軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)

軟件維護(hù)第十章本章要點(diǎn)

理解軟件維護(hù)的類型和特點(diǎn)；

掌握軟件維護(hù)的一般過程；

理解軟件的可維護(hù)性及提高可維護(hù)性的方法；

理解軟件維護(hù)的副作用；

了解軟件的再生工程。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第1頁。10.1軟件維護(hù)的類型與策略第10章軟件維護(hù)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(jìn)行的一些軟件工程活動(dòng)。軟件維護(hù)是軟件生存周期中時(shí)間最長的階段，也是花費(fèi)精力和費(fèi)用最多的階段。實(shí)踐表明，在開發(fā)階段結(jié)束后，在軟件運(yùn)行過程中仍然有必要對軟件進(jìn)行變動(dòng)，主要原因如下：（1）改正在運(yùn)行中新發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤和設(shè)計(jì)上的缺陷，這些錯(cuò)誤和缺陷在開發(fā)后期的測試階段未被發(fā)現(xiàn)。（2）改進(jìn)設(shè)計(jì)，以便增強(qiáng)軟件的功能，提高軟件的性能。（3）要求已運(yùn)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(dòng)的數(shù)據(jù)或文件等。（4）為使已運(yùn)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(kuò)充軟件的應(yīng)用范圍。10.1.1軟件維護(hù)工作的必要性軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第2頁。10.1軟件維護(hù)的類型與策略第10章1．改正性維護(hù)改正性維護(hù)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(cuò)誤。2．適應(yīng)性維護(hù)為適應(yīng)軟件運(yùn)行環(huán)境的變化而進(jìn)行的維護(hù)稱適應(yīng)性維護(hù)。3．完善性維護(hù)為擴(kuò)充軟件的功能或用戶提出的新需求而進(jìn)行的維護(hù)稱完善性維護(hù)。4．預(yù)防性維護(hù)為改進(jìn)軟件效率、可靠性、可維修性而進(jìn)行的維護(hù)稱預(yù)防性維護(hù)。10.1.2軟件維護(hù)的類型軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第3頁。10.1軟件維護(hù)的類型與策略第10章1．改正性維護(hù)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(hù)的需要。這些新技術(shù)包括：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；軟件開發(fā)環(huán)境；程序自動(dòng)生成系統(tǒng)；高級（第四代）語言。10.1.3軟件維護(hù)的策略軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第4頁。10.1軟件維護(hù)的類型與策略第10章2．適應(yīng)性維護(hù)這一類維護(hù)不可避免，但可以控制。（1）在配置管理時(shí)，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(hù)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(hù)時(shí)修改程序提供方便。（4）使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，增強(qiáng)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(hù)的策略軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第5頁。10.1軟件維護(hù)的類型與策略第10章3．完善性維護(hù)利用前兩類維護(hù)中列舉的方法，也可以減少這一類維護(hù)。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(hù)工作量。此外，建立軟件系統(tǒng)的原型并在開發(fā)實(shí)際系統(tǒng)之前提供給用戶，用戶通過運(yùn)行原型，進(jìn)一步完善他們的功能要求，可以減少以后完善性維護(hù)的需要。10.1.3軟件維護(hù)的策略軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第6頁。10.2軟件維護(hù)的特點(diǎn)第10章1．非結(jié)構(gòu)化維護(hù)和結(jié)構(gòu)化維護(hù)軟件的開發(fā)過程對軟件的維護(hù)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(hù)工作非常困難，這是非結(jié)構(gòu)化維護(hù)。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(jìn)行維護(hù)工作，這是結(jié)構(gòu)化維護(hù)。（1）非結(jié)構(gòu)化維護(hù)因?yàn)橹挥性闯绦?，沒有文檔或文檔很少，維護(hù)活動(dòng)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。（2）結(jié)構(gòu)化維護(hù)運(yùn)用軟件工程思想開發(fā)的軟件具有各個(gè)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(jì)約束有很大作用。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第7頁。10.2軟件維護(hù)的特點(diǎn)第10章2．軟件維護(hù)的困難性軟件維護(hù)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(gè)時(shí)期沒有采用嚴(yán)格而科學(xué)的管理和規(guī)劃，必然會(huì)引起軟件運(yùn)行時(shí)的維護(hù)困難。這種困難表現(xiàn)在如下幾方面：（1）難以讀懂他人的程序。（2)無文檔或文檔不一致。（3）軟件開發(fā)和軟件維護(hù)在人員和時(shí)間上的差異（4）維護(hù)工作毫無吸引力，缺乏成就感。（5）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。（7）軟件在設(shè)計(jì)時(shí)未考慮修改需要。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第8頁。10.3軟件維護(hù)的過程與組織第10章1．維護(hù)機(jī)構(gòu)維護(hù)機(jī)構(gòu)通常以維護(hù)小組形式出現(xiàn)。維護(hù)小組分為臨時(shí)維護(hù)小組和長期維護(hù)小組。臨時(shí)維護(hù)小組是非正式機(jī)構(gòu)，它執(zhí)行一些特殊的或臨時(shí)的維護(hù)任務(wù)；對于長期運(yùn)行的復(fù)雜系統(tǒng)一般需要一個(gè)長期穩(wěn)定的維護(hù)小組。但除了較大的軟件開發(fā)公司外，通常在軟件維護(hù)方面，并不需要建立一個(gè)正式的組織機(jī)構(gòu)。維護(hù)工作往往是在沒有計(jì)劃的情況下進(jìn)行的。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第9頁。10.3軟件維護(hù)的過程與組織第10章維護(hù)機(jī)構(gòu)中的人員與職責(zé)如下：（1）維護(hù)負(fù)責(zé)人。（2）維護(hù)管理員。（3）系統(tǒng)監(jiān)督員。（4）配置管理員。（5）維護(hù)人員。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第10頁。10.3軟件維護(hù)的過程與組織第10章2．制定維護(hù)文檔所有軟件維護(hù)申請都應(yīng)按規(guī)定的方式提出。軟件維護(hù)組織通常提供維護(hù)申請報(bào)告（MaintenanceRequestReport,MRR）或稱軟件問題報(bào)告，由申請維護(hù)的用戶填寫。如果發(fā)現(xiàn)了軟件的錯(cuò)誤，用戶必須完整地說明產(chǎn)生錯(cuò)誤的情況，包括輸入數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤清單以及其他有關(guān)材料。如果維護(hù)申請屬于適應(yīng)性維護(hù)或完善性維護(hù)，用戶必須提出一份簡要的維護(hù)規(guī)格說明書，列出所有希望的修改。維護(hù)申請報(bào)告將由維護(hù)管理員和系統(tǒng)監(jiān)督員來研究處理。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第11頁。10.3軟件維護(hù)的過程與組織第10章3.維護(hù)流程軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第12頁。10.3軟件維護(hù)的過程與組織第10章4．維護(hù)記錄在維護(hù)階段需要記錄一些與維護(hù)有關(guān)的信息，這些信息可作為估計(jì)維護(hù)有效程度，確定軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，估算維護(hù)費(fèi)用等工作的原始依據(jù)。5．維護(hù)評價(jià)根據(jù)維護(hù)文檔記錄，可以對維護(hù)工作做一些度量。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第13頁。10.4軟件的可維護(hù)性第10章1．可理解性指維護(hù)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(yùn)行的難易程度。2．可測試性表明預(yù)建立的測試準(zhǔn)則對軟件可進(jìn)行測試的程度。3．可修改性指軟件容易修改，而不至于產(chǎn)生副作用的程度。4．可移植性指一個(gè)軟件系統(tǒng)從一個(gè)計(jì)算機(jī)環(huán)境移植到另一個(gè)計(jì)算機(jī)環(huán)境的容易程度。10.4.1決定軟件可維護(hù)性的因素軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第14頁。10.4軟件的可維護(hù)性第10章1．明確軟件的質(zhì)量目標(biāo)和優(yōu)先級如果要程序滿足可維護(hù)性的七種特性的全部要求，那是不現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)?，有些特性是相互促進(jìn)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(hù)類型而不同，而且因程序的用途和計(jì)算環(huán)境而不同。因此，在提出質(zhì)量目標(biāo)的同時(shí)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(fèi)用。2．使用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和工具為了改善軟件可維護(hù)性，應(yīng)及時(shí)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(jì)技術(shù)、面向?qū)ο蟮认冗M(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)。10.4.2提高軟件可維護(hù)性的方法軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第15頁。10.4軟件的可維護(hù)性第10章3．質(zhì)量保證審查要提高軟件可維護(hù)性，必須要進(jìn)行質(zhì)量保證審查。質(zhì)量保證審查可分為四種類型。（1）在檢查點(diǎn)檢查。（2）驗(yàn)收檢查。（3）周期性維護(hù)檢查。（4）對軟件包檢查。10.4.2提高軟件可維護(hù)性的方法軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第16頁。10.4軟件的可維護(hù)性第10章4．選擇可維護(hù)的程序設(shè)計(jì)語言編碼所使用的程序設(shè)計(jì)語言對軟件的可維護(hù)性影響很大。低級語言很難理解，因此也很難維護(hù)。高級語言比低級語言容易理解，有更好的可維護(hù)性。某些高級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(hù)。5．改進(jìn)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護(hù)性的基本條件。在軟件生存周期的每個(gè)階段的技術(shù)復(fù)審和管理復(fù)審中，都應(yīng)對文檔進(jìn)行檢查，對可維護(hù)性進(jìn)行復(fù)審。10.4.2提高軟件可維護(hù)性的方法軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第17頁。10.5軟件維護(hù)的副作用第10章1．代碼副作用最危險(xiǎn)的副作用是修改軟件源程序而產(chǎn)生的。在修改源代碼時(shí)，最容易引入下列錯(cuò)誤：（1）刪除或修改子程序、語句標(biāo)號（LABEL）和標(biāo)識符。（2）改變程序的執(zhí)行效率。（3）改變程序代碼的時(shí)序關(guān)系、改變占用存儲(chǔ)的大小。（4）修改邏輯運(yùn)算符。（5）修改文件的打開或關(guān)閉操作。（6）由設(shè)計(jì)變動(dòng)引起的代碼修改。（7）為邊界條件的邏輯測試而做出的修改。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第18頁。10.5軟件維護(hù)的副作用第10章2．?dāng)?shù)據(jù)副作用在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，有可能造成軟件設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不匹配，因而導(dǎo)致軟件錯(cuò)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：（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。（2）增加或減少一個(gè)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)。（4）重新初始化控制標(biāo)志或指針。（5）重新排列輸入/輸出或函數(shù)（子程序）的參數(shù)。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第19頁。10.5軟件維護(hù)的副作用第10章3．文檔副作用在軟件維護(hù)過程中應(yīng)統(tǒng)一考慮整個(gè)軟件配置，必須對相關(guān)技術(shù)文檔進(jìn)行相應(yīng)修改，不僅僅是源代碼。否則會(huì)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)，這比沒有文檔更麻煩。一次維護(hù)完成后，在再次交付軟件之前應(yīng)仔細(xì)復(fù)審整個(gè)軟件配置，以減少文檔副作用。事實(shí)上，某些維護(hù)申請的提出只是由于用戶文檔不夠清楚。這時(shí)，只需對文檔維護(hù)即可，并不需要修改軟件設(shè)計(jì)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改模塊的順序；每次只修改一個(gè)模塊；對每個(gè)修改了的模塊，在安排修改下一個(gè)模塊前，要確定這個(gè)修改的副作用，可使用交叉引用表、存儲(chǔ)映像表、執(zhí)行流程跟蹤等。軟件工程(第6版)-第10章-軟件維護(hù)全文共22頁，當(dāng)前為第20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(hù)采用的主要技術(shù)。逆向工程術(shù)語源于硬件制造業(yè)，相互競爭的公司為了了解對方設(shè)計(jì)和制造工藝的機(jī)密，在得不到設(shè)計(jì)和制造說明書的情況下，通過拆卸實(shí)物獲取信息。軟件的逆向工程也基本相似，不過通?！敖馄省钡牟粌H是競爭對手的程序，而且還包括本公司多年前的產(chǎn)品，此時(shí)得不到設(shè)計(jì)“機(jī)密”的主要障礙是缺乏文檔。因此，所謂軟件的逆向工程就是對已有的程序，尋求比源代碼更高級的抽象表達(dá)形式。一般認(rèn)為，凡是在軟件生存周期內(nèi)，將軟件某種形式的