软件工程维护课件

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1、1 软 件 工 程第 八 章 维 护 2 第 八 章 维 护8.1 软 件 维 护 的 定 义8.2 软 件 维 护 的 特 点8.3 软 件 维 护 过 程8.4 软 件 的 可 维 护 性 （ 自 学 ）8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 （ 补 充 自 学 ）8.6 预 防 性 维 护 （ 自 学 ）8.7 软 件 再 工 程 过 程 （ 自 学 ） 3 8.1 软 件 维 护 的 定 义在 软 件 产 品 被 开 发 出 来 并 交 付 用 户 使 用 之 后 ， 就 进 入 了 软件 的 运 行 维 护 阶 段 ：l这 个 阶 段 是 软 件 生 命 周 期 的 最 后 一

2、个 阶 段 ， 其 基 本 任 务 是保 证 软 件 在 一 个 相 当 长 的 时 期 能 够 正 常 运 行 。l软 件 维 护 需 要 的 工 作 量 非 常 大 ， 平 均 说 来 ， 大 型 软 件 的 维护 成 本 高 达 开 发 的 4倍 左 右 。l目 前 国 外 许 多 软 件 开 发 组 织 把 60%以 上 的 人 力 用 于 维 护 已有 的 软 件 ， 而 且 随 着 软 件 产 品 数 量 增 多 和 使 用 寿 命 延 长 ，这 个 百 分 比 还 在 持 续 上 升 。 软 件 工 程 的 主 要 目 标 就 是 提 高 软 件 的 可 维 护 性 ， 减 少

3、软 件维 护 所 需 要 的 工 作 量 ， 降 低 软 件 系 统 的 总 成 本 。 4 8.1 软 件 维 护 的 定 义 5 8.1 软 件 维 护 的 定 义 6 8.1 软 件 维 护 的 定 义 7 8.2 软 件 维 护 的 特 点 8 2. 结 构 化 维 护 与 非 结 构 化 维 护 差 别 巨 大l非 结 构 化 维 护 的 代 价 很 高 （ 浪 费 精 力 并 且 遭 受 挫 折 ） ，这 种 维 护 方 式 是 没 有 使 用 软 件 工 程 方 法 学 出 来 的 软 件 的 必然 结 果 。l以 完 整 的 软 件 配 置 为 基 础 的 结 构 化 维 护

4、， 是 在 软 件 开 发过 程 中 应 用 软 件 过 程 方 法 学 的 结 果 。l虽 然 有 了 软 件 的 完 整 配 置 并 不 能 保 证 维 护 时 没 有 问 题 ，但 是 确 实 能 减 少 精 力 的 浪 费 并 且 可 以 提 高 维 护 的 总 体 质 量l在 过 去 的 几 十 年 中 ， 软 件 维 护 的 费 用 稳 步 上 升 。l1970年 用 于 维 护 已 有 软 件 的 费 用 只 占 软 件 总 预 算 的 35% 40%， 1980年 上 升 为 40% 60%， 1990年 上 升 为 70%80%。 8.2 软 件 维 护 的 特 点 9 维

5、护 的 代 价 高 昂8.2 软 件 维 护 的 特 点 10 dcKepM 8.2 软 件 维 护 的 特 点 11 4. 维 护 的 问 题 很 多l与 软 件 维 护 有 关 的 绝 大 部 分 问 题 ， 都 可 归 因 于 软 件 开 发 的方 法 有 缺 点 。l在 软 件 生 命 周 期 的 头 两 个 时 期 没 有 严 格 而 又 科 学 的 管 理 和规 划 ， 几 乎 必 然 会 导 致 在 最 后 阶 段 出 现 问 题 。l和 软 件 维 护 有 关 的 部 分 问 题 ：理 解 别 人 写 的 程 序 通 常 非 常 困 难 ， 而 且 困 难 程 度 随 着 配置

6、 成 分 的 减 少 而 迅 速 增 加 。如 果 仅 有 程 序 代 码 没 有 文 档 ， 则 会 出 现 严 重 的 问 题需 要 维 护 的 软 件 往 往 没 有 合 格 的 文 档 ， 或 者 文 档 资 料 显著 不 足 。 认 识 到 软 件 必 须 有 文 档 仅 仅 是 第 一 步 ， 容 易 理 解 的 并且 和 程 序 代 码 完 全 一 致 的 文 档 才 真 正 有 价 值 。8.2 软 件 维 护 的 特 点 12 当 要 求 对 软 件 进 行 维 护 时 ， 不 能 指 望 由 开 发 人 员 给 我们 仔 细 说 明 软 件 。 由 于 维 护 阶 段 持

7、续 的 时 间 很 长 ， 因 此 ， 当 需 要 理解 软 件 时 ， 往 往 原 来 写 程 序 的 人 已 经 不 在 附 近 了。 绝 大 多 数 软 件 在 设 计 时 没 有 考 虑 将 来 的 修 改 。 除 非 是 强 调 模 块 独 立 原 理 的 设 计 方 法 学 ， 否 则 修改 软 件 既 困 难 又 容 易 发 生 差 错 。 软 件 维 护 不 是 一 项 吸 引 人 的 工 作 。 形 成 这 种 观 念 很 发 程 度 上 是 因 为 维 护 工 作 经 常 遭受 挫 折 。 l 上 述 种 种 问 题 在 现 有 的 没 采 用 软 件 过 程 思 想 开

8、发 出 来 的软 件 中 ， 都 或 多 或 少 地 存 在 着 。8.2 软 件 维 护 的 特 点 13 8.3 软 件 维 护 过 程 14 8.3 软 件 维 护 过 程 15 8.3 软 件 维 护 过 程 16 8.3 软 件 维 护 过 程 17 18 8.3 软 件 维 护 过 程 19 8.3 软 件 维 护 过 程 20 8.3 软 件 维 护 过 程 21 8.4 软 件 可 维 护 性 22。 8.4 软 件 可 维 护 性 23 改改 正正 性性 维维 护护 适适 应应 性性 维维 护护 完完 善善 性性 维维 护护可可 理理 解解 性性 可可 测测 试试 性性 可可

9、 修修 改改 性性 可可 靠靠 性性 可可 移移 植植 性性 可可 使使 用用 性性 效效 率率 8.4 软 件 可 维 护 性 24 8.4 软 件 可 维 护 性 25 8.4 软 件 可 维 护 性 26 8.4 软 件 可 维 护 性 27 8.4 软 件 可 维 护 性 28 8.4 软 件 可 维 护 性 29 8.4 软 件 可 维 护 性 30 。 ：8.4 软 件 可 维 护 性 31 8.4 软 件 可 维 护 性 32 8.4 软 件 可 维 护 性 33 8.4 软 件 可 维 护 性 34 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 35 8.5 提 高 可 维 护

10、性 的 方 法 36 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 37 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 38 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 39 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 40 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 41 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 42 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 43 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 44 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 45 文 档 是 影 响 软 件 可 维 护 性 的 决 定 因 素 。由 于 长 期 使 用 的 大 型 系 统 在 使 用 过 程

11、 中 必 然 会 受 多 次 修 改 ，所 以 文 档 比 程 序 代 码 更 重 要 。8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 46 l可 以 分 为 用 户 文 档 和 系 统 文 档 两 类 ：用 户 文 档 主 要 描 述 系 统 功 能 和 使 用 方 法 ， 并 不 关 心 这些 功 能 是 怎 样 实 现 的系 统 文 档 描 述 系 统 设 计 、 实 现 和 测 试 等 各 方 面 的 内 容l总 的 来 说 ， 软 件 文 档 应 该 满 足 下 述 要 求 ：必 须 描 述 如 何 使 用 这 个 系 统 ， 没 有 这 种 描 述 即 使 是 最简 单 的 系 统

12、也 无 法 使 用必 须 描 述 怎 样 安 装 和 管 理 这 个 系 统必 须 描 述 系 统 需 求 和 设 计必 须 描 述 系 统 的 实 现 和 测 试 ， 以 便 使 系 统 成 为 可 维 护的 8.5 提 高 可 维 护 性 的 方 法 47 l所 谓 预 防 性 维 护 ， 就 是 为 了 提 高 未 来 的 可 维 护 性 或 可 靠 性 ，而 主 动 地 修 改 软 件 。 预 防 性 维 护 定 义 为 ： 把 今 天 的 方 法 学 应 用到 昨 天 的 软 件 系 统 上 ， 以 支 持 明 天 的 需 求 。l初 看 起 来 ， 在 一 个 正 在 工 作 的

13、程 序 版 本 已 经 存 在 的 情 况 下 ，重 新 开 发 这 个 大 型 程 序 似 乎 是 一 种 浪 费 ， 但 是 ， 考 虑 到 下 述 事实 预 防 性 维 护 实 际 上 是 可 行 的 ：(1)维 护 一 行 源 代 码 的 成 本 事 实 可 能 是 该 行 代 码 初 始 开 发 成本 的 2040倍 ；(2)使 用 现 代 设 计 概 念 重 新 设 计 软 件 体 系 结 构 （ 程 序 结 构 和数 据 结 构 ） ， 对 未 来 的 维 护 工 作 将 有 很 大 帮 助 ；(3)由 于 软 件 原 型 （ 即 现 在 正 在 工 作 的 程 序 ） 已 经

14、存 在 ， 软件 开 发 生 产 率 将 远 远 高 于 平 均 水 平 ；(4)现 在 用 户 已 经 有 比 较 丰 富 的 使 用 该 软 件 的 经 验 ， 因 此 ，很 容 易 确 定 新 的 需 求 和 变 更 方 向 ； (5)利 用 软 件 再 工 程 工 具 可 以 自 动 完 成 部 分 工 作 ；(6)在 完 成 预 防 性 维 护 的 过 程 中 ， 可 以 建 立 起 完 整 的 软 件 配置 （ 文 档 、 程 序 和 数 据 ） 。8.6 预 防 性 维 护 48 l预 防 性 维 护 也 为 软 件 再 工 程 。l典 型 的 软 件 再 工 程 过 程 模 型

15、 定义 了 6类 活 动 。l在 某 些 情 况 下 ， 这 些 活 动 按 照图 中 所 示 次 序 以 线 性 顺 序 进 行 ，但 也 并 非 总 是 如 此 ， 例 如 ， 可 能在 文 档 重 构 之 前 需 要 先 进 行 逆 向工 程 ， 以 理 解 程 序 的 工 作 原 理 。8.7 软 件 再 工 程 过 程l图 示 的 软 件 在 工 程 过 程 范 型 是 一 个 循 环 模 型l这 意 味 着 作 为 该 范 形 组 成 部 分 的 每 个 活 动 都 可 能 重 复 进 行 l而 且 对 于 某 个 特 定 的 循 环 来 说 ， 过 程 可 以 在 完 成 任 意

16、 一 个活 动 之 后 终 止 。 49 1. 库 存 目 录 分 析l对 软 件 组 织 用 语 的 每 个 应 用 系 统 都 进 行 预 防 性 维 护 是 不 现实 的 ， 也 是 不 必 要 的 。 一 般 说 来 ， 下 述 3类 程 序 有 可 能 成 为预 防 性 的 对 象 ：l该 程 序 将 在 今 后 数 年 内 继 续 维 护 的 对 象l当 前 正 在 成 功 地 使 用 着 该 程 序l可 能 在 最 近 的 将 来 要 对 该 程 序 做 较 大 程 度 的 修 改 或 扩 充l应 该 仔 细 的 、 分 析 库 存 目 录 ， 按 照 业 务 重 要 程 度 、

17、 寿 命 、当 前 可 维 护 性 、 预 期 的 修 改 次 数 等 标 准 ， 把 库 中 的 应 用 小 排序 ， 从 中 选 出 再 工 程 的 侯 选 者 。 然 后 合 理 地 分 配 再 工 程 所 需要 的 资 源 。 8.7 软 件 再 工 程 过 程 50 2. 文 档 重 构老 程 序 固 有 的 特 点 缺 乏 文 档 ， 根 据 具 体 情 况 可 采 用 下 述 3种方 法 之 一 来 处 理 这 个 问 题 ：1)如 果 一 个 程 序 是 相 对 稳 定 的 ， 正 在 走 向 生 命 的 终 点 ， 而 且可 能 不 会 再 修 改 它 ， 则 不 必 为 它

18、 建 立 文 档 。2)为 了 便 于 今 后 的 维 护 ， 必 须 更 新 文 档 ， 但 是 由 于 资 源 有 限， 应 该 采 用 “ 使 用 时 建 立 文 档 ” 的 方 法 ， 也 就 是 说 ， 不 是 一下 子 把 某 应 用 系 统 的 文 档 全 部 都 重 建 起 来 ， 而 是 只 建 立 系 统中 当 前 正 在 修 改 的 那 些 部 分 的 完 整 文 档 。3)如 果 某 应 用 系 统 是 用 户 完 成 业 务 工 作 的 关 键 ， 而 且 必 须 重构 全 部 文 档 ， 则 仍 然 应 该 尽 量 把 文 档 工 作 减 少 到 必 需 的 最 小

19、量 。 8.7 软 件 再 工 程 过 程 51 3. 逆 向 工 程l软 件 的 逆 向 工 程 是 ， 分 析 程 序 以 便 在 比 源 程 序 更 高 的 抽 象层 次 上 创 建 出 程 序 的 某 种 描 述 的 过 程 ， 也 就 是 说 ， 逆 向 工 程是 一 个 恢 复 设 计 结 果 的 过 程 。4. 代 码 重 构l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 。l在 这 种 情 况 下 ， 可 以 重 构 这 些 模 块 的 代 码 。l通 常 ， 代 码

20、 重 构 并 不 修 改 程 序 的 体 系 结 构 ， 它 只 关 注 个 体模 块 的 设 计 细 节 以 及 在 模 块 中 定 义 的 局 部 数 据 结 构 。l如 果 重 构 扩 展 到 模 块 边 界 之 外 并 涉 及 软 件 体 系 结 构 ， 则 重构 变 成 了 正 向 工 程 。8.7 软 件 再 工 程 过 程 52 5. 数 据 重 构l对 数 据 体 系 结 构 差 的 程 序 很 难 进 行 适 应 性 和 完 善 性 维 护 ，因 此 ， 数 据 体 系 结 构 比 源 代 码 对 程 序 的 长 期 生 存 力 有 更 大 的影 响 。l数 据 重 构 是

21、一 种 全 范 围 的 再 工 程 活 动 。l由 于 数 据 结 构 对 程 序 体 系 结 构 及 程 序 中 的 算 法 有 很 大 影 响， 对 数 据 的 修 改 必 然 会 导 致 程 序 体 系 结 构 或 代 码 层 的 改 变 。6. 正 向 工 程 ： 正 向 工 程 也 称 为 更 新 或 再 造 。l正 向 工 程 过 程 应 用 现 代 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 。l在 大 多 数 情 况 下 ， 经 过 正 向 工 程 过 程 后 的 出 的 软 件 ， 不 仅重 新 实 现

22、 了 现 有 系 统 的 功 能 ， 而 且 增 加 了 新 功 能 ， 提 高 了 整体 性 能 。 8.7 软 件 再 工 程 过 程 53 54 某 软 件 公 司 拟 采 取 下 述 措 施 提 高 他 们 开 发 出 的 软 件 产 品 的 可 维护 性 。 请 判 断 哪 些 措 施 是 正 确 的 ， 哪 些 措 施 不 正 确 。(1)在 分 析 用 户 需 求 时 同 时 考 虑 维 护 问 题 。(2)测 试 完 程 序 后 ， 删 去 程 序 中 的 注 解 以 缩 短 源 程 序 长 度 。(3)在 软 件 开 发 过 程 中 尽 量 保 证 各 阶 段 文 档 的 正

23、 确 性 。(4)编 码 时 尽 量 多 用 全 局 变 量 。(5)选 用 时 间 效 率 和 空 间 效 率 尽 可 能 高 的 算 法 。(6)尽 可 能 利 用 硬 件 特 点 以 提 高 程 序 效 率 。(7)尽 可 能 使 用 高 级 语 言 编 写 程 序 。(8)进 行 总 体 设 计 时 加 强 模 块 间 的 联 系 。(9)尽 量 减 少 程 序 模 块 的 规 模 。(10)用 数 据 库 系 统 代 替 文 件 系 统 来 存 储 需 要 长 期 保 存 的 信 息 55 (11)用 CASE环 境 或 程 序 自 动 生 成 工 具 来 自 动 生 成 一 部 分

24、 程 序。(12)尽 量 用 可 重 用 的 软 件 构 件 来 组 装 程 序 。(13)使 用 先 进 的 软 件 开 发 技 术 。(14)采 用 防 错 程 序 设 计 技 术 ， 在 程 序 中 引 入 自 检 能 力 。(15)把 与 硬 件 及 操 作 系 统 有 关 的 代 码 放 到 某 些 特 定 的 程 序 模块 中 。 56 1 某 些 软 件 工 程 师 不 同 意 “ 目 前 国 外 许 多 软 件 开 发 组 织 把60%以 上 的 人 力 用 于 维 护 已 有 的 软 件 ” 的 说 法 ， 他 们 争 论说 ： “ 我 并 没 有 花 费 我 的 60%的

25、时 间 去 改 正 我 所 开 发 的 程序 中 的 错 误 ” 。请 问 ， 你 对 上 述 争 论 有 何 看 法 ？2 为 什 么 大 型 软 件 的 维 护 成 本 高 达 开 发 成 本 的 4倍 左 右 ？3 假 设 你 的 任 务 是 对 一 个 已 有 的 软 件 做 重 大 修 改 ， 而 且 只 允许 你 从 下 述 文 档 中 选 取 两 份 ： (a)程 序 的 规 格 说 明 ； (b)程 序的 详 细 设 计 结 果 （ 自 然 语 言 描 述 加 上 某 种 设 计 工 具 表 示 );（c)源 程 序 清 单 （ 其 中 有 适 当 数 量 的 注 解 )。你 将 选 取 哪 两 份 文 档 ？ 为 什 么 这 样 选 取 ？4 当 一 个 十 几 年 前 开 发 出 的 程 序 还 在 为 其 用 户 完 成 关 键 的 业务 工 作 时 ， 是 否 有 必 要 对 它 进 行 再 工 程 ？ 如 果 对 它 进 行 再工 程 ， 经 济 上 是 否 划 算 ？ 5 代 码 重 构 与 正 向 工 程 有 何 相 同 之 处 ？ 有 何 不 同 之 处 ？