Architecture logicielle pour l'informatique diffuse : modélisation du contexte et adaptation dynamique des services

Dans un système informatique diffus, un ensemble d’équipements informatiques intelligents communiquent et collaborent ensemble en percevant le contexte global et en réagissant proactivement (sans intervention explicite de l'utilisateur) afin de fournir des services adaptés à l'utilisateur et aux applications. Ainsi, dans un système diffus, les équipements doivent être sensibles au contexte. Par conséquent, le contexte constitue un concept clé dans de tels systèmes et exige ainsi une bonne compréhension et utilisation. Ce terme est encore général et vague malgré le grand nombre de définitions proposées. Dans cette thèse, nous présentons une définition orientée service du contexte qui est assez abstraite et qui limite l'ensemble de l’information nécessaire pour réaliser l'adaptation des services. La conception et l’implémentation des systèmes diffus exigent de nouveaux outils logiciels, en particulier des architectures pour appuyer le développement de tels systèmes. Ces outils doivent soutenir les caractéristiques de ces systèmes telles que la mobilité et la sensibilité au contexte. Dans cette thèse, nous proposons une architecture multiagents orientée service pour les systèmes informatiques diffus. L'architecture prend en considération l'aspect dynamique des systèmes diffus. Elle est générique (applicable à une grande variété d'applications) et modulaire cela, favorisant la réutilisabilité. L'architecture a été modélisée en utilisant le formalisme de réseau de Pétri coloré et simulée par l’outil CPN-Tools en se basant sur des scénarios réels de l’informatique diffuse. La première tâche de la conception des applications informatiques diffuses consiste à comprendre le contexte et à établir ses composants. Il doit être modélisé sous une forme appropriée qui favorise son partage entre les équipements et fournit un niveau élevé d'abstraction. Les méthodes les plus intéressantes pour la modélisation de contexte sont celles fondées sur les ontologies. Cependant, la majorité des méthodes existantes échouent à proposer une ontologie générique pour modéliser le contexte. Cela limite leur utilité et les rend spécifiques à un domaine particulier. Dans cette thèse, nous présentons une ontologie de service pour la modélisation du contexte dans un système diffus. La tâche d'adaptation dynamique de services dans un système diffus doit être faite selon le contexte et prendre en considération les ressources limitées des équipements dans un système diffus. Dans cette thèse, nous proposons également deux approches d'adaptation dynamique des services. La première est basée sur l’apprentissage automatique et a été validée par un scénario d'application typique ; la seconde est une nouvelle architecture pour l'adaptation des services qui est sensible au contexte et aux ressources limitées d’un équipement. L'architecture a été modélisée en utilisant le formalisme de réseau de Pétri coloré et simulée par l’outil CPNTools en se fondant sur des Scénarios réels de l’informatique diffuse

Using Probabilistic Temporal Logic PCTL and Model Checking for Context Prediction

Context prediction is a promoting research topic with a lot of challenges and opportunities. Indeed, with the constant evolution of context-aware systems, context prediction remains a complex task due to the lack of formal approach. In this paper, we propose a new approach to enhance context prediction using a probabilistic temporal logic and model checking. The probabilistic temporal logic PCTL is used to provide an efficient expressivity and a reasoning based on temporal logic in order to fit with the dynamic and non-deterministic nature of the system's environment. Whereas, the probabilistic model checking is used for automatically verifying that a probabilistic system satisfies a property with a given likelihood. Our new approach allows a formal expressivity of a multidimensional context prediction. Tested on real data our model was able to achieve 78% of the future activities prediction accuracy

Modeling and Simulation of a Pervasive Multimodal Multimedia Computing System for Visually-Impaired Users

International audienceUsing multimodality in a computing system is advantageous in the sense that it makes computing more accessible to a wide range of users including those with impairments. Our work is aimed at making informatics accessible to the visually impaired, specially the access to mathematical expressions. The selection of modalities, media, and presentation formats depends on the interaction context (i.e. combined contexts of the user, his environment and his computing system) and nature of the expression. The adaptation of a computing system to the needs of a mobile user is essential in order that the user could continue working on his task at anytime anywhere, thereby increasing his productivity. The system design is intended to be pervasive, fault-tolerant and having a great self-adaptation capability under varying conditions (e.g. missing or defective components, change in computing resources). This paper is aimed at presenting the modeling and the simulation of our system through case studies and formal specification using Petri nets. Also we propose ontology for context modeling. A simulation of the system’s behavior, along with some test case scenarios, is also presented in this paper