软件老化现象是指软件长期执行时,由于计算机资源的消耗或系统本身的错误累积而造成故障率不断增加或性能不断下降的现象。针对这一现象,学者们提出了一种叫做“软件再生”的积极主动方法来推迟软件失效时间和恢复软件性能。在以往的研究中,大多数的研究只关注于应用软件的老化与再生,但是操作系统的失效也会导致系统服务的失效。因此为了提高系统服务的可用性,有必要对应用软件和操作系统这两层软件的老化现象进行研究并采取有效措施来提高整个系统的性能。在本文中,我们首先在已有软件老化状态的基础上分析并定义了两层软件的状态来描述软件再生时间点,然后针对一个服从TPC-W基准标准配置的在线售书应用和底层的操作系统进行了软件老化和再生的实验研究。我们利用加速寿命测试方法研究了由内存泄露造成的应用失效和系统失效。在本文的实验平台上,我们将内存消耗速率作为加速因子以及使用逆幂律-指数正态分布(IPL-lognormal)模型来估计每层软件在每一个加速水平下的失效时间。接下来,根据加速寿命理论估计出每层软件在正常情况下的失效时间分布。加速实验结果显示加速寿命测试方法可以大大减少获得软件失效时间的费用。如果使用实验手段验证得到的软件再生时间,会由于实验耗时太长而不可行。因此本文最后开发了一个仿真模型来验证加速寿命测试实验结果。