“软件产品线”是一个以软件工程学为基础发展起来的新兴多学科交叉的研究领域，现已成为软件工程和软件复用领域研究与实践的前沿。软件产品线体系结构描述了产品线内所有成员的公共架构，是设计、开发软件产品线的核心与关键。而产品线体系结构固有的复杂性、抽象性和变化性，又对传统的软件体系结构理论和技术提出新的挑战。为此，本文对产品线体系结构的理论进行了较为深入的探讨，设计了形式化的产品线体系结构描述语言，并对产品线体系结构设计和分析等内容进行了研究。主要研究工作包括以下几个方面：1．设计了一种形式化的、全面支持变化性的产品线体系结构描述语言(Variability-Supported Architecture Description Language，vADL)。vADL能够规约体系结构和组件变化性；能定义多种变化性约束，以及开放的和闭合的变化点；具有基于π演算的行为语义模型和类型系统，可建模行为语义变化性；并且能够同时描述规约态和运行态变化性。对变化性的全面支持，使得vADL能够更适合规约产品线体系结构。2．基于vADL模型，研究了产品线环境下的组件组装技术。提出了组装件概念，支持多个异构端口的任意类型端口行为组装；提出了变化性组装的概念，并研究了变化性组装关键技术以及变化性组装规则；给出了行为组装推导方法，特别是解决了产品线环境下行为组装中的变化性问题。3．通过引入变化性精化，扩展了传统的基于组件的体系结构精化方法。重点研究了变化性精化方法和规则；提出了复合组件行为精化方法和规则，保证精化过程中保持高层抽象体系结构的一致性、兼容性、变化性等行为特性。4．基于π演算基础理论，研究了形式化的产品线体系结构行为语义一致性分析方法。给出了分析产品线体系结构变化性设计正确性的方法，以及变化组件约束关系分析方法，定义了产品线体系结构相似性、变化性、复用性、复杂性等特性度量指标和方法。5．在J2EE计算平台上，基于组件技术，设计开发了具有三层分布式结构的产品线体系结构集成开发环境原型PLArchStudio。PLArchStudio支持图形化、交互式产品线体系结构设计，并包含多种向导和工具，能辅助完成产品线体系结构的组装、精化和自动分析。特别是支持产品线体系结构的协同设计，并能基于复用契约技术实时检测并发冲突。