L'engouement du grand public pour les applications mobiles, dont le nombre ne cessede croître, a rendu les utilisateurs de plus en plus exigeants quant à la qualité de cesapplications. Seule une procédure de test efficace permet de répondre à ces exigences.Dans le contexte des applications embarquées sur téléphones mobiles, le test est unetâche coûteuse et répétitive principalement à cause du nombre important de terminauxmobiles qui sont tous différents les uns des autres.Nous proposons dans cette thèse le langage MATeL, un DSML (Domain-Specific ModelingLanguage) qui permet de d’écrire des scénarios de test spécifiques aux applicationsmobiles. Sa syntaxe abstraite, i.e. un méta modèle et des contraintes OCL, permet auconcepteur de manipuler les concepts métier du test d'applications mobiles (testeur, mobileou encore résultats attendus et résultats obtenus). Par ailleurs, il permet d'enrichirces scénarii avec des points de variabilité qui autorisent de spécifier des variations dansle test en fonction des particularités d'un mobile ou d'un ensemble de mobiles. La syntaxeconcrète de MATeL, qui est inspirée de celle des diagrammes de séquence UML,ainsi que son environnement basé sur Eclipse permettent à l'utilisateur de concevoir desscénarii relativement facilement.Grâce à une plateforme de test en ligne construite pour les besoins de notre projet,il est possible d'exécuter les scénarii sur plusieurs téléphones différents. La démarcheest illustrée dans cette thèse à travers des cas d'utilisation et des expérimentations quiont permis de vérifier et valider notre proposition. / Mobile applications have increased substantially in volume with the emergence ofsmartphones. Ensuring high quality and successful user experience is crucial to the successof such applications. Only an efficient test procedure allows developers to meet these requirements. In the context of embedded mobile applications, the test is costly and repetitive. This is mainly due to the large number of different mobile devices. In this thesis, we describe MATeL, a Domain-Specific Modeling Language (DSML) for designing test scenarios for mobile applications. Its abstract syntax, i.e. a meta model and OCL constraints, enables the test designer to manipulate mobile applications testing concepts such as tester, mobile or outcomes and results. It also enables him/her to enrich these scenarios with variability points in the spirit of Software Product-Line engineering, that can specify variations in the test according to the characteristics of one mobile or a set of mobiles. The concrete syntax of MATeL that is inspired from UML sequence diagrams and its environment based on Eclipse allow the user to easily develop scenarios. MATeL is built upon an industrial platform (a test bed) in order to be able to run scenarios on several different phones. The approach is illustrated in this thesis through use cases and experiments that led to verify and validate our contribution.

Dans le domaine des plates-formes ouvertes, l’utilisation des cadriciels (frameworks) enrichis par des déclarations pour exprimer les permissions de l’application est de plus en plus répandue. Ceci est une réaction logique au fait qu’il y a une explosion d’adoption des appareils embarqués et mobiles. Leur omniprésence dans notre vie quotidienne engendre des craintes liées à la sécurité et à la vie privée, car l’usager partage de plus en plus ses données et ressources privées avec des tiers qui développent des applications auxquelles on n’a pas de raison de faire confiance. Malheureusement, la manière dont ces langages de spécification ainsi que ces cadres d’applications sont développés est généralement assez ad hoc et repose sur un domaine d’application et un langage de programmation fixes. De plus, ces cadriciels ne sont pas assez restrictifs pour régler le problème de la fuite de données privées et ne donnent souvent pas non plus assez d’informations à l’usager sur le comportement attendu de l’application. Cette thèse présente une méthodologie généraliste pour développer des cadriciels dirigés par des déclarations, qui cible un spectre large de langages de programmation. Nous montrons comment des langages de déclaration expressifs permettent de spécifier avec modularité les droits d’accès aux ressources ainsi que le flux de contrôle d’une telle application. Ces langages peuvent ensuite être compilés en un cadriciel garantissant à l’usager final le respect de ces permissions. Par rapport aux cadriciels existants, notre méthodologie permet de guider la personne qui développe des applications à partir des spécifications ainsi que d’informer l’usager final sur l’usage des ressources sensibles. Contrairement aux travaux existants, la méthodologie présentée dans cette thèse ne repose par sur un langage de programmation particulier. Nous montrons comment mettre en oeuvre de tels cadriciels dans un spectre de langages : des langages avec typage statique ou dynamique, et suivant le paradigme objet ou fonctionnel. L’efficacité de l’approche est montrée à travers des prototypes dans le domaine des applications mobiles dans deux langages très différents, à savoir Java et Racket, ce qui montre la généralité de notre approche. / In the domain of open platforms, it has become common to use application programming frameworks extended with declarations that express permissions of applications. This is a natural reaction to ever more widespread adoption of mobile and pervasive computing devices. Their wide adoption raises privacy and safety concerns for users, as a result of the increasing number of sensitive resources a user is sharing with non-certified third-party application developers. However, the approach to designing these declaration languages and the frameworks that enforce their requirements is often ad hoc, and limited to a specific combination of application domain and programming language. Moreover, most widely used frameworks fail to address serious privacy leaks, and, crucially, do not provide the user with insight into application behaviour. This dissertation presents a generalised methodology for developing declaration-driven frameworks in a wide spectrum of host programming languages. We show that rich declaration languages, which express modularity, resource permissions and application control flow, can be compiled into frameworks that provide strong guarantees to end users. Compared to other declaration-driven frameworks, our methodology provides guidance to the application developer based on the specifications, and clear insight to the end user regarding the use of their private resources. Contrary to previous work, the methodology we propose does not depend on a specific host language, or even on a specific programming paradigm. We demonstrate how to implement declaration-driven frameworks in languages with static type systems, completely dynamic languages, object-oriented languages, or functional languages. The efficacy of our approach is shown through prototypes in the domain of mobile computing, implemented in two widely differing host programming languages, demonstrating the generality of our approach.

Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux problèmes concernant la conception et la gestion des plans de soins à domicile. Un plan de soins à domicile définit l'ensemble des activités médicales et/ou sociales qui sont menées jour après jour au domicile d'un patient. Ce plan de soins est généralement construit à travers un processus complexe impliquant une évaluation complète des besoins du patient ainsi que son environnement social et physique. La spécification de plans de soins à domicile est difficile pour plusieurs raisons: les plans de soins à domicile sont par nature des processus non structurés qui impliquent des activités répétitives mais irrégulières, dont la spécification requiert des expressions temporelles complexes. Ces caractéristiques font que les plans de soins à domicile sont difficiles à modéliser en utilisant les technologies traditionnelles de modélisation de processus. Tout d'abord, nous présentons l'approche basée sur les DSL (Langage spécifique au domaine) qui permet d'exprimer les plans de soins à domicile en utilisant des abstractions de haut niveau et orientées utilisateur. Le DSL nous permet à travers cette thèse de proposer un langage de temporalités permettant de spécifier les temporalités des activités du plan de soins à domicile. Ensuite, nous décrivons comment les plans de soins à domicile, formalisés grâce aux automates temporisés, peuvent être générés à partir de ces abstractions. Nous proposons une approche en trois étapes qui consiste à: (i) le mapping entre les spécifications temporelles élémentaires et les automates temporisés appelés "pattern automata", (ii) la combinaison des "patterns automata" afin de construire les automates d'activités en utilisant l'algorithme de composition que nous avons déni, et aussi (iii) la construction de l'automate de plan de soins à domicile global. L'automate de plan de soins à domicile résultant englobe tous les schedules autorisés des activités pour un patient donné. Enfin, nous montrons comment la vérification et le suivi de l'automate du plan de soins à domicile résultant peuvent être faits en utilisant des techniques et des outils existants, en particulier en utilisant l'outil de verification UPPAAL. / In this thesis we are interested in the problems underlying the design and the management of home care plans. A home care plan defines the set of medical and/or social activities that are carried out day after day at a patient's home. Such a care plan is usually constructed through a complex process involving a comprehensive assessment of patient's needs as well as his/her social and physical environment. Specication of home care plans is challenging for several reasons: home care plans are inherently nonstructured processes which involve repetitive, but irregular, activities, whose specification requires complex temporal expressions. These features make home care plans difficult to model using traditional process modeling technologies. First, we present a DSL (Domain Specific Language) based approach tailored to express home care plans using high level and user-oriented abstractions. DSL enables us through this thesis to propose a temporalities language to specify temporalities of home care plan activities. Then, we describe how home care plans, formalized as timed automata, can be generated from these abstractions. We propose a three-step approach which consists in (i) mapping between elementary temporal specifications and timed automata called Pattern automata, (ii) combining patterns automata to build the activity automata using our composition algorithm and then (iii) constructing the global care plan automaton. The resulting care plan automaton encompasses all the possible allowed schedules of activities for a given patient. Finally, we show how verification and monitoring of the resulting care plan can be handled using existing techniques and tools, especially using UPPAAL Model Checker.

Notre environnement est de plus en plus peuplé de grandes quantités d’objets intelligents. Certains surveillent des places de stationnement disponibles, d’autres analysent les conditions matérielles dans les bâtiments ou détectent des niveaux de pollution dangereux dans les villes. Les quantités massives de capteurs et d’actionneurs constituent des infrastructures de grande envergure qui s’étendent sur des terrains de stationnement entiers, des campus comprenant plusieurs bâtiments ou des champs agricoles. Le développement d’applications pour de telles infrastructures reste difficile, malgré des déploiement réussis dans un certain nombre de domaines. Une connaissance considérable des spécificités matériel / réseau de l’infrastructure de capteurs est requise de la part du développeur. Pour remédier à ce problème, des méthodologies et des outils de développement logiciel permettant de relever le niveau d’abstraction doivent être introduits pour que des développeurs non spécialisés puissent programmer les applications. Cette thèse présente une méthodologie dirigée par la conception pour le développement d’applications orchestrant des quantités massives d’objets communicants. La méthodologie est basée sur un langage de conception dédié, nommé DiaSwarm qui fournit des constructions déclaratives de haut niveau permettant aux développeurs de traiter des masses d’objets en phase de conception, avant de programmer l’application. La programmation générative est utilisée pour produire des cadres de programmation spécifiques à la conception pour guider et soutenir le développement d’applications dans ce domaine. La méthodologie intègre le traitement parallèle de grandes quantités de données collectées à partir de masses de capteurs. Nous introduisons un langage de déclarations permettant de générer des cadres de programmation basés sur le modèle de programmation MapReduce. En outre, nous étudions comment la conception peut être utilisée pour rendre explicites les ressources requises par les applications ainsi que leur utilisation. Pour faire correspondre les exigences de l’application à une infrastructure de capteurs cible, nous considérons les déclarations de conception à différents stades du cycle de vie des applications. Le passage à l’échelle de cette approche est évaluée dans une expérience qui montre comment les cadres de programmation générés s’appuyant sur le modèle de programmation MapReduce sont utilisés pour le traitement efficace de grands ensembles de données de relevés des capteurs. Nous examinons l’efficacité de l’approche proposée pour relever les principaux défis du génie logiciel dans ce domaine en mettant en oeuvre des scénarios d’application qui nous sont fournis par des partenaires industriels. Nous avons sollicité des programmeurs professionnels pour évaluer l’utilisabilité de notre approche et présenter des données quantitatives et qualitatives de l’expérience. / Our environment is increasingly populated with large amounts of smart objects. Some monitor free parking spaces, others analyze material conditions in buildings or detect unsafe pollution levels in cities. The massive amounts of sensing and actuation devices constitute large-scale infrastructures that span over entire parking lots, campuses of buildings or agricultural fields. Despite being successfully deployed in a number of domains, the development of applications for such infrastructures remains challenging. Considerable knowledge about the hardware/network specificities of the sensor infrastructure is required on the part of the developer. To address this problem, software development methodologies and tools raising the level of abstraction need to be introduced to allow non-expert developers program applications. This dissertation presents a design-driven methodology for the development of applications orchestrating massive amounts of networked objects. The methodology is based on a domain-specific design language, named DiaSwarm that provides high-level, declarative constructs allowing developers to deal with masses of objects at design time, prior to programming the application. Generative programming is used to produce design-specific programming frameworks to guide and support the development of applications in this domain. The methodology integrates the parallel processing of large-amounts of data collected from masses of sensors. We introduce specific language declarations resulting in the generation of programming frameworks based on the MapReduce programming model. We furthermore investigate how design can be used to make explicit the resources required by applications as well as their usage. To match the application requirements to a target sensor infrastructure, we consider design declarations at different stages of the application lifecycle. The scalability of this approach is evaluated in an experiment, which shows how the generated programming frameworks relying on the MapReduce programming model are used for the efficient processing of large datasets of sensor readings. We examine the effectiveness of the proposed approach in dealing with key software engineering challenges in this domain by implementing application scenarios provided to us by industrial partners. We solicited professional programmers to evaluate the usability of our approach and present quantitative and qualitative data from the experiment.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2017-11-23T13:50:49Z No. of bitstreams: 1 HedvanPinto.pdf: 2328772 bytes, checksum: d8b425eaee2ff4849509ead942f907ee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T13:50:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HedvanPinto.pdf: 2328772 bytes, checksum: d8b425eaee2ff4849509ead942f907ee (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Nowadays, tablet and smartphones are commonly used by children for both entertainment and education. Interactive e-book for mobile devices offer a enhanced experience when compared to traditional books, being potentially more engaging and fun for readers. However, to explore the most interesting features in these environments, authors have scarce support. In the sense that there are not many high level support tools and that these features are usually only accessible programmatically. In this work, we intend to extract as main characteristics of interactive e-books and propose a model called Fábulas that allow authors to create declarative interactive e-books. The model was designed based on a systematic analysis of interactive e-books, authoring tools and authoring languages for multimedia applications. In addition, this dissertation presents a case study for an implementation of Fábulas for web browsers with Javascript and HTML and for a SceneSync language. / Hoje em dia, os tablets e smartphones são comumente usados por crianças tanto para entretenimento quanto para educação. E-books interativos em dispositivos móveis permitem uma experiência mais rica quando comparada com livros tradicionais, sendo potencialmente mais envolvente e divertido para os leitores. Contudo, para explorar os recursos mais interessantes nesses ambientes, os autores têm pouco suporte. No sentido de que não existem muitas ferramentas de apoio de nível elevado e que estas funcionalidades são normalmente acessíveis apenas através de programação. Neste trabalho, retendemos extrair as principais características de e-books interativos e propor um modelo chamadoFábulas que permite aos autores criarem e-books interativos declarativamente. O modelo foi concebido tomando como ponto de partida uma análise sistemática de e-books interativos, ferramentas de autoria e linguagens de autoria para aplicações multimídia. Além disso, esta dissertação apresenta um estudo de caso para a implementação de Fábulas para navegadores web com Javascript e HTML e para a linguagem SceneSync.

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<p>Za potrebe evaluacije kvaliteta vizuelizacije u svrhu prakse inkluzivnog dizajna razvijen je namenski jezik koji hendikepe vida opisuje kroz formalizam baziran na vizuelnim promenljivama. Namenski jezik se može koristiti kao dokumentacija, ili kao specifikacija hendikepa za posebno napisan simulator vizuelnih hendikepa koji se može koristiti za potrebe testiranja. Kao pandan ovoj tehnologiji razvijen je novi mehanizam za evaluaciju vizuelizacija koji kroz inovacije u metodologiji i statistici omogućava da se merodavni zaključci izvedu iz relativno malih uzoraka podataka.</p> / <p>For purposes of visualization quality evaluation as part of the practice of<br />inclusive design, a domain specific language was developed such that it<br />describes visual handicaps through a formalism based on visual variables.<br />This domain specific language can be used as documentation or as a handicap<br />specification for a specially constructed visual handicap simulator usable for<br />testing. Alongside this technology, a novel mechanism for visualization<br />evalution was developed. This mechanism allows, through innovations in<br />metholodoly and statistics, the production of trustworthy results from relatively<br />small data sets.</p>

La conception d’un langage de modélisation pour domaine spécifique (DSML) implique la conception d’un outillage dédié qui met en oeuvre des fonctionnalités de traitement et d’analyse pour ce langage. Dans bien des cas, les fonctionnalités à mettre en oeuvre existent déjà , mais elles s’appliquent à des portions ou à des variantes du DSML que le concepteur manipule. Réutiliser ces fonctionnalités existantes est un moyen de simplifier la production de l’outillage d’un nouveau DSML. La réutilisation implique que les données du DSML soient adaptées afin de les rendre valides du point de vue de la fonctionnalité à réutiliser. Si l’adaptation est faite et les données sont placées dans le contexte de la fonctionnalité, elle peut être réutilisée. Le résultat produit par l’outil reste dans le contexte de l’outil et il doit être adapté afin de le placer dans le contexte du DSML (migration inverse). Dans ce cadre, la réutilisation n’a de sens que si les deux adaptations de données sont peu coûteuses. L’objectif de cette thèse est de proposer un mécanisme qui intègre la migration, la réutilisation et la migration inverse. La principale contribution est une approche qui facilite la réutilisation de fonctionnalités existantes via des migrations de modèles. Cette approche facilite la production de l’outillage d’un DSML. Elle permet de faire des migrations réversibles entre deux DSMLs sémantiquement proches. L’utilisateur est guidé lors du processus de réutilisation pour fournir rapidement l’outillage complet et efficace d’un DSML. L’approche a été formalisée et appliquée à un DSML (Orcc) dans le contexte des MPSoC. / Designers of domain specific modeling languages (DSMLs) must provide all the tooling of these languages. In many cases, the features to be developped already exist, but it applies to portions or variants of the DSML.One way to simplify the implementation of these features is by reusing the existing functionalities. Reuse means that DSML data must be adapted to be valid according to the functionality to be reused. If the adaptation is done and the data are placed in the context of the functionality, it can be reused. The result produced by the tool remains in the context of the tool and it must be adapted to be placed in the context of the DSML (reverse migration).In this context, reuse makes sense only if the migration and the reverse migration are not very expensive. The main objective of this thesis is to provide a mechanism to integrate the migration, the reuse and the reversemigration and apply them efficiently. The main contribution is an approach that facilitates the reuse of existing functionalities by means of model migrations. This approach facilitates the production of the tooling for a DSML. It allows reversible migration between two DSMLs semantically close. The user is guided during the ruse process to quickly provide the tooling of his DSML.The approach has been formalised et applied to a DSML (Orcc) in the context of the MPSoC.

領域專屬語言的設計理念是希望能夠協助使用者在特定領域上解決特定問題。然而，大多數領域專屬語言的開發環境與工具均非常貧乏，這將會增加使用者在開發程式上的困難。 所以本研究利用模型導向技術來建構一套生成系統，使用者只要輸入領域專屬語言的語意以及偵錯定義，就能快速生成語言的執行與偵錯環境，並提供完善的操作介面，輔助使用者加快程式開發的速度。 / The purpose of creating domain-specific languages (DSLs) is to help user solve problems in a particular domain. However, most DSLs are lack of development environments and tools, which would be more difficult to develop programs. This thesis is aimed to develop a generating system based on model-driven technology. Given the semantics and debugging definitions of a domain-specific language, the system would be able to generate an executing and debugging environment for the language with friendly user interface, thus improving efficiency and productivity of using the language.

Constructs for functional and logic programming can be smoothly integrated into an existing object-oriented language. We demonstrate this in the context of C++ (a statically-typed object-oriented language with effects and parametric polymorphism) via two libraries: FC++ and LC++. FC++ is a library for functional programming in C++; FC++ supports higher-order polymorphic functions, lazy lists, and a small lambda language; it also contains a large library of useful functions, datatypes, combinators, and monads. LC++ is a library for logic programming in C++; LC++ provides the same general functionality as Prolog, including the ability to return query results lazily (one at a time). Both libraries are embedded in C++ so that they share C++'s static type system, and the library interfaces provide straightforward ways for code from within one paradigm to ``call out' to another. Our work describes the techniques used to implement these libraries in C++ and shows that the resulting multiparadigm language has useful applications in real-world domains. We also describe how many of the implementation techniques can be generalized from C++ and applied to other programming languages to yield similar results.