中文摘要：

在动态演化环境中，系统和环境的改变及人的误操作都可能会导致软件失效的发生，如何在线预测并预防软件失效的发生是当前亟待解决的重大问题。本项目给出了基于前瞻系统行为在线预测软件失效的新颖解决方案，主要包括四个方面。首先采用接口自动机，对环境、系统和人的行为进行建模，能够显式地表达系统对环境和人的不同假设。其次，用基于场景的规约来表示环境、系统和人交互过程中的关键属性，并定义其精确的运行时四值语义。再次，结合设计时模型和运行时信息，提出一种在线构建不久将来行为模型的方法，并面向基于场景的规约预警可能发生的失效，该方法能有效地控制模型构造的复杂度，避免了状态空间爆炸问题。最后，提出一组在线预防向导，通过调控系统、环境和人的行为，使得系统能及时避免失效的发生。本研究为在动态演化环境下软件失效的有效防止提供新思路，从而提高软件系统在部署以后的可靠性和安全性。