6 软件维护工程软
件
工
程
原
理
6.1 软件维护概述
软件变更可以考虑以下的几个策略：
（ 1）软件维护。 不改变软件的基本
结构，仅对软件做局部性修改以响应
变更的需求。
（ 2）体系结构转换。是系统的体系
结构发生彻底改变的重大的变更。
（ 3）软件再工程。软件再工程是在
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软件逆向工程 所获得信息的基础上，
对系统重新实现或重构，使得系统具
有更强的功能或性能，具有更好的可
维护性等。
软件再工程可能包括一些结构的修
改，但原则上，系统的体系结构不会
改变太大，也不增加新功能。
软件逆向工程 的基本思想方法是从
程序代码抽取设计信息，从而获得软
件的设计模型。
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一、软件维护的概念
软件维护 是在软件已交付给用户使
用后, 为了改正错误, 或者满足用户
新的需求而修改软件的过程 。
软件维护一般不包括重大体系结构
的修改 。
维护工作量可能占了软件生命期整
个工作量的 70%以上 。
要进行软件维护的原因很多, 以下
列出了三种情况：
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（ 1）修改软件中的错误；
（ 2）软件运行环境发生了变化；
（ 3）用户要求增加软件新的功能或提
高软件的性能。
二、软件维护分类
1、纠错性维护
诊断和改正软件系统中潜伏下来的错
误，这样的活动称为纠错性维护。
2、适应性维护
为了适应新环境的变化而修改软件的
软
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活动称为适应性维护。
3、完善性维护
为了改善、加强系统的功能和性能，
以满足用户新的要求，这样的维护活动
称为完善性维护。
4,预防性维护
为了改善软件系统的可维护性和可靠
性，以便减少今后对它们维护所需要的
工作量，为以后进一步改进软件打下良
好的基础，这样的维护称为预防性维护。
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6.2 软件维护过程
软件维护过程又称为 软件维护活动 。
由于在软件的运行过程中，需要不断
地进行修改和完善，维护工作量逐年
上升。软件维护过程与软件类型、软
件开发过程以及人员因素有着密切的
关系。
软件维护过程的参考模型如图所示：
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一、与软件维护工作量有关的因素
在维护过程，需要花费很大的工作量，
这关系到软件的维护成本问题。
与软件维护工作量有关的因素主要有
以下几点：
（ 1）系统的大小。
（ 2）程序设计语言。
（ 3）系统的年龄。
（ 4）数据库技术的应用。
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（ 5）先进的软件开发技术。
（ 6）其他因素。
二, 维护工作量
用于维护的工作量可以分成 生产性活
动 和 非生产性活动 。 例如, 分析评价,
修改设计和实现的原代码等等是 生产性
活动 ；理解程序的功能, 解释与判断数
据结构, 接口特点, 性能的限度等等是
非生产性活动 。
维护工作量可以用一个模型表达：
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M=P+K× exp（ c－ d）
其中,M是维护的工作量,P是生
产性工作量,K是经验常数,c是因
为缺乏好的方法和文档而导致软件
的复杂度,d是维护人员对软件熟
悉的程序。
结论：如果没有一个好的软件开
发途径，原来的开发人员不能参加
维护工作，则维护工作量将按指数
级增加。
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三、软件维护组织
通常，并不需要建立一个正式的
维护机构，在一个维护过程中，每
一位参加维护的人员都要明确自己
的责任。但是，为了减少维护过程
的混乱，建立一种非正式的组织还
是有必要的。
软件维护组织如图所示：
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四、软件维护报告
应该用标准的格式提出软件维护的申
请，维护申请报告是由软件组织外部提
交的文档，它是软件维护工作的基础。
五, 软件维护流程
软件维护流程如下页图示：
六、软件维护记录
为了估计软件维护的有效程序，应该
做好维护记录。
七、软件维护评价（见课本 P140）
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6.3 软件维护的副作用与面临的问题
一、软件维护的副作用
由于修改软件而引起新的错误称为 软
件维护的副作用,这些新的错误又有可
能被潜伏下来。
软件维护的副作用主要有 3种：
（ 1）修改代码产生的副作用
在一个地方发现错误后，要修改程序
代码，而修改一段程序代码可能波及到
别处，由此产生新的错误。
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（ 2）修改数据产生的副作用
由于修改了数据结构 （ 例如, 数据文
件的结构等 ）, 导致软件设计与数据不
一致, 带来的不良后果 。
（ 3） 文档产生的副作用
往往会出现的一种现象，当发现错误
后，程序员马上修改程序代码，但没有
及时的修改文档，这样，便产生 程序代
码与文档不一致,给以后的技术人员再
阅读文档时带来更大的困难。
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二、重新验证程序
由于软件维护会产生副作用，所以，经
过修改后的软件，在提交给用户之前，应
该进行确认和测试，确保整个系统的正确
性。
（ 1）静态确认。
（ 2）计算机确认。
（ 3）文档验收。
三, 软件维护面临的问题
造成软件维护困难性的原因是多方面的 。
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目前，软件维护面临的问题主要有
以下几个：
（ 1）理解别人编写的程序是困难的。
（ 2）文档资料不足。
（ 3）维护时间长。
（ 4）软件设计时可能没有考虑将来的
维护。
（ 5）通常软件人员不愿意参加维护工
作。
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6.4 软件可维护性
一, 软件的可维护性度量
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, 扩充或压缩的容易程度 。
（ 即：维护人员理解, 改正, 改动和
改进软件的难易程度 ） 。
影响可维护性有很多的因素,可以用
7个特性来度量软件的可维护性,
（ 1）可理解性。
（ 2）可靠性。
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（ 3）可测试性。
（ 4）可修改性。
（ 5）可移植性。
（ 6）效率。
（ 7）可用性。
二, 提高软件可维护性的途径
软件的可维护性对于延长软件的生存
期具有重要意义, 因此, 应该提高软件
的可维护性 。
有以下 5个方面：
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（ 1）建立明确的软件质量目标和优
先级。
（ 2）使用提高软件质量的方法、工
具和技术。
（ 3）进行明确的质量保证审查。
（ 4）选择维护性好的程序设计语言。
（ 5）改进程序的文档。
（ 6）软件开发时应考虑维护。
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6.5 软件再工程
软件再工程（再生）是软件工程
中的一类重新构建活动，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、重用性和演化性
等。
新系统正向工程和软件再工程的
区别如图 (a)、图 (b)所示：
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一、软件再工程活动
软件再工程主要有 6类活动：
库存目录分析, 文档重构, 逆向
工程, 代码重构, 数据重构, 正
向工程 。
这些活动并 不是线性顺序 进行
的。例如，有可能文档重构之前
必须进行逆向工程。
软件再工程过程模型如图所示,
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软件再工程的主要活动,
1、库存目录分析
通过对库存目录的分析，则得到再工
程的侯选对象，然后，根据这些侯选对
象分配资源，并确定它们的优先级。
2、文档重构
当系统发生变化时，文档要更新，而
且必须进行重构。
3、逆向工程
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又称为 反向工程,是以复原软件的
描述和设计为目标的一个分析过程。
软件的逆向工程是分析已有的程序，
寻求比源程序更高的抽象表示形式。
通过逆向工程，可以在已有的源程
序或者目标代码中抽取数据结构、体
系结构、程序设计等信息。
4、代码重构
代码重构的目标是生成一个设计，
并产生与原来程序相同的功能，但比原
来程序具有更高的质量。
5、数据重构
对数据结构的分析和重组以及对系统
中数据值的分析过程被称为数据再工程。
数据再工程有利于理解数据结构。
6、正向工程
通常，重构并不修改系统的体系结构。
如果重构扩展到模块边界之外，并涉及
软件体系结构，则重构变成了正向工程。
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二、体系结构进化
早期，系统维护过程的变更只影响
局部范围，一般不涉及到系统的体系
结构。
20世纪 80年代开始，计算机系统的
状况发生了很大的变化，分布式系统
逐步取代集中式系统，越来越多的企
业纷纷将原有的集中式主机型系统改
造为分布式客户机 /服务器系统。
三、软件再工程的重构技术
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几种软件再工程的相关技术：
（ 1） 改进软件
（ 2）理解软件
（ 3）获取、保存、扩充软件知识
四, 软件再工程的风险
软件再工程可能会遇到风险，软件管
理人员必须有所准备，采取适当的对策，
减少风险所带来的损失。
（ 1） 过程风险 （ 2） 人员风险 （ 3） 应
用问题风险 （ 4） 技术风险 （ 5） 工具
风险 （ 6） 策略风险