Du génie logiciel pour déployer, gérer et reconfigurer les logiciels

As a discipline, software engineering embraces various schools of thought, yet remains consistent with respect to its objective. It aims at providing means for effective and inexpensive production of software by contributing mathematical frameworks, methods and tools. Consequently, we witness some automation in software production process that, as of today, allows producing astronomical amounts of lines of code daily. This rapidly and massively produced software is required for all computer equipment that has invaded our daily life in various forms of other devices (PC, tablet, phone, refrigerator, car, etc.). In this world of large software consumption, it is somewhat surprising that the management of software, after its production, remains dominated by manual practices like searching in lists, downloading units and manual installations. In this context, I organized my research activities such that they aim at providing mathematical frameworks, methods and tools to deploy, distribute or update massive amounts of software since 2001, the year of my PhD defense. These research activities were mainly conducted in Brest at the CS department of Telecom Bretagne as part of the PASS team of IRISA. This document puts into perspective my various scientific contributions, undertaken projects, endeavors in training research students and efforts invested as a teacher. My scientific contributions can be divided into five parts: mathematical models and algorithms for dependency management in software deployment; software component models; processes and tools for massive software deployment; dynamic update of programs at runtime; languages for the design and implementation of software development processes. All these works complement each other, thus making it possible to imagine the proposition of methods and tools for large-scale software deployment.Le génie logiciel est une discipline constituée de nombreux courants mais cohérente par l'objectif affiché. Il s'agit d'aider à la production, de manière efficace et peu coûteuse, de logiciels en offrant des cadres mathématiques, des méthodes et des outils. Ainsi, on a pu assister à une certaine industrialisation du processus de production de logiciel qui permet aujourd'hui de produire, chaque jour, des quantités astronomiques de logiciel. Ce logiciel produit rapidement et en grande quantité est nécessaire pour tous les équipements informatiques qui ont envahi notre quotidien (ordinateur, tablette, téléphone, réfrigérateur, voiture, ...). Dans ce monde de grande consommation du logiciel, il est cependant surprenant de constater que la gestion des logiciels après leur production est resté dominé par des pratiques manuelles de recherche dans des listes, de téléchargement unitaire et d'installation manuelle. C'est dans ce cadre que j'ai développé une activité de recherche visant à fournir des cadres mathématiques, des méthodes et des outils pour déployer, diffuser ou mettre à jour massivement les logiciels depuis 2001 année de ma soutenance de thèse. Ces activités de recherche ont été conduites principalement à Brest au sein du département informatique de Télécom Bretagne dans le cadre de l'équipe PASS de l'IRISA. Mon Habilitation à Diriger des Recherches est l'occasion de remettre en perspective mes différentes contributions scientifiques, les étudiants formés à la recherche, les projets réalisés ainsi que mon investissement en tant qu'enseignant. Les contributions scientifiques peuvent être classées en cinq parties : - des modèles mathématiques et les algorithmes associés pour la gestion des dépendances de logiciels lors de leur déploiement ; - les modèles de composants logiciels ; - les processus et outils pour le déploiement de logiciel massif ; - la mise à jour de programmes sans interrompre leur exécution ; - des langages pour la conception et la réalisation de processus de développement logiciel. Tous ces travaux qui se nourrissent et se complètent permettent d'imaginer la proposition de méthodes et outils pour passer à l'échelle dans la gestion du déploiement des logiciels

Plates-formes et mises à jour dynamiques configurables

Dynamic software updating allows applications to be modified without interrupting the services it provides. Because today's systems rely heavily on software and its availability, such a possibility is an important issue. Many mechanisms with diverse needs and properties enable dynamic updates. They are used by platforms targeting specific types of applications and/or updates. While the specialization of these platforms make the development of dynamic updates easier, it can cause the platform to be ill suited in the case of unforeseen updates. A solution is to select and combine best-suited mechanisms for each update in order to guarantee a best compatibility of platforms with the different kinds of applications and updates. The three contributions detailed in this thesis follow this objective: - Studying platforms and identify generic models for platforms and updates - Studying the needs and properties of mechanisms as well as their capacity to be combined - Develop configurable platforms allowing the selection of best-suited mechanisms for each update. Theses contributions open leads towards a new generation of platforms and towards new uses of dynamic updates. The third contribution lead to the development of Pymoult, a configurable platform for Python programs. Pymoult provides several mechanisms through a high-level API suited to the conception of dynamic updates.La mise à jour dynamique des logiciels permet de modifier ces derniers sans interrompre les services qu'ils fournissent. C'est un enjeu important à une époque où les logiciels sont omniprésents et où leur indisponibilité peut être coûteuse (service commercial) ou même dangereuse (système de sécurité). De nombreux mécanismes aux propriétés et besoins variés permettent d'atteindre cet objectif. Ces mécanismes sont employés par des plates-formes dédiées à des types de logiciel et/ou de mises à jour spécifiques. En se spécialisant, ces plates-formes facilitent l'écriture de mises à jour dynamiques mais peuvent être mal adaptées à l'application de certaines modifications imprévues. Il convient alors de sélectionner et combiner les mécanismes les mieux adaptés à chaque mise à jour afin d'assurer une meilleure compatibilité des plates-formes avec les différents logiciels et mises à jour. C'est autour de cet objectif que s'organisent les contributions de ce manuscrit: - Étudier les plates-formes et identifier des modèles génériques de plate-forme et de mise à jour - Étudier les besoins et les propriétés des mécanismes de mise à jour ainsi que leurs capacités à être combinés. - Développer des plates-formes configurables permettant de sélectionner les mécanismes les mieux adaptés pour chaque mise à jour. Les résultats obtenus ouvrent des pistes vers une nouvelle génération de plates-formes ainsi que vers de nouvelles utilisations de la mise à jour dynamique. Le troisième axe a mené au développement de Pymoult, plate-forme configurable pour programmes Python. Cette plate-forme fournit de nombreux mécanismes au travers d'une API de haut niveau adaptée à la conception de mises à jour dynamiques

Safe reconfiguration of Coqcots and Pycots components

International audienceSoftware systems have to face evolutions of their running context and users. Therefore, the so-called dynamic reconfiguration has been commonly adopted for modifying some components and/or the architecture at runtime. Traditional approaches typically stop the needed components, apply the changes, and restart the components. However, this scheme is not suitable for critical systems and degrades user experience. This paper proposes to switch from the stop/restart scheme to dynamic software updating (DSU) techniques. Instead of stopping a component, its implementation is replaced by another one specifically built to apply the modifications while maintaining the best quality of service possible. The major contributions of this work are: (i) the integration of DSU techniques in a component model; (ii) a reconfiguration development process including specification, proof of correctness using Coq, and; (iii) a systematic method to produce the executable script. In this perspective, the use of DSU techniques brings higher quality of service when reconfiguring component-based software. Moreover, the formalization allows ensuring the safety and consistency of the reconfiguration process