軟件工程：理論、技術(shù)及實(shí)踐 課件 第8章 軟件維護(hù)與演化

第8章

軟件維護(hù)與演化學(xué)習(xí)目標(biāo)?了解軟件維護(hù)的類(lèi)型?掌握軟件維護(hù)的基本流程?熟悉軟件部署的基本方法?掌握軟件部署工具的使用方法?了解軟件配置管理的基本概念?熟悉常用軟件配置管理工具的使用方法

軟件演化是指對(duì)軟件進(jìn)行維護(hù)和更新的一種行為，它是軟件生命周期中始終存在的變化活動(dòng)。軟件演化可分為開(kāi)發(fā)演化和運(yùn)行演化。開(kāi)發(fā)演化是創(chuàng)造一個(gè)新軟件的過(guò)程，在一定的約束條件下從頭開(kāi)始實(shí)施。運(yùn)行演化又稱(chēng)軟件維護(hù)，是軟件系統(tǒng)交付使用以后，為了改正錯(cuò)誤或滿(mǎn)足新的需要而修改軟件的過(guò)程，一般是在現(xiàn)有系統(tǒng)的限定和約束條件下進(jìn)行。軟件演化過(guò)程包括了軟件維護(hù)與更新、軟件部署、軟件配置管理等內(nèi)容。軟件維護(hù)與更新1軟件部署2軟件配置管理38.1軟件維護(hù)與更新軟件維護(hù)是軟件生命周期中的最后一個(gè)階段，也是歷時(shí)最長(zhǎng)的一個(gè)階段，從系統(tǒng)投入生產(chǎn)運(yùn)行以后一直持續(xù)到軟件生命周期結(jié)束。

軟件維護(hù)是指軟件系統(tǒng)交付使用以后，為了改正軟件運(yùn)行錯(cuò)誤，或者為了滿(mǎn)足新的需求而加入新功能的修改軟件的過(guò)程，以保證軟件的日常良好運(yùn)行。軟件維護(hù)與更新軟件的可維護(hù)性是指軟件能夠被理解，并能糾正軟件系統(tǒng)出現(xiàn)的錯(cuò)誤和缺陷，以及為滿(mǎn)足新的要求進(jìn)行修改、擴(kuò)充或壓縮的容易程度。（1）可理解性（2）可測(cè)試性（3）可修改性（4）可靠性（5）可移植性（6）可使用性（7）效率8.1.1軟件的可維護(hù)性8.1軟件維護(hù)與更新（1）改正性維護(hù)軟件在交付使用后，難免存在軟件自身隱含的錯(cuò)誤及軟件缺陷。改正性維護(hù)就是為了改正潛藏及遺留下來(lái)的錯(cuò)誤而進(jìn)行的活動(dòng)。（2）適應(yīng)性維護(hù)適應(yīng)性維護(hù)是指使軟件適應(yīng)技術(shù)變化和管理需求變化而進(jìn)行的修改。（3）完善性維護(hù)完善性維護(hù)是為擴(kuò)充功能和改善性能而進(jìn)行的修改，主要是指對(duì)已有的軟件系統(tǒng)增加一些在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)階段中沒(méi)有規(guī)定的功能與性能特征。這些功能對(duì)完善系統(tǒng)功能是非常必要的。另外，還包括對(duì)處理效率和編寫(xiě)程序的改進(jìn)。8.1.2軟件維護(hù)類(lèi)型8.1軟件維護(hù)與更新（4）預(yù)防性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)是指為了改進(jìn)應(yīng)用軟件的可靠性和可維護(hù)性，為了適應(yīng)未來(lái)的軟、硬件環(huán)境的變化，主動(dòng)增加預(yù)防性的新的功能，使應(yīng)用系統(tǒng)適應(yīng)各類(lèi)變化而不被淘汰。圖8-1四種維護(hù)類(lèi)型的占比8.1軟件維護(hù)與更新可維護(hù)性特性改正性維護(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√表8-1七種特性在各類(lèi)維護(hù)中的側(cè)重點(diǎn)8.1軟件維護(hù)與更新8.1.3軟件維護(hù)流程圖8-2軟件維護(hù)基本流程8.1軟件維護(hù)與更新通常軟件維護(hù)執(zhí)行以下步驟：（1）提交維護(hù)申請(qǐng)。（2）選擇符合申請(qǐng)的維護(hù)類(lèi)型。（3）分析修改的內(nèi)容及必要性，確認(rèn)修改后對(duì)原有系統(tǒng)的影響程度。（4）審核同意或否決維護(hù)申請(qǐng)。（5）為每個(gè)提交的維護(hù)申請(qǐng)排優(yōu)先級(jí)，并且安排工作進(jìn)度及人員。（6）修改代碼，記錄所修改的內(nèi)容并評(píng)審，保證程序運(yùn)行正常。8.1軟件維護(hù)與更新（7）評(píng)審編碼情況，詳細(xì)填寫(xiě)維護(hù)工作記錄表。（8）不僅測(cè)試所修改的部分，還要對(duì)其他部分進(jìn)行全面測(cè)試，確認(rèn)是否對(duì)其他部分有影響。（9）必須保持程序與文檔的一致性，應(yīng)實(shí)時(shí)更新相關(guān)文檔。（10）軟件版本發(fā)布，確保發(fā)布后的程序可在系統(tǒng)程序中安全運(yùn)行。（11）每日查看數(shù)據(jù)庫(kù)備份情況，并定期完成數(shù)據(jù)清理。8.1軟件維護(hù)與更新（1）軟件維護(hù)的困難

①文檔缺失、不充分或過(guò)期②軟件升級(jí)頻繁③軟件維護(hù)人員變動(dòng)④未嚴(yán)格遵守軟件開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)8.1.4軟件維護(hù)的困難及對(duì)應(yīng)策略8.1軟件維護(hù)與更新（2）提高軟件可維護(hù)性的途徑①可理解的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②標(biāo)準(zhǔn)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言③結(jié)構(gòu)化的文檔④有效的軟件維護(hù)管理⑤明確軟件質(zhì)量目標(biāo)及優(yōu)先級(jí)⑥明確的質(zhì)量保證審查8.1.4軟件維護(hù)的困難及對(duì)應(yīng)策略8.18.2軟件部署軟件部署是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，包括從開(kāi)發(fā)者發(fā)放產(chǎn)品，到用戶(hù)在他們的計(jì)算機(jī)上實(shí)際安裝并維護(hù)應(yīng)用的所有活動(dòng)。這些活動(dòng)包括開(kāi)發(fā)者的軟件打包，企業(yè)及用戶(hù)對(duì)軟件的安裝、配置、測(cè)試、集成和更新等。軟件部署工具可以幫助軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)更好地編寫(xiě)代碼、進(jìn)行測(cè)試、讓軟件在其環(huán)境中運(yùn)行并定期更新。比較常用的工具包括：Docker、Terraform、Ansible、Packer、Kubernetes等。8.2.1軟件部署的概念軟件部署Docker是近年來(lái)較為流行的軟件部署工具之一，它是一個(gè)開(kāi)源的應(yīng)用容器引擎，基于Go語(yǔ)言并遵從Apache2.0協(xié)議開(kāi)源。Docker可以讓開(kāi)發(fā)者打包他們的應(yīng)用以及依賴(lài)包到一個(gè)輕量級(jí)、可移植的容器中，然后發(fā)布到任何流行的Linux機(jī)器上，也可以實(shí)現(xiàn)虛擬化。其中容器完全使用沙箱機(jī)制，相互之間不會(huì)有任何接口，且容器性能開(kāi)銷(xiāo)極低。8.2.2軟件部署工具Docker8.2軟件部署（1）Docker架構(gòu)圖8-3Docker架構(gòu)8.2軟件部署部件作用Docker鏡像（Images）Docker鏡像是用于創(chuàng)建Docker容器的模板Docker容器（Container）容器是獨(dú)立運(yùn)行的一個(gè)或一組應(yīng)用Docker客戶(hù)端（Client）Docker客戶(hù)端通過(guò)命令行或者其他工具使用DockerAPI與Docker的守護(hù)進(jìn)程通信。Docker主機(jī)（Host）一個(gè)物理或者虛擬的機(jī)器，用于執(zhí)行Docker守護(hù)進(jìn)程和容器Docker倉(cāng)庫(kù)（Registry）Docker倉(cāng)庫(kù)用來(lái)保存鏡像，可以理解為代碼控制中的代碼倉(cāng)庫(kù)DockerMachineDockerMachine是一個(gè)簡(jiǎn)化Docker安裝的命令行工具，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的命令行即可在相應(yīng)的平臺(tái)上安裝DockerDocker守護(hù)進(jìn)程（Daemon）Daemon作為服務(wù)器端接受來(lái)自客戶(hù)的請(qǐng)求，并處理這些請(qǐng)求表8-2Docker各部件作用8.2軟件部署Docker優(yōu)點(diǎn)：①持續(xù)集成②可移植性③版本控制④隔離性

⑤安全性8.28.3軟件配置管理軟件配置管理（SoftwareConfigurationManagement，簡(jiǎn)稱(chēng)SCM）應(yīng)用于整個(gè)軟件工程過(guò)程。在軟件建立時(shí)變更是不可避免的，而變更加劇了項(xiàng)目中軟件開(kāi)發(fā)者之間的混亂。SCM活動(dòng)的目標(biāo)就是為了標(biāo)識(shí)變更、控制變更、確保變更正確地實(shí)現(xiàn)，并向其他有關(guān)人員報(bào)告變更。軟件配置管理包括六個(gè)子域，即軟件配置管理過(guò)程管理、軟件配置標(biāo)志、軟件配置控制、軟件配置狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、軟件配置審核、軟件發(fā)行管理和交付。軟件配置管理如何應(yīng)對(duì)軟件變更所帶來(lái)的文檔及程序代碼變化的情況，軟件配置管理起到了關(guān)鍵性的作用：（1）版本控制（2）并行開(kāi)發(fā)（3）變更控制（4）配置管理8.3.1軟件配置管理的作用8.3軟件配置管理通過(guò)控制、記錄、追蹤對(duì)軟件的修改和每個(gè)修改生成的軟件組成部件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件產(chǎn)品的管理功能。（1）制訂配置管理計(jì)劃（2）配置庫(kù)管理（3）版本控制（4）變更控制（5）配置審計(jì)8.3.2軟件配置管理過(guò)程8.3軟件配置管理目前，軟件工程領(lǐng)域常見(jiàn)的軟件配置管理工具有IBMRationalSoftware提供的ClearCase、Microsoft提供的VSS（VisualSourceSafe）、CollabNet提供的SVN（Subversion）以及Github等。（1）VisualSourceSafe（VSS）8.3.3常用的軟件配置管理工具圖8-4VSS6.0工作界面8.3軟件配置管理（2）Subversion（SVN）圖8-5