Dans ce mémoire, nous présentons divers travaux sur le thème de l'algorithmique des courbes algébriques en vue d'applications à la cryptologie. Nous décrivons des algorithmes pour le calcul de logarithmes discrets, problème dont la difficulté est à la base de la sécurité des cryptosystèmes s'appuyant sur les courbes. Une première classe d'algorithmes regroupe les techniques du type «calcul d'index»; une seconde les méthodes liées à la restriction de Weil. Viennent ensuite des algorithmes permettant le calcul du nombre de points d'une courbe définie sur un corps fini. Ceux-ci se répartissent en trois catégories: l'algorithme de Schoof et ses généralisations, les algorithmes p-adiques s'appuyant sur un relèvement canonique, et les méthodes p-adiques issues de l'algorithme de Kedlaya. Nous traitons d'autres aspects pouvant être utiles lors de la conception de cryptosystèmes à bases de courbes, en particulier des formules efficaces pour la loi de groupe en genre 2, issues de la théorie des fonctions Thêta. Pour finir, nous mentionnons des travaux liés à l'arithmétique efficace et son implantation logicielle, notamment des travaux sur l'algorithme de Schönhage-Strassen et sur une bibliothèque pour les corps finis.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la définition d'une plate-forme industrielle favorisant une meilleure intégration des techniques de vérification et de validation des exigences au sein des processus de développement. Cette plate-forme, appelée R2A (pour Requirements To Analysis) est entièrement construite à l'aide de technologies issues de l'ingénierie dirigée par les modèles. Le cœur de la plate-forme est un processus de composition de modèles à deux niveaux de modélisation. Au niveau instance, il produit une spécification globale des exigences à partir d'une collection de spécifications d'exigences partielles, hétérogènes et potentiellement incohérentes. Au niveau de la conception de la plate-forme (niveau meta), il produit le formalisme interne de la plate-forme (types d'information pouvant être capturée et fonctionnalités supportées) à partir de composants de conception embarquant des sémantiques opérationnelles, de composition et de déploiement. Ce processus favorise l'adaptabilité de la plate-forme à des contextes industriels variés. L'obtention d'une spécification globale des exigences (i) autorise l'application des techniques modernes de vérification et de validation pour la détection d'incohérences et (ii) favorise une approche de développement dirigée par les modèles (MDD) dès les premières étapes du développement logiciel (synchronisation exigences et artefacts de développement aval). Dans sa version actuelle, la plate-forme est spécialisée pour le contexte industriel de France Télécom. Elle supporte quatre langages de description des exigences : les diagrammes d'activité et de classes UML, un langage naturel contraint (le RDL, pour Requirements Description Language) et son formalisme interne (le RM, pour Requirements Metamodel). Les fonctionnalités principales sont (i) la génération d'objectifs de test système, (ii) la production d'une première spécification d'analyse et (iii) la vérification de la cohérence des exigences.

La programmation orientée aspects sépare les différentes préoccupations pour améliorer la modularité. Ce paradigme introduit de nouveaux défis pour le test. Afin de proposer des solutions efficaces à ces problèmes, nous avons étudié l'utilisation d'AspectJ dans 38 projets libres. Ces observations ont révélé que les aspects sont peu utilisé, et avec précaution, et que la programmation orientée aspect diminue la testabilité en augmentant le couplage. Nous avons développé une analyse statique de l'impact des aspects sur les cas de test. Le but est de déterminer statiquement quels sont les cas de test qui sont impactés par l'introduction d'un aspect et qui doivent être modifiés pour prendre en compte les changements. Cette analyse outillée, vise à limiter le temps d'exécution des cas de test et permet au testeur de se concentrer sur les cas de test qui doivent être modifiés. Nous proposons une approche, implémentée dans un outil nommé AdviceTracer, pour tester les expressions de point de coupe séparément des greffons. Cet outil permet la définition d'un oracle spécifiquement adapté à la détection d'erreurs dans un point de coupe. Ceci permet à l'oracle de tester si un greffon a été correctement tissé, sans dépendre du comportement du greffon. Dans le cadre de cette thèse nous avons eu besoin de différents outils d'analyse. AjMetrics est un outil qui mesure diverses métriques sur les programmes orientés aspect en utilisant un formalisme. AjMutator est un outil d'analyse de mutations de programmes orientés aspect, qui est capable d'insérer des erreurs dans les expressions de point de coupe.

La durabilité d'un système d'information (SI) peut être caractérisée en bonne partie par la réutilisabilité de ses services lors de la réalisation des processus métier de l'entreprise. L'architecture orientée services (SOA) pour un SI nécessite la prise en compte de la stratégie d'entreprise (marketing et évolutions technologiques) dans la conception des services afin d'augmenter la réutilisabilité de services existants. C'est l'objectif de l'architecture d'entreprise (EA), ou de l'urbanisme, qui définit une cible architecturale offrant une durabilité optimum du SI. Afin d'améliorer la réutilisation de services lors de l'évolution d'un SI, nous proposons d'intégrer une approche dynamique fondée sur l'EA pour toute nouvelle réalisation d'un processus métier de l'entreprise. Le principe de cette approche dynamique est de prendre en compte, lors de chaque usage de services, d'une part, les fonctions et les données manipulées et, d'autre part, les solutions techniques. L'amélioration de la durabilité du SI est évaluée dans notre approche par une mesure d'alignement entre l'architecture des services développés dans le SI et l'EA fonctionnelle de ce SI.

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Ce document présente différents outils pour représenter et manipuler des ensembles infinis de n-uplets d'arbres appelés langages de n-uplets d'arbres. Nous avons choisi la programmation logique comme formalisme pour décrire les langages de n-uplets d'arbre (c.à.d. les relations) et les techniques de transformations de programmes pour calculer les opérations sur ceux-ci. Dans un premier temps on étudie une classe de relations closes par la plupart des opérations ensemblistes, la classe des relations pseudo-régulières. Grâce à un lien entre programmes logiques et systèmes de réécriture, nous définissons des classes de systèmes de réécriture conditionnelle dont la clôture transitive est une relation pseudo-régulière. On applique ce résultat pour donner une classe décidable de formules du premier ordre basées sur le prédicat de joignabilité où R est un système de réécriture conditionnel pseudo-régulier. Ensuite on étend ce résultat au second ordre, les variables du second ordre étant interprétées comme des relations. A partir d'un algorithme général original décidant de la satisfiabilité de formules du second ordre sous certaines conditions, nous représentons une instance des variables du second ordre en système de réécriture conditionnel. On montre que ce travail peut permettre la synthèse automatique de programme. Dans un dernier temps, nous utilisons des sur-approximations pour des tests d'inconsistances. A cet effet, nous utilisons une classe de programmes logiques non réguliers dont le test du vide est décidable pour effectuer la sur-approximation. Nous appliquons finalement cette méthode à la vérification de protocoles cryptographiques.

La simulation informatique est un outil incontournable dans les sciences exp��rimentales. La puissance de calcul croissante des ordinateurs associ��e au parall��lisme et aux avanc��es dans la mod��lisation math��matique des ph��nom��nes physiques permet de r��aliser virtuellement des exp��riences de plus en plus complexes. De plus, l'��mergence de la programmation GPU a consid��rablement accru la qualit�� et la rapidit�� de l'affichage. Ceci a permis de d��mocratiser la visualisation sous forme graphique des r��sultats de simulation. La visualisation scientifique peut ��tre passive : l'utilisateur peut suivre l'��volution de la simulation ou bien observer ses r��sultats apr��s que le calcul soit termin��. Elle peut aussi ��tre interactive lorsque le chercheur peut agir sur la simulation alors qu'elle se d��roule. Cr��er de telles applications complexes n'est cependant pas �� la port��e de tout scientifique non informaticien. La programmation par composants est, depuis des ann��es, mise en avant comme une solution �� ce probl��me. Elle consiste �� construire des applications en interconnectant des programmes ex��cutant des t��ches ��l��mentaires. Ce m��moire pr��sente un mod��le de composants et une m��thode de composition d'applications de visualisation scientifique interactive. Elle s'int��resse, en particulier, �� la conciliation de deux contraintes majeures dans la coordination de ces applications : la performance et la coh��rence.

La simulation informatique est un outil incontournable dans les sciences expérimentales. La puissance de calcul croissante des ordinateurs associée au parallélisme et aux avancées dans la modélisation mathématique des phénomènes physiques permet de réaliser virtuellement des expériences de plus en plus complexes. De plus, l'émergence de la programmation GPU a considérablement accru la qualité et la rapidité de l'affichage. Ceci a permis de démocratiser la visualisation sous forme graphique des résultats de simulation. La visualisation scientifique peut être passive : l'utilisateur peut suivre l'évolution de la simulation ou bien observer ses résultats après que le calcul soit terminé. Elle peut aussi être interactive lorsque le chercheur peut agir sur la simulation alors qu'elle se déroule. Créer de telles applications complexes n'est cependant pas à la portée de tout scientifique non informaticien. La programmation par composants est, depuis des années, mise en avant comme une solution à ce problème. Elle consiste à construire des applications en interconnectant des programmes exécutant des tâches élémentaires. Ce mémoire présente un modèle de composants et une méthode de composition d'applications de visualisation scientifique interactive. Elle s'intéresse, en particulier, à la conciliation de deux contraintes majeures dans la coordination de ces applications : la performance et la cohérence.

Understanding how software developers do their work is an important first step to improving their productivity. Previous research has generally focused either on laboratory experiments or coarsely-grained industrial case studies; however, studies that seek a finegrained understanding of industrial programmers working within a realistic context remain limited. In this work, we propose to use interaction histories — that is, finely detailed records of developers’ interactions with their IDE — as our main source of information for understanding programmer’s work habits. We develop techniques to capture, mine, and analyze interaction histories, and we present two industrial case studies to show how this approach can help to better understand industrial programmers’ work at a detailed level: we explore how the basic characteristics of software maintenance task structures can be better understood, how latent dependence between program artifacts can be detected at interaction time, and show how patterns of interaction coupling can be identified. We also examine the link between programmer interactions and some of the contextual factors of software development, such as the nature of the task being performed, the design of the software system, and the expertise of the developers. In particular, we explore how task boundaries can be automatically detected from interaction histories, how system design and developer expertise may affect interaction coupling, and whether newcomer and expert developers differ in their interaction history patterns. These findings can help us to better reason about the multidimensional nature of software development, to detect potential problems concerning task, design, expertise, and other contextual factors, and to build smarter tools that exploit the inherent patterns within programmer interactions and provide improved support for task-aware and expertise-aware software development.