软件工程之软件维护与再工程

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软件维护

国标GB/T 11457-95定义：在一软件产品交付使用后对其进行修改，以纠正故障、改进其性能和其它属性，或使产品适应改变了的环境。

软件维护分类

新开发活动：强调要在一定的约束条件下从头开始实施。
软件维护：强调必须在现有系统的限定和约束条件下实施。
两种错误认识：

1. 软件维护是一次新的开发活动 。
2. 软件维护就是改错 。

分类：

• 纠错性维护：为了改正软件系统中的错误，使软件能够满足预期正常运行状态要求而进行维护。
• 预防性维护：为了提高软件的可维护性、可靠性等，为以后进一步改进软件打下良好基础而修改软件的活动。
• 适应性维护：为了使软件适应内部或外部环境变化而去修改软件的过程。
• 改善性维护：满足使用过程中用户提出增加新功能或修改已有功能的建议维护。

软件维护方法

• 结构化维护：采用软件工程的方法进行软件开发，保证每个阶段都有完整详细文档。
• 非结构化维护：不采用软件工程方法开发软件，软件只有程序而欠缺文档，则维护工作将十分困难。

软件维护问题

• 理解别人的代码通常非常困难
• 需要维护的软件没有文档、或资料严重不足
• 不能指望原来的开发人员来完成或提供解释
• 绝大多数软件在设计时没有考虑到将来的修改
• 软件维护这项工作毫无吸引力

软件维护成本

软件维护除费用外的无形代价包括：

• 占用了其他软件开发可用的资源，使资源利用率降低。
• 一些修复或修改请求得不到及时安排，使得客户满意率下降。
• 引入新的潜在的错误，降低了软件质量。
• 将软件人员抽调到维护工作中，使其它软件开发过程受到干扰。

影响软件维护因素

影响维护工作量的因素主要有以下六种：

1. 系统的规模
2. 程序设计语言
3. 系统年龄
4. 数据库技术的应用
5. 先进的软件开发技术
6. 其它一些因素

软件维护组织

维护组织结构图

软件维护过程

对工作安排队列中的任务，由修改负责人依次从队列中取出任务，按照软件工程方法学规划、组织、实施工程。
非纠错性维护：首先判断维护类型，对适应性维护，按照评估后的优先级放入队列。
改善性维护：要考虑是否采取行动，如果接受申请，按照评估后得到的优先级放入队列，如果拒绝申请，通知请求者，并说明原因。

每种维护请求都要进行同样的一系列技术工作：

• 修改软件需求说明
• 修改软件设计
• 设计评审
• 必要时重新编码
• 单元测试、集成测试( 包括回归测试)、确认测试等

维护工作最后一步是复审：

• 依照当前状态，在设计、编码和测试的哪些方面还能用其他方法进行?
• 哪些维护资源可用但未用?
• 这次维护活动中主要(或次要)的障碍有哪些?
• 在维护请求中有预防性维护吗?

软件维护记录

• 维护申请报告
• 软件修改报告

软件可维护性

可维护性：指理解、改正、调整和改进软件的难易程度。

• 可理解性
• 可移植性
• 可修改性
• 可测试性

软件可维护性－可理解性

可理解性：指理解软件的结构、接口、功能和内部过程的难易程度。
提高软件可理解性的措施有：

• 采用模块化的程序结构；
• 书写详细正确的文档；
• 采用结构化程序设计；
• 书写源程序的内部文档；
• 使用良好的编程语言；
• 具有良好的程序设计风格等

软件可维护性－可测试性

可测试性：指测试和诊断软件（主要指程序）中错误的难易程度。
提高软件可测试性的措施有：

• 采用良好的程序结构；
• 书写详细正确的文档；
• 使用测试工具和调试工具；
• 保存以前的测试过程和测试用例等

软件可维护性－可修改性（主要影响因素）

可修改性：指修改软件（主要指程序）的难易程度。
在修改软件时经常会发生这样的情况：

• 修改了程序中某个错误的同时又产生新的错误（由程序的修改引起的）；
• 或者在程序中增加了某个功能后，导致原先的某些功能不能正常执行。

软件可维护性－可移植性（主要影响因素）

可移植性：指程序转移到一个新的计算环境的难易程度。
影响软件可移植性的因素有：

• 信息隐蔽原则；
• 模块独立；模块化；
• 高内聚低耦合；
• 良好的程序结构；
• 不用标准文本以外的语句等

提高可维护性的方法

通常采用的方法有:

• 确定质量管理目标和优先级
• 规范化程序设计风格
• 选择可维护性高的程序设计语言
• 改进程序文档
• 保证软件质量审查方法

再工程技术

• 逆向工程：在软件生存周期中，将软件的某种形式描述转换成更抽象形式的活动。
• 重构：在同一抽象级别上转换系统的描述形式。
• 设计恢复：借助工具从已有程序中抽象出有关数据结构设计、总体结构设计和过程设计的信息。

再工程的概念

• 再工程：指在逆向工程所获信息的基础上修改或重构已有的系统，产生系统的一个新版本。

• 再工程的主要目的：为遗留系统转化为可演化系统提供一条现实可行的途径 。

• 再工程是一个工程过程，它将逆向工程、重构和正向工程组合起来，将现存系统重新构造为新的形式。

• 通常再工程包含：业务过程再工程、软件再工程 。
  业务过程再工程定义业务目标、标示评估现有业务过程以及修订业务过程以更好满足业务目标。
  软件再工程包含库存目录分析、文档重构、逆向工程、程序和数据重构以及正向工程。这一部分通常由软件工程师完成 。

再工程的原因

• 维护一行源代码的代价可能是最初开发该行源代码代价的14-20倍。
• 重新设计软件体系结构时使用了现代设计概念，它对将来的维护会有很大的帮助。
• 用户具有较多使用该软件的经验。
• 利用逆向工程和再工程的工具，可以使一部分工作自动化。

业务过程再工程

• 每个系统都是由不同的子系统构成，而子系统还可以再细分为更细的子系统，从而整个业务呈现一种层次结构
• 让那些使用过程结果的人来执行流程；
• 将信息处理工作合并到生产原始信息的现实工作中；
• 将地理分散的资源视为它们是集中的；
• 连接并行的活动以代替集成它们的结果；
• 在工作完成的地方设置决策点，并将控制加入过程中；
• 在其源头一次性获取数据。
• 业务过程再工程是迭代的，没有开始和结束，只有不断的演化。
  
• 在业务过程被分析清楚后，可以对软件实施再工程，整个软件再工程过程模型如下
  

逆向工程

• 用户界面：理解旧软件的用户界面。
• 数据：底层数据库和外部文件
• 理解：系统，程序，部件，模式和语句