本科生軟件工程7

第七部分軟件維護(hù)軟件維護(hù)的概念軟件維護(hù)活動(dòng)程序修正的步驟及修正的 副作用軟件可維護(hù)性提高可維護(hù)性的方法軟件維護(hù)的概念軟件維護(hù)的定義影響維護(hù)任務(wù)量的要素軟件維護(hù)的戰(zhàn)略維護(hù)本錢軟件維護(hù)的定義在軟件運(yùn)轉(zhuǎn)／維護(hù)階段對軟件產(chǎn)品進(jìn)展的修正就是所謂的維護(hù)。維護(hù)的類型有四種：矯正性維護(hù)順應(yīng)性維護(hù)完善性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)矯正性維護(hù)在軟件交付運(yùn)用后，因開發(fā)時(shí)測試的不徹底、不完全，必然會(huì)有部分隱藏的錯(cuò)誤遺留到運(yùn)轉(zhuǎn)階段。這些隱藏下來的錯(cuò)誤在某些特定的運(yùn)用環(huán)境下就會(huì)暴顯露來。為了識(shí)別和糾正軟件錯(cuò)誤、矯正軟件性能上的缺陷、排除實(shí)施中的誤運(yùn)用，該當(dāng)進(jìn)展的診斷和矯正錯(cuò)誤的過程就叫做矯正性維護(hù)。順應(yīng)性維護(hù)在運(yùn)用過程中，外部環(huán)境〔新的硬、軟件配置〕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)〕能夠發(fā)生變化。為使軟件順應(yīng)這種變化，而去修正軟件的過程就叫做順應(yīng)性維護(hù)。

完善性維護(hù)在軟件的運(yùn)用過程中，用戶往往會(huì)對軟件提出新的功能與性能要求。為了滿足這些要求，需求修正或再開發(fā)軟件，以擴(kuò)展軟件功能、加強(qiáng)軟件性能、改良加工效率、提高軟件的可維護(hù)性。這種情況下進(jìn)展的維護(hù)活動(dòng)叫做完善性維護(hù)。實(shí)際闡明，在幾種維護(hù)活動(dòng)中，完善性維護(hù)所占的比重最大。即大部分維護(hù)任務(wù)是改動(dòng)和加強(qiáng)軟件，而不是糾錯(cuò)。完善性維護(hù)不一定是救火式的緊急維修，而可以是有方案、有預(yù)謀的一種再開發(fā)活動(dòng)?，F(xiàn)實(shí)證明，來自用戶要求擴(kuò)展、加強(qiáng)軟件功能、性能的維護(hù)活動(dòng)約占整個(gè)維護(hù)任務(wù)的50％。

預(yù)防性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)是為了提高軟件的可維護(hù)性、可靠性等，為以后進(jìn)一步改良軟件打下良好根底。預(yù)防性維護(hù)定義為：采用先進(jìn)的軟件工程方法對需求維護(hù)的軟件或軟件中的某一部分〔重新〕進(jìn)展設(shè)計(jì)、編制和測試。

在整個(gè)軟件維護(hù)階段所破費(fèi)的全部任務(wù)量中，完善性維護(hù)占了幾乎一半的任務(wù)量。軟件維護(hù)活動(dòng)所破費(fèi)的任務(wù)占整個(gè)生存期任務(wù)量的70%以上，這是由于在漫長的軟件運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需求不斷對軟件進(jìn)展修正，以矯正新發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤、順應(yīng)新的環(huán)境和用戶新的要求，這些修正需求破費(fèi)很多精神和時(shí)間，而且有時(shí)會(huì)引入新的錯(cuò)誤。三類維護(hù)占維護(hù)在軟件生存期

總維護(hù)比例 所占比例影響維護(hù)任務(wù)量的要素在軟件的維護(hù)過程中，需求破費(fèi)大量的任務(wù)量，從而直接影響了軟件維護(hù)的本錢。該當(dāng)思索有哪些要素影響軟件維護(hù)的任務(wù)量，相應(yīng)應(yīng)該采取什么維護(hù)戰(zhàn)略，才干有效地維護(hù)軟件并控制維護(hù)的本錢。系統(tǒng)大?。合到y(tǒng)越大，了解掌握起來越困難。系統(tǒng)越大，所執(zhí)行功能越復(fù)雜。因此需求更多的維護(hù)任務(wù)量。程序設(shè)計(jì)言語：運(yùn)用強(qiáng)功能的程序設(shè)計(jì)言語可以控制程序的規(guī)模。言語的功能越強(qiáng)，生成程序的模塊化和構(gòu)造化程度越高，所需的指令數(shù)就越少，程序的可讀性越好。

系統(tǒng)年齡：老系統(tǒng)隨著不斷的修正，構(gòu)造越來越亂；維護(hù)人員經(jīng)常改換，程序又變得越來越難于了解。許多老系統(tǒng)在當(dāng)初并未按照軟件工程的要求進(jìn)展開發(fā)，因此沒有文檔，或文檔太少。在長期的維護(hù)過程中文檔在許多地方與程序?qū)崿F(xiàn)變得不一致，在維護(hù)時(shí)就會(huì)遇到很大困難。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的運(yùn)用：運(yùn)用數(shù)據(jù)庫，可以簡單而有效地管理和存儲(chǔ)用戶程序中的數(shù)據(jù)，還可以減少生成用戶報(bào)表運(yùn)用軟件的維護(hù)任務(wù)量。先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)：在軟件開發(fā)時(shí)，假設(shè)運(yùn)用能使軟件構(gòu)造比較穩(wěn)定的分析與設(shè)計(jì)技術(shù)，及程序設(shè)計(jì)技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、復(fù)用技術(shù)等，可減少大量的任務(wù)量。其它：運(yùn)用的類型數(shù)學(xué)模型義務(wù)的難度開關(guān)與標(biāo)志、IF嵌套深度、索引或下標(biāo)數(shù)等 對維護(hù)任務(wù)量都有影響。許多軟件在開發(fā)時(shí)并未思索未來的修正，為軟件的維護(hù)帶來許多問題。軟件維護(hù)的戰(zhàn)略矯正性維護(hù)

通常要生成100％可靠的軟件并不一定合算，本錢太高。但經(jīng)過運(yùn)用新技術(shù)，可大大減少進(jìn)展矯正性維護(hù)的需求。 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(第四代)的言語。以及新的開發(fā)方法、軟件復(fù)用、防錯(cuò)程序設(shè)計(jì)及周期性維護(hù)審查等。順應(yīng)性維護(hù)

這一類維護(hù)不可防止，可以控制。

(1)在配置管理時(shí)，把硬件、操作系統(tǒng)和其它相關(guān)環(huán)境要素的能夠變化思索在內(nèi)。

(2)把與硬件、操作系統(tǒng)，以及其它外圍設(shè)備有關(guān)的程序歸到特定的程序模塊中。 (3)運(yùn)用內(nèi)部程序列表、外部文件，以及處置的例行程序包，可為維護(hù)時(shí)修正程序提供方便。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)。特別是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、程序生成器、運(yùn)用軟件包，可減少維護(hù)任務(wù)量。

此外，建立軟件系統(tǒng)的原型，把它在實(shí)踐系統(tǒng)開發(fā)之前提供應(yīng)用戶。用戶經(jīng)過研討原型，進(jìn)一步完善他們的功能要求，就可以減少以后完善性維護(hù)的需求。維護(hù)本錢有形的軟件維護(hù)本錢是破費(fèi)了多少錢，無形的維護(hù)本錢有更大的影響。一些合理的修復(fù)或修正懇求不能及時(shí)安排，使得客戶不稱心；變卦的結(jié)果引入新的缺點(diǎn)，使得軟件整體質(zhì)量下降；把軟件人員抽調(diào)到維護(hù)任務(wù)中，干擾了軟件開發(fā)任務(wù)。軟件維護(hù)的代價(jià)是降低了消費(fèi)率，在做老程序的維護(hù)時(shí)非常明顯。例如，開發(fā)每一行源代碼耗資25美圓，維護(hù)每一行源代碼需求耗資1000美圓。維護(hù)任務(wù)量包括消費(fèi)性活動(dòng)〔如分析和評價(jià)、設(shè)計(jì)修正和實(shí)現(xiàn)〕和“輪轉(zhuǎn)〞活動(dòng)〔如力圖了解代碼在做什么、試圖判明數(shù)據(jù)構(gòu)造、接口特性、性能界限等〕。維護(hù)任務(wù)量的模型M是維護(hù)中耗費(fèi)的總?cè)蝿?wù)量p是上面描畫的消費(fèi)性任務(wù)量K是一個(gè)閱歷常數(shù)c是因缺乏好的設(shè)計(jì)和文檔而導(dǎo)致復(fù)雜性的度量d是對軟件熟習(xí)程度的度量。模型指明，假設(shè)運(yùn)用了不好的軟件開發(fā)方法〔未按軟件工程要求做〕，原來參與開發(fā)的人員或小組不能參與維護(hù)，那么任務(wù)量〔及本錢〕將按指數(shù)級添加。軟件維護(hù)活動(dòng)為了有效地進(jìn)展軟件維護(hù)，應(yīng)事先就開場做組織任務(wù)。首先建立維護(hù)的機(jī)構(gòu)聲明提出維護(hù)懇求報(bào)告的過程及評價(jià)的過程為每一個(gè)維護(hù)懇求規(guī)定規(guī)范的處置步驟建立維護(hù)活動(dòng)的登記制度以及規(guī)定評價(jià)和評審的規(guī)范。維護(hù)機(jī)構(gòu)除了較大的軟件開發(fā)公司外，通常在軟件維護(hù)任務(wù)方面，并不堅(jiān)持一個(gè)正式的組織機(jī)構(gòu)。雖然不要求建立一個(gè)正式的維護(hù)機(jī)構(gòu)，但是在開發(fā)部門確立一個(gè)非正式的維護(hù)機(jī)構(gòu)那么是非常必要的。

軟件維護(hù)的機(jī)構(gòu)維護(hù)懇求提交給維護(hù)管理員，他把懇求交給某個(gè)系統(tǒng)監(jiān)視員去評價(jià)。一旦做出評價(jià)，由修正擔(dān)任人確定如何進(jìn)展修正。在修正程序的過程中，由配置管理員嚴(yán)厲把關(guān)，控制修正的范圍，對軟件配置進(jìn)展審計(jì)。在維護(hù)之前，就把責(zé)任明確下來，可以減少維護(hù)過程中的混亂。軟件維護(hù)懇求報(bào)告維護(hù)懇求報(bào)告或稱軟件問題報(bào)告，由懇求維護(hù)的用戶填寫。用戶必需完好地闡明產(chǎn)生錯(cuò)誤的情況，包括輸入數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤清單以及其它有關(guān)資料。假設(shè)懇求的是順應(yīng)性維護(hù)或完善性維護(hù)，用戶必需提出一份修正闡明書，列出一切希望的修正。

維護(hù)懇求報(bào)告將由維護(hù)管理員和系統(tǒng)監(jiān)視員來研討處置。他們應(yīng)相應(yīng)地做出軟件修正報(bào)告，指明：所需修正變動(dòng)的性質(zhì)；懇求修正的優(yōu)先級；為滿足某個(gè)維護(hù)懇求報(bào)告，所需的任務(wù)量；估計(jì)修正后的情況.

軟件修正報(bào)告應(yīng)提交修正擔(dān)任人，經(jīng)同意后才干開場進(jìn)一步安排維護(hù)任務(wù)。軟件維護(hù)任務(wù)流程雖然維護(hù)懇求的類型不同，但都要進(jìn)展同樣的技術(shù)任務(wù)。修正軟件需求闡明修正軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)評審對源程序做必要的修正單元測試集成測試(回歸測試)確認(rèn)測試軟件配置評審等。

在每次軟件維護(hù)義務(wù)完成后進(jìn)展情況評審，對以下問題做一總結(jié)：

(1)在目前情況下，設(shè)計(jì)、編碼、測試中的哪一方面可以改良?

(2)哪些維護(hù)資源應(yīng)該有但沒有?

(3)任務(wù)中主要的或次要的妨礙是什么?

(4)從維護(hù)懇求的類型來看能否該當(dāng)有預(yù)防性維護(hù)?

情況評審對未來的維護(hù)任務(wù)如何進(jìn)展會(huì)產(chǎn)生重要的影響。維護(hù)檔案記錄程序稱號(hào)源程序語句條數(shù)機(jī)器代碼指令條數(shù)所用的程序設(shè)計(jì)言語程序安裝的日期程序安裝后的運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)與程序安裝后運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)有關(guān)的處置缺點(diǎn)次數(shù)

程序改動(dòng)的層次及稱號(hào)修正程序添加的源程序語句條數(shù)修正程序減少的源程序語句條數(shù)每次修正所付出的“人時(shí)〞數(shù)修正程序的日期軟件維護(hù)人員的姓名維護(hù)懇求報(bào)告的稱號(hào)、維護(hù)類型維護(hù)開場時(shí)間和維護(hù)終了時(shí)間、破費(fèi)在維護(hù)上的累計(jì)“人時(shí)〞數(shù)維護(hù)任務(wù)的凈收益等。維護(hù)評價(jià)評價(jià)維護(hù)活動(dòng)比較困難，由于缺乏可靠的數(shù)據(jù)。假設(shè)維護(hù)的檔案記錄做得比較好，可以得出一些維護(hù)“性能〞方面的度量值。每次程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平均出錯(cuò)次數(shù)；破費(fèi)在每類維護(hù)上的總“人時(shí)〞數(shù)；每個(gè)程序、每種言語、每種維護(hù)類型的程序平均修正次數(shù)；由于維護(hù)，添加或刪除每個(gè)源程序語句所破費(fèi)的平均“人時(shí)〞數(shù)；用于每種言語的平均“人時(shí)〞數(shù)；維護(hù)懇求報(bào)告的平均處置時(shí)間；各類維護(hù)懇求的百分比。據(jù)此可對開發(fā)技術(shù)、言語選擇、維護(hù)任務(wù)方案、資源分配、以及其它許多方面做出斷定。程序修正的步驟及修正的副作用分析和了解程序修正程序重新驗(yàn)證程序分析和了解程序了解程序的功能和目的；掌握程序的構(gòu)造信息，即從程序中細(xì)分出假設(shè)干構(gòu)呵斥分。如程序系統(tǒng)構(gòu)造、控制構(gòu)造、數(shù)據(jù)構(gòu)造和輸入／輸出構(gòu)造等；了解數(shù)據(jù)流信息，即涉及到的數(shù)據(jù)來源何處，在哪里被運(yùn)用了解控制流信息，即執(zhí)行每條途徑的結(jié)果；了解程序的操作(運(yùn)用)要求；修正程序1.設(shè)計(jì)程序的修正方案 程序的修正方案要思索人員和資源的安排。小的修正可以不需求詳細(xì)的方案，而對于需求耗時(shí)數(shù)月的修正，就需求方案立案。2.修正代碼，以順應(yīng)變化3.修正程序的副作用 所謂副作用是指因修正軟件而呵斥的錯(cuò)誤或其它不希望發(fā)生的情況。副作用有三種：修正代碼的副作用、修正數(shù)據(jù)的副作用、文檔的副作用。重新驗(yàn)證程序在將修正后的程序提交用戶之前，需求進(jìn)展充分確實(shí)認(rèn)和測試，以保證整個(gè)修正后程序的正確性。靜態(tài)確認(rèn)

修正軟件，伴隨著引起新的錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。為了可以做出正確的判別，驗(yàn)證修正后的程序至少需求兩個(gè)人參與。要檢查：

計(jì)算機(jī)確認(rèn)

在進(jìn)展了以上確認(rèn)的根底上，用計(jì)算機(jī)對修正程序進(jìn)展確認(rèn)測試：

(1)確認(rèn)測試順序：先對修正部分進(jìn)展測試，然后隔離修正部分，測試程序的未修正部分，最后再把它們集成起來進(jìn)展測試。這種測試稱為回歸測試。

(2)預(yù)備規(guī)范的測試用例。

(3)充分利用軟件工具協(xié)助重新驗(yàn)證過程。 (4)在重新確認(rèn)過程中，需約請用戶參與。維護(hù)后的驗(yàn)收──在交付新軟件之前，維護(hù)主管部門要檢驗(yàn)：

(1)全部文檔能否完備，并已更新；

(2)一切測試用例和測試結(jié)果曾經(jīng)正確記載；

(3)記錄軟件配置一切副本的任務(wù)曾經(jīng)完成；

(4)維護(hù)工序和責(zé)任曾經(jīng)確定。

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進(jìn)展修正、擴(kuò)展或緊縮的容易程度?？删S護(hù)性、可運(yùn)用性、可靠性是衡量軟件質(zhì)量的主要質(zhì)量特性。軟件的可維護(hù)性是軟件開發(fā)階段各個(gè)時(shí)期的關(guān)鍵目的。軟件可維護(hù)性目前廣泛運(yùn)用的是用如下的七個(gè)特性來衡量程序的可維護(hù)性。 可了解性 可運(yùn)用性 可測試性 可移植性 可修正性 效率 可靠性而且對于不同類型的維護(hù)，這七種特性的偏重點(diǎn)也不一樣。在各類維護(hù)中的偏重點(diǎn)可維護(hù)性的度量人們不斷期望對軟件的可維護(hù)性做出定量度量，但要做到這一點(diǎn)并不容易。常用的度量一個(gè)可維護(hù)的程序的七種特性的方法。就是質(zhì)量檢查表質(zhì)量測試質(zhì)量規(guī)范質(zhì)量檢查表是用于測試程序中某些質(zhì)量特性能否存在的一個(gè)問題清單。評價(jià)者針對檢查表上的每一個(gè)問題，根據(jù)本人的定性判別，回答“Yes〞或者“No〞。質(zhì)量測試與質(zhì)量規(guī)范那么用于定量分析和評價(jià)程序的質(zhì)量。由于許多質(zhì)量特性是相互抵觸的，要思索幾種不同的度量規(guī)范，相應(yīng)地去度量不同的質(zhì)量特性。1.可了解性可了解性闡明人們經(jīng)過閱讀源代碼和相關(guān)文檔，了解程序功能及其如何運(yùn)轉(zhuǎn)的容易程度。一個(gè)可了解的程序應(yīng)具備以下一些特性：模塊化，風(fēng)格一致性，不運(yùn)用令人捉摸不定或模糊不清的代碼，運(yùn)用有意義的數(shù)據(jù)名和過程名，構(gòu)造化，完好性等。2.可靠性可靠性闡明一個(gè)程序按照用戶的要求和設(shè)計(jì)目的，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，度量的規(guī)范主要有： 平均失效間隔時(shí)間MTTF平均修復(fù)時(shí)間MTTR有效性A=MTBD/(MTBD+MDT)度量可靠性的方法根據(jù)程序錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)數(shù)字，進(jìn)展可靠性預(yù)測。常用方法是利用一些可靠性模型，根據(jù)程序測試時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除的錯(cuò)誤數(shù)預(yù)測平均失效間隔時(shí)間MTTF。根據(jù)程序復(fù)雜性，預(yù)測軟件可靠性。

用程序復(fù)雜性預(yù)測可靠性，前提條件是可靠性與復(fù)雜性有關(guān)。因此可用復(fù)雜性預(yù)測出錯(cuò)率。程序復(fù)雜性度量規(guī)范可用于預(yù)測哪些模塊最能夠發(fā)生錯(cuò)誤，以及能夠出現(xiàn)的錯(cuò)誤類型。3.可測試性可測試性闡明論證程序正確性的容易程度。程序越簡單，證明其正確性就越容易。而且設(shè)計(jì)合用的測試用例，取決于對程序的全面了解。一個(gè)可測試的程序該當(dāng)是可了解的，可靠的，簡單的。用于可測試性度量的檢查工程如下：程序能否模塊化?構(gòu)造能否良好?程序能否可了解?程序能否可靠?程序能否能顯示恣意中間結(jié)果?程序能否能以清楚的方式描畫它的輸出?程序能否能及時(shí)地按照要求顯示一切的輸入?程序能否有跟蹤及顯示邏輯控制流程的才干?程序能否能從檢查點(diǎn)再啟動(dòng)?程序能否能顯示帶闡明的錯(cuò)誤信息?4.可修正性可修正性闡明程序容易修正的程度。一個(gè)可修正的程序該當(dāng)是可了解的、通用的、靈敏的、簡單的。通用性是指程序適用于各種功能變化而無需修正。靈敏性是指可以容易地對程序進(jìn)展修正。

測試可修正性的一種定量方法是修正練習(xí)。其根本思想是經(jīng)過做幾個(gè)簡單的修正，來評價(jià)修正的難度。設(shè)C是程序中各個(gè)模塊的平均復(fù)雜性，n是必需修正的模塊數(shù)，A是要修正的模塊的平均復(fù)雜性。那么修正的難度D由下式計(jì)算：

D=A/C5.可移植性可移植性闡明程序轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的計(jì)算環(huán)境的能夠性的大小?；蛘咚U明程序可以容易地、有效地在各種各樣的計(jì)算環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)的容易程度。一個(gè)可移植的程序應(yīng)具有構(gòu)造良好、靈敏、不依賴于某一詳細(xì)計(jì)算機(jī)或操作系統(tǒng)的性能。用于可移植性度量的檢查工程如下：能否是用高級的獨(dú)立于機(jī)器的言語來編寫程序?能否運(yùn)用廣泛運(yùn)用的規(guī)范化的程序設(shè)計(jì)言語來編寫程序?能否僅運(yùn)用了這種言語的規(guī)范版本和特性?程序中能否運(yùn)用了規(guī)范的普遍運(yùn)用的庫功能和子程序?程序中能否極少運(yùn)用或根本不運(yùn)用操作系統(tǒng)的功能?程序在執(zhí)行之前能否初始化內(nèi)存?程序在執(zhí)行之前能否測定當(dāng)前的輸入／輸出設(shè)備?程序能否把與機(jī)器相關(guān)的語句分別了出來，集中放在了一些單獨(dú)的程序模塊中，并有闡明文件?程序能否構(gòu)造化?并允許在小一些的計(jì)算機(jī)上分段(覆蓋)運(yùn)轉(zhuǎn)?程序中能否防止了依賴于字母數(shù)字或特殊字符的內(nèi)部位表示?6.效率效率闡明一個(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。用于效率度量的檢查工程如下：程序能否模塊化?構(gòu)造能否良好?能否消除了無用的標(biāo)號(hào)與表達(dá)式，以充分發(fā)揚(yáng)編譯器優(yōu)化作用?程序的編譯器能否有優(yōu)化功能?能否把特殊子程序和