Nos últimos tempos, um dos aspectos da tecnologia de informação (TI) que tem recebido destaque é o da arquitetura de TI, entendida como o conjunto de políticas e escolhas técnicas de padronização e integração para viabilizar as estratégias de negócios da empresa. Esta pesquisa tem como objetivo analisar o processo de gestão e examinar as influências sobre as decisões de arquitetura de TI sob as lentes da teoria institucional e da teoria da escolha estratégica através de estudos de casos comparados. A influência institucional pode ser proveniente de uma ação externa ou de algo interno à organização, enquanto a influência estratégica está relacionada com a ação voluntária dos gestores. O caso de uma empresa de grande porte, que possui maior formalização de suas políticas, foi comparado com outra de médio porte, que está em um estágio de maturidade de arquitetura menos avançado. As duas organizações, apesar de haver diferenças em relação ao uso da arquitetura de TI, apresentaram resultados semelhantes relacionados à atuação dessas duas influências. Ambas as influências agem em conjunto, a estratégica foi a mais mencionada pelos entrevistados e a institucional apareceu pontualmente em alguns tipos de decisões. / Recently, information technology (IT) architecture has been in the spotlight as it is considered a set of policies and technical choices that reflects integration and standardization requirements for assisting enterprise business strategies. The aim of this study is to analyze its management and to examine the influences on IT architecture decisions by viewing it through the lens of institutional theory and strategic choice theory using case study methodology. Institutional influence can be the result of an external action or the output of something embedded within the formal organizational structure whereas strategic influence is related to voluntary behavior of managers. A large company with extensive internal policy formalization was compared to a midsize company with a less mature architecture level. In spite of their differences in architecture purposes, similar findings appeared in both organizations. These two types of influences act together. The strategic ones are more mentioned during interviews whereas the institutional ones appear in specific decisions types.

O presente trabalho apresenta a utilização do modelo CIM – Common Information Model com uma abordagem ODP – Open and Distributed Processing na definição de uma arquitetura distribuída. A modelagem ODP-CIM efetuada busca validar formalmente a escolha da WBEM – Web Based Enterprise Management como arquitetura distribuída responsável pela interoperabilidade entre sistemas heterogêneos de uma empresa de energia elétrica. O contexto WBEM adicionalmente inclui a modelagem CIM das informações, de modo que o ambiente resultante pode ser visto como uma coleção distribuída de sistemas inter-relacionados. De modo a se verificar a adequação da WBEM como provedora de interoperabilidade e distribuição, será implementado um protótipo; o SISDEC - Sistema Distribuído de Estudo de Carga, responsável pela previsão, através de técnicas de inteligência artificial, da carga nodal de curto prazo do sistema elétrico de potência. A implementação dos modelos resultantes é apresentada assim como os resultados dos testes. Enfocando a disponibilidade aos vários domínios de gestão, das informações modeladas, validando a eficácia da modelagem e a adequação da arquitetura distribuída proposta. Não se visa aqui a apresentação ou definição de métricas específicas, sendo os resultados apresentados do tipo qualitativo. O SISDEC se insere em uma arquitetura de informação corporativa e utilizará um middleware, originário de um projeto de P&D (Pesquisa e Desenvolvimento), como acesso à massa de dados históricos da carga nodal do sistema elétrico de potência, obtidos a partir de um sistema SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition. O acesso corporativo às informações processadas pelo SISDEC é efetuado através da intranet da empresa. / The work presents the use of model CIM - Common Information Model with a boarding ODP - Open and distributed Processing in the definition of a distributed architecture. Effected modeling ODP-CIM search to validate formally the choice of the WBEM - Web Based Enterprise Management as architecture distributed responsible for the interoperation between heterogeneous systems in a company of electric energy. The contest of WBEM additionally includes modeling CIM of the information, in way that the resultant environment can be seen as a distributed collection of interrelated systems. In order to verify the adequacy of the WBEM as supplier of the interoperation and distribution, an archetype will be implemented; the SISDEC - Distributed System of Load Study, responsible for the forecast through techniques of artificial intelligence, of the nodal load of short term of the electrical system of power. The implementation of the resultant models is presented, as well as the results of the tests focusing the availability to the some management dominion, of the shaped information, validating the effectiveness of the modeling and the adequacy of the proposed distributed architecture. The metric presentation or definition specific is not aimed here, as the presented results qualitative type. The SISDEC inserts in an architecture of corporative information and it will use one middleware, originated of a R&D project (Research and Development), as access to a mass of nodal load historical data of the electrical system of power, gotten from a system SCADA - Supervisory Control and Date Acquisition. The corporative access to processed information from SISDEC is effected through the Intranet of the company.

Le développement d’applications ubiquitaires est particulièrement complexe. Au-delà de l’aspect dynamique de telles applications, l’évolution de l’informatique vers la multiplication des terminaux mobiles ne facilite pas les choses. Une solution pour simplifier le développement et l’exploitation de telles applications est d’utiliser des plateformes logicielles dédiées au déploiement et à l’adaptation des applications et gérant l’hétérogénéité des périphériques. Elles permettent aux concepteurs de se focaliser sur les aspects métiers et facilitent la réutilisation. La gestion du contexte est un élément clé lorsque l’on souhaite réaliser des applications pervasives sensibles au contexte. Les informations contextuelles issues d’un grand nombre de sources distribuées différentes sont, généralement, des informations brutes qui, sans interprétation, peuvent être dénuées de sens. En se basant sur des ontologies, il est possible de construire des modèles sémantiques qui seront alimentés par ces informations brutes et ainsi non seulement d’augmenter leur niveau de représentation sémantique mais surtout de pouvoir les utiliser pour prendre des décisions automatiques d’adaptation d’applications basées sur le contexte au runtime. La démocratisation des périphériques conduit à ce qu’un usager dispose actuellement de plusieurs périphériques incluant postes fixes, téléphones, tablettes, box, etc. pour son usage personnel. Il est souhaitable que cet ensemble de ressources lui soit accessible en tout point et à tout moment. De même des ressources publiques (stockage, services, etc.) peuvent lui être offertes. En revanche, la protection de la vie privée et les risques d’intrusion ne peuvent être négligés. Notre proposition est de définir, pour chaque utilisateur, un domaine d’adaptation qui contient l’ensemble des ressources auxquelles il peut accéder sans limite. Ces ressources sont celles qu’il a accepté de rendre disponibles sur ses machines pour lui-même et celles que les autres utilisateurs ont accepté de partager. Ainsi la notion de contexte est liée à celle d’utilisateur et inclut la totalité des ressources auxquelles il a accès. C’est la totalité de ces ressources qui sera exploitée pour faire en sorte de lui offrir les services adaptés à ses choix, ses dispositifs, sa localisation, etc. Nous proposons un middleware de gestion de contexte Kali2Much afin de fournir des services dédiés à la gestion du contexte distribué sur le domaine. Ce middleware est accompagné du module Kali-Reason permettant la construction de chaînes de raisonnement en BPMN afin d’offrir des fonctionnalités de raisonnent sur les informations de contexte dans le but d’identifier des situations nécessitant éventuellement une reconfiguration soit de l’application soit de la plateforme elle-même. C’est ainsi qu’est introduit l’aspect autonomique lié à la prise de décision. Les situations ainsi détectées permettent d’identifier le moment où déclencher les adaptations ainsi que les services d’adaptation qu’il sera nécessaire de déclencher. La conséquence étant d’assurer la continuité de service et d’ainsi s’adapter en permanence au contexte du moment. Le travail de reconfiguration d’applications est confié au service Kali-Adapt dont le rôle est de mettre en oeuvre les adaptations par déploiement/redéploiement de services de l’application et/ou de la plateforme. Un prototype fonctionnel basé sur la plateforme Kalimucho vient valider ces propositions / The ubiquitous applications development is not a trivial task. Beyond the dynamic aspect of suchapplications, the evolution of computer science toward the proliferation of mobile devices does not make things easier. A solution to simplify the development and operation of such applications is to use software platforms dedicated to deployment and adaptation of applications and managing heterogeneous devices. Such platforms allow designers to focus on business issues and facilitate reuse. Context management is a key element for making context-aware pervasive applications. Contextual information comes from many different distributed sources. It is generally raw information with no interpretation. It may be meaningless. Based on ontologies, it is possible to construct semantic models that would be powered by the raw information. This does not only increase the level of semantic representation but it can also be used to make automatic decisions for adapting context-based applications at runtime. Devices’ democratization allows a user to have multiple devices including personal computer, mobile phones, tablets, box, etc. for his personal use. It is desirable that the set of resources will be available to him from everywhere and at any time. Similarly, public resources (storage, services, etc.) would also be accessible to him. However, protection of privacy and intrusion risks cannot be ignored. Our proposal is to define, for each user, an adaptation domain that contains all his resources. Users can access their resources without limits. Users can agree on sharing resources with other users. Thus the notion of context is related to the user and includes all the resources he can access. All these resources will be exploited to offer him services adapted to his preferences, his features, his location, etc.We propose a context management middleware Kali2Much to provide services dedicated to the management of distributed context on the domain. This middleware is accompanied by Kali-Reason module for building reasoning chains in BPMN. The reasoning chains provide context information reasoning functionality. They reason about context information in order to identify situations that might require a reconfiguration of the application or of the platform itself. Thus the autonomic aspect related to decision making is introduced. Situations detected allow to identify when there is a need to trigger adaptation. The consequence is to ensure continuity of service and thus constantly adapt to the current context. The reconfiguration applications work is dedicated to Kali-Adapt service whose role is to implement the adaptations deployment/redeployment of application services and/or platform. A working prototype based on Kalimucho-A platform validates the proposals.

O presente trabalho apresenta a utilização do modelo CIM – Common Information Model com uma abordagem ODP – Open and Distributed Processing na definição de uma arquitetura distribuída. A modelagem ODP-CIM efetuada busca validar formalmente a escolha da WBEM – Web Based Enterprise Management como arquitetura distribuída responsável pela interoperabilidade entre sistemas heterogêneos de uma empresa de energia elétrica. O contexto WBEM adicionalmente inclui a modelagem CIM das informações, de modo que o ambiente resultante pode ser visto como uma coleção distribuída de sistemas inter-relacionados. De modo a se verificar a adequação da WBEM como provedora de interoperabilidade e distribuição, será implementado um protótipo; o SISDEC - Sistema Distribuído de Estudo de Carga, responsável pela previsão, através de técnicas de inteligência artificial, da carga nodal de curto prazo do sistema elétrico de potência. A implementação dos modelos resultantes é apresentada assim como os resultados dos testes. Enfocando a disponibilidade aos vários domínios de gestão, das informações modeladas, validando a eficácia da modelagem e a adequação da arquitetura distribuída proposta. Não se visa aqui a apresentação ou definição de métricas específicas, sendo os resultados apresentados do tipo qualitativo. O SISDEC se insere em uma arquitetura de informação corporativa e utilizará um middleware, originário de um projeto de P&D (Pesquisa e Desenvolvimento), como acesso à massa de dados históricos da carga nodal do sistema elétrico de potência, obtidos a partir de um sistema SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition. O acesso corporativo às informações processadas pelo SISDEC é efetuado através da intranet da empresa. / The work presents the use of model CIM - Common Information Model with a boarding ODP - Open and distributed Processing in the definition of a distributed architecture. Effected modeling ODP-CIM search to validate formally the choice of the WBEM - Web Based Enterprise Management as architecture distributed responsible for the interoperation between heterogeneous systems in a company of electric energy. The contest of WBEM additionally includes modeling CIM of the information, in way that the resultant environment can be seen as a distributed collection of interrelated systems. In order to verify the adequacy of the WBEM as supplier of the interoperation and distribution, an archetype will be implemented; the SISDEC - Distributed System of Load Study, responsible for the forecast through techniques of artificial intelligence, of the nodal load of short term of the electrical system of power. The implementation of the resultant models is presented, as well as the results of the tests focusing the availability to the some management dominion, of the shaped information, validating the effectiveness of the modeling and the adequacy of the proposed distributed architecture. The metric presentation or definition specific is not aimed here, as the presented results qualitative type. The SISDEC inserts in an architecture of corporative information and it will use one middleware, originated of a R&D project (Research and Development), as access to a mass of nodal load historical data of the electrical system of power, gotten from a system SCADA - Supervisory Control and Date Acquisition. The corporative access to processed information from SISDEC is effected through the Intranet of the company.

A utilização da Internet como um meio de automação de serviços de e-business tem sido adotada como estratégia por empresas em vários ramos da economia, diminuindo custos e propiciando uma melhoria no relacionamento com o cliente. Um requisito não-funcional importante a ser considerado no desenvolvimento de sistemas de software que possibilita esta automação é a disponibilidade. O nível de disponibilidade de um sistema pode ser influenciado pela arquitetura do sistema, e, em particular, pela arquitetura de software, pois as decisões arquitetônicas devem considerar aspectos relacionados à disponibilidade. No método de avaliação de arquitetura ATAM (Architecture Tradeoff Analysis Method Método de Análise de Compromissos de Arquitetura), esse requisito é analisado através da utilização de cenários de disponibilidade. Como a avaliação da disponibilidade é normalmente uma tarefa complexa, requerendo dos analistas a identificação de numerosos itens interdependentes, a geração e, conseqüentemente, a análise de cenários de disponibilidade na maioria das vezes não é uma tarefa trivial. O presente trabalho tem como objetivo elaborar uma técnica de análise de disponibilidade em sistemas de software para a Web, que auxilie a geração sistemática de cenários de disponibilidade requeridos no método ATAM. Para a elaboração da proposta, o trabalho aborda métodos para a elicitação, representação e análise de requisitos não-funcionais em uma determinada arquitetura de software, bem como conceitos e taxonomias relacionadas à dependabilidade. Ao final, a técnica é exercitada em um exemplo simplificado de sistema de software bancário na Web. / The use of Internet for e-business service automation has been adopted as a strategy by organizations in several sectors of the economy, reducing costs and providing a better relationship with the customer. Availability is an important nonfunctional requirement to be considered in the development of software systems offering this type of automation. The level of system availability may be affected by the system architecture, and, especially, by the software architecture, as architectural decisions must take availability-related aspects into account. In the ATAM (Architecture Tradeoff Analysis Method) architecture evaluation method, this requirement is analyzed by means of availability scenarios. As availability evaluation is normally a complex task, requiring analysts to identify several interdependent items, the generation and, consequently, the analysis of availability scenarios is often not a trivial task. This work aims to elaborate an availability technique analysis for web-based software systems, to aid in the systematic generation of availability scenarios required in the ATAM method. To elaborate the proposal, the work covers methods for elicitation, representation and analysis of non-functional requirements in a specific software architecture, as well as concepts and taxonomies related to dependability. In the end, the technique is applied on a simplified example of web banking software system.

Computational Swarms (enxames computacionais), consistindo da integração de sensores e atuadores inteligentes no nosso mundo conectado, possibilitam uma extensão da info-esfera no mundo físico. Nós chamamos esta info-esfera extendida, cíber-física, de Swarm. Este trabalho propõe uma visão de Swarm onde dispositivos computacionais cooperam dinâmica e oportunisticamente, gerando redes orgânicas e heterogêneas. A tese apresenta uma arquitetura computacional do Plano de Controle do Sistema Operacional do Swarm, que é uma camada de software distribuída embarcada em todos os dispositivos que fazem parte do Swarm, responsável por gerenciar recursos, definindo atores, como descrever e utilizar serviços e recursos (como divulgá-los e descobrí-los, como realizar transações, adaptações de conteúdos e cooperação multiagentes). O projeto da arquitetura foi iniciado com uma revisão da caracterização do conceito de Swarm, revisitando a definição de termos e estabelecendo uma terminologia para ser utilizada. Requisitos e desafios foram identificados e uma visão operacional foi proposta. Esta visão operacional foi exercitada com casos de uso e os elementos arquiteturais foram extraídos dela e organizados em uma arquitetura. A arquitetura foi testada com os casos de uso, gerando revisões do sistema. Cada um dos elementos arquiteturais requereram revisões do estado da arte. Uma prova de conceito do Plano de Controle foi implementada e uma demonstração foi proposta e implementada. A demonstração selecionada foi o Smart Jukebox, que exercita os aspectos distribuídos e a dinamicidade do sistema proposto. Este trabalho apresenta a visão do Swarm computacional e apresenta uma plataforma aplicável na prática. A evolução desta arquitetura pode ser a base de uma rede global, heterogênea e orgânica de redes de dispositivos computacionais alavancando a integração de sistemas cíber-físicos na núvem permitindo a cooperação de sistemas escaláveis e flexíveis, interoperando para alcançar objetivos comuns. / Computational swarms, consisting of integrating smart networked sensors and actuators into our connected world, enable an extension of the info-sphere into the physical world. We call this extended cyber-physical info-sphere as the Swarm. This work proposes a Swarm vision with computational devices cooperating dynamically and opportunistically, generating organic and heterogeneous networks. This thesis proposes the computational architecture of the Swarm Operating System Control Plane that is the distributed software layer, embedded in all Swarm devices, responsible for managing Swarm resources, defining actors, how to describe and use services and resources, how to advertise and discover them, how to do transactions, content adaptation and multi-agent cooperation. The design of the architecture started with the review of the Swarm characterization itself, revisiting term definitions and establishing a terminology to be used. Requirements and challenges were identified and an operational vision was designed. This operational vision has been exercised with use case scenarios. The architectural elements were extracted from this vision and organized into an architecture that was tested against use cases, generating architectural reviews. Each of the architectural elements generated a state of the art review. A proof of concept of the framework was implemented and a demonstration was proposed and implemented. The selected demostration was the Smart Jukebox that exercises the distributed aspect and the dynamicity of the system. This work presents the vision of the emerging computing Swarm and presents a suitable framework. The evolution of this architecture may be the basis of a global heterogeneous and organic computer network leveraging cyberphysical systems to the cloud, and allowing the emergence of scalable and flexible systems to interoperate to achieve common goals.

Atualmente, os sistemas robóticos têm sido necessários para uma diversidade de novos produtos, como em robôs de serviço e em robôs para ambientes perigosos. Como consequência, um aumento da complexidade desses sistemas e observada, exigindo também atenção considerável para a qualidade e a produtividade. Vale destacar que a complexidade de parte desses sistemas decorre, parcial ou totalmente, da necessidade de se utilizar diversos robôs para compor a solução. Em outra perspectiva, arquiteturas de referência surgiram como um tipo especial de arquitetura de software que consegue agregar conhecimento de domínios específicos, facilitando o desenvolvimento, padronização e evolução de sistemas de software. Nessa perspectiva, arquiteturas de referência foram também propostas para o domínio de robótica e de têm sido consideradas como um elemento importante para o desenvolvimento de sistemas para esse domínio. No entanto, existe uma falta de arquiteturas de referência especializadas em sistemas multirrobóticos de serviço. Assim, a principal contribuição desse trabalho e o apoio ao desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço. Para isso, o principal resultado, aqui apresentado, e o estabelecimento da SiMuS, uma arquitetura de referência que agrega o conhecimento e a experiência de como organizar sistemas multirrobóticos de serviço, visando a escalabilidade, evolução e reuso. Para o estabelecimento dessa arquitetura, foi utilizado o ProSA-RA, um processo que sistematiza o projeto, representação e avaliação de arquiteturas de referência. Resultados alcançados por uma inspeção, por meio de checklist, e estudo de caso conduzidos evidenciam que a SiMuS e uma arquitetura de referência viável e reusável para o desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço / Currently, robotic systems have been more and more required for a diversity of new products, such as in service robots and in robots for dangerous environments. As a consequence, an increase in the complexity of these systems is observed, requiring also considerable attention to their quality and productivity. One of the main complexities faced by systems is the problem of control multiple robots to complete a task. In another perspective, reference architectures have emerged as a special type of software architecture that achieves well-recognized understanding of specific domains, facilitating the development, standardization, and evolution of software systems. In this perspective, reference architectures have also been proposed for the robotic domain and they have been considered an important element to the development of systems for that domain. However, there is a lack of reference architectures specialized in multi-robotic systems for service robots. Thus, the main contribution of this work is to support the development of multi-robotic for service robots. For that, the main result presented here is the establishment of SiMuS, a reference architecture that combines the knowledge and experience of how to organize multi-robotic systems for service robots, aiming at scalability, evolution and reuse. For establishing this architecture, was used the ProSA-RA, a process that systematizes the design, representation and evaluation of reference architectures. Results achieved by a checklist inspection and case study conduction, show that the SiMuS is a viable and reusable reference architecture for developing multi-robotic systems service robots

Computational Swarms (enxames computacionais), consistindo da integração de sensores e atuadores inteligentes no nosso mundo conectado, possibilitam uma extensão da info-esfera no mundo físico. Nós chamamos esta info-esfera extendida, cíber-física, de Swarm. Este trabalho propõe uma visão de Swarm onde dispositivos computacionais cooperam dinâmica e oportunisticamente, gerando redes orgânicas e heterogêneas. A tese apresenta uma arquitetura computacional do Plano de Controle do Sistema Operacional do Swarm, que é uma camada de software distribuída embarcada em todos os dispositivos que fazem parte do Swarm, responsável por gerenciar recursos, definindo atores, como descrever e utilizar serviços e recursos (como divulgá-los e descobrí-los, como realizar transações, adaptações de conteúdos e cooperação multiagentes). O projeto da arquitetura foi iniciado com uma revisão da caracterização do conceito de Swarm, revisitando a definição de termos e estabelecendo uma terminologia para ser utilizada. Requisitos e desafios foram identificados e uma visão operacional foi proposta. Esta visão operacional foi exercitada com casos de uso e os elementos arquiteturais foram extraídos dela e organizados em uma arquitetura. A arquitetura foi testada com os casos de uso, gerando revisões do sistema. Cada um dos elementos arquiteturais requereram revisões do estado da arte. Uma prova de conceito do Plano de Controle foi implementada e uma demonstração foi proposta e implementada. A demonstração selecionada foi o Smart Jukebox, que exercita os aspectos distribuídos e a dinamicidade do sistema proposto. Este trabalho apresenta a visão do Swarm computacional e apresenta uma plataforma aplicável na prática. A evolução desta arquitetura pode ser a base de uma rede global, heterogênea e orgânica de redes de dispositivos computacionais alavancando a integração de sistemas cíber-físicos na núvem permitindo a cooperação de sistemas escaláveis e flexíveis, interoperando para alcançar objetivos comuns. / Computational swarms, consisting of integrating smart networked sensors and actuators into our connected world, enable an extension of the info-sphere into the physical world. We call this extended cyber-physical info-sphere as the Swarm. This work proposes a Swarm vision with computational devices cooperating dynamically and opportunistically, generating organic and heterogeneous networks. This thesis proposes the computational architecture of the Swarm Operating System Control Plane that is the distributed software layer, embedded in all Swarm devices, responsible for managing Swarm resources, defining actors, how to describe and use services and resources, how to advertise and discover them, how to do transactions, content adaptation and multi-agent cooperation. The design of the architecture started with the review of the Swarm characterization itself, revisiting term definitions and establishing a terminology to be used. Requirements and challenges were identified and an operational vision was designed. This operational vision has been exercised with use case scenarios. The architectural elements were extracted from this vision and organized into an architecture that was tested against use cases, generating architectural reviews. Each of the architectural elements generated a state of the art review. A proof of concept of the framework was implemented and a demonstration was proposed and implemented. The selected demostration was the Smart Jukebox that exercises the distributed aspect and the dynamicity of the system. This work presents the vision of the emerging computing Swarm and presents a suitable framework. The evolution of this architecture may be the basis of a global heterogeneous and organic computer network leveraging cyberphysical systems to the cloud, and allowing the emergence of scalable and flexible systems to interoperate to achieve common goals.

La formulation des missions est le point de départ du développement de systèmes-de- systèmes, étant utilisée comme base pour la spécification, la vérification et la validation d’architectures de systèmes-de-systèmes. Élaborer des modèles d’architecture pour systèmes-de-systèmes est une activité complexe, cette complexité reposant spécialement sur les comportements émergents, c'est-à-dire, des comportements issus des interactions entre les parties constituantes d’un système-de-systèmes qui ne peuvent pas être prédits même si on connaît tous les comportements de tous les systèmes constituants. Cette thèse adresse le lien synergique entre mission et architecture dans le cadre des systèmes-de-systèmes à logiciel prépondérant, en accordant une attention particulière aux comportements émergents créés pour réaliser les missions formulées. Nous proposons ainsi une approche pour la conception d’architecture de systèmes-de-systèmes dirigée par le modèle de mission. Dans notre approche, le modèle de mission sert à dériver et à valider les architectures de systèmes-de-systèmes. Dans un premier temps, nous générons la structure de l’architecture à l’aide de transformations de modèles. Ensuite, lors que l’architecte spécifie les aspects comportementaux, la description de l’architecture résultante est validée à l’aide d’une démarche conjointe qui comprend à la fois la vérification des propriétés spécifiées et la validation par simulation des comportements émergents. La formalisation en termes de logique temporelle et la vérification statistique de modèles sont les fondements formels de l’approche. Un outil mettant en œuvre l’ensemble de l’approche a été également développé et expérimenté. / The formulation of missions is the starting point to the development of Systems-of-Systems (SoS), being used as a basis for the specification, verification and validation of SoS architectures. Specifying, verifying and validating architectural models for SoS are complex tasks compared to usual systems, the inner complexity of SoS relying specially on emergent behaviors, i.e. features that emerge from the interactions among constituent parts of the SoS which cannot be predicted even if all the behaviors of all parts are completely known. This thesis addresses the synergetic relationship between missions and architectures of software-intensive SoS, giving a special attention to emergent behaviors which are created for achieving formulated missions. We propose a design approach for the architectural modeling of SoS driven by the mission models. In our proposal, the mission model is used to both derive, verify and validate SoS architectures. As first step, we define a formalized mission model, then we generate the structure of the SoS architecture by applying model transformations. Later, when the architect specifies the behavioral aspects of the SoS, we generate concrete SoS architectures that will be verified and validated using simulation-based approaches, in particular regarding emergent behaviors. The verification uses statistical model checking to verify whether specified properties are satisfied, within a degree of confidence. The formalization in terms of a temporal logic and statistical model checking are the formal foundations of the developed approach. A toolset that implements the whole approach was also developed and experimented.

Le contrôle de l'évolution des logiciels exige une compréhension profonde des changements et leur impact sur les différents artefacts du système. Nous proposons une approche de multi-modélisation pour l'analyse d'impact du changement pour une compréhension des effets des modifications prévus ou réels dans les systèmes distribués. Ce travail consiste à élaborer une modélisation des artefacts logiciels et de leur différents liens d'interdépendance pour construire un système à base de connaissance permettant, entre autres, d'assister les développeurs et les chargés de l'évolution des logiciels pour étblir une évaluation a priori de l'impact des modifications.La modélisation que nous élaborons intègre deux descriptions majeures des logiciels, dans un premier temps, la description structurelle sous-jacente qui englobe l'ensemble des niveaux granulaires et l'abstraction des constituants logiciels, et ensuite la description qualitative conçue pour s'intégrer à la description précédente. Deux modèles, d'abord élaborés individuellement pour les deux descriptions respectives, ont été intégrés ou mis en correspondance dans l'objectif d'étudier l'impact de toute modification et sa potentielle propagation à travers les constituants logiciels concernés. Lors de chaque modification, il devient alors possible d'établir un bilan qualitatif de son impact. La modélisation intégrée est élaborée pour se prêter à un raisonnement à base de règles expertes. La modélisation proposée est en cours d'expérimentation et validation à travers le développement d'une plate-forme d'implémentation basée sur l'environnement Eclipse. / The software evolution control requires a complete understanding of the changes and their impact on the various systems artifacts. We propose a multi-modeling approach for the change impact analysis to provide assistance in understanding the effects of projected or actual changes in distributed software systems. This work elaborate the modeling of software artifacts along with their various interdependencies to build a knowledge-based system, which allows, among others, an assistance for the software developers or maintenance engineers to establish an a priori evaluation of impact of changes. The model we develop integrates two major descriptions of software, at first, the underlying structural description that encompasses the levels of granularity and abstraction of software artifacts, and then the qualitative description designed to integrate the structural description. Initially, the formal models are designed separately for the respective descriptions, and then these are integrated for the objective to study the change impact and its potential propagation through the affected software artifacts. For a change, it is important to establish a qualitative assessment of its impact. The integrated modeling leads to a reasoning based on expert rules. The proposed model is being tested and validated through the development of a platform, implemented in the Eclipse environment.