Une approche dirigée par les modèles pour une conception flexible des systèmes distribués

Abstract

l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) apporte un changement important dans la conception des applications en prenant en compte la pérennité du savoir faire et les gains en productivité. L'architecture IDM se base sur la transformation de modèles pour aboutir à une solution technique sur une plateforme donnée à partir de modèles métier indépendants de toute plateforme. Dans ce travail, nous nous intéressons aux phases initiales de développement des systèmes distribuées, particulièrement au processus de dérivation des modèles conceptuels à partir de la spécification des exigences globales du système. Considérant l'importance et l'utilité du modèle des exigences dans le développement des systèmes et la dérivation automatique du comportement d'un système, nous proposons une approche de dérivation du comportement des différents composants ou rôles d'un système basée sur la transformation de modèles. Le processus de transformation, régi par un ensemble de règles, permettra la dérivation du comportement local d'un composant, sous la forme d'un automate d'états-transitions, à partir des exigences du système décrites par un diagramme d'activités UML étendu avec les collaborations. Ce processus permettra aussi la dérivation des messages de coordination appropriés entre les différents comportements dérivés. Un tel processus de dérivation automatique peut conduire à des systèmes valides et robustes en évitant les erreurs introduites par les activités de conception manuelle. Un important aspect dans le développement des systèmes distribués est d'assurer la conformité de la conception du système avec sa spécification, autrement dit dans notre approche de dérivation, les comportements dérivés doivent être validés et vérifiés avant leur déploiement. En fait, les méthodes formelles sont des outils puissants pour la vérification des applications concurrentes aux différents niveaux de leurs cycles de vie. La vérification des modèles est l'une des méthodes formelles les plus puissantes pour vérifier l'exactitude logique des systèmes concurrents. Dans ce travail, nous proposons une approche de vérification de modèles basée sur une transformation de modèles pour valider les comportements automatiquement dérivés d'un système distribué. Cette approche dirigée par les modèles vérifiera si le système dérivé a le même comportement que celui décrit dans sa spécification globale. L'objectif est d'augmenter les performances et la qualité de service QoS du système. Cette approche permet au développeur de raisonner sur un modèle du système global plutôt que sur le système lui-même. Le travail présenté dans cette thèse contribue également à la conception et la validation des applications de surveillance médicale basés sur les WBSNs. Un réseau de capteurs sans fil corporel (Wireless Body Sensor Network (WBSN)) est un réseau de capteurs sans fil attachés à un corps humain afin de permettre la surveillance des paramètres vitaux du corps humain et son environnement. La conception et le développement de tels systèmes pour la surveillance médicale (health monitoring) ont récemment reçu beaucoup d'attention, dans les domaines de la recherche et de l'industrie. Cet engouement est principalement motivé par des soins de santé très coûteux et par les progrès récents accomplis dans le développement de dispositifs miniatures pour la surveillance médicale. L'existence d'une approche de conception explicite devrait être très bénéfique pour la construction et la maintenance de ces systèmes. Dans cette thèse, nous présentons un système de surveillance médicale préventive. Ce système est basé sur une architecture dotée de nœuds hétérogènes et réalise à la fois une surveillance quotidienne et continue ainsi que des contrôles spécifiques. Nous avons défini un modèle pour décrire le comportement global du système WBSN. L'approche de dérivation du comportement dirigée par les modèles est utilisée pour obtenir le comportement de chaque nœud dans le WBSN à partir du comportement global du système. Cette approche permet aux développeurs d'obtenir une conception du système WBSN à partir de la spécification globale de ses besoins. L'approche de vérification dirigée par les modèles proposée permet également de vérifier si la collaboration des comportements dérivés satisfait la spécification globale du système initial.