Méthodes et modèles de conception et d'évaluation des interfaces homme-machine

L'importance accordée aux interactions homme-machine en général est actuellement énorme. L'orientation prise par les chercheurs et les industriels pour couvrir ce domaine est désormais résolument pluridisciplinaire. Ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches en informatique se situe dans cette mouvance en étant consacré à l'étude de méthodes de conception et d'évaluation des interfaces homme-machine (IHM) dans les systèmes complexes. Ce domaine de recherche se positionne au carrefour de l'ingénierie des IHM, du génie logiciel et de l'intelligence artificielle, tout en prenant en compte des concepts et modèles issus des sciences cognitives. Les aspects méthodologiques du développement d'interfaces homme-machine servent de canevas théorique tout au long du mémoire qui est organisé en trois chapitres. Le premier est consacré à un état de l'art sur le domaine de recherche. Après une étude critique des différents cycles de développement du génie logiciel, il recense autour d'un cadre théorique et méthodologique un ensemble de méthodes, modèles, techniques et outils contribuant au développement d'applications interactives dans les systèmes complexes. Le second chapitre est bâti autour d'un ensemble de contributions à l'ingénierie de conception et d'évaluation des interfaces homme-machine. Ces contributions résultent d'un travail d'équipe depuis mon arrivée au laboratoire en septembre 1985. Après une présentation des systèmes réalisés dans le cadre de cette recherche, ce chapitre présente plusieurs méthodes de conception ou d'évaluation mises en place autour de ceux-ci. Enfin, le troisième chapitre tire les leçons des aspects méthodologiques étudiés dans les deux premiers en proposant un modèle, appelé ∇, de développement d'applications interactives. Au cours de ces prochaines années, l'approfondissement de ce modèle devrait servir de cadre de pensée pour nos recherches. Pour l'ensemble des axes de recherche envisagés, un travail considérable reste à accomplir, au vu de la place de plus en plus importante que tient l'ingénierie des interfaces homme-machine dans de nombreux domaines

Estimation de caractéristiques externes de qualité à partir de mesures d'attributs internes : bilan et perspectives

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Ontologie de description et vocabulaire de métadonnées pour les scénarios pédagogiques

Tiré de l'écran-titre (visionné le 27 juin 2017).Le présent document franchit une étape clef en ce sens en présentant, une ontologie de description et un vocabulaire de métadonnées pour les scénarios pédagogiques. Nous construisons d’abord un modèle ontologique OWL-DL, puis définissons et illustrons les principales propriétés de la classe « scénario pédagogique »

Estimation de la qualité du produit logiciel : réseaux Bayésiens

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Un environnement dynamique de développement (EDD) pour le prototypage rapide d'interfaces graphiques

RÉSUMÉ Le développement d’interfaces graphiques est une tâche complexe qui exige beaucoup de ressources spécialisées et de temps. Dans bon nombre de projets, cette tâche est laissée à la fin et, conséquemment, les résultats ne répondent pas toujours aux attentes des utilisateurs. Ceci peut s'expliquer par le fait que l’utilisateur n’a pas participé aux phases d’analyse et de conception de l’architecture du système sous-jacente à l’interface graphique. L’utilisateur est un expert qui connaît bien les tâches qui devront être accomplies et il doit être invité à participer à la définition des besoins, notamment en ce qui a trait à l’ergonomie des interfaces homme-machine (IHM). Pour y parvenir, il est préférable de définir les exigences et de concevoir avec les utilisateurs les IHM, bien avant de concevoir l'architecture du système que l’on veut contrôler. Cette architecture sera ainsi assujettie aux besoins qu’ont les utilisateurs dans l’exécution de leurs tâches. Le prototypage des IHM permet aux utilisateurs de bien faire connaitre leurs besoins aux développeurs et de s’assurer que ceux-ci bénéficieront d’une IHM qui répond à leurs exigences. Les utilisateurs ne peuvent exprimer leurs besoins autrement qu'en ayant recours à une maquette avec laquelle ils peuvent interagir. Il est donc nécessaire d’avoir accès à des outils performants permettant le prototypage des IHM, à savoir les outils les plus efficaces, les plus simples et les plus complets possibles. Les environnements de développement logiciel disponibles sur le marché offrent des outils d’aide au développement d’IHM. Ces outils permettent de manipuler directement les objets graphiques en y donnant accès à l’aide d’une palette ou d’un autre mécanisme. Ils permettent aussi de gérer la mise en page de vues et génèrent le squelette du code source des méthodes de traitement des évènements qui doivent être complétées par le programmeur. Malgré que ces outils soient très utiles, le développement des IHM exige tout de même beaucoup de travail et de connaissances, notamment parce que les objets graphiques sont reliés à l'application par la programmation à même les méthodes d'écoute d'évènements de ces objets. Cette façon de faire rend ardue l'utilisation d'une même IHM pour contrôler divers procédés, en plus de nécessiter beaucoup de connaissances en programmation. De plus, les comportements ainsi définis ne sont pas d'emblée réutilisables. L'objectif global de ce projet de recherche est de faciliter la tâche de l’utilisateur concepteur d'IHM en lui offrant une plateforme de prototypage rapide des IHM à l’aide de laquelle il peut tester avec des maquettes les exigences de l’IHM et les valider. Cet objectif vise particulièrement l’utilisateur qui, bien qu’il soit un expert dans son domaine, n’est pas un programmeur. Dans ce but, une architecture innovatrice et flexible de développement d'interfaces graphiques nommée « environnement dynamique de développement » (EDD) est proposée. L'EDD permet d'intégrer les objets graphiques (widgets) par manipulation directe et de les rendre « dynamiques », dans le sens où ils sont exécutés dans ce même environnement. En plus de permettre au concepteur de faire rapidement l'essai du comportement de l'interface, l’EDD offre une très grande flexibilité d’intégration de nouveaux objets graphiques, tout en minimisant le besoin de codage. Les comportements définis sont réutilisables et peuvent être associés à plusieurs événements.----------ABSTRACT The development of graphical interfaces is a complex task that requires a lot of specialized resources and time. In many projects, this task is left to the end and, consequently, the results do not always meet users’ expectations. This can be explained by the fact that the user has not participated in the software analysis and design phases of the system architecture behind the user interface. The user is an expert who is familiar with the tasks to be performed and must be invited to participate to in the requirement definition, particularly with respect to those requirements that affect human factors. In order to achieve this, it is best to define with the users the requirements and design of the Human-Computer Interface (HCI) before designing the system to be monitored. This architecture is thus constrained by the needs that users have in performing their tasks. HCI prototyping allows users to communicate their needs to developers and ensure that they get an HCI that meets their requirements. Users can’t express their needs other than by using a mockup with which they can interact. It is therefore necessary to have access to effective tools for HCI prototyping. Tools that are most effective, simple and complete as possible. The software development environments available on the market today provide tools to assist in development of HCIs. These tools allow drag-and-drop of graphical components they make available using a pallet or other mechanism. They also manage the layout of views and generate skeleton source code for event handling methods to be completed by the programmer. Despite these strengths are helpful assistants, development of HCIs still requires much work and knowledge, particularly because the graphical components are linked to the application through event handling methods contained in the HCI code. This approach makes it difficult to use the same HCI to control various processes in addition to requiring a lot of programming knowledge. Moreover, resulting behaviors are not easily reusable. The overall objective of this research project is to facilitate the task of the user by offering a platform for rapid prototyping of HCIs which he can use to test and validate HCI requirements using mockups. This objective is aimed particularly at domain experts who are not necessarily programmers. To this end, an innovative and flexible architecture for the development of graphical interfaces called the Dynamic Development Environment (DDE) is proposed. The DDE provides the capability to drag-and-drop graphical components (widgets) and allows them to be "dynamic" in the sense that they run in that environment. It allows the designer to quickly test the behavior of the interface and offers great flexibility to incorporate new graphical components, while minimizing the need for coding

Adaptations dynamiques au contexte en informatique ambiante : propriétés logiques et temporelles

In ubiquitous computing, applications are built as a collaboration of computerized and communicating objects called devices. Because these devices can be mobile or subject to failures, this infrastructure evolves dynamically and unpredictably. Thus, to fit seamlessly into their environment and to provide the functionalities expected by users which are often more sustainable than the environment, applications must dynamically adapt to these changes. Each of these variable phenomena pursues its own dynamic. The challenge offered to adaptation mechanisms is to be able to consider them, with suitable dynamics.For this purpose, we propose an architectural model and an adaptation mechanism. The architectural model is based on four levels organized hierarchically according to their complexity and to the dynamics they can offer. We combine to this architectural model an adaptation mechanism. Based on the separation of concerns principle, our mechanism allows us to consider the variability of the system. Due to the unpredictability of the environment, the sets of adaptations that will be deployed by the upper levels of the architecture may not have been anticipated at design time. Also, thanks to some logical and temporal properties, these adaptations can be composed in non-anticipated way and with appropriate response time. The proposed mechanism, called cascaded aspects, is implemented using Aspects of Assembly and the WComp execution platform.En informatique ambiante, les applications sont construites en faisant interagir entre eux des objets informatisés et communicants appelés dispositifs. Parce que ces dispositifs peuvent être mobiles ou subir des pannes, cette infrastructure évolue dynamiquement et de manière imprévisible. Aussi, pour s’insérer de manière transparente dans leur environnement et fournir les fonctionnalités attendues par les utilisateurs, bien souvent plus pérennes que l’environnement sur lequel elles reposent, les applications doivent s’adapter dynamiquement à ces évolutions. Ces phénomènes variables poursuivant leur propre dynamique, le défi proposé aux mécanismes d’adaptation est d’être capable de les prendre encompte, avec une dynamique adaptée à chacun d’entre eux.Dans cette optique, nous proposons un modèle architectural ainsi qu’un mécanisme d’adaptation. Le modèle architectural repose sur quatre niveaux organisés hiérarchiquement en fonction de leur complexité et de la dynamique qu’ils peuvent offrir. Nous lui associons un mécanisme d’adaptation qui, à partir du principe de séparation des préoccupations permet d’exprimer la variabilité du système. En raison de l’imprévisibilité de l’environnement, les ensembles d’adaptations qui seront déployées par les niveaux supérieurs de l’architecture ne peuvent pas nécessairement être anticipés à la conception. Aussi, grâce à un ensemble de propriétés logiques et temporelles, ces adaptations peuvent être composées de manière non-anticipée dans des temps de réponse adaptés. Le mécanisme d’adaptation proposé, appelé cascade d’aspects, est expérimenté en se basant sur les Aspects d’Assemblages et la plateforme d’exécution WComp

Contribution à la modélisation des applications temps réel d'aide à la conduite

Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) manage an important volume of data that must be updated regularly. However, ADAS don't store, nor manage efficiently these data. For these reasons, we propose to integrate a real-time (RT) database system into ADAS. The integration of the RT database system allows improving the fault tolerance, reducing the number of transactions and minimizing their response time. The management of a lot of data makes these systems complex, thus, their design is highly difficult. To tackle this problem, we have proposed three patterns based on the pattern development process. This process allows defining the steps to follow in order to determine the functionalities and the requirements of the driver assistance domain on one hand, and defining the unification rules for the generation of the UML class and sequence diagrams, on the other hand. In order to represent these patterns, we have proposed UML-RTDB2 profile, which allows (i) expressing the variability of patterns, (ii) representing the real time constraints and the non functional properties and (iii) identifying the role played by each pattern element in a pattern instance. Once the proposed patterns are created, they can be reused by designers to model a specific application. For this reason, we have proposed a process to assist the applications designers when instantiating the patterns solutions. Finally, we have evaluated these patterns based on two categories of metrics.Les systèmes d'aide à la conduite gèrent un grand volume de données qui doivent être mises à jour régulièrement. Cependant, ces systèmes ne permettent, ni de les stocker, ni de les gérer d'une manière efficace. Pour ces raisons, nous proposons l'intégration d'un système de bases de données temps réel (TR) dans les systèmes d'aide à la conduite. Cela permet d'améliorer la tolérance aux fautes, de réduire le nombre de transactions et de réduire leur temps de réponse. La gestion d'un grand volume de données et leurs contraintes TR rend ces systèmes plus complexes, ce qui rend leur modélisation plus difficile. Pour remédier à cette complexité, nous avons proposé trois patrons de conception en nous basant sur un processus de création de patrons. Ce processus permet de définir les étapes à suivre pour déterminer les fonctionnalités et les exigences du domaine d'aide à la conduite, d'une part, et de définir les règles d'unification pour générer les diagrammes UML de classes et de séquence, d'autre part. Pour représenter ces patrons, nous avons proposé le profil UML-RTDB2, pour tenir compte : (i) de l'expression de la variabilité des patrons, (ii) de la représentation des contraintes TR et des aspects non fonctionnels et (iii) des éléments instanciés à partir des patrons lors de la modélisation d'une application cible. Une fois les patrons créés, ils peuvent être réutilisés par les concepteurs pour modéliser des systèmes spécifiques. Pour cela, nous avons proposé un processus de réutilisation pour guider les concepteurs d'applications lors de la réutilisation des solutions de patrons. Enfin, nous avons procédé à l'évaluation de ces patrons en utilisant deux catégories de métriques