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随着社会对软件需求的逐渐增加,系统规模和复杂程度也在不断上升,各种软件故障频频出现,软件测试和软件质量越来越受到关注。作为软件质量的重要指标之一,软件可靠性对评估软件质量起着举足轻重的作用,软件可靠性测试工作的进行对优化软件架构、推动软件开发顺利完成和提高软件质量有着重要的意义。UML以其成熟的模型、丰富的图元和强大的建模能力在面向对象软件开发和软件测试中被广泛应用,但大多数可靠性测试所使用的UML模型描述粒度过粗,导致所构建的使用模型对软件的刻画真实度不够,鉴于此,本文提出了一种面向复杂UML模型的Markov链使用模型构建方法,为软件可靠性测试提供真实可靠的模型和良好的基础。本文首先对标准UML模型进行了可靠性扩展,并针对转移概率确定方法不够具体和计算结果偏差较大等问题,提出了一种基于杠杆加权思想的LW-AHP算法,提高了概率估算的准确性,为构建Markov链使用模型提供了更加全面准确的信息;其次,为了对Markov模型构建提供语义支持,对扩展后的UML模型进行了形式化定义,特别是对UML模型中不同类型的组合片段和多层嵌套组合片段等细化描述粒度新特性的添加,为模型构建提供了更加具体、粒度更小的软件描述信息;再次,为了保证扩展后UML模型对构建Markov链使用模型提供可靠完备的一致性条件,本文给出了扩展UML模型的一致性定义和验证方法;最后,基于验证通过的UML模型,本文提出了一种面向复杂UML的Markov模型构造方法,解决了传统UML模型描述粒度过粗而导致所构建的使用模型对软件的刻画真实度不够等问题;论文结尾根据研究方案设计实现了Markov链使用模型自动构建工具UM2MC,并以无人机飞控系统的位姿控制子系统为实例,使用UM2MC建模工具构建了Markov链使用模型,验证了论文中使用模型构建方法的可行性和建模工具的实用性。