第8章軟件維護(hù)概述本章首先介紹軟件維護(hù)的概念，包括軟件部署與軟件交付、軟件維護(hù)的過程和分類、軟件的可維護(hù)性、軟件維護(hù)的副作用、軟件運(yùn)維以及軟件再工程—逆向工程、重構(gòu)、正向工程。了解軟件運(yùn)維。了解軟件維護(hù)的副作用。了解軟件的可維護(hù)性。了解軟件維護(hù)的過程和分類。熟悉軟件部署與軟件交付。了解軟件再工程—逆向工程、重構(gòu)、正向工程。目錄3第六節(jié)

軟件運(yùn)維

第七節(jié)軟件再工程第一節(jié)

軟件部署與軟件交付第二節(jié)軟件維護(hù)的過程第三節(jié)軟件維護(hù)的分類第四節(jié)軟件的可維護(hù)性第五節(jié)軟件維護(hù)的副作用第一節(jié)軟件部署與軟件交付5軟件部署與軟件交付為了成功地將開發(fā)的軟件交付給用戶，首先需要完成產(chǎn)品的安裝部署、驗(yàn)收測(cè)試、交付驗(yàn)收結(jié)果，然后需要對(duì)用戶進(jìn)行必要的培訓(xùn)，同時(shí)交付必要的文檔（如驗(yàn)收測(cè)試報(bào)告、用戶手冊(cè)、系統(tǒng)管理員手冊(cè)以及軟件交付文檔等）。之后軟件就可進(jìn)入維護(hù)階段了。簡(jiǎn)單地說(shuō)，軟件部署就是將開發(fā)的軟件拿給用戶去用，給用戶配置環(huán)境（包括硬件、軟件的安裝、環(huán)境變量的設(shè)置等），讓開發(fā)的軟件能給用戶正常使用的過程。第二節(jié)軟件維護(hù)的過程7軟件維護(hù)的過程0102030405建立維護(hù)機(jī)構(gòu)用戶提出維護(hù)申請(qǐng)并提交維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告維護(hù)人員確認(rèn)維護(hù)類型并實(shí)施相應(yīng)的維護(hù)工作整理維護(hù)記錄并對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)審對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)價(jià)81.建立維護(hù)機(jī)構(gòu)對(duì)于大型的軟件開發(fā)公司，建立獨(dú)立的維護(hù)機(jī)構(gòu)是非常必要的。維護(hù)機(jī)構(gòu)中要有維護(hù)管理員、系統(tǒng)監(jiān)督員、配置管理員和具體的維護(hù)人員。對(duì)于一般的軟件開發(fā)公司，雖然不需要專門建立一個(gè)維護(hù)機(jī)構(gòu)，但是設(shè)立一個(gè)產(chǎn)品維護(hù)小組是必需的。2.用戶提出維護(hù)申請(qǐng)并提交維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告9當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)問題并需要解決時(shí)，首先應(yīng)該向維護(hù)機(jī)構(gòu)提交一份維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告。申請(qǐng)報(bào)告中需要詳細(xì)記錄軟件產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)的問題，如數(shù)據(jù)輸入、系統(tǒng)反應(yīng)、錯(cuò)誤描述等。維護(hù)申請(qǐng)報(bào)告是維護(hù)人員研究問題和解決問題的基礎(chǔ)，因此它的正確性、完整性是后續(xù)維護(hù)工作的關(guān)鍵。01020304GOAL103.維護(hù)人員確認(rèn)維護(hù)類型并實(shí)施相應(yīng)的維護(hù)工作軟件維護(hù)有多種類型，對(duì)不同類型的維護(hù)工作所采取的具體措施也有所不同。維護(hù)人員根據(jù)用戶提交的申請(qǐng)報(bào)告，對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行類型劃分，并確定每項(xiàng)維護(hù)工作的優(yōu)先級(jí)，從而確定多項(xiàng)維護(hù)工作的順序：對(duì)軟件開發(fā)過程中相關(guān)文檔進(jìn)行更新對(duì)源代碼進(jìn)行檢查和修改；單元測(cè)試集成測(cè)試軟件配置評(píng)審

程序?yàn)榱朔奖愫罄m(xù)的維護(hù)評(píng)價(jià)工作，以及對(duì)軟件產(chǎn)品運(yùn)行狀況的評(píng)估，需要對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行簡(jiǎn)單的記錄。與維護(hù)工作相關(guān)的數(shù)據(jù)量非常龐大，一般有以下的數(shù)據(jù)需要記錄：

人員

維護(hù)4．整理維護(hù)記錄并對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)審程序標(biāo)識(shí)使用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言以及源程序中語(yǔ)句的數(shù)目機(jī)器指令的條數(shù)程序交付的日期和程序安裝的日期程序安裝后的運(yùn)行次數(shù)123456程序安裝后運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障導(dǎo)致運(yùn)行失敗的次數(shù)7進(jìn)行程序修改的次數(shù)、修改內(nèi)容及日期8修改程序而增加的源代碼數(shù)目9修改程序而刪除的源代碼數(shù)目10每次進(jìn)行修改所消耗的人力和時(shí)間4．整理維護(hù)記錄并對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)審1112131415維護(hù)類型維護(hù)工作累計(jì)花費(fèi)的人力和時(shí)間軟件維護(hù)人員的姓名維護(hù)申請(qǐng)表的標(biāo)識(shí)程序修改的日期、與維護(hù)工作相關(guān)的純收益維護(hù)的開始和結(jié)束日期134．整理維護(hù)記錄并對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)審在當(dāng)前的環(huán)境下，設(shè)計(jì)、編碼或測(cè)試的工作中是否還有改進(jìn)的余地和必要？缺乏哪些維護(hù)資源？維護(hù)工作遇到的障礙有哪些？從維護(hù)申請(qǐng)的類型來(lái)看，是否還需要有預(yù)防性維護(hù)？4．整理維護(hù)記錄并對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)審維護(hù)的實(shí)施工作完成后，最好對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)審。維護(hù)評(píng)審可以為軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)的有效管理提供反饋信息，對(duì)以后的維護(hù)工作產(chǎn)生重要的影響。維護(hù)評(píng)審時(shí)，評(píng)審人員應(yīng)該對(duì)以下問題進(jìn)行總結(jié)。程序運(yùn)行時(shí)的平均出錯(cuò)次數(shù)各類維護(hù)申請(qǐng)的比例1維護(hù)不同語(yǔ)言的源程序所花費(fèi)的人力和時(shí)間2處理不同類型的維護(hù)，分別消耗的人力、物力、財(cái)力、時(shí)間等資源3維護(hù)過程中，增加、刪除或修改一條源程序語(yǔ)句所花費(fèi)的平均時(shí)間和人力45．對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)價(jià)當(dāng)維護(hù)工作完成時(shí)，需要對(duì)維護(hù)工作完成的好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)。維護(hù)記錄中的各種數(shù)據(jù)是維護(hù)評(píng)價(jià)的重要參考。如果維護(hù)記錄完成得全面、具體、準(zhǔn)確，會(huì)在很大程度上方便維護(hù)的評(píng)價(jià)工作。對(duì)維護(hù)工作進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，可以參考的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有：第三節(jié)軟件維護(hù)的分類軟件維護(hù)的分類1601糾錯(cuò)性維護(hù)

前面多次提到維護(hù)的類型。本節(jié)將對(duì)維護(hù)的分類做具體介紹。根據(jù)維護(hù)工作的特征以及維護(hù)目的的不同，軟件維護(hù)可以分為：02適應(yīng)性維護(hù)03完善性維護(hù)04預(yù)防性維護(hù)17糾錯(cuò)性維護(hù)是為了識(shí)別并糾正軟件產(chǎn)品中所潛藏的錯(cuò)誤所進(jìn)行的維護(hù)。在軟件的開發(fā)和測(cè)試階段，必定有一些缺陷是沒有被發(fā)現(xiàn)的。這些潛藏的缺陷會(huì)在軟件系統(tǒng)投入使用之后逐漸地暴露出來(lái)。用戶在使用軟件產(chǎn)品的過程中，如果發(fā)現(xiàn)了這類錯(cuò)誤，可以報(bào)告給維護(hù)人員，要求對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行維護(hù)。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在軟件產(chǎn)品投入使用的前期，糾錯(cuò)性維護(hù)的工作量比較大，隨著潛藏的錯(cuò)誤不斷地被發(fā)現(xiàn)并處理，糾錯(cuò)性維護(hù)的工作量會(huì)日趨減少。軟件維護(hù)的分類18適應(yīng)性維護(hù)是為了使軟件產(chǎn)品適應(yīng)軟硬件環(huán)境的變更而進(jìn)行的維護(hù)。隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，軟件的運(yùn)行環(huán)境也在不斷地升級(jí)或更新，例如，軟硬件配置的改變、輸入數(shù)據(jù)格式的變化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的變化、軟件產(chǎn)品與其他系統(tǒng)接口的變化等。如果原有的軟件產(chǎn)品不能夠適應(yīng)新的運(yùn)行環(huán)境，維護(hù)人員就需要對(duì)軟件產(chǎn)品做出修改。適應(yīng)性維護(hù)是不可避免的。軟件維護(hù)的分類19完善性維護(hù)是軟件維護(hù)的主要部分，它是針對(duì)用戶對(duì)軟件產(chǎn)品所提出的新需求所進(jìn)行的維護(hù)。隨著市場(chǎng)的變化，用戶可能要求軟件產(chǎn)品能夠增加一些新的功能，或者對(duì)某方面的功能能夠有所改進(jìn)，這時(shí)維護(hù)人員就應(yīng)該對(duì)原有的軟件產(chǎn)品進(jìn)行功能上的修改和擴(kuò)充。完善性維護(hù)的過程一般會(huì)比較復(fù)雜，可以看成是對(duì)原有軟件產(chǎn)品的“再開發(fā)”。在所有類型的維護(hù)工作中，完善性維護(hù)所占的比重最大。此外，進(jìn)行完善性維護(hù)的工作，一般都需要更改軟件開發(fā)過程中形成的相應(yīng)文檔。軟件維護(hù)的分類20預(yù)防性維護(hù)主要是采用先進(jìn)的軟件工程方法對(duì)已經(jīng)過時(shí)的、很可能需要維護(hù)的軟件系統(tǒng)的某一部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試，以達(dá)到結(jié)構(gòu)上的更新，它為以后進(jìn)一步維護(hù)軟件打下了良好的基礎(chǔ)。實(shí)際上，預(yù)防性維護(hù)是為了提高軟件的可維護(hù)性和可靠性。形象地講，預(yù)防性維護(hù)就是“把今天的方法用于昨天的系統(tǒng)以滿足明天的需要”。在所有類型的維護(hù)工作中，預(yù)防性維護(hù)的工作量最小。軟件維護(hù)的分類第四節(jié)

軟件的可維護(hù)性軟件的可維護(hù)性22軟件的可維護(hù)性是用來(lái)衡量對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行維護(hù)的難易程度的標(biāo)準(zhǔn)，它是軟件質(zhì)量的主要特征之一。軟件產(chǎn)品的可維護(hù)性越高，糾正并修改其錯(cuò)誤或缺陷、對(duì)其功能進(jìn)行擴(kuò)充或完善時(shí)，消耗的資源越少，工作越容易。開發(fā)可維護(hù)性高的軟件產(chǎn)品是軟件開發(fā)的一個(gè)重要目標(biāo)。影響軟件可維護(hù)性的因素有很多，如可理解性、可測(cè)試性、可修改性等。可理解性可測(cè)試性可修改性影響軟件可維護(hù)性的因素可理解性指診斷和測(cè)試軟件缺陷的難易程度。程序的邏輯復(fù)雜度越低，就越容易測(cè)試。透徹地理解源程序有益于測(cè)試人員設(shè)計(jì)出合理的測(cè)試用例，從而有效地對(duì)程序進(jìn)行檢測(cè)。影響軟件可維護(hù)性的因素指人們通過閱讀軟件產(chǎn)品的源代碼和文檔，來(lái)了解軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、接口和內(nèi)部過程的難易程度。可理解性高的軟件產(chǎn)品應(yīng)該具備一致的編程風(fēng)格，準(zhǔn)確、完整的文檔，有意義的變量名稱和模塊名稱，清晰的源程序語(yǔ)句等特點(diǎn)可測(cè)試性指在定位了軟件缺陷以后，對(duì)程序進(jìn)行修改的難易程度。一般來(lái)說(shuō)，具有較好的結(jié)構(gòu)且編碼風(fēng)格好的代碼比較容易修改。可修改性23軟件的可維護(hù)性實(shí)際上，可理解性、可測(cè)試性和可修改性這三者是密切相關(guān)的。可理解性較好的軟件產(chǎn)品，有利于測(cè)試人員設(shè)計(jì)合理的測(cè)試用例，從而提高了產(chǎn)品的可測(cè)試性和可修改性。顯然，可理解性、可測(cè)試性和可修改性越高的軟件產(chǎn)品，它的可維護(hù)性就一定越好24軟件的可維護(hù)性建立明確的軟件質(zhì)量目標(biāo)和優(yōu)先級(jí)可維護(hù)的程序應(yīng)該是可理解的、可靠的、可測(cè)試的、可修改的、可移植的、效率高的、可使用的。但要實(shí)現(xiàn)所有目標(biāo)，需要付出很大的代價(jià)，而且也不一定行得通。因?yàn)橘|(zhì)量特性是相互促進(jìn)的，。建立完整的文檔注重可維護(hù)性的評(píng)審環(huán)節(jié)在軟件開發(fā)過程中，每一階段的工作完成前，都必須通過嚴(yán)格的評(píng)審。由于軟件開發(fā)過程中的每一個(gè)階段都與產(chǎn)品的可維護(hù)性相關(guān)，因此對(duì)軟件可維護(hù)性的評(píng)審應(yīng)該貫穿每個(gè)階段完成前的評(píng)審活動(dòng)采用先進(jìn)的維護(hù)工具和技術(shù)先進(jìn)的維護(hù)工具和技術(shù)可以直接提高軟件產(chǎn)品的可維護(hù)性。例如，采用面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言以及自動(dòng)化的軟件維護(hù)工具等。提高產(chǎn)品的可維護(hù)性完整、準(zhǔn)確的文檔有利于提高軟件產(chǎn)品的可理解性。文檔包括系統(tǒng)文檔和用戶文檔，它是對(duì)軟件開發(fā)過程的詳細(xì)說(shuō)明，是用戶及開發(fā)人員了解系統(tǒng)的重要依據(jù)。完整的文檔有助于用戶及開發(fā)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的了解軟件的可維護(hù)性25在需求分析階段的評(píng)審中，應(yīng)該重點(diǎn)標(biāo)識(shí)將來(lái)有可能更改或擴(kuò)充的部分。在軟件設(shè)計(jì)階段的評(píng)審中，應(yīng)該注重邏輯結(jié)構(gòu)的清晰性，并且盡量使模塊之間的功能獨(dú)立。在編碼階段的評(píng)審中，要考查代碼是否遵循了統(tǒng)一的編寫標(biāo)準(zhǔn)，是否邏輯清晰、容易理解。嚴(yán)格的評(píng)審工作，可以從很大程度上對(duì)軟件產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行控制，提高其可維護(hù)性。第五節(jié)

軟件維護(hù)的副作用27人類通過編程語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流，每種編程語(yǔ)言都有嚴(yán)格的語(yǔ)義和語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。編程語(yǔ)言的微小錯(cuò)誤，哪怕是一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的錯(cuò)誤，都會(huì)造成軟件系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。因此，每次對(duì)代碼的修改都有可能產(chǎn)生新的錯(cuò)誤。雖然每次對(duì)代碼的修改都可能會(huì)導(dǎo)致新的錯(cuò)誤產(chǎn)生，但是相對(duì)而言，以下修改更具危險(xiǎn)性：刪除或修改子程序；刪除或修改語(yǔ)句標(biāo)號(hào)刪除或修改標(biāo)識(shí)符為改進(jìn)性能所做的修改修改文件的打開或關(guān)閉模式修改運(yùn)算符，尤其是邏輯運(yùn)算符把對(duì)設(shè)計(jì)的修改轉(zhuǎn)換成對(duì)代碼的修改修改邊界條件的邏輯測(cè)試軟件維護(hù)的副作用28軟件維護(hù)的副作用修改數(shù)據(jù)的副作用是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被改動(dòng)時(shí)有新的錯(cuò)誤產(chǎn)生的現(xiàn)象。當(dāng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，可能新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不適應(yīng)原有的軟件設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的產(chǎn)生。例如，為了優(yōu)化程序的結(jié)構(gòu)將某個(gè)全局變量修改為局部變量，如果該變量所存在的模塊已經(jīng)有一個(gè)同名的局部變量，那么就會(huì)引入命名沖突的錯(cuò)誤。會(huì)產(chǎn)生副作用的數(shù)據(jù)修改經(jīng)常發(fā)生在以下一些情況中。軟件維護(hù)的副作用重新定義局部變量或全局變量。重新定義記錄格式或文件格式。更改高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的規(guī)模。修改全局?jǐn)?shù)據(jù)。重新初始化控制標(biāo)志或指針。重新排列輸入/輸出或子程序的自變量。29軟件維護(hù)的副作用修改文檔的副作用是指在軟件產(chǎn)品的內(nèi)容更改之后沒有對(duì)文檔進(jìn)行相應(yīng)的更新而為以后的工作帶來(lái)不便的情況。文檔是軟件產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分，它不僅會(huì)對(duì)用戶的使用過程提供便利，還會(huì)為維護(hù)人員的工作帶來(lái)方便。如果對(duì)源程序的修改沒有反映到文檔中，或?qū)ξ臋n的修改沒有反映到源程序中，造成文檔與源程序不一致，對(duì)后續(xù)的使用和維護(hù)工作都會(huì)帶來(lái)極大的不便。對(duì)文檔資料的及時(shí)更新以及有效的回歸測(cè)試有助于減少軟件維護(hù)的副作用。第六節(jié)

軟件運(yùn)維軟件運(yùn)維軟件運(yùn)維指的是對(duì)IT系統(tǒng)或者軟件應(yīng)用的日常維護(hù)和管理工作，包括：

系統(tǒng)監(jiān)控和故障排除配置管理數(shù)據(jù)管理和備份安全管理性能優(yōu)化用戶支持和培訓(xùn)第七節(jié)

軟件再工程—重構(gòu)、正向工程、逆向工程軟件維護(hù)使軟件的可維護(hù)性下降，束縛著新軟件的開發(fā)。同時(shí)，待維護(hù)的軟件又常常是業(yè)務(wù)的關(guān)鍵，廢棄它們重新開發(fā)不僅十分可惜，而且風(fēng)險(xiǎn)較大。軟件維護(hù)的此類問題引出了軟件再工程。01軟件維護(hù)軟件再工程是一類軟件工程活動(dòng)，通過對(duì)舊軟件實(shí)施處理，增進(jìn)對(duì)軟件的理解，同時(shí)又提高了軟件自身的可維護(hù)性、可重用性等。軟件再工程可以幫助軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)降低軟件演化的風(fēng)險(xiǎn)，可使軟件將來(lái)易于進(jìn)一步變更，有助于推動(dòng)軟件維護(hù)自動(dòng)化的發(fā)展等。02軟件再工程

軟件再工程—重構(gòu)、正向工程、逆向工程軟件再工程—重構(gòu)、正向工程、逆向工程1.重構(gòu)軟件重構(gòu)是對(duì)源代碼和（或）數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，使其易于理解或維護(hù)，以適應(yīng)將來(lái)的變更。通常，重構(gòu)并不修改整個(gè)軟件程序的體系結(jié)構(gòu)，而主要關(guān)注模塊的細(xì)節(jié)。如果重構(gòu)擴(kuò)展到模塊邊界之外并涉及軟件體系結(jié)構(gòu)，則重構(gòu)變成了正向工程。軟件重構(gòu)中代碼重構(gòu)的目標(biāo)是生成可提供相同功能、更高質(zhì)量的程序。需要代碼重構(gòu)的模塊往往以難于理解、測(cè)試和維護(hù)的方式編碼。為此，用重構(gòu)工具分析源代碼，標(biāo)注出和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)概念相違背的部分，然后重構(gòu)此代碼，復(fù)審和測(cè)試生成的重構(gòu)代碼，更新代碼的內(nèi)部文檔。和代碼重構(gòu)不同，數(shù)據(jù)重構(gòu)發(fā)生在相當(dāng)?shù)偷某橄髮哟紊希且环N全范圍的再工程活動(dòng)。當(dāng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較差時(shí)，其程序?qū)㈦y以進(jìn)行適應(yīng)性修改和增強(qiáng)。數(shù)據(jù)重構(gòu)在多數(shù)情況下由逆向工程活動(dòng)開始，理解現(xiàn)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（稱之為數(shù)據(jù)分析），數(shù)據(jù)分析完成后則開始數(shù)據(jù)重新設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)記錄標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)命名合理化、文件格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫(kù)類型轉(zhuǎn)換等。軟件重構(gòu)的好處是，它可以提高程序的質(zhì)量、改善軟件生產(chǎn)率、減少維護(hù)工作量、使軟件易于測(cè)試和調(diào)試等等。正向工程也稱為改造，用從現(xiàn)存軟件的設(shè)計(jì)恢復(fù)中得到的信息去重構(gòu)現(xiàn)存系統(tǒng)，以改善其整體質(zhì)量。2.正向工程同時(shí)，又由于用戶已對(duì)該軟件有經(jīng)驗(yàn)，因而正向工程過程可以很