Avec l’émergence du "Cloud-computing" et des applications mobiles, il est possible de trouver un service web répondant à presque tout besoin. De plus, les développeurs peuvent créer des applications complexes en combinant différents services indépendants, dont l’agencement et l’exécution peuvent être automatisés avec l’aide de langages d’orchestration. Cependant, la diversité des technologies et le manque de standardisation peuvent entraver la collaboration entre services. Un exemple de cette limitation est le cas de la gestion des photos avec des services tels que Flickr et Picasa, qui diffèrent non seulement sur la façon dont les photos sont organisées mais aussi sur les services qu’ils fournissent. L’hétérogénéité de ces deux services conduit à des problèmes d’interopérabilité, à savoir dans l’adaptation, l’intégration et la coordination. Nous proposons un framework pour aider à la résolution de ces problèmes, sous la forme d’une architecture qui intègre différents langages d’orchestration avec des fournisseurs de services hétérogènes autour d’un langage pivot. Comme langage pivot, nous proposons le langage d’orchestration Criojo qui implémente et étend le Heta-calcul, un calcul original associé à une machine chimique abstraite dédié à l’orchestration de services. En adoptant cette approche l’interopérabilité entre les services et les langages d’orchestration sera améliorée, facilitant ainsi le développement des services composites. Le haut niveau d’abstraction de Criojo pourrait permettre aux développeurs d’écrire des orchestrations très concises puisque les échanges de messages sont représentés d’une manière naturelle et intuitive. / With the emergence of cloud computing and mobile applications, it is possible to find a web service for almost everything. Moreover, developers can create complex applications by combining several independent services, whose arrangement and execution can be automated with the aid of orchestration languages. Nevertheless, the diversity of technologies and the lack of standardization can hinder the collaboration between services. An example of this limitation is the case of photo management with services such as Flickr and Picasa,which not only differ on the way photos are organized, but also in the services they provide. The heterogeneity of the two services leads to interoperability problems, namely adaptation, integration and coordination problems. We propose a framework for helping at the resolution of these issues, in the form of an architecture that integrates different orchestration languages with heterogeneous service providers around a pivot language. As a pivot language we propose an orchestration language based on the chemical programming paradigm. Concretely, this dissertation presents the language Criojo that implements and extends the Heta-calculus, an original calculus associated to a chemical abstract machine dedicated to service-oriented computing. The consequence of adopting this approach would bean improvement in the interoperability of services and orchestration languages, thus easing the development of composite services. The high level of abstraction of Criojo could allow developers to write very concise orchestrations since message exchanges are represented in a natural and intuitive way.

Thèse doctorat : Informatique : Rennes 1 : 2007. / Bibliogr. p. 117-121. Index.

Avec le développement de l'Internet des services, composer dynamiquement des services distribués faiblement couplés est devenu le nouveau challenge du calcul à large échelle. Alors que la composition de services est devenue un élément clef des plates-formes orientées service, les systèmes de composition de services suivent pour la plupart une approche centralisée connaissant l'ensemble des informations de flux de contrôle et de données du workflow, posant un certain nombre de problèmes, notamment de passage à l'échelle et de fiabilité. Dans un monde où les plates-formes sont de plus en plus dynamiques, de nouveaux mécanismes de coordination dynamiques sont requis. Dans ce contexte, des métaphores naturelles, et en particulier la méthapore chimique, ont gagné une attention particulière récemment, car elles fournissent des abstractions pour une coordination flexible d'entités. Dans cette thèse, nous présentons un système de gestion de workflow fondée sur la métaphore chimique, qui fournit un modèle d'exécution haut-niveau pour l'exécution centralisée et décentralisée de compositions (ou workflows). Selon ce modèle, les services sont vus comme des molécules qui flottent dans une solution chimique. La coordination de ces services est effectuée par un ensemble de réactions entre ces molécules exprimant l'exécution décentralisée d'un workflow. Par ailleurs, si le paradigme chimique est aujourd'hui considéré comme un modèle de coordination prometteur, il manque des résultats expérimentaux. Ainsi, nous avons développé un prototype logiciel. Des expériences ont été menées avec des workflows d'applications réelles pour montrer la viabilité de notre modèle.

Avec l’émergence de plates-formes distribuées très hétérogènes, dynamiques et à large-échelle, la nécessité d’un moyen de les programmer efficacement et de les gérer a surgi. Le concept de l’informatique autonomique propose de créer des systèmes autogérables — des systèmes qui sont conscients de leurs composants et de leur environnement, et peuvent se configurer, s’optimiser, se guérir et se protéger. Dans le cadre de la réalisation de tels systèmes, la programmation déclarative, dont l’objectif est de faciliter la tâche du programmeur en séparant le contrôle de la logique du calcul, a retrouvé beaucoup d’intérêt ce dernier temps. En particulier, la programmation à base de des règles est considérée comme un modèle prometteur dans cette quête pour des abstractions de programmation adéquates pour ces plates-formes. Cependant, bien que ces modèles gagnent beaucoup d’attention, ils créent une demande pour des outils génériques capables de les exécuter à large échelle. Le modèle de programmation chimique, qui a été conçu suite à la métaphore chimique, est un modéle de programmation à bas de règles et d’ordre supérieur, avec une exécution non-déterministe modèle, où les règles sont appliquées simultanément sur un multi-ensemble de données. Dans cette thèse, nous proposons la conception, le développement et l’expérimentation d’un intergiciel distribué pour l’exécution de programmes chimique sur des plates-formes à large échelle et génériques. L’architecture proposée combine une couche de communication pair-à-pair avec un protocole de capture atomique d’objets sur lesquels les règles doivent être appliquées, et un système efficace de détection de terminaison. Nous décrivons le prototype d’intergiciel mettant en œuvre cette architecture. Basé sur son déploiement dans un banc d’essai réel, nous présentons les résultats de performance, qui confirment les complexités analytiques obtenues et montrons expérimentalement la viabilité d’un tel modèle de programmation. / With the emergence of highly heterogeneous, dynamic and large distributed platforms, the need for a way to efficiently program and manage them has arisen. The concept of autonomic computing proposes to create self-manageable systems — systems which are aware of their components and their environment, and can configure, optimise, heal and protect themselves. In the context of realisation of such systems, declarative programming, whose goal is to ease the programmer’s task by separating the control from the logic of a computation, has regained a lot of interest recently. In particular, rule-based programming is regarded as a promising model in this quest for adequate programming abstractions for these platforms. However, while these models are gaining a lot of attention, there is a demand for generic tools able to run such models at large scale. The chemical programming model, which was designed following the chemical metaphor, is a higher-order, rule-based programming model, with a non-deterministic execution model, where rules are applied concurrently on a multiset of data. In this thesis, we propose the design, development, and experimentation of a distributed chemical runtime for generic, largely-distributed platforms. The architecture proposed combines a peer-to-peer communication layer with an adaptive protocol for atomically capturing objects on which rules should be applied, and an efficient termination-detection scheme. We describe the software prototype implementing this architecture. Based on its deployment over a real-world test-bed, we present its performance results, which confirm analytically obtained complexities, and experimentally show the sustainability of such a programming model.

Avec l'émergence de plates-formes distribuées très hétérogènes, dynamiques et à large échelle, la nécessité d'un moyen de les programmer efficacement et de les gérer est apparu. Le concept de l'informatique autonomique propose de créer des systèmes auto-gérés c'est-à-dire des systèmes qui sont conscients de leurs composants et de leur environnement, et peuvent se configurer, s'optimiser, se réparer et se protéger. Dans le cadre de la réalisation de tels systèmes, la programmation déclarative, dont l'objectif est de faciliter la tâche du programmeur en séparant le contrôle de la logique du calcul, a retrouvé beaucoup d'intérêt ces derniers temps. En particulier, la programmation à base de des règles est considérée comme un modèle prometteur dans cette quête d'abstractions de programmation adéquates pour ces plates-formes. Cependant, bien que ces modèles gagnent beaucoup d'attention, ils créent une demande pour des outils génériques capables de les exécuter à large échelle. Le modèle de programmation chimique, qui a été conçu suivant la métaphore chimique, est un modèle de programmation à bas de règles et d'ordre supérieur, avec une exécution non-déterministe, où les règles sont appliquées de façon concurrente sur un multi ensemble de données. Dans cette thèse, nous proposons la conception, le développement et l'expérimentation d'un intergiciel distribué pour l'exécution de programmes chimique sur des plates-formes à large échelle et génériques. L'architecture proposée combine une couche de communication pair-à-pair avec un protocole de capture atomique d'objets sur lesquels les règles doivent être appliquées, et un système efficace de détection de terminaison. Nous décrivons le prototype d'intergiciel mettant en oeuvre cette architecture. En s'appuyant sur son déploiement sur une plate-forme expérimentale à large échelle, nous présentons les résultats de performance, qui confirment les complexités analytiques obtenues et montrons expérimentalement la viabilité d'un tel modèle de programmation.