近几十年，在实际生活中应用到的各类系统的设计过程中，可靠性始终是人们追求的重要目标。当系统规模和复杂性扩大，设计出稳定可靠的系统也将会变得日益困难。在系统可靠性设计过程中，将会面临两类问题:冗余分配问题(redundancy allocation problem，RAP)和测试资源分配问题(testing resourceallocation problem，TRAP)。然而，目前的技术还存在诸多不足之处有待改进。本文旨在基于演化算法，研究高效实用可靠的系统设计方法。　　 在冗余分配问题中，本文研究目前应用最多的多层冗余分配问题。通过引入有效广度的局部搜索和约束处理策略，改进了演化算法求解该类问题的能力。　　 在测试资源分配问题中，本文以目前具有代表性的串并联模块软件系统作为研究模型。本文从算法框架选择和局部搜索算法设计等方面入手，改进演化算法求解该类问题的能力，在提高解的质量的同时，有效降低算法的计算复杂度。　　 本文的主要工作和贡献如下:　　 1、针对多层冗余分配问题，在之前算法的基础上，设计了广度memetic算法。采用有效的广度局部搜索策略，对当前较好的个体进行局部调整，有效提高了算法的优化性能。　　 2、对单目标测试资源分配问题，设计了基于积极变异策略的memetic算法，实验结果表明，所提算法在解的质量上相比此前算法有了明显改进。　　 3、在多目标测试资源分配问题研究中，设计了一个有效局部搜索策略，并与多种多目标演化算法结合，来求解这个问题，实验结果表明，获得了更好质量的解，同时在MOEA/D算法中融入有效局部搜索策略还降低了计算复杂度。　　 4、针对系统可靠性的设计流程，给出面向软件测试的系统可靠性设计模型，在系统设计时考虑到将来的软件测试，这样得到的系统既满足设计指标，又满足软件测试的要求，同时给出测试资源分配方案。如此，简化了设计流程，节约了资源，对系统可靠性研究有非凡意义。