软件工程概论第7章维护.ppt

软件工程概论软件工程概论第八章第八章 维护维护1软件维护软件维护软软件件维维护护是是软软件件生生命命周周期期的的最最后后一一个个阶阶段段，它它处处于于系系统统投投入入生生产产性性运运行行以以后后的的时时期期中中，因因此此不不属属于于系系统统开开发发过程。过程。大大型型软软件件的的维维护护成成本本高高达达开开发发成成本本的的四四倍倍左左右右。目目前前国国外外许许多多软软件件开开发发组组织织把把60%60%以以上上的的人人力力用用于于维维护护已已有有的的软软件件，而而且且随随着着软软件件数数量量增增多多和和使使用用寿寿命命延延长长，这这个个百百分比还在持续上升。分比还在持续上升。软件工程的主要目的就是要提高软件的可维护性，减软件工程的主要目的就是要提高软件的可维护性，减少软件维护所需要的工作量少软件维护所需要的工作量,降低软件系统的总成本。降低软件系统的总成本。2软件维护的定义软件维护的定义 软件投入运行后，解决发生的各种故软件投入运行后，解决发生的各种故障，增强其功能，使之适应新的环境的活障，增强其功能，使之适应新的环境的活动称为软件维护。动称为软件维护。3软件维护分类软件维护分类 1 1、改正性维护：对运行阶段暴露出来的软件错误进行测、改正性维护：对运行阶段暴露出来的软件错误进行测试、判断、定位、纠错及验证的过程。试、判断、定位、纠错及验证的过程。2 2、适应性维护：使软件系统适应不断变化的运行环境而、适应性维护：使软件系统适应不断变化的运行环境而进行修改的过程。进行修改的过程。3 3、完完善善性性维维护护：以以满满足足用用户户新新的的要要求求而而对对软软件件进进行行修修改改和维护。和维护。4 4、预预防防性性维维护护：自自动动修修改改和和扩扩充充已已有有软软件件的的功功能能、性性能能、结构等，以适应将来可能变化的情况。结构等，以适应将来可能变化的情况。统统计计表表明明，完完善善性性维维护护占占全全部部维维护护活活动动的的50%-66%50%-66%，改改正正性性维维护护占占17%-21%17%-21%，适适应应性性维维护护占占18%-25%18%-25%，其其他他维维护护活活动动只只占占4%4%左右。左右。4软件维护的特点软件维护的特点 1 1、完整的、完整的软件配置软件配置是进行有效维护的重要保证。是进行有效维护的重要保证。若维护的依据只有程序代码，维护活动靠阅读程序代码进若维护的依据只有程序代码，维护活动靠阅读程序代码进行，这是相当困难的，所做改动的后果难以估量。因为没有测行，这是相当困难的，所做改动的后果难以估量。因为没有测试文档，不可能进行回归测试，修改原有错误，可能引出新的试文档，不可能进行回归测试，修改原有错误，可能引出新的错误。错误。有完整的软件配置，维护工作从评价设计文档开始，确定有完整的软件配置，维护工作从评价设计文档开始，确定引起错误的原因，估计修改可能带来的影响，并且计划实施途引起错误的原因，估计修改可能带来的影响，并且计划实施途径。径。有了软件的完整配置，不能保证维护中没有问题，但确实有了软件的完整配置，不能保证维护中没有问题，但确实能减少精力的浪费，并能提高维护的总体质量。能减少精力的浪费，并能提高维护的总体质量。5软件维护的特点软件维护的特点 2 2、维护代价维护代价稳步上升稳步上升 维护已有软件的费用占软件总预算：明显代价：维护已有软件的费用占软件总预算：明显代价：1970 1970年：年：35 3540%40%1980 1980年：年：40 4060%60%1990 1990年：年：70 7080%80%需维护软件增加需维护软件增加,软件复杂度增加，维护困难程度增加。软件复杂度增加，维护困难程度增加。无形代价：人力、物力资源用于维护任务，耽误甚至丧无形代价：人力、物力资源用于维护任务，耽误甚至丧失开发新软件的良机。不能及时改正程序错误，从而引起用失开发新软件的良机。不能及时改正程序错误，从而引起用户不满。户不满。6软件维护的特点软件维护的特点维护工作量：维护工作量：M=p+k*exp(c-d)P:生产性工作量：分析、评价、设计、修改和编码。生产性工作量：分析、评价、设计、修改和编码。K:经验系数经验系数 C:程序复杂性系数：文档少都会引起复杂程度增加。程序复杂性系数：文档少都会引起复杂程度增加。D:维护人员对软件的熟悉程度维护人员对软件的熟悉程度 软软件件开开发发途途径径不不对对，开开发发人人员员不不参参与与维维护护工工作作，维维护护工工作作量量（和费用）将指数地增加。（和费用）将指数地增加。B.P.lientz曾对美国曾对美国69个软件开发机构的调查结果表明：个软件开发机构的调查结果表明：69.1%的的单单位位在在软软件件维维护护方方面面分分配配的的人人力力和和资资源源高高于于新新系系统统的的研研制制。89.9%的的单单位位认认为为软软件件维维护护比比新新系系统统的的研研制制更更重重要要，至少同等重要。至少同等重要。7软件维护的特点软件维护的特点3 3、软件维护中的一些、软件维护中的一些典型问题典型问题 理解别人编的程序非常困难，缺少文档就更困难。理解别人编的程序非常困难，缺少文档就更困难。需需要要维维护护的的软软件件往往往往没没有有合合适适的的文文档档、或或文文档档资资料料显显著著不足。不足。容易理解的，并且与程序代码完全一致的文档才有意义。容易理解的，并且与程序代码完全一致的文档才有意义。软件开发者常常不参与维护。软件开发者常常不参与维护。设设计计时时，不不强强调调模模块块化化和和模模块块独独立立性性，任任何何一一个个小小小小的的改改动都可能孕育着很大的危险。动都可能孕育着很大的危险。不不重重视视维维护护，在在软软件件项项目目规规划划中中，软软件件维维护护没没有有提提到到重重要要位置。位置。软件维护不会产生新的成果，因而不吸引人。软件维护不会产生新的成果，因而不吸引人。8维护过程维护过程 维护过程本质上是修改和压缩了的软件定义和开发过维护过程本质上是修改和压缩了的软件定义和开发过程，必须有组织、有步骤地进行。程，必须有组织、有步骤地进行。首先必须建立一个维护组织，随后必须确定报告和评首先必须建立一个维护组织，随后必须确定报告和评价的过程，而且必须为每个维护要求规定一个标准化的价的过程，而且必须为每个维护要求规定一个标准化的事件序列。此外，还应该建立一个适用于维护活动的记事件序列。此外，还应该建立一个适用于维护活动的记录保管过程，并且规定复审标准。录保管过程，并且规定复审标准。9维护过程维护过程主要内容n维护组织维护组织 n维护报告维护报告 n维护的事件流维护的事件流 n保存维护记录保存维护记录 n评价维护活动评价维护活动 10维护过程维护过程-维护组织维护组织 软件维护必须要有专门的机构或被授权的软件维护必须要有专门的机构或被授权的管理人员来组织维护活动。其职能是：授权用管理人员来组织维护活动。其职能是：授权用户维护请求，组织维护实施，并对维护进行评户维护请求，组织维护实施，并对维护进行评价。价。一般过程是：用户将维护请求提交给维护一般过程是：用户将维护请求提交给维护管理员，维护管理员将维护请求转交给系统管管理员，维护管理员将维护请求转交给系统管理员。系统管理员对维护任务进行评价后，由理员。系统管理员对维护任务进行评价后，由变化授权人决定应该进行的活动。变化授权人决定应该进行的活动。11维护过程维护过程-维护组织维护组织12维护过程维护过程-维护报告维护报告 应应该该用用标标准准化化的的格格式式表表达达所所有有软软件件维维护护要要求求。这这个个表表格格由由要要求求维维护护活活动动的的用用户户填填写写。如如果果遇遇到到了了一一个个错错误误，那那么么必必须须完完整整描描述述导导致致出出现现错错误误的的环环境境（包包括括输输入入数数据据，全全部部输输出出数数据据，以以及及其其他他有有关关信信息息）。对对于于适适应应性性或或完完善善性性的的维维护护要要求求，应应该该提提出出一一个个简简短短的的要要求求说说明明书书。由由维维护护管管理理员员评评价价用用户户提提交的维护要求表。交的维护要求表。13维护过程维护过程-维护报告维护报告维维护护要要求求表表是是一一个个外外部部产产生生的的文文件件，是是计计划划维维护护活活动动的的基基础础。软软件件组组织织内内部部应应该该制制定定出出一一个个软软件件修修改改报报告告，它它给给出出下述信息：下述信息：（1 1）满足维护要求表中提出的要求所需要的工作量；满足维护要求表中提出的要求所需要的工作量；（2 2）维护要求的性质；维护要求的性质；（3 3）这项要求的优先次序；这项要求的优先次序；（4 4）与修改有关的事后数据。与修改有关的事后数据。维护修改报告应提交给变化授权人审核批准。维护修改报告应提交给变化授权人审核批准。14维护事件流图维护事件流图15维护过程维护过程-维护事件流维护事件流校校正正性性维维护护：首首先先评评价价错错误误的的严严重重程程度度，根根据据错错误误的的严重性，进行不同的组织。严重性，进行不同的组织。适适应应性性和和完完善善性性维维护护：必必须须先先确确定定每每个个维维护护要要求求的的优优先先次次序序。若若某某个个维维护护要要求求的的优优先先级级非非常常高高，应应立立即即开开始始维维护工作。否则排队等待。护工作。否则排队等待。无无论论哪哪一一种种维维护护，都都首首先先要要进进行行同同样样的的技技术术工工作作，这这些些工工作作包包括括：软软件件设设计计的的修修改改、复复查查、必必要要的的代代码码修修改改、单元测试、集成测试、验收测试，以及最后的复审。单元测试、集成测试、验收测试，以及最后的复审。16前一页维护过程维护过程-保存维护记录保存维护记录 为了确定软件维护的有效程度，确定软件产品的质量，同为了确定软件维护的有效程度，确定软件产品的质量，同时确定维护活动的开销，详细记录维护中进行的工作及工作时确定维护活动的开销，详细记录维护中进行的工作及工作量。主要内容包括量。主要内容包括（1818项）项）程序标识程序标识 源程序语句数源程序语句数 机器指令条数机器指令条数 使用的程序设计语言使用的程序设计语言 程序安装的日期程序安装的日期 安装以来运行的次数安装以来运行的次数 安装以来的失效次数安装以来的失效次数 程序变动的层次和标识程序变动的层次和标识 每个改动耗费的人时数每个改动耗费的人时数 程序改动的日期程序改动的日期 程序变动增加的源语句数程序变动增加的源语句数 维护人员名字维护人员名字 程序变动而删除的源语句数程序变动而删除的源语句数 维护要求表的标识维护要求表的标识 维护类型维护类型 维护开始时间和完成时间维护开始时间和完成时间 累计用于维护的人时数累计用于维护的人时数 与完成的维护相联系的纯效益与完成的维护相联系的纯效益17维护过程维护过程-评价维护活动评价维护活动对维护活动进行度量。内容包括：对维护活动进行度量。内容包括：（1 1）每次程序运行平均失效次数）每次程序运行平均失效次数（2 2）用于每一类维护活动的总人时数）用于每一类维护活动的总人时数（3 3）平平均均每每个个程程序序、每每种种语语言言、每每种种维维护护类类型型所所作作的的程程序序变变动次数动次数（4 4）维护过程中增加或删除一个源语句平均花费的人时数。）维护过程中增加或删除一个源语句平均花费的人时数。（5 5）维护每种语言花费的人时数）维护每种语言花费的人时数（6 6）一张维护要求表的平均周转时间）一张维护要求表的平均周转时间（7 7）不同维护类型所占的百分比）不同维护类型所占的百分比 维维护护记记录录和和维维护护评评价价数数据据是是一一个个软软件件开开发发组组织织应应该该收收集集的的软软件件过过程程数数据据，它它对对于于改改进进软软件件组组织织的的工工作作，提提高高软软件件过过程程能能力有重要意义。力有重要意义。18可维护性可维护性 前一页 软件可维护性可以定性地定义为软件可维护性可以定性地定义为:维护维护人员理解、改正、改动和改进这个软件的人员理解、改正、改动和改进这个软件的难易程度。难易程度。即衡量维护容易程度的一种软件属性。即衡量维护容易程度的一种软件属性。19软件可维护性软件可维护性主要内容n决定软件可维护性的因素决定软件可维护性的因素n文档文档 n可维护性复审可维护性复审 20决定软件可维护性的因素决定软件可维护性的因素1.可可理理解解性性：软软件件可可理理解解性性表表现现为为外外来来读读者者理理解解软软件件的的结构、接口、功能和内部过程的难易程度。结构、接口、功能和内部过程的难易程度。2.可可测测试试性性：诊诊断断和和测测试试的的难难易易程程度度主主要要取取决决于于软软件件容容易易理理解解的的程程度度。良良好好的的文文档档对对诊诊断断和和测测试试是是至至关关重重要要的的。可可用用的的测测试试工工具具和和调调试试工工具具，以以及及以以前前设设计计的的测测试过程也都是非常重要的。试过程也都是非常重要的。3.可可修修改改性性：软软件件容容易易修修改改的的程程度度设设计计原原理理和和规规则则直直接接有有关关。耦耦合合、内内聚聚、局局部部化化，控控制制域域与与作作用用域域的的关关系系等等，都影响软件的可修改性。等等，都影响软件的可修改性。21决定软件可维护性的因素决定软件可维护性的因素4 4、可可移移植植性性：一一个个程程序序被被移移植植到到一一个个新新的的计计算算环环境境的的可可能能性性的的大大小小，或或表表明明程程序序可可以以容容易易地地、有有效效地地在在各各种种各各样样的的计计算算环环境境中中运运行行的的程程度度。可可以以把把因因环环境境变变化化而而必必须须修修改改的的程程序局限在很少的模块中，从而降低修改的难度。序局限在很少的模块中，从而降低修改的难度。5 5、可可重重用用性性：重重用用指指同同一一事事物物不不作作修修改改或或稍稍加加改改动动就就在在不不同同环环境境中中多多次次重重复复使使用用。大大量量使使用用可可重重用用的的软软件件构构件件来来开开发软件，可以明显提高软件可维护性发软件，可以明显提高软件可维护性:(1)(1)可可重重用用的的软软件件构构件件经经过过严严格格的的测测试试，可可靠靠性性比比较较高高。软软件件中中使使用用的的可可重重用用构构件件越越多多，软软件件的的可可靠靠性性越越高高，改改正正性性维护需求越少。维护需求越少。(2)(2)很很容容易易修修改改可可重重用用的的软软件件构构件件使使之之再再次次应应用用到到新新的的环环境境中中。软软件件中中使使用用的的可可重重用用构构件件越越多多，适适应应性性和和完完善善性性维维护护也越容易。也越容易。22可维护性可维护性-文档文档 文档是影响软件可维护性的决定因素。其作用是：文档是影响软件可维护性的决定因素。其作用是：1 1、帮助维护人员读懂程序。、帮助维护人员读懂程序。2 2、方便被维护软件的测试。、方便被维护软件的测试。由由于于长长期期使使用用的的大大型型软软件件系系统统在在使使用用过过程程中中必必然然会会经经受多次修改，所以文档比程序代码更重要。受多次修改，所以文档比程序代码更重要。软件系统的文档可以分为用户文档和系统文档两类。软件系统的文档可以分为用户文档和系统文档两类。用户文档主要描述系统功能和使用方法，系统文档描述系用户文档主要描述系统功能和使用方法，系统文档描述系统设计、实现和测试等各方面的内容。统设计、实现和测试等各方面的内容。23可维护性可维护性-文档文档软件文档应该满足下述要求软件文档应该满足下述要求:(1)(1)必必须须描描述述如如何何使使用用这这个个系系统统，没没有有这这种种描描述述即即使使是最简单的系统也无法使用。是最简单的系统也无法使用。(2)(2)必须描述怎样安装和管理这个系统。必须描述怎样安装和管理这个系统。(3)(3)必须描述系统需求和设计。必须描述系统需求和设计。(4)(4)必必须须描描述述系系统统的的实实现现和和测测试试，以以便便使使系系统统成成为为可可维护的。维护的。24文档文档 用户文档用户文档 用用户户文文档档是是用用户户了了解解系系统统的的第第一一步步，它它应应该该能能使使用用户户获得对系统的准确的初步印象。用户文档包括：获得对系统的准确的初步印象。用户文档包括：(1)(1)功能描述：说明系统能做什么。功能描述：说明系统能做什么。(2)(2)安安装装文文档档：说说明明怎怎样样安安装装这这个个系系统统以以及及怎怎样样使使系系统统适应特定的硬件配置。适应特定的硬件配置。(3)(3)使使用用手手册册：简简要要说说明明如如何何着着手手使使用用这这个个系系统统，应应该该通通过过丰丰富富例例子子说说明明怎怎样样使使用用常常用用的的系系统统功功能能，还还应应该该说说明明用户操作错误时怎样恢复和重新启动等。用户操作错误时怎样恢复和重新启动等。(4)(4)参考手册：详尽描述用户可以使用的所有系统设施参考手册：详尽描述用户可以使用的所有系统设施以及它们的使用方法。以及它们的使用方法。(5)(5)操作员指南：说明操作员应该如何处理使用中出现操作员指南：说明操作员应该如何处理使用中出现的各种情况。的各种情况。25文档文档 系统文档系统文档前一页 系系统统文文档档指指从从问问题题定定义义，需需求求说说明明到到验验收收测测试试计计划划这这样样一一系系列列和和系系统统实实现现有有关关的的文文档档。描描述述系系统统设设计计，实实现现和和测测试试的的文文档档对对于于理理解解程程序序和和维维护护程程序序来来说说是非常重要的。是非常重要的。26前一页可维护性复审可维护性复审 可可维维护护性性是是所所有有软软件件应应该该具具备备的的基基本本特特点点。提提高高软软件件的的可可维维护护性性是是软软件件工工程程过过程程的的每每一一阶阶段段都都应应考考虑虑并并为为之之奋奋斗斗的的目目标标。在在每每一一阶阶段段结结束束时时的的技技术术审审查查和和管管理理复复审审中中，应应着着重重对对软软件件可维护性进行复审。可维护性进行复审。27可维护性复审可维护性复审 需需求求分分析析阶阶段段：应应对对将将来来要要改改进进或或修修改改的的部部分分加加以以注注意意并并指指明明。要要考考虑虑可可能能影影响响软软件件维维护护的的系系统统界界面面（增增加加功功能能后后操作可能发生的变化）操作可能发生的变化）设设计计阶阶段段：应应从从容容易易修修改改、模模块块化化和和功功能能独独立立的的目目标标出出发，评价软件的结构和过程。发，评价软件的结构和过程。代码复审：应强调编码风格和内部文档。代码复审：应强调编码风格和内部文档。测测试试复复审审：配配置置复复审审。其其目目的的是是保保证证软软件件配配置置的的所所有有成成分分是是完完整整的的、一一致致的的、可可理理解解的的。在在测测试试结结束束后后，进进行行最最正正式的可维护性复审式的可维护性复审-配置复审。配置复审。维护应针对软件配置，不应该只修改源程序代码。代码维护应针对软件配置，不应该只修改源程序代码。代码修改而文档不修改，将会产生严重后果。每当对数据、软件修改而文档不修改，将会产生严重后果。每当对数据、软件结构、模块过程或其它任何软件特点作了改动时，必须立即结构、模块过程或其它任何软件特点作了改动时，必须立即修改相应的文档。修改相应的文档。28软件配置管理（软件配置管理（SCM）软件开发过程中，变化是不可避免的。变化往往软件开发过程中，变化是不可避免的。变化往往会加深软件开发人员之间的不理解程度，从而造成开会加深软件开发人员之间的不理解程度，从而造成开发工作的混乱。发工作的混乱。协调软件开发以使不理解性达到最小程度的技术协调软件开发以使不理解性达到最小程度的技术称为配置管理。配置管理是一种标识、组织和控制修称为配置管理。配置管理是一种标识、组织和控制修改的技术，目的是使错误达到最小并最有效地提高生改的技术，目的是使错误达到最小并最有效地提高生产率。产率。软件配置管理是贯穿于整个软件工程过程中的一软件配置管理是贯穿于整个软件工程过程中的一种保护性活动。因为变更在任何时候都可能发生种保护性活动。因为变更在任何时候都可能发生。29软件配置管理（软件配置管理（SCM）软件维护和软件配置管理之间的区别是：维护是一组软软件维护和软件配置管理之间的区别是：维护是一组软件工程活动，它们发生于软件已交付用户并已投入运行之后；件工程活动，它们发生于软件已交付用户并已投入运行之后；软件配置管理是一组跟踪和控制活动，它们开始于软件开发软件配置管理是一组跟踪和控制活动，它们开始于软件开发项目开始之时，结束于软件被淘汰之时。项目开始之时，结束于软件被淘汰之时。软件配置管理的主要目标是使变更更容易地被适应，并减软件配置管理的主要目标是使变更更容易地被适应，并减少当变化必须发生时所需花费的工作量。少当变化必须发生时所需花费的工作量。30