GENOME : un Modèle pour la Simulation d’Émergence de Structures d’Objets

Abstract

We propose the GENOME evolution model based on the dynamic evolution of objects structure. Within complex and bulky engineering applications, we want to allow a designer to face unpredicted and badly specified evolution needs. As we consider object evolution as an iterative and adaptive process between classes and objects, our objective is to search and extract several ways of evolution of conceptual structures from the dynamic evolution of objects in their structure. For that, GENOME allows the designer to express directly his new needs on the concerned objects. Then, it explores to find several ways of evolution, in order to achieve the adaptation to these new needs. The exploration is done through the simulation of these evolution ways. The adaptation is done through the emergence of new conceptual structures. These lasts are well-adapted and more complete, and they emerge from the expression of the needs and existing information within the database.This simulation of evolution is done within Evolutionary Processes. Each process can lead to two situations: Development processes which represent classes extension by creating or modifying objects, or by migration of objects; Emergence processes which represent emergence of new properties or/and new conceptual structures. These processes can lead to local emergence of new properties within existing classes, or to global emergence of new conceptual structures from the evolved objects, or by crossing existing conceptual structures thanks to the proposed crossing-over mechanism. In order to control the emergence, we define some object metrics of intra-structure context and inter-structures context. Their use permit to find the most coherent, the most significant emergent structure and which well respond to the designer invariants.Nous proposons le modèle d’évolution GENOME basé sur l’évolution dynamique de structure d’objets. Dans le cadre d’applications d’ingénieries complexes et volumineuses, nous voulons permettre à un concepteur de faire face à des besoins d’évolution imprévus ou mal spécifiés. Comme nous considérons l’évolution comme un processus interactif et itératif d’adaptation entre classes et objets, l’objectif est de rechercher et de dégager diverses voies d’évolution des structures conceptuelles à partir de l’évolution dynamique de la structure d’objets. Pour cela, GENOME permet au concepteur d’exprimer directement les nouveaux besoins sur les objets concernés. Ensuite, il recherche diverses voies possibles d’évolution pour permettre l’adaptation aux besoins. La recherche passe par la simulation de plusieurs voies d’évolution. L’adaptation passe par l’émergence de nouvelles structures conceptuelles. Celles-ci sont mieux adaptées et plus complètes, et émergent en tirant profit de l’expression des besoins ponctuels et des informations présentes dans la base. Cette simulation d’évolution se fait au travers de processus d’évolution. Tout processus peut aboutir à deux situations : les processus de développement qui représentent toute extension de classes existantes par création, modification ou migration d’instances ; les processus d’émergence qui représentent toute émergence de nouvelles propriétés et/ou structures conceptuelles. Ces derniers peuvent être de l’émergence locale de nouvelles propriétés au sein de classes existantes, ou de l’émergence globale d’une nouvelle structure conceptuelle à partir de l’objet ayant évolué, ou en croisant plusieurs structures conceptuelles grâce au mécanisme de croisement proposé. Pour contrôler l’émergence, nous définissons des métriques objets de contextes intra-structure et inter-structures. Leur utilisation permet de trouver la structure émergente la plus cohérente, la plus significative et qui répond au mieux aux invariants du concepteur