为了适应不断变化的需求变更,软件只有不断地进行演化。在软件的演化过程中,软件体系结构将难以避免地发生改变,这可能会导致软件体系结构逐渐退化。而软件体系结构退化将致使软件演化更加困难,甚至提前终止软件的生命周期。所以,尽可能早的对软件体系结构退化进行评估、诊断,对于稳固软件质量、延长软件使用寿命具有重要意义。本文从缺陷分析的角度研究软件体系结构演化,着重研究软件体系结构退化的诊断方法。本文首先介绍了软件缺陷的相关研究,包括缺陷的概念、缺陷分类、缺陷分析的技术及经验结论。然后讨论了软件缺陷与软件体系结构退化之间的关系,即软件缺陷能用于表征软件体系结构退化并且退化存在关键因素(退化关键组件、退化关键组件关系)。为了获取满足体系结构分析所需的缺陷数据,本文提出了一种新的缺陷分类方法——DC4DA。该分类方法运用了多维数据模型,能有效地减少冗余和无用信息,且面向软件开发过程、灵活性较高。之后,本文提出了两种结合了缺陷危害度的缺陷度量方法,并以其为基础,提出了缺陷体系结构模型。该模型具有层次结构,能从不同层面展示软件某一版本的具体缺陷状况,识别出退化关键结构。再通过版本演化的积累分析,根据持续的退化表现,确定退化的结构,为软件体系结构优化、重构、重组提供依据。最后,本文实现了一个原型系统,对本文提出的缺陷分类方法、缺陷体系结构模型的可行性进行了验证,并通过实例证实本文的缺陷度量方法是可行、有效的。