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

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

Depuis la fin des années 1990, le développement des terminaux nomades et des réseaux sans fil s'est considérablement accéléré. Cela a provoqué l'apparition de nouvelles applications, très largement réparties, et offrant de nouveaux services, aussi bien aux usagers (applications de commerce électronique, télévision interactive, applications de proximité), qu'aux entreprises (développement du commerce B2B).<br /><br /> Avec l'apparition de ces nouvelles applications, les services techniques, qui prennent en charge un certain nombre de contraintes systèmes, ont également dû évoluer. Nos travaux ont principalement porté sur l'étude de mécanismes permettant de concevoir des services techniques adaptés à ces nouvelles applications. Cela a été réalisé en trois phases :<br />− Dans un premier temps, nous avons étudié la possibilité d'utiliser le modèle de programmation par composants, pour réaliser un service de gestion de transactions distribuées offrant la possibilité d'utiliser le modèle de transactions emboîtées ouvertes (ce modèle transactionnel étant très intéressant dans le cadre des applications de commerce B2B).<br />− Puis, nous avons généralisé le mécanisme de réalisation des services techniques en utilisant le modèle à composants, de manière à pouvoir facilement faire évoluer ces services aux travers de différentes "personnalités". Dans le cadre de ce travail, nous avons également proposé une architecture permettant de choisir la bonne personnalité du service technique, en fonction des besoins applicatifs, et des contraintes de l'environnement d'exécution.<br />− Enfin, nous avons proposé un service de requêtes dépendantes de la localisation de l'utilisateur, pour applications de proximité. Ce service, utilisant une localisation approchée d'un utilisateur, propose de retrouver des informations, dans un environnement dynamique formé de plusieurs terminaux nomades, capables de capacité de communication.

La simulation informatique est un outil incontournable dans les sciences expérimentales. La puissance de calcul croissante des ordinateurs associée au parallélisme et aux avancées dans la modélisation mathématique des phénomènes physiques permet de réaliser virtuellement des expériences de plus en plus complexes. De plus, l'émergence de la programmation GPU a considérablement accru la qualité et la rapidité de l'affichage. Ceci a permis de démocratiser la visualisation sous forme graphique des résultats de simulation. La visualisation scientifique peut être passive : l'utilisateur peut suivre l'évolution de la simulation ou bien observer ses résultats après que le calcul soit terminé. Elle peut aussi être interactive lorsque le chercheur peut agir sur la simulation alors qu'elle se déroule. Créer de telles applications complexes n'est cependant pas à la portée de tout scientifique non informaticien. La programmation par composants est, depuis des années, mise en avant comme une solution à ce problème. Elle consiste à construire des applications en interconnectant des programmes exécutant des tâches élémentaires. Ce mémoire présente un modèle de composants et une méthode de composition d'applications de visualisation scientifique interactive. Elle s'intéresse, en particulier, à la conciliation de deux contraintes majeures dans la coordination de ces applications : la performance et la cohérence. / Computer simulation is an essential tool in experimental sciences. The increasing computing power, parallelism and the advances in the mathematical modeling of physical phenomena allow to virtually run always more complex experiments. In addition, the rise of GPU programming has greatly increased the quality and performance of display. This has allowed to spread the graphical visualization of simulation results. Scientific visualization can be passive: the user can only follow the simulation's progress or observe its results when it is done. It can also be interactive in which case the researcher can act on the simulation while it is running. Creating such complex applications can, however, be tedious for non-computer-scientists. Component-based development is, for years, highlighted as a solution to this problem. It consists in building applications by interconnecting small programs completing elementary tasks. This thesis presents a component model and a method for composing interactive scientific visualization applications. It particularly focuses on the balance between two major constraints of these applications: performance and coherence.

L'objectif de cette thèse est de faciliter la conception et le déploiement d'applications distribuées sur la Grille, en utilisant une approche orientée composants. Les problématiques du calcul sur grilles abordées dans notre proposition sont : la complexité de conception, le déploiement, la flexibilité et la performance. Nous proposons et justifions un modèle de composants et son implantation. Le modèle proposé repose sur le modèle de composants Fractal et sur le modèle des objets actifs. Il bénéficie d'une part, de la structure hiérarchique et de la définition précise du modèle Fractal, et d'autre part, de l'identification des composants comme activités configurables. Nous proposons un modèle de déploiement et nous spécifions un ensemble de primitives pour les communications collectives, grâce à la définition d'interfaces collectives. Les interfaces collectives permettent de gérer la distribution des données, le parallélisme et la synchronisation des invocations.<br />Nous avons développé une implantation du modèle proposé avec l'intergiciel de grille ProActive. Le framework de composants bénéficie ainsi des fonctionnalités sous-jacentes offertes par l'intergiciel ProActive. Nous démontrons la capacité de passage à l'échelle et l'efficacité de notre framework en déployant sur plusieurs centaines de machines des applications intensives en termes de calcul et de communications. Nous mettons à profit les interfaces collectives pour développer une application SPMD à base de composants, dont nous évaluons les performances.

L'utilisation d'AOP pour modéliser les préoccupations transverses ou non modulaire de CBSE assure une meilleure modularité et réutilisabilité des composants. Dans ce cadre, nous proposons une approche générique pour modéliser les aspects dans les modèles à composants. Nous modélisons un aspect par un wrapper sur une vue de système. Une vue décrit une configuration adéquate du système où tous les composants dans l'intérêt d'un aspect sont encapsulés dans le même composite. Pour la définition des vues, nous définissons un langage déclaratif VIL. Nous illustrons comment les vues sont mises en œuvre dans des modèles à composants (ex., Fractal), et nous fournissons un modèle formel pour l'analyse des interférences d'aspects. Les composants et les aspects sont modélisés par des automates et Uppaal est utilisé pour détecter les interférences. Pour la résolution d'interférences, nous fournissons un ensemble d'opérateurs de composition. Notre approche est illustrée par un exemple : l'accès wifi dans un aéroport. / Using AOP to model non-modular concerns in CBSE ensures better modularity and reusability of components. In this thesis, we provide a model independent approach for modeling aspects in component models. In the approach we model aspects as wrappers on views of component systems. A view describes an adequate component system configuration where all the components of interest of an aspect are encapsulated in the same composite.For declarative definition of views, we provide a declarative language VIL. We illustrate how views are implemented in component models(e.g., Fractal). We provide a formal framework for aspect interferences analysis. In the framework component systems and aspects are modeled as automata and Uppaal model checker is used for the detection of aspect interferences. For interferences resolution, we provide a set of composition operators as templates to be instantiated for any two arbitrary aspects. Our approach is illustrated with an airport wireless access example.

Ces travaux de thèse visent à diminuer le coût de développement des applications mobilespour smartphones Android, iOS, etc. Les applications mobiles sont de plus en plus complexes. Auparavant, une application mobile se contentait d’afficher des données provenant du web. Maintenant, en plus de cela, elles communiquent avec le monde extérieur. Par exemple, certaines applications communiquent avec des montres, avec des écrans de télévision etc. D’autres permettent le scan de codes barres ou encore l’interaction avec des objets réels à travers la réalité augmentée. Les serveurs peuvent envoyer des notifications aux applications, etc. Une application mobile est devenue un logiciel à part entière. Cependant, pour toucher un maximum d’utilisateurs de smartphones, les applications mobiles doivent être conçues, implémentées et déployées sur tous les smartphones possibles. Avec la multiplication des configurations matérielles différentes ainsi que la multiplication des systèmes d’exploitation mobiles, cette tâche devient de plus en plus ardue. En effet, une application mobile doit souvent être réalisée une fois pour chaque plate-forme cible (Android, iOS, Windows Phone 8, etc.). Le temps et le coût de réalisation d’applications mobiles est donc multiplié par le nombre de plates-formes ciblées. Dans ces travaux, nous proposons de combiner le développement natif avec la programmation par composants. Pour ce faire, nous introduisons la notion de composants multiplateformes. Ce sont des composants qui peuvent être exécutés sur plusieurs plates-formes mobiles. Pour la représentation des composants, nous avons introduit la notion d’interface indépendante à n’importe quelle plate-forme mobile. Ainsi, l’intégration et l’assemblage se font d’une façon unique, que l’on soit dans un environnement de développement Android, iOS ou autre. Pour ce faire, nous avons spécifié un nouveau langage de programmation basé sur les annotations. Cette approche a été validée à travers le développement d’une application mobile pour Android et iOS avec notre solution. L’application implémentée a été réalisée en concordance avec les problématiques que rencontrent les entreprises de développement mobile et plus particulièrement Keyneosoft. Ensuite, nous avons comparé ces versions de l’application avec les versions développées nativement. Nous avons montré qu’avec notre solution nous diminuons le temps de développement d’au moins 30% sans aucune limitation pour les développeurs d’applications (même expérience utilisateur, même performance). Nous avons aussi comparé notre solution avec des produits disponibles sur le marché Phonegap, Titanium mobile et Xamarin. Nous en avons conclu que notre solutiton offrait le plus de possibilités sans aucune limitation. / In this thesis, we aim to decrease the development cost of applications for smartphones running Android, iOS, etc. Mobile applications are more and more complex. A few year ago, a mobile application was only design to display web content. Today, in addition, they are connected with the external world. For example, some applications are connected with watches, TVs, etc. Mobile applications became real softwares. However, in order to be visible by all smartphones users, mobile applications are designed, developed and deployed on every kind of smartphone. With the increase of the multiplicity of hardware configurations and the diversity of mobile operating systems, this task is becoming more and more laborious. Indeed, a mobile application is often implemented one time for each target platform (Android, iOS, Windows Phone 8, etc.). Therefore, the time and the cost for a mobile application implementation is multiplied by the number of target platforms. In this thesis, we propose to combine native development with the advantages of component-based software engineering. To do that, we have introduced the concept of multiplatform components. Those components are capable to be executed on any mobile platform. In order to describe components, we have introduced interfaces that are independent of any mobile platform. Thus, component integration and assembly are common on Android, iOS and others systems. To achieve that, we have specified a new programming language based on Annotations. We have validated this approach with the implementation of a real mobile application for Android and iOS. We have compared this application with the same application developed natively. Results show that with our solution, developers implement a multiplatform application 30% faster than native development. Moreover, our solution does not show any limitation for developers (same user experience, same performances). Finally, we have compared our solution with real products available on the software market: Phonegap, Titanium mobile and Xamarin. This comparison illustrates that our solution provides the best features and does not limit developers possibilities.