Une nouvelle classe d'applications interactives associent la visualisation scientifique, la réalité virtuelle et la simulation. Ces applications sont complexes et couplent des périphériques d'entrées et de sorties, des grands jeux de données, et des centaines de composants logiciels. Ces applications posent des défis en terme de maintenabilité et doivent s'exécuter sous des contraintes fortes de performances, souvent mesurées en terme de latence et de taux de rafraîchissement. Pour répondre à ces questions, nous proposons un modèle à composants hiérarchiques adapté aux applications interactives. Il permet d'encapsuler des schémas performants de communication entre tâches. Notre seconde contribution consiste en l'étude de la latence induite par les mécanismes d'échantillonnage entre des tâches fonctionnant à des fréquences différentes. Pour la validation des résultats, les contributions ont été intégrées dans l'intergiciel FlowVR.

Ce document retrace de manière synthétique mes travaux de recherche depuis septembre 1999, date à laquelle j'ai été recruté sur un poste de Maître de Conférences à l'université Joseph Fourier (Grenoble 1).<br />Ces travaux, menés au sein de l'équipe VASCO du laboratoire LIG, portent sur le test des logiciels et sont étroitement liés aux recherches effectuées de 1993 à 1997, période pendant laquelle j'ai été thésard, puis chercheur contractuel dans cette même équipe.<br />Le test logiciel est une discipline qui embrasse l'ensemble du cycle de développement.<br />En effet, dès l'analyse des besoins d'une application, apparaissent des exigences et des propriétés à tester dont la caractérisation et l'identification font partie des compétences des testeurs. Il en est de même pour la spécification du produit, la conception de son architecture technique ou la programmation. <br />Le test logiciel est également une discipline qui se veut étroitement liée et utile à la pratique professionnelle. La prise en compte des problématiques issues de cette dernière s'est faite, entre autres, au moyen de nombreuses collaborations industrielles qui ont ponctué mes travaux, en particulier dans le cadre de projets nationaux (RNRT, RNTL).

L’ étude de la littérature montre que la sensibilité au contexte est devenue un élément primordial pourla mise en place des services adaptatifs dans les applications interactives pervasives. Le contexten’est plus un modéle préétabli et prédéfini au moment de la conception des systèmes des applicationsinteractives mais plutôt une description dynamique des situations courantes qui peuvent êtredécouvertes dans les données de contexte et qui peuvent changer dynamiquement en fonction deschangements des exigences et des préférences des utilisateurs. Les applications pervasives doiventpouvoir s’exécuter dans différents contextes d’utilisation selon l’environnement de l’utilisateur, sonprofil, le terminal qu’il utilise, sa localisation, . . . Afin de répondre aux différentes exigences d’adaptationaux changements dynamiques des situations contextuelles, nous proposons des m´ecanismespermettant de fournir la trac¸abilitéde contexte sous la forme de Cartes de Visite COntextuelles(CVCO). Ces mécanismes s’appuient sur la technique de Mapping OWL afin de donner des modèlesontologiques de trac¸abilité de contexte. Les différentes ontologies créées pendant ce travail sontintégrées au sein de l’architecture de notre nouvelle plateforme d’adaptation de contexte COALA(COntext Adaptation Platform), afin de permettre l’adaptation automatique des services offerts parles application interactives pervasives. Ces travaux ont été r éalis ´es et appliqu éés dans le cadre d’unethèse en co-tutelle entre la Tunisie et France. / The study of the literature proves that context-awareness has become a key element for the implementationof adaptive services in pervasive interactive applications. In fact, the present work focuseson the context of modeling issues for the adaptation of services provided by the invective pervasiveapplications to the sensitivity of context situations. The context is no longer a pre-established and predefinedtemplate when designing interactive applications systems but rather a dynamic description ofthe common situations that can be discovered in the context data and can dynamically be changedwhen changing user’s requirements and preferences. The systems of pervasive applications must beavailable in different contexts of use according to the user’s environment, the terminal being used, location. . .. The major challenge of these systems accordingly relates to the adaptation of the servicesoffered by interactive applications to the user context. In Order to respond to different requirementsof dynamic adaptation to changes in contextual situations, following the changes in usage patternsas well as the dynamics of the pervasive environment and the heterogeneity of context data sources,we propose mechanisms used to provide the traceability of the context as Virtual contextual Cards(VCOC). These works were carried out and applied as part a PhD under joint supervision betweenTunisia and France.

Les architectures par composants sont de plus en plus étudiées et utilisées pour le développement efficace des applications en génie logiciel. Elles offrent, d’un côté, une architecture claire aux développeurs, et de l’autre, une séparation des différentes parties fonctionnelles et en particulier dans les applications de visualisation scientifique interactives. La modélisation de ces applications doit permettre la description des comportements de chaque composant et les actions globales du système. De plus, les interactions entre composants s’expriment par des schémas de communication qui peuvent être très complexes avec, par exemple, la possibilité de perdre des messages pour gagner en performance. Cette thèse décrit le modèle ComSA (Component-based approach for Scientific Applications) qui est basé sur une approche par composants dédiée aux applications de visualisation scientifique interactive et dynamique formalisée par les réseaux FIFO colorés stricts (sCFN). Les principales contributions de cette thèse sont dans un premier temps, un ensemble d’outils pour modéliser les différents comportements des composants ainsi que les différentes politiques de communication au sein de l’application. Dans un second temps, la définition de propriétés garantissant un démarrage propre de l’application en analysant et détectant les blocages. Cela permet de garantir la vivacité tout au long de l’exécution de l’application. Finalement l’étude de la reconfiguration dynamique des applications d’analyse visuelle par ajout ou suppression à la volée d’un composant sans arrêter toute l’application. Cette reconfiguration permet de minimiser le nombre de services non disponibles. / Component-based approaches are increasingly studied and used for the effective development of the applications in software engineering. They offer, on the one hand, safe architecture to developers, and on the other one, a separation of the various functional parts and particularly in the interactive scientific visualization applications. Modeling such applications enables the behavior description of each component and the global system’s actions. Moreover, the interactions between components are expressed through a communication schemes sometimes very complex with, for example, the possibility to lose messages to enhance performance. This thesis describes ComSA model (Component-based approach for Scientific Applications) that relies on a component-based approach dedicated to interactive and dynamic scientific visualization applications and its formalization in strict Colored FIFO Nets (sCFN). The main contributions of this thesis are, first, the definition of a set of tools to model the component’s behaviors and the various application communication policies. Second, providing some properties on the application to guarantee it starts properly. It is done by analyzing and detecting deadlocks. This ensures the liveness throughout the application execution. Finally, we present dynamic reconfiguration of visual analytics applications by adding or removing on the fly of a component without stopping the whole application. This reconfiguration minimizes the number of unavailable services.