軟件工程：理論、技術(shù)及實踐 課件 第8章 軟件維護與演化

第8章

軟件維護與演化學(xué)習(xí)目標?了解軟件維護的類型?掌握軟件維護的基本流程?熟悉軟件部署的基本方法?掌握軟件部署工具的使用方法?了解軟件配置管理的基本概念?熟悉常用軟件配置管理工具的使用方法

軟件演化是指對軟件進行維護和更新的一種行為，它是軟件生命周期中始終存在的變化活動。軟件演化可分為開發(fā)演化和運行演化。開發(fā)演化是創(chuàng)造一個新軟件的過程，在一定的約束條件下從頭開始實施。運行演化又稱軟件維護，是軟件系統(tǒng)交付使用以后，為了改正錯誤或滿足新的需要而修改軟件的過程，一般是在現(xiàn)有系統(tǒng)的限定和約束條件下進行。軟件演化過程包括了軟件維護與更新、軟件部署、軟件配置管理等內(nèi)容。軟件維護與更新1軟件部署2軟件配置管理38.1軟件維護與更新軟件維護是軟件生命周期中的最后一個階段，也是歷時最長的一個階段，從系統(tǒng)投入生產(chǎn)運行以后一直持續(xù)到軟件生命周期結(jié)束。

軟件維護是指軟件系統(tǒng)交付使用以后，為了改正軟件運行錯誤，或者為了滿足新的需求而加入新功能的修改軟件的過程，以保證軟件的日常良好運行。軟件維護與更新軟件的可維護性是指軟件能夠被理解，并能糾正軟件系統(tǒng)出現(xiàn)的錯誤和缺陷，以及為滿足新的要求進行修改、擴充或壓縮的容易程度。（1）可理解性（2）可測試性（3）可修改性（4）可靠性（5）可移植性（6）可使用性（7）效率8.1.1軟件的可維護性8.1軟件維護與更新（1）改正性維護軟件在交付使用后，難免存在軟件自身隱含的錯誤及軟件缺陷。改正性維護就是為了改正潛藏及遺留下來的錯誤而進行的活動。（2）適應(yīng)性維護適應(yīng)性維護是指使軟件適應(yīng)技術(shù)變化和管理需求變化而進行的修改。（3）完善性維護完善性維護是為擴充功能和改善性能而進行的修改，主要是指對已有的軟件系統(tǒng)增加一些在系統(tǒng)分析和設(shè)計階段中沒有規(guī)定的功能與性能特征。這些功能對完善系統(tǒng)功能是非常必要的。另外，還包括對處理效率和編寫程序的改進。8.1.2軟件維護類型8.1軟件維護與更新（4）預(yù)防性維護預(yù)防性維護是指為了改進應(yīng)用軟件的可靠性和可維護性，為了適應(yīng)未來的軟、硬件環(huán)境的變化，主動增加預(yù)防性的新的功能，使應(yīng)用系統(tǒng)適應(yīng)各類變化而不被淘汰。圖8-1四種維護類型的占比8.1軟件維護與更新可維護性特性改正性維護適應(yīng)性維護完善性維護可理解性√可測試性√可修改性√√可靠性√可移植性√可使用性√√效率√表8-1七種特性在各類維護中的側(cè)重點8.1軟件維護與更新8.1.3軟件維護流程圖8-2軟件維護基本流程8.1軟件維護與更新通常軟件維護執(zhí)行以下步驟：（1）提交維護申請。（2）選擇符合申請的維護類型。（3）分析修改的內(nèi)容及必要性，確認修改后對原有系統(tǒng)的影響程度。（4）審核同意或否決維護申請。（5）為每個提交的維護申請排優(yōu)先級，并且安排工作進度及人員。（6）修改代碼，記錄所修改的內(nèi)容并評審，保證程序運行正常。8.1軟件維護與更新（7）評審編碼情況，詳細填寫維護工作記錄表。（8）不僅測試所修改的部分，還要對其他部分進行全面測試，確認是否對其他部分有影響。（9）必須保持程序與文檔的一致性，應(yīng)實時更新相關(guān)文檔。（10）軟件版本發(fā)布，確保發(fā)布后的程序可在系統(tǒng)程序中安全運行。（11）每日查看數(shù)據(jù)庫備份情況，并定期完成數(shù)據(jù)清理。8.1軟件維護與更新（1）軟件維護的困難

①文檔缺失、不充分或過期②軟件升級頻繁③軟件維護人員變動④未嚴格遵守軟件開發(fā)標準8.1.4軟件維護的困難及對應(yīng)策略8.1軟件維護與更新（2）提高軟件可維護性的途徑①可理解的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計②標準化的程序設(shè)計語言③結(jié)構(gòu)化的文檔④有效的軟件維護管理⑤明確軟件質(zhì)量目標及優(yōu)先級⑥明確的質(zhì)量保證審查8.1.4軟件維護的困難及對應(yīng)策略8.18.2軟件部署軟件部署是一個復(fù)雜過程，包括從開發(fā)者發(fā)放產(chǎn)品，到用戶在他們的計算機上實際安裝并維護應(yīng)用的所有活動。這些活動包括開發(fā)者的軟件打包，企業(yè)及用戶對軟件的安裝、配置、測試、集成和更新等。軟件部署工具可以幫助軟件開發(fā)團隊更好地編寫代碼、進行測試、讓軟件在其環(huán)境中運行并定期更新。比較常用的工具包括：Docker、Terraform、Ansible、Packer、Kubernetes等。8.2.1軟件部署的概念軟件部署Docker是近年來較為流行的軟件部署工具之一，它是一個開源的應(yīng)用容器引擎，基于Go語言并遵從Apache2.0協(xié)議開源。Docker可以讓開發(fā)者打包他們的應(yīng)用以及依賴包到一個輕量級、可移植的容器中，然后發(fā)布到任何流行的Linux機器上，也可以實現(xiàn)虛擬化。其中容器完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口，且容器性能開銷極低。8.2.2軟件部署工具Docker8.2軟件部署（1）Docker架構(gòu)圖8-3Docker架構(gòu)8.2軟件部署部件作用Docker鏡像（Images）Docker鏡像是用于創(chuàng)建Docker容器的模板Docker容器（Container）容器是獨立運行的一個或一組應(yīng)用Docker客戶端（Client）Docker客戶端通過命令行或者其他工具使用DockerAPI與Docker的守護進程通信。Docker主機（Host）一個物理或者虛擬的機器，用于執(zhí)行Docker守護進程和容器Docker倉庫（Registry）Docker倉庫用來保存鏡像，可以理解為代碼控制中的代碼倉庫DockerMachineDockerMachine是一個簡化Docker安裝的命令行工具，通過一個簡單的命令行即可在相應(yīng)的平臺上安裝DockerDocker守護進程（Daemon）Daemon作為服務(wù)器端接受來自客戶的請求，并處理這些請求表8-2Docker各部件作用8.2軟件部署Docker優(yōu)點：①持續(xù)集成②可移植性③版本控制④隔離性

⑤安全性8.28.3軟件配置管理軟件配置管理（SoftwareConfigurationManagement，簡稱SCM）應(yīng)用于整個軟件工程過程。在軟件建立時變更是不可避免的，而變更加劇了項目中軟件開發(fā)者之間的混亂。SCM活動的目標就是為了標識變更、控制變更、確保變更正確地實現(xiàn)，并向其他有關(guān)人員報告變更。軟件配置管理包括六個子域，即軟件配置管理過程管理、軟件配置標志、軟件配置控制、軟件配置狀態(tài)統(tǒng)計、軟件配置審核、軟件發(fā)行管理和交付。軟件配置管理如何應(yīng)對軟件變更所帶來的文檔及程序代碼變化的情況，軟件配置管理起到了關(guān)鍵性的作用：（1）版本控制（2）并行開發(fā)（3）變更控制（4）配置管理8.3.1軟件配置管理的作用8.3軟件配置管理通過控制、記錄、追蹤對軟件的修改和每個修改生成的軟件組成部件來實現(xiàn)對軟件產(chǎn)品的管理功能。（1）制訂配置管理計劃（2）配置庫管理（3）版本控制（4）變更控制（5）配置審計8.3.2軟件配置管理過程8.3軟件配置管理目前，軟件工程領(lǐng)域常見的軟件配置管理工具有IBMRationalSoftware提供的ClearCase、Microsoft提供的VSS（VisualSourceSafe）、CollabNet提供的SVN（Subversion）以及Github等。（1）VisualSourceSafe（VSS）8.3.3常用的軟件配置管理工具圖8-4VSS6.0工作界面8.3軟件配置管理（2）Subversion（SVN）圖8-5