随着软件在使用的过程中新的需求不断出现、使用环境不断变化、修复使用中发现的缺陷以及新技术的出现，软件通过演化来适应外在环境和内在需求的不断变化，软件的演化是不可避免的，演化也成为软件生命周期中的不可或缺的部分。采取适当的策略，有效地实施和管理软件的变更是软件演化领域的关键问题。软件的日趋开放和快速演化，使得软件资产库中的历史数据和文档规模越来越大，这给软件演化的经验研究带了新的挑战和问题:如何全面系统地了解软件演化的过程并获取历史的经验和教训，以及及时分析评估软件演化的趋势和可能性。　　为了解决上述问题，本文提出了一种API文档演化分析的方法，系统和定量地对API文档演化进行了经验分析，给出了API文档演化的分类，并发现API文档演化容易被忽视并且可能导致程序发生缺陷。研究发现能够帮助开发人员理解API文档的演化，提高API软件库维护的质量和效率。本文从演化的发生位置、对象、涉及角色及原因四个方面建立基于演化内容的度量体系，并以此为基础针对闭源商业软件的需求演化进行了经验研究，研究案例表明该度量体系能够有效描述软件演化的特征、监测并发现软件在演化过程中可能存在的问题。本文对软件的演化历史建模，提出了一系列能够表示工作制品历史演化程度的度量元，并以此为基础对Android开源操作系统的源码演化进行了经验研究，研究案例发现了仅有少部分频繁变更、近期变更过的源码更容易发生变更等开源软件演化的特征，研究发现有助于开源社区的项目成员识别组件的易变性及改进开源软件的维护过程。基于上述经验分析的结果，本文提出了一种降低软件演化分析工作量的方法，该方法基于已定义的演化历史度量元，利用逻辑回归技术建立软件演化的预测模型，研究案例表明演化历史度量元能够用来预测未来的变更，并且达到投入13.77％的演化分析成本而发现55.2％的实际变更的预测效果，较大程度上缩减了演化分析的工作量，进而提高软件维护过程的效率。