Résolution d'équations en algèbre de Kleene : applications à l'analyse de programmes

Au fil des ans, l'algèbre de Kleene s'est avérée être un outil formel très pratique et flexible quant vient le temps de raisonner sur les programmes informatiques. Cependant, actuellement, la plupart des applications à l'analyse de programmes de l'algèbre de Kleene se font en sélectionnant un problème précis et en voyant comment l'algèbre de Kleene permet de le résoudre, ce qui limite les applications possibles. L'objectif visé par ce mémoire est de déterminer dans quelle mesure la résolution d'équations, en algèbre de Kleene, peut être utilisée en analyse de programmes. Une grande partie de ce mémoire est donc consacrée à la résolution de différents types d'équations dans différentes variantes de l'algèbre de Kleene. Puis nous montrons comment la vérification de programmes ainsi que la synthèse de contrôleurs peuvent tirer profit de la résolution d'équations en algèbre de Kleene

Une approche centrée exigences pour la composition de services web

International audienceThis paper presents a requirement-centric approach for Web service composition which allows: (i) modeling users' requirements with the MAP formalism and specifying required services using an Intentional Service Model (ISM); (ii) discovering relevant Web services by querying the service search engine Service-Finder; (iii) selecting automatically relevant and high QoS services by applying Formal Concept Analysis (FCA); and (iv) generating automatically BPEL coordination processes by applying the model transformation technique. In this paper, we illustrate our approach with a conference arrangement application and we validate it empirically in terms of precision and recall on this application. MOTS-CLÉS : composition de services web, exigences des utilisateurs, QdS, AFC, transformation de modèles.Cet article présente une approche centrée exigences pour la composition de services web qui permet : (i) la modélisation des exigences des utilisateurs avec le formalisme la Carte et la spécification des services requis avec un modèle intentionnel de services (MIS) ; (ii) la découverte des services web pertinents en interrogeant le moteur de recherche de services Service-Finder ; (iii) la sélection automatique de services pertinents et de haute QdS par l'application de l'analyse formelle de concepts (AFC) ; et (iv) la génération automatique de processus de coordination BPEL par l'application de la technique de transformation de modèles. Dans cet article, nous illustrons notre approche par une application d'arrangement de conférences et nous la validons empiriquement en termes de précision et de rappel sur cette application

Identification et localisation des préoccupations fonctionnelles dans un code légataire Java

Traditionnellement, les applications orientées objets légataires intègrent différents aspects fonctionnels. Ces aspects peuvent être dispersés partout dans le code. Il existe différents types d’aspects : • des aspects qui représentent des fonctionnalités métiers ; • des aspects qui répondent à des exigences non fonctionnelles ou à d’autres considérations de conception comme la robustesse, la distribution, la sécurité, etc. Généralement, le code qui représente ces aspects chevauche plusieurs hiérarchies de classes. Plusieurs chercheurs se sont intéressés à la problématique de la modularisation de ces aspects dans le code : programmation orientée sujets, programmation orientée aspects et programmation orientée vues. Toutes ces méthodes proposent des techniques et des outils pour concevoir des applications orientées objets sous forme de composition de fragments de code qui répondent à différents aspects. La séparation des aspects dans le code a des avantages au niveau de la réutilisation et de la maintenance. Ainsi, il est important d’identifier et de localiser ces aspects dans du code légataire orienté objets. Nous nous intéressons particulièrement aux aspects fonctionnels. En supposant que le code qui répond à un aspect fonctionnel ou fonctionnalité exhibe une certaine cohésion fonctionnelle (dépendances entre les éléments), nous proposons d’identifier de telles fonctionnalités à partir du code. L’idée est d’identifier, en l’absence des paradigmes de la programmation par aspects, les techniques qui permettent l’implémentation des différents aspects fonctionnels dans un code objet. Notre approche consiste à : • identifier les techniques utilisées par les développeurs pour intégrer une fonctionnalité en l’absence des techniques orientées aspects • caractériser l’empreinte de ces techniques sur le code • et développer des outils pour identifier ces empreintes. Ainsi, nous présentons deux approches pour l’identification des fonctionnalités existantes dans du code orienté objets. La première identifie différents patrons de conception qui permettent l’intégration de ces fonctionnalités dans le code. La deuxième utilise l’analyse formelle de concepts pour identifier les fonctionnalités récurrentes dans le code. Nous expérimentons nos deux approches sur des systèmes libres orientés objets pour identifier les différentes fonctionnalités dans le code. Les résultats obtenus montrent l’efficacité de nos approches pour identifier les différentes fonctionnalités dans du code légataire orienté objets et permettent de suggérer des cas de refactorisation.Object oriented applications integrate various functional aspects. These aspects can be scattered everywhere in the code. There are various types of aspects : • aspects which represent business functionalities ; • aspects related to non functional requirements or to design concerns such as robustness, distribution, and security. The code representing such aspects can be located in different class hierarchies. Researchers have been interested in the problem of the modularisation of these aspects and many approaches were proposed : oriented programming subjects, oriented programming Aspects and oriented programming view. These approaches offer techniques and tools for designing object oriented applications based on the composition of slices of various aspects. The main benefit of the separation of aspects is supporting reuse and maintenance. Consequently, it is well worth identifying and extracting aspects of legacy object oriented applications. Our work mainly focuses on functional aspects. Assuming that the code of a functional aspect or a feature has a functional cohesion (dependencies between elements), we suggest methods for identifying such features from the code. The idea is to identify, in the absence of any aspect oriented paradigm, the techniques used for implementing a feature in the code. Our approach consists of : • identifying techniques used by developers to integrate a feature in the absence of aspect oriented techniques • characterizing the patterns of these techniques • and developing tools to identify these patterns. We present two approaches for the identification of the existing features in the object oriented code. The first one identifies various design patterns which integrates these features in the code. The second approach uses the formal concept analysis to identify the recurring features in the code. We experiment our approaches to identify functional features in different open source object oriented applications. The results show the efficiency of our approaches in identifying various functional features in the legacy object oriented, and can some times suggest refactoring

Détermination de propriétés de flot de données pour améliorer les estimations de temps d'exécution pire-cas

La recherche d'une borne supérieure au temps d'exécution d'un programme est une partie essentielle du processus de vérification de systèmes temps-réel critiques. Les programmes de tels systèmes ont généralement des temps d'exécution variables et il est difficile, voire impossible, de prédire l'ensemble de ces temps possibles. Au lieu de cela, il est préférable de rechercher une approximation du temps d'exécution pire-cas ou Worst-Case Execution Time (WCET). Une propriété cruciale de cette approximation est qu'elle doit être sûre, c'est-à-dire qu'elle doit être garantie de majorer le WCET. Parce que nous cherchons à prouver que le système en question se termine en un temps raisonnable, une surapproximation est le seul type d'approximation acceptable. La garantie de cette propriété de sûreté ne saurait raisonnablement se faire sans analyse statique, un résultat se basant sur une série de tests ne pouvant être sûr sans un traitement exhaustif des cas d'exécution. De plus, en l'absence de certification du processus de compilation (et de transfert des propriétés vers le binaire), l'extraction de propriétés doit se faire directement sur le code binaire pour garantir leur fiabilité. Toutefois, cette approximation a un coût : un pessimisme - écart entre le WCET estimé et le WCET réel - important entraîne des surcoûts superflus de matériel pour que le système respecte les contraintes temporelles qui lui sont imposées. Il s'agit donc ensuite, tout en maintenant la garantie de sécurité de l'estimation du WCET, d'améliorer sa précision en réduisant cet écart de telle sorte qu'il soit suffisamment faible pour ne pas entraîner des coûts supplémentaires démesurés. Un des principaux facteurs de surestimation est la prise en compte de chemins d'exécution sémantiquement impossibles, dits infaisables, dans le calcul du WCET. Ceci est dû à l'analyse par énumération implicite des chemins ou Implicit Path Enumeration Technique (IPET) qui raisonne sur un surensemble des chemins d'exécution. Lorsque le chemin d'exécution pire-cas ou Worst-Case Execution Path (WCEP), correspondant au WCET estimé, porte sur un chemin infaisable, la précision de cette estimation est négativement affectée. Afin de parer à cette perte de précision, cette thèse propose une technique de détection de chemins infaisables, permettant l'amélioration de la précision des analyses statiques (dont celles pour le WCET) en les informant de l'infaisabilité de certains chemins du programme. Cette information est passée sous la forme de propriétés de flot de données formatées dans un langage d'annotation portable, FFX, permettant la communication des résultats de notre analyse de chemins infaisables vers d'autres analyses. Les méthodes présentées dans cette thèse sont inclues dans le framework OTAWA, développé au sein de l'équipe TRACES à l'IRIT. Elles usent elles-mêmes d'approximations pour représenter les états possibles de la machine en différents points du programme. Ce sont des abstractions maintenues au fil de l'analyse, et dont la validité est assurée par des outils de la théorie de l'interprétation abstraite. Ces abstractions permettent de représenter de manière efficace - mais sûre - les ensembles d'états pour une classe de chemins d'exécution jusqu'à un point du programme, et de détecter d'éventuels points du programme associés à un ensemble d'états possibles vide, traduisant un (ou plusieurs) chemin(s) infaisable(s). L'objectif de l'analyse développée, la détection de tels cas, est rendue possible par l'usage de solveurs SMT (Satisfiabilité Modulo des Théories). Ces solveurs permettent essentiellement de déterminer la satisfiabilité d'un ensemble de contraintes, déduites à partir des états abstraits construits. Lorsqu'un ensemble de contraintes, formé à partir d'une conjonction de prédicats, s'avère insatisfiable, aucune valuation des variables de la machine ne correspond à un cas d'exécution possible, et la famille de chemins associée est donc infaisable. L'efficacité de cette technique est soutenue par une série d'expérimentations sur divers suites de benchmarks, reconnues dans le domaine du WCET statique et/ou issues de cas réels de l'industrie. Des heuristiques sont configurées afin d'adoucir la complexité de l'analyse, en particulier pour les applications de plus grande taille. Les chemins infaisables détectés sont injectés sous la forme de contraintes de flot linéaires dans le système de Programmation Linéaire en Nombres Entiers ou Integer Linear Programming (ILP) pilotant le calcul final de l'analyse WCET d'OTAWA. Selon le programme analysé, cela peut résulter en une réduction du WCET estimé, et donc une amélioration de sa précision.The search for an upper bound of the execution time of a program is an essential part of the verification of real-time critical systems. The execution times of the programs of such systems generally vary a lot, and it is difficult, or impossible, to predict the range of the possible times. Instead, it is better to look for an approximation of the Worst-Case Execution Time (WCET). A crucial requirement of this estimate is that it must be safe, that is, it must be guaranteed above the real WCET. Because we are looking to prove that the system in question terminates reasonably quickly, an overapproximation is the only acceptable form of approximation. The guarantee of such a safety property could not sensibly be done without static analysis, as a result based on a battery of tests could not be safe without an exhaustive handling of test cases. Furthermore, in the absence of a certified compiler (and tech- nique for the safe transfer of properties to the binaries), the extraction of properties must be done directly on binary code to warrant their soundness. However, this approximation comes with a cost : an important pessimism, the gap between the estimated WCET and the real WCET, would lead to superfluous extra costs in hardware in order for the system to respect the imposed timing requirements. It is therefore important to improve the precision of the WCET by reducing this gap, while maintaining the safety property, as such that it is low enough to not lead to immoderate costs. A major cause of overestimation is the inclusion of semantically impossible paths, said infeasible paths, in the WCET computation. This is due to the use of the Implicit Path Enumeration Technique (IPET), which works on an superset of the possible execution paths. When the Worst-Case Execution Path (WCEP), corresponding to the estimated WCET, is infeasible, the precision of that estimation is negatively affected. In order to deal with this loss of precision, this thesis proposes an infeasible paths detection technique, enabling the improvement of the precision of static analyses (namely for WCET estimation) by notifying them of the infeasibility of some paths of the program. This information is then passed as data flow properties, formatted in the FFX portable annotation language, and allowing the communication of the results of our infeasible path analysis to other analyses. The methods hereafter presented are included in the OTAWA framework, developed in TRACES team at the IRIT lab. They themselves make use of approximations in order to represent the possible states of the machine in various program points. These approximations are abstractions maintained throughout the analysis, and which validity is ensured by abstract interpretation tools. They enable us to represent the set of states for a family of execution paths up to a given program point in an efficient - yet safe - way, and to detect the potential program points associated to an empty set of possible states, signalling one (or several) infeasible path(s). As the end goal of the developed analysis, the detection of such cases is made possible by the use of Satisfiability Modulo Theory (SMT) solvers. Those solvers are notably able to determine the satisfiability of a set of contraints, which we deduct from the abstract states. If a set of constraints, derived from a conjonction of predicates, is unsatisfiable, then there exists no valuation of the machine variables that match a possible execution case, and thus the associated infeasible paths are infeasible. The efficiency of this technique is asserted by a series of experiments on various benchmarks suites, some of which widely recognized in the domain of static WCET, some others derived from actual industrial applications. Heuristics are set up in order to soften the complexity of the analysis, especially for the larger applications. The detected infeasible paths are injected as Integer Linear Programming (ILP) linear data flow constraints in the final computation for the WCET estimation in OTAWA. Depending on the analysed program, this can result in a reduction of the estimated WCET, thereby improving its precision

Société Francophone de Classification (SFC) Actes des 26èmes Rencontres

National audienceLes actes des rencontres de la Société Francophone de Classification (SFC, http://www.sfc-classification.net/) contiennent l'ensemble des contributions,présentés lors des rencontres entre les 3 et 5 septembre 2019 au Centre de Recherche Inria Nancy Grand Est/LORIA Nancy. La classification sous toutes ces formes, mathématiques, informatique (apprentissage, fouille de données et découverte de connaissances ...), et statistiques, est la thématique étudiée lors de ces journées. L'idée est d'illustrer les différentes facettes de la classification qui reflètent les intérêts des chercheurs dans la matière, provenant des mathématiques et de l'informatique

SARIPOD : Système multi-Agent de Recherche Intelligente POssibiliste de Documents Web

La présente thèse de doctorat en informatique propose un modèle pour une recherche d'information intelligente possibiliste des documents Web et son implémentation. Ce modèle est à base de deux Réseaux Petits Mondes Hiérarchiques (RPMH) et d'un Réseau Possibiliste (RP) : Le premier RPMH consiste à structurer les documents retrouvés en zones denses de pages Web thématiquement liées les unes aux autres. Nous faisons ainsi apparaître des nuages denses de pages qui traitent d'un sujet et des sujets connexes (assez similaires sémantiquement) et qui répondent toutes fortement à une requête. Le second RPMH est celui qui consiste à ne pas prendre les mots-clés tels quels mais à considérer une requête comme multiple en ce sens qu'on ne cherche pas seulement le mot-clé dans les pages Web mais aussi les substantifs qui lui sont sémantiquement proches. Les Réseaux Possibilistes combinent les deux RPMH afin d'organiser les documents recherchés selon les préférences de l'utilisateur. En effet, l'originalité du modèle proposé se décline selon les trois volets suivants qui synthétisent nos contributions. Le premier volet s'intéresse au processus itératif de la reformulation sémantique de requêtes. Cette technique est à base de relations de dépendance entre les termes de la requête. Nous évaluons notamment les proximités des mots du dictionnaire français « Le Grand Robert » par rapport aux termes de la requête. Ces proximités sont calculées par le biais de notre approche de recherche des composantes de sens dans un RPMH de dictionnaire de mots par application d'une méthode basée sur le dénombrement des circuits dans le réseau. En fait, l'utilisateur du système proposé choisit le nombre de mots sémantiquement proches qu'il désire ajouter à chaque terme de sa requête originelle pour construire sa requête reformulée sémantiquement. Cette dernière représente la première partie de son profil qu'il propose au système. La seconde partie de son profil est constituée des choix des coefficients de pertinence possibilistes affectés aux entités logiques des documents de la collection. Ainsi, notre système tient compte des profils dynamiques des utilisateurs au fur et à mesure que ces derniers utilisent le système. Ce dernier est caractérisé par son intelligence, son adaptativité, sa flexibilité et sa dynamicité. Le second volet consiste à proposer des relations de dépendance entre les documents recherchés dans un cadre ordinal. Ces relations de dépendance entre ces documents traduisent les liens sémantiques ou statistiques évaluant les distributions des termes communs à des paires ou ensembles de documents. Afin de quantifier ces relations, nous nous sommes basés sur les calculs des proximités entres ces documents par application d'une méthode de dénombrement de circuits dans le RPMH de pages Web. En effet, les documents peuvent ainsi être regroupés dans des classes communes (groupes de documents thématiquement proches). Le troisième volet concerne la définition des relations de dépendance, entre les termes de la requête et les documents recherchés, dans un cadre qualitatif. Les valeurs affectées à ces relations traduisent des ordres partiels de préférence. En fait, la théorie des possibilités offre deux cadres de travail : le cadre qualitatif ou ordinal et le cadre quantitatif. Nous avons proposé notre modèle dans un cadre ordinal. Ainsi, des préférences entre les termes de la requête se sont ajoutées à notre modèle de base. Ces préférences permettent de restituer des documents classés par préférence de pertinence. Nous avons mesuré aussi l'apport de ces facteurs de préférence dans l'augmentation des scores de pertinence des documents contenant ces termes dans le but de pénaliser les scores de pertinence des documents ne les contenant pas. Pour la mise en place de ce modèle nous avons choisi les systèmes multi-agents. L'avantage de l'architecture que nous proposons est qu'elle offre un cadre pour une collaboration entre les différents acteurs et la mise en œuvre de toutes les fonctionnalités du système de recherche d'information (SRI). L'architecture s'accorde parfaitement avec le caractère intelligent possibiliste et permet de bénéficier des capacités de synergie inhérente entre les différentes composantes du modèle proposé. Dans le présent travail, nous avons donc pu mettre en exergue à travers les expérimentations effectuées l'intérêt de faire combiner les deux RPMH via un réseau possibiliste dans un SRI, ce qui permet d'enrichir le niveau d'exploration d'une collection. Ce dernier n'est pas limité aux documents mais l'étend en considérant les requêtes. En effet, la phase de reformulation sémantique de requête permet à l'utilisateur de profiter des autres documents correspondants aux termes sémantiquement proches des termes de la requête originelle. Ces documents peuvent exister dans d'autres classes des thèmes. En conséquence, une reclassification proposée par le système s'avère pertinente afin d'adapter les résultats d'une requête aux nouveaux besoins des utilisateurs. ABSTRACT : This Ph.D. thesis proposes a new model for a multiagent possibilistic Web information retrieval and its implementation. This model is based on two Hierarchical Small-Worlds (HSW) Networks and a Possibilistic Networks (PN): The first HSW consists in structuring the founded documents in dense zones of Web pages which strongly depend on each other. We thus reveal dense clouds of pages which "speak" more or less about the same subject and related subjects (semantically similar) and which all strongly answer user's query. The second HSW consists in considering the query as multiple in the sense that we don't seek only the keyword in the Web pages but also its semantically close substantives. The PN generates the mixing of these two HSW in order to organize the searched documents according to user's preferences. Indeed, the originality of the suggested model is declined according to three following shutters' which synthesize our contributions. The first shutter is interested in the iterative process of query semantic reformulation. This technique is based on relationship dependence between query's terms. We evaluate in particular the semantics proximities between the words of the French dictionary "Le Grand Robert" and query's terms. These proximities are calculated via our approach of research of the semantics components in the HSW of dictionary of words by application of our method of enumeration of circuits in the HSW of dictionary. In fact, the user of the suggested system chooses the number of close words that he desire to add to each word of his initial query to build his semantically reformulated query. This one represents the first part of user's profile which he proposes to the system. The second part of its profile makes up of its choices of the coefficients of relevance possibilistic of the logical entities of the documents of the collection. Thus, our system takes account of the dynamic profiles of its users progressively they use the system, which proves its intelligence, its adaptability, its flexibility and its dynamicity. The second shutter consists in proposing relationship dependence between documents of the collection within an ordinal framework. These relationships dependence between these documents represent the semantic or statistical links evaluating the distributions of the general terms to pairs or sets of documents.  In order to quantify these relationships, we are based on the calculations of the proximities between these documents by application of a method enumerating of circuits in the HSW of Web pages. Indeed, the documents can thus be clustered in common classes (groups of close documents). The third shutter is related to the definition of the relationships dependence between query's terms and documents of the collection, within a qualitative framework. The assigned values to these relations translate preferably partial orders. In fact, possibilistic theory offers two working frameworks:  the qualitative or ordinal framework and the numerical framework.  We proposed our model within an ordinal framework. Thus, we add to our basic model preferences between query's terms. These preferences make it possible to restore documents classified by relevance's preference. We also measured the contribution of these preferably factors in the increase of the relevance's scores of  documents containing these terms with an aim of penalizing the relevance's scores of the documents not containing them. For the installation of this model we chose multiagent systems. The advantage of the proposed architecture is that it offers a framework for collaboration between the various actors and the implementation of all the functionalities of the information retrieval system. Architecture agrees perfectly with the possibilistic intelligent character and makes it possible to profit from the capacities of inherent synergy in the suggested model. We thus could put forward, through the carried out experiments, the goal of combining the two HSW via a possibilistic network in an information retrieval system, which makes it possible to enrich the exploration level of a collection. This exploration is not only limited to the documents but it extends by considering also the query. Indeed, the semantic query reformulation phase makes it possible to benefit user from other documents which contain some close terms of the initial query. These documents can exist in other topics classes. Consequently, a reclassification suggested by the system proves its relevance in order to adapt query's results to new user's needs

JFPC 2019 - Actes des 15es Journées Francophones de Programmation par Contraintes

National audienceLes JFPC (Journées Francophones de Programmation par Contraintes) sont le principal congrès de la communauté francophone travaillant sur les problèmes de satisfaction de contraintes (CSP), le problème de la satisfiabilité d'une formule logique propositionnelle (SAT) et/ou la programmation logique avec contraintes (CLP). La communauté de programmation par contraintes entretient également des liens avec la recherche opérationnelle (RO), l'analyse par intervalles et différents domaines de l'intelligence artificielle.L'efficacité des méthodes de résolution et l'extension des modèles permettent à la programmation par contraintes de s'attaquer à des applications nombreuses et variées comme la logistique, l'ordonnancement de tâches, la conception d'emplois du temps, la conception en robotique, l'étude du génôme en bio-informatique, l'optimisation de pratiques agricoles, etc.Les JFPC se veulent un lieu convivial de rencontres, de discussions et d'échanges pour la communauté francophone, en particulier entre doctorants, chercheurs confirmés et industriels. L'importance des JFPC est reflétée par la part considérable (environ un tiers) de la communauté francophone dans la recherche mondiale dans ce domaine.Patronnées par l'AFPC (Association Française pour la Programmation par Contraintes), les JFPC 2019 ont lieu du 12 au 14 Juin 2019 à l'IMT Mines Albi et sont organisées par Xavier Lorca (président du comité scientifique) et par Élise Vareilles (présidente du comité d'organisation)