L'instrumentation de la supervision passe par la compréhension de son utilité et de sa faisabilité. Les indicateurs fournissent au tuteur des informations lui permettant de réguler les activités d'apprentissage au niveau Cognitif, Pédagogique, Social et Technique. Cette thèse se propose de répondre aux questions portant sur l'identification des types d'indicateurs utiles à chaque rôle de régulation du tuteur et sur la proposition d'une méthodologie permettant de réutiliser un ensemble d'indicateurs, de ces types, dans un environnement de supervision.<br />Le modèle CAS de supervision propose une taxonomie permettant au tuteur d'avoir une perception de l'activité d'apprentissage. Une enquête auprès de tuteurs en ligne a montré que les indicateurs Cognitifs permettent de jouer des rôles pédagogique et cognitif, les indicateurs Sociaux le rôle social. L'utilité des indicateurs d'Activité (Parcours et Technique) n'en est pas clairement ressortie. L'enquête révèle également un besoin de personnalisation de la supervision. <br />A la problématique d'instrumentation de la réutilisation, nous répondons en proposant un formalisme de Patron d'Indicateur Réutilisable qui permet de capitaliser les savoir-faire en terme de définition d'indicateur, ainsi qu'une Architecture Multi-Agent Ouverte permettant de les réutiliser dans de nouveaux contextes de supervision. Ces savoir-faire, modélisés en termes de fonction, peuvent dans l'architecture proposée se déployer et se combiner pour informer le tuteur sur l'activité d'apprentissage. Les opérations d'Agrégation et de Composition sont définies sur les fonctions «indicateur». L'environnement EM-AGIIR, implémentant l'architecture proposée est ouvert, évolutif et permet au tuteur de personnaliser son activité de supervision. Un ensemble d'indicateurs sur les traces du projet MATES du réseau européen Kaleidoscope y ont été réutilisés.

Depuis plusieurs années, l'évolution naturelle des applications vers la distribution a mis en évidence le besoin d'informations autre que celles uniquement nécessaires aux traitements. C'est ainsi qu'au fil du temps, les concepteurs et développeurs ont dû intégrer à leurs applications des tâches d'acquisition de l'environnement d'exécution permettant ainsi aux applications dans un premier temps de prendre en compte le contexte, puis de devenir « sensibles au contexte » et d'adapter leurs traitements en conséquence puis, dans un second temps, d'évoluer par reconfigurations dynamiques de manière à répondre au mieux aux sollicitations.<br /><br />Le contexte peut se diviser en trois couches. La première appelée « type de contexte » permet de réaliser l'acquisition du contexte, la deuxième, appelée « moyens de mise en œuvre de la gestion du contexte » est chargée de la gestion du contexte, enfin, la troisième couche offre les mécanismes permettant l'adaptation au contexte.<br /><br />Le premier chapitre de ce mémoire est intitulé « Processus de réingénierie » porte principalement sur la première phase d'acquisition des informations contextuelles et plus particulièrement sur les applications totalement (réingénierie) ou partiellement existantes comme les COTS.<br />Dans un premier temps, l'objectif est de réaliser une analyse des informations produites par des modules logiciels afin de prendre en compte mais également de fabriquer (si nécessaire) automatiquement à l'aide de connecteurs - lorsque c'est possible - des informations contextuelles de plus haut niveau. Dans un second temps, je me suis intéressé à l'intégration de Composants sur Etagères (ou COTS Products). L'objectif est ici une analyse des assemblages de COTS sélectionnés afin de s'assurer de la faisabilité du déploiement, et donc de la réalisation de l'application. Nous nous situons ici également dans le domaine de l'acquisition des informations contextuelles dans le sens où nous ne gérons que la phase d'acquisition du contexte et de production d'informations permettant des prises de décisions concernant la possibilité d'assemblage des COTS Products. <br /><br />Le deuxième chapitre intitulé « Outils d'adaptation permettant la prise en compte du contexte » est transversal aux trois couches précédemment présentées. Un modèle de plate-forme de supervision réflexive (Kalinahia) y est présenté afin de proposer les services nécessaires à la gestion du contexte. Un modèle de composant supervisable (Osagaia) ainsi qu'un modèle de connecteur (Korrontea) y est également présenté. Ces deux modèles offrent les mécanismes d'adaptation, de migration et de composition nécessaires à l'adaptation de l'application. <br /><br />Le troisième chapitre intitulé « Contexte et Qualité de service » présente comment la notion de qualité de service, intimement liée à celle de contexte, est intégrée dans nos travaux. En effet, fournir la qualité de service adéquate à un utilisateur ou, plus généralement à une application, demande d'avoir une connaissance à la fois du contexte de l'application mais aussi du contexte de l'utilisateur. Aussi, je propose un modèle formel de la qualité de service selon les deux critères intrinsèques (fonctionnalité) et contextuels (dans et sous quelles conditions).<br /><br />Enfin, le quatrième chapitre « Représentation des applications et de leur qualité de service » a pour objectif de proposer une modélisation d'applications sensibles au contexte ayant pour but d'assurer une qualité de service aux utilisateurs. L'approche formelle utilise des graphes orientés et prend en considération la qualité de service. Les différents graphes proposés vont du niveau conceptuel au niveau d'implantation permettant de générer directement les graphes d'implantation et de déploiement qui seront ensuite utilisés par la plateforme Kalinahia pour la reconfiguration dynamique de l'application. <br />L'objectif étant d'assurer une qualité de service acceptable (la meilleure étant un problème NP-Complet), le contexte de qualité est également pris en compte tout au long de la démarche et surtout lors des étapes de reconfiguration puisque c'est une modification du contexte qui déclenchera la modification du déploiement de l'application. L'objectif est de continuer à assurer une qualité de service « acceptable » malgré le contexte mouvant en provoquant des reconfigurations dynamiques de l'application.

Les patrons d'ingénierie ont été introduits afin de capitaliser et de réutiliser des savoirs et savoir-faire. Dans l'ingénierie logicielle, leur usage est aujourd'hui reconnu, à tous les niveaux (analyse, conception, ...), comme un gage de qualité. Outre une solution, un patron comporte également de nombreuses informations, en langage naturel, décrivant des contraintes et/ou variantes. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'activité de réutilisation des patrons (que nous appelons « imitation ») d'analyse ou de conception pour lesquels la solution est donnée sous la forme de spécifications orientées objet. L'imitation consiste en une adaptation et une intégration de cette solution par l'ingénieur d'applications qui tiennent compte des autres informations contenues dans le patron. Ainsi, nous dégageons trois axes que nous considérons comme les piliers d'une bonne imitation : la complétude, la variabilité et la généricité des solutions.<br />Nous proposons une nouvelle forme de définition des solutions qui s'appuie sur l'utilisation de plusieurs vues (fonctionnelle, dynamique et statique) ainsi que sur l'utilisation d'un méta-modèle permettant d'une part d'exprimer à partir de la vue fonctionnelle, la variabilité de la solution (fonctionnalités obligatoires, facultatives, optionnelles ou alternatives) et d'autre part d'exprimer l' « essence » de la solution sous la forme de propriétés génériques définissant les bornes des adaptations permises lors de l'imitation. Un processus d'imitation dédié ainsi qu'un premier outillage basé sur l'approche IDM (Ingénierie Dirigée par les Modèles) sont également proposés aux ingénieurs d'applications.

Ce mémoire est le reflet de 17 ans d'activités de recherche liées aux modèles et aux techniques orientés objet mises en oeuvre en base de données, en représentation des connaissances puis plus récemment en système d'information. J'ai participé à des projets dont l'objectif commun était de contribuer à l'évolution des SGBD et des SRC pour une meilleure prise en compte des informations complexes et évolutives liées aux applications d'ingénierie (la CAO, l'ingénierie des méthodes, les systèmes d'information produit, etc.). Les principaux apports de ces projets ont été de montrer que les approches " tout objet " constituent un précieux outil de représentation des connaissances : · permettant d'exprimer la sémantique des systèmes et de leurs concepts, · facilitant la mise en oeuvre de mécanismes d'évolution, · favorisant l'élaboration d'environnements adaptables à des besoins particuliers. L'approche objet offre de fait la possibilité de réutiliser des classes. Cependant, il est clair qu'aujourd'hui un concepteur ne peut plus spécifier et implanter un système en partant d'une granularité aussi fine. Il ne s'agit plus de réutiliser une classe ou un mécanisme de bas niveau tel que l'instanciation mais de favoriser la réutilisation d'architectures de granularité plus importante (ensemble de classes, de types, etc.) et détenant en propre leurs propres mécanismes d'utilisation. La réutilisation à tous les stades du développement des systèmes d'information est devenue depuis 1997 mon principal thème de recherche. L'accent est particulièrement mis sur les approches à base de patrons (pattern).

Face à l'émergence de catalogues de composants de différents types, les environnements professionnels de développement d'applications ont évolué vers une gestion des composants. Ces premiers outils offrent peu de services pour faciliter une recherche appropriée de composants de différentes natures ; ils sont destinés à des experts ayant déjà une connaissance profonde des catalogues de composants. Ces outils restent insuffisants pour des ingénieurs d'applications non experts dont l'objectif est de rechercher les meilleurs composants répondant au problème posé.<br />En partant de ce constat, l'objectif de cette thèse est de s'appuyer sur les techniques de recherche d'information pour d'une part proposer une nouvelle technique de recherche de composants adaptée aux catalogues hétérogènes de composants et d'autre part organiser un environnement d'aide à l'application, la gestion, la recherche et la réutilisation de composants. La gestion des composants est réalisée au niveau d'une base de description de propriétés de composants. Pour des besoins d'évolution et d'adaptation, une telle base est mise en place par des instanciations successives du métamodèle M-Sigma et du modèle de composants C-Sigma. <br />La technique structurelle originale de recherche de composants proposée est basée sur un processus de génération de spécifications formelles à partir de diagrammes de classes décrivant la structure des composants archivés ou recherchés. Ces spécifications sont utilisées pour réaliser des appariements structurels entre composants. Cette technique est exploitable dans le domaine de la recherche de composants et de la réingénierie des systèmes d'information. Une expérimentation a été faite sur une base de composants issue du projet industriel Initiative Centr'ACTOLL.

Ce document présente une méthode de dérivation automatique des spécifications algébriques vers un langage impératif. Par langage impératif nous désignons un langage de programmation ``traditionnel'' avec déclarations des variables (état) et dont les programmes sont des suites d'instructions qui modifient l'état. L'instruction caractéristique est l'affectation destructrice d'une valeur à une variable. Une spécification algébrique est composée de sortes, de constructeurs qui définissent l'ensemble des valeurs atteignables (que l'on peut dénoter), et d'opérateurs axiomatisés par des équations conditionnelles orientées. Nous définissons un lien d'implémentation entre les objets du domaine abstrait des spécifications algébriques et ceux du domaine concret des programmes impératifs. Ce lien permet de paramétrer la dérivation d'une spécification. L'implémentation des opérateurs respecte le choix de la forme de dérivation et celui de la bibliothèque importée. Elle résout les conflits d'accès aux variables et minimise les coûts en recopies de valeurs engendrées par le passage du fonctionnel à l'impératif. De manière analogue au lien d'implémentation entre une spécification algébrique et un programme impératif, nous définissons un lien d'implémentation dite abstraite entre les sortes et constructeurs de deux spécifications algébriques. Nous proposons pour les constructeurs, soit d'effectuer une dérivation systématique en un type de donnée impératif, soit de calculer les liens d'implémentation abstraite potentiels vers les sortes dont les implémentations des constructeurs sont réutilisables. Une méthode de transformation de la spécification algébrique est enfin proposée, qui favorise les modifications ``en-place'' de données, dans une variante de la méthode de dérivation précédente.

Cette thèse s'intéresse à la gestion configurable de la duplication et de la cohérence dans les applications réparties. Elle vise la définition de mécanismes de configuration qui n'impliquent pas de modification du code métier des applications et qui permettent la réutilisation du code de gestion de la duplication et de la cohérence. Le premier objectif permet d'exécuter les applications dans différents environnements sans les réimplémenter. Le deuxième objectif permet de réutiliser les protocoles de duplication et de cohérence dans différents domaines d'application. Cette thèse se place dans le contexte des applications réparties à base de composants. Elle permet la configuration non intrusive de la duplication et de la cohérence en se basant sur la séparation entre le code métier et le code système des composants. Elle permet la réutilisation du code de gestion de la duplication et de la cohérence en modélisant les protocoles en termes de composants qui sont indépendants des applications métier. Les modèles de programmation, de composition et d'exécution proposés sont validés à l'aide d'un prototype Java. Le coût de gestion de la duplication et de la cohérence est évalué et l'applicabilité de l'approche aux environnements CCM et EJB est étudiée. Les capacités de configuration et de réutilisation sont démontrées par des expérimentations avec plusieurs applications et plusieurs protocoles.

L'étude d'un système à l'aide de simulations informatiques à événements discrets implique plusieurs activités: spéci cation du modèle conceptuel, description de l'architecture logicielle du modèle, développement des logiciels, scénarisation de la simulation, instrumentation, plani cation d'expérimentation, con guration des ressources de calcul, exécution, post-traitement et analyse, validation et de véri cation (V&V). De nombreux éléments logiciels sont requis pour remplir toutes ces activités. Toutefois, il est fréquent de créer un nouveau simulateur à partir de rien quand on commence une étude à l'aide de simulation. Dans ce cas il est nécessaire de développer de multiples outils prenant en charge les activités de la simulation. Cette thèse aborde le dé de la création de nouveaux simulateurs tout en réutilisant des modèles et des outils provenant d'autres simulateurs. En e et, la réutilisation de logiciel augmente la abilité, est moins sujette aux erreurs, permet une meilleure utilisation des expertises complémentaires, améliore la conformité aux normes, et accélère le développement. La réutilisation de logiciels peut être appliquée à toutes les activités de la simulation. Plusieurs problèmes doivent être résolus pour tirer pleinement pro t de la réutilisation. Dans cette thèse, nous abordons trois questions principales: Tout d'abord, nous étudions les solutions pratiques de réutilisation permettant de combiner un ensemble choisi d'éléments logiciels utiles pour la modélisation et la simulation, en incluant aussi bien les modèles, les moteurs de simulation, les algorithmes et les outils; Deuxièmement, nous nous concentrons sur les questions liées à l'instrumentation; Troisièmement, nous étudions le problème de l'intégration d'éléments logiciels provenant d'autres simulateurs dans un nouveau simulateur. Pour atteindre ces objectifs, nous étudions des techniques avancées de du génie logiciel, tels que le génie logiciel à base de composants (CBSE) et la programmation orientée aspect, sur lesquels nous construisons une solution originale pour la modélisation et la simulation à l'aide de multiples couches réutilisables. Nous avons développé un prototype d'architecture logicielle qui prouve la faisabilité de cette solution.

Cette thèse est consacrée à la réutilisation de procédés par une approche à base de patrons de procédé. Le concept de patron de procédé a été introduit pour capitaliser et réutiliser des solutions éprouvées des problèmes de procédés récurrents. Cependant cette approche est encore peu exploitée à cause du champ de définition limité, du manque de formalisation, de méthodologie et d'outils support. Pour promouvoir l'utilisation de patrons de procédé et réduire l'effort de modélisation, nous considérons le concept de patron de procédé à différents niveaux d'abstraction pour capturer divers types de connaissances sur les procédés, et proposons des moyens pour réutiliser de façon (semi-)automatique ces patrons dans la modélisation des procédés. Nous avons défini le méta-modèle de procédé UML-PP pour formaliser le concept de patron de procédé et la manière d'appliquer les patrons dans la modélisation de procédés. UML-PP permet de décrire la structure interne d'un patron de procédé ainsi que les relations entre patrons, et permet d'exprimer explicitement l'utilisation de patrons dans les modèles de procédé. Nous proposons le méta-procédé PATPRO définissant une démarche de modélisation pour élaborer un modèle de procédé UML-PP en réutilisant des patrons de procédé. Pour permettre une automatisation de l'application de patrons de procédé, nous définissons une sémantique opérationnelle des opérateurs de réutilisation de patrons qui réalisent l'imitation de patrons. Nous avons réalisé le prototype PATPRO-MOD permettant de créer et gérer des catalogues de patrons de procédé et d'élaborer des modèles de procédé UML-PP en réutilisant semi-automatiquement des patrons prédéfinis.

Cette thèse a pour sujet la réutilisation des préoccupations dans le paradigme de l'objet. De nombreux langages et modèles pour la séparation des préoccupations existent dans la littérature. Leurs limitations nous ont permis d'isoler toutes les propriétés nécessaires pour réutiliser facilement les préoccupations. Ces propriétés sont principalement : i) l'encapsulation de la composition au sein d'entité réifié (qui doivent pouvoir être abstraite, et supporter l'héritage), et ii) un panel assez varié d'opérateurs d'adaptation (encapsulé par les entités précédemment citées) est nécessaire à la composition de préoccupations dans l'objet. Aucun langage ou modèle de la littérature ne procure actuellement ces propriétés. Nous avons donc construit un modèle réunissant toutes ces propriétés, qui a été implémenté sous la forme d'un plug-in pour l'environnement de développement Eclipse. Nous avons validé notre implémentation sur les mêmes exemples qui ont été utilisés pour dresser les manques de la littérature. Enfin, nous évoquons les perspectives d'utilisation de notre modèle dans le paradigme des composants et dans l'approche MDA.