Thèse de Doctorat Ahmad KHEIR

148 Pages·2014·5.44 MB·English

Thèse de Doctorat
Ahmad K
HEIR
Mémoire présenté en vuede l’obtention du
gradedeDocteurdel’Université de Nantes
DocteurdeL’Université Libanaise
sous le labelde l’Université de NantesAngers Le Mans
Écoledoctorale:Sciencesettechnologiesdel’information,etmathématiques
Discipline:Informatiqueetapplications,sectionCNU27
Unitéderecherche:Laboratoired’informatiquedeNantes-Atlantique(LINA)
Soutenuele13Novembre2014
MoVAL : Modélisation multipoints de vue
/multi-granularités d’architectures logicielles
JURY
Président: M.Bilal CHEBARO,Professeur,UniversitéLibanaise
Rapporteurs: Mme Parisa GHODOUS,Professeur,UniversitédeLyonI
M.Henri BASSON,Professeur,Universitédulittoralcoted’opale
Examinateurs: M.Bilal CHEBARO,Professeur,UniversitéLibanaise
M.JeanClaudeROYER,Professeur,EcoledesminesdeNantes
Directeursdethèse: M.Mourad OUSSALAH,Professeur,UniversitédeNantes
M.Kifah TOUT,Professeur,UniversitéLibanaise
Co-directricedethèse: Mme Hala NAJA,Maîtredeconf.,UniversitéLibanaise

Remerciements
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Introduction
Le travail de cette thèse se situe dans le domaine des architectures logicielles, et porte sur la modélisa-
tion d’une architecture logicielle multipointsde vue et multi-granularités pour des systèmes informatiques
évolutifs.
1.1 Qu’est ce qu’une architecture?
Letermearchitectureest issud’unmotgrec quisignifie"chef" ou"principe".
Depuis longtemps, la notion d’architecture est liée à la construction des édifices et des bâtiments com-
plexes comme les pyramides pharaoniques, l’église La Sagrada Familia, et beaucoup d’autres monuments
architecturaux que nous avons connus dans notre histoire. Le dictionnaire Larousse [Larousse, 1995] dé-
finit l’architecture d’un édifice comme étant sa finalité : "La finalité de tout édifice est la réalisation d’un
lieu qui isole ses occupants tout en ménageant des échanges (locomoteurs, thermiques, optiques) avec le
milieuextérieur.Letypedel’édifice(parti,matériaux,structure,éventueldécor)estconditionnéparlesres-
sourcestechniquesdechaquecivilisationconfrontéesauxconditionsphysiquesdulieuetparleprogramme
(destination)qui luiestassigné".
1.2 Les architectures logicielles en informatique
Depuislafindesannées1960s,lesinformaticiensontempruntéetadaptélanotiond’architecturepourl’ap-
pliquer dans la construction des systèmes informatiques; ainsi on a vu apparaître la notion d’architecture
logicielle[Naurand Randell, 1969].
Une architecture logicielle en informatique décrit les différents éléments constituant un ou plusieurs sys-
tèmes informatiques, leur organisation, interrelation, et interactions. L’architecture d’un système informa-
tiqueestl’ensembledecesconceptsetpropriétésfondamentauxdanssonenvironnement,incarnésdansses
éléments,relations,et les principesdesaconceptionet sonévolution.
1.3 Les apports des vues en architecture logicielle
Tout système informatique, qu’il soit simple ou difficile à comprendre, est constitué de plusieurs éléments
liés ensemble. Il peut avoir un petit nombre d’éléments, ou peut-être un seul élément, comme il peut avoir
unedizaineouunecentained’éléments;cetteliaisonpeutêtre trivialeou complexe.
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En plus, toutsystèmeinformatiqueest constituédeplusieurséléments quiinteragissentl’un avecl’autreet
avec l’environnement externe au système d’une manière déterministe ou prévisible. Le comportement de
ces élémentspeut être simpleet facile à comprendre, et il peut êtrede mêmetrès compliquépourqu’ilsoit
compris entièrement par une seule personne. Ce comportement reste toujours existant pour tout système
informatique, qu’il soit documenté ou non. En d’autres termes, tout système informatique dispose d’une
architecture, qu’ellesoitdocumentéedans unedescriptiond’architectureou non.
L’introductiondesvuesenarchitecturelogicielleacontribuéàaméliorerenplusleprocessusdedescription
d’unetellearchitecturedeplusieursmanières [Rozanski andWoods, 2011]:
• la séparation des préoccupations : la séparation des multiples aspects d’un système en plusieurs mo-
dèles différents aide durant le processus d’analyse, de conception, etc., en permettant de se focaliser
dans chaqueétapeàun aspectparticulier;
• la communication avec les groupes d’intervenants : la communication entre des groupes d’interve-
nantsavecdespréoccupationsdiversesestundéfipourl’architecte.Lesapprochesbaséessurlesvues
offrent lapossibilitéauxintervenantsdeconvergerassezrapidementversles descriptionsd’architec-
turequiles intéressentrépondantàleurs préoccupations;
• la gestion de la complexité : considérer simultanément dans un même modèle tous les aspects d’un
systèmeinduitunecomplexitéqu’unêtrehumainnepeutpasgérer.Lefaitdedécomposerlemodèle
en des modèlesselondes vuesdifférentes, réduitremarquablementlacomplexité.
1.4 Les limites des approches existantes
Malgré les avantages apportés par les approches d’architecture logicielle multipoints de vue en termes de
séparation des préoccupations des systèmes informatiques et de réduction de la complexité, ces dernières
souffrentcependant encore deplusieurslimitations,comme:
• la complexité inhérente au sein d’une vue. En effet, les préoccupations primitives de très haut ni-
veau associées à une vue particulière d’une architecture logicielle ne peuvent jamais être traitées
directement dans un seul modèle associé à un seul niveau d’abstraction, qui contient tous les détails
nécessairespourmenerl’implémentation.Pourtant,onabesointoujoursdedévelopperplusieursmo-
dèlesdansplusieursniveauxd’abstractionpourpouvoirrépondreeffectivementàces préoccupations
primitives.Ainsi,laprésenced’unehiérarchieplated’unevuearchitecturaledanslaquellecoexistent
des modèles de très haut niveau avec des modèles très proches de l’implémentation est toujours in-
confortableet déroutantepourlesarchitectes logiciels;
• les problèmes d’inconsistance qui peuvent avoir lieu entre les différentes vues de l’architecture. Ces
problèmes d’inconsistance résultent du fait que les préoccupations du système informatique seront
traitées séparément dans plusieurs vues de l’architecture logicielle, sans que les intervenants impli-
qués dans la construction d’une vue donnée de cette architecture, seront impliqués dans la construc-
tiondes autres vues;
• l’absence d’un processus de définition de ces architectures logicielles qui soit complet et adaptable
aveclesprocessusdedéveloppementlogiciels.Eneffet,latâchededéfinitiond’architectureslogi-
cielles est une tâche vraiment lourde, critique et difficile. Pour cela, un architecte logiciel a toujours
besoins de meilleures pratiques (mieux connues en anglais par best practices) rassemblées dans une
méthodologie ou un processus de définition complet, afin qu’il soit capable de construire effective-
ment, et dans une durée acceptable, une architecture logicielle appropriée répondant aux problèmes
visés par le système informatique. Normalement, ce processus doit être adaptable avec les différents
processusdedéveloppementquipeuventêtreadoptésdurantlaconstructiondusystèmeinformatique.
1.5 La contribution de la thèse
Danscettethèse,nousproposonsunenouvelleapproched’architecturelogiciellemultipointsdevue,déno-
tée MoVAL (Model, View, and AbstractionLevel based software architecture),qui est basée surle standard
ISO/IEC/IEEE42010,intitulé"Systemsandsoftwareengineering-Architecturedescription"[ISO/IEC/IEEE, 2011].
Cette approcherépondaux limitesdes approches existantes,et elleest caractérisée parles pointssuivants:
• MoVALest uneapproched’architecturelogiciellemultipointsdevue;
• Elledéfinitpourchaquevueunehiérarchiedeniveauxd’abstraction;
• Les niveaux d’abstraction d’une vue dans MoVAL sont de deux types : (1) les niveaux de réalisation
d’unevueet (2)lesniveauxdedescriptionassociés àchaqueniveauderéalisation;
• MoVAL définit différents types de liens architecturaux assurant la cohérence de l’architecture et la
résolutiondesinconsistancesaffrontées;
• Dansl’approcheMoVAL,unprocessusdedéfinitiond’architectureestprésentépourguiderlaconstruc-
tiondes architectures logicielles.
1.6 Le plan de la thèse
Ce mémoiredethèseestarticuléautourdetroisparties distinctes:
• Lapremièrepartieintitulée"Étatdel’art" comportedeux chapitres:
– le chapitre "Synthèse bibliographique" (Chapitre 2) présente une synthèse bibliographique à
propos de l’application de la notion de vue/point de vue dans quatre domaines de l’informa-
tique : (1) la spécification des besoins, (2) la modélisation des systèmes, (3) la programmation,
finalementet surtouten (4)architecturelogicielle.
– le chapitre"Analysecomparativeet limitations"(Chapitre 3) présente uneanalyse comparative
entre les différentes approches d’architecture logicielle multipoints de vue afin de déterminer
leursdéfaillances majeures etleurs limitations.
• Ladeuxièmepartiedecettethèse,intitulée"MoVAL",présentenotrecontributiondansledomaineet
comportetroischapitres :
– le chapitre "MoVAL : Approche et concepts de base" (Chapitre 4) présente les motivations de
notre approche, et définit ses éléments de base. Ensuite, plusieurs types de visualisation d’une
architecturelogicielleetun cataloguedepointdevueserontproposés.
– dans le chapitre "Formalisation de MoVAL" (Chapitre 5) nous formalisons les définitions pré-
sentéesdanslechapitreprécédents afin d’assurerlacohérenceet lacomplétudedenotrepropo-
sition.
– le chapitre "MoVAL-ADP : le processus de définition d’architecture adapté à MoVAL" (Cha-
pitre6)présenteunprocessusdedéfinitiond’architecturelogiciellespécifiqueàMoVAL,dénoté
MoVAL-ADP,quiestconformeauprocessusunifié(UP)etdiviséenquatrephasesprincipales:
laphaseInception, laphaseElaboration,laphaseConstructionet laphaseTransition.
• La troisième partie de cette thèse intitulée "Expérimentations", se concentre dans son unique cha-
pitre sur la validation pratique de l’approche. Ainsi, nous présentons dans le chapitre 7 le prototype
d’implémentationdenotreoutil"MoVAL-Tool".
Finalement,lechapitre8 conclutce mémoireet présentenos contributionsetnos perspectives.

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État de l’art
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