某企业经过多年的信息化建设，存在大量的应用软件系统，为了保证这些系统的运行与维护，专门组建应用系统维护部门。该部门的主要工作是保证系统的正常运行、处理问题以及扩展这些应该系统的功能，以满足企业业务功能的变化与扩展。
目前该部门存在人员流失、变更频繁，文档丢失或长期失于维护，维护成本愈来愈高等问题，具体表现为：
问题（1）：随着时间和人员的变动，程序被多人修改，往往导致程序难以理解，注释混乱，流程复杂；
问题（2）：随着不断修改程序和增加新的功能，模块之间的耦合关系日益复杂，维护成本不断增加。
这些问题导致新来的维护人员需要直接面对大量流程、结构复杂的源程序，维护困难，往往一次改动需要设计大量的软件模块。
为解决应用系统维护部门面对的问题，企业信息部门组织了专门的专家讨论会。各位专家一致认为，逆向工程与重构工程是目前预防性维护采用的主要技术，应该采用逆向工程的技术方法，重构相关应用系统文档，同时采用软件重构来降低软件代码的复杂性，最终降低维护成本。
【问题1】（8分）
软件的逆向工程是分析已有程序，寻求比源代码更高级的抽象表现形式。与之相关的概念包括软件重构、设计恢复、重构工程等。请说明设计恢复中常见的恢复信息的4种级别。
【问题2】（11分）
重构是对软件内部结构的一种调整，目的是不改变软件功能的前提下，提高其可理解性，降低其修改成本。请说明软件重构的三个类别，并简要说明常见的重构方法。针对题干中的问题（1）和问题（2），宜采用何种重构方法？
【问题3】（6分）
软件重构做出的修改可能导致程序运行变慢，但也更容易进行软件的性能优化和调整，请分析原因。
正确答案及解析
正确答案
解析
【问题1】
（1）实现级：过程的设计模型。
（2）结构级：程序和数据结构信息。
（3）功能级：对象模型、数据和控制流模型。
（4）领域级：UML状态图和部署图。
【问题2】
软件重构的三个类别：
代码重构、设计重构、架构重构。
常见的重构方法：
（1）提取方法（Extract method）
（2）用委托来代替继承（Replace Inheritance witch Delegation）
（3）用子类代替型别码（Replace Type with Subclasses）
（4）用多态来代替条件判断（Replace conditional with polymorphism）
（5）模板函数
（6）提取类
（7）提取接口
问题（1）可采用提取方法的重构方法解决，问题（2）可采用提取接口的方法解决。
【问题3】
为了使软件更容易理解，同时又需要考虑到各种兼容性，在重构时，可能需要在代码中增加冗余的判断、冗余的代码或结构；也可能需要修改已有的数据库结构和索引等，导致程序运行变慢。
但从长远来看，由于重构以后的软件结构更加清晰，代码复杂性更低，更易于理解，在性能调优时更容易分析瓶颈之所在，然后加以解决，因此，软件重构也更容易进行软件的性能优化和调优。
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