由于软件系统的复杂性,理解现有软件已成为软件生命周期所有阶段中最昂贵的任务之一。据统计,理解软件系统花费了软件工程中多达60%的工作量。从遗留系统中恢复设计信息是一项相当具有挑战性的任务,即使对于70K到280K源代码行的中型项目,也需要经验丰富的设计师平均花费100个小时来创建准确的架构。识别软件模式（software pattern）是理解软件系统的重要手段之一。包括架构模式（architectural pattern）和设计模式（design pattern）在内的软件模式总结了软件系统的设计或实现中特定的、重复出现的问题的解决方案。软件模式的识别提供了一种了解系统设计背后原理的有效途径。识别出的模式实例揭露了开发人员的意图,为维护人员提供了系统结构及其内部特征的深刻见解。软件模式本身提炼了有经验的专家从实践中获得的设计知识;而从中理解软件系统的制品（artifact）,也可以理解为关于软件系统的一种知识形式。尽管如此,现有方法较少从知识角度出发探索软件模式的识别。识别软件模式涉及多方面的领域知识,现有方法往往单一的利用领域知识的某一方面作为模式存在的证据,这往往不够充分而产生误报。技术领域的上下文不明确,设计与实现之间的映射便难以自动化进行,致使识别模式需要较大的人工工作量。针对上述问题,本文的主要贡献包括以下几个方面:（1）在Java语言的上下文中利用惯用实现识别设计模式:构造了一组本体,用于描述设计模式的概念以及Java语言的构造;进而提出了一种实体及关系抽取算法,用于从源代码中构建知识图谱,并构造了22种GoF（Gang of Four,四人帮）设计模式的模式模板;最终在五个开源的基准系统上展开实验,并与三种其他方法比较,评估了识别的准确性及时间性能。（2）在此基础上,使用动态分析方法进一步区分结构上相似的设计模式实例:提出了一种测试脚本标记语言以及一个基于该标记语言的测试用例生成算法,用于驱动模式实例运行;描述了一种程序追踪方法,无需插桩即可监视程序的运行状态;进而在知识图谱中引入基于间隔的时序关系,构建了一种运行时行为的建模和规范方法;最终使用六个开源基准系统,针对五个GoF设计模式,实验验证了五种现有方法报告的466个实例,进一步提高了识别的准确性。（3）基于扎根理论整合多方面的领域知识,利用专家的经验知识进行架构模式识别:提出了一种基于扎根理论的架构模式识别方法,即围绕案例分析,展开相关资料的调研,通过一种自顶向下的识别过程,构建出一个关于架构模式的“理论”;随之围绕两个开源系统,演示和分析了该方法在实践中的应用;最终针对六个开源系统实验评估了该方法的准确性及时间性能。（4）抽象了基于静态分析、动态分析以及扎根理论解决设计模式和架构模式识别问题的过程及实现方法,建立了一种知识驱动的模式识别框架:利用层次结构的特点,提出了一种层次化知识图谱;在此基础上,使用描述逻辑形式化定义了模式,将模式识别问题转换为概念的可满足性问题;最终定义了模式识别的核心过程和部件,将识别过程的可变部分封装为可插拔的组件,并基于该框架实现了一个原型工具。