軍用軟件維護(hù)方法探析論文

2021-06-12 論文

　　【摘要】為了提高我軍保障力和戰(zhàn)斗力，本文通過(guò)研究軍用軟件維護(hù)的現(xiàn)狀，提出了軟件維護(hù)的重要性，并根據(jù)實(shí)際情況提出了軟件維護(hù)的具體方法。

　　【關(guān)鍵詞】軟件維護(hù)；軍用軟件；保障力

　　隨著社會(huì)信息化的迅猛發(fā)展，軍用裝備正在朝著軟件密集型裝備方向發(fā)展，部隊(duì)使用的武器裝備中軟件的成分日益增加[1]。隨著裝備投入、訓(xùn)練使用時(shí)間的增加，軟件故障已經(jīng)越來(lái)越多地暴露出對(duì)裝備性能、維護(hù)、恢復(fù)的制約[2]。軟件維護(hù)也越來(lái)越體現(xiàn)出其重要性，國(guó)外對(duì)裝備中軟件保障問(wèn)題非常重視[3]。美國(guó)從20世紀(jì)80年代已開(kāi)始大規(guī)模研究軟件保障問(wèn)題，而我國(guó)軟件保障研究才開(kāi)始起步[4]。

　　1 軟件維護(hù)定義

　　軟件維護(hù)，是指軟件產(chǎn)品已經(jīng)交付使用之后，為糾正錯(cuò)誤、改進(jìn)性能或其他屬性或使產(chǎn)品適應(yīng)改變了的環(huán)境而進(jìn)行的修改活動(dòng)。

　　按性質(zhì)不同，一般將軟件維護(hù)劃分為如下四類：

　　1.1 糾錯(cuò)性維護(hù)

　　用戶在使用軟件時(shí)仍會(huì)發(fā)現(xiàn)在前期的測(cè)試中沒(méi)有揭露的軟件系統(tǒng)中的潛在錯(cuò)誤，診斷和改正這些錯(cuò)誤的過(guò)程稱為糾錯(cuò)性維護(hù)。

　　1.2 適應(yīng)性維護(hù)

　　由于操作系統(tǒng)或編譯系統(tǒng)的升級(jí)，為了使軟件能適應(yīng)新的環(huán)境而引起的程序修改活動(dòng)。

　　1.3 完善性維護(hù)

　　在軟件的使用過(guò)程中，為了滿足用戶新的需求而增加或擴(kuò)充軟件功能的活動(dòng)。

　　1.4 預(yù)防性維護(hù)

　　為了提高軟件的可維護(hù)性和可靠性，為未來(lái)的進(jìn)一步改進(jìn)打下基礎(chǔ)而修改軟件的活動(dòng)。

　　2 軟件維護(hù)的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

　　隨著武器裝備復(fù)雜性的增長(zhǎng)，出現(xiàn)了使用和保障費(fèi)用高，戰(zhàn)備完好性差等問(wèn)題。軟件維護(hù)逐漸引起各國(guó)軍方和工業(yè)界的普遍注意，不同程度地開(kāi)展了軟件維護(hù)、保障性分析及設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前處于起步階段。

　　2.1 可維護(hù)性差

　　在裝備的研制過(guò)程中，國(guó)內(nèi)企業(yè)的軟件開(kāi)發(fā)大都采用“手工作坊”式的開(kāi)發(fā)方式，由軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員自行設(shè)計(jì)、自行編碼、自行測(cè)試、自行包維護(hù)，甚至完全由一個(gè)人完成。

　　近幾年剛剛有所改觀。山于無(wú)法對(duì)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)督與管理，軟件的可理解性、可測(cè)試性、可修改性差，使得軟件出現(xiàn)故障后只能由開(kāi)發(fā)者自行維護(hù)，其它人員難以介入。軟件人員“跳槽”后對(duì)軟件維護(hù)影響極大，甚至可以使軟件維護(hù)工作處于癱瘓狀態(tài)（軟件無(wú)人能讀懂，無(wú)人能維護(hù)）。

　　在軟件需要進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候不重視可維護(hù)性，存在軟件代碼無(wú)注釋、軟件文檔與代碼小符、開(kāi)發(fā)時(shí)用的開(kāi)發(fā)工具無(wú)處查找、某些模塊無(wú)源碼等問(wèn)題。

　　2.2 可靠性低

　　計(jì)算機(jī)軟件已經(jīng)成為武器裝備中最重要的一部分[5]。但據(jù)目前統(tǒng)計(jì)，軟件可靠性整整比硬件低一個(gè)數(shù)量級(jí)。有的系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果是軟件故障占系統(tǒng)故障的60%～70%。軟件盡管與硬件小同，在使用過(guò)程中沒(méi)有磨損，沒(méi)有消耗，但軟件是有生命的，在使用過(guò)程中更需要維護(hù)，需要保障。

　　2.3 軟件維護(hù)的力度小夠

　　鑒于軟件的自身特點(diǎn)，任何軟件都難以做得盡善盡美。據(jù)美軍統(tǒng)計(jì)：軟件即使在裝備研制過(guò)程中經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的工程化及測(cè)試后仍會(huì)有多達(dá)15%的缺陷遺留在軟件之中未被暴露。

　　美軍1997年的軟件保障費(fèi)用高達(dá)200億美元，每行代碼的年維護(hù)費(fèi)用為110美元，為裝備正常使用提供了保證。

　　目前國(guó)內(nèi)關(guān)于軟件維護(hù)經(jīng)費(fèi)如何處理處于一個(gè)非常時(shí)期，軍品審定價(jià)時(shí)完全不考慮軟件經(jīng)費(fèi)，軟件維護(hù)經(jīng)費(fèi)更無(wú)從談起。而現(xiàn)在軟件使用階段的保障經(jīng)費(fèi)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了軟件的購(gòu)置經(jīng)費(fèi)，并非一筆可有可無(wú)的經(jīng)費(fèi)。只有軟件研制經(jīng)費(fèi)，沒(méi)有軟件維護(hù)經(jīng)費(fèi)，是嚴(yán)重的比例失調(diào)。缺乏經(jīng)費(fèi)己成為嚴(yán)重制約軟件保障的因素，這對(duì)于開(kāi)展軟件維護(hù)工作十分不利。

　　3 軟件維護(hù)的重要性

　　軟件維護(hù)對(duì)軟件可靠性產(chǎn)生的影響，比硬件維護(hù)對(duì)硬件可靠性產(chǎn)生的影響要大。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是通過(guò)正確的糾錯(cuò)性維護(hù)可以使軟件可靠性不斷地提高，失效率不斷下降。而硬件進(jìn)行維護(hù)后，可靠性一般不會(huì)提高（多為恢復(fù)到某一定值），失效率也不會(huì)下降。另一方面，軟件維護(hù)對(duì)軟件全系統(tǒng)產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)影響較大，而硬件維護(hù)對(duì)全系統(tǒng)產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)影響相對(duì)較小�？梢�(jiàn)軟件維護(hù)性對(duì)于軟件而言，是一個(gè)比硬件維護(hù)性更重要的屬性，而且軟件維護(hù)性與軟件可靠性相一致。

　　軟件與硬件不同，在使用過(guò)程中沒(méi)有磨損、沒(méi)有消耗。但軟件是有生命的，在使用過(guò)程中是需要維護(hù)、需要保障的。軟件維護(hù)是軟件生命周期的最后一個(gè)階段，處于系統(tǒng)投入生產(chǎn)性運(yùn)行以后的時(shí)期。軟件維護(hù)是軟件生命周期中耗費(fèi)最多，延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的活動(dòng)。通常大型軟件的維護(hù)成本是開(kāi)發(fā)成本的4倍左右，軟件開(kāi)發(fā)組織中60%以上的人力用于軟件維護(hù)。要想延長(zhǎng)軟件生命，充分發(fā)揮軟件的作用，必須搞好軟件維護(hù)。例如，在沙漠風(fēng)暴作戰(zhàn)行動(dòng)中，E-3空中預(yù)警飛機(jī)作為戰(zhàn)場(chǎng)保障的中介部分，起著跟蹤所有戰(zhàn)場(chǎng)空中目標(biāo)并指揮攔截的作用，被譽(yù)為神眼。而在當(dāng)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)上電磁信號(hào)太多造成擁塞，以致E-3的能力大打折扣，不得不對(duì)E-3雷達(dá)中的許多軟件進(jìn)行修改。為此，專門(mén)派出軟件保障組直接進(jìn)行軟件維修，使E-3預(yù)警機(jī)的雷達(dá)軟件在96小時(shí)內(nèi)得到修正后完成飛行檢測(cè)并投入使用。

　　4 如何做好軟件維護(hù)

　　4.1 軟件維護(hù)準(zhǔn)備工作

　　當(dāng)接到軟件維護(hù)任務(wù)時(shí)，第一步需要做的準(zhǔn)備工作為熟悉所維護(hù)的軟件功能、軟件架構(gòu)體系。熟悉所維護(hù)軟件功能的主要方法是閱讀該軟件的設(shè)計(jì)文檔或軟件使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)[6]。

　　熟悉軟件功能的同時(shí)，我們還需要熟悉軟件的架構(gòu)體系。熟悉軟件架構(gòu)體系就等于站在軟件維護(hù)的最高點(diǎn)。在面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)技術(shù)流行的今天，沒(méi)有理解軟件的架構(gòu)體系，要去維護(hù)軟件是很困難的。

　　4.2 如何收集并解決軟件問(wèn)題

　　裝備定型后，技術(shù)狀態(tài)固，軟件的技術(shù)狀態(tài)也同時(shí)固化。當(dāng)出現(xiàn)軟件質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，大部分承制單位都以能不改就不改，必須改再說(shuō)的思想去解決軟件質(zhì)量問(wèn)題，原因是因?yàn)橐坏┸浖霈F(xiàn)問(wèn)題，大部分都需要修改源代碼，哪怕幾個(gè)字符的修改都需要重新編譯并生成新的版本，導(dǎo)致了軟件技術(shù)狀態(tài)的變更。基于這種情況，如何既保證技術(shù)狀態(tài)的管理又能有效解決部隊(duì)的軟件問(wèn)題是值得我們深思的。我個(gè)人認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行：

　　4.2.1 承制單位應(yīng)建立軟件維護(hù)部門(mén)

　　軟件維護(hù)部門(mén)隸屬于售后部門(mén)，與部隊(duì)建立一種簡(jiǎn)單而有效的機(jī)制。對(duì)部隊(duì)反映的軟件問(wèn)題予以登記，“軟件維護(hù)登記表”內(nèi)容包括：編號(hào)，日期，反映單位，反映人，聯(lián)系電話，問(wèn)題描述，記錄員，軟件維護(hù)人員，單位領(lǐng)導(dǎo)，軟件更改單號(hào)等內(nèi)容。

　　4.2.2 軟件修改保持原有代碼的編碼規(guī)范

　　為了保證編碼規(guī)范的統(tǒng)一性，必須保持所維護(hù)的軟件的編碼規(guī)范。如果整個(gè)系統(tǒng)中沒(méi)有統(tǒng)一的編碼規(guī)范，那至少在模塊的層次上的編碼規(guī)范應(yīng)該是統(tǒng)一的，因?yàn)橐话闱闆r下都是一個(gè)人負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)一個(gè)模塊。

　　4.2.3 軟件修改后進(jìn)行測(cè)試

　　為確保對(duì)軟件的修改并沒(méi)有破壞它的核心功能，好的做法用一個(gè)測(cè)試用例來(lái)重新測(cè)試，這樣就可以知道當(dāng)你修改其他部分時(shí)有沒(méi)有再引入bug。有時(shí)，可能只是對(duì)代碼做了一點(diǎn)修改，并要把它提交到源代碼控制系統(tǒng)中，但是運(yùn)行整個(gè)的回歸測(cè)試卻會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。這種情況下，我們可以取出回歸測(cè)試集的`一個(gè)子集進(jìn)行一次“冒煙測(cè)試”，即只覆蓋了回歸測(cè)試集中的一部分測(cè)試用例的測(cè)試。每次修改后都應(yīng)進(jìn)行“冒煙測(cè)試”。

　　4.2.4 保留修改記錄

　　如何清楚記錄軟件維護(hù)過(guò)程，正確統(tǒng)計(jì)所做的維護(hù)工作的工作量并做好后續(xù)的相關(guān)文檔更新是非常重要的。軟件維護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)完成后，應(yīng)填寫(xiě)“軟件維護(hù)記錄單”，其包括

　　軟件維護(hù)類別：糾錯(cuò)性維護(hù)，適應(yīng)性維護(hù)，完善性維護(hù)，預(yù)防性維護(hù)；

　　難度系數(shù)：范圍0.1-1；

　　維護(hù)日期：開(kāi)始到結(jié)束的日期；

　　完成工時(shí)：最小單位為1小時(shí)；

　　完成人：完成該軟件維護(hù)的程序員；

　　反映單位：具體的單位名稱和地址；

　　問(wèn)題描述：對(duì)反映問(wèn)題的具體描述；

　　解決措施：描述解決問(wèn)題的步驟和方法，盡量描述到需要修改系統(tǒng)多層架構(gòu)中哪一層的哪個(gè)方法；

　　軟件更改單號(hào)：若存在軟件更改的情況，則填寫(xiě)對(duì)應(yīng)的軟件更改的編號(hào)；

　　程序員建議：該解決方案有什么要注意或不能滿足的地方，現(xiàn)有系統(tǒng)的不合理性等；

　　影響的設(shè)計(jì)文檔：由程序員填寫(xiě)。當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)文檔資料有影響時(shí)填寫(xiě)，須填寫(xiě)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)文檔資料的名稱，具體內(nèi)容需另填設(shè)計(jì)（工藝）更改單。

　　解決程度：已解決，未完全解決，未解決。對(duì)于未完全解決，未解決的情況應(yīng)說(shuō)明哪些問(wèn)題還沒(méi)有解決，此處應(yīng)有反映單位的簽字和蓋章；

　　備注：其他未盡事宜。

　　4.3 軟件更改上報(bào)

　　軟件維護(hù)所涉及的軟件更改，應(yīng)每年向上級(jí)機(jī)關(guān)上報(bào)，上級(jí)機(jī)關(guān)應(yīng)對(duì)軟件更改是否執(zhí)行予以回復(fù)。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　隨著軟件密集型裝備的增多，軟件的質(zhì)量問(wèn)題已成影響裝備質(zhì)量的重要因素，軟件維護(hù)與保障方案的順利實(shí)施離不開(kāi)領(lǐng)導(dǎo)的深入重視，離不開(kāi)各部門(mén)、各行業(yè)的合作，離不開(kāi)承制單位內(nèi)部的管理。只有我們充分認(rèn)識(shí)其獨(dú)特之處，盡早重視和規(guī)劃，才能不斷提高我軍裝備整體的保障水平和戰(zhàn)斗力。

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