請屬于適應(yīng)性維護或完善性維護，用戶必須提出一份簡要的維護規(guī)格有關(guān)材料。如果維護申請屬于適應(yīng)性維護或完善性維護，用戶必須提出一份簡要的維護規(guī)格說明書，列出所有希望的修改。維護申請報告將由維護管理員和系統(tǒng)監(jiān)督員來研究處理。說明書，列出所有希望的修改。維護申請報告將由維護管理員和系統(tǒng)監(jiān)督員來研究處理。12

14、目錄頁10.3 軟件維護的過程與組織第10章3.維護流程維護流程13目錄頁10.3 軟件維護的過程與組織第10章4維護記錄維護記錄在維護階段需要記錄一些與維護有關(guān)的信息，這些信息可作為估計維護有效程度，確在維護階段需要記錄一些與維護有關(guān)的信息，這些信息可作為估計維護有效程度，確定軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，估算維護費用等工作的原始依據(jù)。定軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，估算維護費用等工作的原始依據(jù)。5維護評價維護評價根據(jù)維護文檔記錄，可以對維護工作做一些度量。根據(jù)維護文檔記錄，可以對維護工作做一些度量。14目錄頁10.4 軟件的可維護性 第10章1可理解性可理解性指維護人員通過閱讀程序代碼和相關(guān)文檔，了解程序的結(jié)構(gòu)、功能

15、及其如何運行的難指維護人員通過閱讀程序代碼和相關(guān)文檔，了解程序的結(jié)構(gòu)、功能及其如何運行的難易程度。易程度。2可測試性可測試性表明預(yù)建立的測試準則對軟件可進行測試的程度。表明預(yù)建立的測試準則對軟件可進行測試的程度。3可修改性可修改性指軟件容易修改，而不至于產(chǎn)生副作用的程度。指軟件容易修改，而不至于產(chǎn)生副作用的程度。4可移植性可移植性指一個軟件系統(tǒng)從一個計算機環(huán)境移植到另一個計算機環(huán)境的容易程度。指一個軟件系統(tǒng)從一個計算機環(huán)境移植到另一個計算機環(huán)境的容易程度。10.4.1 決定軟件可維護性的因素決定軟件可維護性的因素 15目錄頁10.4 軟件的可維護性 第10章1明確軟件的質(zhì)量目標和優(yōu)先級明確軟件

16、的質(zhì)量目標和優(yōu)先級如果要程序滿足可維護性的七種特性的全部要求，那是不現(xiàn)實的。因為，有些特性是如果要程序滿足可維護性的七種特性的全部要求，那是不現(xiàn)實的。因為，有些特性是相互促進的，而有些特性則是相互矛盾的。相互促進的，而有些特性則是相互矛盾的。每一種質(zhì)量特性的相對重要性不但因維護類型而不同，而且因程序的用途和計算環(huán)境每一種質(zhì)量特性的相對重要性不但因維護類型而不同，而且因程序的用途和計算環(huán)境而不同。因此，在提出質(zhì)量目標的同時還必須規(guī)定它們的優(yōu)先級，這樣有助于提高軟件的質(zhì)而不同。因此，在提出質(zhì)量目標的同時還必須規(guī)定它們的優(yōu)先級，這樣有助于提高軟件的質(zhì)量，減少軟件生存周期的費用。量，減少軟件生存周期的

17、費用。2使用先進的軟件開發(fā)技術(shù)和工具使用先進的軟件開發(fā)技術(shù)和工具為了改善軟件可維護性，應(yīng)及時學(xué)習(xí)并盡量使用能提高軟件質(zhì)量的技術(shù)和工具。例如，為了改善軟件可維護性，應(yīng)及時學(xué)習(xí)并盡量使用能提高軟件質(zhì)量的技術(shù)和工具。例如，模塊化技術(shù)、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)、面向?qū)ο蟮认冗M的軟件開發(fā)技術(shù)。模塊化技術(shù)、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)、面向?qū)ο蟮认冗M的軟件開發(fā)技術(shù)。10.4.2 提高軟件可維護性的方法提高軟件可維護性的方法 16目錄頁10.4 軟件的可維護性 第10章3質(zhì)量保證審查質(zhì)量保證審查要提高軟件可維護性，必須要進行質(zhì)量保證審查。質(zhì)量保證審查可分為四種類型。要提高軟件可維護性，必須要進行質(zhì)量保證審查。質(zhì)量保證審查可

18、分為四種類型。（1）在檢查點檢查。）在檢查點檢查。（2）驗收檢查。）驗收檢查。（3）周期性維護檢查。）周期性維護檢查。（4）對軟件包檢查。）對軟件包檢查。10.4.2 提高軟件可維護性的方法提高軟件可維護性的方法 17目錄頁10.4 軟件的可維護性 第10章4選擇可維護的程序設(shè)計語言選擇可維護的程序設(shè)計語言編碼所使用的程序設(shè)計語言對軟件的可維護性影響很大。低級語言很難理解，因此也編碼所使用的程序設(shè)計語言對軟件的可維護性影響很大。低級語言很難理解，因此也很難維護。高級語言比低級語言容易理解，有更好的可維護性。某些高級語言可能比另一些很難維護。高級語言比低級語言容易理解，有更好的可維護性。某些高級

19、語言可能比另一些更容易理解。尤其是第四代語言更容易理解，更容易編程，因此更容易維護。更容易理解。尤其是第四代語言更容易理解，更容易編程，因此更容易維護。5改進程序的文檔改進程序的文檔程序文檔對提高程序的可理解性有著重要作用。規(guī)范、完整、一致的文檔是建立可維程序文檔對提高程序的可理解性有著重要作用。規(guī)范、完整、一致的文檔是建立可維護性的基本條件。在軟件生存周期的每個階段的技術(shù)復(fù)審和管理復(fù)審中，都應(yīng)對文檔進行檢護性的基本條件。在軟件生存周期的每個階段的技術(shù)復(fù)審和管理復(fù)審中，都應(yīng)對文檔進行檢查，對可維護性進行復(fù)審。查，對可維護性進行復(fù)審。10.4.2 提高軟件可維護性的方法提高軟件可維護性的方法 1

20、8目錄頁10.5 軟件維護的副作用 第10章1代碼副作用代碼副作用最危險的副作用是修改軟件源程序而產(chǎn)生的。在修改源代碼時，最容易引入下列錯誤：最危險的副作用是修改軟件源程序而產(chǎn)生的。在修改源代碼時，最容易引入下列錯誤：（1）刪除或修改子程序、語句標號（）刪除或修改子程序、語句標號（LABEL）和標識符。）和標識符。（2）改變程序的執(zhí)行效率。）改變程序的執(zhí)行效率。（3）改變程序代碼的時序關(guān)系、改變占用存儲的大小。）改變程序代碼的時序關(guān)系、改變占用存儲的大小。（4）修改邏輯運算符。）修改邏輯運算符。（5）修改文件的打開或關(guān)閉操作。）修改文件的打開或關(guān)閉操作。（6）由設(shè)計變動引起的代碼修改。）由設(shè)計

21、變動引起的代碼修改。（7）為邊界條件的邏輯測試而做出的修改。）為邊界條件的邏輯測試而做出的修改。19目錄頁10.5 軟件維護的副作用 第10章2數(shù)據(jù)副作用數(shù)據(jù)副作用在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，有可能造成軟件設(shè)計與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不匹配，因而導(dǎo)致軟件錯誤。在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，有可能造成軟件設(shè)計與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不匹配，因而導(dǎo)致軟件錯誤。數(shù)據(jù)副作用是指修改軟件信息結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的不良后果，主要有以下幾種：數(shù)據(jù)副作用是指修改軟件信息結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的不良后果，主要有以下幾種：（1）局部變量或全局變量的重新定義，記錄或文件格式的重新定義。）局部變量或全局變量的重新定義，記錄或文件格式的重新定義。（2）增加或減少一個數(shù)組或其他復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的

22、大小。）增加或減少一個數(shù)組或其他復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小。（3）修改全局或公共數(shù)據(jù)。）修改全局或公共數(shù)據(jù)。（4）重新初始化控制標志或指針。）重新初始化控制標志或指針。（5）重新排列輸入）重新排列輸入/輸出或函數(shù)（子程序）的參數(shù)。輸出或函數(shù)（子程序）的參數(shù)。20目錄頁10.5 軟件維護的副作用 第10章3文檔副作用文檔副作用在軟件維護過程中應(yīng)統(tǒng)一考慮整個軟件配置，必須對相關(guān)技術(shù)文檔進行相應(yīng)修改，不在軟件維護過程中應(yīng)統(tǒng)一考慮整個軟件配置，必須對相關(guān)技術(shù)文檔進行相應(yīng)修改，不僅僅是源代碼。否則會導(dǎo)致文檔與程序不匹配，使文檔不能反映軟件當(dāng)前的狀態(tài)，這比沒有僅僅是源代碼。否則會導(dǎo)致文檔與程序不匹配，使文檔不能反

23、映軟件當(dāng)前的狀態(tài)，這比沒有文檔更麻煩。文檔更麻煩。一次維護完成后，在再次交付軟件之前應(yīng)仔細復(fù)審整個軟件配置，以減少文檔副作用。一次維護完成后，在再次交付軟件之前應(yīng)仔細復(fù)審整個軟件配置，以減少文檔副作用。事實上，某些維護申請的提出只是由于用戶文檔不夠清楚。這時，只需對文檔維護即可，并事實上，某些維護申請的提出只是由于用戶文檔不夠清楚。這時，只需對文檔維護即可，并不需要修改軟件設(shè)計或源程序。不需要修改軟件設(shè)計或源程序。為了控制因修改而引起的副作用，要做到：按模塊把修改分組；自頂向下的安排被修為了控制因修改而引起的副作用，要做到：按模塊把修改分組；自頂向下的安排被修改模塊的順序；每次只修改一個模塊；對每個修改了的模塊，在安排修改下一個模塊前，要改模塊的順序；每次只修改一個模塊；對每個修改了的模塊，在安排修改下一個模塊前，要確定這個修改的副作用，可使用交叉引用表、存儲映像表、執(zhí)行流程跟蹤等。確定這個修改的副作用，可使用交叉引用表、存儲映像表、執(zhí)行流程跟蹤等。21目錄頁10.6 軟件逆向工程與再生工程第10章逆向工程與再生工程是目前預(yù)防性維護采用的主要技術(shù)。逆向工程與再生工程是目前預(yù)防性維護采用的主要