Contrôle de la fiabilité des logiciels à évoluer : un canevas pour le développement incrémental et itératif de logiciels à composants et orientés service

National audienceLes systèmes logiciels modernes se distinguent par un besoin d'évolution rapide et une complexité croissante, avec notamment l'apparition de nouveaux domaines d'applications, comme par exemple les logiciels destinés aux périphériques mobiles, c'est-à-dire les assistants mobiles tels que les téléphones ou encore les tablettes. Dans ces domaines, les utilisateurs réclament que les logiciels fournissent toujours plus de fonctionnalités. Ces logiciels ont alors besoin de prendre en compte ces nouvelles exigences demandées, tout en ayant conscience du nombre toujours croissant de périphériques hétérogènes

Une modélisation de la variabilité multidimensionnelle pour une évolution incrémentale des lignes de produits

Le doctorat s'inscrit dans le cadre d'une bourse CIFRE et d'un partenariat entre l'ENSTA Bretagne, l'IRISA et Thales Air Systems. Les préoccupations de ce dernier, et plus particulièrement de l'équipe de rattachement, sont de réaliser des systèmes à logiciels prépondérants embarqués. La complexité de ces systèmes et les besoins de compétitivité associés font émerger la notion de "Model-Based Product Lines(MBPLs)". Celles-ci tendent à réaliser une synergie de l'abstraction de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de la capacité de gestion de la capitalisation et réutilisation des Lignes de Produits (LdPs). La nature irrévocablement dynamique des systèmes réels induit une évolution permanente des LdPs afin de répondre aux nouvelles exigences des clients et pour refléter les changements des artefacts internes de la LdP. L'objectif de cette thèse est unique, maîtriser des incréments d'évolution d'une ligne de produits de systèmes complexes, les contributions pour y parvenir sont duales. La thèse est que 1) une variabilité multidimensionnelle ainsi qu'une modélisation relationnelle est requise dans le cadre de lignes de produits de systèmes complexes pour en améliorer la compréhension et en faciliter l'évolution (proposition d'un cadre générique de décomposition de la modélisation et d'un langage (DSML) nommé PLiMoS, dédié à l'expression relationnelle et intentionnelle dans les MBPLs), et que 2) les efforts de spécialisation lors de la dérivation d'un produit ainsi que l'évolution de la LdP doivent être guidé par une architecture conceptuelle (introduction de motifs architecturaux autour de PLiMoS et du patron ABCDE) et capitalisés dans un processus outillé semi-automatisé d'évolution incrémentale des lignes de produits par extension.The PhD (CIFRE fundings) was supported by a partnership between three actors: ENSTA Bretagne, IRISA and Thales Air Systems. The latter's concerns, and more precisely the ones from the affiliation team, are to build embedded software-intensive systems. The complexity of these systems, combined to the need of competitivity, reveal the notion of Model-Based Product Lines (MBPLs). They make a synergy of the capabilities of modeling and product line approaches, and enable more efficient solutions for modularization with the distinction of abstraction levels and separation of concerns. Besides, the dynamic nature of real-world systems induces that product line models need to evolve continually to meet new customer requirements and to reflect changes in product line artifacts. The aim of the thesis is to handle the increments of evolution of complex systems product lines, the contributions to achieve it are twofolds. The thesis claims that i) a multidimensional variability and a relational modeling are required within a complex system product line in order to enhance comprehension and ease the PL evolution (Conceptual model modularization framework and PliMoS Domain Specific Modeling Language proposition; the language is dedicated to relational and intentional expressions in MBPLs), and that ii) specialization efforts during product derivation have to be guided by a conceptual architecture (architectural patterns on top of PLiMoS, e.g.~ABCDE) and capitalized within a semi-automatic tooled process allowing the incremental PL evolution by extension.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF

Agilité et maintenabilité: les méthodes agiles sont-elles favorables ou non pour la maintenabilité des systèmes ?

Née d’un cours de génie logiciel et tout particulièrement lors de cours sur les méthodologies agiles, l’idée de base de ce travail est de pouvoir analyser la maintenabilité des systèmes ayant été conçus d'après les méthodes agiles et de pouvoir évaluer l'influence que celles-ci peuvent avoir sur l'amélioration ou la détérioration de ladite maintenabilité. Or, il s’est avéré que répondre à la question « Les méthodes agiles sont-elles favorables ou non pour la maintenabilité des systèmes ? » relevait plus d’un parcours au travers de concepts, expériences et savoir-faire que d’une expérimentation tendant à apporter une simple réponse binaire « oui/non » à une problématique bien plus complexe. Le long de ce parcours, il s’est avéré que mesurer le temps destiné à maintenir les solutions agiles n’était pas une étape praticable. Les directions ont alors été changées et les mesures ont été remplacées par des interviews, de l’observation et des échanges menant à une réflexion globale sur l’évolution et l’amélioration de la maintenabilité. Ce travail de recherche fait donc état du parcours bien plus que d’une affirmation ou d’une trouvaille

Migration d'interfaces utilisateurs textuelles de systèmes patrimoniaux vers le Web

Les interfaces utilisateurs détiennent une importance non négligeable dans tout logiciel applicatif, car elles constituent le premier contact entre les utilisateurs et le logiciel. La migration d'interfaces utilisateurs textuelles de systèmes patrimoniaux vers le Web vise à remédier les problèmes liés à l'accès limité de tels systèmes tout en améliorant l'aspect et la convivialité de ces interfaces. Fréquemment, cela implique à la fois le changement de la plate-forme d'exécution - d'une plate-forme textuelle vers une architecture Web - et la refonte complète des interfaces vers une technologie de présentation Web. Ce mémoire est une synthèse des méthodes et des techniques de migration d'interfaces utilisateurs textuelles vers le Web. Nous y abordons, dans un premier temps, les notions reliées aux systèmes patrimoniaux et au Web. Cela permet d'établir le contexte de notre étude à savoir l'environnement de départ et l'environnement cible dans une migration d'interfaces utilisateurs vers le Web. Dans un deuxième temps, nous exposons différentes techniques et approches de migration d'interfaces utilisateurs. Finalement, nous terminons notre présentation avec trois exemples de plates-formes de migration d'interfaces utilisateurs

Reconnaissance de documents assistée: architecture logicielle et intégration de savoir-faire

Cette thèse aborde la reconnaissance de documents suivant une approche assistée, qui vise à exploiter au mieux les compétences respectives de l’homme et de la machine. Nos contributions portent notamment sur les questions d’architecture logicielle soulevées par la mise en oeuvre de systèmes de reconnaissance de documents. Les avantages d’un environnement coopératif sont motivés par une analyse critique des systèmes actuels, et une projection sur les futures applications de la reconnaissance de documents. Diverses propositions concrètes sont émises sur la conduite du dialogue homme-machine, ainsi que sur les possibilités d’amélioration à l’usage. L’inventaire des données à gérer dans un système de reconnaissance est organisé de façon modulaire et homogène, et représenté à l’aide du format standard DAFS Sur le plan du contrôle, le système est décomposé selon une modélisation multi-agents. Cette découpe conceptuelle est alors simulée dans notre plateforme de développement, qui repose sur la programmation concurrente, distribuée, et multi-langages. Une solution expressive est proposée pour le couplage entre le noyau de l’application et l’interface graphique. Le prototype qui a servi à valider l’architecture est présenté. Notre architecture logicielle encourage l’exploitation du savoir-faire typographique, par l’intermédiaire d’un support de fontes standardisé. Ce rapprochement entre les deux disciplines profite à la fois à l’ergonomie, à la valorisation des résultats de reconnaissance, et aux méthodes d’analyse automatiques. Nous présentons une poignée d’analyseurs originaux, pour des tâches de reconnaissance de caractères, d’identification des fontes, ou de segmentation. Les expériences conduites en guise de première évaluation démontrent l’utilité potentielle de nos outils d’analyse. Par ailleurs, une contribution est apportée au problème de l’évaluation des performances de systèmes de reconnaissance assistée, avec l’introduction d’un nouveau modèle de coûts. Celui-ci intègre l’influence du comportement de l’utilisateur, de même que l’amélioration des performances liée au phénomène d’apprentissage incrémental. Notre modèle de coûts est utilisé dans des simulations, ainsi que dans des expériences mettant en jeu des analyseurs existants. Les observations mettent en évidence la dynamique particulière des systèmes assistés par rapport aux approches entièrement automatiques.This thesis addresses the question of document recognition with an assisted perspective advocating an adequate combination between human and machine capabilities. Our contributions tackle various aspects of the underlying software architecture. Both a study of existing systems and a projection on some future applications of document recognition illustrate the need of cooperative environments. Several mechanisms are proposed to drive the human-machine dialog or to make the recognition systems able to improve with use. The various data involved in a recognition system are organized in a modular and homogeneous way. The whole information is represented using the DAFS standard format. In our proposition, the control is decentralized according to a multi-agent modelling. This conceptual scheme is then simulated on our development platform, using concurrent, distributed, and multi-languages programming. An expressive solution is proposed for the coupling between the application kernel and a graphical user interface. A prototype is realized to validate the whole architecture. Our software architecture takes advantage of the typographical know-how, through the use of a standardized font management support. This integrated approach lets us enhance the ergonomy, extend the possible use of the recognition results, and redefine some recognition techniques. A few innovative analyzers are described in the field of optical character recognition, font identification, or segmentation. The first experiments show that our simple methods behave surprisingly well, with respect to what can be expected from the state of the art. Besides, we bring a contribution to the problem of measuring the performance of cooperative recognition systems, through the introduction of a new cost model. Our notations are able to describe assisted recognition scenarios, where the user takes part in the process, and where the accuracy is modified dynamically thanks to incremental learning. Our cost model is used both in simulations and in experiments implying existing analyzers. The dynamic aspects of assisted systems can then be observed

Les COMETS : Une nouvelle Génération d'Interacteurs pour la Plasticité des Interfaces Homme-Machine

With the advances in networking and advances in miniaturization, wireless networksgeneralize and promote infiltration of ultra-light devices in businesses and homes: computers becomes diffuse, relegating the computer gray box with a vision of the past. Now, in the near future, the personal assistant (PDA) becomes universal remote; our everyday objects are amplified and become possible media interaction. The devices assemble, disassemble opportunistically, creating an interactive area located at the service of information. This evolution of the IT transformated the Human-Computer Interaction domain. If this vision appeals from the standpoint of use, it can scare the complexity in appearance "without limit" of its engineering. The methods and current tools have in fact not designed to design, develop and evaluate such HCI. This thesis deals with the engineering of advanced HCI. Explored path is that of plasticity.Avec les avancées des réseaux et les progrès en miniaturisation, les réseaux sans fil segénéralisent et favorisent l’infiltration de dispositifs ultra-légers dans les entreprises et les foyers : l’informatique devient diffuse, reléguant l’ordinateur boîte grise à une vision du passé. Désormais, dans un avenir proche, l’assistant personnel (PDA) devient télécommande universelle ; nos objets quotidiens s’amplifient et deviennent supports possibles à l’interaction. Les dispositifs s’assemblent, se désassemblent de manière opportuniste, créant un espace interactif au service d’une information située. Cette évolution de l’informatique métamorphose l’interaction Homme-Machine. Si cette vision séduit du point de vue de l’usage, elle peut effrayer par la complexité à l’apparence "sans limite" de son ingénierie. Les méthodes et outils actuels n’ont, en effet, pas été conçus pour concevoir, développer et évaluer de telles IHM. Cette thèse traite de l’ingénierie d’IHM avancées. La voie explorée est celle de la plasticité

Approche basée sur des patrons pour concevoir des logiciels d'enseignement adaptés aux technologies du Web

Les applications Web en général ont connu d’importantes évolutions technologiques au cours des deux dernières décennies et avec elles les habitudes et les attentes de la génération de femmes et d’hommes dite numérique. Paradoxalement à ces bouleversements technologiques et comportementaux, les logiciels d’enseignement et d’apprentissage (LEA) n’ont pas tout à fait suivi la même courbe d’évolution technologique. En effet, leur modèle de conception est demeuré si statique que leur utilité pédagogique est remise en cause par les experts en pédagogie selon lesquels les LEA actuels ne tiennent pas suffisamment compte des aspects théoriques pédagogiques. Mais comment améliorer la prise en compte de ces aspects dans le processus de conception des LEA? Plusieurs approches permettent de concevoir des LEA robustes. Cependant, un intérêt particulier existe pour l’utilisation du concept patron dans ce processus de conception tant par les experts en pédagogie que par les experts en génie logiciel. En effet, ce concept permet de capitaliser l’expérience des experts et permet aussi de simplifier de belle manière le processus de conception et de ce fait son coût. Une comparaison des travaux utilisant des patrons pour concevoir des LEA a montré qu’il n’existe pas de cadre de synergie entre les différents acteurs de l’équipe de conception, les experts en pédagogie d’un côté et les experts en génie logiciel de l’autre. De plus, les cycles de vie proposés dans ces travaux ne sont pas complets, ni rigoureusement décrits afin de permettre de développer des LEA efficients. Enfin, les travaux comparés ne montrent pas comment faire coexister les exigences pédagogiques avec les exigences logicielles. Le concept patron peut-il aider à construire des LEA robustes satisfaisant aux exigences pédagogiques ? Comme solution, cette thèse propose une approche de conception basée sur des patrons pour concevoir des LEA adaptés aux technologies du Web. Plus spécifiquement, l’approche méthodique proposée montre quelles doivent être les étapes séquentielles à prévoir pour concevoir un LEA répondant aux exigences pédagogiques. De plus, un répertoire est présenté et contient 110 patrons recensés et organisés en paquetages. Ces patrons peuvent être facilement retrouvés à l’aide du guide de recherche décrit pour être utilisés dans le processus de conception. L’approche de conception a été validée avec deux exemples d’application, permettant de conclure d’une part que l’approche de conception des LEA est réaliste et d’autre part que les patrons sont bien valides et fonctionnels. L’approche de conception de LEA proposée est originale et se démarque de celles que l’on trouve dans la littérature car elle est entièrement basée sur le concept patron. L’approche permet également de prendre en compte les exigences pédagogiques. Elle est générique car indépendante de toute plateforme logicielle ou matérielle. Toutefois, le processus de traduction des exigences pédagogiques n’est pas encore très intuitif, ni très linéaire. D’autres travaux doivent être réalisés pour compléter les résultats obtenus afin de pouvoir traduire en artéfacts exploitables par les ingénieurs logiciels les exigences pédagogiques les plus complexes et les plus abstraites. Pour la suite de cette thèse, une instanciation des patrons proposés serait intéressante ainsi que la définition d’un métamodèle basé sur des patrons qui pourrait permettre la spécification d’un langage de modélisation typique des LEA. L’ajout de patrons permettant d’ajouter une couche sémantique au niveau des LEA pourrait être envisagée. Cette couche sémantique permettra non seulement d’adapter les scénarios pédagogiques, mais aussi d’automatiser le processus d’adaptation au besoin d’un apprenant en particulier. Il peut être aussi envisagé la transformation des patrons proposés en ontologies pouvant permettre de faciliter l’évaluation des connaissances de l’apprenant, de lui communiquer des informations structurées et utiles pour son apprentissage et correspondant à son besoin d’apprentissage.Web applications in general have experienced significant technological developments over the last two decades and with them the habits and expectations of the generation of men and women called The Digital Generation. Paradoxically to these technological and behavioral changes, e-learning software (ELS) does not quite follow the same curve of technological change. Indeed, its design model remained so static that its pedagogical usefulness is questioned by pedagogical experts who say that current ELS does not take sufficient account of educational theory. So how to improve the inclusion of pedagogical requirements in the ELS design process? There are several approaches to designing robust ELS. However the use of pattern concept in this design process is of great interest to both educational experts as well as experts in software engineering. The pattern concept allows ones to capitalize on the experience of ELS design experts and also simplifies the software design process, thus also reducing the design process cost. A comparison of patterns-based ELS design processes in the litterature has shown that there is no collaboration framework for the ELS design team, that is to say, educational specialists and software engineers. There is also a lack of important steps in the proposed software life cycles which may not be rigorously described to allow the design of efficient ELS. Finally patterns used in the design process of ELS meet either educational or software requirements but not both. As a solution, this thesis proposes a design approach to designing pattern-based ELS suited to Web technologies. More specifically, this thesis primarily proposes a pattern-based systematic approach, showing what should be the sequential steps for designing an ELS that meets pedagogical requirements. Furthermore this thesis also proposes a repository of 110 patterns that are used in the approach. These patterns can easily be found using the pattern search guide proposed in this thesis. The design approach was validated with two application examples to conclude that firstly the ELS design approach is realistic and secondly, that the patterns are valid and functional. The proposed ELS design approach is original and differs from those found in the literature as it is entirely based on the pattern concept. The approach also allows the ELS engineer to take into account the educational requirements. It is generic because it is independent of any hardware or software platform. However, the process of educational requirements translation is still not very intuitive nor very straight forward. Further work must be done to complete the results obtained, in order to bring usable artifacts from pedagogical requirements to software engineers. A pattern-based metamodel for ELS design that will allow the definition of a typical modeling language for ELS design, or the development of a more intelligent method for patterns search in a large directory is also considered. Adding patterns that will help adding a semantic layer at the ELS could be considered. This semantic layer will not only adapt pedagogical scenarios but will also automates the process of adaptation to the needs of a particular student. Finally another futherwork that can be addressed is how the transformation of proposed patterns in ontologies that can help facilitate the assessment learner’s knowledge in order to provide him structured and useful information for his learning process