Analyse statique de valeurs par interprétation abstraite de programmes fonctionnels manipulant des types algébriques récursifs

National audienceAfin de prévenir les erreurs de programmation, des analyseurs statiques ont été développés pour de nombreux langages ; cependant, aucun analyseur mature ne cible l'analyse de valeurs pour un langage fonctionnel à la ML. Des outils de vérification pour ces langages existent, tels les systèmes de types classiques ou les méthodes déductives, mais le raisonnement automatique sur des programmes numériques a jusqu'alors été peu exploré. Cet article décrit un analyseur statique de valeurs par interprétation abstraite pour un langage fonctionnel typé du premier ordre, approche sûre et automatique pour garantir l'absence d'erreurs à l'exécution. En se basant sur des domaines abstraits relationnels et en réalisant des résumés des champs récursifs des types algébriques, cette approche permet d'analyser des fonctions récursives manipulant des types algébriques récursifs et d'inférer dans un domaine abstrait leur relation entrée-sortie. Une implémentation est en cours sur la plateforme d'analyse multilangage MOPSA et analyse avec succès de courts programmes de quelques lignes. Ce travail ouvre ainsi la voie vers une analyse de valeurs précise et relationnelle basée sur l'interprétation abstraite pour les langages fonctionnels d'ordre supérieur à la ML

Environnement d'assistance au développement de transformations de graphes correctes

Les travaux de cette thèse ont pour cadre la vérification formelle, et plus spécifiquement le projet ANR Blanc CLIMT (Categorical and Logical Methods in Model Transformation) dédié aux grammaires de graphes. Ce projet, qui a démarré en février 2012 pour une durée de 48 mois, a donné lieu à la définition du langage Small-tALC, bâti sur la logique de description ALCQI. Ce langage prend la forme d’un DSL (Domain Specific Language) impératif à base de règles, chacune dérivant structurellement un graphe. Le langage s’accompagne d’un composant de preuve basé sur la logique de Hoare chargé d’automatiser le processus de vérification d’une règle. Cependant, force est de constater que tous les praticiens ne sont pas nécessairement familiers avec les méthodes formelles du génie logiciel et que les transformations sont complexes à écrire. En particulier, ne disposant que du seul prouveur, il s’agit pour le développeur Small-tALC d’écrire un triplet de Hoare {P} S {Q} et d’attendre le verdict de sa correction sous la forme d’un graphe contre-exemple en cas d’échec. Ce contre-exemple est parfois difficile à décrypter, et ne permet pas de localiser aisément l’erreur au sein du triplet. De plus, le prouveur ne valide qu’une seule règle à la fois, sans considérer l’ensemble des règles de transformation et leur ordonnancement d’exécution. Ce constat nous a conduits à proposer un environnement d’assistance au développeur Small-tALC. Cette assistance vise à l’aider à rédiger ses triplets et à prouver ses transformations, en lui offrant plus de rétroaction que le prouveur. Pour ce faire, les instructions du langage ont été revisitées selon l’angle ABox et TBox de la logique ALCQI. Ainsi, conformément aux logiques de description, la mise à jour du graphe par la règle s’assimile à la mise à jour ABox des individus (les nœuds) et de leurs relations (les arcs) d’un domaine terminologique TBox (le type des nœuds et les étiquettes des arcs) susceptible d’évoluer. Les contributions de cette thèse concernent : (1) un extracteur de préconditions ABox à partir d’un code de transformation S et de sa postcondition Q pour l’écriture d’une règle {P} S {Q} correcte par construction, (2) un raisonneur TBox capable d’inférer des propriétés sur des ensembles de nœuds transformés par un enchaînement de règles {Pi} Si {Qi}, et (3) d’autres diagnostics ABox et TBox sous la forme de tests afin d’identifier et de localiser des problèmes dans les programmes. L’analyse statique du code de transformation d’une règle, combinée à un calcul d’alias des variables désignant les nœuds du graphe, permet d’extraire un ensemble de préconditions ABox validant la règle. Les inférences TBox pour un enchaînement de règles résultent d’une analyse statique par interprétation abstraite des règles ABox afin de vérifier formellement des états du graphe avant et après les appels des règles. A ces deux outils formels s’ajoutent des analyseurs dynamiques produisant une batterie de tests pour une règle ABox, ou un diagnostic TBox pour une séquence de règle

Analyse ergonomique semi-quantitative des contraintes biomécaniques du rachis cervical parmi les opérateurs sur écran dans les établissements universitaires tunisiens

Introduction: évaluer les contraintes biomécaniques associées aux cervicalgies parmi les opérateurs sur écran. Méthodes: étude ergonomique réalisée au prés de 325 opérateurs sur écran dans 25 établissements de l’université du centre tunisien, basée sur une étude anthropométrique du poste du travail sur écran et une analyse semi-quantitative sur des enregistrements vidéo des activités des travailleurs conduits sur une période représentative de 30 minutes. Résultats: la prévalence des cervicalgies évaluée à 72,3%, a concerné une population de travailleurs qui exerçait avec un siège et un plan de travail inadaptés (84,6%) et un écran bas situé par rapport au regard horizontal (81,2%). L’analyse semi-quantitative par enregistrement vidéo du poste de travail a conclu que la nuque était maintenue en flexion franche de plus de 40 degrés sur 69% du temps global du travail. La flexion latérale a été visible sur 50,3% du temps de travail et la rotation droite ou gauche sur 57,4% du temps de travail. Ainsi, Les opérations de prise d’information de l’écran, de regard du clavier et de consultation des documents se sont dégagées comme les plus de contraignantes pour la nuque sur le plan gestuel et postural. Conclusion: nos résultats mettent en évidence l’importance des contraintes biomécaniques associées à la conception du poste de travail sur écran non conforme aux dimensions anthropométriques ergonomiquement recommandées. Ces contraintes sont associées à une prévalence élevée des cervicalgies traduisant la nécessité d’aménagement ergonomique de ces postes de travail pour prévenir ce fléau

Le schéma : un écrit de savoir?

International audienceDans cet article, nous nous intéressons au schéma, dans le cadre de la résolution de problèmes arithmétiques au début de l'école primaire (classe de C.P.). Ainsi, notre propos se situe à la fois dans le cadre d'une réflexion sur le schéma comme écrit de savoir, mais aussi dans le cadre d'une réflexion sur la résolution des problèmes arithmétiques. Les " écrits de savoir " auxquels nous allons nous intéresser ici présentent une double caractéristique : - Ils ne donnent pas à lire un discours sur le monde, mais ils donnent à voir une activité réflexive sur des objets du monde, et au travers d'eux sur des relations entre des nombres, puisqu'il s'agit de schémas représentant la résolution d'un problème mathématique. - Ils ont été produits et sont utilisés par de jeunes élèves qui ne sont ni des lecteurs ni des scripteurs confirmés, puisqu'ils sont au C.P

Abstraction et vérification de programmes informatiques

Les systèmes informatiques offrent une grande flexibilité aux usagers en leur permettant l'accès, notamment par le biais de réseaux de télécommunication ou de l'Internet, à un vaste éventail de services. Toutefois, certains de ces services sont soumis à de fortes contraintes de sécurité, comme le télépaiement qui est au coeur du commerce électronique. Ainsi, les fournisseurs et les utilisateurs expriment des besoins croissants, et antagonistes, en sécurité. Répondre à ces deux besoins simultanément est un enjeu technologique transversal à de nombreux domaines de l'informatique. L'objectif de ce travail est de développer un mécanisme permettant de garantir la sécurité des systèmes, en s'appuyant sur l'expérience établie dans le domaine de la sécurité et des méthodes formelles. Pour se faire, nous définissons un nouveau cadre de vérification des propriétés de sécurité d'un programme informatique par l'analyse des flots de données et de contrôle construits à partir du code de ce dernier. L'idée principale consiste à définir un modèle pouvant abstraire la trace d'événements et les dépendances de ressources engendrés au moment de l'exécution du programme, et pouvant être soumis à des algorithmes de vérification de modèle (model-checking) pour l'analyse de la sûreté du programme vis-à-vis d'une propriété

Conception d'une grille d'analyse des langages de programmation utilisés en algorithmique dans le programme Techniques de l'informatique

L’algorithmique est le fondement logique de la programmation. La sélection d’un langage de programmation pour l’apprentissage et l’enseignement de l’algorithmique pour ordinateurs est une décision d’une importance capitale. En effet, les répercussions de ce choix sont multiples et affectent profondément les étudiants et étudiantes. La personne ou l’équipe responsable de ce choix porte une lourde responsabilité lors de cette prise de décision. Malheureusement, peu d’outils encadrent la réflexion sur ce sujet. Cet essai décrit le processus de conception d’une grille d’analyse des langages de programmation permettant de guider le, la ou les responsables de ce choix. Concrètement, l’objectif général de cette recherche développement est de concevoir une grille d’analyse des langages de programmation pour l’apprentissage et l’enseignement de l’algorithmique dans le cadre du programme Techniques de l’informatique au collégial québécois pour permettre à un enseignant, une enseignante ou une équipe de sélectionner le langage de programmation le plus approprié pour leurs étudiants et étudiantes, et pour faciliter leur rapport aux savoirs algorithmiques. À l’aide d’un cadre de référence de questionnement didactique selon Lapierre (2008) et en y intégrant divers cadres de références secondaires, cette recherche procédera à l’atteinte des objectifs spécifiques suivants : 1. Dégager les attributs d’un langage de programmation pour l’apprentissage et l’enseignement de l’algorithmique adapté aux besoins des cours de programmation introductifs en Techniques de l’informatique au niveau collégial québécois. 2. Mettre au point une grille d’analyse des langages de programmation à partir des attributs dégagés. 3. Valider la grille d’analyse auprès de pairs quant à son utilité pour le choix d’un langage de programmation approprié. La méthodologie encadrant la démarche de recherche est basée sur le modèle de recherche développement proposé par Loiselle et Harvey (2009). Ce modèle propose cinq phases macroscopiques : l’origine de la recherche, le référentiel, la méthodologie, l’opérationnalisation et les résultats. La phase « origine de la recherche » du modèle est détaillée dans le chapitre 1 de cet essai, la problématique, tandis que la phase « référentiel » est décrite dans le chapitre 2, le cadre de référence. Le troisième chapitre de cet essai décrit la phase « méthodologie » de la recherche développement. Finalement, les phases « opérationnalisation » et « résultats » du modèle de Loiselle et Harvey sont présentés ensemble dans le dernier chapitre de l’essai : la présentation et l’interprétation des résultats. Une première version de la grille d’analyse des langages de programmation est produite pour être ensuite soumise à des pairs pour une collecte de données. L’analyse de ces données permettra la création d’une version améliorée de la grille : ce sera le produit final issu du processus de développement documenté dans cet essai et elle est présentée à la fin du chapitre 4

Compréhension d’un programme à travers la segmentation et l’analyse des traces

L’analyse des traces permet aux ingénieurs logiciels de mieux comprendre le comportement des systèmes qu’ils gèrent et constituent donc un outil essentiel pour la réalisation de nombreuses tâches nécessitant une compréhension des systèmes complexes, notamment l’analyse de sécurité, le débogage et la maintenance. Cependant, la taille considérable des traces d’exécutions peut nuire à l’efficacité de l’analyse des traces. Pour résoudre ce problème, nous proposons dans ce mémoire une approche de segmentation de la trace à trois facteurs qui offre aux utilisateurs la possibilité de diviser une trace d’exécution volumineuse en un nombre réduit de segments, chacun correspondant à une phase d’exécution distincte. Nous démontrons expérimentalement que cette méthode est plus efficace pour diviser une trace de manière concordante avec le comportement sous-jacent du programme que les algorithmes existants. Nous examinons également la question de l’extraction d’éléments-clés à partir d’une trace et démontrons une nouvelle fois expérimentalement que les traces segmentées en utilisant notre approche à trois facteurs peuvent être plus facilement soumises à cette analyse

Contribution à la vérification de programmes C par combinaison de tests et de preuves

Software verification often relies on a formal specification encoding the program properties to check. Formally specifying and deductively verifying programs is difficult and time consuming and requires some knowledge about theorem provers. Indeed, a proof failure for a program can be due to a non-compliance between the code and its specification, a loop or callee contrat being insufficient to prove another property, or a prover incapacity. It is often difficult for the user to decide which one of these three reasons causes a given proof failure. Indeed, this feedback is not (or rarely) provided by the theorem prover thus requires a thorough review of the code and the specification.This thesis develops a method to automatically diagnose proof failures and facilitate the specification and verification task. This work takes place within the analysis framework for C programs FRAMA-C, that provides the specification language ACSL, the deductive verification plugin WP, and the structural test generator PATHCRAWLER. The proposed method consists in diagnosing proof failures using structural test generation on an instrumented version of the program under verification.La vérification de logiciels repose le plus souvent sur une spécification formelle encodant les propriétés du programme à vérifier. La tâche de spécification et de vérification déductive des programmes est longue et difficile et nécessite une connaissance des outils de preuve de programmes. En effet, un échec de preuve de programme peut être dû à une non-conformité du code par rapport à sa spécification, à un contrat de boucle ou de fonction appelée trop faible pour prouver une autre propriété, ou à une incapacité du prouveur. Il est souvent difficile pour l’utilisateurde décider laquelle de ces trois raisons est la cause de l’échec de la preuve car cette information n’est pas (ou rarement) donnée par le prouveur et requiert donc une revue approfondie du code et de la spécification.L’objectif de cette thèse est de fournir une méthode de diagnostic automatique des échecs de preuve afin d’améliorer le processus de spécification et de preuve des programmes C. Nous nous plaçons dans le cadre de la plate-forme d’analyse des programmes C FRAMA-C, qui fournit un langage de spécification unique ACSL, un greffon de vérification déductive WP et un générateur de tests structurels PATHCRAWLER. La méthode que nous proposons consiste à diagnostiquer les échecs de preuve en utilisant la génération de tests structurels sur une version instrumentée du programme d’origine

CDL+CWS un langage de prototypes et son environnement

Le but du projet était de créer un langage orienté objet (CDL, Cards Definition Language) pour le prototypage rapide d'applications appartenant à un même domaine. Celui qui nous intéressait était"les jeux de cartes solitaires". CWS, CardsWorkShop, représenté l'environnement graphique multifenêtres de développement qui a été créé, formé d'un éditeur de texte contextuel, un compilateur CDL, un interprète de machine virtuelle et une bibliothèque d'objets et de codes prédéfinie.Le premier chapitre décrit certains principes d'une facette de la programmation orientée objet : les prototypes. La place de CDL parmi les prototypes est expliquée à l'aide d'un exemple. La genèse de CDL et CWS est décrite, le tout suivi de la description du modèle CDL. Un second chapitre est dédié à la description du langage CDL. Nous verrons la syntaxe et la sémantique des éléments de base : constantes, variables, fonctions, objets et instances.Le troisième chapitre décrit l'implantation de l'environnement de développement, CWS, le compilateur, l'interprète et les objets prédéfinis