Dans l’ingénierie dirigée par modèle, les diagrammes de classes UML servent à la planification et à la communication entre les différents acteurs d’un projet logiciel. Dans ce mémoire, nous proposons une méthode automatique pour l’extraction des diagrammes de classes UML à partir de spécifications en langues naturelles. Pour développer notre méthode, nous créons un dépôt de diagrammes de classes UML et de leurs spécifications en anglais fournies par des bénévoles. Notre processus d’extraction se fait en plusieurs étapes: la segmentation des spécifications en phrases, la classification de ces phrases, la génération des fragments de diagrammes de classes UML à partir de chaque phrase, et la composition de ces fragments en un diagramme de classes UML. Nous avons validé notre approche d’extraction en utilisant le dépôt de paires diagramme-spécification. Même si les résultats obtenus montrent une précision et un rappel bas, notre travail a permis d’identifier les éléments qui peuvent être améliorés pour une meilleure extraction. / In model-driven engineering, UML class diagrams serve as a way to plan and communicate between developers. In this thesis, we propose an automated approach for the extraction of UML class diagrams from natural language software specifications. To develop our approach, we create a dataset of UML class diagrams and their English specifications with the help of volunteers. Our approach is a pipeline of steps consisting of the segmentation of the input into sentences, the classification of the sentences, the generation of UML class diagram fragments from sentences, and the composition of these fragments into one UML class diagram. We develop a quantitative testing framework specific to UML class diagram extraction. Our approach yields low precision and recall but serves as a benchmark for future research.

Cyber-physical systems are dynamic physical systems that are controlled by computers for their safe and sound operations (e.g., cars, satellites, robots, elevators, and many others). Consequently, the programs running cyber-physical systems have real-time requirements, which require the programs to compute not only correctly but also timely because dynamic physical systems need to move to correct positions within certain duration to ensure safe and sound operations. To satisfy real-time requirements in better ways, many real-time languages have been proposed in the literature. Nevertheless, the general-purpose non-real-time languages C and C++ have remained the de facto languages to program cyber-physical systems, including Mars rovers and F-35 jet fighters. Given this reality, the better ways to satisfy real-time requirements have been the use of model-based tools (e.g., MATLAB/Simulink) that allow cyber-physical systems to be designed by modeling and simulating them and the resulting models to be translated automatically to C programs. Model-based tools, however, leave the resulting C programs for manual integration with other C/C++ programs, such as legacy/third-party device drivers and libraries. Since manual integration could slip in some inconsistencies, which proved fatal in the maiden flight of Ariane-5 rocket, this work shows how the standard features of C++, which support active libraries, can be used to embed a model-based real-time language, called Tice, as a C++ active library that can be used to declaratively express models of real-time systems that are processable by off-the-shelf standard C++ compilers (e.g., GCC and Clang) that automatically not only translate the models into C/C++ programs but also check both the validity of the models and the consistency of the models with other C/C++ programs. Furthermore, being compilable by off-the-shelf standard C++ compilers also sets Tice apart from other real-time languages already proposed in the literature because the other languages require either their own special compilers/interpreters or non-standard C/C++ compilers. Consequently, while Tice itself either uses no C++ features that are unsuitable for cyber-physical systems (e.g., exception) or uses some in judicious manner (e.g., template instantiations to generate programs), Tice prevents no usage that is permitted by standard C++ compilers. Beside that, as C++ active libraries are indeed ordinary C++ libraries, C++ active libraries are seamlessly composable as ordinary C++ libraries, and therefore, as models play an increasingly important role in software engineering, this work shows the potential of C++ as a platform for language-oriented programming where different languages that express different kinds of models and are embedded as C++ active libraries could be composed seamlessly.

La Ingeniería de Líneas de Productos Software -Software Product Line Engineerings (SPLEs) en inglés- es una técnica de desarrollo de software que busca aplicar los principios de la fabricación industrial para la obtención de aplicaciones informáticas: esto es, una Línea de productos Software -Software Product Line (SPL)- se emplea para producir una familia de productos con características comunes, cuyos miembros, sin embargo, pueden tener características diferenciales. Identificar a priori estas características comunes y diferenciales permite maximizar la reutilización, reduciendo el tiempo y el coste del desarrollo. Describir estas relaciones con la suficiente expresividad se vuelve un aspecto fundamental para conseguir el éxito. La Ingeniería Dirigida por Modelos -Model Driven Engineering (MDE) en inglés- se ha revelado en los últimos años como un paradigma que permite tratar con artefactos software con un alto nivel de abstracción de forma efectiva. Gracias a ello, las SPLs puede aprovecharse en granmedida de los estándares y herramientas que han surgido dentro de la comunidad de MDE. No obstante, aún no se ha conseguido una buena integración entre SPLE y MDE, y como consecuencia, los mecanismos para la gestión de la variabilidad no son suficientemente expresivos. De esta manera, no es posible integrar la variabilidad de forma eficiente en procesos complejos de desarrollo de software donde las diferentes vistas de un sistema, las transformaciones de modelos y la generación de código juegan un papel fundamental. Esta tesis presenta MULTIPLE, un marco de trabajo y una herramienta que persiguen integrar de forma precisa y eficiente los mecanismos de gestión de variabilidad propios de las SPLs dentro de los procesos de MDE. MULTIPLE proporciona lenguajes específicos de dominio para especificar diferentes vistas de los sistemas software. Entre ellas se hace especial hincapié en la vista de variabilidad ya que es determinante para la especificación de SPLs. / Gómez Llana, A. (2012). MODEL DRIVEN SOFTWARE PRODUCT LINE ENGINEERING: SYSTEM VARIABILITY VIEW AND PROCESS IMPLICATIONS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15075

La Computaci'on Ubicua plantea proveer de inteligencia a nuestros entornos ofreciendo servicios a los usuarios que permitan ayudarlos en su vida cotidiana. Con la inclusi'on de dispositivos ubicuos en nuestra vida (por ejemplo los dispositivos m'oviles), los usuarios hemos pasado a estar siempre conectados al entorno, pudiendo interactuar con el. Sin embargo, a diferencia de las interacciones de escritorio tradicionales donde los usuarios eran quienes ped'¿an informaci'on o introduc'¿an datos, las interacciones ubicuas tienen que lidiar con un entorno de los usuarios variable, demandando uno de los recursos mas valiosos para los usuarios: la atenci'on humana. De esta forma, un reto en el paradigma de computaci'on ubicua es regular las peticiones de atenci'on del usuario. Esto implica que las interacciones de los servicios deber'¿an comportarse de una manera ¿considerada¿ teniendo en cuenta el grado en que cada servicio se inmiscuye en la mente del usuario (el nivel de molestia). Partiendo de las bases de la Ingenier'¿a Dirigida por Modelos (MDE) y de los principios de la Computaci'on Considerada, esta tesis se orienta a dise¿nar y desarrollar servicios que sean capaces de adaptar sus interacciones de acuerdo a la atenci'on del usuario en cada momento. El principal objetivo de esta tesis es introducir capacidades de adaptaci'on considerada en los servicios ubicuos para proporcionar interacciones que no perturben al usuario. Esto lo conseguimos mediante un proceso de desarrollo que cubre desde el dise¿no de los servicios hasta su implementaci'on, centr'andose en los requisitos de adaptaci'on de la interacci'on particulares para cada usuario. Para el dise¿no del comportamiento de la interacci'on en base al nivel de molestia se han de¿nido unos modelos de intromisi'on e interacci'on independientes de la tecnolog'¿a. Estos modelos son los que posteriormente conducen la adaptaci'on de la interacci'on din'amicamente, por medio de una infraestructura aut'onoma que los usa en tiempo de ejecuci'on. Esta infraestructura es capaz de detectar cambios en la situaci'on del usuario (por ejemplo cambios en su localizaci'on, su actividad, etc.) y planear y ejecutar modi¿caciones en la interacci'on de los servicios. Cuando se detecta un cambio del contexto del usuario, los servicios se auto-adaptan para usar los componentes de interacci'on m'as apropiados de acuerdo a la nueva situaci'on y no molestar al usuario. Adem'as, como las necesidades y preferencias de los usuarios pueden cambiar con el tiempo, nuestra aproximaci'on utiliza la estrategia del aprendizaje por refuerzo para ajustar los modelos de dise¿no iniciales de forma que maximicemos la experiencia del usuario. El dise¿no inicial de la interacci'on basado en el nivel de molestia nos asegura un comportamiento inicial consistente con las necesidades de los usuarios en ese momento. Luego, este dise¿no se va re¿nando de acuerdo al comportamiento y preferencias de cada usuario por medio de su retroalimentaci'on a trav'es de la experiencia de uso. Adem'as, tambi'en proporcionamos una interfaz m'ovil que permite a los usuarios ¿nales personalizarse de forma manual los modelos en base a sus propias preferencias. El trabajo presentado en esta tesis se ha llevado a la pr'actica para su evaluaci'on desde el punto de vista de los dise¿nadores y de los usuarios ¿nales. Por una parte, el m'etodo de dise¿no se ha validado para comprobar que ayuda a los dise¿nadores a especi¿car este tipo de servicios. Pese a que el proceso de desarrollo no ofrece una automatizaci'on completa, las gu'¿as ofrecidas y la formalizaci'on de los conceptos implicados ha demostrado ser 'util a la hora de desarrollar servicios cuya interacci'on es no molesta. Por otra parte, la adaptaci'on de la interacci'on en base al nivel de molestia se ha puesto en pr'actica con usuarios para evaluar su satisfacci'on con el sistema y su experiencia de usuario. Esta validaci'on ha desvelado la importancia de considerar los aspectos de molestia en el proceso de adaptaci'on de la interacci'on para ayudar a mejorar la experiencia de usuario. / In Ubiquitous Computing environments, people are surrounded by a lot of embedded services. Since ubiquitous devices, such as mobile phones, have become a key part of our everyday life, they enable users to be always connected to the environment and interact with it. However, unlike traditional desktop interactions where users are used to request for information or input data, ubiquitous interactions have to face with variable user¿s environment, making demands on one of the most valuable resources of users: human attention. A challenge in the Ubiquitous Computing paradigm is regulating the request for user¿s attention. That is, service interactions should behave in a considerate manner by taking into account the degree in which each service intrudes the user¿s mind (i.e., the obtrusiveness degree). In order to prevent service behavior from becoming overwhelming, this work, based on Model Driven Engineering foundations and the Considerate Computing principles, is devoted to design and develop services that adapt their interactions according to user¿s attention. The main goal of the present thesis is to introduce considerate adaptation capabilities in ubiquitous services to provide non-disturbing interactions. We achieve this by means of a systematic method that covers from the services¿ design to their implementation and later adaptation of interaction at runtime / Gil Pascual, M. (2013). Adapting Interaction Obtrusiveness: Making Ubiquitous Interactions Less Obnoxious. A Model Driven Engineering approach [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31660

[ES] El aprendizaje automático (ML por sus siglas en inglés) es conocido como la rama de la inteligencia artificial que reúne algoritmos estadísticos, probabilísticos y de optimización, que aprenden empíricamente. ML puede aprovechar el conocimiento y la experiencia que se han generado durante años en las empresas para realizar automáticamente diferentes procesos. Por lo tanto, ML se ha aplicado a diversas áreas de investigación, que estudian desde la medicina hasta la ingeniería del software. De hecho, en el campo de la ingeniería del software, el mantenimiento y la evolución de un sistema abarca hasta un 80% de la vida útil del sistema. Las empresas, que se han dedicado al desarrollo de sistemas software durante muchos años, han acumulado grandes cantidades de conocimiento y experiencia. Por lo tanto, ML resulta una solución atractiva para reducir sus costos de mantenimiento aprovechando los recursos acumulados. Específicamente, la Recuperación de Enlaces de Trazabilidad, la Localización de Errores y la Ubicación de Características se encuentran entre las tareas más comunes y relevantes para realizar el mantenimiento de productos software. Para abordar estas tareas, los investigadores han propuesto diferentes enfoques. Sin embargo, la mayoría de las investigaciones se centran en métodos tradicionales, como la indexación semántica latente, que no explota los recursos recopilados. Además, la mayoría de las investigaciones se enfocan en el código, descuidando otros artefactos de software como son los modelos. En esta tesis, presentamos un enfoque basado en ML para la recuperación de fragmentos en modelos (FRAME). El objetivo de este enfoque es recuperar el fragmento del modelo que realiza mejor una consulta específica. Esto permite a los ingenieros recuperar el fragmento que necesita ser trazado, reparado o ubicado para el mantenimiento del software. Específicamente, FRAME combina la computación evolutiva y las técnicas ML. En FRAME, un algoritmo evolutivo es guiado por ML para extraer de manera eficaz distintos fragmentos de un modelo. Estos fragmentos son posteriormente evaluados mediante técnicas ML. Para aprender a evaluarlos, las técnicas ML aprovechan el conocimiento (fragmentos recuperados de modelos) y la experiencia que las empresas han generado durante años. Basándose en lo aprendido, las técnicas ML determinan qué fragmento del modelo realiza mejor una consulta. Sin embargo, la mayoría de las técnicas ML no pueden entender los fragmentos de los modelos. Por lo tanto, antes de aplicar las técnicas ML, el enfoque propuesto codifica los fragmentos a través de una codificación ontológica y evolutiva. En resumen, FRAME está diseñado para extraer fragmentos de un modelo, codificarlos y evaluar cuál realiza mejor una consulta específica. El enfoque ha sido evaluado a partir de un caso real proporcionado por nuestro socio industrial (CAF, un proveedor internacional de soluciones ferroviarias). Además, sus resultados han sido comparados con los resultados de los enfoques más comunes y recientes. Los resultados muestran que FRAME obtuvo los mejores resultados para la mayoría de los indicadores de rendimiento, proporcionando un valor medio de precisión igual a 59.91%, un valor medio de exhaustividad igual a 78.95%, una valor-F medio igual a 62.50% y un MCC (Coeficiente de Correlación Matthews) medio igual a 0.64. Aprovechando los fragmentos recuperados de los modelos, FRAME es menos sensible al conocimiento tácito y al desajuste de vocabulario que los enfoques basados en información semántica. Sin embargo, FRAME está limitado por la disponibilidad de fragmentos recuperados para llevar a cabo el aprendizaje automático. Esta tesis presenta una discusión más amplia de estos aspectos así como el análisis estadístico de los resultados, que evalúa la magnitud de la mejora en comparación con los otros enfoques. / [CAT] L'aprenentatge automàtic (ML per les seues sigles en anglés) és conegut com la branca de la intel·ligència artificial que reuneix algorismes estadístics, probabilístics i d'optimització, que aprenen empíricament. ML pot aprofitar el coneixement i l'experiència que s'han generat durant anys en les empreses per a realitzar automàticament diferents processos. Per tant, ML s'ha aplicat a diverses àrees d'investigació, que estudien des de la medicina fins a l'enginyeria del programari. De fet, en el camp de l'enginyeria del programari, el manteniment i l'evolució d'un sistema abasta fins a un 80% de la vida útil del sistema. Les empreses, que s'han dedicat al desenvolupament de sistemes programari durant molts anys, han acumulat grans quantitats de coneixement i experiència. Per tant, ML resulta una solució atractiva per a reduir els seus costos de manteniment aprofitant els recursos acumulats. Específicament, la Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat, la Localització d'Errors i la Ubicació de Característiques es troben entre les tasques més comunes i rellevants per a realitzar el manteniment de productes programari. Per a abordar aquestes tasques, els investigadors han proposat diferents enfocaments. No obstant això, la majoria de les investigacions se centren en mètodes tradicionals, com la indexació semàntica latent, que no explota els recursos recopilats. A més, la majoria de les investigacions s'enfoquen en el codi, descurant altres artefactes de programari com són els models. En aquesta tesi, presentem un enfocament basat en ML per a la recuperació de fragments en models (FRAME). L'objectiu d'aquest enfocament és recuperar el fragment del model que realitza millor una consulta específica. Això permet als enginyers recuperar el fragment que necessita ser traçat, reparat o situat per al manteniment del programari. Específicament, FRAME combina la computació evolutiva i les tècniques ML. En FRAME, un algorisme evolutiu és guiat per ML per a extraure de manera eficaç diferents fragments d'un model. Aquests fragments són posteriorment avaluats mitjançant tècniques ML. Per a aprendre a avaluar-los, les tècniques ML aprofiten el coneixement (fragments recuperats de models) i l'experiència que les empreses han generat durant anys. Basant-se en l'aprés, les tècniques ML determinen quin fragment del model realitza millor una consulta. No obstant això, la majoria de les tècniques ML no poden entendre els fragments dels models. Per tant, abans d'aplicar les tècniques ML, l'enfocament proposat codifica els fragments a través d'una codificació ontològica i evolutiva. En resum, FRAME està dissenyat per a extraure fragments d'un model, codificar-los i avaluar quin realitza millor una consulta específica. L'enfocament ha sigut avaluat a partir d'un cas real proporcionat pel nostre soci industrial (CAF, un proveïdor internacional de solucions ferroviàries). A més, els seus resultats han sigut comparats amb els resultats dels enfocaments més comuns i recents. Els resultats mostren que FRAME va obtindre els millors resultats per a la majoria dels indicadors de rendiment, proporcionant un valor mitjà de precisió igual a 59.91%, un valor mitjà d'exhaustivitat igual a 78.95%, una valor-F mig igual a 62.50% i un MCC (Coeficient de Correlació Matthews) mig igual a 0.64. Aprofitant els fragments recuperats dels models, FRAME és menys sensible al coneixement tàcit i al desajustament de vocabulari que els enfocaments basats en informació semàntica. No obstant això, FRAME està limitat per la disponibilitat de fragments recuperats per a dur a terme l'aprenentatge automàtic. Aquesta tesi presenta una discussió més àmplia d'aquests aspectes així com l'anàlisi estadística dels resultats, que avalua la magnitud de la millora en comparació amb els altres enfocaments. / [EN] Machine Learning (ML) is known as the branch of artificial intelligence that gathers statistical, probabilistic, and optimization algorithms, which learn empirically. ML can exploit the knowledge and the experience that have been generated for years to automatically perform different processes. Therefore, ML has been applied to a wide range of research areas, from medicine to software engineering. In fact, in software engineering field, up to an 80% of a system's lifetime is spent on the maintenance and evolution of the system. The companies, that have been developing these software systems for a long time, have gathered a huge amount of knowledge and experience. Therefore, ML is an attractive solution to reduce their maintenance costs exploiting the gathered resources. Specifically, Traceability Link Recovery, Bug Localization, and Feature Location are amongst the most common and relevant tasks when maintaining software products. To tackle these tasks, researchers have proposed a number of approaches. However, most research focus on traditional methods, such as Latent Semantic Indexing, which does not exploit the gathered resources. Moreover, most research targets code, neglecting other software artifacts such as models. In this dissertation, we present an ML-based approach for fragment retrieval on models (FRAME). The goal of this approach is to retrieve the model fragment which better realizes a specific query in a model. This allows engineers to retrieve the model fragment, which must be traced, fixed, or located for software maintenance. Specifically, the FRAME approach combines evolutionary computation and ML techniques. In the FRAME approach, an evolutionary algorithm is guided by ML to effectively extract model fragments from a model. These model fragments are then assessed through ML techniques. To learn how to assess them, ML techniques takes advantage of the companies' knowledge (retrieved model fragments) and experience. Then, based on what was learned, ML techniques determine which model fragment better realizes a query. However, model fragments are not understandable for most ML techniques. Therefore, the proposed approach encodes the model fragments through an ontological evolutionary encoding. In short, the FRAME approach is designed to extract model fragments, encode them, and assess which one better realizes a specific query. The approach has been evaluated in our industrial partner (CAF, an international provider of railway solutions) and compared to the most common and recent approaches. The results show that the FRAME approach achieved the best results for most performance indicators, providing a mean precision value of 59.91%, a recall value of 78.95%, a combined F-measure of 62.50%, and a MCC (Matthews correlation coefficient) value of 0.64. Leveraging retrieved model fragments, the FRAME approach is less sensitive to tacit knowledge and vocabulary mismatch than the approaches based on semantic information. However, the approach is limited by the availability of the retrieved model fragments to perform the learning. These aspects are further discussed, after the statistical analysis of the results, which assesses the magnitude of the improvement in comparison to the other approaches. / Marcén Terraza, AC. (2020). Design of a Machine Learning-based Approach for Fragment Retrieval on Models [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158617

Domänenspezifische Sprachen (DSLs) sind Software-Sprachen, die speziell für bestimmte Anwendungsdomänen entwickelt wurden. Mithilfe von DSLs können Domänenexperten ihr Domänenwissen auf einem hohen Abstraktionsniveau beschreiben. Wie andere Software-Sprachen auch, benötigen DSLs Sprachwerkzeuge, die Assistenz bei der Erstellung und Verarbeitung von domänenspezifischen Modellen bieten. Eine domänenspezifische Werkbank (DSW) ist ein Software-Werkzeug, welches mehrere solcher Sprachwerkzeuge für eine DSL miteinander integriert. Existierende Werkzeuge, die es erlauben eine DSW aufgrund der Beschreibung einer DSL automatisch generieren zu lassen, unterstützen jedoch nicht die Beschreibung und Generierung von editierbaren Sichten. Eine Sicht ist ein Teil einer DSW, der nur einen bestimmten Aspekt eines Modells darstellt. Diese Dissertation stellt spezielle Modelltransformationssprachen (MTLs) vor, mit denen die Synchronisation von Sichten in einer generierten DSW beschrieben werden kann. Dadurch können DSWs mit editierbaren Sichten mittels existierender Werkzeuge zur Generierung von Sprachwerkzeugen erstellt werden. Dafür wird eine DSW für die Nanophysik-Domäne sowie eine Taxonomie von Synchronisationstypen vorgestellt, welche es erlaubt genau zu bestimmen, welche Art von Modelltransformationen für die Synchronisation von Sichten in dieser Werkbank benötigt werden. Entsprechend dieser Anforderungen werden zwei MTLs entwickelt. Insbesondere wird eine bidirektionale MTL entwickelt. Mit solch einer Sprache kann man eine Relation, welche definiert ob zwei Modelle synchron sind, so beschreiben, dass die entsprechende Synchronisationslogik automatisch abgeleitet werden kann. Die gezeigten MTLs werden als interne DSLs - das heißt eingebettet als ausdrucksstarke Bibliotheken - in der Programmiersprache Scala implementiert. Auf diese Weise kann Scalas Typprüfung genutzt werden, um Transformationen und deren Komposition statisch zu verifizieren. / Domain-specific languages (DSLs) are software languages which are tailored to a specific application domain. DSLs enable domain experts to create domain-specific models, that is, high-level descriptions of domain knowledge. As any other software languages, DSLs rely on language tools which provide assistance for processing and managing domain-specific models. A domain-specific workbench is an integrated set of such tools for a DSL. A recently proposed approach is to automatically generate a domain-specific workbench for a DSL from a description of that DSL. However, existing tools which apply this approach do not support to describe and generate editable domain-specific views. A view is a part of domain-specific workbench that presents only one aspect of a model, for example, its hierarchical structure. This dissertation presents special model transformation languages which support the description of view synchronization in a generated domain-specific workbench. This allows a multi-view domain-specific workbench to be created with existing tools for language tool generation. We present a generated domain-specific workbench for the nanophysics domain and present a taxonomy of synchronization types. This allows us to precisely define what model transformations are required for view synchronization in that workbench. According to these requirements, we develop two transformation languages by adapting existing ones. In particular, we develop a bidirectional transformation language. With such a language one can describe a relation which defines whether two models are in sync and let the synchronization logic be inferred automatically. We implement model transformation languages as internal DSLs - that is, embedded as expressive libraries - in the Scala programming language and use Scala''s type checking for static verification of transformations and their composition.

La transformation de modèles consiste à transformer un modèle source en un modèle cible conformément à des méta-modèles source et cible. Nous distinguons deux types de transformations. La première est exogène où les méta-modèles source et cible représentent des formalismes différents et où tous les éléments du modèle source sont transformés. Quand elle concerne un même formalisme, la transformation est endogène. Ce type de transformation nécessite généralement deux étapes : l’identification des éléments du modèle source à transformer, puis la transformation de ces éléments. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons trois principales contributions liées à ces problèmes de transformation. La première contribution est l’automatisation des transformations des modèles. Nous proposons de considérer le problème de transformation comme un problème d'optimisation combinatoire où un modèle cible peut être automatiquement généré à partir d'un nombre réduit d'exemples de transformations. Cette première contribution peut être appliquée aux transformations exogènes ou endogènes (après la détection des éléments à transformer). La deuxième contribution est liée à la transformation endogène où les éléments à transformer du modèle source doivent être détectés. Nous proposons une approche pour la détection des défauts de conception comme étape préalable au refactoring. Cette approche est inspirée du principe de la détection des virus par le système immunitaire humain, appelée sélection négative. L’idée consiste à utiliser de bonnes pratiques d’implémentation pour détecter les parties du code à risque. La troisième contribution vise à tester un mécanisme de transformation en utilisant une fonction oracle pour détecter les erreurs. Nous avons adapté le mécanisme de sélection négative qui consiste à considérer comme une erreur toute déviation entre les traces de transformation à évaluer et une base d’exemples contenant des traces de transformation de bonne qualité. La fonction oracle calcule cette dissimilarité et les erreurs sont ordonnées selon ce score. Les différentes contributions ont été évaluées sur d’importants projets et les résultats obtenus montrent leurs efficacités. / Model transformations take as input a source model and generate as output a target model. The source and target models conform to given meta-models. We distinguish between two transformation categories. Exogenous transformations are transformations between models expressed using different languages, and the whole source model is transformed. Endogenous transformations are transformations between models expressed in the same language. For endogenous transformations, two steps are needed: identifying the source model elements to transform and then applying the transformation on them. In this thesis, we propose three principal contributions. The first contribution aims to automate model transformations. The process is seen as an optimization problem where different transformation possibilities are evaluated and, for each possibility, a quality is associated depending on its conformity with a reference set of examples. This first contribution can be applied to exogenous as well as endogenous transformation (after determining the source model elements to transform). The second contribution is related precisely to the detection of elements concerned with endogenous transformations. In this context, we present a new technique for design defect detection. The detection is based on the notion that the more a code deviates from good practice, the more likely it is bad. Taking inspiration from artificial immune systems, we generate a set of detectors that characterize the ways in which a code can diverge from good practices. We then use these detectors to determine how far the code in the assessed systems deviates from normality. The third contribution concerns transformation mechanism testing. The proposed oracle function compares target test cases with a base of examples containing good quality transformation traces, and assigns a risk level based on the dissimilarity between the two. The traces help the tester understand the origin of an error. The three contributions are evaluated with real software projects and the obtained results confirm their efficiencies.

Une entreprise doit être capable de décrire et de demeurer réactive face à un événement endogène ou exogène. Une telle flexibilité peut s'obtenir par la gestion des processus d'entreprise (Business Process Management - BPM). Lors d'une démarche BPM, différentes transformations interviennent sur les modèles de processus développés par l'analyste métier et l'expert en technologies de l'information. Un non-alignement se crée entre ces modèles hétérogènes lors de leurs manipulations : il s'agit du "fossé métier-TI" tel que décrit dans la littérature. L'objectif de notre travail est de proposer un cadre méthodologique permettant un meilleur pilotage des processus métier, afin de tendre vers un alignement systématique de leur modélisation à leur implémentation au sein du système cible. A l'aide de concepts issus de l'ingénierie d'Entreprise et des Systèmes d'Informations dirigée par les modèles et des TI, nous définissons une démarche générique assurant une cohérence intermodèle. Son rôle est de conserver et de fournir toutes les informations liées à la structure et à la sémantique des modèles. En permettant la restitution intégrale d'un modèle transformé au sens de l'ingénierie inverse, notre plateforme permet une synchronisation entre modèle d'analyse et modèle d'implémentation. Le manuscrit présente également l'adéquation possible entre l'ingénierie des procédés et le BPM à travers un point de vue multi-échelle. / A company must be able to describe and to remain responsive against endogenous or exogenous events. Such flexibility can be obtained with the Business Process Management (BPM). Through a BPM approach, different transformations operate on process models, developed by the business analyst and IT expert. A non-alignment is created between these heterogeneous models during their manipulation: this is the "business-IT gap" as described in the literature. The objective of our work is to propose a methodological framework for a better management of business processes in order to reach a systematic alignment from their modelling to their implementation within the target system. Using concepts from Model-driven Enterprise and Information System engineering, we define a generic approach ensuring an intermodal consistency. Its role is to maintain and provide all information related to the model structure and semantics. By allowing a full restitution of a transformed model, in the sense of reverse engineering, our platform enables synchronization between analysis model and implementation model. The manuscript also presents the possible match between process engineering and BPM through a multi- erspective scale.

La complexité croissante des systèmes d'information modernes a motivé l'apparition de nouveaux paradigmes (objets, composants, services, etc), permettant de mieux appréhender et maîtriser la masse critique de leurs fonctionnalités. Ces systèmes sont construits de façon modulaire et adaptable afin de minimiser les temps d'arrêts dus aux évolutions ou à la maintenance de ceux-ci. Afin de garantir des propriétés non fonctionnelles (par ex. maintien du temps de réponse malgré un nombre croissant de requêtes), ces systèmes sont également amenés à être distribués sur différentes ressources de calcul (grilles). Outre l'apport en puissance de calcul, la distribution peut également intervenir pour distribuer une tâche sur des nœuds aux propriétés spécifiques. C'est le cas dans le cas des terminaux mobiles proches des utilisateurs ou encore des objets et capteurs connectés proches physiquement du contexte de mesure. L'adaptation d'un système et de ses ressources nécessite cependant une connaissance de son état courant afin d'adapter son architecture et sa topologie aux nouveaux besoins. Un nouvel état doit ensuite être propagé à l'ensemble des nœuds de calcul. Le maintien de la cohérence et le partage de cet état est rendu particulièrement difficile à cause des connexions sporadiques inhérentes à la distribution, pouvant amener des sous-systèmes à diverger. En réponse à ces défi scientifiques, cette thèse propose une abstraction de conception et de déploiement pour systèmes distribués dynamiquement adaptables, grâce au principe du Model@Runtime. Cette approche propose la construction d'une couche de réflexion distribuée qui permet la manipulation abstraite de systèmes répartis sur des nœuds hétérogènes. En outre, cette contribution introduit dans la modélisation des systèmes adaptables la notion de cohérence variable, permettant ainsi de capturer la divergence des nœuds de calcul dans leur propre conception. Cette couche de réflexion, désormais cohérente "à terme", permet d'envisager la construction de systèmes adaptatifs hétérogènes, regroupant des nœuds mobiles et embarqués dont la connectivité peut être intermittente. Cette contribution a été concrétisée par un projet nommé ''Kevoree'' dont la validation démontre l'applicabilité de l'approche proposée pour des cas d'usages aussi hétérogènes qu'un réseau de capteurs ou une flotte de terminaux mobiles. / The growing complexity of modern IT systems has motivated the development of new paradigms (objects, components, services,...) to better cope with the critical size of their functionalities. Such systems are then built as a modular and dynamically adaptable compositions, allowing them to minimise their down-times while performing evolutions or fixes. In order to ensure non-functional properties (i.e. request latency) such systems are distributed across different computation nodes. Besides the added value in term of computational power (cloud), this distribution can also target nodes with dedicated properties such as mobile nodes and sensors (internet of things), physically close to users for interactions. Adapting a system requires knowledge about its current state in order to adapt its architecture to its evolving needs. A new state must be then disseminated to other nodes to synchronise them. Maintaining its consistency and sharing this state is a difficult task especially in case of sporadic connexions which lead to divergent state between sub-systems. To tackle these scientific problems, this thesis proposes an abstraction to design and deploy distributed adaptive systems following the Model@Runtime paradigm. From this abstraction, the proposed approach allows defining a distributed reflexive layer to manipulate heterogeneous distributed nodes. In particular, this contribution introduces variable consistencies in model definition and divergence in system conception. This reflexive layer, eventually consistent allows the construction of distributed adapted systems even on mobile nodes with intermittent connectivity. This work has been realized in an open source project named Kevoree, and validated on various distributed systems ranging from sensor networks to “cloud” computing.

Le principal problème abordé dans cette thèse est la définition d'une nouvelle méthodologie SPL qui couvre les deux phases du processus et met l'accent sur la dérivation de modèles comportementaux des produits. Le chapitre 2 définit le cadre de cette thèse : les lignes de produits logiciels, les processus opérationnels et l'ingénierie dirigé par les modèles. Dans le chapitre 3, nous proposons une nouvelle méthodologie SPL centrée sur la dérivation de comportement des produits. Nous décrivons d'abord le courant principal de la méthodologie, et ensuite les différentes étapes. Dans le chapitre 4, nous proposons un nouveau langage spécifique domaine appelé CBPF pour la modélisation des fragments de processus opérationnels. Une approche dirigée par les modèles est suivie pour créer CBPF: syntaxe abstraite, syntaxe concrète graphique et sémantique translationnelles. Dans le chapitre 5, nous proposons plusieurs types de vérifications applicables aux fragments afin de déterminer leur justesse. Pour la vérification structurelle, est définit un ensemble des règles de cohérence qui doivent être valides pour chaque fragment réalisé avec CBPF. Pour vérifier le comportement, nous transformons d'abord les fragments dans des réseaux de Pétri équivalents. On peut alors vérifier des propriétés génériques mais aussi définir des propriétés spécifiques. Dans le chapitre 6, nous illustrons la méthodologie proposée en l'appliquant à une étude de cas à partir du domaine système de gestion de crise. Nous proposons également une suite d'outils qui supporte notre méthodologie. Le chapitre 7 décrit les améliorations possibles et les extensions aux contributions de cette thèse. Nous concluons la thèse dans le chapitre 8. / The major problem addressed in this thesis is the definition of a new SPLE methodology that covers both phases of the SPLE process and focuses on the derivation of behavioral models of SPL products. In Chapter 2 three research areas scope context of this thesis: Software Product Lines, Business Processes, and Model-Driven Engineering. Throughout Chapter 3, we propose a new SPLE methodology that focuses on the derivation of product behavior. We first describe the main flow of the methodology, and then detail the individual steps. In chapter 4 we propose a new domain specific language called CBPF created for modeling composable business process fragments. A model driven approach is followed for creating CBPF: definition of the abstract syntax, graphical concrete syntax and translational semantics. In Chapter 5 we propose several types of verifications that can be applied to business processfragments to determine their "correctness". For structural verification we definine a set of fragment consistency rules that should be valid for every business process fragment created with CBPF. To check behavioral correctness we first transform the business process fragment into an equivalent HCPN. We can then check generic properties but also define aset of fragment specific properties. In chapter 6 we exemplify the proposed SPL methodology by applying it to a case study from the crisis management system domain. We also propose a tool suite that supports our methodology. Chapter 7 describes possible improvements and extensions to the contributions of this thesis. We conclude the thesis in Chapter 8 and draw some conclusions.