軟件維護(hù)課件

第11章軟件維護(hù)軟件維護(hù)的概念軟件維護(hù)活動(dòng)程序修改的步驟及副作用軟件的維護(hù)性提高軟件維護(hù)性的方法111.1軟件維護(hù)的概念軟件維護(hù)的定義軟件維護(hù)是指在軟件運(yùn)行/維護(hù)階段對(duì)軟件產(chǎn)品所進(jìn)行的修改就是所謂的維護(hù)。根據(jù)維護(hù)工作的性質(zhì)，軟件維護(hù)的活動(dòng)可以分為以下4種類(lèi)型。改正性維護(hù)適應(yīng)性維護(hù)完善性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)211.1軟件維護(hù)的概念1．改正性維護(hù)

改正性維護(hù)（correctivemaintenance）為了識(shí)別和糾正軟件錯(cuò)誤、改正軟件性能上的缺陷、排除實(shí)施中的誤使用，應(yīng)進(jìn)行的診斷和改正錯(cuò)誤的過(guò)程。例如，改正性維護(hù)可以是改正原來(lái)程序中開(kāi)關(guān)使用的錯(cuò)誤；解決開(kāi)發(fā)時(shí)未能測(cè)試各種可能情況帶來(lái)的問(wèn)題等。311.1軟件維護(hù)的概念3．完善性維護(hù)

為了滿(mǎn)足新的功能與性能要求，需要修改或再開(kāi)發(fā)軟件，以擴(kuò)充軟件功能、增強(qiáng)軟件性能、改進(jìn)加工效率、提高軟件的可維護(hù)性。這種情況下進(jìn)行的維護(hù)活動(dòng)叫做完善性維護(hù)（perfectivemaintenance）。例如，完善性維護(hù)可能是修改一個(gè)計(jì)算工資的程序，使其增加新的扣除項(xiàng)目；縮短系統(tǒng)的應(yīng)答時(shí)間，使其達(dá)到特定的要求等。54．預(yù)防性維護(hù)

預(yù)防性維護(hù)（preventivemaintenance）是指把今天的方法學(xué)用于昨天的系統(tǒng)以滿(mǎn)足明天的需要。也就是說(shuō)，采用先進(jìn)的軟件工程方法對(duì)需要維護(hù)的軟件或軟件中的某一部分（重新）進(jìn)行設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試。11.1軟件維護(hù)的概念6各類(lèi)維護(hù)占總維護(hù)工作量的比例在整個(gè)軟件維護(hù)階段花費(fèi)的全部工作量中，預(yù)防性維護(hù)只占很小的比例，而完善性維護(hù)占了幾乎一半的工作量。11.1軟件維護(hù)的概念711.1軟件維護(hù)的概念維護(hù)工作量在軟件生存期中所占比例軟件維護(hù)活動(dòng)花費(fèi)的工作量占整個(gè)生存期工作量的70%以上（工作量的比例直接反映了成本的比例）

8根據(jù)影響軟件維護(hù)工作量的各種因素，針對(duì)3種典型維護(hù)，JamesMartin等提出了一些策略，以控制維護(hù)成本。1．改正性維護(hù)應(yīng)用一些諸如數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境、程序自動(dòng)生成系統(tǒng)和高級(jí)（第四代）語(yǔ)言等新技術(shù)可大大提高可靠性，并減少進(jìn)行改正性維護(hù)的需要。此外，還可考慮利用應(yīng)用軟件包、防錯(cuò)性程序設(shè)計(jì)、通過(guò)周期性維護(hù)審查等策略。軟件維護(hù)的策略

11.1軟件維護(hù)的概念1011.1軟件維護(hù)的概念2．適應(yīng)性維護(hù)（3）使用內(nèi)部程序列表、外部文件，以及處理的例行程序包，可為維護(hù)時(shí)修改程序提供方便。（4）使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，增強(qiáng)軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性，易于修改和移植。1211.2軟件維護(hù)活動(dòng)軟件維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告

所有軟件維護(hù)申請(qǐng)應(yīng)按規(guī)定的方式提出。軟件維護(hù)組織通常提供維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告（maintenancerequestform，MRF），或稱(chēng)軟件問(wèn)題報(bào)告，由申請(qǐng)維護(hù)的用戶(hù)填寫(xiě)。如果遇到一個(gè)錯(cuò)誤，用戶(hù)必須完整地說(shuō)明產(chǎn)生錯(cuò)誤的情況，包括輸入數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤清單以及其他有關(guān)材料。如果申請(qǐng)的是適應(yīng)性維護(hù)或完善性維護(hù)，用戶(hù)必須提出一份修改說(shuō)明書(shū)，列出所有希望的修改。維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告將由維護(hù)管理員和系統(tǒng)監(jiān)督員來(lái)研究處理。14維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告是由軟件組織外部提交的文檔，它是計(jì)劃維護(hù)工作的基礎(chǔ)。軟件組織內(nèi)部應(yīng)相應(yīng)地做出軟件修改報(bào)告（softwarechangereport，SCR），指明：●所需修改變動(dòng)的性質(zhì)；●申請(qǐng)修改的優(yōu)先級(jí)；●為滿(mǎn)足某個(gè)維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告，所需的工作量；●預(yù)計(jì)修改后的狀況。軟件修改報(bào)告應(yīng)提交修改負(fù)責(zé)人，經(jīng)批準(zhǔn)后才能開(kāi)始進(jìn)一步安排維護(hù)工作。11.2軟件維護(hù)活動(dòng)15軟件維護(hù)工作流程如下圖所示。11.2軟件維護(hù)活動(dòng)軟件維護(hù)工作流程

16在每次軟件維護(hù)任務(wù)完成后，最好進(jìn)行一次情況評(píng)審，對(duì)以下問(wèn)題做一總結(jié)：在目前情況下，設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試中的哪一方面可以改進(jìn)？哪些維護(hù)資源應(yīng)該有，但沒(méi)有？工作中主要的或次要的障礙是什么？從維護(hù)申請(qǐng)的類(lèi)型來(lái)看是否應(yīng)當(dāng)有預(yù)防性維護(hù)？情況評(píng)審對(duì)將來(lái)的維護(hù)工作如何進(jìn)行會(huì)產(chǎn)生重要的影響，并可為軟件機(jī)構(gòu)的有效管理提供重要的反饋信息。

11.2軟件維護(hù)活動(dòng)1711.2軟件維護(hù)活動(dòng)維護(hù)檔案記錄

內(nèi)容包括程序名稱(chēng)、源程序語(yǔ)句條數(shù)、機(jī)器代碼指令條數(shù)、所用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、程序安裝的日期、程序安裝后的運(yùn)行次數(shù)、與程序安裝后運(yùn)行次數(shù)有關(guān)的處理故障次數(shù)、程序改變的層次及名稱(chēng)、修改程序所增加的源程序語(yǔ)句條數(shù)、修改程序所減少的源程序語(yǔ)句條數(shù)、每次修改所付出的“人時(shí)”數(shù)、修改程序的日期、軟件維護(hù)人員的姓名、維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告的名稱(chēng)、維護(hù)類(lèi)型、維護(hù)開(kāi)始時(shí)間和維護(hù)結(jié)束時(shí)間、花費(fèi)在維護(hù)上的累計(jì)“人時(shí)”數(shù)、維護(hù)工作的凈收益等。對(duì)每項(xiàng)維護(hù)任務(wù)都應(yīng)該收集上述數(shù)據(jù)。18為了正確、有效地進(jìn)行程序修改，需要經(jīng)歷3個(gè)步驟：分析和理解程序、實(shí)施修改以及重新驗(yàn)證程序。11.3程序修改的步驟及修改的副作用分析和理解程序

經(jīng)過(guò)分析，全面、準(zhǔn)確、迅速地理解程序是決定維護(hù)成敗和質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。在這方面，軟件的可理解性和文檔的質(zhì)量非常重要。為此必須：（1）研究程序的使用環(huán)境及有關(guān)資料，盡可能得到更多的背景信息；（2）理解程序的功能和目標(biāo)；20（3）掌握程序的結(jié)構(gòu)信息，即從程序中細(xì)分出若干結(jié)構(gòu)成分，如程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和輸入/輸出結(jié)構(gòu)等；（4）了解數(shù)據(jù)流信息，即所涉及的數(shù)據(jù)來(lái)自何處，在哪里被使用；（5）了解控制流信息，即執(zhí)行每條路徑的結(jié)果；（6）如果設(shè)計(jì)存在，則可利用它們來(lái)幫助畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖和高層流程圖；（7）理解程序的操作（使用）要求。11.3程序修改的步驟及修改的副作用21對(duì)程序的修改，必須事先做出計(jì)劃，有準(zhǔn)備地、周密有效地實(shí)施修改。1．設(shè)計(jì)程序的修改計(jì)劃

程序的修改計(jì)劃要考慮人員和資源的安排。修改計(jì)劃的內(nèi)容主要包括以下幾項(xiàng)：（1）規(guī)格說(shuō)明信息：數(shù)據(jù)修改、處理修改、作業(yè)控制語(yǔ)言修改、系統(tǒng)之間接口的修改等。（2）維護(hù)資源：新程序版本、測(cè)試數(shù)據(jù)、所需的軟件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)時(shí)間等。11.3程序修改的步驟及修改的副作用修改程序

23（3）人員：程序員、用戶(hù)相關(guān)人員、技術(shù)支持人員、廠(chǎng)家聯(lián)系人、數(shù)據(jù)錄入員等。（4）提供：紙質(zhì)、計(jì)算機(jī)媒體等。針對(duì)以上每一項(xiàng)，要說(shuō)明必要性、從何處著手、是否接受、日期等。通常，可采用自頂向下的方法，在理解程序的基礎(chǔ)上做如下工作：（1）研究程序的各個(gè)模塊、模塊的接口及數(shù)據(jù)庫(kù)，從全局的觀點(diǎn)提出修改計(jì)劃。（2）依次把要修改的、以及那些受修改影響的模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分離出來(lái)。11.3程序修改的步驟及修改的副作用24

2．修改代碼，以適應(yīng)變化（1）正確、有效地編寫(xiě)修改代碼；（2）要謹(jǐn)慎地修改程序，盡量保持程序的風(fēng)格及格式，要在程序清單上注明改動(dòng)的指令；（3）不要匆忙刪除程序語(yǔ)句，除非完全肯定它是無(wú)用的；（4）不要試圖共用程序中已有的臨時(shí)變量或工作區(qū)，為了避免沖突或混淆用途，應(yīng)自行設(shè)置自己的變量；（5）插入錯(cuò)誤檢測(cè)語(yǔ)句；（6）保持詳細(xì)的維護(hù)活動(dòng)和維護(hù)結(jié)果記錄；（7）如果程序結(jié)構(gòu)混亂，修改受到干擾，可拋棄程序重新編寫(xiě)。11.3程序修改的步驟及修改的副作用26所謂程序修改的副作用是指因修改軟件而造成的錯(cuò)誤或其他不希望發(fā)生的情況，有以下3種副作用：1．修改代碼的副作用在使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言修改源代碼時(shí)，都可能引入新的錯(cuò)誤。例如，刪除或修改一個(gè)子程序、刪除或修改一個(gè)標(biāo)號(hào)、刪除或修改一個(gè)標(biāo)識(shí)符、改變程序代碼的時(shí)序關(guān)系、改變占用存儲(chǔ)的大小、改變邏輯運(yùn)算符、修改文件的打開(kāi)或關(guān)閉、改進(jìn)程序的執(zhí)行效率，以及把設(shè)計(jì)上的改變翻譯成代碼的改變、為邊界條件的邏輯測(cè)試做出改變時(shí)，都容易引入錯(cuò)誤。11.3程序修改的步驟及修改的副作用修改程序的副作用及其控制

272．修改數(shù)據(jù)的副作用在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，有可能造成軟件設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不匹配，因而導(dǎo)致軟件出錯(cuò)。修改數(shù)據(jù)的副作用是修改軟件信息結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的結(jié)果。例如，在重新定義局部的或全局的常量、重新定義記錄或文件的格式、增大或減小一個(gè)數(shù)組或高層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小、修改全局或公共數(shù)據(jù)、重新初始化控制標(biāo)志或指針、重新排列輸入/輸出或子程序的參數(shù)時(shí)，容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)不相容的錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)副作用可以通過(guò)詳細(xì)的設(shè)計(jì)文檔加以控制。11.3程序修改的步驟及修改的副作用28為了控制因修改而引起的副作用，要做到：（1）按模塊把修改分組；（2）自頂向下地安排被修改模塊的順序；（3）每次修改一個(gè)模塊；（4）對(duì)于每個(gè)修改了的模塊，在安排修改下一個(gè)模塊之前，要確定這個(gè)修改的副作用，可以使用交叉引用表、存儲(chǔ)映象表、執(zhí)行流程跟蹤等。11.3程序修改的步驟及修改的副作用301．靜態(tài)確認(rèn)修改的軟件，通常伴隨著引起新的錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。為了能夠做出正確的判定，驗(yàn)證修改后的程序至少需要兩個(gè)人參加。要檢查：（1）修改是否涉及規(guī)格說(shuō)明？修改結(jié)果是否符合規(guī)格說(shuō)明？有沒(méi)有歪曲規(guī)格說(shuō)明？（2）程序的修改是否足以修正軟件中的問(wèn)題？源程序代碼有無(wú)邏輯錯(cuò)誤？修改時(shí)有無(wú)修補(bǔ)失誤？（3）修改部分對(duì)其他部分有無(wú)不良影響（副作用）？對(duì)軟件進(jìn)行修改，常常會(huì)引發(fā)別的問(wèn)題，因此，有必要檢查修改的影響范圍。重新驗(yàn)證程序

11.3程序修改的步驟及修改的副作用312．確認(rèn)測(cè)試在充分進(jìn)行了以上確認(rèn)的基礎(chǔ)上，要用計(jì)算機(jī)對(duì)修改程序進(jìn)行確認(rèn)測(cè)試。（1）確認(rèn)測(cè)試順序：先對(duì)修改部分進(jìn)行測(cè)試，然后隔離修改部分，測(cè)試程序的未修改部分，最后再把它們集成起來(lái)進(jìn)行測(cè)試。這種測(cè)試稱(chēng)為回歸測(cè)試。（2）準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試用例。（3）充分利用軟件工具幫助重新驗(yàn)證過(guò)程。（4）在重新確認(rèn)過(guò)程中，需邀請(qǐng)用戶(hù)參加。11.3程序修改的步驟及修改的副作用323．維護(hù)后的驗(yàn)收在交付新軟件之前，維護(hù)主管部門(mén)要檢驗(yàn)：（1）全部文檔是否完備，并已更新；（2）所有測(cè)試用例和測(cè)試結(jié)果已經(jīng)正確記載；（3）記錄軟件配置所有副本的工作已經(jīng)完成；（4）維護(hù)工序和責(zé)任是明確的。11.3程序修改的步驟及修改的副作用33

軟件維護(hù)性是指當(dāng)對(duì)軟件實(shí)施各種類(lèi)型的維護(hù)而進(jìn)行修改時(shí)，軟件產(chǎn)品可被修改的能力。

軟件維護(hù)的子特性：

11.4軟件的維護(hù)性軟件維護(hù)性的定義

3411.4軟件的維護(hù)性軟件維護(hù)性度量的任務(wù)是對(duì)軟件產(chǎn)品的維護(hù)性給出量化的評(píng)價(jià)。軟件維護(hù)的度量也分為內(nèi)部維護(hù)性度量和外部維護(hù)性度量，兩者的差別如下表。351．模塊化模塊化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是如果需要改變某個(gè)模塊的功能，則只要改變這個(gè)模塊，對(duì)其他模塊影響很??；如果需要增加程序的某些功能，則僅需增加完成這些功能的新的模塊或模塊層；程序的測(cè)試與重復(fù)測(cè)試比較容易；程序錯(cuò)誤易于定位和糾正；容易提高程序效率。2．結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)不僅使得模塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，而且將模塊間的相互作用也標(biāo)準(zhǔn)化了，因而把模塊化又向前推進(jìn)了一步。采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)可以獲得良好的程序結(jié)構(gòu)。使用提高軟件質(zhì)量的技術(shù)和工具

11.5提高軟件維護(hù)性的方法363．使用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)，提高現(xiàn)有系統(tǒng)的可維護(hù)性

（1）采用備用件的方法——當(dāng)要修改某一個(gè)模塊時(shí)，用一個(gè)新的結(jié)構(gòu)良好的模塊替換掉整個(gè)模塊。（2）采用自動(dòng)重建結(jié)構(gòu)和重新格式化的工具（結(jié)構(gòu)更新技術(shù)）。（3）改進(jìn)現(xiàn)有程序的不完善的文檔。（4）使用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)新的子系統(tǒng)。（5）采用結(jié)構(gòu)化小組。11.5提高軟件維護(hù)性的方法37質(zhì)量保證審查除了保證軟件得到適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量外，還可以用來(lái)檢測(cè)在開(kāi)發(fā)和維護(hù)階段內(nèi)發(fā)生的質(zhì)量變化。一旦檢測(cè)出問(wèn)題來(lái)，就可以采取措施糾正，以控制不斷增長(zhǎng)的軟件維護(hù)成本。為了保證軟件的可維護(hù)性，有4種類(lèi)型的軟件審查。檢查點(diǎn)審查驗(yàn)收檢查周期性的維護(hù)審查對(duì)軟件包進(jìn)行檢查

11.5提高軟件維護(hù)性的方法實(shí)施開(kāi)發(fā)階段產(chǎn)品的維護(hù)性審查

3811.5提高軟件維護(hù)性的方法1．檢查點(diǎn)審查保證軟件質(zhì)量的最佳方法是在軟件開(kāi)發(fā)的最初階段就把質(zhì)量要求考慮進(jìn)去，并在開(kāi)發(fā)過(guò)程每一個(gè)階段的終點(diǎn)，設(shè)置檢查點(diǎn)進(jìn)行檢查。檢查的目的是要證實(shí)，已開(kāi)發(fā)的軟件是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否滿(mǎn)足規(guī)定的質(zhì)量需求。3911.5提高軟件維護(hù)性的方法1.檢查點(diǎn)審查在不同的檢查點(diǎn)，檢查的重點(diǎn)不完全相同，例如，在設(shè)計(jì)階段，檢查重點(diǎn)是可理解性、可修改性、可測(cè)試性?？衫斫庑詸z查的重點(diǎn)是程序的復(fù)雜性。如下圖所示。402．驗(yàn)收檢查驗(yàn)收檢查是一個(gè)特殊的檢查點(diǎn)的檢查，是交付使用前的最后一次檢查，是軟件投入運(yùn)行之前保證可維護(hù)性的最后機(jī)會(huì)。以下是驗(yàn)收檢查必須遵循的最小驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。（1）需求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)①需求應(yīng)當(dāng)以可測(cè)試的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行書(shū)寫(xiě)，按優(yōu)先次序排列和定義。②區(qū)分必須的、任選的、將來(lái)的需求。③包括對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的計(jì)算機(jī)設(shè)備的需求；對(duì)維護(hù)、測(cè)試、操作，以及維護(hù)人員的需求；對(duì)測(cè)試工具等的需求。11.5提高軟件維護(hù)性的方法41（2）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)①程序應(yīng)設(shè)計(jì)成分層的模塊結(jié)構(gòu)。每個(gè)模塊應(yīng)完成唯一的功能，并達(dá)到高內(nèi)聚、低耦合。②通過(guò)一些知道預(yù)期變化的實(shí)例，說(shuō)明設(shè)計(jì)的可擴(kuò)充性、可縮減性和可適應(yīng)性。11.5提高軟件維護(hù)性的方法42（3）源代碼標(biāo)準(zhǔn)①盡可能使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)版本。②所有的代碼都必須具有良好的結(jié)構(gòu)。③所有的代碼都必須文檔化，在注釋中說(shuō)明它的輸入、輸出，以及便于測(cè)試/再測(cè)試的一些特點(diǎn)與風(fēng)格。（4）文檔標(biāo)準(zhǔn)文檔中應(yīng)說(shuō)明程序的輸入/輸出、使用的方法/算法、錯(cuò)誤恢復(fù)方法、所有參數(shù)的范圍、默認(rèn)條件等。433．周期性地維護(hù)審查

檢查點(diǎn)復(fù)查和驗(yàn)收檢查，可用來(lái)保證新軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性。對(duì)已有的軟件系統(tǒng)，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行周期性的維護(hù)檢查。軟件在運(yùn)行期間，必須對(duì)軟件做周期性的維護(hù)審查，以跟蹤軟件質(zhì)量的變化。周期性維護(hù)審查實(shí)際上是開(kāi)發(fā)階段檢查點(diǎn)復(fù)查的繼續(xù)，并且采用的檢查方法、檢查內(nèi)容都是相同的。

11.5提高軟件維護(hù)