軟件工程軟件維護(hù)講義

1、7.1 軟件維護(hù)的概念7.1.1 軟件維護(hù)的定義第一，它是在軟件交付之后進(jìn)行的，此時(shí)絕大部分的軟件已開發(fā)完成；第二，它是基于某種目的（如訂正錯(cuò)誤、改善性能或其他屬性，或者適應(yīng)變化的環(huán)境等）而對(duì)原有系統(tǒng)的一種修改。7.1.2 軟件維護(hù)的種類 要求進(jìn)行維護(hù)的原因多種多樣，歸結(jié)起來主要有3種類型： （1）改正在特定的使用條件下暴露出來的一些潛在程序錯(cuò)誤或設(shè)計(jì)缺陷。 （2）因在軟件使用過程中數(shù)據(jù)環(huán)境發(fā)生變化（如一個(gè)事務(wù)處理代碼發(fā)生改變）或處理環(huán)境發(fā)生變化（如安裝了新的硬件或操作系統(tǒng)），需要修改軟件以適應(yīng)這種變化。 （3）用戶和數(shù)據(jù)處理人員在使用時(shí)常提出改進(jìn)現(xiàn)有功能，增加新的功能，以及改善總體性能的要求

2、，為滿足這些要求，就需要修改軟件，把這些要求納入到軟件之中。 1改正性維護(hù) 在軟件交付使用后，由于開發(fā)時(shí)測(cè)試的不徹底、不完全，必然會(huì)有一部分隱藏的錯(cuò)誤被帶到運(yùn)行階段來。這些隱藏的錯(cuò)誤在某些特定的使用環(huán)境中就會(huì)暴露。為了識(shí)別和糾正軟件錯(cuò)誤、改正軟件性能上的缺陷、排除實(shí)施中的誤使用而進(jìn)行的診斷和改正錯(cuò)誤的過程，就叫做改正性維護(hù)。 2適應(yīng)性維護(hù) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，外部環(huán)境（新的硬、軟件配置）或數(shù)據(jù)環(huán)境（數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)輸入輸出方式、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)）可能發(fā)生變化，為了使軟件適應(yīng)這種變化，而修改軟件的過程就叫做適應(yīng)性維護(hù)。 3完善性維護(hù) 在軟件的使用過程中，用戶往往會(huì)對(duì)軟件提出新的功能與性能

3、要求。為了滿足這些要求，需要修改或再開發(fā)軟件，以擴(kuò)充軟件功能、增強(qiáng)軟件性能、改進(jìn)加工效率、提高軟件的可維護(hù)性。這種情況下進(jìn)行的維護(hù)活動(dòng)叫做完善性維護(hù)。 4預(yù)防性維護(hù) 除了以上3類維護(hù)之外，還有一類維護(hù)活動(dòng)，叫做預(yù)防性維護(hù)，這種維護(hù)活動(dòng)為了提高軟件的可維護(hù)性、可靠性，為以后進(jìn)一步改進(jìn)軟件打下良好基礎(chǔ)。7.1.3 軟件維護(hù)的策略 1改正性維護(hù)策略 在軟件開發(fā)過程中，可以通過使用新技術(shù)大大提高軟件的可靠性，并減少改正性維護(hù)。這些技術(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)、較高級(jí)（第四代）語言，應(yīng)用這些技術(shù)可產(chǎn)生更加可靠的代碼。此外，還可利用以下方法提高軟件的可靠性： （1）利用應(yīng)用軟件包

4、。利用應(yīng)用軟件包可開發(fā)出比完全由用戶自己開發(fā)的系統(tǒng)可靠性更高的軟件。 （2）結(jié)構(gòu)化技術(shù)。用結(jié)構(gòu)化技術(shù)開發(fā)的軟件易于理解和測(cè)試。 （3）防錯(cuò)性程序設(shè)計(jì)。把自檢能力引入程序，通過非正常狀態(tài)的檢查提供審查跟蹤。 （4）周期性維護(hù)審查。通過周期性維護(hù)審查，在形成維護(hù)問題之前就可確定質(zhì)量缺陷。 2適應(yīng)性維護(hù)策略 適應(yīng)性維護(hù)不可避免，但可以控制。 （1）配置管理適應(yīng)性維護(hù)時(shí)就考慮到硬件變化，以及操作系統(tǒng)和其他相關(guān)環(huán)境因素的可能變化，可以減少某些適應(yīng)性維護(hù)的工作量。 （2）將與硬件、操作系統(tǒng)，以及其他外圍設(shè)備有關(guān)的程序歸到特定的程序模塊中，也可以減少某些適應(yīng)性維護(hù)的工作量。 （3）使用內(nèi)部程序列表、外部文件

5、以及處理的例行程序包，可為維護(hù)時(shí)修改程序提供參考。 3完善性維護(hù)策略 用前兩類維護(hù)中列舉的方法，也可以減少完善性維護(hù)的工作量。此外，通過為用戶提供軟件系統(tǒng)的原型，使用戶通過研究原型進(jìn)一步完善他們的功能要求，同樣可以減少完善性維護(hù)。7.1.4 軟件維護(hù)的代價(jià)軟件維護(hù)的代價(jià)與軟件的復(fù)雜性有關(guān)。近些年來，隨著軟件復(fù)雜性的不斷提高，軟件維護(hù)的代價(jià)也在逐步上升。根據(jù)有關(guān)資料表明，70年代用于維護(hù)軟件的費(fèi)用只占軟件總預(yù)算的35%40%，80年代上升為40%60%，到了90年代則上升為70%80%。除此之外，軟件維護(hù)還有一些額外的代價(jià)。例如，當(dāng)看起來合理的變更要求不能及時(shí)滿足時(shí)，可能會(huì)引起用戶的不滿；由于維

6、護(hù)時(shí)的改動(dòng)，在軟件中引入新的錯(cuò)誤，從而降低了軟件的質(zhì)量；當(dāng)必須把軟件開發(fā)工程師調(diào)去從事維護(hù)工作時(shí)，對(duì)開發(fā)工作會(huì)造成影響等。7.2 軟件維護(hù)的實(shí)施7.2.1 維護(hù)組織圖7-1 軟件維護(hù)控制流程7.2.2 維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告 維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告是由軟件組織外部提交的文檔，它是計(jì)劃維護(hù)工作的基礎(chǔ)。軟件組織內(nèi)部應(yīng)相應(yīng)地做出軟件修改報(bào)告，指明： （1）修改變動(dòng)的性質(zhì)。 （2）申請(qǐng)修改的優(yōu)先級(jí)。 （3）為滿足某個(gè)維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告，所需的工作量。 7.2.3 軟件維護(hù)工作流程7.2.4 維護(hù)評(píng)價(jià) 維護(hù)評(píng)價(jià)是指對(duì)軟件維護(hù)的過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。可參考的度量值如下： （1）每次程序運(yùn)行時(shí)的平均出錯(cuò)次數(shù)。 （2）花費(fèi)在每類維護(hù)上的總“人

7、時(shí)”數(shù)。 （3）每個(gè)程序、每種語言、每種維護(hù)類型的程序平均修改次數(shù)。 （4）因?yàn)榫S護(hù)、增加或刪除每個(gè)源程序語句所花費(fèi)的平均“人時(shí)”。 （5）用于每種語言的平均“人時(shí)”數(shù)。 （6）維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告的平均處理時(shí)間。 （7）各類維護(hù)申請(qǐng)的百分比。7.3 軟件可維護(hù)性7.3.1 軟件可維護(hù)性的定義軟件可維護(hù)性是指糾正軟件系統(tǒng)出現(xiàn)的錯(cuò)誤和缺陷，以及為滿足新的要求而進(jìn)行修改、擴(kuò)充或壓縮的難易程度。7.3.2 軟件可維護(hù)性度量 1可理解性 可理解性表明人們通過閱讀源代碼和相關(guān)文檔，了解程序功能及其如何運(yùn)行的難易程度。一個(gè)可理解的程序主要應(yīng)具備以下特性： （1）模塊化。模塊結(jié)構(gòu)良好、功能完整、簡(jiǎn)明。 （2）風(fēng)格一

8、致性。代碼風(fēng)格及設(shè)計(jì)風(fēng)格的一致性。 （3）不使用令人琢磨不定或含糊不清的代碼。 （4）使用有意義的數(shù)據(jù)名和過程名。 （5）結(jié)構(gòu)化。 （6）完整性。對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性檢查。 2可靠性 可靠性表明一個(gè)程序按照用戶的要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)，在給定的一段時(shí)間內(nèi)正確執(zhí)行的概率。關(guān)于可靠性，度量的標(biāo)準(zhǔn)主要有： （1）平均失效間隔時(shí)間MTTF，即兩次失效之間的平均操作時(shí)間。 （2）平均修復(fù)時(shí)間MTTR，即修復(fù)一個(gè)故障平均需用的時(shí)間。 （3）有效性A=（MTTF/（MTTF+MTTR）。 度量可靠性的方法，主要有兩種： （1）根據(jù)程序錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)數(shù)字進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)。 （2）根據(jù)程序復(fù)雜性預(yù)測(cè)軟件可靠性。 3可測(cè)試性 可

9、測(cè)試性表明論證程序正確性的容易程度。程序越簡(jiǎn)單，證明其正確性就越容易。設(shè)計(jì)合適的測(cè)試用例，取決于對(duì)程序的全面理解。因此，一個(gè)可測(cè)試的程序應(yīng)當(dāng)是可理解的、可靠的。 對(duì)于程序模塊，可用程序復(fù)雜性來度量可測(cè)試性。程序的環(huán)路復(fù)雜性越大，程序的路徑就越多，全面測(cè)試程序的難度也就越大。 4可修改性 可修改性表明程序容易修改的程度。一個(gè)可修改的程序應(yīng)當(dāng)是可理解的、通用的、靈活的。其中，通用性是指程序適用于各種功能變化而無需修改，靈活性是指能夠容易地對(duì)程序進(jìn)行修改。 5可移植性 可移植性表明程序轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的計(jì)算環(huán)境的可能性的大小，或者表明程序可以有效地在各種環(huán)境中運(yùn)行的容易程度。一個(gè)可移植的程序應(yīng)具有結(jié)構(gòu)良

10、好、靈活，不依賴于某一具體計(jì)算機(jī)或操作系統(tǒng)的性能。 6效率 效率表明一個(gè)程序能執(zhí)行預(yù)定功能而又不浪費(fèi)機(jī)器資源的程度。這些機(jī)器資源包括內(nèi)存容量、外存容量、通道容量和執(zhí)行時(shí)間。 7可使用性 從用戶觀點(diǎn)出發(fā)，把可使用性定義為程序方便、實(shí)用、易于使用的程度。一個(gè)可用程序應(yīng)當(dāng)是易于使用的，能允許用戶出錯(cuò)，并盡可能不使用戶陷入混亂狀態(tài)的程序。改正性維護(hù)適應(yīng)性維護(hù)完善性維護(hù)可理解性可測(cè)試性可修改性可靠性可移植性可使用性效率表7-1 可維護(hù)性七個(gè)特性在各個(gè)維護(hù)活動(dòng)中的側(cè)重7.3.3 提高軟件可維護(hù)性的方法1建立明確的軟件質(zhì)量目標(biāo)和優(yōu)先級(jí)2使用提高軟件質(zhì)量的技術(shù)和工具3進(jìn)行明確的質(zhì)量保證審查4選擇可維護(hù)的程序設(shè)計(jì)語言5改進(jìn)程序的文檔7.3.4 軟件維護(hù)的副作用 所謂副作用是指因修改軟件而造成的錯(cuò)誤或其他不希望發(fā)生的情況，