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软件工程思想-第19部分
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8。2 维护的代价及其主要因素
软件维护是既破财又费神的工作。看得见的代价是那些为了维护而投入的人力与财力。而看不见的维护代价则更加高昂，我们称之为“机会成本”，即为了得到某种东西所必须放弃的东西＇Mankiw 1999＇。把很多程序员和其它资源用于维护工作，必然会耽误新产品的开发甚至会丧失机遇，这种代价是无法估量的。
影响维护代价的非技术因素主要有：
（1）应用域的复杂性。如果应用域问题已被很好地理解，需求分析工作比较完善，那么维护代价就较低。反之维护代价就较高。
（2）开发人员的稳定性。如果某些程序的开发者还在，让他们对自己的程序进行维护，那么代价就较低。如果原来的开发者已经不在，只好让新手来维护陌生的程序，那么代价就较高。
（3）软件的生命期。越是早期的程序越难维护，你很难想像十年前的程序是多么的落后（设计思想与开发工具都落后）。一般地，软件的生命期越长，维护代价就越高。生命期越短，维护代价就越低。
（4）商业操作模式变化对软件的影响。比如财务软件，对财务制度的变化很敏感。财务制度一变动，财务软件就必须修改。一般地，商业操作模式变化越频繁，相应软件的维护代价就越高。
影响维护代价的技术因素主要有：
（1）软件对运行环境的依赖性。由于硬件以及操作系统更新很快，使得对运行环境依赖性很强的应用软件也要不停地更新，维护代价就高。
（2）编程语言。虽然低级语言比高级语言具有更好的运行速度，但是低级语言比高级语言难以理解。用高级语言编写的程序比用低级语言编写的程序的维护代价要低得多（并且生产率高得多）。一般地，商业应用软件大多采用高级语言。比如，开发一套Windows环境下的信息管理系统，用户大多采用Visual Basic、Delphi或Power Builder来编程，用Visual C＋＋的就少些，没有人会采用汇编语言。
（3）编程风格。良好的编程风格意味着良好的可理解性，可以降低维护的代价。
（4）测试与改错工作。如果测试与改错工作做得好，后期的维护代价就能降低。反之维护代价就升高。
（5）文档的质量。清晰、正确和完备的文档能降低维护的代价。低质量的文档将增加维护的代价（错误百出的文档还不如没有文档）。
8。3 再生工程
再生工程主要出于如下愿望：（1）在商业上要提高产品的竞争力；（2）在技术上要提高产品的质量。但这种愿望无法靠软件的维护来实现，因为：（1）软件的可维护性可能极差，实在不值得去做；（2）即使软件的可维护性比较好，但也只是治表不治本。再生工程干脆对已有软件进行全部或部分的改造，赋予软件新的活力。
在对待一个不良之徒时，可以进行思想教育并给予他关心和帮助，这种方式类似于“软件维护”；也可以把他关进监狱，送去劳改，这种方式相当于软件的“再生工程”；如果此人坏透顶了，就毙掉算了。
再生工程与维护的共同之处是没有抛弃原有的软件。如果把维护比作“修修补补”，那么再生工程就算是“痛改前非”。再生工程并不见得一定比维护的代价要高，但再生工程在将来获取的利益却要比通过维护得到的多。
再生工程主要有三种类型：重构、逆向工程和前向工程。
8。3。1 重构
重构一般是指通过修改代码或数据以使软件符合新的要求。重构通常并不推翻原有软件的体系结构，主要是改造一些模块和数据结构。重构的一些好处如下：
（1）使软件的质量更高，或使软件顺应新的潮流（标准）。
（2）使软件的后续（升级）版本的生产率更高。
（3）降低后期的维护代价。
要注意的是，在代码重构和数据重构之后，一定要重构相应的文档。
8。3。2 逆向工程
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“奥秘”。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。我的很多同学从事集成电路设计工作，他们经常解剖国外的集成电路，甚至不作分析就原封不动地复制该电路的版图，然后投入生产，并美其名曰“反向设计”（Reverse Design）。
软件的逆向工程在道理上与硬件的相似。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息。
8。3。3 前向工程
前向工程也称预防性维护，由Miller倡导。他把这个术语解释成“为了明天的需要，把今天的方法应用到昨天的系统上”。＇Pressman 1999＇
乍看起来，主动去改造一个目前运行得正常的软件系统简直就是“惹事生非”。但是软件技术发展如此迅速，与其等待一个有价值的产品逐渐老死，还不如主动去更新，以获取更大的收益。其道理就同打预防性针一样。所以，预防性维护是“吃小亏占大便宜”的事。
8。4 小 结
大学科研机构里的软件维护工作恐怕是做得最差的了。几乎每一批新的研究生都会把毕业生留下的软件臭骂一通，然后全部推到重做。到他毕业该走时，就轮到别人骂他的工作了。如此轮回，最终没有什么成果留下。
如果希望软件系统能活下，必须要对它进行维护。如果希望软件系统有效益，则必须设法降低维护的代价。
大 学 十 年
林锐，1999年岁末
写此文使我很为难，一是担心读者误以为我轻浮得现在就开始写自传，二是担心朋友们误以为我得了绝症而早早留下遗作。
不论是落俗套还是不落俗套地评价，我在大学十年里都是出类拔萃的好学生。并且一直以来我对朋友们和一些低年级的学生们都有很大的正面影响。这十年是一个从幼稚到成熟的过程，交织着聪明与蠢笨、勤奋与懒散、狂热与怯懦、成功与失败。做对了的事可树立为榜样，做错的事可挂作为警钟。我写下经历与感受，期望以此引导和勉励无数比我年轻的学生们。我资历尚浅，既没有哲学家的深遂，也没有诗人的风华，不足以堂皇地育人，只能讲一些故事以表心愿。
我出生在1973年的春节，属牛，是“牛头”。父母为我起了很好听的名字叫“林锐”。这一切暗示着上天对我别有用心，将降大任于我，可是这时候上帝去了一趟厕所。天堂与人间的时差如此之大，就在上帝大小便的几分钟内，我混混沌沌地度过了童年和少年，天才因此成为凡人。
我小时候生长在浙江黄岩的偏僻山区。父母都是中学教师，由于山区师资缺乏，父母经常要从一个山头调到另一个山头教学。我换读过的小学的数目比我的年龄还大，没有伙伴，也没有家的概念。我就象活在货郎担里的小鸡，缩成一团，在高兴或恐惧时至多“啾”“啾”地叫几声。我在读小学与初中的8年里，既不聪明活泼，也不调皮捣蛋，确切地说象块木头，简直是我名字的反义词。在学习上我没有受过一次表扬，也没有任何值得留念的人或事。无论我现在多么努力都已无法追回失去的8年金色年华，好心痛！
我草草地并且稀里糊涂地在13岁时从初中毕业，无处可去。这下我发慌了，开始渴望学习。我灰溜溜地离开山区，可怜巴巴地到一个比较好的乡下中学重读初三。我勤快得早晨4：30就起来读英语，脑袋似乎也被吓开窍了，“数理化”学得很好，并且生平第一次在物理考试中得了满分。当我再一次从初中毕业时，我以全校第一的成绩考入了黄岩中学读高中。
黄岩中学分农村班与城市班，我当然是农民阶级。“阶级区别与歧视”对我是相当有促进作用的。我连任了几年的卫生委员，星期六和星期天同学们习惯地把活留给我，我这小官当得有滋有味。《物理》学得极好，有一种直觉帮我快速准确地解题，常常是老师刚把题目写完我就报出答案来。上物理课时我没法讲废话，因为我一开口就是标准答案。
可惜我的文科成绩极差。那时期盛传“学好数理化，走遍天下都不怕”，我们年少不懂事，糟踏了学文科的好时光。我写作文的最高目标就是不逃题，考试前我总是反复祈祷：我没干过坏事，保佑我作文不逃题吧！历史考试时填写“任课老师某年某月某日在我家乡英勇就义”，比谁的成绩更接近零分。更让我沮丧的是，这些行径都不是我发明的，我顶多是个跟屁虫而已，一点回忆时的自豪感都没有。
我现在认为文科教育实质是素质教育，如果素质不高，男孩再聪明也难以成大器，当然也难以吸引好女孩。
高考时我语文得了54分（是班里的中上水平），总分只比重点线高十几分。我不敢报考好地方，只好选择内地。选来选去只觉得西安与成都两个城市还不错，我拿把尺子在地图上一量，发现我家乡离西安的直线距离较短，于是就选了西安。老师们只听说过西安交通大学比较有名气，但谁也不了解。我以为在西安交通大学是学习开火车、开轮船的，尽管我也很渴望能开车开船，但考虑到自己的身材单小，就忍痛割爱了。我觉得西安电子科技大学的名字很好听，符合我做科学家的梦想，于是就报考西安电子科技大学（以下简称西电）技术物理系。
上帝精神拌擞地从厕所回来，发现我已经上大学。也许他原先是把我安排在清华或者北大的，但事已至此，干脆也就撒手不管了。他这一偷懒反而是好事，我在读大学的十年中自由发展，成了卓而不群的学生。
刚进西电，首先吸引我的是麻雀和馍。那麻雀滚圆滚圆的，简直是会飞的肉弹。它们不怕人，成堆聚集吵闹，常让我误以为是没有教养的一群鸡。那馍又白又大，既不放盐也不放糖，既不象馒头也不象包子。馍凉了后贼硬，据说有同学被楼上扔下的半块馍砸中脑袋，当场长出一个“肉包子”。最好笑的是人们把“馍夹肉”叫成“肉夹馍”，那东西实在好吃。
西电原是军校，作风严谨，校园并不华丽，生活有些单调。尽管我来自山清水秀的地方，可我的确喜欢西电的粗犷与憨厚。有一天我看到一个新生写的很肉麻的赞美西电的大字报，有一句是“我踏上了东去的列车”，我不禁笑掉牙。这一笑意味着“大个子欺负小个子”历史的结束，“小个子欺负大个子”新纪元的开始。
上大学的第一个学期刚好碰上美国打伊拉克（“沙漠风暴”行动）。那时全国都在谈电子战，我们全校都是研究电子的，而且以军事应用为主。在那种气氛里，同学们都有很强的使命感，并且被鼓动得信心十足。
一日，系主任视察早读，偏偏有同学迟到。系主任喝问：“你为什么迟到了？”
“因为我来迟了，”同学毫不含糊地回答，昂然入座。
我在班里年龄最小个子也小，上课时就象猩猩堆里的猴子那么显眼。由于我们是物理系学生，第一学期的《普通物理》课程就显得非常重要。系副主任给我们上课，他长得象叶利钦，口若悬河，板书极快。象在高中上物理课那样，我常在“叶利钦”刚写完题目时就报出答案。开头几次，“叶利钦”满脸疑狐地扫视我们，好像是要抓住拔掉他自行车气门芯的那个捣蛋鬼。后来他在第一排发现了我，我俩乐得裂了嘴。课间候息时，“叶利钦”常坐在我旁边，乘他给同学们答疑时，我就用笔拔弄他硕大无比的手指，在他指甲上涂点什么。
在第一学年，我就象乱草丛中的野花那样脱颖而出，倍受老师和同学们的关怀。就在我光荣到感觉屁股都能绽放光彩的时候，发现了令我胆战心惊的学习缺陷——不会做实验。一进实验室，我就束手无策，浑身发抖。我相信大一的学生都有虚荣心，为了维护“最聪明”这个荣耀，我完全可以掩盖、躲避甚至偷偷地弥补实验能力的不足。
我做了一件了不起的事：为了对抗虚荣的引诱，我夸张其辞地把“缺陷”告诉每一个我认识的人，让我没有机会欺骗自己。
聪明的人并不见得都有智慧，他可能缺乏“真实”这种品质。虽然我是在硕士毕业的时候才立下誓言——“做真实、正直、优秀的科技人员”，但我在18岁的时候就已经做到了“真实”，我必定一生保持。
第一年暑假回家，得到一个惊喜：家里竟然有了电路实验室！
因为我常在信中鼓吹自己实验能力何等之差，“长此以往，下场将极为悲惨”。父母经不起这种“恐吓”，教英语的父亲将半年的工资连同“私有财产”全部捐出，每周到很远的商品交易市场购买电子元件以及器材，在家里建立了实验室。父亲很威严，我从小就怕他，但那个暑假我一点也不怕他。我们一起做实验，都从零学起，话不投机就用电烙铁“交流”，完全是同事关系。后来，我的兴趣转向了计算机，家里的实验室就由父亲独掌，继续发扬光大。现在父亲修理电器的水平在家乡远近闻名，学生们都忘了他是英语教师。
母亲是数学教师，年轻时略有姿色，智力远胜父亲。当她与他在山头的学校里相遇时，他一顿热情洋溢的饭菜就把她缴械了。我小时候家里很贫穷，家就象一条飘荡的小船，父亲划浆，母亲掌舵。当我6岁上学时，母亲就说：“儿子啊，你将来只能靠笔吃饭而不能靠锄头吃饭。”小时候，母亲怕我变狡诈而不允许我学下棋。尽管我在大学里已经相当出色，母亲来信总不忘叮嘱“德智体全面发展”。她常用独特的方式检查我：
（1）看我是否变胖。如果我胖了，表明我懒了。因为勤奋的人没有理由变胖。
（2）看我说话是否还快。如果我说话慢条斯理，表明我变笨了。因为脑子灵活的人没有理由说话不快。
我读博士研究生时，母亲的眉头才舒开。她经常在师生中发表自由言论：“儿子的智力与性格完全是我遗传的，他爸毫无半点功劳。”
第三学期的主要课程是电路分析。电路题目常常很滑稽，当你满头大汗地解完方程时，答案往往是零。我归纳了不少公式用于简化计算，所以照样能在老师画完电路图时报出答案。学习是如此的轻松以致于我有太多的课余时间。
在课余我常做两件有意思的事：
（1）我为学习较差的十几名同学办了补习班，给他们讲课，改作业，出考题。我就象老母鸡那样看护着一群小鸡，使班长、学习委员等班干部形同虚设。我这样做既提高了自己的表达能力，又帮助了同学。这事不是老师叫我干的，是我自己的主意。
（2）我经常在宿舍里焊接电子线路，技艺渐精。我曾花了两天时间，把磁带盒做成能发声、发光的精美礼物，乐颠颠地送给一个女孩子。可惜不久后我迷上了计算机，从此再也没亲手做过好玩的东西。
上大学以前我根本没见过计算机。在第四学期时我遇到了十年来最敬爱的老师周维真，从而对编程产生了强烈的兴趣。他教我们Fortran语言，Fortran语言对我没有影响，影响我的是周老师高尚的师德以及他在教学和科研中的敬业精神。我从他那里学到的是怎样做人，怎样做学问。
很多计算机系老师改作业时喜欢打“√”或打“×”了事。周老师不仅把作业里的错误都找出来，而且逐一评注“好在哪里”和“差在哪里”。为了不让周老师过于劳累，全系同学有一个约定：上课时不准吵闹，否则别来；作业必须清楚，否则别交；提的问题必须有质量，否则闭嘴。
Fortran语言期末考试，我的卷面成绩是97分，有个女同学考了99分。我当时官为课代表，想不到被一个女生超过，甚为沮丧。可是报到系里的成绩单上，我的成绩是99分，那个女同学是97分。我以为周老师搞错了，跑去问他。周老师笑笑说：“你平时的学习表现，该得满分。不能因为考试中的一个失误而打击你的积极性，所以给你加２分作为鼓励。而她一上机就束手无策，要让她知道考试成绩高并不表示已经学好了，扣她2分以示警告。你本来就是第一名。”这时又跑来一个“查”成绩的同学，他得了59分，哀求周老师让他及格。周老师说：“你的试卷我看了好几遍，的的确确是59分。而你平时的学习表现也不会超过59分。这一分不能加，否则我会害你一生。”
在我这一级（90级），周老师至少为技术物理系教出两名软件高手——我和马佩军。我和马佩军读到硕士时已在软件方面雄霸西电，计算机系学生毫无翻身之望。由于马佩军不好名利，风头让我一人独得。我离开西电数年后，余威尚在。可惜我和周老师相处不到一年，他便调到北京信息工程学院。然而师恩的厚薄不在于时间长短，好的老师会让人想念、感激一辈子。
在上大学的前三个学期，学习如同表演，有趣而且轻松。自从第四学期学习了计算机课程，我就有了新的追求，我多么渴望拥有一台计算机，可以天天编程。如果挨一个巴掌能换取一分钟上机时间的话，我愿意每天挨1440个巴掌。如果非得加上一个期限不可，我希望是一万年。
我本科的专业是半导体物理，一二年级由系里负责教学，三四年级由微电子所负责教学。在第四学期末，我央求系里把我推荐到微电子所参加科研，贾新章教授“收留”了我。我踏进微电子所的那一脚，让我从纯粹学习转向了科研，从“高分低能”转向了“低分高能”。
我终于有了一台286电脑，那个暑假我就睡在实验室里，时时刻刻守着它，深夜里我一个人冲着它发笑，一会儿盖上布，一会儿掀开布，一会儿摸摸它的“脸”，一会儿理理它的“辨子”。我很快地完成了任务——设计一个“立方运算”的模拟电路，并且学会了C语言。
西电有个好传统，每年冬季举办一次全校性的“星火杯”学生科技作品竞赛。每届都有六七百件作品展示，低年级的学生看后无不热血沸腾，跃跃欲试。我很希望能独立开发一套软件，参加本届“星火杯”竞赛。贾新章老师是研究集成电路可靠性的，见我如此热切，就让我开发“集成电路可靠性分析软件”。
我开始一边研究数值算法，一边设计软件。从炎热的8月份到发冷的十一月，几乎天天通宵编程，程序很快增长到一万多行。在离竞赛还剩一个月左右的时候，出现了大量的问题。不仅程序老是出错误，而且发现原先的算法并不有效。此时已经没人能够“救”我。贾老师不会编程，不知道问题究竟出在程序上还是出在算法上（实质上两者都有问题）。而那些懂软件开发的年青教师，实在看不明白我的上万行程序是如何组织的。他们只能悲伤地看着我挣扎。由于我经常逃课，好学生变成了坏学生。系里意见极大，贾老师十分为难。不少老师和同学劝我赶紧“改邪归正”，放弃项目，不值得因小失大。
当时我有个无法动摇的心念：如果放弃一次，那么碰到下一个挫折时我就会继续放弃；如果坚持而成功，那么碰到下一个挑战时我会激励自己再取成功。
在压力面前，我依然坚挺。每当略有进展时，心里一阵狂喜，但很快又会碰到新的困难，有时一坐就是20个小时。每天在喜悦的颠峰与苦恼的深渊之间反复折腾。在竞赛前二天，我终于成功地完成了软件研发，结果获得软件与论文两个二等奖。这个荣誉本身不值得一提，并且我付出很重的代价——对物理专业失去兴趣而彻底抛弃了它。但那时我才19岁，在极限状态下，我磨练了意志，使我日后充满激情。
在本科四年级，我认识了微电子所的郝跃老师。他是数学博士，是微电子所最有才华、最潇洒、最有领导风范的青年学者。我常去向他请教数学问题，他讲得意气风发，我听得如痴如醉。我俩一个月的“交流量”很多硕士化一年时间也得不到。有一天，郝老师说：“你做我的学生吧。”我就毫不迟疑地从贾老师门下“跳槽”到郝老师门下。郝老师后来是我的硕士生导师，他高兴时喜欢说：“好，很好，非常好！”我看着他升教授，升博导，升副校长，师生两人分别在各自的阶层中名声显赫。
在三四年级，我的专业课程没有一门及格过。但由于微电子所的老师们已经认可了我，就把我的卷面成绩作为及格线，我对同学们的帮助莫大于此！如果要我考研究生，我绝对考不上。系主任安毓英觉得我将来很有前途，于是不顾别人反对，一锤定音让我免试读硕士研究生。
读硕士研究生后，我的科研条件相当好。导师十分开明，任我自由发展。我最喜欢做的事是设计图形用户界面和开发数据可视化软件。图形程序的最大魅力是即便它毫无用处，你也可以自我欣赏。总有人担心“花很多精力、物力让界面那么漂亮，图形那么逼真是否值得？”这种问题不能强求别人与你一致。我当时赞�
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