1、2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,1,第8章 维护,教学目标及基本要求 :1.了解软件维护的定义2.掌握软件维护的特点3.掌握软件维护的过程4.了解软件的可维护性标准5.掌握预防性维护6.了解软件再工程过程,学时数：2课时,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,2,教学难点:1. 软件维护的过程2. 预防性维护,习题 :P192-1,2,3,教学重点:1. 软件维护的过程2.软件的可维护性标准3.预防性维护,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,3,教学内容 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
2、软件的可维护性 8.5 预防性维护 8.6 软件再工程过程 8.7 小结,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,4,第8章 维护,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。这个阶段是软件生命周期的最后一个阶段，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。软件工程的主要目的就是要提高软件的可维护性，减少软件维护所需要的工作量，降低软件系统的总成本。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,5,8.1 软件维护的定义,所谓软件维护就是在软件已经交付使用之后，为了改正错误或满足新的需要而修改软件的过程。可以通过描述软件交付使用后可能
3、进行的4项活动，具体地定义软件维护。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,6,改正性维护:诊断和改正错误的过程。 适应性维护:为了和变化了的环境适当地配合而进行的修改软件的活动。 完善性维护:在使用软件的过程中用户往往提出增加新功能或修改已有功能的建议，还可能提出一般性的改进意见。 预防性维护:为了改进未来的可维护性或可靠性，或为了给未来的改进奠定更好的基础而修改软件。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,7,8.2 软件维护的特点,8.2.1结构化维护与非结构化维护差别巨大 1.非结构化维护非结构化维护需要付出很大代价(浪费精力并且遭受挫折的打击)，这
4、种维护方式是没有使用良好定义的方法学开发出来的软件的必然结果。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,8,2.结构化维护 从评价设计文档开始，确定软件重要的结构特点、性能特点以及接口特点 估量要求的改动将带来的影响，计划实施途径。 修改设计并且对所做的修改进行仔细复查 编写相应的源程序代码 使用在测试说明书中包含的信息进行回归测试； 把修改后的软件再次交付使用。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,9,8.2.2 维护的代价高昂,软件维护的费用稳步上升。 可用的资源必须供维护任务使用，以致耽误甚至丧失了开发的良机，这是软件维护的一个无形的代价。 当看来合理
5、的有关改错或修改的要求不能及时满足时将引起用户不满； 由于维护时的改动，在软件中引入了潜伏的错误，从而降低了软件的质量；,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,10,当必须把软件工程师调去从事维护工作时，将在开发过程中造成混乱。 生产率大幅度下降。维护工作量的一个模型：MP+K*exp(c-d)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(非结构化设计和缺少文档都会增加软件的复杂程度),d是维护人员对软件的熟悉程度。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,11,8.2.3 维护的问题很多,(1)理解别人写的程序通常非常困难。(2)需要维
6、护的软件往往没有合格的文档，或者文档资料显著不足。(3)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。(4)绝大多数软件在设计时没有考虑将来的修改。(5)软件维护不是一项吸引人的工作。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,12,8.3 软件维护过程,维护过程本质上是修改和压缩了的软件定义和开发过程。五项工作： 建立一个维护组织 确定报告和评价的过程 为每个维护要求规定一个标准化的事件序列 建立一个适用于维护活动的记录保管过程 规定复审标准,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,13,图8.1 维护组织,1维护组织,2019年7月22日,湖南
7、科技大学 计算机学院 戴祖雄,14,2.维护报告软件组织内部应该制定出一个软件修改报告，它给出下述信息：(1)满足维护要求表中提出的要求所需要的工作量；(2)维护要求的性质；(3)这项要求的优先次序；(4)与修改有关的事后数据。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,15,3.维护的事件流,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,16,4.保存维护记录保存维护记录遇到的第一个问题就是，哪些数据是值得记录的？ 程序标识； 源语句数； 机器指令条数； 使用的程序设计语言； 程序安装的日期；,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,17,自从安装以来
8、程序运行的次数； 自从安装以来程序失效的次数； 程序变动的层次和标识； 因程序变动而增加的源语句数； 因程序变动而删除的源语句数； 每个改动耗费的人时数； 程序改动的日期；,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,18,软件工程师的名字， 维护要求表的标识； 维护类型； 维护开始和完成的日期； 累计用于维护的人时数， 与完成的维护相联系的纯效益。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,19,5.评价维护活动(1)每次程序运行平均失效的次数，(2)用于每一类维护活动的总人时数，(3)平均每种维护类型所做的程序变动数；(4)增加或删除一个源语句平均花费的人时数；(
9、5)维护每种语言平均花费的人时数；(6)一张维护要求表的平均周转时间；(7)不同维护类型所占的百分比。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,20,8.4 软件的可维护性,可以把软件的可维护性定性地定义为：维护人员理解、改正、改动或改进这个软件的难易程度。提高可维护性是支配软件工程方法学所有步骤的关键目标。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,21,8.4.1决定软件可维护性的因素,维护就是在软件交付使用后进行的修改。决定软件可维护性的因素主要有下述5个： 1.可理解性软件可理解性表现为外来读者理解软件的结构、功能、接口和内部处理过程的难易程度。,2019
10、年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,22,2.可测试性诊断和测试的容易程度取决于软件容易理解的程度。良好的文档、软件结构、可用的测试工具、调试工具、测试过程都是非常重要的。 3.可修改性藕合、内聚、信息隐藏、局部化、控制域与作用域的关系等等，都影响软件的可修改性。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,23,4.可移植性把程序从一种计算环境(硬件配置和操作系统)转移到另一种计算环境的难易程度。5.可重用性所谓重用(reuse)是指同一事物不做修改或稍加改动就在不同环境中多次重复使用。 (1) 可重用的软件构件在开发时经过很严格的测试，可靠性比较高。 (2)很容易修
11、改可重用的软件构件使之再次应用在新环境中。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,24,8.4.2 文档,文档是影响软件可维护性的决定因素。文档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。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,25,软件文档应该满足下述要求： (1)必须描述如何使用这个系统，没有这种描述时即使是最简单的系统也无法使用； (2)必须描述怎样安装和管理这个系统； (3)必须描述系统需求和设计； (4)必须描述系统的实现和测试，以便使系统成为可维
12、护的。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,26,1.用户文档用户文档至少应该包括下述5方面的内容：(1)功能描述，说明系统能做什么；(2)安装文档，说明怎样安装这个系统以及怎样使系统适应特定的硬件配置；(3)使用手册，简要说明如何着手使用这个系统；(4)参考手册，详尽描述用户可以使用的所有系统设施以及它们的使用方法；(5)操作员指南(如果需要有系统操作员的话)，说明操作员应该如何处理使用中出现的各种情况。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,27,2.系统文档所谓系统文档指从问题定义、需求说明到验收测试计划这样一系列和系统实现有关的文档。描述系统设计、
13、实现和测试的文档对于理解程序和维护程序来说是极端重要的。和用户文档类似，系统文档的结构也应该能把读者从对系统概貌的了解，引导到对系统每个方面每个特点的更形式化更具体的认识。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,28,8.4.3 可维护性复审,需求分析阶段的复审：应该对将来要改进的部分和可能会修改的部分加以注意并指明；应该讨论软件的可移植性问题，并且考虑可能影响软件维护的系统界面。 设计复审：应该从容易修改、模块化和功能独立的目标出发，评价软件的结构和过程；设计中应该对将来可能修改的部分预作准备。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,29,代码复审：应该强
14、调编码风格和内部说明文档这两个影响可维护性的因素。在设计和编码过程中应该尽量使用可重用的软件构件，如果需要开发新的构件，也应该注意提高构件的可重用性。 配置复审：配置复审的目的是保证软件配置的所有成分是完整的、一致的和可理解的，而且为了便于修改和管理已经编目归档了。在完成了每项维护工作之后，都应该对软件维护本身进行仔细认真的复审。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,30,8.5 预防性维护,(1)反复做修改程序的尝试，以实现所要求的修改； (2)尽可能多地掌握程序的内部工作细节，以便更有效地修改它； (3)重新设计、重新编码和测试那些需要变更的软件部分； (4)以软件工程
15、方法学为指导，对程序全部重新设计、重新编码和测试。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,31,预防性维护的好处： (1)维护一行源代码的代价可能是最初开发该行源代码代价的14-40倍； (2)重新设计软件体系结构(程序及数据结构)时使用了现代设计概念，它对将来的维护可能有很大的帮助； (3)由于现有的程序版本可作为软件原型使用，开发生产率可大大高于平均水平；,(4)用户具有较多使用该软件的经验，因此，能够很容易地搞清新的变更需求和变更的范围； (5)利用逆向工程和再工程的工具，可以使一部分工作自动化； (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。,2019年7月
16、22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,32,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,33,8.6 软件再工程过程,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,34,1.库存目录分析每个软件组织都应该保存其拥有的所有应用系统的库存目录。该目录包含关于每个应用系统的基本信息(应用系统的名字，最初构建它的日期，已做过的实质性修改次数，用户数量，安装它的机器数量，它的复杂程度，文档质量，整体可维护性等级，预期寿命等)。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,35,下述3类程序有可能成为预防性维护的对象：(1)预定将使用多年的程序；(2)当前正在成功地使
17、用着的程序；(3)在最近的将来可能要做重大修改或增强的程序。应该仔细分析库存目录，按照业务重要程度、寿命、当前可维护性、预期的修改次数等标准，把库中的应用系统排序，从中选出再工程的候选者，然后明智地分配再工程所需要的资源。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,36,2.文档重构 (1)建立文档非常耗费时间，不可能为数百个程序都重新建立文档。 (2)为了便于今后的维护，必须更新文档，但是由于资源有限，应采用“使用时建文档”的方法。 (3)如果某应用系统是完成业务工作的关键，而且必须重构全部文档，则仍然应该设法把文档工作减少到必需的最小量。,2019年7月22日,湖南科技大学
18、计算机学院 戴祖雄,37,3.逆向工程软件的逆向工程是分析程序以便在比源代码更高的抽象层次上创建出程序的某种表示的过程。 4.代码重构 用重构工具分析源代码，标注出和结构化程序设计概念相违背的部分。 重构有问题的代码(此项工作可自动进行)。 复审和测试生成的重构代码(以保证没有引入异常)并更新代码文档。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,38,5.数据重构数据重构发生在相当低的抽象层次上，它是一种全范围的再工程活动。在大多数情况下，数据重构始于逆向工程活动，分解当前使用的数据体系结构，必要时定义数据模型，标识数据对象和属性，并从软件质量的角度复审现存的数据结构。当数据结构
19、较差时，应该对数据进行再工程。由于数据体系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体系结构或代码层的改变。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,39,6.正向工程正向工程也称为革新或改造，这项活动不仅从现有程序中恢复设计信息，而且使用该信息去改变或重构现有系统，以提高其整体质量。正向工程过程应用软件工程的原理、概念、技术和方法来重新开发某个现有的应用系统。在大多数情况下，被再工程的软件不仅重新实现现有系统的功能，而且加入了新功能和提高了整体性能。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,40,8.7 小结,维护是软件生命周期的最后一
20、个阶段，也是持续时间最长代价最大的一个阶段。软件工程学的主要目的就是提高软件的可维护性，降低维护的代价。软件维护通常包括4类活动：为了纠正在使用过程中暴露出来的错误而进行的改正性维护；为了适应外部环境的变化而进行的适应性维护；为了改进原有的软件而进行的完善性维护；以及为了改进将来的可维护性和可靠性而进行的预防性维护。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,41,软件的可理解性、可测试性、可修改性、可移植性和可重用性，是决定软件可维护性的基本因素，软件重用技术是能从根本上提高软件可维护性的重要技术，而本书第9章至第12章将要讲述的面向对象的软件技术是目前最成功的软件重用技术。软
21、件生命周期每个阶段的工作都和软件可维护性有密切关系。良好的设计，完整准确易读易理解的文档资料，以及一系列严格的复审和测试，使得一旦发现错误时比较容易诊断和纠正，当用户有新要求或外部环境变化时软件能较容易地适应，并且能够减少维护引入的错误。因此，在软件生命周期的每个阶段都必须充分考虑维护问题，并且为软件维护预做准备。,2019年7月22日,湖南科技大学 计算机学院 戴祖雄,42,文档是影响软件可维护性的决定因素，因此，文档甚至比可执行的程序代码更重要。文档可分为用户文档和系统文档两大类，不管是哪一类文档都必须和程序代码同时维护，只有和程序代码完全一致的文档才是真正有价值的文档。虽然由于维护资源有限，目前预防性维护在全部维护活动中仅占很小比例，但是不应该忽视这类维护活动，在条件具备时应该主动地进行预防性维护。预防性维护实质上是软件再工程。典型的软件再工程过程模型定义了库存目录分析、文档重构、逆向工程、代码重构、数据重构和正向工程等6类活动。在某些情况下，以线性顺序完成这些活动，但也并不总是这样。上述模型是一个循环模型，这意味着每项活动都可能被重复，而且对于任意一个特定的循环来说，再工程过程可以在完成任意一个活动之后终止。,
