软件维护与软件再工程概述(PPT 51页).ppt

1、第七章 软件维护与软件再工程,7.1 软件维护的概念 四类维护活动： 改正性维护 适应性维护 扩充与完善性维护 预防性维护,三类维护所占比例:,其它维护 5 %,适应性 维 护 25%,改正性 维 护 20%,扩充与完 善性维护 50%,改正性维护占全部维护量的比率已从80年代初 的20%大幅度下降, 90年代初一些公司的产品 差错率已接近于零,各类维护活动的根本目的是延长软件生存期,其它维护 4 %,软件 生存 周期,软件诞生,计 划,分 析,设 计,编 码,测 试,运行和维护(简称维护),改善期 稳定期 陈旧期,1年-10年,2个月-2年,重构,软件工程周期,7.2 软件维护的特点,M,P

2、+K,e,=,(c-d ),M : 维护工作总工作量 P : 生产性工作量 K : 经验常数 c : 复杂度 d : 对该软件熟悉程度的度量,7.2.1 维护的成本,7.2.2 维护中的典型问题,(1)难以跟踪软件版本的进化过程, 软件的变化未在文档中反映出来. (2)难以跟踪软件的创建过程. (3)难以读懂他人程序. (4)无文档或不全. (5)软件人员流动性大. (6)设计时未考虑修改需要,修改困难. (7)维护工作无吸引力,缺乏成就感.,7.3 软件的维护任务,7.3.1 维护组织,7.3.2 维护报告,维护要求表 软件维护人员提供给用户的空白的维护要求表，也称为软件问题报告表，这个表格

3、由要求一项维护活动的用户填写。 软件维修报告 满足维护要求表中的要求所需要的工作量； 维护要求的性质； 这项要求的优先次序； 与修改有关的事后数据。,维护阶段的事件流,不管维护类型如何，都需要进行同样的技术工作。这些工作包括修改软件设计、复查、必要的代码修改、单元测试和集成测试（包括使用以前的测试方案的回归测试）、验收测试和复审。不同类型的维护强调的重点不同，但是基本路径是相同的。维护事件流中最后一个事件是复审，它再次检验软件配置的所有成分的有效性，并且保证事实上满足了维护要求表中的要求。,软件过程的输出信息可以分为3类： 计算机程序（源代码和可执行程序）； 描述计算机程序的文档（供技术人员或

4、用户使用）； 数据（程序内包含的或在程序外的）。 上述这些项组成了在软件过程中产生的全部信息，我们把它们统称为软件配置，而这些项就是软件配置项。,7.3.4 保存维护记录,维护过程中作应记录的数据 程序标识 源程序语句数目 机器代码指令条数 . . 以收集的数据为基础构造维护数据库, 供维护评价使用.,7.3.5 评价维护活动,从七个方面度量（评价)维护工作： （1）每次程序运行平均失效的次数； （2）用于每一类维护活动的总人时数； （3）平均每个程序、每种语言、每种维护类型所做的程序变动数； （4）维护过程中增加或者删除一个源语句平均花费的人时数； （5）维护每种语言花费的平均人时数； （6

5、）一张维护要求表的平均周转时间； （7）不同维护类型所占的百分比。,7.4软件可维护性7.4.1 软件可维护性的定义,软件可维护性是指纠正软件系统出现的错误和缺陷，以及为满足新的要求进行修改、扩充或压缩的难易程度。 或者： 维护人员理解、改正、改动或者改进这个软件的难易程度。,7.4.2 可维护性的度量,度量程序可维护性的7个特性在各类维护 中的侧重点 改正性维护 适应性维护 完善性维护 可理解性 可测试性 可修改性 可靠性 可移植性 可重用性 效率 ,7.5 提高可维护性的方法,建立明确的软件质量目标和优先级 使用提高软件质量的技术和工具 进行明确的质量保证审查 选择可维护的程序设计语言 改

6、进程序的文档 维护老化代码,7.6 预防性维护,维护老程序的方法： （1）反复多次的做修改程序的尝试； （2）仔细分析程序尽可能多得掌握程序的内部工作细节，以便更加有效的修改它； （3）在深入理解原有设计的基础上，用软件工程方法重新设计、重新编码和测试那些需要变更的软件部分； （4）以软件工程方法学为指导，对程序全部重新设计、编码和测试，为此可以使用逆向工程和再工程工具来帮助理解原有的设计。 预防性维护：把今天的方法学应用到昨天的系统上，以支持明天的需求。,7.7 软件再工程,7.7.1 软件再工程 在软件复用中,有问题是与现有系统密切相关的 例如: 现有软件系统如何适应当前技术的发展及需求的

7、变化,采用更易于理解的、适应变化的、可复用的系统软件构架并提炼出可复用的软件构件? 现存大量的遗产软件系统(Legacy Software)由于技术的发展,正逐渐退出使用,如何对这些系统进行挖掘、整理,得到有用的软件构件? 已有的软件构件随着时间的流逝会逐渐变得不可使用,如何对它们进行维护,以延长其生命期,充分利用这些可复用构件?,软件再工程(Software Reengineering)正是解决上述问题的主要技术手段。 软件再工程是一类软件工程活动， 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。再工程的基础是系统理解,包括对运行系统、源代码、设计、分析

8、、文档等的全面理解。但在很多情况下,由于各类文档的丢失,只能对源代码进行理解,即程序理解。 它能够使我们： 增进对软件的理解； 提高软件自身的可维护性、复用性或演化性.,软件再工程过程模型,代码重构,数据重构,正向工程,库存目录分析,文档重构,逆向工程,软件再工程相关术语间关系,信 息 库,1类视图： 非过程性描述、元描述 例：规格说明,再工程,3类视图： 过程性描述 例：源程序,再工程,2类视图： 伪过程性描述、结构性描述 例：DFD、PDL,A2类视图： 分析,再工程,逆向工程 设计恢复 再工程,逆向工程 设计恢复 再工程,A1类视图： 分析,A3类视图： 分析,分解,综合生 成视图,软件

9、视图 Software view 有关软件的一种表达形式或报告； 视图分类： 1类视图： 2类视图： 3类视图： A类视图：伴随上述各类的分析视图； A1类视图是对1类视图的分析信息； A2类视图是有关2类视图的分析信息； A3类视图是由3类视图得到。,软件视图示例,信息库,视图编辑器,DFD,视图编辑器,Petri网,视图编辑器,ERA图,视图编辑器,跟踪矩阵,Req1 Req2,Prog1 Prog2 Prog3,视图编辑器,程序结构图,视图编辑器,流程图,视图编辑器,规格说明,再工程信息库及其产品,软件文档,分析结果,信息库,设计成果,规格说明,各种图,度量值,分析、分解器,源程序或其模

10、板,(进入点),源程序,自动进行再工程的过程,软件,软件的 新视图,语法分析器 语义分析器,视图合成器,信息库,其他 产品,经过再工程 过程可获得 的信息,格式 图形 文档 度量值 逻辑 报告,7.7.2 库存目录分析,仔细分析库存目录，按照业务重要程度、寿命、当前可维护性、预期的修改次数等标准，把库中的应用系统排序，从中选出再工程的候选者，然后明智地分配再工程所需要的资源。,开发和维护者不应等待用户的维护申请, 可先选择以下类型程序作为预防性维护对象: (1)预计若干年内将继续使用的程序 (2)当今正成功使用的程序 (3)最近的将来要进行大修改和完善的 程序,7.7.3 文档重构,（1）保持

11、现状 （2）针对系统中当前正在修改的那些部分建立完整文档 （3）如果某应用系统是完成业务工作的关键，而且必须重构全部文档，则仍然应该设法把文档工作减少到必需的最小量。,7.7.4 逆向工程 逆向工程(反推工程reverse engineering) 从现有软件恢复设计信息(有用的维护信息),非结构化、无文档 的源代码或目标代码,逆向工程恢复信息的级别:,(1)实现级:程序的抽象语法 树、符号表等信息 (2)结构级:反映程序分量之间 相互依赖关系的信 息，如调用图、结 构图等. (3)功能级:反映程序段功能和 段间关系的信息 (4)领域级:反映程序分量与应 用领域概念间对应 关系的信息,抽 象

12、级 别,低,高,信息的抽象级别越高, 它与代码距 离越远, 通 过逆向工程 恢复的难度 越大, 自动 工具支持的 可能性变小,逆向工程,源程序,目标代码,反汇编、反编译 程序分析技术:程序结构分析工具 程序功能分析工具,源程序,概要设计 详细设计,概要设计,需求分析,7.7.5 正向工程,正向工程也称为革新或者改造，这项活动不仅从现有程序中恢复设计信息，而且使用该信息去改变或者重构现有系统，以提高整体质量。 正向工程应用软件工程原理、概念、技术和方法来重新开发某个现有的应用系统。在大多数情况下，被再工程的软件不仅能构重新实现现有系统的功能，而且加入了新功能和提高了整体性能。,7.7.6 代码重

13、构,重构可疑模块的代码 首先，用重构工具分析源代码，标注出需要重构的代码 然后，自动重构有问题的代码； 最后，复审和测试生成的重构代码。,7.7.7 数据重构,发生在较低抽象层次上，是一种全范围内的再工程活动。在大多数情况下，数据重构始于逆向工程活动，分解当前使用的数据体系结构，必要时定义数据模型，标识数据对象和属性，并且从软件质量的角度复审现存的数据结构。,7.7.3 为什么要实施软件再工程 再工程可帮助降低软件演化风险 再工程可帮助补偿软件投资 再工程可使得软件易于进一步变更 再工程有广阔市场 再工程扩大了CASE工具集 再工程是推动自动软件维护的动力,第八章 软件项目管理,估算软件规模

14、工作量估算 进度计划 人员组织 质量保证 软件配置管理 能力成熟度模型,8.1 估算软件规模,1、代码行技术 L=,6,a + 4m +b,由多名有经验的软件工程师分别作出估计。每个人都估计程序的最小规模a，最大规模b和最可能的规模m。 LOC KLOC,2、功能点技术 （1）信息域特性 输入项数：用户向软件输入的项数，这些输入给软件提供面向应用的数据； 输出项数：软件向用户输出的项数，它们向用户提供面向应用的信息； 查询数：查询就是一次联机输入，它导致软件以联机输出方式产生某种即时响应； 主文件数：逻辑主文件的数目； 外部接口数：机器可读的全部接口的数量，用这些接口把信息传送给另一个系统。,

15、（2）估算功能点的步骤 A、 计算未调整的功能点数UFP B 、计算技术复杂性因子TCP TCF = 0.65+0.01DI 其中，DI是14种技术因素对软件规模的综合影响程度。 C、 计算功能点数FP FP = UFPTCF,8.2 工作量估算,静态单变量模型 动态多变量模型 COCOMO2模型,8.3 进度计划,估算开发时间 Gantt图 工程网络 估算工程进度 关键路径 机动时间,8.4 人员组织,民主制程序员组 主程序员组 现代程序员组,8.5 质量保证,软件质量 软件与明确地和隐含地定义的需求相一致的程序。 定义强调了三个要点： （1）软件需求是度量软件质量的基础，与需求不一致就是质

16、量不高 （2）指定的开发标准定义了一组指导软件开发的准则，如果没有遵守这些准则，几乎肯定会导致软件质量不高 （3）通常，有一组没有显式描述的需求，如果软件满足明确描述的需求，却不满足隐含的需求，那么软件的质量仍然是值得怀疑的。,产品运行,产品 转移,产品修改,可理解性 可维修性 灵活性 可测试性,可移植性 可再用性 互运行性,正确性 完整性 健壮性 可用性 效率 风险,软件质量因素与产品活动的关系,软件质量保证措施 SQA的措施主要有： 基于非执行的测试（复审或者评审） 基于执行的测试 程序正确性证明,8.6 软件配置管理,软件配置管理是在软件的整个生命期内管理变化的一组活动。 具体地说，这组

17、活动用来： 标识变化 控制变化 确保适当地实现了变化 向需要知道这类信息的人报告变化,软件配置 软件配置项：计算机程序、描述计算机程序的文档、数据。 基线：通过了正式复审的软件配置项。,软件配置管理过程 软件配置管理可以看作是应用于整个软件过程的软件质量保证活动，是专门用来管理变化的软件质量保证活动。 软件配置管理的五项任务： 标识、版本控制、变化控制、 配置审计、报告。,8.7 能力成熟度模型,能力成熟度模型的主要思想 因为问题是管理软件过程的方法不恰当造成的，所以采用新技术并不会自动提高软件生产率和软件质量，应该下大力气改进对软件过程的管理。 能力成熟度模型的五个成熟度等级 初始级、可重复级、已定