(软件工程理论、方法与实践)第13章软件演化.ppt

　　　13.1 软件演化的动态特性13.1.1 软件的本质特性　 Lehman和Belady对软件演化的动态特性进行了系统的研究，提出了著名的关于系统变更的定律，被称为Lehman定律，该定律总结了软件在变更过程中的演化特性。 　　Lehman定律的主要内容包括：　　(1) 软件维护是一个必然的过程。现实环境是在不断变化的，新的需求会不断地涌现，因此运行在相应环境中的软件也应随之发生变化，从而继续发挥其作用。　　(2) 软件的不断修改会导致软件的退化。因此为了防止这种退化，必须改善软件的结构和质量。 　　(3) 软件系统的演化特性是在早期的开发阶段建立起来的。软件规模限制着较大的变更发生，较大的变更会引起更多新的缺陷。在大型软件开发组织中，较大的软件变更需要组织的决策和预算的变动，而这种决策过程也制约着新版本的时间周期。　　(4) 软件开发的效率与投入的资源无关。在大型软件开发项目中，团队成员数量的增加使项目的有效交流变得十分困难，过多的沟通时间使得开发人员没有足够的时间完成自己的开发任务，也会导致开发效率的相对低下。 　　(5) 在软件系统中添加新的功能不可避免地会产生新的缺陷，因此若软件的功能增量较大意味着需要发布一个新版本，若新增功能较少，则其主要任务是修补这些新产生的软件缺陷。　　Lehman的结论揭示了软件演化的普遍特性，现实环境决定了软件系统不可避免地发生变更，软件的持续变更又会引入新的缺陷，甚至会破坏原有的系统结构。对于软件变更引起的各种问题，人们通常采用不同的策略进行处理，即进行软件维护和软件再工程。 13.1.2 遗留系统问题　　许多大型系统往往具有较长的生命周期，使用时间多为10年以上。由于某些软件在业务中的重要性和稳定性，一些机构甚至仍然依赖于已经有20多年历史的软件系统，因此，这些老系统出现任何问题都会对机构的业务带来巨大影响。人们把这些老系统称为遗留系统。 　　经历长时间运行的遗留系统往往已不是最初交付的系统，这期间系统内、外部环境的变化，如市场、法规、管理上的变化以及软、硬件技术的发展等，都使软件系统面对新的需求，需要随着业务的变化而改变。因此，遗留系统在其生命周期中是不断变更着的，但如果要抛弃一个遗留软件系统，用一个全新开发的软件系统去替换它，则存在巨大风险，其原因在于： 　　首先，遗留系统很少具有完整的文档，往往最初的文档已经不存在了，即使存在，也很难包含所做变更的所有细节，因此，很难有一个简单的方法可以产生与遗留系统功能相同的新系统。其次，业务过程和遗留系统的操作方式紧密地“交织”在一起。这些业务过程已经根据软件服务的特点做了调整，为的是充分发挥软件服务的优势，弥补其不足。如果系统被替换，这些过程也必须改变。这样一来，替换的成本以及对业务的影响就难以估量。 　　另外，重要的业务规则隐藏在软件内部，业务规则是对某些业务功能施加的约束，新的系统可能会打破这些规则，从而会给业务带来不可预知的结果。例如，一家保险公司可能将保单申请的风险评估规则嵌入到软件中，如果不保留这些规则，公司就可能接受高风险保单，由此带来日后昂贵的赔付。同时，开发新软件本身是有风险的，所以新系统会遇到难以预料的问题。它可能无法按时交付，对软件支付的价格也可能要超出预期的估计。 　　在这种情况下，继续使用遗留系统则可以避免以上所述风险，但是对现有软件进行变更也会带来较大的代价，越老的系统越是如此。其主要的原因在于：系统的不同部分是由不同的团队实现的，整个系统中的程序设计风格是不一致的；系统的部分或全部可能是用一种已被淘汰的编程语言写的，目前已难以找到能使用这种语言的程序员；系统文档通常是不充分的和过时的。 　　有些时候，系统源代码是唯一的系统文档，而有些时候系统源代码已经不复存在，只剩下系统的可执行版本；经过许多年的维护，系统结构可能已经被破坏，理解系统设计的难度逐渐加大。加进来的新程序可能以一种特别的接口方式与系统的其他部分对接；系统可能对空间或运行速度进行了优化，但可读性不好，这对那些掌握现代软件工程技术的人员来说理解起来是相当困难的。源程序中可能使用了许多小的程序设计窍门，对新人来说同样是极难弄懂的。系统所处理的数据可能保留在一些结构不相容的文件中，这些文件中的数据可能存在重复现象，数据也已经过时、不精确，也不完整。 　　因此，如果继续使用遗留系统，根据需要做系统变更，成本不可避免地要增加。如果用新系统替换遗留系统，费用和风险也会很高，而且新系统不一定能像遗留系统那样对系统提供有力的支持。所以需要有软件工程技术来延长遗留系统的生命周期，降低系统的维护成本，即进行软件维护和软件再工程。 　　　　　13.2 软 件 维 护13.2.1 软件维护内容 　　1．软件维护的类型　　软件维