第八章 軟件維護(hù)

第八章軟件維護(hù)軟件投入使用后就進(jìn)入軟件維護(hù)階段。維護(hù)階段是軟件生存周期中時(shí)間最長的一個(gè)階段，所花費(fèi)的精力和費(fèi)用也是最多的一個(gè)階段。軟件維護(hù)是軟件工程的一個(gè)重要任務(wù)，作為理論，木章的內(nèi)容比較簡單，多為識(shí)記領(lǐng)會(huì)內(nèi)容，主要應(yīng)注意一些概念。其中的軟件可維護(hù)性是木章的重點(diǎn)內(nèi)容。8.1軟件維護(hù)的內(nèi)容軟件維護(hù)內(nèi)容有四種：校正性維護(hù)，適應(yīng)性維護(hù)，完善性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)。校正性維護(hù)在軟件交付使用后，由于在軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤并沒有完全徹底的在測試中發(fā)現(xiàn)，因此必然有一部分隱含的錯(cuò)誤被帶到維護(hù)階段來。這些隱含的錯(cuò)誤在某些特定的使用環(huán)境下會(huì)暴露出來。為了識(shí)別和糾正錯(cuò)誤，修改軟件性能上的缺陷，應(yīng)進(jìn)行確定和修改錯(cuò)誤的過程，這個(gè)過程就稱為校正性維護(hù)。校正性維護(hù)占整個(gè)維護(hù)工作的21%左右。適應(yīng)性維護(hù)隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)硬件和軟件環(huán)境也在不斷發(fā)生變化，數(shù)據(jù)環(huán)境也在不斷發(fā)生變化。為了使應(yīng)用軟件適應(yīng)這種而修改軟件的過程稱為適應(yīng)性維護(hù)。這種維護(hù)活動(dòng)占整個(gè)維護(hù)活動(dòng)的25%。完善性維護(hù)在軟件漫長的運(yùn)行時(shí)期中，用戶往往會(huì)對(duì)軟件提出新的功能要求與性能要求。這是因?yàn)橛脩舻臉I(yè)務(wù)會(huì)發(fā)生變化，組織機(jī)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化。為了適應(yīng)這些變化，應(yīng)用軟件原來的功能和性能需要擴(kuò)充和增強(qiáng)，為達(dá)到這個(gè)目的而進(jìn)行的維護(hù)活動(dòng)稱為完善性維護(hù)，占整個(gè)維護(hù)活動(dòng)的50%。預(yù)防性維護(hù)為了提高軟件的可維護(hù)性和可靠性而對(duì)軟件進(jìn)行的修改稱為預(yù)防性維護(hù)。這是為以后進(jìn)一步的運(yùn)行和維護(hù)打好基礎(chǔ)，占整個(gè)維護(hù)工作的4%。8.2維護(hù)的特點(diǎn)8.2.1非結(jié)構(gòu)化維護(hù)和結(jié)構(gòu)化維護(hù)軟件的開發(fā)過程對(duì)軟件的維護(hù)過程有較大的影響。若不采用軟件過程的方法開發(fā)軟件，則軟件只有程序而無文檔，維護(hù)工作非常難，這就是一種非結(jié)構(gòu)化的維護(hù)。若采用軟件工程的方法開發(fā)軟件，則各階段都有相應(yīng)的文檔，這容易進(jìn)行維護(hù)工作，這是一種結(jié)構(gòu)化的維護(hù)。非結(jié)構(gòu)化維護(hù)因?yàn)橹挥性闯绦?，而文檔很少或沒有文檔，維護(hù)活動(dòng)只能從閱讀、理解、分析源程序開始。這是軟件工程時(shí)代以前進(jìn)行維護(hù)的情況。結(jié)構(gòu)化維護(hù)

用軟件工程思想開發(fā)的軟件具有各階段的文檔，這對(duì)于理解和掌握軟件功能、性能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)接口和設(shè)計(jì)約束有很大作用。這種維護(hù)對(duì)減少精力、減少花費(fèi)、提高軟件維護(hù)效率有很大的作用。8.2.2維護(hù)的困難性軟件維護(hù)的困難性是由于軟件需求分析和開發(fā)方法的缺陷。軟件生存周期中的開發(fā)階段沒有嚴(yán)格而又科學(xué)的管理和規(guī)劃，就會(huì)引起軟件運(yùn)行時(shí)的維護(hù)困難。表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：讀懂別人的程序是困難的。文檔的不一致性。由于開發(fā)過程中文檔管理不嚴(yán)所造成的，在開發(fā)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)修改程序卻遺忘了修改與其相關(guān)的文檔，使得文檔前后不一致。軟件開發(fā)和軟件維護(hù)在人員和時(shí)間上的差異由于維護(hù)階段持續(xù)時(shí)間很長，正在運(yùn)行的軟件可能是十幾、二十年前開發(fā)的，開發(fā)工具、方法、技術(shù)與當(dāng)前的工具、方法、技術(shù)差異很大，這又是維護(hù)困難的另一因素。軟件維護(hù)不是一項(xiàng)吸引人的事由于維護(hù)工作的困難性，維護(hù)工作經(jīng)常遭受挫折，而且很難出成果，不像軟件開發(fā)工作那樣吸引人。-==J-==J8.2.3軟件維護(hù)的費(fèi)用軟件維護(hù)的費(fèi)用在總費(fèi)用中的比重是不斷增加的。七十年代占35%?40%，八十年代上升到40%?60%，九十年代上升到70%?80%。軟件維護(hù)費(fèi)用不斷上升，這只是軟件維護(hù)有形的代價(jià)，無形的代價(jià)是要占用更多的資源，并在維護(hù)時(shí)對(duì)軟件的改動(dòng)，引入了潛在的故障，從而降低了軟件的質(zhì)量。用于軟件維護(hù)工作的活動(dòng)可分為生產(chǎn)性活動(dòng)和非生產(chǎn)性活動(dòng)兩種。生產(chǎn)性活動(dòng)包括分析評(píng)價(jià)、修改設(shè)計(jì)和編寫程序代碼等。非生產(chǎn)性活動(dòng)包括理解程序代碼功能、解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)接口特點(diǎn)和設(shè)計(jì)約束。維護(hù)活動(dòng)總的工作兩由下式表示：M=P+Kxexp(C-D)其中：M表示維護(hù)工作的總工作量；P表示生產(chǎn)性活動(dòng)工作量；K表示經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；C表示復(fù)雜性程度；D表示維護(hù)人員對(duì)軟件的熟悉程度；上式表明，若C越大，D越小，那么維護(hù)工作量將成指數(shù)增加；C增加表示軟件因未用軟件工程方法開發(fā)，從而使得軟件為非結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，文檔缺少，程序復(fù)雜性高。D表示維護(hù)人員不是原來的開發(fā)人員，對(duì)軟件熟悉程度低，重新理解軟件花費(fèi)很多時(shí)間。8.3維護(hù)任務(wù)的實(shí)施8.3.1維護(hù)的組織為了有效地進(jìn)行軟件維護(hù)，應(yīng)事先開始組織工作，建立維護(hù)機(jī)構(gòu)。這種維護(hù)機(jī)構(gòu)通常以維護(hù)小組形式出現(xiàn)。維護(hù)小組分為臨時(shí)維護(hù)小組和長期維護(hù)小組。8.3.2維護(hù)的流程軟件維護(hù)的流程如下：制定維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告。審查申請(qǐng)報(bào)告并批準(zhǔn)。進(jìn)行維護(hù)并做詳細(xì)記錄。復(fù)審。制定維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告所有軟件維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告應(yīng)按照規(guī)定的方式提出。該報(bào)告也稱為軟件問題報(bào)告。它是維護(hù)階段的一種文檔，由申請(qǐng)維護(hù)的用戶填寫。維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告是一種由用戶產(chǎn)生的文檔，在軟件維護(hù)組織內(nèi)部還要制定一份軟件修改報(bào)告，該報(bào)告是維護(hù)階段的另一種文檔。提出維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告之后，由維護(hù)機(jī)構(gòu)來評(píng)審維護(hù)請(qǐng)求。評(píng)審工作很重要，通過評(píng)審回答要不要維護(hù)，從而可以避免盲目的維護(hù)。維護(hù)過程一個(gè)維護(hù)申請(qǐng)?zhí)岢鲋螅?jīng)評(píng)審需要維護(hù)則按下列過程實(shí)施維護(hù)：首先確定要進(jìn)行維護(hù)的類型。對(duì)校正性維護(hù)從評(píng)價(jià)錯(cuò)誤的嚴(yán)重性開始。對(duì)適應(yīng)性維護(hù)和完善性維護(hù)。實(shí)施維護(hù)任務(wù)。不管維護(hù)類型如何，大體上要開展相同的技術(shù)工作。這些工作包括修改軟件設(shè)計(jì)、必要的代碼修改、單元測試、集成測試、確認(rèn)測試以及復(fù)審。每種維護(hù)類型的側(cè)重點(diǎn)不一樣。“救火”維護(hù)。在發(fā)生重大問題時(shí)，需要立即解決的問題。維護(hù)的復(fù)審在維護(hù)任務(wù)完成后，要對(duì)維護(hù)任務(wù)進(jìn)行復(fù)審。8.3.3維護(hù)技術(shù)有兩類維護(hù)技術(shù)，它們是面向維護(hù)的技術(shù)和維護(hù)支援技術(shù)。而向維護(hù)的技術(shù)面向維護(hù)的技術(shù)涉及軟件開發(fā)的所有階段，是在軟件開發(fā)階段用來減少錯(cuò)誤、提高軟件可維護(hù)性的技術(shù)。維護(hù)支援技術(shù)維護(hù)支援技術(shù)是在軟件維護(hù)階段用來提高維護(hù)作業(yè)的效率和質(zhì)量的技術(shù)。維護(hù)支援技術(shù)包括下列方面的技術(shù)：.信息收集；.錯(cuò)誤原因分析；.維護(hù)方案評(píng)價(jià)；.軟件分析與理解；.代碼與文檔修改;.修改后的確認(rèn)；.遠(yuǎn)距離的維護(hù)；8.3.4維護(hù)的副作用維護(hù)的目的是為了延長軟件的壽命并讓創(chuàng)造更多的價(jià)值，經(jīng)過一段時(shí)間的維護(hù)，軟件中的錯(cuò)誤減少了，功能增強(qiáng)了。但修改軟件會(huì)造成軟件的錯(cuò)誤，這種因修改軟件而造成的錯(cuò)誤或其他不希望出現(xiàn)的情況稱為維護(hù)的副作用。維護(hù)的副作用有編碼副作用、數(shù)據(jù)副作用、文檔副作用三種。編碼副作用在使用程序設(shè)計(jì)語言修改源代碼時(shí)可能引入錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)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)致軟件錯(cuò)誤。文檔副作用對(duì)數(shù)據(jù)流、軟件結(jié)構(gòu)、模塊邏輯或任何其他有關(guān)特性進(jìn)行修改時(shí)，必須對(duì)相關(guān)技術(shù)文檔進(jìn)行相應(yīng)修改，否則會(huì)導(dǎo)致文檔與程序功能不匹配、缺省條件改變、新錯(cuò)誤信息不正確等錯(cuò)誤，使文檔不能反映軟件當(dāng)前的狀態(tài)。8.4軟件可維護(hù)性軟件的維護(hù)是十分困難的，為了使軟件能易于維護(hù)，必須考慮使軟件具有可維護(hù)性。8.4.1可維護(hù)性定義軟件可維護(hù)性的定義：軟件能夠被理解、校正、適應(yīng)及增強(qiáng)功能的容易程度。軟件的可維護(hù)性、可使用性、可靠性是衡量軟件質(zhì)量的幾個(gè)主要特性，也是用戶十分關(guān)心的幾個(gè)問題。軟件的可維護(hù)性是軟件開發(fā)階段的關(guān)鍵目標(biāo)。影響軟件可維護(hù)性的因素較多，設(shè)計(jì)、編碼及測試中的疏忽和低劣的軟件配置，缺少文檔等都對(duì)軟件的可維護(hù)性產(chǎn)生不良影響。軟件可維護(hù)性可用下面七個(gè)質(zhì)量特性來衡量，即可理解性、可測試性、可修改性、可靠性、可移植性、可使用性和效率。對(duì)于不同類型的維護(hù)，這七種特性的側(cè)重點(diǎn)也是不相同。8.4.2可維護(hù)性的度量目前有若干對(duì)軟件可維護(hù)性進(jìn)行綜合度量的方法，但要對(duì)可維護(hù)性作出定量度量還是困難的。還沒有一種方法能夠使用計(jì)算機(jī)對(duì)軟件的可維護(hù)性進(jìn)行綜合性的定量評(píng)價(jià)。下面是度量一個(gè)可維護(hù)的軟件的七種特性時(shí)常采用的方法，即質(zhì)量檢查表、質(zhì)量測試、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量檢查表是用于測試程序中某些質(zhì)量特性是否存在的一個(gè)問題清單。質(zhì)量測試與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則用于定量分析和評(píng)價(jià)程序的質(zhì)量。由于許多質(zhì)量特性是相互抵觸的，要考慮幾種不同的度量標(biāo)準(zhǔn)去度量不同的質(zhì)量特性。8.4.3提高可維護(hù)性的方法從下面五個(gè)方面來闡述如何提高軟件的可維護(hù)性：建立明確的軟件質(zhì)量目標(biāo)如果要程序滿足可維護(hù)性七個(gè)特性的全部要求，那么要付出很大的代價(jià)，甚至是不現(xiàn)實(shí)的，但有些可維護(hù)性是相互促進(jìn)的，因此要明確軟件所追求的質(zhì)量目標(biāo)。使用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)和工具利用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)能大大提高軟件質(zhì)量和減少軟件費(fèi)用。面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法就是一個(gè)非常實(shí)用而強(qiáng)有力的軟件開發(fā)方法，用面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)出來的軟件系統(tǒng)，穩(wěn)定性好，比較容易修改，比較容易理解，易于測試和調(diào)試，因此，可維護(hù)性好。建立明確的質(zhì)量保證質(zhì)量保證是指為提高軟件質(zhì)量所做的各種檢查工作。質(zhì)量保證檢查是非常有效的方法，不僅在軟件開發(fā)的各階段中得到了廣泛應(yīng)用，而且在軟件維護(hù)中也是一個(gè)非常主要的工具。為了保證可維護(hù)性，以下四類檢查是非常有用的：⑴在檢查點(diǎn)進(jìn)行檢查。（2）驗(yàn)收檢查。（3）周期性的維護(hù)檢查。（4）對(duì)軟件包的檢查。選擇可維護(hù)的語言程序設(shè)計(jì)語言的選擇對(duì)維護(hù)影響很大。低級(jí)語言很難掌握，很難理解，因而很難維護(hù)。一般來說，高級(jí)語言比低級(jí)語言更容易理解，第四代語言更容易理解，容易編程，程序容易修改，改進(jìn)了可維護(hù)性。改進(jìn)程序的文檔程序文檔是對(duì)程序功能、程序各組成部分之間的關(guān)系、程序設(shè)計(jì)策略、程序?qū)崿F(xiàn)過程的歷史數(shù)據(jù)等的說明和補(bǔ)充。程序文檔對(duì)提高程序的可閱讀性有重要作用。為了維護(hù)程序，人們必須閱讀和理解程序文檔。第8章例題分析與解答一、填空題為了識(shí)別和糾正運(yùn)行中產(chǎn)生的錯(cuò)誤而進(jìn)行的維護(hù)稱為維護(hù)。答案：校正性采用軟件工程方法開發(fā)軟件，備階段均有文檔，容易維護(hù)，這種維護(hù)是。答案：結(jié)構(gòu)性維護(hù)為提高可維護(hù)性，要使用的先進(jìn)的、強(qiáng)有力的、實(shí)用的軟件開發(fā)方法是。答案：面向?qū)ο蠓椒ㄔ谲浖S護(hù)中，因修改軟件而導(dǎo)致出現(xiàn)的錯(cuò)誤或其他情況稱為。答案：維護(hù)的副作用二、選擇題為增加軟件功能和性能而進(jìn)行的軟件修改維護(hù)過程是（）。A.校正性維護(hù)B.適應(yīng)性維護(hù)C.完善性維護(hù)D.預(yù)防性維護(hù)答案：C維護(hù)中用來指出修改的工作量、工作性質(zhì)、優(yōu)先權(quán)、修改的事后性質(zhì)的文檔是（）。A.軟件需求說明B.軟件修改報(bào)告C.軟件問題報(bào)告D.測試分析報(bào)告答案：B維護(hù)中，因修改全局或公用數(shù)據(jù)而引起的錯(cuò)誤是（）。A.文檔副作用B.數(shù)據(jù)副作用C.編碼副作用D.設(shè)計(jì)副作用答案：B生產(chǎn)性維護(hù)活動(dòng)是（）。A＞改設(shè)計(jì)B.理解設(shè)計(jì)C.解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.理解功能答案：A第8章自測題及參考答案一、名詞解釋.校正性維護(hù)2.適應(yīng)性維護(hù)3.完善性維護(hù)4.預(yù)防性維護(hù)5.軟件可維護(hù)性6.軟件維護(hù)的副作用二、填空題1.維護(hù)階段是軟件生存周期中時(shí)間最長的階段，也是花費(fèi)精力和費(fèi)用的階段。（最多）.在軟件交付使用后，由于在軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤沒有完全徹底在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)，必然有一部分隱含錯(cuò)誤帶到階段。（維護(hù)）.采用手工方法開發(fā)軟件只有程序而無文檔，維護(hù)困難，這是一種維護(hù)。（非結(jié)構(gòu)化）.軟件維護(hù)費(fèi)用增加的主要原因是維護(hù)的非常低。（生產(chǎn)率）.軟件維護(hù)工作的活動(dòng)分為生產(chǎn)性活動(dòng)和活動(dòng)。（非生產(chǎn)性）.所有軟件維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告要按規(guī)定方式提出，該報(bào)告也稱報(bào)告。（軟件問題）.有兩類維護(hù)技術(shù)：在開發(fā)階段使用來減少錯(cuò)誤，提高軟件可維護(hù)性的面向維護(hù)技術(shù)；在維護(hù)階段用來提高維護(hù)的效率和質(zhì)量的技術(shù)。（維護(hù)支援）三、選擇題1.在生存周期中，時(shí)間長、費(fèi)用高、困難大的階段是（D）。A.需求分析B.編碼C.測試D.維護(hù)為適應(yīng)軟硬件環(huán)境變化而修改軟件的過程是（B）。A.校正性維護(hù)B.適應(yīng)性維護(hù)C.完善性維護(hù)D.預(yù)防性維護(hù)3.軟件維護(hù)困難的主要原因是(C)。A.費(fèi)用低B.人員少C.開發(fā)方法的缺陷D.維護(hù)難軟件維護(hù)費(fèi)用高的主要原因是(B)。A.生產(chǎn)率高B.生產(chǎn)率低C.人員多D.人員少.維護(hù)階段的文檔是(C)。A.軟件需求說明B.操作手冊(cè)C.軟件問題報(bào)告D.測試分析報(bào)告.產(chǎn)生軟件維護(hù)的副作用，是指(C)。A.開發(fā)時(shí)的錯(cuò)誤B.隱含的錯(cuò)誤C.因修改軟件而造成的錯(cuò)誤D.運(yùn)行時(shí)誤操作維護(hù)中，因誤刪除一個(gè)標(biāo)識(shí)符而引起的錯(cuò)誤是(C)副作用。A.文檔B.數(shù)據(jù)C.編碼D.設(shè)計(jì)可維護(hù)性的特性中相互促進(jìn)的是(A)。A.可理解性和可測試性B.效率和可移植性C.效率和可修改性D.效率和結(jié)構(gòu)好9.可維護(hù)性的特性中，相互矛盾的是(C)。A.可修改性和可理解性B.可測試性和可理解性C.效率和可修改性D.可理解性和可讀性《軟件工程》習(xí)題參考答案81、軟件維護(hù)有哪些內(nèi)容？答：(1)校正性維護(hù)。在軟件交付使用后，一些隱含的錯(cuò)誤在某些特定的使用環(huán)境下會(huì)暴露出來。為了識(shí)別和糾正錯(cuò)誤，修改軟件性能上的缺陷，應(yīng)進(jìn)行確定和修改錯(cuò)誤的過程，這個(gè)過程就稱為校正性維護(hù)。（2）適應(yīng)性維護(hù)。為了使應(yīng)用軟件適應(yīng)計(jì)算機(jī)硬件、軟件環(huán)境及數(shù)據(jù)環(huán)境的不斷發(fā)生的變化而修改軟件的過程稱為適應(yīng)性維護(hù)。（3）完善性維護(hù)。為增加軟件功能、增強(qiáng)軟件性能、提高軟件運(yùn)行效率而進(jìn)行的維護(hù)活動(dòng)稱為完善性維護(hù)。（4）預(yù)防性維護(hù)。為了提高軟件的可維護(hù)性和可靠性而對(duì)軟件進(jìn)行的修改稱為預(yù)防性維護(hù)。2、軟件維護(hù)的特點(diǎn)是什么？答：主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）非結(jié)構(gòu)化維護(hù)和結(jié)構(gòu)化維護(hù)。軟件的開發(fā)過程對(duì)軟件的維護(hù)有很大的影響。若不采用軟件工程的方法開發(fā)軟件，則軟件只有程序而無文檔，維護(hù)工作非常困難，這是一種非結(jié)構(gòu)化的維護(hù)。若采用軟件工程的方法開發(fā)軟件，則各階段都有相應(yīng)的文檔，容易進(jìn)行維護(hù)工作，這是一種結(jié)構(gòu)化的維護(hù)。（2）維護(hù)的困難性。軟