Une approche à base de patrons pour la modélisation des applications temps réel

Modeling real-time applications with reusable patterns

• Auteur / Autrice : Saoussen Rekhis Boubaker
• Direction : Bruno Sadeg, Rafik Bouaziz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Le Havre en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qualité de service

Ingénierie dirigée par les modèles

Design patterns

UML (informatique)

Temps réel (informatique)

Mots clés libres

Modélisation des applications temps réel en UML

Patrons de conception temps réel

Unification des applications temps réel

Transformation de modèle

Evaluation des patrons temps réel

Résumé

Les applications Temps Réel (TR) à données intensives sont jugées souvent complexes à modéliser du fait des exigences qu’on leur impose : respect des contraintes TR, gestion temporelle des données et des traitements, réactivité aux événements, etc. Afin de faciliter la modélisation de ces applications, nous avons proposé les patrons « Capteur », « Contrôleur » et « Actionneur » qui sont destinés respectivement aux fonctionnalités d’acquisition de données TR, de contrôle de ces données et d’envoi d’alertes et/ou d’ordres de commande à l’environnement à travers des actionneurs. Les patrons de conception TR proposés sont représentés en utilisant le profil UML-RTDP que nous avons défini pour tenir compte des aspects qui concernent (1) l’expression de la variabilité pour identifier les éléments fixes et les éléments variables dans un patron, (2) la gestion de la cohérence des points de variations dans la vue statique et la vue dynamique d’un patron, (3) et la modélisation des contraintes temporelles liées aux données et aux traitements. La création de ces patrons TR est basée sur un processus de construction de patrons permettant de décrire les étapes à suivre pour spécifier les fonctionnalités et les exigences du domaine TR, d’une part, et de définir les règles d’unification pour générer les patrons à partir de la comparaison d’un ensemble d’applications TR, d’autre part. Puisque les patrons de conception TR sont créés pour être réutilisés, nous avons proposé un processus pour assister les concepteurs d’applications à instancier correctement les patrons TR et obtenir des modèles cibles qui respectent les contraintes définies au niveau de ces patrons. Nous avons également montré que ces patrons ont une bonne aptitude à être réutilisés à travers l’évaluation de la qualité des patrons TR que nous avons effectuée en se basant sur deux types de métriques calculées pour dix applications TR différentes.

The design of Real-Time (RT) applications is a difficult task since it must take into account the specification of time-constrained data and time-constrained transactions. The design of these applications can be facilitated through the reuse of RT design patterns that improve software quality and capture RT domain knowledge and design expertise. For this reason, we have proposed the "Sensor" pattern, the "Controller" pattern and the "Actuator" pattern, which are intended to the modelling of the three main functionalities of RT applications: the acquisition of RT data through sensors, the analysis of RT data and the sending of orders to the environment via actuators. The proposed RT design patterns are represented with UML-RTDP profile that we have defined in order (1) to distinguish between the fixed elements and the variable elements in a pattern, (2) to verify the consistency between the variable elements in the static view and the dynamic view, (3) and to model RT applications constraints. The construction of these patterns is based on the pattern development process allowing the description of the steps to follow in order to identify the domain functionalities on one hand, and on the definition of the unification rules for the generation of RT patterns from a set of RT applications, on the other hand. Since RT patterns are created to be reused, we have proposed a process that assists the applications designers to correctly instantiate these patterns and to generate the complete models of RT applications. Our evaluation of RT design patterns quality is based on two kinds of metrics calculated for ten different case studies.