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：

软件维护是一次新的开发活动。
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：

系统的规模
程序设计语言
系统年龄
数据库技术的应用
先进的软件开发技术
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