软件工程基础之07软件维护

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Footer Text,*,/23,第七章 软件维护,软件维护概述,1,软件维护技术,5,软件维护过程模型,3,应注意的问题,2,小结,6,软件维护概述,软件维护的基本概念,软件维护的基本类型,维护的困难性,软件维护的定义,IEEE/EIA 12207ISO/IEC2008,中对软件维护的定义是：软件维护是指,由于软件产品出现问题或需要改进而对代码及相关文档的修改,，其目的是对现有软件产品进行修改的同时保持其完整性。,软件维护的必要性,软件维护能够改正错误。,软件维护能够改善设计。,软件维护能够实现软件的改

2、进。,软件维护能够实现与其他系统的交互。,软件维护能够为使用不同的硬件、软件、系统的新性能以及通讯设备等而对软件进行改进。,软件维护能够完成遗留系统的移植。,软件退出使用。,遗留系统：仍能够使用的旧系统，有时对于业务运行来说至关重要。,原因：过时的语言或技术实现、昂贵的系统支持导致维护昂贵、结构性差。,软件维护的成本,软件维护阶段一般要消耗软件生命周期中经费开支的,大部分,。,软件维护的费用占软件总预算的比例：,70,年代的,35%40%,80,年代上升为,40%60%,90,年代已经占,70%,80%,软件维护的基本类型,维护的类型有,四,种：,纠错,性维护,适应性维护,完善性维护,预防性维

3、护,国外的统计数字表明，完善性维护占全部维护活动的,50%,66%,，纠错性维护占,17%,21%,，适应性维护占,18%,25%,，其他维护活动只占,4%,左右,纠错性维护,在软件交付使用后，因开发时测试的不彻底、不完全，必然会有部分,隐藏的错误,遗留到运行阶段。,设计错误、编码错误、数据错误、文档错误,这些隐藏下来的错误在某些特定的使用环境下就会暴露出来。,为了,识别和纠正软件错误、改正软件性能上的缺陷、排除实施中的误用，应当进行的诊断和改正错误的过程,就叫做纠错性维护。,适应性维护,在使用过程中，,外部环境（新的硬、软件配置）,数据环境（数据库、数据格式、数据输入,/,输出方式、数据存储

4、介质）,网络环境等其他可能发生的变化。,为使软件,适应外部、数据、网络的变化,，而去修改软件的过程就叫做适应性维护。,完善性维护,在软件的使用过程中，用户往往会对软件提出,新的功能与性能要求,。,为了满足,新的功能与性能要求,，需要修改或再开发软件，,以扩充软件功能、增强软件性能、改进加工效率、提高软件的可维护性。,这种情况下进行的维护活动叫做完善性维护。,实践表明，在几种维护活动中，,完善性维护所占的比重最大,。即大部分维护工作是改变和加强软件，而不是纠错。,完善性维护不一定是救火式的紧急维修，而可以是有计划、有预谋的一种再开发活动。,预防性维护,预防性维护是防止问题发生而事先维护，目的是为

5、了提高软件的可维护性、可靠性等，为以后进一步改进软件打下良好基础。,体系结构不良、数据结构不理想、文档不全、缺少变更记录等。,预防性维护定义为：,采用适当的方法对需要维护的软件或软件中的,某一部分（重新）进行设计、编码和测试,。,逆向工程、软件再工程等。,软件维护中应注意的问题（一）,技术方面,程序的理解：有限理解,测试：完整测试消耗大，往往选择回归测试、局部测试。软件运行中，协调测试困难。,影响分析,可维护性,影响分析,影响分析是对修改的影响进行完整分析，衡量消耗的可接受程度。,目标：,决定,改变的范围,。这对合理计划和完成工作有重要意义,对完成工作,所需的资源,进行精确的估计。,分析改变的

6、,费用,/,效益比,由于对软件进行变更往往是牵一发而动全身的，因此如果给出了一个变更，必须考虑到关联性的,复杂情况,。,可维护性,可维护性是指通过一定的手段，使软件可以被维护、改进、改动或修正，以满足特定的需求的方便程度。,决定要素：,可理解性,可测试性,可修改性,可移植性,可重用性,环境要素：,维护文档,运行环境,维护组织,维护质量,软件维护中应注意的问题（二）,管理方面,契合组织的目标,:,延长软件生命、软件升级、改进的需要，但投资回报不明确。权衡消耗与收益。,人力资源：吸引和维持软件维护队伍。“二等公民”误区,过程：需要开发过程没有的活动，如逆向工程，管理挑战,如何组织维护活动：责任到人

7、,外包：有效控制是重点，确定服务的范围以及合约细节是挑战。,软件维护中应注意的问题（三）,维护费用估算,参数模型,M=P+K e,(cd),M,是维护用的总工作量，,P,是生产性工作量，,K,是经验常数，,c,是复杂程度，,d,是维护人员对软件的熟悉程度。生产性成本包括分析评价、修改设计和编码等。非生产性成本包括程序理解、数据结构解释、接口特点和性能限度等。,基于经验,专家判断、类推、工作分解结构,软件维护过程模型,IEEE,维护模型图,分类与鉴别阶段,分析阶段,设计阶段,实现阶段,系统测试阶段,验收测试阶段,交付阶段,修改输入,软件维护技术,程序的理解,软件再工程,软件逆向工程,程序的理解,

8、为了有效维护，需要阅读和理解程序，方法：,1,、文档理解、代码理解、注释理解,2,、代码浏览工具（,Source Insight,等）,程序理解的任务：以软件维护、升级和再工程为目的，在不同的抽象级别上建立基本软件的概念模型，包括从代码本身的模型到基本应用领域的模型，即,建立从问题,/,应用域到程序设计,/,实现域的映射集,程序理解的具体任务,通过检查单个的程序设计结构，程序被表示成,抽象语法树、符号表或普通源文本。,包括手工代码阅读、人工提取、程序分析、静态分析和动态分析等。,尽量做到程序,隐含信息,的显性表示及程序,内部关系,的可视化。如控制流、数据流分析、程序视图构造等。,从源代码中,提

9、取信息,，并存放在通用的数据库中，然后通过查询语言对数据库进行查询。,检查程序构造过程中的,结构关系,，明确表示程序组成部分之间的依赖关系。,识别程序的,高层概念,，如标准算法、数据结构、语法及语义匹配等。,软件再工程,定义,软件再工程（,Re-engineering,）指对现有软件进行仔细审查和改造，对其进行,重新构造,，使之成为一个新的形式，同时包括随之产生的,对新形式的实现,。,软件再工程模型,数据重构,正向工程,库存目录分析,代码重构,逆向工程,文档重构,应用系统的库存目录：系统规模、使用年限、业务重要程度等信息。根据相关信息选择再工程业务，后分配资源。,系统可以正常运作，并可预见能够

10、支撑至终点，文档不变。,文档必须更新，但资源有限，部分重构。,系统关键业务，必须完全重构，则完全重构。,某些老程序的体系结构比较合理，但是，一些模块的编码方式却是难于理解、测试和维护的。,代码重构：不改变系统行为，只是对程序结构进行改变和优化，使其易于理解、测试和维护。,方法：分析源代码，标记与程序设计概念相违背的部分，重构。新代码评审和测试。,全范围在工程活动，对当前数据体系结构进行分解，定义必要的数据模型，表示数据对象和属性，进行质量评审。,如数据结构较差，进行再工程。,数据结构改变影响体系结构和代码，,慎重,。,也称为,革,新或,改,造。,整个 系统代码、数据重构。,正向工程过程应用现代

11、软件工程的概念、原理、技术和方法，重新开发现有的某些应用系统。,在大多数情况下，经过正向工程过程后,得,出的软件，不仅重新实现了现有系统的功能，而且增加了新功能，提高了整体性能。,软件逆向工程,软件逆向工程（,Software Reverse Engineering,）是分析目标系统，识别系统的构件及其交互关系，并且,通过高层抽象或其他形式来展现目标系统,的过程。,方法：分析系统,抽象系统和展现系统,从而实现协助用户理解系统的目的。,-,设计恢复的过程。,逆向工程过程,逆向工程主要内容,一、数据的逆向工程,二、处理的逆向工程,三、用户界面的逆向工程,四、逆向工程的工具,数据的逆向过程,一、数据

12、结构提取,1,、模式分析：通过分析现有的结构化模式推出隐含的构造与约束，以提供一个原始的物理模式。,2,、程序分析：分析应用程序以及其他一些过程（如：触发器）的代码，以得到隐含的数据结构和完整性约束。,3,、数据分析：分析数据，以得到暗含的数据结构以及特性的数据模式，同时，对一些假设进行验证。,4,、模式集成：合并上述过程所得到的不同模式，最终得到完整的逻辑模式，其中包含隐式和显式的结构和约束。,二、数据结构的概念化,分为以下几个步骤：去除过时的和技术性的结构以及重命名；提取相关的语义信息；对被优化的构造进行识别和变形，（逆优化）；检索每一个实现构造中的源概念结构；以及规范化。,处理的逆向过程

13、,为了理解过程抽象，需要在,不同的抽象级别,（系统级、程序级、构件级、模式级和语句级）分析代码,对大型系统，通常用半自动方法完成逆向工程。使用自动化工具帮助软件工程师理解现有代码的语义，然后将该过程的结果传递给重构和正向工程工具以完成再工程过程。,用户界面的逆向工程,弄清几个问题：,界面必须处理的,基本动作,是什么？,系统对这些,动作的行为反应,的简要描述是什么？,有哪些,界面的等价概念,是相关的？,逆向过程的工具,静态模型逆向工具,Rational Rose,Rigi,JBPAS,动态模型逆向工具,SCED,ISVis,Borland Together,理论和技术还不够完善，工具支持很重要，

14、但是无法完全依赖。,本章小结,软件维护可以分为,纠错性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护,。,软件维护实践中经常会遇到各种困难，需要在技术、管理方面进行考虑，并对维护费用进行估算。,软件维护按IEEE 维护过程模型可以分为,七个阶段,。,程序的理解,对软件维护具有重要意义，程序理解的任务就是要揭示程序的功能与实现机制。,软件的再工程,是对现有软件进行仔细审查和改造，进行重新构造，最终成为一个新的形式,。,六种活动构成了再工程的循环模型。,软件逆向工程,包括数据逆向工程、处理逆向工程和用户界面逆向工程。,作业,为什么需要软件维护？简述软件维护的主要种类。,简述软件可维护性中软件自身的因素和软件维护环境两方面的内容。,简述,IEEE,软件维护过程模型。,试从不同抽象级别阐述应该如何理解程序，应得到什么输出。,什么是软件的逆向工程？简述其意义。,选择你认为是最困难的一种逆向工程活动进行阐述，具体分析其难点所在。,什么是软件的再工程？简述其主要步骤。,