星系中X射线源的研究是高能天体物理研究的热点，随着观测手段的进步（如Chandra、INTEGRAL等望远镜的上天），星系中涌现出一大批新的X射线源，呈现出向大样本、高红移延伸的新趋势.在此背景下，本论文旨在利用星族合成的方法探究X射线双星的统计性质（如光度函数、空间分布、星族成分、X射线演化等），以此来理解X射线双星的起源、空间分布、形成与演化以及星系的演化、大尺度恒星形成历史等.通过与观测比较，我们可以对理论模型进行限制.本论文具体结构如下:　　第一章为X射线双星的概述，简要介绍了星系中吸积X射线双星的观测和理论研究.主要包括高低质量X射线双星的特性，极亮X射线源的观测与理论模型，X射线双星的形成与演化等.我们简述了原初X射线双星的演化途径以及致密星周环境下X射线双星的动力学演化过程;详述了X射线双星演化过程中的物质传输、公共包层演化以及超新星爆发过程.　　第二章丰要介绍了星系中的X射线星族.我们概述星系中X射线星族研究方法，分别介绍了年老X射线双星星族、年轻X射线双星星族以及X射线辐射及星系演化.　　第三章主要介绍了我们的一个工作:类似银河系的旋涡星系中明亮X射线双星的空间分布问题.我们首先模拟了银河系以及类银河系晚型旋涡星系中明亮X射线双星的光度函数，然后考虑超新星爆发后X射线双星的运动学效应，计算了在冷暗物质(Cold Dark Matter,简称CDM)模型下，明亮X射线的空间分布.我们的结果表明:高低X射线双星都有向银盘和银心聚集的趋势，这与观测相一致.我们又考查了在修改的牛顿引力势(Modified Newtonian Dynamics，简称MOND)模型下明亮X射线的空间分布，发现:X射线双星虽也有向银心聚集的趋势，但却在核球区域有显著的缺失，这一点与CDM模型下结果明显不同.我们认为:核球区域X射线双星的径向分布可以作为限制暗物质性质和检验引力定律的有效手段.　　第四章我们主要介绍了星暴星系年轻星团中X射线双星的运动学研究.观测发现:X射线双星相对于宿主星团有显著的位移，并且越明亮的X射线双星越靠近星团，而且在大于200 pc的区域，没有特别明亮的X射线双星.我们考虑X射线双星的运动学效应，主要考查了影响大质量X射线双星形成、演化以及运动的主要因素:双星的初始质量分布、公共包层因子以及超新星爆发的“踢出”速度，以期利用X射线双星的光度-位移关系，限制模型参量以及星暴星系年轻星团的基本性质.我们发现:光度-位移关系对星团的基本特性（即双星质量分布）、超新星爆发的“踢出”速度并不敏感，而受到公共包层因子的影响很显著，因此我们可以利用光度-位移关系来限制公共包层因子.最后我们还给出了在不同模型下光度-位移平面内源的类型，以期通过未来的光学观测来限制模型.　　第五章我们主要考查了正常晚型星系X射线辐射的宇宙学演化，其与星系基本物理性质（包括光学光度、恒星质量和质光比等），以及星系恒星形成历史的依赖关系.我们也检验了主要参量，如初始质量函数、公共包层因子、双星比率及金属丰度对星系X射线演化的影响.我们发现观测的X射线光度与星系恒星质量比(Lx/M)随红移的增长能够被很好的模拟.它们是单星和双星演化及星系物质积累的自然结果，而不能被认为越低质量的星系发生越为剧烈的恒星活动.星系的X射线与光学光度比(LX/LB)对星系恒星形成历史不敏感.我们也给出了各种模型参量下星系X射线辐射的宇宙学演化，以期与未来的X射线及光学观测对比.　　第六章是对我们前面工作的总结以及今后工作的简单展望.