当今的软件开发多数是在已有的一些工作基础上进行的，对软件可维护性和可复用性的要求越来越高。同时，软件维护工作在软件生命周期中占的比例也越来越大。 为了提高软件的可维护性和可复用性，在系统设计的过程中，要充分参照现有的设计模式，使系统可以有一个良好的设计。同时，在系统的开发与维护过程中，要积极对软件的代码进行重构，改进系统的设计。 设计模式，被用于描述特定场景下解决一般设计问题的类和相互通信的对象。每个设计模式描述了各自的应用领域和基本原则。设计模式提供了设计级的复用性和灵活性，使软件对需求变化的敏感度降低。 重构，其目的是在不改变软件的外在行为的前提下调整软件内部结构。尽管表面上重构是代码的一种整理，实际上却是对代码中蕴含的设计的调整。在某种意义上，设计模式作为重构的目标指导重构的进行。 本文首先对命令、原型和单件等九种设计模式进行研究，分析总结了这些模式在虚拟实验系统中的应用。然后对重构的原则、特征和方法等进行研究，最后分析总结了部分重构方法在虚拟实验系统中的应用。