第8章軟件維護(hù)軟件維護(hù)的基本概念軟件維護(hù)是指軟件系統(tǒng)交付使用以后，為了改正錯(cuò)誤或滿足新的需求而修改軟件的過(guò)程。

軟件維護(hù)工作處于軟件生命期的最后階段，維護(hù)階段是軟件生存期中最長(zhǎng)的一個(gè)階段，其費(fèi)用高達(dá)整個(gè)軟件生命期花費(fèi)的約60%-70％。

生命周期工程周期運(yùn)行維護(hù)周期完善性維護(hù)（PerfectiveMaintenance）糾錯(cuò)性維護(hù)（CorrectiveMaintenance）適應(yīng)性維護(hù)（AdaptiveMaintenance）預(yù)防性維護(hù)（PreventiveMaintenance）按照不同的維護(hù)目的，維護(hù)工作可分成4類(lèi)。軟件維護(hù)的類(lèi)型完善性維護(hù)（PerfectiveMaintenance）糾錯(cuò)性維護(hù)（CorrectiveMaintenance）適應(yīng)性維護(hù)（AdaptiveMaintenance）預(yù)防性維護(hù)（PreventiveMaintenance）按照不同的維護(hù)目的，維護(hù)工作可分成4類(lèi)。軟件維護(hù)的類(lèi)型

擴(kuò)充原有系統(tǒng)的功能，提高系統(tǒng)的性能，提高軟件運(yùn)行的效率，滿足用戶(hù)的實(shí)際需要而進(jìn)行的維護(hù)活動(dòng)。

當(dāng)一個(gè)軟件系統(tǒng)投入使用和成功地運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的實(shí)際需要，提出增加新功能、修改已有功能以及性能的改進(jìn)要求等。完善性維護(hù)（PerfectiveMaintenance）糾錯(cuò)性維護(hù)（CorrectiveMaintenance）適應(yīng)性維護(hù)（AdaptiveMaintenance）預(yù)防性維護(hù)（PreventiveMaintenance）按照不同的維護(hù)目的，維護(hù)工作可分成4類(lèi)。軟件維護(hù)的類(lèi)型

軟件測(cè)試不可能找出一個(gè)軟件系統(tǒng)中所有潛伏的錯(cuò)誤，所以當(dāng)軟件在特定情況下運(yùn)行時(shí)，這些潛伏的錯(cuò)誤可能會(huì)暴露出來(lái)。對(duì)在測(cè)試階段未能發(fā)現(xiàn)的，在軟件投入使用后才逐漸暴露出來(lái)的錯(cuò)誤的測(cè)試、診斷、定位、糾錯(cuò)以及驗(yàn)證、修改的回歸測(cè)試過(guò)程，稱(chēng)為糾錯(cuò)性維護(hù)。完善性維護(hù)（PerfectiveMaintenance）糾錯(cuò)性維護(hù)（CorrectiveMaintenance）適應(yīng)性維護(hù)（AdaptiveMaintenance）預(yù)防性維護(hù)（PreventiveMaintenance）按照不同的維護(hù)目的，維護(hù)工作可分成4類(lèi)。軟件維護(hù)的類(lèi)型計(jì)算機(jī)的軟、硬件環(huán)境，數(shù)據(jù)環(huán)境在不斷的變化，使運(yùn)行的軟件能適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境或者數(shù)據(jù)的變動(dòng)而修改軟件的過(guò)程稱(chēng)為適宜性維護(hù)。完善性維護(hù)（PerfectiveMaintenance）糾錯(cuò)性維護(hù)（CorrectiveMaintenance）適應(yīng)性維護(hù)（AdaptiveMaintenance）預(yù)防性維護(hù)（PreventiveMaintenance）按照不同的維護(hù)目的，維護(hù)工作可分成4類(lèi)。軟件維護(hù)的類(lèi)型為了進(jìn)一步改善軟件的可靠性和易維護(hù)性，或者為預(yù)見(jiàn)的將來(lái)軟件運(yùn)行和維護(hù)打下更好的基礎(chǔ)而對(duì)軟件進(jìn)行修改。由于對(duì)于該類(lèi)維護(hù)工作必須采用先進(jìn)的軟件工程方法，對(duì)需要修改的軟件或部分進(jìn)行設(shè)計(jì)、編碼和測(cè)試。對(duì)該類(lèi)維護(hù)工作的必要性有爭(zhēng)議，它所占的比例較小。糾錯(cuò)性維護(hù)適應(yīng)性維護(hù)完善性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)糾錯(cuò)性維護(hù)25%適應(yīng)性維護(hù)21%完善性維護(hù)50%預(yù)防性維護(hù)4%各類(lèi)維護(hù)所占的比例

針對(duì)以上幾種類(lèi)型的維護(hù)，可采取相應(yīng)的維護(hù)策略，以提高維護(hù)效率，降低維護(hù)成本。圖中表示各種維護(hù)所占的比例，顯然完善性維護(hù)所占的比例最大。軟件維護(hù)策略軟件維護(hù)的策略軟件維護(hù)的特性

一、時(shí)間長(zhǎng)、工作量大、成本高

維護(hù)階段是軟件生存期中最長(zhǎng)的一個(gè)階段，軟件維護(hù)的工作量占整個(gè)軟件生存期的70％以上，而且還在逐年增加。二、維護(hù)的副作用

維護(hù)的副作用是指由于修改程序而導(dǎo)致新的錯(cuò)誤或者新增加一些不必要的活動(dòng)。

１、修改代碼的副作用在修改源代碼時(shí)，可能引起的錯(cuò)誤。２、修改數(shù)據(jù)的副作用在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，有可能造成軟件設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不匹配，因而導(dǎo)致軟件出錯(cuò)。數(shù)據(jù)副作用就是修改軟件信息結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的結(jié)果。３、修改文檔的副作用

對(duì)軟件的數(shù)據(jù)流、軟件結(jié)構(gòu)、模塊邏輯等進(jìn)行修改時(shí)，必須對(duì)相關(guān)技術(shù)文檔進(jìn)行相應(yīng)修改。但修改文檔過(guò)程會(huì)產(chǎn)生新的錯(cuò)誤，導(dǎo)致文檔與程序功能不匹配，缺省條件改變等錯(cuò)誤，產(chǎn)生文檔的副作用。

三、軟件維護(hù)的困難由于軟件維護(hù)工作通常并不由軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)人員來(lái)完成，維護(hù)人員首先要對(duì)軟件各階段的文檔和代碼進(jìn)行分析、理解。因而出現(xiàn)了理解別人的程序困難、文檔不齊等問(wèn)題，尤其是對(duì)大型、復(fù)雜系統(tǒng)的維護(hù)，更加困難和復(fù)雜，甚至是不可能的！結(jié)構(gòu)化維護(hù)與非結(jié)構(gòu)化維護(hù)

非結(jié)構(gòu)化維護(hù)

—

缺乏必要的文檔說(shuō)明，文檔缺少或者不一制，難于確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)接口等特性，這樣的維護(hù)工作令人生畏，事倍功半。太累了！受不了啦！幾萬(wàn)行程序怎么改哦？？？結(jié)構(gòu)化維護(hù)

—

指軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程是按照軟件工程方法進(jìn)行的，開(kāi)發(fā)各階段的文檔齊全，軟件的維護(hù)過(guò)程，有一整套完整的方案、技術(shù)、審定過(guò)程及文檔?？梢钥吹?，維護(hù)工作的難度及工作量的大小，明顯與前期的開(kāi)發(fā)工作密切相關(guān)。軟件維護(hù)的困難軟件維護(hù)的特性軟件維護(hù)的工作量模型維護(hù)活動(dòng)分為生產(chǎn)性活動(dòng)和非生產(chǎn)性活動(dòng)。生產(chǎn)性活動(dòng)包括分析評(píng)價(jià)、修改設(shè)計(jì)和編寫(xiě)程序代碼等。非生產(chǎn)性活動(dòng)包括理解程序代碼，解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接口特點(diǎn)和設(shè)計(jì)約束等。Belady

和Lehman提出軟件維護(hù)工作模型：M=P+K*EXP（C-D）其中：

M—維護(hù)工作的總工作量

P—生產(chǎn)性活動(dòng)的工作量

K—經(jīng)驗(yàn)常數(shù)

C—程序復(fù)雜度（由非結(jié)構(gòu)化維護(hù)引起的）

D—對(duì)維護(hù)軟件熟悉程度的度量顯然，若Ｃ越大，Ｄ越小，則維護(hù)工作量成指數(shù)增長(zhǎng)，為此，必須防止出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化維護(hù)并盡可能由熟悉軟件的原開(kāi)發(fā)人員參加維護(hù)。軟件維護(hù)的工作量模型軟件維護(hù)的過(guò)程軟件維護(hù)是一件復(fù)雜而困難的事，必須在相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)下，按照一定的步驟進(jìn)行。

組織

流程

管理

維護(hù)組織下圖給出了一種典型的維護(hù)組織方式。維護(hù)申請(qǐng)維護(hù)管理員系統(tǒng)管理員維護(hù)人員配置管理員修改批準(zhǔn)人員軟件系統(tǒng)軟件維護(hù)組織其中，維護(hù)管理員可以是某個(gè)人，也可以是一個(gè)包括管理人員、高級(jí)技術(shù)人員等在內(nèi)的小組。用戶(hù)維護(hù)人員確認(rèn)維護(hù)類(lèi)型維護(hù)實(shí)施評(píng)價(jià)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行問(wèn)題分析復(fù)審評(píng)價(jià)錯(cuò)誤嚴(yán)重程度進(jìn)行問(wèn)題分析確定更改要求維護(hù)要求完美性適應(yīng)性將安排好的工作量列入計(jì)劃低高糾錯(cuò)性嚴(yán)重不嚴(yán)重安排改正性維護(hù)將改正錯(cuò)誤列入計(jì)劃

人

員

安排交付使用的軟件理解分析程序安排計(jì)劃修改程序測(cè)試程序

軟件維護(hù)的工作流程圖修改過(guò)的軟件維護(hù)工作的流程下圖描述了實(shí)施軟件維護(hù)的工作流程，一個(gè)維護(hù)申請(qǐng)經(jīng)過(guò)評(píng)審后，首先要確定維護(hù)的類(lèi)型，還要分辨錯(cuò)誤的嚴(yán)重程度或修改優(yōu)先級(jí)的高低，分別處理。人員安排維護(hù)工作的組織管理軟件維護(hù)工作不僅是技術(shù)性的，它還需要大量的管理工作與之相配合，才能保證維護(hù)工作的質(zhì)量。下圖描述了軟件維護(hù)的管理流程。

維護(hù)修改建議

分析修改建議是否合理提交管理部門(mén)審查是否同意修改撤銷(xiāo)NYNY進(jìn)行測(cè)試

提交管理部門(mén)審批是否批準(zhǔn)更新主文檔Y

更新其他文檔

提交使用修改N

軟件維護(hù)的管理流程許多軟件的維護(hù)十分困難，原因在于這些軟件的文檔不全、質(zhì)量差、開(kāi)發(fā)過(guò)程不注意采用好的方法，忽視程序設(shè)計(jì)風(fēng)格等。許多維護(hù)要求并不是因?yàn)槌绦蛑谐鲥e(cuò)而提出的，而是為適應(yīng)環(huán)境變化或需求變化而提出的。為了使得軟件能夠易于維護(hù)，必須考慮使軟件具有可維護(hù)性軟件可維護(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(cuò)誤和缺陷，以及為滿足新的要求進(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，也是用戶(hù)十分關(guān)心的幾個(gè)方面。軟件的可維護(hù)性是軟件開(kāi)發(fā)階段各個(gè)時(shí)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(gè)特性來(lái)衡量程序的可維護(hù)性。

可理解性 可使用性可測(cè)試性 可移植性 可修改性 效率 可靠性而且對(duì)于不同類(lèi)型的維護(hù)，這七種特性的側(cè)重點(diǎn)也不相同。

表各類(lèi)維護(hù)中的側(cè)重點(diǎn)改正性維護(hù)適應(yīng)性維護(hù)完善性維護(hù)可理解性√可測(cè)試性√可修改性√√可靠性√可移植性√可使用性√√效率√這些質(zhì)量特性通常體現(xiàn)在軟件產(chǎn)品的許多方面;為使每一個(gè)質(zhì)量特性都達(dá)到預(yù)定的要求，需要在軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段采取相應(yīng)的措施加以保證。這些質(zhì)量要求要滲透到而各開(kāi)發(fā)階段的各個(gè)步驟當(dāng)中。因此，軟件的可維護(hù)性是產(chǎn)品投入運(yùn)行以前各階段面向上述各質(zhì)量特性要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)的最終結(jié)果?？删S護(hù)性的度量

質(zhì)量檢查表是用于測(cè)試程序中某些質(zhì)量特性是否存在的一個(gè)問(wèn)題清單。評(píng)測(cè)者針對(duì)檢查表上的每一個(gè)問(wèn)題，依據(jù)自己的定性判斷，回答“Yes”或者“No”。

質(zhì)量測(cè)試和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

用于定量分析和評(píng)價(jià)程序的質(zhì)量。由于許多質(zhì)量特性是相互抵觸的，可用以下度量標(biāo)準(zhǔn)，去度量不同的質(zhì)量特性?？删S護(hù)性可理解性可靠性可測(cè)試性可修改性可移植性可使用性效率可維護(hù)性的度量標(biāo)準(zhǔn)⑴可理解性

文檔化；模塊化；“90-10測(cè)試法”：Shneiderman提出一種的一種衡量維護(hù)可理解性的方法，即讓有經(jīng)驗(yàn)的程序員閱讀10分鐘要測(cè)試的程序，然后如能憑記憶和理解寫(xiě)出90％的程序，則稱(chēng)該程序是可理解的。⑵可靠性

度量的主要標(biāo)準(zhǔn)有：平均失效間隔時(shí)間、平均修復(fù)時(shí)間、有效性。

植入模型：根據(jù)程序錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)數(shù)字，進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)。

根據(jù)程序文本復(fù)雜性，預(yù)測(cè)軟件可靠性。⑶可測(cè)試性

表明論證軟件正確性的容易程度。對(duì)于程序模塊，可用程序復(fù)雜性來(lái)度量可測(cè)試性?？删S護(hù)性的度量1可維護(hù)性的度量⑷可修改性一個(gè)可修改的軟件應(yīng)當(dāng)是可理解的、通用的、靈活的、簡(jiǎn)單的。測(cè)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(guò)做幾個(gè)簡(jiǎn)單的修改，來(lái)評(píng)價(jià)修改難度Ｄ：D=A*n/C

其中C是程序中各個(gè)模塊的平均復(fù)雜性，A是要修改的n個(gè)模塊的平均復(fù)雜性。A和C可用任何一種度量程序復(fù)雜性的方法計(jì)算。

⑸可移植性表明軟件轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的計(jì)算環(huán)境的可能性的大??；或者軟件能有效地在各種環(huán)境中運(yùn)行的容易程度。⑹效率包括時(shí)間和空間的效率。⑺可使用性從用戶(hù)的角度出發(fā)，將可使用性定義為程序方便、實(shí)用及易于使用的程度。可維護(hù)性的度量提高可維護(hù)性的方法

提高軟件系統(tǒng)的可維護(hù)性，并不是維護(hù)階段才進(jìn)行的過(guò)程，而是貫穿于整個(gè)軟件分析、開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程：

建立明確的軟件質(zhì)量目標(biāo)使用提高軟件質(zhì)量的技術(shù)和工具進(jìn)行明確的質(zhì)量保證審查選擇可維護(hù)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言改進(jìn)程序的文檔

建立明確的軟件質(zhì)量目標(biāo)和優(yōu)先級(jí)一個(gè)可維護(hù)的程序應(yīng)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。要實(shí)現(xiàn)這所有的目標(biāo)，需要付出很大的代價(jià)，而且也不一定行得通。某些質(zhì)量特性是相互促進(jìn)的，例如可理解性和可測(cè)試性、可理解性和可修改性。另一些質(zhì)量特性是相互抵觸的，如效率和可移植性、效率和可修改性等。每一種質(zhì)量特性的相對(duì)重要性應(yīng)隨程序的用途及計(jì)算環(huán)境的不同而不同。例如，對(duì)編譯程序來(lái)說(shuō)，可能強(qiáng)調(diào)效率；但對(duì)管理信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，則可能強(qiáng)調(diào)可使用性和可修改性。應(yīng)當(dāng)對(duì)程序的質(zhì)量特性，在提出目標(biāo)的同時(shí)還必須規(guī)定它們的優(yōu)先級(jí)。使用提高軟件質(zhì)量的技術(shù)和工具模塊化如果需要改變某個(gè)模塊的功能，則只要改變這個(gè)模塊，對(duì)其它模塊影響很小；如果需要增加程序的某些功能，則僅需增加完成這些功能的新的模塊或模塊層；程序的測(cè)試與重復(fù)測(cè)試比較容易；程序錯(cuò)誤易于定位和糾正結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

程序被劃分成分層的模塊結(jié)構(gòu)；

模塊調(diào)用控制必須從模塊的入口點(diǎn)進(jìn)入，從出口點(diǎn)退出。

模塊的控制結(jié)構(gòu)僅限于順序、選擇、重復(fù)三種，且沒(méi)有GOTO語(yǔ)句。

每個(gè)程序變量只用于唯一的程序目的，而且變量的作用范圍應(yīng)是明確的、有限制的。用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)，提高現(xiàn)有系統(tǒng)的可維護(hù)性采用備用件的方法──用一個(gè)新的結(jié)構(gòu)良好的模塊替換掉整個(gè)要修改的模塊。

采用自動(dòng)重建結(jié)構(gòu)和重新格式化的工具(結(jié)構(gòu)更新技術(shù))──把非結(jié)構(gòu)化代碼轉(zhuǎn)換成良好結(jié)構(gòu)代碼。

改進(jìn)現(xiàn)有程序不完善的文檔─建立或補(bǔ)充系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)文檔、模塊說(shuō)明書(shū)、以及在源程序中插入必要注釋。進(jìn)行明確的質(zhì)量保證審查質(zhì)量保證審查對(duì)于獲得和維持軟件的質(zhì)量，是一個(gè)很有用的技術(shù)。審查可以用來(lái)檢測(cè)在開(kāi)發(fā)和維護(hù)階段內(nèi)發(fā)生的質(zhì)量變化。一旦檢測(cè)出問(wèn)題來(lái)，就可以采取措施來(lái)糾正，以控制不斷增長(zhǎng)的軟件維護(hù)成本，延長(zhǎng)軟件系統(tǒng)的有效生命期。軟件開(kāi)發(fā)期間各個(gè)檢查點(diǎn)的檢查重點(diǎn)在設(shè)計(jì)階段，檢查重點(diǎn)是可理解性、可修改性、可測(cè)試性。可理解性檢查的重點(diǎn)是程序的復(fù)雜性。對(duì)每個(gè)模塊可用McCabe環(huán)路來(lái)計(jì)算模塊復(fù)雜性，若大于10，則需重新設(shè)計(jì)?？梢杂酶鞣N質(zhì)量特性檢查表，或用度量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢查可維護(hù)性。審查小組可以采用人工測(cè)試一類(lèi)的方式，進(jìn)行審查。2.驗(yàn)收檢查驗(yàn)收檢查是一個(gè)特殊的檢查點(diǎn)的檢查，是交付使用前的最后一次檢查，驗(yàn)收檢查實(shí)際上是驗(yàn)收測(cè)試的一部分，只不過(guò)它是從維護(hù)的角度提出驗(yàn)收的條件和標(biāo)準(zhǔn)。驗(yàn)收檢查必須遵循的最小驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

(1)需求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) ①需求應(yīng)當(dāng)以可測(cè)試的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行書(shū)寫(xiě)，排列優(yōu)先次序和定義； ②區(qū)分必須的、任選的、將來(lái)的需求； ③包括對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的計(jì)算機(jī)設(shè)備的需求；對(duì)維護(hù)、測(cè)試、操作、以及維護(hù)人員的需求；對(duì)測(cè)試工具等的需求。(2)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)①程序應(yīng)設(shè)計(jì)成分層的模塊結(jié)構(gòu)。每個(gè)模塊應(yīng)完成唯一的功能，并達(dá)到高內(nèi)聚、低耦合；②通過(guò)一些知道預(yù)期變化的實(shí)例，說(shuō)明設(shè)計(jì)的可擴(kuò)充性、可縮減性和可適應(yīng)性。

(3)源代碼標(biāo)準(zhǔn)

①盡可能使用最高級(jí)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，且只使用語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)版本； ②所有的代碼都必須具有良好的結(jié)構(gòu)； ③所有的代碼都必須文檔化，在注釋中說(shuō)明它的輸入、輸出、以及便于測(cè)試／再測(cè)試的一些特點(diǎn)與風(fēng)格。(4)文檔標(biāo)準(zhǔn)

文檔中應(yīng)說(shuō)明程序的輸入／輸出使用的方法／算法錯(cuò)誤恢復(fù)方法所有參數(shù)的范圍缺省條件等。3.周期性地維護(hù)審查檢查點(diǎn)復(fù)查和