WWZZ软件维护和再工程选讲

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1、WWZZWWZZ软件维护和再工程选软件维护和再工程选讲讲软件演化是指软件在交付以后，对软件进行的一系列软件演化是指软件在交付以后，对软件进行的一系列活动的总称。活动的总称。软件演化：软件的维护、软件再工程。软件演化：软件的维护、软件再工程。软件维护阶段覆盖了从软件交付使用到软件被淘汰为软件维护阶段覆盖了从软件交付使用到软件被淘汰为止的整个时期。软件的开发时间可能需要一、二年，止的整个时期。软件的开发时间可能需要一、二年，甚至更短，但它的使用时间可能要经历几年或几十年。甚至更短，但它的使用时间可能要经历几年或几十年。再工程的主要目的是为遗留系统转化为可演化系统提再工程的主要目的是为遗留系统转化为

2、可演化系统提供一条现实可行的途径，是在软件生命周期终止后开供一条现实可行的途径，是在软件生命周期终止后开始的一个新的阶段。始的一个新的阶段。 2软件技术与数据库教研室 软件工程内容摘要内容摘要软件维护软件维护再工程技术再工程技术3软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念软件维护的概念 什么是软件维护什么是软件维护是指软件系统交付使用以后，为了改正错误或满足是指软件系统交付使用以后，为了改正错误或满足新的需要而修改软件的过程新的需要而修改软件的过程 国标国标GB/T 11457-95GB/T 11457-95给出如下定义给出如下定义 在一软件产品交付使用后对其进行修改，以纠正故在一软件产品

3、交付使用后对其进行修改，以纠正故障障; ;在一软件产品交付使用后对其进行修改，以纠正故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障、改进其性能和其它属性，或使产品适应改变了的环境的环境4软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念软件维护分类软件维护的概念软件维护分类两种错误认识两种错误认识 软件维护是一次新的开发活动软件维护是一次新的开发活动 软件维护就是改错软件维护就是改错 新开发活动新开发活动强调要在一定的约束条件下从头开始实施强调要在一定的约束条件下从头开始实施 软件维护软件维护强调必须在现有系统的限定和约束条件下实强调必须在现有系统的限

4、定和约束条件下实施施 ；根据起因不同，软件维护可以分为；根据起因不同，软件维护可以分为纠错性维护、纠错性维护、适应性维护、改善性维护和预防性维护适应性维护、改善性维护和预防性维护四类四类 5软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念软件维护的概念纠错性维护纠错性维护为了改正软件为了改正软件系统中的错误，系统中的错误，使软件能够满使软件能够满足预期的正常足预期的正常运行状态的要运行状态的要求而进行的维求而进行的维护护为了使软件适为了使软件适应内部或外部应内部或外部环境变化，而环境变化，而去修改软件的去修改软件的过程过程适应性维护适应性维护满足使用过程满足使用过程中用户提出增中用户提出增加新功

5、能或修加新功能或修改已有功能的改已有功能的建议维护建议维护改善性维护改善性维护为了提高软件为了提高软件的可维护性、的可维护性、可靠性等，为可靠性等，为以后进一步改以后进一步改进软件打下良进软件打下良好基础而修改好基础而修改软件的活动软件的活动预防性维护预防性维护在实践中，软件维护各种活动常常交在实践中，软件维护各种活动常常交织在一起，尽管这些维护在性质上有织在一起，尽管这些维护在性质上有些重叠，但是还是有充分的理由区分些重叠，但是还是有充分的理由区分这些维护活动这些维护活动只有正确区分维护活动的类型才能够只有正确区分维护活动的类型才能够更有效地确定维护需求的优先级更有效地确定维护需求的优先级6

6、软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念维护问题软件维护的概念维护问题和软件维护有关的部分问题和软件维护有关的部分问题 ：理解别人的代码通常是非常困难的，而且难度随理解别人的代码通常是非常困难的，而且难度随着软件配置成分的缺失而迅速增加着软件配置成分的缺失而迅速增加需要维护的软件往往没有文档、或文档资料严重需要维护的软件往往没有文档、或文档资料严重不足、或软件的变化未在相应的文档中反映出来不足、或软件的变化未在相应的文档中反映出来7软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念维护问题软件维护的概念维护问题当软件要求维护时，不能指望由原来的开发人员当软件要求维护时，不能指望由原来的开发人

7、员来完成或提供软件的解释。由于维护持续时间很来完成或提供软件的解释。由于维护持续时间很长，因此当需要解释软件时候，往往开发人员已长，因此当需要解释软件时候，往往开发人员已经不在附近了经不在附近了绝大多数软件在设计时没有考虑到将来的修改问绝大多数软件在设计时没有考虑到将来的修改问题题软件维护这项工作毫无吸引力。一方面是因为软软件维护这项工作毫无吸引力。一方面是因为软件维护，看不到什么件维护，看不到什么“成果成果”，但工作量很大，但工作量很大，更重要的是维护工作难度大，软件维护人员经常更重要的是维护工作难度大，软件维护人员经常遭受挫折。遭受挫折。 8软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念维

8、护成本软件维护的概念维护成本软件维护除费用外的无形代价包括软件维护除费用外的无形代价包括维护的结果把一些新的潜维护的结果把一些新的潜在的错误引入软件，降低在的错误引入软件，降低了软件质量了软件质量一些修复或修改请一些修复或修改请求得不到及时安排，求得不到及时安排，使得客户满意率下使得客户满意率下降降维护活动占用了其他软件开发可维护活动占用了其他软件开发可用的资源，使资源的利用率降低用的资源，使资源的利用率降低将软件人员抽调到维护将软件人员抽调到维护工作中，使得其它软件工作中，使得其它软件开发过程受到干扰开发过程受到干扰9软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念维护成本软件维护的概念维护成

9、本维护工作量的模型维护工作量的模型 M M：维护的总工作量：维护的总工作量 ；P P：生产性工作量；：生产性工作量；K K：经验常数；：经验常数；c c：复杂程度；：复杂程度；d d：维护人员对软件的熟悉程度：维护人员对软件的熟悉程度 生产性活动生产性活动 分析评价、修改设分析评价、修改设计、编写程序代码计、编写程序代码等等维护的工作维护的工作生产性活动生产性活动程序代码功能理解、程序代码功能理解、数据结构解释、接数据结构解释、接口特点和性能界限口特点和性能界限分析等分析等10软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的概念维护成本软件维护的概念维护成本影响维护工作影响维护工作量的因素量的因素系

10、统的规模系统的规模程序设计语言程序设计语言系统年龄系统年龄数据库技术数据库技术软件开发技术软件开发技术其它一些因素其它一些因素如应用的类型、如应用的类型、数学模型、任务数学模型、任务的难度、的难度、IF嵌套深嵌套深度、索引或下标度、索引或下标数等，对维护工数等，对维护工作量也有影响作量也有影响11软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护组织软件维护的过程维护组织维护组织结构图维护组织结构图 12软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护组织软件维护的过程维护组织系统监督员一般都是对程序系统监督员一般都是对程序( (某一部分某一部分) )特别熟悉的技术人员。特别熟悉的技术人员。

11、在维护人员对程序进行修改的过程中，由配置管理员严格把关，在维护人员对程序进行修改的过程中，由配置管理员严格把关，控制修改的范围，对软件配置进行审计控制修改的范围，对软件配置进行审计 。维护管理员、系统监督员、修改控制决策机构等，均代表维护维护管理员、系统监督员、修改控制决策机构等，均代表维护工作的某个职责范围工作的某个职责范围 。修改控制决策机构、维护管理员可以是指定的某个人，也可以修改控制决策机构、维护管理员可以是指定的某个人，也可以是一个包括管理人员、高级技术人员在内的小组。是一个包括管理人员、高级技术人员在内的小组。 系统监督员可以有其他职责，但应具体分管某一个软件包。系统监督员可以有其

12、他职责，但应具体分管某一个软件包。 13软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护组织软件维护的过程维护组织维护团队根据时间的不同维护团队根据时间的不同, ,可以分为短期团队和长期团可以分为短期团队和长期团队队 短期团队一般是当需要执行相关具体任务时，临时组织短期团队一般是当需要执行相关具体任务时，临时组织起来解决手头的问题起来解决手头的问题 长期团队则更正式，能够专业化创建沟通渠道，可以管长期团队则更正式，能够专业化创建沟通渠道，可以管理软件系统整个生存期的成功演化理软件系统整个生存期的成功演化 无论是短期团队还是长期团队，都要把有经验的员工和无论是短期团队还是长期团队，都要把有经验

13、的员工和新员工混合起来。新员工混合起来。14软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护过程软件维护的过程维护过程对于非纠错性维护，则首先判断维护类型，对适应性维护，按对于非纠错性维护，则首先判断维护类型，对适应性维护，按照评估后得到的优先级放入队列照评估后得到的优先级放入队列 对于改善性维护，则还要考虑是否采取行动，如果接受申请，对于改善性维护，则还要考虑是否采取行动，如果接受申请，则同样按照评估后得到的优先级放入队列，如果拒绝申请，则则同样按照评估后得到的优先级放入队列，如果拒绝申请，则通知请求者，并说明原因通知请求者，并说明原因对于工作安排队列中的任务，由修改负责人依次从队列中取出

14、对于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。任务，按照软件工程方法学规划、组织、实施工程。15软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护过程软件维护的过程维护过程维护请求维护请求类型类型类型类型严重性严重性评估后按优先评估后按优先级在队列排队级在队列排队救火行动，当救火行动，当排在队列之首排在队列之首评估后分类评估后分类评估后按优先评估后按优先级在队列排队级在队列排队采取的行动采取的行动通知请求者通知请求者并说明原因并说明原因按优先级在按优先级在队列中排队队列中排队从维护请求队列之首取出一任务从维护请求队列之首取出一任务按按SES

15、E方法学规划、组织、实施工程方法学规划、组织、实施工程队列中还有维护请求吗？队列中还有维护请求吗？资源用于开发新的软件。资源用于开发新的软件。y yn n纠错性维护纠错性维护其他其他改善性维护改善性维护适应性维护适应性维护拒绝拒绝接受接受并不严重并不严重非常严重非常严重维维护护过过程程图图16软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护过程软件维护的过程维护过程每种维护请求都要进行同样的一系列技术工作：修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、集成测试时重新编码、单元测试、集

16、成测试( ( 包括回归测试包括回归测试) )、确认测试等确认测试等 维护工作最后一步是复审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还能用其他方法进行? ?哪些维护资源可用但未用哪些维护资源可用但未用? ?17软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护过程软件维护的过程维护过程这次维护活动中主要这次维护活动中主要( (或次要或次要) )的障碍有哪些的障碍有哪些? ?在维护请求中有预防性维护吗在维护请求中有预防性维护吗? ?18软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护记录软件维护的过程维护记录维

17、护人员对程序进行修改前要着重做好两个记录维护人员对程序进行修改前要着重做好两个记录维护申请报告维护申请报告软件修改报告软件修改报告 维护请求表（报告）即软件问题报告，该报告（表）由要求一维护请求表（报告）即软件问题报告，该报告（表）由要求一项维护活动的用户填写。对改正性维护，用户需要将错误出现项维护活动的用户填写。对改正性维护，用户需要将错误出现的现场信息详细描述出来，包括输入数据、错误清单以及其它的现场信息详细描述出来，包括输入数据、错误清单以及其它有关材料。对适应性维护或改善性维护，应该给出一个简短的有关材料。对适应性维护或改善性维护，应该给出一个简短的需求规格说明书。维护申请被批准后，维

18、护申请报告就成为外需求规格说明书。维护申请被批准后，维护申请报告就成为外部文档，作为本次维护的依据部文档，作为本次维护的依据 19软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护记录软件维护的过程维护记录软件修改报告指明：为满足维护申请报告提出的需求软件修改报告指明：为满足维护申请报告提出的需求所需的工作量、本次维护活动的类别、本次维护请求所需的工作量、本次维护活动的类别、本次维护请求的优先级、本次修改的背景数据。在拟定进一步维护的优先级、本次修改的背景数据。在拟定进一步维护计划前，软件修改报告要提交给修改决策机构，供进计划前，软件修改报告要提交给修改决策机构，供进一步规划维护活动使用一步规

19、划维护活动使用 保存维护记录的第一个问题就是哪些数据值得保存？保存维护记录的第一个问题就是哪些数据值得保存？20软件技术与数据库教研室 软件工程软件维护的过程维护评价软件维护的过程维护评价如果已经开始保存维护记录，可以对维护工作做一些定量度如果已经开始保存维护记录，可以对维护工作做一些定量度量，至少可以从如下量，至少可以从如下7 7方面进行评价：方面进行评价：每次程序运行平均失败的次数；每次程序运行平均失败的次数；用于每一类维护活动的总人时数；用于每一类维护活动的总人时数；平均每个程序、每种语言、每种维护类型所必需的程序变平均每个程序、每种语言、每种维护类型所必需的程序变动数；动数；维护过程中

20、增加或删除源语句平均花费的人时数；维护过程中增加或删除源语句平均花费的人时数；维护每种语言平均花费的人时数；维护每种语言平均花费的人时数；一张维护请求表的平均周转时间；一张维护请求表的平均周转时间；不同维护类型所占的比例；不同维护类型所占的比例；21软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性软件可维护性 可维护性（可维护性（maintainabilitymaintainability）指理解、改正、调整和改进软件的难易程度。对软指理解、改正、调整和改进软件的难易程度。对软件可维护性影响的主要因素：件可维护性影响的主要因素：可理解性可理解性understandability可测试性可测试性te

21、stability可修改性可修改性modifiability可移植性可移植性portability22软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性主要影响因素软件可维护性主要影响因素可理解性：指理解软件的结构、接口、功能和内部过可理解性：指理解软件的结构、接口、功能和内部过程的难易程度。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；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程

22、序设计风格等 23软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性主要影响因素软件可维护性主要影响因素可测试性：指测试和诊断软件（主要指程序）中错误可测试性：指测试和诊断软件（主要指程序）中错误的难易程度。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；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存以前的测试过程和测试用例等 24软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性主要影响因素软件可维护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。可修改性：指修

23、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。某些功能不能正常执行。 25软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性主要影响因素软件可维护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可移植性：指程序转移到一个新的计算环境的难易程度。度。影响软件可移植性的因素有：信息隐蔽原则；模块独影响软件可移植性

24、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标准文本以外的语句等一个可移植的程序应具有结构良好、灵活、不依赖于一个可移植的程序应具有结构良好、灵活、不依赖于某一具体计算机或操作系统的性能某一具体计算机或操作系统的性能 26软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性主要影响因素软件可维护性主要影响因素通常对于软件可移植性的度量考虑如下因素通常对于软件可移植性的度量考虑如下因素 是否是用高级的独立于机器的语言来编写程序是否是用高级的独立于机器的语言来编写程序? ?是否采用广泛使用的标准化的程序设计语

25、言来编是否采用广泛使用的标准化的程序设计语言来编写程序写程序? ? 是否仅使用了这种语言的标准版本和特是否仅使用了这种语言的标准版本和特性性? ?程序中是否使用了标准的普遍使用的库功能和子程序中是否使用了标准的普遍使用的库功能和子程序程序? ?程序中是否极少使用或根本不使用操作系统的功程序中是否极少使用或根本不使用操作系统的功能能? ?27软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性主要影响因素软件可维护性主要影响因素程序在执行之前是否初始化内存程序在执行之前是否初始化内存? ?程序在执行之前是否测定当前的输入输出设备程序在执行之前是否测定当前的输入输出设备? ?程序是否把与机器相关的语句分离

26、了出来，集中放程序是否把与机器相关的语句分离了出来，集中放在了一些单独的程序模块中，并有说明文件在了一些单独的程序模块中，并有说明文件? ?程序是否结构化程序是否结构化? ? 并允许在小一些的计算机上分段并允许在小一些的计算机上分段( (覆盖覆盖) )运行运行? ?程序中是否避免了依赖于字母数字或特殊字符的内程序中是否避免了依赖于字母数字或特殊字符的内部位表示部位表示? ?28软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性软件可维护性评审软件可维护性软件可维护性评审在进行设计评审时，要从易于维护和提高设计总体质在进行设计评审时，要从易于维护和提高设计总体质量的角度全面评审数据设计、总体结构设计、

27、过程设量的角度全面评审数据设计、总体结构设计、过程设计和界面设计。在进行代码评审时，要强调编程风格计和界面设计。在进行代码评审时，要强调编程风格和内部文档。在进行测试时应指出软件正式交付前应和内部文档。在进行测试时应指出软件正式交付前应进行的预防性维护。在维护活动完成后也要进行评审。进行的预防性维护。在维护活动完成后也要进行评审。 29软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性提高可维护性的方法软件可维护性提高可维护性的方法通常采用的方法有通常采用的方法有确定质量管理目标和优先级确定质量管理目标和优先级规范化程序设计风格规范化程序设计风格选择可维护性高的程序设计语言选择可维护性高的程序设计语

28、言改进程序文档改进程序文档保证软件质量审查方法保证软件质量审查方法 30软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性提高可维护性的方法软件可维护性提高可维护性的方法确定质量管理目标和优先级确定质量管理目标和优先级 一个可维护的程序应该是可理解的，可修改的和可一个可维护的程序应该是可理解的，可修改的和可测试的。但是要实现所有这些目标，需要付出很大测试的。但是要实现所有这些目标，需要付出很大的代价。因为有些维护属性之间是相互促进的，例的代价。因为有些维护属性之间是相互促进的，例如，可理解性和可测试性，可理解性和可修改性，如，可理解性和可测试性，可理解性和可修改性，另外一些属性之间则是相互抵触的。另

29、外一些属性之间则是相互抵触的。 在程序的开发阶段就应保证软件具有可理解性。可在程序的开发阶段就应保证软件具有可理解性。可修改性和可测试性。在软件开发的每一个阶段都应修改性和可测试性。在软件开发的每一个阶段都应尽力考虑软件的可维护性。尽力考虑软件的可维护性。 31软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性提高可维护性的方法软件可维护性提高可维护性的方法使用提高软件质量的技术与工具使用提高软件质量的技术与工具在进行软件设计时，采用如本书前面所述的模块在进行软件设计时，采用如本书前面所述的模块化程序设计、结构化程序设计等程序设计方法，化程序设计、结构化程序设计等程序设计方法，在软件开发过程中，采用

30、结构化小组，建立主程在软件开发过程中，采用结构化小组，建立主程序小组，实现严格的组织化管理，职能分工，规序小组，实现严格的组织化管理，职能分工，规范标准，在对程序的质量进行检测时，也可以采范标准，在对程序的质量进行检测时，也可以采用分工合作的方法，这些方法会有效地提高软件用分工合作的方法，这些方法会有效地提高软件质量和检测效率，进而提高软件的可维护性。质量和检测效率，进而提高软件的可维护性。 32软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性提高可维护性的方法软件可维护性提高可维护性的方法选择可维护性高的程序设计语言选择可维护性高的程序设计语言 选择较好的程序设计语言对软件维护有很大的影响。选择

31、较好的程序设计语言对软件维护有很大的影响。低级语言（如：机器代码或汇编语言）程序是一般低级语言（如：机器代码或汇编语言）程序是一般人很难掌握和理解的，因而很难维护。高级语言比人很难掌握和理解的，因而很难维护。高级语言比低级语言容易理解，具有更好的可维护性。在高级低级语言容易理解，具有更好的可维护性。在高级语言中，一些语言可能比另外一些语言更容易理解。语言中，一些语言可能比另外一些语言更容易理解。例如，例如，cobolcobol语言比语言比fortranfortran语言更容易理解，因为语言更容易理解，因为cobolcobol的变量接近英语；的变量接近英语；pl/1pl/1比比cobolcobo

32、l更容易理解，更容易理解，因为因为pl/1pl/1有更丰富、更强的语言集等有更丰富、更强的语言集等 33软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性提高可维护性的方法软件可维护性提高可维护性的方法改进程序文档改进程序文档 程序文档对提高程序的可理解性有着重要的作用。程序文档对提高程序的可理解性有着重要的作用。即使是一个相对简单的程序，要想有效地，迅速对即使是一个相对简单的程序，要想有效地，迅速对它进行维护，也需要编制文档对它的目的和任务进它进行维护，也需要编制文档对它的目的和任务进行解释。而对于程序的维护人员来说，要想对程序行解释。而对于程序的维护人员来说，要想对程序编制人员的意图进行重新修改

33、，并对今后可能出现编制人员的意图进行重新修改，并对今后可能出现的变化估计，缺少文档的帮助也将很难实现。另一的变化估计，缺少文档的帮助也将很难实现。另一方面，对于程序文档一定要能及时反映程序的变化，方面，对于程序文档一定要能及时反映程序的变化，否则将对后续维护人员产生误导。否则将对后续维护人员产生误导。34软件技术与数据库教研室 软件工程软件可维护性提高可维护性的方法软件可维护性提高可维护性的方法进行质量保证审查进行质量保证审查 除了保证软件得到适当的质量外，审查还可以用来除了保证软件得到适当的质量外，审查还可以用来检测在开发和维护阶段内发生的质量变化。一旦检检测在开发和维护阶段内发生的质量变化

34、。一旦检测出问题来，就可以采取措施来纠正，以控制不断测出问题来，就可以采取措施来纠正，以控制不断增长的软件维护成本，延长软件系统的有效生命期。增长的软件维护成本，延长软件系统的有效生命期。为了保证软件的可维护性，有四种类型的软件审查：为了保证软件的可维护性，有四种类型的软件审查：在检查点进行复审在检查点进行复审、验收检查验收检查、周期性地维护审查周期性地维护审查、对软件包进行检查对软件包进行检查。 35软件技术与数据库教研室 软件工程内容摘要内容摘要软件维护软件维护再工程技术再工程技术36软件技术与数据库教研室 软件工程再工程的概念再工程的概念 逆向工程（逆向工程（reverse engine

35、eringreverse engineering）：指在软件生存周）：指在软件生存周期中，将软件的某种形式描述转换成更抽象形式的活期中，将软件的某种形式描述转换成更抽象形式的活动动重构（重构（restructuringrestructuring）：指在同一抽象级别上转换系）：指在同一抽象级别上转换系统的描述形式。如把统的描述形式。如把C+ C+ 程序转换成程序转换成JavaJava程序程序设计恢复（设计恢复（design recoverydesign recovery）：指借助工具从已有程）：指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序中抽象出有关数据结构设计、总体结构设

36、计和过程设计的信息。设计的信息。 37软件技术与数据库教研室 软件工程再工程的概念再工程的概念再工程（再工程（reengineeringreengineering）：指在逆向工程所获信息的基础上修）：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。当实施软件

37、的再工程起来，将现存系统重新构造为新的形式。当实施软件的再工程时，软件理解是再工程的基础和前提。时，软件理解是再工程的基础和前提。 38软件技术与数据库教研室 软件工程再工程的概念再工程的概念为什么要进行再工程为什么要进行再工程 维护一行源代码的代价可能是最初开发该行源代码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代价的14-2014-20倍；同时重新设计软件体系结构时使倍；同时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用了现代设计概念，它对将来的维护会有很大的帮助；现有的程序版本可以作为软件原型使用，开发助；现有的程序版本可以作为软件原型使用，开发生产率可以

38、大大高于平均水平；用户具有较多使用生产率可以大大高于平均水平；用户具有较多使用该软件的经验，因此，能够很容易地搞清新的变更该软件的经验，因此，能够很容易地搞清新的变更需求和变更的范围；另外，利用逆向工程和再工程需求和变更的范围；另外，利用逆向工程和再工程的工具，可以使一部分工作自动化；在完成预防性的工具，可以使一部分工作自动化；在完成预防性维护的过程中还可以建立起完整的软件配置。维护的过程中还可以建立起完整的软件配置。 39软件技术与数据库教研室 软件工程再工程的概念再工程的概念通常再工程包含：业务过程再工程、软件再工程通常再工程包含：业务过程再工程、软件再工程 业务过程再工程业务过程再工程（

39、BPRBusiness Process Re-BPRBusiness Process Re-engineeringengineering，也称业务过程重组）定义业务目标、，也称业务过程重组）定义业务目标、标示并评估现有的业务过程以及修订业务过程以更标示并评估现有的业务过程以及修订业务过程以更好满足业务目标，这一部分通常由咨询公司的业务好满足业务目标，这一部分通常由咨询公司的业务专家完成专家完成软件再工程软件再工程包含库存目录分析、文档重构、逆向工包含库存目录分析、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由软件工程师

40、完成 40软件技术与数据库教研室 软件工程业务过程再工程业务过程再工程 Michael HammerMichael Hammer的的是业是业务过程和计算管理革命的奠基性文章，务过程和计算管理革命的奠基性文章，HammerHammer在文章在文章中大力呼吁使用业务过程再工程技术。不过，到中大力呼吁使用业务过程再工程技术。不过，到2121世世纪初，对于业务过程再工程的宣传已经不太常见，但纪初，对于业务过程再工程的宣传已经不太常见，但是这种过程已经在很多公司中得到使用。是这种过程已经在很多公司中得到使用。 业务过程是一组业务过程是一组“逻辑相关的任务，它们被执行以达逻辑相关的任务，它们被执行以达到符

41、合预定义的业务结果到符合预定义的业务结果”。 41软件技术与数据库教研室 软件工程业务过程再工程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再细分为更细的子系统，从而整个业务呈现一种层次结构结构 业务业务 业务系统业务系统 业务过程业务过程 业务子过程业务子过程业务层次业务层次 42软件技术与数据库教研室 软件工程业务过程再工程业务过程再工程在理想情况下，在理想情况下，BPRBPR应该自顶向下地进行，从标示主应该自顶向下地进行，从标示主要的业务目标或子目标开始，而以生成业务（子）要的业务

42、目标或子目标开始，而以生成业务（子）过程中每个任务的详细的规约结束过程中每个任务的详细的规约结束 对一个业务过程进行再工程需要服从一定的原则。对一个业务过程进行再工程需要服从一定的原则。HammerHammer在在19901990年提出一组原则，用于指导年提出一组原则，用于指导BPRBPR活动活动 围绕结果而不是任务进行组织；围绕结果而不是任务进行组织；43软件技术与数据库教研室 软件工程业务过程再工程业务过程再工程让那些使用过程结果的人来执行流程；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将信息处理工作合并到生产原始信息的现实工作中；中；将地理分散的资源视为

43、好像它们是集中的；将地理分散的资源视为好像它们是集中的；连接并行的活动以代替集成它们的结果；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，并将控制加入过在工作完成的地方设置决策点，并将控制加入过程中；程中；在其源头一次性获取数据。在其源头一次性获取数据。44软件技术与数据库教研室 软件工程业务过程再工程业务过程再工程业务过程再工程是迭代的。因此业务过程再工程没有业务过程再工程是迭代的。因此业务过程再工程没有开始和结束，只有不断的演化。整个业务过程再工程开始和结束，只有不断的演化。整个业务过程再工程模型可用下图表示模型可用下图表示业务定义业务定义过程标识过程标识过程评估过程评估

44、过程规约过程规约和设计和设计原型实现原型实现求精和实例化求精和实例化45软件技术与数据库教研室 软件工程业务过程再工程业务过程再工程软件规模的扩大导致出现软件的管理、质量等一些严软件规模的扩大导致出现软件的管理、质量等一些严重的问题，人们开始寻找软件业中的银弹。重的问题，人们开始寻找软件业中的银弹。BPRBPR的出现，的出现，使人们误以为使人们误以为BPRBPR就是传说中的银弹。然而经过几年的就是传说中的银弹。然而经过几年的夸大宣传后，夸大宣传后，BRPBRP陷于严重的批评中，又被人们认为一陷于严重的批评中，又被人们认为一文不值。因此有必要树立一种对文不值。因此有必要树立一种对BRPBRP认识

45、的正确观点。认识的正确观点。BRPBRP不是银弹，当然不是银弹，当然BRPBRP确实可以提高软件的质量。确实可以提高软件的质量。46软件技术与数据库教研室 软件工程软件再工程过程软件再工程过程 在业务过程被分析清楚后，可以对软件实施再工程，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图整个软件再工程过程模型如下图 47软件技术与数据库教研室 软件工程软件再工程过程软件再工程过程库存目录分析库存目录分析包含关于每个应用系统的基本信息包含关于每个应用系统的基本信息( (例如，应用系例如，应用系统的名字，最初构建它的日期，已做过的实质性统的名字，最初构建它的日期，已做过的

46、实质性修改次数，过去修改次数，过去1818个月报告的错误，用户数量，个月报告的错误，用户数量，安装它的机器数量，它的复杂程度，文档质量，安装它的机器数量，它的复杂程度，文档质量，整体可维护性等级，预期寿命，在未来整体可维护性等级，预期寿命，在未来3636个月内个月内的预期修改次数，业务重要程度等的预期修改次数，业务重要程度等) )。下述下述3 3类程序有可能成为预防性维护的对象：类程序有可能成为预防性维护的对象：预定预定将使用多年的程序将使用多年的程序、当前正在成功地使用着的程当前正在成功地使用着的程序序和和在最近的将来可能要做重大修改或增强的程在最近的将来可能要做重大修改或增强的程序序。 4

47、8软件技术与数据库教研室 软件工程软件再工程过程软件再工程过程文档重构文档重构建立文档非常耗费时间，不可能为数百个程序都建立文档非常耗费时间，不可能为数百个程序都重新建立文档。如果一个程序是相对稳定的，而重新建立文档。如果一个程序是相对稳定的，而且可能不会再经历什么变化，那么，让它保持现且可能不会再经历什么变化，那么，让它保持现状。为了便于今后的维护，必须更新文档，但只状。为了便于今后的维护，必须更新文档，但只针对系统中当前正在修改的那些部分建立完整文针对系统中当前正在修改的那些部分建立完整文档。如果某应用系统是完成业务工作的关键，而档。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

48、，则仍然应该设法把文档工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。作减少到必需的最小量。 49软件技术与数据库教研室 软件工程软件再工程过程软件再工程过程逆向工程逆向工程软件的逆向工程是分析程序以便在比源代码更高的软件的逆向工程是分析程序以便在比源代码更高的抽象层次上创建出程序的某种表示的过程，逆向工抽象层次上创建出程序的某种表示的过程，逆向工程工具从现存的程序代码中抽取有关数据、体系结程工具从现存的程序代码中抽取有关数据、体系结构和处理过程的设计信息。构和处理过程的设计信息。 50软件技术与数据库教研室 软件工程软件再工程过程软件再工程过程代码重构代码重构某些老程序具有

49、比较完整、合理的体系结构，但是，个体某些老程序具有比较完整、合理的体系结构，但是，个体模块的编码方式却是难于理解、测试和维护的。在这种情模块的编码方式却是难于理解、测试和维护的。在这种情况下，可以重构可疑模块的代码。况下，可以重构可疑模块的代码。 为了完成代码重构活动，首先用重构工具分析源代码，标为了完成代码重构活动，首先用重构工具分析源代码，标注出和结构化程序设计概念相违背的部分。然后重构有问注出和结构化程序设计概念相违背的部分。然后重构有问题的代码题的代码( (此项工作可自动进行此项工作可自动进行) )。最后，复审和测试生成。最后，复审和测试生成的重构代码的重构代码( (以保证没有引入异常

50、以保证没有引入异常) )并更新代码文档。并更新代码文档。51软件技术与数据库教研室 软件工程软件再工程过程软件再工程过程数据重构数据重构数据重构发生在相当低的抽象层次上，它是一种数据重构发生在相当低的抽象层次上，它是一种全范围的再工程活动。在大多数情况下，数据重全范围的再工程活动。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，标识数据对象和属结构，必要时定义数据模型，标识数据对象和属性，并从软件质量的角度复审现存的数据结构。性，并从软件质量的角度复审现存的数据结构。 52软件技术与数据库教研室 软件工程软件再

51、工程过程软件再工程过程正向工程正向工程正向工程过程应用软件工程的原理、概念、技术正向工程过程应用软件工程的原理、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重新实现现有系数情况下，被再工程的软件不仅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。统的功能，而且加入了新功能和提高了整体性能。53软件技术与数据库教研室 软件工程逆向工程逆向工程 逆向工程是把软件源程序还原为软件文档或软件设计的过程。逆向工程是把软件源程序还原为软件文档或软件设计的过程。通过逆向工程，可以从更高的抽象度来观察软件。抽象度的多通过逆

52、向工程，可以从更高的抽象度来观察软件。抽象度的多少可由抽象的层次，文档的完整性，工具等因素决定。少可由抽象的层次，文档的完整性，工具等因素决定。逆向工程来源于硬件世界。硬件厂商总想弄到竞争对手产品的逆向工程来源于硬件世界。硬件厂商总想弄到竞争对手产品的设计和制造设计和制造“奥秘奥秘”。但是又得不到现成的档案，只好拆卸对。但是又得不到现成的档案，只好拆卸对手的产品并进行分析，企图从中获取有价值的东西。手的产品并进行分析，企图从中获取有价值的东西。软件的逆向工程在道理上与硬件相似。但在很多时候，软件的软件的逆向工程在道理上与硬件相似。但在很多时候，软件的逆向工程并不是针对竞争对手的，而是针对自己公

53、司多年前的逆向工程并不是针对竞争对手的，而是针对自己公司多年前的产品。期望从老产品中提取系统设计、需求说明等有价值的信产品。期望从老产品中提取系统设计、需求说明等有价值的信息。息。 54软件技术与数据库教研室 软件工程逆向工程逆向工程逆向工程导出的信息可分为四个抽象层次逆向工程导出的信息可分为四个抽象层次实现级实现级：包括程序的抽象语法树、符号表等信息；：包括程序的抽象语法树、符号表等信息；结构级结构级：包括反映程序分量之间相互依赖关系的信息，如调：包括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；用图、结构图等；功能级功能级：包括反映程序段功能及程序段之间关系的信息；：包括反映程序

54、段功能及程序段之间关系的信息；领域级领域级：包括反映程序分量或程序诸实体与应用领域概念之：包括反映程序分量或程序诸实体与应用领域概念之间对应关系的信息。对于一项具体的维护任务，一般不必导间对应关系的信息。对于一项具体的维护任务，一般不必导出所有抽象级别上的信息。如代码重构任务，只需获得实现出所有抽象级别上的信息。如代码重构任务，只需获得实现级信息即可。级信息即可。55软件技术与数据库教研室 软件工程逆向工程逆向工程根据源程序的类别不同，逆向工程还可以分为：对用根据源程序的类别不同，逆向工程还可以分为：对用户界面的逆向工程、对数据的逆向工程和对理解的逆户界面的逆向工程、对数据的逆向工程和对理解的

55、逆向工程。向工程。现代的软件一般都拥有华丽的界面，当准备对旧的软现代的软件一般都拥有华丽的界面，当准备对旧的软件进行用户界面的逆向工程时，必须先理解旧软件的件进行用户界面的逆向工程时，必须先理解旧软件的用户界面，并且刻画出界面的结构和行为。用户界面，并且刻画出界面的结构和行为。56软件技术与数据库教研室 软件工程逆向工程逆向工程对数据的逆向工程：由于程序中存在许多不同种类的数据，例对数据的逆向工程：由于程序中存在许多不同种类的数据，例如内部的数据结构，以及底层的数据库和外部的文件。其中对如内部的数据结构，以及底层的数据库和外部的文件。其中对内部的数据结构的逆向工程可以通过检查程序代码以及变量来

56、内部的数据结构的逆向工程可以通过检查程序代码以及变量来完成；而对数据库结构的重构可通过建立一个初始的对象模型，完成；而对数据库结构的重构可通过建立一个初始的对象模型，确定侯选键，精化实验性的类，定义一般化，以及发现关联来确定侯选键，精化实验性的类，定义一般化，以及发现关联来完成。完成。对理解的逆向工程，为了去理解过程的抽象，代码的分析必须对理解的逆向工程，为了去理解过程的抽象，代码的分析必须在不同的层次进行：系统，程序，部件，模式和语句。对于大在不同的层次进行：系统，程序，部件，模式和语句。对于大型系统，逆向工程通常用半自动化的方法来完成。型系统，逆向工程通常用半自动化的方法来完成。57软件技

57、术与数据库教研室 软件工程逆向工程逆向工程逆向工程中用于恢复信息的方法主要有四类逆向工程中用于恢复信息的方法主要有四类用户指导下的搜索与变换用户指导下的搜索与变换：这类方法用于导出实：这类方法用于导出实现级和结构级信息。这类方法一般可产生模块的现级和结构级信息。这类方法一般可产生模块的略图（略图（outlineoutline）、流程图和交叉访问表。）、流程图和交叉访问表。变换方法变换方法：这类方法可用于恢复实现级、结构级：这类方法可用于恢复实现级、结构级和功能级的信息。这类方法可用工具实现，如静和功能级的信息。这类方法可用工具实现，如静态分析，调用图、控制流图生成等。态分析，调用图、控制流图生

58、成等。58软件技术与数据库教研室 软件工程逆向工程逆向工程基于领域知识的方法基于领域知识的方法：这类方法用于恢复功能级和：这类方法用于恢复功能级和领域级信息。领域知识用规则库表示，用已确定或领域级信息。领域知识用规则库表示，用已确定或假定的领域概念与代码之间的对应关系，推导进一假定的领域概念与代码之间的对应关系，推导进一步的假设，最后导出程序的功能。这类方法的不确步的假设，最后导出程序的功能。这类方法的不确定性很大，目前尚无成熟的工具。定性很大，目前尚无成熟的工具。铅板恢复铅板恢复：这类方法仅适用于推导实现级和结构级：这类方法仅适用于推导实现级和结构级信息。这类方法用于识别程序设计信息。这类方

59、法用于识别程序设计“铅板铅板”或公共或公共结构，铅板既可是一个简单算法（如二变量互换），结构，铅板既可是一个简单算法（如二变量互换），也可是相对复杂的成分（如冒泡排序）。也可是相对复杂的成分（如冒泡排序）。59软件技术与数据库教研室 软件工程习题请讨论使软件维护成本居高不下的因素。如何尽可能降低这些因素的影请讨论使软件维护成本居高不下的因素。如何尽可能降低这些因素的影响响? ?一个大型大学有一个大型计算机系统，用于存储和管理所有学生和教职一个大型大学有一个大型计算机系统，用于存储和管理所有学生和教职工的信息。该系统：已经使用了工的信息。该系统：已经使用了2525年，它采用年，它采用cobolc

60、obol结构化程序设计技术结构化程序设计技术开发，并与关系数据库通信；它运行在一台开发，并与关系数据库通信；它运行在一台IBMIBM主机上；有主机上；有5050多万行代码。多万行代码。该系统已经进行过多次修改，既有经过策划的修改，也有快速修改，现该系统已经进行过多次修改，既有经过策划的修改，也有快速修改，现在维护的成本过高。认识到有这些问题，大学希望利用面向对象的开发在维护的成本过高。认识到有这些问题，大学希望利用面向对象的开发优势，但是不幸的是，维护这个系统的优势，但是不幸的是，维护这个系统的90%90%以上的员工都是新人，并不熟以上的员工都是新人，并不熟悉系统的实现。请确定软件维护人员需要

61、完成的任务。悉系统的实现。请确定软件维护人员需要完成的任务。60软件技术与数据库教研室 软件工程习题软件维护过程是如何进行的？为什么要进行软件可软件维护过程是如何进行的？为什么要进行软件可维护性分析？维护性分析？考虑你在近几年从事过的任何工作，描述你在其中考虑你在近几年从事过的任何工作，描述你在其中工作的业务过程。使用工作的业务过程。使用BPRBPR模型来建议对该过程的改模型来建议对该过程的改变以使其更为高效。变以使其更为高效。对业务过程再工程的功效进行研究，给出对该方法对业务过程再工程的功效进行研究，给出对该方法的正面的和负面的论据。的正面的和负面的论据。61软件技术与数据库教研室 软件工程

62、习题提出一种对纸和墨水或传统的电子文档的替代物，它可作为提出一种对纸和墨水或传统的电子文档的替代物，它可作为文档重构的基础。提示：考虑新的能够用于传达软件的目文档重构的基础。提示：考虑新的能够用于传达软件的目的的描述技术。的的描述技术。获取三个逆向工程工具的产品文献，并给出它们的特征。获取三个逆向工程工具的产品文献，并给出它们的特征。在重构和正向工程之间存在的细微不同是什么？在重构和正向工程之间存在的细微不同是什么？如何说服正在开发新系统的客户在可重用性和可测试性上增如何说服正在开发新系统的客户在可重用性和可测试性上增加预算？加预算？分析一下当前主流分析一下当前主流IDEIDE对逆向工程，重构和正向工程的支持程对逆向工程，重构和正向工程的支持程度。度。62软件技术与数据库教研室 软件工程结束结束