軟件工程課件第八章.ppt

2019/12/5,軟件工程概論,第八章軟件維護,2019/12/5,軟件維護,軟件維護是軟件生命周期的最后一個階段，它處于系統(tǒng)投入生產(chǎn)性運行以后的時期中，因此不屬于系統(tǒng)開發(fā)過程。大型軟件的維護成本高達開發(fā)成本的四倍左右。目前國外許多軟件開發(fā)組織把60%以上的人力用于維護已有的軟件，而且隨著軟件數(shù)量增多和使用壽命延長，這個百分比還在持續(xù)上升。軟件工程的主要目的就是要提高軟件的可維護性，減少軟件維護所需要的工作量,降低軟件系統(tǒng)的總成本。,2019/12/5,軟件維護的定義,軟件投入運行后，解決發(fā)生的各種故障，增強其功能，使之適應(yīng)新的環(huán)境的活動稱為軟件維護。,2019/12/5,軟件維護分類,前一頁,1、改正性維護：對運行階段暴露出來的軟件錯誤進行測試、判斷、定位、糾錯及驗證的過程。2、適應(yīng)性維護：使軟件系統(tǒng)適應(yīng)不斷變化的運行環(huán)境而進行修改的過程。3、完善性維護：以滿足用戶新的要求而對軟件進行修改和維護。4、預(yù)防性維護：自動修改和擴充已有軟件的功能、性能、結(jié)構(gòu)等，以適應(yīng)將來可能變化的情況。統(tǒng)計表明，完善性維護占全部維護活動的50%-66%，改正性維護占17%-21%，適應(yīng)性維護占18%-25%，其他維護活動只占4%左右。,2019/12/5,軟件維護的特點,1、完整的軟件配置是進行有效維護的重要保證。若維護的依據(jù)只有程序代碼，維護活動靠閱讀程序代碼進行，這是相當(dāng)困難的，所做改動的后果難以估量。因為沒有測試文檔，不可能進行回歸測試，修改原有錯誤，可能引出新的錯誤。有完整的軟件配置，維護工作從評價設(shè)計文檔開始，確定引起錯誤的原因，估計修改可能帶來的影響，并且計劃實施途徑。有了軟件的完整配置，不能保證維護中沒有問題，但確實能減少精力的浪費，并能提高維護的總體質(zhì)量。,2019/12/5,軟件維護的特點,2、維護代價穩(wěn)步上升維護已有軟件的費用占軟件總預(yù)算：明顯代價：1970年：3540%1980年：4060%1990年：7080%需維護軟件增加,軟件復(fù)雜度增加，維護困難程度增加。無形代價：人力、物力資源用于維護任務(wù)，耽誤甚至喪失開發(fā)新軟件的良機。不能及時改正程序錯誤，從而引起用戶不滿。,2019/12/5,軟件維護的特點,前一頁,維護工作量：M=p+k*exp(c-d)P:生產(chǎn)性工作量：分析、評價、設(shè)計、修改和編碼。K:經(jīng)驗系數(shù)C:程序復(fù)雜性系數(shù)：文檔少都會引起復(fù)雜程度增加。D:維護人員對軟件的熟悉程度軟件開發(fā)途徑不對，開發(fā)人員不參與維護工作，維護工作量（和費用）將指數(shù)地增加。B.P.lientz曾對美國69個軟件開發(fā)機構(gòu)的調(diào)查結(jié)果表明：69.1%的單位在軟件維護方面分配的人力和資源高于新系統(tǒng)的研制。89.9%的單位認(rèn)為軟件維護比新系統(tǒng)的研制更重要，至少同等重要。,2019/12/5,軟件維護的特點,3、軟件維護中的一些典型問題理解別人編的程序非常困難，缺少文檔就更困難。需要維護的軟件往往沒有合適的文檔、或文檔資料顯著不足。容易理解的，并且與程序代碼完全一致的文檔才有意義。軟件開發(fā)者常常不參與維護。設(shè)計時，不強調(diào)模塊化和模塊獨立性，任何一個小小的改動都可能孕育著很大的危險。不重視維護，在軟件項目規(guī)劃中，軟件維護沒有提到重要位置。軟件維護不會產(chǎn)生新的成果，因而不吸引人。,2019/12/5,維護過程,維護過程本質(zhì)上是修改和壓縮了的軟件定義和開發(fā)過程，必須有組織、有步驟地進行。首先必須建立一個維護組織，隨后必須確定報告和評價的過程，而且必須為每個維護要求規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)化的事件序列。此外，還應(yīng)該建立一個適用于維護活動的記錄保管過程，并且規(guī)定復(fù)審標(biāo)準(zhǔn)。,2019/12/5,維護過程,主要內(nèi)容,維護組織維護報告維護的事件流保存維護記錄評價維護活動,2019/12/5,維護過程-維護組織,軟件維護必須要有專門的機構(gòu)或被授權(quán)的管理人員來組織維護活動。其職能是：授權(quán)用戶維護請求，組織維護實施，并對維護進行評價。一般過程是：用戶將維護請求提交給維護管理員，維護管理員將維護請求轉(zhuǎn)交給系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)管理員對維護任務(wù)進行評價后，由變化授權(quán)人決定應(yīng)該進行的活動。,2019/12/5,維護過程-維護組織,2019/12/5,維護過程-維護報告,應(yīng)該用標(biāo)準(zhǔn)化的格式表達所有軟件維護要求。這個表格由要求維護活動的用戶填寫。如果遇到了一個錯誤，那么必須完整描述導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤的環(huán)境（包括輸入數(shù)據(jù)，全部輸出數(shù)據(jù)，以及其他有關(guān)信息）。對于適應(yīng)性或完善性的維護要求，應(yīng)該提出一個簡短的要求說明書。由維護管理員評價用戶提交的維護要求表。,2019/12/5,維護過程-維護報告,維護要求表是一個外部產(chǎn)生的文件，是計劃維護活動的基礎(chǔ)。軟件組織內(nèi)部應(yīng)該制定出一個軟件修改報告，它給出下述信息：（1）滿足維護要求表中提出的要求所需要的工作量；（2）維護要求的性質(zhì)；（3）這項要求的優(yōu)先次序；（4）與修改有關(guān)的事后數(shù)據(jù)。維護修改報告應(yīng)提交給變化授權(quán)人審核批準(zhǔn)。,2019/12/5,維護事件流圖,2019/12/5,維護過程-維護事件流,校正性維護：首先評價錯誤的嚴(yán)重程度，根據(jù)錯誤的嚴(yán)重性，進行不同的組織。適應(yīng)性和完善性維護：必須先確定每個維護要求的優(yōu)先次序。若某個維護要求的優(yōu)先級非常高，應(yīng)立即開始維護工作。否則排隊等待。無論哪一種維護，都首先要進行同樣的技術(shù)工作，這些工作包括：軟件設(shè)計的修改、復(fù)查、必要的代碼修改、單元測試、集成測試、驗收測試，以及最后的復(fù)審。,2019/12/5,前一頁,維護過程-保存維護記錄,為了確定軟件維護的有效程度，確定軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，同時確定維護活動的開銷，詳細記錄維護中進行的工作及工作量。主要內(nèi)容包括（18項）程序標(biāo)識源程序語句數(shù)機器指令條數(shù)使用的程序設(shè)計語言程序安裝的日期安裝以來運行的次數(shù)安裝以來的失效次數(shù)程序變動的層次和標(biāo)識每個改動耗費的人時數(shù)程序改動的日期程序變動增加的源語句數(shù)維護人員名字程序變動而刪除的源語句數(shù)維護要求表的標(biāo)識維護類型維護開始時間和完成時間累計用于維護的人時數(shù)與完成的維護相聯(lián)系的純效益,2019/12/5,維護過程-評價維護活動,對維護活動進行度量。內(nèi)容包括：（1）每次程序運行平均失效次數(shù)（2）用于每一類維護活動的總?cè)藭r數(shù)（3）平均每個程序、每種語言、每種維護類型所作的程序變動次數(shù)（4）維護過程中增加或刪除一個源語句平均花費的人時數(shù)。（5）維護每種語言花費的人時數(shù)（6）一張維護要求表的平均周轉(zhuǎn)時間（7）不同維護類型所占的百分比維護記錄和維護評價數(shù)據(jù)是一個軟件開發(fā)組織應(yīng)該收集的軟件過程數(shù)據(jù)，它對于改進軟件組織的工作，提高軟件過程能力有重要意義。,2019/12/5,可維護性,前一頁,軟件可維護性可以定性地定義為:維護人員理解、改正、改動和改進這個軟件的難易程度。即衡量維護容易程度的一種軟件屬性。,2019/12/5,軟件可維護性,主要內(nèi)容,決定軟件可維護性的因素文檔可維護性復(fù)審,2019/12/5,決定軟件可維護性的因素,1.可理解性：軟件可理解性表現(xiàn)為外來讀者理解軟件的結(jié)構(gòu)、接口、功能和內(nèi)部過程的難易程度。2.可測試性：診斷和測試的難易程度主要取決于軟件容易理解的程度。良好的文檔對診斷和測試是至關(guān)重要的。可用的測試工具和調(diào)試工具，以及以前設(shè)計的測試過程也都是非常重要的。3.可修改性：軟件容易修改的程度設(shè)計原理和規(guī)則直接有關(guān)。耦合、內(nèi)聚、局部化，控制域與作用域的關(guān)系等等，都影響軟件的可修改性。,2019/12/5,決定軟件可維護性的因素,4、可移植性：一個程序被移植到一個新的計算環(huán)境的可能性的大小，或表明程序可以容易地、有效地在各種各樣的計算環(huán)境中運行的程度?？梢园岩颦h(huán)境變化而必須修改的程序局限在很少的模塊中，從而降低修改的難度。5、可重用性：重用指同一事物不作修改或稍加改動就在不同環(huán)境中多次重復(fù)使用。大量使用可重用的軟件構(gòu)件來開發(fā)軟件，可以明顯提高軟件可維護性:(1)可重用的軟件構(gòu)件經(jīng)過嚴(yán)格的測試，可靠性比較高。軟件中使用的可重用構(gòu)件越多，軟件的可靠性越高，改正性維護需求越少。(2)很容易修改可重用的軟件構(gòu)件使之再次應(yīng)用到新的環(huán)境中。軟件中使用的可重用構(gòu)件越多，適應(yīng)性和完善性維護也越容易。,2019/12/5,可維護性-文檔,文檔是影響軟件可維護性的決定因素。其作用是：1、幫助維護人員讀懂程序。2、方便被維護軟件的測試。由于長期使用的大型軟件系統(tǒng)在使用過程中必然會經(jīng)受多次修改，所以文檔比程序代碼更重要。軟件系統(tǒng)的文檔可以分為用戶文檔和系統(tǒng)文檔兩類。用戶文檔主要描述系統(tǒng)功能和使用方法，系統(tǒng)文檔描述系統(tǒng)設(shè)計、實現(xiàn)和測試等各方面的內(nèi)容。,2019/12/5,可維護性-文檔,軟件文檔應(yīng)該滿足下述要求:(1)必須描述如何使用這個系統(tǒng)，沒有這種描述即使是最簡單的系統(tǒng)也無法使用。(2)必須描述怎樣安裝和管理這個系統(tǒng)。(3)必須描述系統(tǒng)需求和設(shè)計。(4)必須描述系統(tǒng)的實現(xiàn)和測試，以便使系統(tǒng)成為可維護的。,2019/12/5,文檔用戶文檔,用戶文檔是用戶了解系統(tǒng)的第一步，它應(yīng)該能使用戶獲得對系統(tǒng)的準(zhǔn)確的初步印象。用戶文檔包括：(1)功能描述：說明系統(tǒng)能做什么。(2)安裝文檔：說明怎樣安裝這個系統(tǒng)以及怎樣使系統(tǒng)適應(yīng)特定的硬件配置。(3)使用手冊：簡要說明如何著手使用這個系統(tǒng)，應(yīng)該通過豐富例子說明怎樣使用常用的系統(tǒng)功能，還應(yīng)該說明用戶操作錯誤時怎樣恢復(fù)和重新啟動等。(4)參考手冊：詳盡描述用戶可以使用的所有系統(tǒng)設(shè)施以及它們的使用方法。(5)操作員指南：說明操作員應(yīng)該如何處理使用中出現(xiàn)的各種情況。,2019/12/5,文檔系統(tǒng)文檔,前一頁,系統(tǒng)文檔指從問題定義，需求說明到驗收測試計劃這樣一系列和系統(tǒng)實現(xiàn)有關(guān)的文檔。描述系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)和測試的文檔對于理解程序和維護程序來說是非常重要的。,2019/12/5,前一頁,可維護性復(fù)審,可維護性是所有軟件應(yīng)該具備的基本特點。提高軟件的可維護性是軟件工程過程的每一階段都應(yīng)考慮并為之奮斗的目標(biāo)。在每一階段結(jié)束時的技術(shù)審查和管理復(fù)審中，應(yīng)著重對軟件可維護性進行復(fù)審。,2019/12/5,可維護性復(fù)審,需求分析階段：應(yīng)對將來要改進或修改的部分加以注意并指明。要考慮可能影響軟件維護的系統(tǒng)界面（增加功能后操作可能發(fā)生的變化）設(shè)計階段：應(yīng)從容易修改、模塊化和功能獨立的目標(biāo)出發(fā)，評價軟件的結(jié)構(gòu)和過程。代碼復(fù)審：應(yīng)強調(diào)編碼風(fēng)格和內(nèi)部文檔。測試復(fù)審：配置復(fù)審。其目的是保證軟件配置的所有成分是完整的、一致的、可理解的。在測試結(jié)束后，進行最正式的可維護性復(fù)審-配置復(fù)審。維護應(yīng)針對軟件配置，不應(yīng)該只修改源程序代碼。代碼修改而文檔不修改，將會產(chǎn)生嚴(yán)重后果。每當(dāng)對數(shù)據(jù)、軟件結(jié)構(gòu)、模塊過程或其它任何軟件特點作了改動時，必須立即修改相應(yīng)的文檔。,2019/12/5,軟件位置管理（SCM）,軟件開發(fā)過程中，變化是不可避免的。變化往往會加深軟件開發(fā)人員之間的不理解程度，從而造成開發(fā)工作的混亂。協(xié)調(diào)軟件開發(fā)以使不理解性達到最小程度的技術(shù)稱為配置管理。配置管理是一種標(biāo)識、組