可变性驱动的软件设计改进是以提高软件的可变性为宗旨的修改软件设计的技术和过程。本文围绕可变性缺陷检测、设计改进、改进验证三个方面研究可变性驱动的软件设计改进方法。具体工作包括:(1)研究软件质量度量模型,提出可变性问题检测框架和可变性度量模型;(2)结合人工智能技术,提出基于CBR的自动化软件设计改进方法;(3)研究软件体系结构的动态行为,利用分片技术,提出一种软件体系结构动态变动影响分析方法; (4)以建立软件体系结构层变动和类级变动的关系为目的,提出一种软件体系结构描述方法;(5)针对遗产系统,提出一种从Java源码中抽取设计模式的方法;(6)以验证可变性驱动的设计改进结果为目的,提出一种基于概率的设计可变性比较方法;(7)提出一种从软件设计变动预测Java代码变动的方法。本文的工作成果在一定程度上补充和完善了已有的改善软件设计的可变性的方法,对于提高软件质量、促进软件维护和演化有一定的意义。