系统分析师论文范文-论软件的可维护性设计

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论软件的可维护性设计

【摘要】

2008年3月1日至12月20 H,我参加了“数据安全访问平台"项目的开发，担任系统 分析

员的工作。该项目是某行业用户“数据中心二期”建设的主要内容，目标是：建立数据统 —访问接口及其使用标准，规范、约束和审计数据应用访问数据库的行为，对数据应用提供 强制审计的技术手段。由于系统交付后，存在较长维护期，同时系统存在升级与扩展的情 况，因此本项目对系统的可维护性设计要求较高。本文结合作者实践，讨论了从软件设计上 提高可维护性的方法和措施：通过模块化设计方法和提高设计文档质量，改善软件的可理解 性；通过提供测试接口和采用测试框架工具，改善软件的可测试性；通过动态库加载和针对 接口编程的方法，提高软件的可扩展性。最后分析了采用方法的效果。 【正文】

一、项目概述2008年3月1日至2008年12月20日，我参加了“数据安全访问平台” 项目的开发，担任系统分析员的工作。"数据安全访问平台■•是某行业用户“数据中心二期"建 设的主要内容。在一期建设中已建成数据的统一存储和统一分发框架。但主要存在以下问题: 无法获得应用用户对数据库的操作日志；开发人员对数据库的使用不规范，查询的结果集过 大，导致数据库的性能大幅下降；应用直接使用数据库的登录数据库，存在着一定的安全隐 患。数据安全访问平台"的目标是：建立数据统一访问接口及其使用标准，规范、约束和审 计数据应用访问数据库的行为，对数据应用提供强制审计的技术手段。该项目具有较高的 业务需求风险和技术风险。由于没有成熟系统做为参照，该项目需求不是很明确，而且系统 涉及甲方多个利益相关方，各方对系统的安全和审计功能、运行维护、可乘性、性能和易用 性有者不同的观点，某些观点之间还存在冲突。同时系统作为“数据中心”的基础设施之一， 所有的应用系统都要通过本系统完成数据库访问。系统的可乘性和性能直接影响到应用系统 的正常运行。整个系统分为6个子系统，包括JDBC驱动封装子系统、ADO.Net驱动封装子 系统、WebService接口子系统、管理配置网站、存储子系统（SQL Server2005数据库，存 储配置信息）和监控子系统（数据库网络协议分析与连接控制）。二、项目中的可维护性设 计工作1、系统的可维护性需求本系统有较高的可维护性需求。首先，系统作为数据中心 应用的基础平台，数据中心的新建应用系统必须依赖于本系统，系统具有较长生命周期；同 时合同中规定系统正式上线后，公司需要提供1年的免费维护。其次，本项目中的接口子系 统是基于JDBC5.0和ADO.Net2.0实现的，随着JDBC与ADO.Net


的升级 接口子系统也需 要升级。然后，监控子系统对Oracle和SQL Server数据库的网络包进行解析，由于商用数 据库网络包格式不公开，我们在解析时会有遗漏；用户要求，当发现未能解析的数据包时, 需要及时添加到监控子系统中。最后，由于没有成熟系统做为参照，该项目开始时需求不是 很明确，在开发过程中用户提出了一些新需求，由于工期的限制，经过与用户协商，这些新 需求不在本项目中完成；用户准备视系统的运行情况，设立新的项目完成这些剩余需求。因 此可维护性是本系统的一个重要质量指标。为了增加系统的可维护性，减少维护人员理解 和修改系统的难度，我们在本系统的设计上，不仅仅关注系统的功能需求实现，而且重视系 统的可维护性需求。决定软件可维护性的因素主要包括：软件的可理解性、可测试性和可修 改性。在整个系统设计过程中，我们都注重改善系统的可理解性、可测试性和可修改。2、 改善软件的可理解性本系统涉及的问题域有一定的复杂性，如果将整个问题域的复杂性完 全暴露给维护人员，维护人员很难理解整个系统。因此，首先，我们将整个系统划分为功能 独立的六个子系统；其次，在各个子系统设计时，我们都采用了模块化的方法，即将内聚性 高的业务逻辑合并封装成独立的模块;最后，重视设计文档质量，对设计文档做了内部审核， 确保文档清晰准确了描述了设计。监控子系统是本系统的关键部分之一。公司原有Oracle 数据库监控子系统，本项目中需要在原有监控系统中增加SQLServer的监控功能。监控子系 统的流程是网络协议包的截获、数据库协议解析、监控审计处理模块。由于原监控子系统只 是处理Oracle,其关注功能的实现，三个模块划分的不清晰。例如，使用了过多全局变量在 模块间传递数据；功能分布不合理，导致模块之间相互依赖；一个源代码文件包含两个相关 功能代码。本项目中，除了添加SQLServer的监控功能外，我们还改善了子系统的设计， 增强各个模块的内聚性，降低模块之间的耦合性。首先，各个功能的相关代码处于不同的代 码目录；其次，三个模块都做成了单独的静态库，总控模块负责调度各个库.并且明确了各 个模块对外提供的接口，模块之间的调用都通过接口完成。通过这种方式将系统进行清晰 的划分，维护人员可通过对模块接口的学习快速了解子系统的运行流程，当需要时再对某模 块做进一步分析。3、改善软件的可测试性维护人员对代码进行修改后，必须进行测试， 才能保证软件的质量。并且，用户对系统的可乘性要求很高。因此，在软件设计的整个过程 中，我们都考虑了测试的问题。首先，各个子系统的内部模块必须是单向依赖，对出现循 环依赖的模块，我们采用调整功能分布，抽取公共模块等方面消除循环依赖。其次，对于接 口子系统，我们需要对某些模块内部进行深入的测试，而由于模块接口的封装性，无法直接 访问内部数据；对于这样的情况，我们在设计这样的模块时，专门提供了测试接口。最后, 开发中采用了

CppUmt、NUnit和JUnit测试框架.通过测试框架来组织测试驱动程序。4、 改善软件的可扩展性

监控子系统采用网络监听的方式获取数据库访问的信息，这种方案的 优点是不给业务系统増加


性能负担，缺点是由于商用数据库协议不公开的，虽然我们经过大 量的测试，但是肯定是有遗漏的。为了当发现未能解析的数据包时，及时添加到监控子系 统，同时不重新编译系统，我们进行了可扩展性设计。我们采用了动态库加载和针对接口编 程的方法。监控子系统启动后，会加载指定目录下的动态库（符合名字规范），这些动态库 都实现了规定的接口。子系统当收到一个网络包后，会依次询问所有的动态库是否能解析该 网络包。这样只需要将新开发的动态库拷贝到制定目录，并重启动监控子系统就可以完成系 统的升级。三、总结在系统的维护阶段，发现了较严重缺陷2个与8个一般缺陷，同时， 发现了监控子系统不能解析的5种协议包。维护阶段的开发人员与开发阶段有了较大变化。 由于在系统设计上重视可维护性，软件进行模块化设计，提供了完备的设计文档，维护人员 可以较快的定位与解决问题；由于考虑了系统的可测试性，提供了回归测试集，维护人员可 以运行回归测试验证软件质量；由于考虑监控子系统的扩展性，维护人员可以及时增加了新 的协议包解析功能。综上所述，由于在设计中考虑了软件的可理解性、可测试性与可扩展性， 很大程度上提高了系统的可维护性。

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