星系的形成和演化是人们一直感兴趣的问题，但是由于其中涉及的物理过程太多太复杂，目前人们对它的了解并不透彻。本文建立了新的星系形成模型，从统计的角度将理论和数值模拟得到的暗晕性质和观测到的星系性质联系起来，给出两者之间的关系，并试图对星系形成的物理过程有更多的理解。 利用MillenniumSimulation，一个包含100亿粒子的宇宙结构增长的数值模拟，关于星系成团性研究的新模型被建立起来。所采用的方法介于传统的半解析模型和暗晕占据分布(HOD)模型之间。星系的位置和速度通过追踪数值模拟中的子暗晕的轨道和并合历史来预言。星系的物理性质不是用恒星形成以及反馈的过程来确定，而是运用参数化的函数将星系物理性质和暗晕在星系最后时刻作为其中心天体的时刻的质量Minfall联系起来。经过检验，这些参数化关系能够恢复半解析星系表中星系的基本统计性质，如光度函数、质量函数，以及在不同质量和光度区间星系的两点相关函数的形状及幅度。运用此模型能够解释由SDSS巡天数据给出的对这些统计量的测量，并得到本地宇宙中星系的光度和质量与它们所在暗晕质量的关系。所得结果和由Mandelbaumetal.利用星系弱引力透镜方法从SDSS数据得到的这些关系相当一致。 通过拓展上述以物理为基础的暗晕统计模型，星系成团性对谱能量分布(SED)的相关也被拟合出来。对数值模拟中的每个星系，其恒星形成历史通过增加两个新的参数来描述：星系的形成时间(tform)，以及星系第一次成为卫星星系的时间(tinfall)。中心星系从tform开始形成恒星，其恒星形成率按e指数演化，演化时标为Tc。如果星系变为卫星星系，它随后的恒星形成率则按照另一个演化时标Ts下降。星族合成模型被用来计算模拟的星系的4000A跳变强度。通过拟合SDSS观测到的星系丰度以及投影相关函数对跳变强度的依赖，Tc和Ts对星系质量的依赖得到了限制。结果表明大质量的中心星系在今天已经停止恒星形成。而在低质量处，中心星系的恒星形成历史在很宽的范围内变化，其中有很大一部分星系近期经历过星暴过程。所有质量的卫星星系的恒星形成率都呈下降趋势，并且e指数时标也都很相似，Ts～2.5Gyr。这个较长的e指数时标导致模型预言的星系颜色-密度关系在红移大于1.5的时候会变平，因为绝大多数卫星星系的恒星形成在当时还没有显著的下降。这个预言和从DEEP以及VVDS巡天所观测到的结果是一致的。 此外，运用MillenniumSimulation以及建立在其之上的半解析模型，暗物质晕和暗晕中星系的并合历史得到了分析。假设超大质量黑洞只存在于经历过至少一次主并合的星系中，分析表明质量小于1010M()的星系中只有很小一部分曾经经历过主并合过程并且包含黑洞。包含有黑洞的星系的比例在大质量处迅速增加。这和观测到的邻近星系中包含低光度(LINER-type)或者高光度(Seyfert或composite-type)的AGN的星系比例对质量有强相关是相符合的。通过研究形成新黑洞的星系经历的第一次主并合发生的时间，高质量星系被发现在很早时期就形成了黑洞。大部分低质量星系从未经历过主并合因此并没有包含黑洞，但是仍然有部分小质量星系中的确存在超大质量黑洞，并且这些黑洞中的相当一部分是在近期形成的。