制定計劃

1、第九章 軟件維護(hù),軟件維護(hù)的概念 軟件維護(hù)活動 程序修改的步驟及修改的副作用 軟件可維護(hù)性 提高可維護(hù)性的方法,軟件維護(hù)的概念,軟件維護(hù)的定義影響維護(hù)工作量的因素軟件維護(hù)的策略維護(hù)成本,軟件維護(hù)的定義,在軟件運行／維護(hù)階段對軟件產(chǎn)品進(jìn)行的修改就是所謂的維護(hù)。維護(hù)的類型有四種： 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),改正性維護(hù),在軟件交付使用后，因開發(fā)時測試的不徹底、不完全，必然會有部分隱藏的錯誤遺留

2、到運行階段。這些隱藏下來的錯誤在某些特定的使用環(huán)境下就會暴露出來。為了識別和糾正軟件錯誤、改正軟件性能上的缺陷、排除實施中的誤使用，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的診斷和改正錯誤的過程就叫做改正性維護(hù)。,適應(yīng)性維護(hù),在使用過程中， 外部環(huán)境（新的硬、軟件配置） 數(shù)據(jù)環(huán)境（數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)輸入/輸出方式、數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)）可能發(fā)生變化。為使軟件適應(yīng)這種變化，而去修改軟件的過程就叫做適應(yīng)性維護(hù)。,完善性維護(hù),在軟件的使用過程中，用戶往往會對軟件提出

3、新的功能與性能要求。為了滿足這些要求，需要修改或再開發(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)活動叫做完善性維護(hù)。,實踐表明，在幾種維護(hù)活動中，完善性維護(hù)所占的比重最大。即大部分維護(hù)工作是改變和加強(qiáng)軟件，而不是糾錯。完善性維護(hù)不一定是救火式的緊急維修，而可以是有計劃、有預(yù)謀的一種再開發(fā)活動。事實證明，來自用戶要求擴(kuò)充、加強(qiáng)軟件功能、性能的維護(hù)活動約占整個維護(hù)工作的50％。,預(yù)防性

4、維護(hù),預(yù)防性維護(hù)是為了提高軟件的可維護(hù)性、可靠性等，為以后進(jìn)一步改進(jìn)軟件打下良好基礎(chǔ)。預(yù)防性維護(hù)定義為：采用先進(jìn)的軟件工程方法對需要維護(hù)的軟件或軟件中的某一部分（重新）進(jìn)行設(shè)計、編制和測試。,在整個軟件維護(hù)階段所花費的全部工作量中，完善性維護(hù)占了幾乎一半的工作量。軟件維護(hù)活動所花費的工作占整個生存期工作量的70%以上，這是由于在漫長的軟件運行過程中需要不斷對軟件進(jìn)行修改，以改正新發(fā)現(xiàn)的錯誤、適應(yīng)新的環(huán)境和用戶新的要求，這些修改需要花

5、費很多精力和時間，而且有時會引入新的錯誤。,三類維護(hù)占 維護(hù)在軟件生存期 總維護(hù)比例 所占比例,影響維護(hù)工作量的因素,在軟件的維護(hù)過程中，需要花費大量的工作量，從而直接影響了軟件維護(hù)的成本。應(yīng)當(dāng)考慮有哪些因素影響軟件維護(hù)的工作量，相應(yīng)應(yīng)該采取什么維護(hù)策略，才能有效地維護(hù)軟件并控制維護(hù)的成本。,系統(tǒng)大?。合到y(tǒng)越大，理解掌握起來越困難。系統(tǒng)越大，所執(zhí)行功能越復(fù)雜。因而需要更多的維護(hù)工作量。程序設(shè)計語

6、言：使用強(qiáng)功能的程序設(shè)計語言可以控制程序的規(guī)模。語言的功能越強(qiáng)，生成程序的模塊化和結(jié)構(gòu)化程度越高，所需的指令數(shù)就越少，程序的可讀性越好。,系統(tǒng)年齡： 老系統(tǒng)隨著不斷的修改，結(jié)構(gòu)越來越亂； 維護(hù)人員經(jīng)常更換，程序又變得越來越難于理解。 許多老系統(tǒng)在當(dāng)初并未按照軟件工程的要求進(jìn)行開發(fā)，因而沒有文檔，或文檔太少。 在長期的維護(hù)過程中文檔在許多地方與程序?qū)崿F(xiàn)變得不一致，在維護(hù)時就會遇到很大困難。,數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用：使用數(shù)據(jù)庫，可以簡單而

7、有效地管理和存儲用戶程序中的數(shù)據(jù)，還可以減少生成用戶報表應(yīng)用軟件的維護(hù)工作量。先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)：在軟件開發(fā)時，若使用能使軟件結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的分析與設(shè)計技術(shù)，及程序設(shè)計技術(shù)，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、復(fù)用技術(shù)等，可減少大量的工作量。,其它： 應(yīng)用的類型 數(shù)學(xué)模型 任務(wù)的難度 開關(guān)與標(biāo)記、IF嵌套深度、索引或下標(biāo)數(shù)等對維護(hù)工作量都有影響。許多軟件在開發(fā)時并未考慮將來的修改，為軟件的維護(hù)帶來許多問題。,軟件維護(hù)的策略,改正性維護(hù)通常要

8、生成100％可靠的軟件并不一定合算，成本太高。但通過使用新技術(shù)，可大大減少進(jìn)行改正性維護(hù)的需要。這些技術(shù)包括：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、軟件開發(fā)環(huán)境、程序自動生成系統(tǒng)、較高級(第四代)的語言。以及新的開發(fā)方法、軟件復(fù)用、防錯程序設(shè)計及周期性維護(hù)審查等。,適應(yīng)性維護(hù)這一類維護(hù)不可避免，可以控制。(1) 在配置管理時，把硬件、操作系統(tǒng)和其它相關(guān)環(huán)境因素的可能變化考慮在內(nèi)。(2) 把與硬件、操作系統(tǒng)，以及其它外圍設(shè)備有關(guān)的程序歸到特定的程序模

9、塊中。 (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)時修改程序提供方便。,完善性維護(hù)利用前兩類維護(hù)中列舉的方法，也可以減少這一類維護(hù)。特別是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、程序生成器、應(yīng)用軟件包，可減少維護(hù)工作量。此外，建立軟件系統(tǒng)的原型，把它在實際系統(tǒng)開發(fā)之前提供給用戶。用戶通過研究原型，進(jìn)一步完善他們的功能要求，就可以減少以后完善性維護(hù)的需要。,維護(hù)成本,有形的軟件維護(hù)成本是花費了多少錢，無形的維護(hù)成本有更大的影響。

10、 一些合理的修復(fù)或修改請求不能及時安排，使得客戶不滿意； 變更的結(jié)果引入新的故障，使得軟件整體質(zhì)量下降； 把軟件人員抽調(diào)到維護(hù)工作中，干擾了軟件開發(fā)工作。,軟件維護(hù)的代價是降低了生產(chǎn)率，在做老程序的維護(hù)時非常明顯。例如，開發(fā)每一行源代碼耗資25美元，維護(hù)每一行源代碼需要耗資1000美元。維護(hù)工作量包括生產(chǎn)性活動（如分析和評價、設(shè)計修改和實現(xiàn)）和“輪轉(zhuǎn)”活動（如力圖理解代碼在做什么、試圖判明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、接口特性、性能界限等）。,維護(hù)

11、工作量的模型,M是維護(hù)中消耗的總工作量p是上面描述的生產(chǎn)性工作量K是一個經(jīng)驗常數(shù)c是因缺乏好的設(shè)計和文檔而導(dǎo)致復(fù)雜性的度量d是對軟件熟悉程度的度量。,模型指明，如果使用了不好的軟件開發(fā)方法（未按軟件工程要求做），原來參加開發(fā)的人員或小組不能參加維護(hù)，則工作量（及成本）將按指數(shù)級增加。,軟件維護(hù)活動,為了有效地進(jìn)行軟件維護(hù)，應(yīng)事先就開始做組織工作。 首先建立維護(hù)的機(jī)構(gòu) 申明提出維護(hù)申請報告的過程及評價的過程 為每一個維護(hù)申請

12、規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的處理步驟 建立維護(hù)活動的登記制度以及規(guī)定評價和評審的標(biāo)準(zhǔn)。,維護(hù)機(jī)構(gòu),除了較大的軟件開發(fā)公司外，通常在軟件維護(hù)工作方面，并不保持一個正式的組織機(jī)構(gòu)。雖然不要求建立一個正式的維護(hù)機(jī)構(gòu)，但是在開發(fā)部門確立一個非正式的維護(hù)機(jī)構(gòu)則是非常必要的。,,軟件維護(hù)的機(jī)構(gòu),維護(hù)申請?zhí)峤唤o維護(hù)管理員，他把申請交給某個系統(tǒng)監(jiān)督員去評價。一旦做出評價，由修改負(fù)責(zé)人確定如何進(jìn)行修改。在修改程序的過程中，由配置管理員嚴(yán)格把關(guān)，控制修改的范圍，對軟

13、件配置進(jìn)行審計。在維護(hù)之前，就把責(zé)任明確下來，可以減少維護(hù)過程中的混亂。,軟件維護(hù)申請報告,維護(hù)申請報告或稱軟件問題報告，由申請維護(hù)的用戶填寫。用戶必須完整地說明產(chǎn)生錯誤的情況，包括輸入數(shù)據(jù)、錯誤清單以及其它有關(guān)材料。如果申請的是適應(yīng)性維護(hù)或完善性維護(hù)，用戶必須提出一份修改說明書，列出所有希望的修改。,,維護(hù)申請報告將由維護(hù)管理員和系統(tǒng)監(jiān)督員來研究處理。他們應(yīng)相應(yīng)地做出軟件修改報告，指明： 所需修改變動的性質(zhì)； 申請修改的優(yōu)

14、先級； 為滿足某個維護(hù)申請報告，所需的工作量； 預(yù)計修改后的狀況.,軟件修改報告應(yīng)提交修改負(fù)責(zé)人，經(jīng)批準(zhǔn)后才能開始進(jìn)一步安排維護(hù)工作。,軟件維護(hù)工作流程,盡管維護(hù)申請的類型不同，但都要進(jìn)行同樣的技術(shù)工作。 修改軟件需求說明 修改軟件設(shè)計 設(shè)計評審 對源程序做必要的修改 單元測試 集成測試( 回歸測試) 確認(rèn)測試 軟件配置評審等。,在每次軟件維護(hù)任務(wù)完成后進(jìn)行情況評審，對以下問題做一總結(jié)：(1) 在目前情況下，設(shè)計、

15、編碼、測試中的哪一方面可以改進(jìn)?(2) 哪些維護(hù)資源應(yīng)該有但沒有?(3) 工作中主要的或次要的障礙是什么?(4) 從維護(hù)申請的類型來看是否應(yīng)當(dāng)有預(yù)防性維護(hù)?情況評審對將來的維護(hù)工作如何進(jìn)行會產(chǎn)生重要的影響。,維護(hù)檔案記錄,程序名稱源程序語句條數(shù)機(jī)器代碼指令條數(shù)所用的程序設(shè)計語言程序安裝的日期程序安裝后的運行次數(shù)與程序安裝后運行次數(shù)有關(guān)的處理故障次數(shù),,程序改變的層次及名稱修改程序增加的源程序語句條數(shù)修改程序減少的

16、源程序語句條數(shù)每次修改所付出的“人時”數(shù)修改程序的日期軟件維護(hù)人員的姓名維護(hù)申請報告的名稱、維護(hù)類型維護(hù)開始時間和維護(hù)結(jié)束時間、花費在維護(hù)上的累計“人時”數(shù)維護(hù)工作的凈收益等。,維護(hù)評價,評價維護(hù)活動比較困難，因為缺乏可靠的數(shù)據(jù)。如果維護(hù)的檔案記錄做得比較好，可以得出一些維護(hù)“性能”方面的度量值。 每次程序運行時的平均出錯次數(shù)； 花費在每類維護(hù)上的總“人時”數(shù)；,每個程序、每種語言、每種維護(hù)類型的程序平均修改次數(shù)；

17、 因為維護(hù)，增加或刪除每個源程序語句所花費的平均“人時”數(shù)； 用于每種語言的平均“人時”數(shù)； 維護(hù)申請報告的平均處理時間； 各類維護(hù)申請的百分比。據(jù)此可對開發(fā)技術(shù)、語言選擇、維護(hù)工作計劃、資源分配、以及其它許多方面做出判定。,程序修改的步驟及修改的副作用,分析和理解程序 修改程序 重新驗證程序,分析和理解程序,理解程序的功能和目標(biāo)；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

18、／輸出結(jié)構(gòu)等；了解數(shù)據(jù)流信息，即涉及到的數(shù)據(jù)來源何處，在哪里被使用了解控制流信息，即執(zhí)行每條路徑的結(jié)果；理解程序的操作(使用)要求；,修改程序,1. 設(shè)計程序的修改計劃程序的修改計劃要考慮人員和資源的安排。小的修改可以不需要詳細(xì)的計劃，而對于需要耗時數(shù)月的修改，就需要計劃立案。2. 修改代碼，以適應(yīng)變化3. 修改程序的副作用所謂副作用是指因修改軟件而造成的錯誤或其它不希望發(fā)生的情況。副作用有三種：修改代碼的副作用、修改

19、數(shù)據(jù)的副作用、文檔的副作用。,重新驗證程序,在將修改后的程序提交用戶之前，需要進(jìn)行充分的確認(rèn)和測試，以保證整個修改后程序的正確性。靜態(tài)確認(rèn)修改軟件，伴隨著引起新的錯誤的危險。為了能夠做出正確的判斷，驗證修改后的程序至少需要兩個人參加。要檢查：,計算機(jī)確認(rèn)在進(jìn)行了以上確認(rèn)的基礎(chǔ)上，用計算機(jī)對修改程序進(jìn)行確認(rèn)測試：(1) 確認(rèn)測試順序：先對修改部分進(jìn)行測試，然后隔離修改部分，測試程序的未修改部分，最后再把它們集成起來進(jìn)行測試。這種測

20、試稱為回歸測試。 (2) 準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)的測試用例。(3) 充分利用軟件工具幫助重新驗證過程。,(4) 在重新確認(rèn)過程中，需邀請用戶參加。維護(hù)后的驗收──在交付新軟件之前，維護(hù)主管部門要檢驗：(1) 全部文檔是否完備，并已更新；(2) 所有測試用例和測試結(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)任已經(jīng)確定。,軟件可維護(hù)性的定義,軟件可維護(hù)性是指糾正軟件系統(tǒng)出現(xiàn)的錯誤和缺陷，以及為滿足新的要

21、求進(jìn)行修改、擴(kuò)充或壓縮的容易程度?？删S護(hù)性、可使用性、可靠性是衡量軟件質(zhì)量的主要質(zhì)量特性。軟件的可維護(hù)性是軟件開發(fā)階段各個時期的關(guān)鍵目標(biāo)。,軟件可維護(hù)性,目前廣泛使用的是用如下的七個特性來衡量程序的可維護(hù)性?？衫斫庑钥墒褂眯钥蓽y試性可移植性可修改性效率可靠性而且對于不同類型的維護(hù)，這七種特性的側(cè)重點也不相同。,在各類維護(hù)中的側(cè)重點,可維護(hù)性的度量,人們一直期望對軟件的可維護(hù)性做出定量度量，但要做到這一

22、點并不容易。常用的度量一個可維護(hù)的程序的七種特性的方法。就是 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問題清單。評價者針對檢查表上的每一個問題，依據(jù)自己的定性判斷，回答“Yes”或者“No”。質(zhì)量測試與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則用于定量分析和評價程序的質(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)，相應(yīng)地去度量不同的質(zhì)量特性。,1. 可理解性,可理解性表明人們通過閱讀源代碼和相關(guān)文

23、檔，了解程序功能及其如何運行的容易程度。一個可理解的程序應(yīng)具備以下一些特性：模塊化，風(fēng)格一致性，不使用令人捉摸不定或含糊不清的代碼，使用有意義的數(shù)據(jù)名和過程名，結(jié)構(gòu)化，完整性等。,2. 可靠性,可靠性表明一個程序按照用戶的要求和設(shè)計目標(biāo)，在給定的一段時間內(nèi)正確執(zhí)行的概率。關(guān)于可靠性，度量的標(biāo)準(zhǔn)主要有：平均失效間隔時間MTTF 平均修復(fù)時間MTTR 有效性A = MTBD/(MTBD+MDT),度量可靠性的方法,根據(jù)程序錯誤統(tǒng)

24、計數(shù)字，進(jìn)行可靠性預(yù)測。常用方法是利用一些可靠性模型，根據(jù)程序測試時發(fā)現(xiàn)并排除的錯誤數(shù)預(yù)測平均失效間隔時間MTTF。 根據(jù)程序復(fù)雜性，預(yù)測軟件可靠性。用程序復(fù)雜性預(yù)測可靠性，前提條件是可靠性與復(fù)雜性有關(guān)。因此可用復(fù)雜性預(yù)測出錯率。程序復(fù)雜性度量標(biāo)準(zhǔn)可用于預(yù)測哪些模塊最可能發(fā)生錯誤，以及可能出現(xiàn)的錯誤類型。,3. 可測試性,可測試性表明論證程序正確性的容易程度。程序越簡單，證明其正確性就越容易。而且設(shè)計合用的測試用例，取決于對程序的全

25、面理解。一個可測試的程序應(yīng)當(dāng)是可理解的，可靠的，簡單的。用于可測試性度量的檢查項目如下： 程序是否模塊化? 結(jié)構(gòu)是否良好?,程序是否可理解? 程序是否可靠? 程序是否能顯示任意中間結(jié)果? 程序是否能以清楚的方式描述它的輸出? 程序是否能及時地按照要求顯示所有的輸入? 程序是否有跟蹤及顯示邏輯控制流程的能力? 程序是否能從檢查點再啟動? 程序是否能顯示帶說明的錯誤信息?,4. 可修改性,可修改性表明程序容易修改的程度。

26、一個可修改的程序應(yīng)當(dāng)是可理解的、通用的、靈活的、簡單的。通用性是指程序適用于各種功能變化而無需修改。靈活性是指能夠容易地對程序進(jìn)行修改。,測試可修改性的一種定量方法是修改練習(xí)。其基本思想是通過做幾個簡單的修改，來評價修改的難度。設(shè)C是程序中各個模塊的平均復(fù)雜性，n是必須修改的模塊數(shù)，A 是要修改的模塊的平均復(fù)雜性。 則修改的難度D由下式計算： D = A / C,5. 可移植性,可移植性表明程序轉(zhuǎn)移

27、到一個新的計算環(huán)境的可能性的大小?；蛘咚砻鞒绦蚩梢匀菀椎?、有效地在各種各樣的計算環(huán)境中運行的容易程度。一個可移植的程序應(yīng)具有結(jié)構(gòu)良好、靈活、不依賴于某一具體計算機(jī)或操作系統(tǒng)的性能。用于可移植性度量的檢查項目如下：,是否是用高級的獨立于機(jī)器的語言來編寫程序? 是否使用廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)化的程序設(shè)計語言來編寫程序? 是否僅使用了這種語言的標(biāo)準(zhǔn)版本和特性? 程序中是否使用了標(biāo)準(zhǔn)的普遍使用的庫功能和子程序? 程序中是否極少使用或根本不使

28、用操作系統(tǒng)的功能?,程序在執(zhí)行之前是否初始化內(nèi)存? 程序在執(zhí)行之前是否測定當(dāng)前的輸入／輸出設(shè)備? 程序是否把與機(jī)器相關(guān)的語句分離了出來，集中放在了一些單獨的程序模塊中，并有說明文件? 程序是否結(jié)構(gòu)化? 并允許在小一些的計算機(jī)上分段(覆蓋)運行? 程序中是否避免了依賴于字母數(shù)字或特殊字符的內(nèi)部位表示?,6. 效率,效率表明一個程序能執(zhí)行預(yù)定功能而又不浪費機(jī)器資源的程度。這些機(jī)器資源包括內(nèi)存容量、外存容量、通道容量和執(zhí)行時間。用

29、于效率度量的檢查項目如下： 程序是否模塊化? 結(jié)構(gòu)是否良好? 是否消除了無用的標(biāo)號與表達(dá)式，以充分發(fā)揮編譯器優(yōu)化作用?,程序的編譯器是否有優(yōu)化功能? 是否把特殊子程序和錯誤處理子程序都?xì)w入了單獨的模塊中? 是否以快速的數(shù)學(xué)運算代替了較慢的數(shù)學(xué)運算? 是否盡可能地使用了整數(shù)運算，而不是實數(shù)運算? 是否在表達(dá)式中避免了混合數(shù)據(jù)類型的使用，消除了不必要的類型轉(zhuǎn)換?,程序是否避免了非標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)或子程序的調(diào)用? 在幾條分支結(jié)構(gòu)中，是

30、否最有可能為“真”的分支首先得到測試? 在復(fù)雜的邏輯條件中，是否最有可能為“真“的表達(dá)式首先得到測試?,7. 可使用性,從用戶觀點出發(fā)，可使用性定義為程序方便、實用、及易于使用的程度。一個可使用的程序應(yīng)是易于使用的、能允許用戶出錯和改變，并盡可能不使用戶陷入混亂狀態(tài)的程序。用于可使用性度量的檢查項目如下： 程序是否具有自描述性?,程序是否能始終如一地按照用戶的要求運行? 程序是否讓用戶對數(shù)據(jù)處理有一個滿意的和適當(dāng)?shù)目刂? 程序

31、是否容易學(xué)會使用? 程序是否使用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來自動地處理事務(wù)性工作和管理格式化、地址分配及存儲器組織。 程序是否具有容錯性? 程序是否靈活?,其它間接定量度量可維護(hù)性的方法,問題識別的時間；因管理活動拖延的時間；收集維護(hù)工具的時間；分析、診斷問題的時間；修改規(guī)格說明的時間；具體的改錯或修改的時間；局部測試的時間；集成或回歸測試的時間；維護(hù)的評審時間；,這些數(shù)據(jù)反映了維護(hù)全過程中檢錯－糾錯－驗證的周期，即從檢測出軟件