为了进一步加强计算机软件在互联网络、人工智能、大数据处理、物联网工程、信息传输和图像处理等信息领域的应用能力，加速计算机软件系统的智能化、工程化和产品化的发展进程，突破束缚软件设计跨越式发展的关键技术，提高软件产品的可靠性和安全性。提出了模型驱动架构向可靠性拓扑结构转换方法、不同软件系统拓扑结构的可靠性计算模型及理论、软件系统中功能模块互相重叠的可靠性叠加技术、软件系统基于条件和关联特征结构缺陷的预测方法，使得基于模型驱动架构的软件系统结构可靠性获得大幅度提高；软件系统结构可靠性提升理论有了新的发展和创新。详细分析Weiss、Corcoran、Jelinski、Moranda、Gokhate、Yacoub、毛晓光等人的可靠性模型；Meinhold、Singpurwalla和Ohba等人贝叶斯模型的改进型和非齐次泊松分布模型；cheung等人基于矩阵的状态转移模型；Tarik Hadzic等人的评估模型；徐高潮等人、Khoshgoftaar等人缺陷预测模型等国内外专家学者提出的软件可靠性和软件缺陷预测模型的功能和特点。认真研究和探讨了软件模型驱动架构原理、可靠性增长模型技术、马尔可夫可靠性模型原理与分类和可靠性的缺陷预测方法等内容。经比较确认：所提出的软件可靠性模型理论和方法与这些模型、方法均有较大的区别，属于更高层次的可靠性计算方法与提升技术。提出模型驱动架构向可靠性拓扑结构转换方法。在模型驱动架构向可靠性拓扑结构转换过程中，首次建立不改变对象间的时序关系、不改变对象间的逻辑关系和不改变对象间消息传递的原则。建立了逻辑选择关系的可靠性拓扑结构转换模型、逻辑分支关系的可靠性拓扑结构转换模型和逻辑循环关系的可靠性拓扑结构转换模型。提出了将顺序图中的逻辑选择关系图、逻辑分支关系图和逻辑循环关系图向可靠性拓扑结构转换的方法。试验结果表明：模型驱动架构向可靠性拓扑结构转换方法，能够将系统顺序图准确、合理的转换为可靠性拓扑结构图。提出了可靠性拓扑结构图向可靠性状态图的转换模型和转换方法；给出了各种不同软件系统拓扑结构和可靠性状态转换的可靠性计算理论。依赖系统中模块与模块间的组成方式、复杂度和顺序图，建立了转移概率串行拓扑结构的可靠性模型、转移概率并行拓扑结构的可靠性模型、转移概率串并混合型拓扑结构的可靠性模型、转移概率环状拓扑结构的可靠性模型、多种拓扑结构的可靠性模型；提出了转换概率可靠性拓扑结构与可靠性状态的对应关系、模块执行的转移与模块状态的转移牵动关系、并串混合型结构图与并串混合型的状态图的转换关系；给出了串行拓扑结构、并行拓扑结构、串并混合型拓扑结构和环形拓扑结构的可靠性值计算公式。试验结果表明：不同软件系统拓扑结构的可靠性计算方法均能够计算出软件系统中的可靠度，这些计算结果与系统可靠性的测试结果基本耦合、可信。提出了软件系统中功能模块互相重叠的可靠性叠加技术。经过对软件系统的多分支模块的结构和模块功能的定义与分析，首次建立了软件系统模块分解的原则、功能模块可靠性叠加计算理论和功能模块占用率的可靠性叠加技术；给出了内功能模块与外功能模块可靠性的平均值规划成一个外功能模块的优化可靠性计算方法。并依据结构模型的映射分解法和功能模块的可靠性计算理论，对功能模块占用率可靠性的线性结构进行证明。试验表明：应用可靠性叠加技术原理得到的可靠性计算结果，明显好于未使用叠加技术的可靠性计算结果。提出了软件系统基于条件特征结构缺陷的预测方法。通过对结构缺陷在不同条件下特征和缺陷条件进行分析，提出了缺陷成簇的方法。定义了条件特征和缺陷特征，应用K_means算法对具有相同特征缺陷进行聚类，能够有效和及时的发现缺陷集中出现的特征。建立条件特征与缺陷特征的关系模型和缺陷聚类算法，使具有相同条件的缺陷聚集并成簇。实验验证：基于条件的缺陷聚类算法与K_means算法相结合的结构模型，对缺陷预测的准确度和缺陷的修复效率好于DBSCAN算法，为软件系统缺陷的修复节省了时间和资源，相比传统方法效率提高约30%。提出了软件系统基于关联特征结构缺陷的预测方法。对在同一个缺陷特征簇和不同的缺陷特征簇中的缺陷相似度进行分析，提出了每个簇中均有一个特征重心，代表簇的整体特征趋势的概念；通过对特征重心、缺陷特征和缺陷关联关系属性分析，给出了具有相同特征的缺陷聚集成簇的结论；同时确认缺陷特征不十分相似的缺陷也能聚集成簇。实际数据验证：基于关联特征结构缺陷的预测方法能够进一步为软件修复节省大量的时间和资源，相比传统软件缺陷的修复方法其效率可提高约50%。