La gestion des processus-métiers, des architectures orientées-services et leur rétro-ingénierie s’appuie fortement sur l’extraction des protocoles-métier des services Web et des modèles des processus-métiers à partir de fichiers de journaux. La fouille et l’extraction de ces modèles visent la (re)découverte du comportement d'un modèle mis en œuvre lors de son exécution en utilisant uniquement les traces d'activité, ne faisant usage d’aucune information a priori sur le modèle cible. Notre étude préliminaire montre que : (i) une minorité de données sur l'interaction sont enregistrées par le processus et les architectures de services, (ii) un nombre limité de méthodes d'extraction découvrent ce modèle sans connaître ni les instances positives du protocole, ni l'information pour les déduire, et (iii) les approches actuelles se basent sur des hypothèses restrictives que seule une fraction des services Web issus du monde réel satisfont. Rendre possible l'extraction de ces modèles d'interaction des journaux d'activité, en se basant sur des hypothèses réalistes nécessite: (i) des approches qui font abstraction du contexte de l'entreprise afin de permettre une utilisation élargie et générique, et (ii) des outils pour évaluer le résultat de la fouille à travers la mise en œuvre du cycle de vie des modèles découverts de services. En outre, puisque les journaux d'interaction sont souvent incomplets, comportent des erreurs et de l’information incertaine, alors les approches d'extraction proposées dans cette thèse doivent être capables de traiter ces imperfections correctement. Nous proposons un ensemble de modèles mathématiques qui englobent les différents aspects de la fouille des protocoles-métiers. Les approches d’extraction que nous présentons, issues de l'algèbre linéaire, nous permettent d'extraire le protocole-métier tout en fusionnant les étapes classiques de la fouille des processus-métiers. D'autre part, notre représentation du protocole basée sur des séries temporelles des variations de densité de flux permet de récupérer l'ordre temporel de l'exécution des événements et des messages dans un processus. En outre, nous proposons la définition des expirations propres pour identifier les transitions temporisées, et fournissons une méthode pour les extraire en dépit de leur propriété d'être invisible dans les journaux. Finalement, nous présentons un cadre multitâche visant à soutenir toutes les étapes du cycle de vie des workflow de processus et des protocoles, allant de la conception à l'optimisation. Les approches présentées dans ce manuscrit ont été implantées dans des outils de prototypage, et validées expérimentalement sur des ensembles de données et des modèles de processus et de services Web. Le protocole-métier découvert, peut ensuite être utilisé pour effectuer une multitude de tâches dans une organisation ou une entreprise. / Business process management, service-oriented architectures and their reverse engineering heavily rely on the fundamental endeavor of mining business process models and Web service business protocols from log files. Model extraction and mining aim at the (re)discovery of the behavior of a running model implementation using solely its interaction and activity traces, and no a priori information on the target model. Our preliminary study shows that : (i) a minority of interaction data is recorded by process and service-aware architectures, (ii) a limited number of methods achieve model extraction without knowledge of either positive process and protocol instances or the information to infer them, and (iii) the existing approaches rely on restrictive assumptions that only a fraction of real-world Web services satisfy. Enabling the extraction of these interaction models from activity logs based on realistic hypothesis necessitates: (i) approaches that make abstraction of the business context in order to allow their extended and generic usage, and (ii) tools for assessing the mining result through implementation of the process and service life-cycle. Moreover, since interaction logs are often incomplete, uncertain and contain errors, then mining approaches proposed in this work need to be capable of handling these imperfections properly. We propose a set of mathematical models that encompass the different aspects of process and protocol mining. The extraction approaches that we present, issued from linear algebra, allow us to extract the business protocol while merging the classic process mining stages. On the other hand, our protocol representation based on time series of flow density variations makes it possible to recover the temporal order of execution of events and messages in the process. In addition, we propose the concept of proper timeouts to refer to timed transitions, and provide a method for extracting them despite their property of being invisible in logs. In the end, we present a multitask framework aimed at supporting all the steps of the process workflow and business protocol life-cycle from design to optimization.The approaches presented in this manuscript have been implemented in prototype tools, and experimentally validated on scalable datasets and real-world process and web service models.The discovered business protocols, can thus be used to perform a multitude of tasks in an organization or enterprise.

La mondialisation, la croissance continuelle des tailles des entreprises et le besoin d'agilité ont poussé les entreprises à externaliser leurs activités, à vendre des parties de leurs procédés, voire même distribuer leurs procédés jusqu'à lors centralisés. En plus, la plupart des procédés métiers dans l'industrie d'aujourd'hui impliquent des interactions complexes entre un grand nombre de services géographiquement distribués, développés et maintenus par des organisations différentes. Certains de ces procédés, peuvent être très complexes et manipulent une grande quantité de données, et les organisations qui les détiennent doivent faire face à un nombre considérable d'instances de ces procédés simultanément. Certaines même éprouvent des difficultés à les gérer d'une manière centralisée. De ce fait, certaines entreprises approuvent le besoin de partitionner leurs procédés métiers d'une manière flexible, et être capables de les distribuer d'une manière efficace, tout en respectant la sémantique et les objectifs du procédé centralisé. Le travail présenté dans cette thèse consiste à proposer une méthodologie de décentralisation qui permet de décentraliser d'une manière optimisée, générique et flexible, des procédés métiers. En d'autres termes, cette approche vise à transformer un procédé centralisé en un ensemble de fragments coopérants. Ces fragments sont déployés et exécutés indépendamment, distribués géographiquement et peuvent être invoqués à distance. Cette thèse propose aussi un environnement pour la modélisation des chorégraphies de services web dans un langage formel à savoir le calcul d'événements.

L'objet de cette thèse est la modélisation de l'échange dynamique de services. La notion de service joue désormais un rôle clé dans le développement, la diffusion et l'implémentation des systèmes distribués. Cette thèse propose une réflexion sur la notion de service et introduit le concept de Génération Dynamique de Service (GDS) comme une approche différente de l'échange de service en informatique, dans laquelle des services sont dynamiquement construits, fournis et utilisés par des agents (humains ou artificiels). Ces échanges de services sont basés sur des conversations qui ont lieu au sein de différentes communautés. Deux caractéristiques de la GDS sont particulièrement mises en avant : l'aspect orienté agent et l'aspect orienté Grid. La thèse se situe donc à l'intersection de trois domaines~: le Service-Oriented Computing (SOC), les Systèmes Multi-Agents (SMA) et GRID. Les trois contributions majeures sont :: (i) la proposition d'un nouveau modèle de représentation et de communication agent, appelé STROBE, qui permet aux agents de développer dynamiquement un langage différent pour chacun de leurs interlocuteurs. Ils sont capables d'interpréter des messages et d'exécuter des services dans des contextes de conversation dédiés; (ii) une fonction, appelée i-dialogue, qui modélise les conversations agents à l'aide des principes de la programmation applicative/fonctionnelle (i.e., flots, évaluation paresseuse, procédures de première classe) ; (iii) un modèle d'intégration GRID-SMA qui représente les capacités des agents par des services Grid. Dans ce modèle, un langage formel, appelé Agent-Grid Integration Language (AGIL), décrit sémantiquement et graphiquement les concepts clés de GRID et SMA, leurs relations, ainsi que les règles de leur intégration. AGIL intègre tous les résultats de la thèse en proposant une formalisation des interactions entre agents pour l'échange de services sur le Grid.

Dans une composition de services Web basée protocole, un ensemble de services composants se collaborent pour donner lieu à un service Composite. Chaque service est représenté par un automate à états finis (AEF). Au sein d'un AEF, chaque transition exprime l'exécution d'une opération qui fait avancer le service vers un état suivant. Une exécution du composite correspond à une séquence de transitions où chacune est déléguée à un des composants. Lors de l'exécution du composite, un ou plusieurs composants peuvent devenir indisponibles. Ceci peut produire une exécution incomplète du composite, et de ce fait un recouvrement est nécessaire. Le recouvrement consiste à transformer l'exécution incomplète en une exécution alternative ayant encore la capacité d'aller vers un état final. La transformation s'effectue en compensant certaines transitions et exécutant d'autres. Cette thèse présente une étude formelle du problème de recouvrement dans une composition de service Web basée protocole. Le problème de recouvrement consiste à trouver une meilleure exécution alternative parmi celles disponibles. Une meilleure alternative doit être atteignable à partir de l'exécution incomplète avec un nombre minimal de compensations visibles (vis-à-vis le client). Pour une exécution alternative donnée, nous prouvons que le problème de décision associé au calcul du nombre de transitions invisiblement compensées est NP-Complet. De ce fait, nous concluons que le problème de décision associé au recouvrement appartient à la classe ΣP2.

Les Architectures Orientées Services (SOA) se sont progressivement imposées comme outil incontournable dans les échanges inter-entreprises grâce à leurs potentiels stratégiques et technologiques. Leurs mise en oeuvre est concrétisée à travers les services Web dont l'un des principaux atouts est leur composabilité. Avec l'émergence du Web sémantique la découverte et la composition de services Web sémantiques constituent un réel défi. Le processus de découverte s'appui généralement sur les registres traditionnels offrant des descriptions syntaxiques regroupés statiquement, ce qui pose un problème lié à l'hétérogénéité des descriptions syntaxiques et à la rigidité de la classification. Le processus de composition dépend à son tour de la qualité de l'appariement des services. Nous proposons dans cette thèse une architecture d'un framework qui couvre toutes les phases du processus de composition. Ensuite, nous proposons une mesure de similarité sémantique pour un appariement entre les descriptions des services Web. Le processus de découverte de services Web s'appuie sur la similarité entre les services, le formalisme d'Analyse de Concepts Formels et l'organisation des services en treillis. La composition ensuite repose sur l'établissement de services composites cohérents et pertinaents pour la fonctionnalité espérée. Les points forts de cette architecture sont l'adaptation et l'intégration des technologies sémantiques, le calcul de similarité sémantique et l'utilisation de cette similarité sémantique et du formalisme FCA afin d'optimiser le processus de composition. / Service Oriented Architectures (SOA) have been progressively confirmed as an essential tool in inter-companies exchanges thanks to their strategic and technological potential. Their implementation is realised through Web services. One of the main assets of services is their compostability. With the emergence of the semantic Web, the discovery and composition of semantic Web services become a real challenge. The discovery process is generally based on traditional registries with syntactic descriptions where services are statically grouped. This poses a problem related to the heterogeneity of syntactic descriptions and the rigidity of the classification. The composition process depends on the Web service matching quality processed in the discovery phase. We propose in this dissertation an architecture of a framework that covers all the phases of the composition process. Then, we propose a semantic similarity measure Web services. The Web services discovery process relies on the proposed similarity measure, the formal concept analysis (FCA) formalism, and the organisation of lattice services. The composition is then based on the establishment of coherent and relevant composite services for the expected functionality. The main strengths of this architecture are the adaptation and integration of semantic technologies, the calculation of semantic similarity and the use of this semantic similarity and the FCA formalism in order to optimise the composition process.

Dans une composition de services Web basée protocole, un ensemble de services composants se collaborent pour donner lieu à un service Composite. Chaque service est représenté par un automate à états finis (AEF). Au sein d’un AEF, chaque transition exprime l’exécution d’une opération qui fait avancer le service vers un état suivant. Une exécution du composite correspond à une séquence de transitions où chacune est déléguée à un des composants. Lors de l’exécution du composite, un ou plusieurs composants peuvent devenir indisponibles. Ceci peut produire une exécution incomplète du composite, et de ce fait un recouvrement est nécessaire. Le recouvrement consiste à transformer l’exécution incomplète en une exécution alternative ayant encore la capacité d’aller vers un état final. La transformation s'effectue en compensant certaines transitions et exécutant d’autres. Cette thèse présente une étude formelle du problème de recouvrement dans une composition de service Web basée protocole. Le problème de recouvrement consiste à trouver une meilleure exécution alternative parmi celles disponibles. Une meilleure alternative doit être atteignable à partir de l’exécution incomplète avec un nombre minimal de compensations visibles (vis-à-vis le client). Pour une exécution alternative donnée, nous prouvons que le problème de décision associé au calcul du nombre de transitions invisiblement compensées est NP-Complet. De ce fait, nous concluons que le problème de décision associé au recouvrement appartient à la classe ΣP2. / In a protocol-based Web service composition, a set of available component services collaborate together in order to provide a new composite service. Services export their protocols as finite state machines (FSMs). A transition in the FSM represents a task execution that makes the service moving to a next state. An execution of the composite corresponds to a sequence of transitions where each task is delegated to a component service. During composite run, one or more delegated components may become unavailable due to hard or soft problems on the Network. This unavailability may result in a failed execution of the composite. We provide in this thesis a formal study of the automatic recovery problem in the protocol-based Web service composition. Recovery consists in transforming the failed execution into a recovery execution. Such a transformation is performed by compensating some transitions and executing some others. The recovery execution is an alternative execution of the composite that still has the ability to reach a final state. The recovery problem consists then in finding the best recovery execution(s) among those available. The best recovery execution is attainable from the failed execution with a minimal number of visible compensations with respect to the client. For a given recovery execution, we prove that the decision problem associated with computing the number of invisibly-compensated transitions is NP-complete. Thus, we conclude that deciding of the best recovery execution is in ΣP2.

This thesis examines the applicability of cloud computing systems in project management. The main objective is the definition of the requirements on a project management software tool and their subsequent application in the specific area of cloud software providers. The theoretical part of the thesis studies the essential aspects of the principle of software provision services. The first part is dedicated to the history and general definition of the concept of cloud computing. The second theoretical part describes the basic principles of project management. Project management is not examined as a whole but instead, the emphasis is put on a specific area of human resources management. The theoretical part also contains the definition of the requirements, which are used as assessment standards for the practical part of the thesis. The practical part introduces an overview of 10 selected providers of cloud-based applications. The previously defined assessment standards are applied subsequently on each subject. The generated evaluation data are used to verify the defined hypotheses supporting the concept of cloud computing applications in project management.

L'ingénierie orientée services est un nouveau paradigme pour développer des logiciels distribués et collaboratifs. Un tel logiciel se compose de plusieurs entités, appelés services, chacun d'entre eux étant par exemple une application Web, un service Web, ou même un humain. Les services peuvent être développés indépendamment et sont composés pour atteindre quelques exigences. Les chorégraphies de service définissent ces exigences avec une perspective globale, basée sur les interactions entre des participants qui sont implémentés en tant que services. Cette thèse vise à formaliser des problèmes et tente d'élaborer un environnement intégré avec lequel les chorégraphies de services peuvent être développés correctement pour les deux types d'approches de développement: l'approche descendante et l'approche ascendante. Elle consiste à analyser la relation entre une spécification de chorégraphie et une implémentation de la chorégraphie au niveau du modèle et aussi au niveau de l'implémentation réelle. Particulièrement, il s'agit de la composition/décomposition des services, la vérification, et le test de l'implémentation de chorégraphie. Le premier point-clé de notre environnement intégré est de représenter le passage de valeurs entre les services en utilisant la technique symbolique et un solveur SMT. Cette technique nous permet de réduire les faux négatifs et de contourner le problème d'explosion combinatoire de l'espace d'états, ces problèmes sont durs à l'abstraction et à l'énumération des valeurs pour les approches existantes basées données. Le second point-clé est le test passif boîte noire de l'implémentation de chorégraphie. Il ne nécessite pas d'accéder au code source, ni de rendre indisponible l'implémentation pendant le processus de test. Notre environnement intégré est mis en œuvre dans nos outils qui sont disponibles en téléchargement ou à utiliser en ligne à l’adresse http://schora.lri.fr. / Service-oriented engineering is an emerging software development paradigm for distributed collaborative applications. Such an application is made up of several entities abstracted as services, each of them being for example a Web application, a Web service, or even a human. The services can be developed independently and are composed to achieve common requirements through interactions among them. Service choreographies define such requirements from a global perspective, based on interactions among a set of participants. This thesis aims to formalize the problems and attempts to develop a framework by which service choreographies can be developed correctly for both top-down and bottom-up approaches. It consists in analyzing the relation between a choreography specification and a choreography implementation at both model level and real implementation level. Particularly, it concerns the composition/decomposition service design, the verification, and the testing of choreography implementation. The first key point of our framework is to support value-passing among services by using symbolic technique and SMT solver. It overcomes false negatives or state space explosion issues due by abstracting or limiting the data domain of value-passing in existing approaches. The second key point is the black-box passive testing of choreography implementation. It does not require neither to access to source codes nor to make the implementation unavailable during the testing process. Our framework is fully implemented in our toolchains, which can be downloaded or used online at address: http://schora.lri.fr.

This thesis describes a development of a modern client-server application for text recognition on iOS platform. The reader is acquainted with common principles of a client-server model, including its known architecture styles, and with a distribution of logical layers between both sides of the model. After that the thesis depicts current trends and examples of suitable technologies for creating an application programming interface of a web server. Possible ways of text recognition on the server side are discussed as well. In context of a client side, the thesis provides an insight into iOS platform and a few important concepts in iOS application development. Following implementation of the server side is stressed to be reusable as much as possible for different kinds of use cases. Last but not least, the thesis provides a simple iOS framework for a direct communication with the recognition server. Finally, an application for evaluation of food ingredients from a packaging material is implemented as an example of usage.