Support pour l'analyse dimensionnelle en SystemC-AMS

La modélisation de systèmes hétérogènes conservatifs multi-domaines (électrique, mécanique, fluidique, etc.) requiert un moyen de vérifier que les quantités manipulées par les modèles aient des unités cohérentes. Nous présentons ici les fondations pour le support de l'analyse dimensionnelle statique (effectuée à la compilation) de modèles développés à l'aide des extensions AMS (Analogue and Mixed-Signal) de SystemC. L'approche présentée dans ce papier sera incorporée dans un nouveau modèle de calcul Bond Graph qui complétera les modèles de calcul déjà prévus dans les extensions AMS de SystemC

Prouvé ? Et après ?

National audienceIn a context of certification, the relationship between formal methods and "correct" soft- ware is fuzzy. To formalists, it is the logical consistency (proof), to certification authorities, it is the appropriate fulfilment of needs and constraints of the anticipated usage (validation). We present and discuss an analysis of difficulties and solutions we encountered while writing specifications in Event-B. We propose a development process which takes into account cer- tification issues. It is still based on the refinement of functional properties as supported by Event-B. Refinement steps should be extended with sub-processes whose aims are: to refine the physical and mathematical model to cast it in a form compatible with proof tools, to check non functional and temporal constraints, and to validate the behaviour of the specification.Dans un contexte de certification, la relation entre méthodes formelles et logiciel " correct " n'est pas claire. Pour le formaliste, c'est la cohérence lo- gique (preuve), pour le certificateur, c'est la bonne adéquation aux besoins et contraintes de l'usage prévu (validation). Nous présentons et discutons une ana- lyse des difficultés et de leur résolution que nous avons rencontrées lors de la rédaction de spécifications en B événementiel. Nous proposons un processus de développement qui prend en compte la certification. Il est toujours fondé sur la notion de raffinement des propriétés fonctionnelles proposée par B événemen- tiel. Les étapes de raffinement doivent être complétées par des sous-processus qui raffinent le modèle physico-mathématique pour l'amener à une forme ac- ceptable par les outils de preuve, qui vérifient les contraintes non-fonctionnelles, principalement temporelles, et qui valident le comportement de la spécification

Vérification formelle de systèmes d'information

Cette thèse s'intéresse à l'étude des méthodes formelles de spécification et de vérification dans le cadre des systèmes d'information. Les systèmes d'informations sont des systèmes dynamiques constitués d'entités et d'associations représentées par la composition en parallèle de processus répliqués issus de différentes classes. De plus, ces systèmes font partie de la classe des systèmes paramétrés. On propose un modèle de spécification de systèmes paramétrés, nommé PASTD, qui est adapté aux systèmes d'information et qui est basé sur la notation des diagrammes états-transitions algébriques (ASTD). Puis, on étudie le problème de sûreté pour les PASTD, à travers la méthode de vérification de couverture pour les systèmes de transitions bien structurés (WSTS). Cette méthode repose sur trois conditions principales : la monotonie, le beau préordre et la pred-base effective. Les PASTD sont montrés comme étant monotones et on définit une sous-classe vérifiant la propriété de beau préordre. Enfin, on décrit une nouvelle méthode, adaptée aux systèmes paramétrés, qui explicite un ensemble de conditions permettant de prouver la pred-base effective. Ces conditions définissent une nouvelle classe appelée RMTS (\emph{Ranked Monotone Transition Systems}). Cette méthode est appliquée aux PASTD

MODÉLISATION DE PROCÉDÉS LOGICIELS À BASE DE PATRONS RÉUTILISABLES

This thesis investigates the reuse of software processes by an approach based on process patterns. The objective of our work is to make process patterns directly applicable in process modeling. The concept of process pattern is used to capture and reuse the proven solutions for recurring process problems. However, this attractive concept has still been poorly exploited due to the inadequate formalization and the lack of supporting methodology and tools. To promote the use of process patterns and reduce the modelling effort, we broaden the concept of process pattern for capturing various types of process knowledge at different abstract levels, and propose ways to reuse (semi-)automatically process patterns in process modelling. We define the process meta-model UML-PP to formalize the process pattern concept and the ways to apply patterns in process models. UML-PP allows describing the internal structure of a process pattern as well as the relations between process patterns, and enables the explicit representation of process patterns' applications in process models. We propose the meta-process PATPRO defining the modelling steps to elaborate a process model in UML-PP by reusing process patterns. To allow automated applications of process patterns, we define an operational semantics for the patterns reuse operators who carry out some tasks of the meta-process. We have developed the prototype PATPRO-MOD allowing to create and manage process patterns catalogues, and to elaborate process models in UML-PP by reusing (semi-)automatically process patterns.Cette thèse est consacrée à la réutilisation de procédés par une approche à base de patrons de procédé. Le concept de patron de procédé a été introduit pour capitaliser et réutiliser des solutions éprouvées des problèmes de procédés récurrents. Cependant cette approche est encore peu exploitée à cause du champ de définition limité, du manque de formalisation, de méthodologie et d'outils support. Pour promouvoir l'utilisation de patrons de procédé et réduire l'effort de modélisation, nous considérons le concept de patron de procédé à différents niveaux d'abstraction pour capturer divers types de connaissances sur les procédés, et proposons des moyens pour réutiliser de façon (semi-)automatique ces patrons dans la modélisation des procédés. Nous avons défini le méta-modèle de procédé UML-PP pour formaliser le concept de patron de procédé et la manière d'appliquer les patrons dans la modélisation de procédés. UML-PP permet de décrire la structure interne d'un patron de procédé ainsi que les relations entre patrons, et permet d'exprimer explicitement l'utilisation de patrons dans les modèles de procédé. Nous proposons le méta-procédé PATPRO définissant une démarche de modélisation pour élaborer un modèle de procédé UML-PP en réutilisant des patrons de procédé. Pour permettre une automatisation de l'application de patrons de procédé, nous définissons une sémantique opérationnelle des opérateurs de réutilisation de patrons qui réalisent l'imitation de patrons. Nous avons réalisé le prototype PATPRO-MOD permettant de créer et gérer des catalogues de patrons de procédé et d'élaborer des modèles de procédé UML-PP en réutilisant semi-automatiquement des patrons prédéfinis

Génération automatique de tests unitaires avec Praspel, un langage de spécification pour PHP

The works presented in this memoir are about the validation of PHPprograms through a new specification language, along with its tools. These works follow three axes: specification language, automatic test data generation and automatic unit test generation. The first contribution is Praspel, a new specification language for PHP, based on the Design by Contract. Praspel specifies data with realistic domains, which are new structures allowing to validate and generate data. Based on a contract, we are able to perform Contract-based Testing, i.e.using contracts to automatically generate unit tests. The second contribution isabout test data generation. For booleans, integers and floating point numbers, auniform random generation is used. For arrays, a dedicated constraint solver has been implemented and used. For strings, a grammar description language along with an LL(⋆) compiler compiler and several algorithms for data generation are used. Finally, the object generation is supported. The third contribution defines contract coverage criteria. These latters provide test objectives. All these contributions are implemented and experimented into tools distributed to the PHP community.Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur la validation de programmes PHP à travers un nouveau langage de spécification, accompagné de ses outils. Ces travaux s’articulent selon trois axes : langage de spécification, génération automatique de données de test et génération automatique de tests unitaires.La première contribution est Praspel, un nouveau langage de spécification pour PHP, basé sur la programmation par contrat. Praspel spécifie les données avec des domaines réalistes, qui sont des nouvelles structures permettant de valider etgénérer des données. À partir d’un contrat écrit en Praspel, nous pouvons faire du Contract-based Testing, c’est à dire exploiter les contrats pour générer automatiquement des tests unitaires. La deuxième contribution concerne la génération de données de test. Pour les booléens, les entiers et les réels, une génération aléatoire uniforme est employée. Pour les tableaux, un solveur de contraintes a été implémenté et utilisé. Pour les chaînes de caractères, un langage de description de grammaires avec un compilateur de compilateurs LL(⋆) et plusieurs algorithmes de génération de données sont employés. Enfin, la génération d’objets est traitée.La troisième contribution définit des critères de couverture sur les contrats.Ces derniers fournissent des objectifs de test. Toutes ces contributions ont été implémentées et expérimentées dans des outils distribués à la communauté PHP

Optimisation numérique pour la robotique et exécution de trajectoires référencées capteurs

Le travail présenté dans cette thèse est divisé en deux parties. Dans la première partie, un modèle pour la représentation unifiée de problèmes d'optimisation numérique est proposé. Ce modèle permet de définir un problème d'optimisation indépendamment de la stratégie utilisée pour le résoudre. Cette représentation unifiée est particulièrement appréciable en robotique où une solution analytique des problèmes est rarement possible. La seconde partie traite de l'exécution de mouvements complexes asservis sur un robot humanoïde. Lors de la locomotion d'un tel système, les glissements des points de contact entraînent une dérive qu'il est nécessaire de corriger. Nous proposons ici un modèle permettant d'asservir une tâche de locomotion sur un capteur externe afin de compenser les erreurs d'exécution des mouvements. Un modèle est également proposé permettant de représenter des séquences de tâches de locomotion et de manipulation asservies. Enfin, une méthodologie pour le développement d'applications robotiques complexes est établie. Les stratégies proposées dans le cadre de cette thèse ont été validées sur la plate-forme expérimentale HRP-2. ABSTRACT : The presented work is divided into two parts. In the first one, an unified computer representation for numerical optimization problems is proposed. This model allows to define problems independently from the algorithm used to solve it. This unified model is particularly interesting in robotics where exact solutions are difficult to find. The second part is dealing with complex trajectory execution on humanoid robots with sensor feedback. When a biped robots walks, contact points often slip producing a drift which is necessary to compensate. We propose here a closed-loop control scheme allowing the use of sensor feedback to cancel execution errors. To finish, a method for the the development of complex robotics application is detailed. This thesis contributions have been implemented on the HRP-2 humanoid robot

Contribution à la reconstruction 3D des membres inférieurs reconstruits à partir des radios biplanes pour l'application à la planification et au suivi des chirurgies

Pour comprendre et diagnostiquer les pathologies qui affectent l organisation spatialede notre squelette, il est essentiel d aborder ces problématiques en 3D. Le CT-Scan et l IRMsont des modalités d imagerie couramment utilisées en milieu clinique pour étudier en 3D notresystème musculosquelettique. La plupart de ces systèmes d imagerie proposent une acquisitioncouchée sur laquelle les effets gravitaires ne sont pas pris en compte. Le CT-Scan est unemodalité particulièrement irradiante et l IRM est plus spécifiquement dédiée à l étude des tissusmous. Le système EOS permet de reconstruire en 3D les os à partir d une paire deradiographies biplanes à faible dose d irradiation. En plus, le système EOS propose uneacquisition en position debout, prenant en compte les effets gravitaires. Cette thèse contribue àl amélioration des méthodes de reconstruction 3D des membres inférieurs à partir des radiosbiplanes. Dans le cadre de thèse on a proposé et évalué : 1) Une méthode de reconstruction3D des membres inférieurs s appuyant sur des modèles paramétrés et des inférencesstatistiques. 2) Une méthode d auto-amélioration de la reconstruction 3D des membresinférieurs en utilisant du traitement d images local et le recalcul d inférences statistiques. 3)Enfin, des méthodes utilisant des critères de similarité d images et des critères morphologiquespour détecter de manière automatique le côté médial et latéral du fémur et du tibia. Le but estd éviter l inversion par l opérateur de condyles fémoraux et plateaux tibiaux, affectant la valeurdes paramètres cliniques, surtout les torsions. La méthode de reconstruction proposée dans lecadre de cette thèse est intégrée dans le logiciel sterEOS® et utilisée dans une soixantained hôpitaux au monde. Les méthodes développées dans le cadre de cette thèse ont permis deprogresser vers la reconstruction semi-automatisée, précise et robuste du membre inférieurFor a better understanding and diagnosis of the pathologies affecting the spatialorganization of our skeleton it is necessary to address them in 3D. CT-Scan and MRI areimaging modalities commonly used to study the musculoskeletal system in 3D. Moreover,patients are recorded in reclining position thus gravity effect can t be taken into account.Furthermore, CT-Scan exposes patient to high radiation doses and MRI is used mostly tocharacterize soft tissues. With the EOS system, from a pair of low dose biplanar radiographs wecan reconstruct bones in 3D, and the radiographs are recorded in standing position thus gravityeffects are considered. This thesis contributes to the improvement of the 3D reconstructionmethods of lower limbs from biplanar radiographs. In this thesis we have proposed andevaluated: 1) A 3D reconstruction method of the lower limbs based on parametric models andstatistical inferences. 2) A method for the auto-improvement of the 3D reconstruction of thelower limbs. This method combines image processing and the recalculation of the statisticalinferences. 3) Finally, methods based on similarity measures and shape criteria were used todetect automatically the medial and lateral side of the femur and tibia. The aim of thesemethods is to avoid the inversion of the femoral and tibial condyles in biplanar radiographs.These inversions have an impact in the calculation of clinical measurements, particularly thetorsional ones. The reconstruction method proposed in this thesis is already integrated withinthe sterEOS® software, available in 60 hospitals around the world. The methods developed inthis thesis have led us to a semi-automatic, accurate and robust reconstruction of lower limbs.PARIS-Arts et Métiers (751132303) / SudocSudocFranceF

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

Vers une nouvelle approche de la modernisation des systèmes légataires à travers la migration vers un environnement dirigé par les modèles

Les organisations sont fortement dépendantes de leurs logiciels dans l'exercice de leurs activités quotidiennes. Malheureusement, les changements répétés qui sont appliqués à ces systèmes rendent leur évolution difficile. Cette évolution peut être rendue nécessaire afin de maintenir le logiciel, de le remplacer ou de le moderniser. Dans le cas de systèmes légataires complexes et mal documentés, la modernisation est la seule solution réalisable afin d'atteindre les objectifs d'évolution, le but de la modernisation étant de faire évoluer un système lorsque les pratiques conventionnelles ne le permettent plus. Mais, il s'agit d'une tâche complexe. Notamment, la prévision des risques et des coûts est difficile. Afin de faire face aux difficultés de la modernisation, l'OMG a créé l'initiative « Architecture-Driven Modernization » ADM qui propose entre autres de réaliser la modernisation par l'ingénierie dirigée par les modèles (IDM). Dans ce contexte, la modernisation d'un système légataire, non développé dans un environnement IDM, débute par sa migration vers ce type d'environnement. Ce qui pose la problématique de la découverte des modèles nécessaires à l'utilisation d'IDM représentant ce système. Une seconde problématique est que le processus IDM manque de précision au sujet des modèles à employer et de l'application des transformations pour passer d'un à l'autre. Dans cette thèse, nous présentons une nouvelle approche de modernisation ADM afin d'utiliser l'IDM pour moderniser un système légataire non IDM. Nous y définissons les modèles nécessaires et les transformations à réaliser pour passer d'un à l'autre. La plate-forme d'implémentation y est représentée par deux modèles. Le premier est un profil UML décrivant ses concepts et le second est un ensemble de modèles de transformations paramétrés capturant son code d'infrastructure. Le modèle représentant les éléments du domaine du problème prend la forme d'un diagramme de classes UML. Aussi, nous proposons des algorithmes pour la découverte de ces modèles en analysant le code source du système légataire. Notre approche a été validée sur plusieurs systèmes écrits en Java et a donné de bons résultats pour les systèmes bien structurés avec un bon style de programmation.\ud _____________________________________________________________________________

Vers une approche orientée aspect d'ingénierie des besoins dans les organisations multi-entreprises

It is often difficult for a single Information System (IS) to accomplish complex requirements. One solution is to combine many different ISs and make them collaborate to realize this task. Information systems composition is an active ongoing area of research in the field of information systems. The result of IS composition produces one type of a so called Cooperative Information System (CIS). Its development requires a particular attention to process all emerging problems, especially the crosscutting concerns that pose difficulties to understand, maintain and reuse such cooperative systems. Moreover, the aspect paradigm is presented as a promising avenue for reusability. Thus, we argue that it is interesting to propose an aspect approach to build a new system in order to accomplish complex tasks based on the reuse of system’s artefacts previously developed. According to our best of knowledge few works have tackled this question. In this thesis, we present an aspect-oriented approach called AspeCiS, applied from the requirements engineering phase until the design phase, in order to develop a CIS from existing ISs by using their artifacts such as requirements, architectures and design. Therefore, this approach is opposed to conventional development ones in which the construction of a new system starts from nothing and needs reinventing everything every time.Le système d’information coopératif (SIC) est un élément central dans le domaine de la coopération interentreprises. Son développement nécessite une attention particulière afin de prendre en considération tous les problèmes émergeants, surtout celui des préoccupations transversales qui posent des difficultés pour la compréhension, la maintenance, l’évolution, et la réutilisation des systèmes développés. Dans les approches usuelles de développement, la construction de ce genre de système part de zéro et nécessite de tout reconstruire à chaque fois. Nos travaux de recherche dans cette thèse examinent comment une approche orientée aspect appliquée de la phase de recueil des exigences à la phase de conception peut être proposée comme un outil permettant de développer des SICs à partir de systèmes d’information (SIs) préalablement existants produits à l’occasion de développements antérieurs. L’utilisation du paradigme Aspect dans cette approche tente de réutiliser des artéfacts des SIs existants afin de développer le futur SIC supportant la coopération interentreprises