This thesis deals with the design and implementation of Android application development tool based on model driven software development. The first part of the thesis is focused on general software development and next part on software development based on model driven development and executable UML. In next part Android platform, methods of Android application development and existing MDD tools are described. This thesis continues with the design of my own MDD tool for the creation of Android applications. The designed tool is realized like Gradle plugin and independent development environment using thisplugin. The designed tool is based on fUML and ALF language. The features and options of development tool are demonstrated by creation of example application.

Le cycle de vie d'un réseau de capteurs implique plusieurs étapes, telles que le dimensionnement du réseau, le développement de logiciels embarqués, la réalisation de matériels, des analyses et des simulations, le déploiement physique, l'exploitation des données et la maintenance du réseau. Tout au long de ce cycle, plusieurs outils spécifiques sont utilisés. Il est donc nécessaire de décrire manuellement les caractéristiques du réseau de capteurs dans chacun de ces outils en utilisant leurs propres langages. Il en résulte des coûts de développement importants et éventuellement des incohérences entre les différentes descriptions. Pour répondre à cette problématique, nous proposons une méthodologie basée sur l'approche MDE (Model Driven Engineering). Elle vise à couvrir toutes les étapes du cycle de vie d'un réseau de capteurs. Tous les concepts et les caractéristiques d'un réseau de capteurs sont décrits à l'aide d'un métamodèle. A partir de ce référentiel, il est possible d'extraire, à chaque étape du cycle de vie, une ou plusieurs facettes. Chaque facette est présentée et éditée avec l'outil le plus adéquat en créant des passerelles vers des outils tiers. Afin de mettre en œuvre la méthodologie proposée, un Framework est développé pour offrir un environnement de description multi-facettes : architecture réseau, architecture matérielle, architecture logicielle, flux de données et environnement physique. Un exemple de passerelle entre le Framework et un simulateur existant (Omnet++) a été développé pour estimer les performances des réseaux de capteurs. Le Framework permet la génération automatique des scripts de simulation ainsi que des codes sources pour les nœuds du réseau / The life cycle of a sensor network involves several steps, including network sizing, embedded software development, hardware design, analysis and simulation, physical deployment, data exploitation, and network maintenance. Throughout this cycle, several specific tools are used. It is therefore necessary to manually describe the characteristics of the sensor network in each of these tools using their own languages. This results in significant development costs and potential inconsistencies between the different descriptions. To address this problem, we propose a methodology based on model driven engineering approach. It aims to cover all life cycle steps of a sensor network. All concepts and characteristics of a sensor network are described using a metamodel. From this referential, it is possible to extract, at each step of the life cycle, one or more facets. Each facet is presented and edited with the most appropriate tool by creating gateways to external tools.In order to implement the proposed methodology, a Framework is developed to provide a multi-facets environment: network architecture, hardware architecture, software architecture, data flow and physical environment. An example of a gateway between the Framework and an existing simulator (Omnet++) has been developed to estimate sensor network performances. The Framework allows automatic generation of simulation scripts as well as source codes for network nodes

Alors que les systèmes embarqués sont de plus en plus nombreux, complexes, connectés et chargés de tâches critiques, la question de comment intégrer l'analyse précise de sécurité à la conception de systèmes embarqués doit trouver une réponse. Dans cette thèse, nous étudions comment les méthodes de vérification formelle automatiques peuvent aider les concepteurs de systèmes embarqués à évaluer l'impact des modifications logicielles et matérielles sur la sécurité des systèmes. Une des spécificités des systèmes embarqués est qu'ils sont décrits sous la forme de composants logiciels et matériels interagissant. Vérifier formellement de tels systèmes demande de prendre tous ces composants en compte. Nous proposons un exemple d'un tel système (basé sur Intel SGX) qui permet d'établir un canal sécurisé entre un périphérique et une application. Il est possible d'en vérifier un modèle de haut-niveau ou une implémentation bas-niveau. Ces deux niveaux diffèrent dans le degré d'intrication entre matériel et logiciel. Dans le premier cas, nous proposons une approche orientée modèle, à la fois au niveau partitionnement et conception logicielle, permettant une description à haut niveau d'abstraction du matériel et du logiciel et permettant une transformation de ces modèles en une spécification formelle sur laquelle une analyse de sécurité peut être effectuée avec l'outil ProVerif. Dans le second cas, nous considérons une implémentation logicielle et un modèle matériel plus concret pour effectuer des analyses de sécurité plus précises toujours avec ProVerif. / As embedded systems become more complex, more connected and more involved in critical tasks, the question of how strict security analysis can be performed during embedded system design needs to be thoroughly addressed. In this thesis, we study how automated formal verification can help embedded system designers in evaluating the impact of hardware and software modifications on the security of the whole system. One of the specificities of embedded system design-which is of particular interest for formal verification-is that the system under design is described as interacting hardware and software components. Formally verifying these systems requires taking both types of components into account. To illustrate this fact, we propose an example of a hardware/software co-design (based on Intel SGX) that provides a secure channel between a peripheral and an application. Formal verification can be performed on this system at different levels: from a high-level view (without describing the implementations) or from a low-level implementation. These two cases differ in terms of how tightly coupled the hardware and software components are. In the first case, we propose a model-based approach-for both the partitioning and software design phases- which enables us to describe software and hardware with high-level models and enables a transformation of these models into a formal specification which can be formally analyzed by the ProVerif tool. In the second case, we consider a software implementation and a more concrete

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der modellgetriebenen Servicebeschreibung, einem Ansatz zur integrativen Beschreibung bzw. Modellierung von Services. Ausgehend von der Prämisse, dass die Natur von Services nur schwer zu erfassen ist und eine Disziplinen-übergreifende Positiv-Definition nicht erreicht werden kann, soll mit dem Ansatz eine Syn-these bisher vorhandener Modellierungsansätze erfolgen. Das Ziel liegt dabei nicht in einem erneuten Versuch, ein vollständiges Modell zur Beschreibung von Services zu entwickeln, sondern vielmehr vorhandene Perspektiven so zu integrieren, dass ein vollständiges Bild als eine Art Mosaik entsteht. Den Kern der Arbeit bildet das Service Modeling Framework. Als Rahmenwerk umfasst es Anforderungen und Restriktionen für die Arbeit mit unter-schiedlichen Servicemodellen, definiert Methoden zur Integration und bietet Werkzeuge, mit deren Hilfe die darin enthaltenen Konzepte umgesetzt werden. Ziel der Konstruktion des Rahmenwerks ist es Nutzer in die Lage zu versetzen mittels mo-dellgetriebener Verfahren eine Zusammenführung von Modellen zu ermöglichen. Auf Basis einer fachlichen, nicht nur syntaktischen Beschreibung von Beziehungen zwischen Model-len und Modellelementen sollen Zusammenhänge modelliert werden, die einen Informati-onsaustausch zwischen Modellen realisieren. Dadurch werden Abhängigkeiten zwischen Modellen explizit formuliert oder aber die Entwicklung neuer Modelle auf Basis bereits bestehender Modelle vorangetrieben. Der Beitrag dieser Arbeit besteht in der Erarbeitung der notwendigen Konzepte und in der Bereitstellung geeigneter Verfahren sowie Werkzeugen zur Umsetzung. Insbesondere stellt diese Arbeit einen Metamodell-basierten Ansatz zur Verfügung, mit dem Modelle über ein Domänen-neutrales Basismetamodell zueinander in Beziehung gesetzt werden können. Zugehörige Werkzeuge, wie Editoren, zeigen eine prototypische Umsetzbarkeit.

Traceability data provides the knowledge on dependencies and logical relations existing amongst artefacts that are created during software development. In reasoning over traceability data, conclusions can be drawn to increase the quality of software. The paradigm of Model-driven Software Engineering (MDSD) promotes the generation of software out of models. The latter are specified through different modelling languages. In subsequent model transformations, these models are used to generate programming code automatically. Traceability data of the involved artefacts in a MDSD process can be used to increase the software quality in providing the necessary knowledge as described above. Existing traceability solutions in MDSD are based on the integral model mapping of transformation execution to generate traceability data. Yet, these solutions still entail a wide range of open challenges. One challenge is that the collected traceability data does not adhere to a unified formal definition, which leads to poorly integrated traceability data. This aggravates the reasoning over traceability data. Furthermore, these traceability solutions all depend on the existence of a transformation engine. However, not in all cases pertaining to MDSD can a transformation engine be accessed, while taking into account proprietary transformation engines, or manually implemented transformations. In these cases it is not possible to instrument the transformation engine for the sake of generating traceability data, resulting in a lack of traceability data. In this work, we address these shortcomings. In doing so, we propose a generic traceability framework for augmenting arbitrary transformation approaches with a traceability mechanism. To integrate traceability data from different transformation approaches, our approach features a methodology for augmentation possibilities based on a design pattern. The design pattern supplies the engineer with recommendations for designing the traceability mechanism and for modelling traceability data. Additionally, to provide a traceability mechanism for inaccessible transformation engines, we leverage parallel model matching to generate traceability data for arbitrary source and target models. This approach is based on a language-agnostic concept of three similarity measures for matching. To realise the similarity measures, we exploit metamodel matching techniques for graph-based model matching. Finally, we evaluate our approach according to a set of transformations from an SAP business application and the domain of MDSD.

The industrial manufacturing of today is achieved through the use of programmable logic controllers (PLC). The way PLCs are programmed remains largely unchanged since their conception 40 years ago, but complexity and software size have increased, and requirements have becomemore elaborate. Model-driven engineering (MDE) practices, formal verification and automated testing could help manage these challenges. This study seeks to improve development practices in the context of a company that delivers automation projects. Through design science methodology the state of the field is investigated and an artefact is developed. The artefact shows potential benefits resulting from the introduction of model-driven code generation, which is evaluated through an experiment with engineers. Our results indicate the engineers may benefit from incorporating generated code in their work.

El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de un sistema de análisis de la marcha basado en visión que permita clasificar la marcha patológica. Este objetivo general se divide en tres subobjetivos específicos más concretos: definición formal de la marcha, especificación e implementación de un sistema de obtención de parámetros de la marcha basado en visión y clasificación de la marcha patológica. En el primer subobjetivo, definición formal de la marcha, nuestros esfuerzos consisten en obtener una definición de la marcha que incluya la visión por computador pero sin excluir otros métodos y que sea lo suficientemente abierta como para incluir todos los casos de marcha humana. La definición propuesta es la siguiente: "Gait is the anthropomorphic upright self-displacement, in an alternating stepping of two feet, with no additional fulcra, keeping at least a point of support at every time, on a horizontal or slightly inclined surface." A partir de esta definición, las variables que consideramos son tiempos y longitudes de paso y zancada, tiempos de apoyo monopodal y bipodal, velocidad, cadencia, etc... Para el segundo subobjetivo, especificación e implementación de un sistema de obtención de parámetros de la marcha basado en visión, nos centramos en el análisis de la marcha mediante visión por computador utilizando únicamente una cámara RGB, que obtenga imágenes laterales y frontales del sujeto. El algoritmo propuesto es capaz de extraer las variables de la marcha, establecidas en la definición del objetivo de especificación, con suficiente precisión, de modo que la marcha puede ser interpretada y clasificada. La decisión de limitar la infraestructura necesaria a una única cámara RGB, obedece al interés por abaratar los costes del sistema y que sea sostenible medioambientalmente, ya que no requiere de energía adicional para capturar la imagen, sino que utiliza la radiación lumínica que inunda el escenario, ya sea de forma natural o artificial. Este sistema actúa como interfaz de entrada del subobjetivo tres que son las variables de la marcha propuestas en el subobjetivo uno. Por tanto, el subobjetivo dos puede ser reemplazado por otro sistema basado en otro fenómeno como es el caso de un sistema inercial, siempre y cuando pueda proporcionar las variables definidas en el subobjetivo uno. El subobjetivo tres, clasificador de la marcha patológica, usa las variables proporcionadas por el sistema del subobjetivo dos para caracterizar la marcha y clasificarla. Mediante una serie de casos de entrenamiento, el sistema genera los modelos de marcha patológica y normal. A partir de estos modelos, el clasificador es capaz de determinar a qué modelo pertenece la entrada de parámetros de la marcha proporcionada por el subobjetivo dos. El objetivo de formalización nos ha llevado a profundizar en los aspectos conceptuales y procedimentales del conocimiento y de su creación, con la consecuencia de aportar sendas definiciones para problema y modelo, así como hallar una justificación formal, basada en la teoría de conjuntos, que confiere coherencia causal al método experimental. Además de encontrar formalmente la justificación causal del método científico, hemos podido encajar en ese marco formal los enfoques divide et vinces, model driven y top-down de resolución de problemas ingenieriles. Al tiempo que hemos encontrado que la técnica top-down de diseño es coincidente con el método científico de resolución de problemas, el método bottom-up es coherente con la implementación de prototipos, lo cual justifica la restricción de su utilización al diseño de instancias para las que ya se conoce solución.

Model-driven Software Development (MDSD) promotes the use of multiple related models to realize a software system systematically. These models usually contain redundant information but are independently edited. This easily leads to inconsistencies among them. To ensure consistency among multiple models, model synchronizations have to be employed, e.g., by means of model transformations, trace links, or triple graph grammars. Model synchronization poses three main problems for MDSD. First, classical model synchronization approaches have to be manually triggered to perform the synchronization. However, to support the consistent evolution of multiple models, it is necessary to immediately and continuously update all of them. Second, synchronization rules are specified at design time and, in classic approaches, cannot be extended at runtime, which is necessary if metamodels evolve at runtime. Finally, most classical synchronization approaches focus on bilateral model synchronization, i.e., the synchronization between two models. Consequently, for more than two models, they require the definition of pairwise model synchronizations leading to a combinatorial explosion of synchronization rules. To remedy these issues, we propose a role-based approach for runtime model synchronization. In particular, we propose role-based synchronization rules that enable the immediate and continuous propagation of changes to multiple interrelated models (and back again). Additionally, our approach permits adding new and customized synchronization rules at runtime. We illustrate the benefits of role-based runtime model synchronization using the Families to Persons case study from the Transformation Tool Contest 2017.

Die modellgetriebene Entwicklung (MDD) ist ein Ansatz, um formale Modelle automatisiert in ausführbare Software zu übersetzen. Obwohl dieses Vorgehen die Häufigkeit von Fehlern im generierten Quellcode verringert, können immer noch die Ausgangsmodelle fehlerhaft sein. Deshalb sind zusätzliche Prüfverfahren, wie z.B. die Verwendung eines Model Checkers sinnvoll. Er stellt automatisiert sicher, dass ein Modell alle gestellten Anforderungen erfüllt. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Integration eines Model Checkers in den modellgetriebenen Entwicklungsprozess, um die Qualität von Software-Produkten zu verbessern. Zu diesem Zweck wird das sogenannte DSL Verification Framework (DVF) vorgestellt. Es stellt Entwicklern vorgefertigte Sprachkonstrukte zur Verfügung, um die Implementierung von Parsern und Transformatoren zu erleichtern. Des Weiteren berücksichtigt es auch die "State Space Explosion", damit auch größere Modelle verifizierbar bleiben. Um die praktische Nutzung des DVF zu evaluieren, werden zwei Industriefallstudien durchgeführt.

L’anonymisation des données personnelles requiert l’utilisation d’algorithmes complexes permettant de minimiser le risque de ré-identification tout en préservant l’utilité des données. Dans cette thèse, nous décrivons une approche fondée sur les modèles qui guide le propriétaire des données dans son processus d’anonymisation. Le guidage peut être informatif ou suggestif. Il permet de choisir l’algorithme le plus pertinent en fonction des caractéristiques des données mais aussi de l’usage ultérieur des données anonymisées. Le guidage a aussi pour but de définir les bons paramètres à appliquer à l’algorithme retenu. Dans cette thèse, nous nous focalisons sur les algorithmes de généralisation de micro-données. Les connaissances liées à l’anonymisation tant théoriques qu’expérimentales sont stockées dans une ontologie. / Personal data anonymization requires complex algorithms aiming at avoiding disclosure risk without losing data utility. In this thesis, we describe a model-driven approach guiding the data owner during the anonymization process. The guidance may be informative or suggestive. It helps the data owner in choosing the most relevant algorithm given the data characteristics and the future usage of anonymized data. The guidance process also helps in defining the best input values for the algorithms. In this thesis, we focus on generalization algorithms for micro-data. The knowledge about anonymization is composed of both theoretical aspects and experimental results. It is managed thanks to an ontology.