软件工程第八章

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二、软件维护工作流程 必要的技术工作 修改软件需求说明 修改软件设计 设计评审 对源程序做必要修改 单元测试 集成测试（回归测 试） 确认测试 软件配置评审等。
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§8.4 软件的可维护性
衡量软件质量的几个主要质量特性：

可维护性 可使用性 可靠性
一、软件可维护性的定义 指纠正软件系统出现的错误和缺陷， 以及为满足新的要求进行修改、扩充或 压缩的容易程度。
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起源
• 软件工程进入再工程时代的呼声起于20世纪90 年代初，当时更多的提法是软件重用(Reuse)。 实际上可以说是用“重用”的旗帜为再工程开 道。这样引出再工程，是软件工程理论先导的 远见卓识，因为重用是软件工程的最高境界。
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再工程（Reengineering）：也称再加工 （Renovation）
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三、软件维护的困难
由于软件维护工作通常并不由软件的设计 和开发人员来完成，维护人员首先要对软件各 阶段的文档和代码进行分析、理解。因而出现 了理解别人的程序困难、文档不齐等问题，尤 其是对大型、复杂系统的维护，更加困难和复 杂，甚至是不可能的！
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１、结构化维护与非结构化维护 非结构化维护 — 缺乏必要的文档说明，文 档缺少或者不一制，难于确定数据结构、系统 接口等特性，这样的维护工作令人生畏，事倍 功半。
一、逆向工程(reverse engineering) 软件的逆向工程是分析程序，力图 在比源代码更高的抽象层次上建立程序 表示的过程，是 一个设计恢复的过程， 逆向工程工具可以从已有的程序中抽取 数据结构、体系结构和程序设计信息。
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二、重构工程 在逆向工程所获得信息的基础上修改 或者重构已有的系统，产生系统一个新版 本的过程。 逆向工程和重构工程是预防性维护采 用的主要技术。
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正向工程（Forward Engineering）
由抽象的、逻辑性的、不依存代码 的设计逐步展开，直至具体代码实现的 开发活动，即从需求规格设计到产品初 次发布的过程或子过程。
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逆向工程和重构工程示意图
需求规范 重构 软件设计 1 正向工程 设计恢复
逆向工程
软件设计 2
程序
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二、软件再工程（Re-engineering）
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§8.2.3 维护的问题很多




(1)难以跟踪软件版本的进化过程, 软件的 变化未在文档中反映出来. (2)难以跟踪软件的创建过程. (3)难以读懂他人程序. (4)无文档或不全. (5)软件人员流动性大. (6)设计时未考虑修改需要,修改困难. (7)维护工作无吸引力,缺乏成就感.
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③ 扩充与完善性维护（Perfective Maintenance） 原因：在软件系统运行期间，用户可能要求增
加新的功能、建议修改已有功能或提出其他改 进意见。
在软件的使用过程中，用户往往会 对软件提出新的功能与性能要求。为了 满足这些要求，需要修改或再开发软件， 以扩充软件功能、增强软件性能、改进 加工效率、提高软件的可维护性。这种 情况下进行的维护活动叫做完善性维护。
是对既存软件系统进行调查，并将其重构 为新形式代码的开发过程。逆向过程从源代码 出发，旨在取得高一级抽象成果，再工程根据 对对象系统更深层次的理解将其重构为另一种 形式的软件产品。 即：再工程=逆向工程+正向工程。再工程 这一用语也常用于业务过程再工程（BPR）， 有时为了与BPR相区分，通常将这里的再工程 称为软件再工程（Software Reengineering）。 再工程处于软件生存期的维护期。所以要 研究再工程首先要研究软件维护(Software Maintenance)。 34
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§8.3 软件维护过程
一、维护组识
所有软件维护申 请应按规定的方式提 出。 维护机构通常提 供“维护申请报告”， 或称“软件问题报 告” ，由申请维护的 用户填写。 维护机构内部要 写“软件修改报告”
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用户的维护请求
研读设计
软件
苦读代码
规划方案
？
修改设计
重新编写代码
重新编写代码
复审
复审
测试并交付用户使用
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完善性维护的再工程
增加或修改功能，以提高系统的安 全性、处理能力等性能。
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预防性维护的再工程
为了提高可维护性而对系统进行优化（再 结构化、再标准化等），对文档进行重构，对 数据进行重组。
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软件维护工具
辅助软件维护过程中的活动的软件称 为“软件维护工具”，它辅助维护人员 对软件代码及其文档进行各种维护活动。 软件维护工具主要有： １、版本控制工具； ２、文档分析工具； ３、开发信息库工具； ４、逆向工程工具； ５、再工程工具
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太累了！受不了啦！ 几万行程序怎么改 哦？？？
结构化维护 — 指软件开发过程是按照
软件工程方法进行的，开发各阶段的文 档齐全，软件的维护过程，有一整套完 整的方案、技术、审定过程及文档。 可以看到，维护工作的难度及工作 量的大小，明显与前期的开发工作密切 相关。
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二、影响维护工作量的因素
1）系统大小 2）程序设计语言 3）系统年龄 4）数据库技术的应用 5）先进的软件开发技术 6）其他。例如，应用的类型、数学模型、 任务的难度、开关与标记、IF 嵌套深度、 索引或下标数等。
软件工程
Software Engineering
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第八章
软件维护
§8.1 软件维护的定义
一、软件维护的定义和分类
软件维护是指在软件运行或维护阶段 对软件产品所进行的修改。分为四类：
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① 改正性维护（Corrective Maintenance）
原因：用户在使用软件过程中一旦发现错误， 他们会向开发人员提出纠正性维护的请求。 在软件交付使用后，由于开发时测试得不 彻底或不完全，在运行阶段会暴露一些开发时 未能测试出来的错误。为了识别和纠正软件错 误，改正软件性能上的缺陷，避免实施中的错 误使用，应当进行的诊断和改正错误的过程， 这就是改正性维护。
可移植性：表明程序转移到一个新的计 算环境的可能性的大小。 效率：一个程序能执行预定功能而又不 浪费机器资源的程度。 可使用性：从用户观点出发，把可使用 性定义为程序方便、实用、及 易于使用的程度。
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7个特性在各类维护中的侧重点
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提高可维护性的方法
建立明确的软件质量目标和优先级
相互促进的特性：可理解性和可测试性 可理解性和可修改性； 相互抵触的特性：效率和可移植性 效率和可修改性 各特性的相对重要性应随着程序的用途不 同、 计算环境的不同而不同。
再工程的类型
严格地说，再工程的潜在需求尽管大得不 可估量，但目前只能说是进入了再工程时代。 其理由众所周知:一是资金不足——再工程需 要大量投资；二是软件开发人员不足。所以除 了应付尚未实施的一次软件工程外，可以有计 划地投入再工程的资源很有限。目前的再工程 主要为三类：
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适应性维护的再工程
1. 伴随硬件和操作系统更新换代的软件维护。像小 型机换成PC机、PC机换成Unix工作站、Win95换成 WinXP所带来的软件维护。 2. 业务环境变化带来的软件维护。譬如由于企业业 务的发展和系统使用年限的增加，既存系统的存 储媒体和数据管理系统满足不了数据量及其种类 剧增的要求，需要更新数据库系统；随外部条件 变化而必须修改部分数据变量定义或算法，例如 征收消费税的法律修订、邮政编码位数改变、 2000年问题等。
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§8.2.2 维护的代价高昂
维护活动分为生产性活动和非生产性活动。 生产性活动：分析评价、修改设计和编写程序代码等； 非生产性活动：理解程序代码功能、数据结构 、接口 特点和设计约束等。
说明： M：维护工作总工作量 P：生产性工作量 K：经验常数 c：复杂度 d：对该软件熟悉程度的度量
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二、可维护性的度量（1）
可理解性：人们通过阅读源代码和相关文档，了解 程序功能及其如何运行的容易程度。 可靠性：表明一个程序按照用户的要求和设计目 标，在给定的一段时间内正确执行的概 率。 可测试性：表明论证程序正确性的容易程度。 可修改性：表明程序容易修改的程度。
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二、可维护性的度量（2）
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④ 预防性维护(Preventive Maintenance)
原因：为进一步改善软件系统的可维护 性和可靠性，为以后的软件改进奠定基 础的维护活动。 采用先进的软件工程方法，对需要维 护的软件或软件中的某一部分重新进行设 计、编制和测试。
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软件维护策略
针对以上几种类型的维护，可采取 相应的维护策略，以提高维护效率，降 低维护成本。 １、改正性维护策略 • 开发过程中采用新技术，利用应用 软件包，提高系统结构化程度，进行周 期性维护审查等。
软件再工程是一个工程过程，它将逆向工程、 重构和正向工程组合起来，旨在对现存的大量软 件系统进行挖掘、整理，重新获得设计信息，用 这些信息改建或重构现有的系统，以改进它的综 合质量； 或者得到有用的软件构件，对已有软件构件 进行维护以延长其生存期。 再工程的基础是系统理解,包括对运行系统、 源代码、设计、分析、文档等的全面理解。但在 很多情况下，由于各类文档的丢失，只能对源代 码进行理解, 即程序理解。
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软件维护的特性
一、时间长、工作量大、成本高 维护阶段是软件生存期中最长的一 个阶段，软件维护的工作量占整个软件 生存期的70％以上，而且还在逐年增加。 因此，如何减少软件维护的工作量，降 低软件维护的成本，就成为提高软件维 护效率和质量的关键。
其余 29% 维护 71%
维护工作比例 11
二、软件维护的副作用
改动--> 新的错误 维护的副作用是指由于维护或者在维护过程中其他 一些不期望的行为引入的错误
• 代码副作用: 如修改或者删除程序、修改或者删除语 句标号、修改逻辑符号等等。慎重，可通过回归测试 发现 • 数据副作用: 因修改信息结构而带来的不良后果，如 局部和全局数据的再定义，记录或者文件格式的再定 义等 • 文档副作用: 由于在设计文档中未能准确反映软件修 改情况而带来的不良后果
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２、适应性维护策略 对可能变化的因素进行配置管理，将 因环境变化而必须修改的部分局部化， 即局限于某些程序模块等。 ３、完善性维护策略 除了可以使用前面两类维护的策略 外，还有使用功能强、使用方便的工具， 采用原型化方法开发等，也可提高可维 护性。
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４、预防性维护策略 常采用提前实现、软件重用等技术。
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② 适应性维护（Adaptive Maintenance）
原因：软件运行于一定的环境(硬件、OS、 网络等)之上，运行环境发展很快。 随着计算机技术的飞速发展和更新 换代，软件系统所需的外部环境或数据 环境可能会更新和升级。为了使软件系 统适应这种变化，需要对软件进行相应 的修改，这种维护活动称为适应性维护。
使用提高软件质量的技术和工具 如：模块化、详细的设计文档、结构化设 计、 程序内部的文档和良好的高级程序设计语言
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进行明确的质量保证审查 检查点复审、验收检查、周期性地维护 审查、对软件包进行检查。 选择可维护的程序设计语言 改进程序的文档 开发软件时考虑到维护
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§8.6 软件再工程过程
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3. 系统运行环境变化带来的软件修正。如由主 机方式变为客户/服务器方式，由客户/服务器 方式变为Web方式，这时的系统体系结构必须 做相应的改变。 4. 适应系统开发环境变化的软件维护。有一些 软件，主要是定制软件，如ERP软件等，其软 件再工程常伴随企业的BPR发生，所以开发环 境也需随经常性的系统完善性再工程而更新， 譬如PowerBuilder等开发环境的升级换代如同 操作系统一样频繁发生。