L’un des buts de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) est de considérer les modèles comme des éléments productifs pour le développement d’applications. Dans cette optique, une nouvelle tendance concerne les modèles exécutables où un modèle produit en phase de conception est réutilisé en tant que tel en phase d’exécution grâce aux interpreted Domain-Specific Modeling Language (i DSML) qui sont interprétés par un moteur d’exécution. Cette façon de procéder permet de gagner du temps lors du développement d’un logiciel et est par conséquent moins coûteux. D’autre part, les logiciels peuvent être dotés de capacités adaptatives. Ces applications adaptatives sont généralement confrontées à un contexte qui est plus ou moins connu et susceptible de changer au cours de l’exécution et auquel elles vont devoir faire face en modifiant leur comportement dynamiquement, c’est-à-dire sans interruption de service. De telles adaptations dynamiques et automatiques sont censées éviter une phase de maintenance onéreuse pour le logiciel. Nous avons donc d’un côté les i DSML qui permettent de réduire les coûts de développement d’une application et de l’autre côté l’adaptation logicielle qui permet de réduire les coûts de maintenance d’un programme. Dans cette thèse nous souhaitons prendre le meilleur des deux mondes en fusionnant les deux idées. Le résultat revient in fine à directement adapter l’exécution d’un modèle via des i DSML adaptables. Pour cela, nous proposons une caractérisation des i DSML adaptables, la définition du concept de famille pour gérer l’adaptation des i DSML, puis la création d’un langage exécutable d’orchestration dédié à l’adaptation, aboutissant ainsi au fait particulier d’adapter un i DSML par un autre i DSML. Enfin, un prototype à base de deux moteurs d’exécution est proposé avec son implémentation en Java/EMF. / One of the goals of Model-Driven Engineering (MDE) is to treat models as productive elements for software development. From this point of view, a new trend is about executable models where a model that is produced at design time is reused as such at runtime through interpreted Domain-Specific Modeling Languages (i DSMLs) that are interpreted by an execution engine. This way to proceed allows to save time during the software development and consequently is more cost-effective. On the other hand, software can provide adaptive capabilities. These adaptive applications are often facing a context which is more or less known and which may change during the execution and they will address these various situations by modifying dynamically their own behavior, i.e. without any service disruption. Such dynamic and automatic adaptations ought to avoid a too expensive maintenance stage for the program. We have on one hand the i DSMLs that allow to decrease the development costs of a program and on the other hand the software adaptation that allows to decrease the maintenance costs of an application. In this thesis, we must succeed in having the best of both worlds by merging these two ideas. The result is ultimately to directly adapt the model execution through adaptable i DSMLs. To this end, we propose a characterization of adaptable i DSMLs, the definition of the family concept to manage adaptation of i DSMLs, then the creation of an executable orchestration language for adaptation, thereby leading to the fact that an i DSML is adapted through an other i DSML. Finally, a prototype based on two execution engines is proposed with its implementation in Java/EMF.

Les techniques dynamiques de vérification et validation (V&V) de modèles sont nécessaires pour assurer la qualité des modèles exécutables. La plupart de ces techniques reposent sur la concept de trace d'exécution, une séquence contenant un ensemble d'informations sur une exécution. Par conséquent, pour permettre la V&V dynamique de modèles exécutables conformes à n'importe quel langage de modélisation dédié exécutable (LMDx), il est crucial de fournir des outils pour construire et manipuler toutes sortes de traces d'exécution. À cet effet, nous proposons d'abord une approche de clonage efficace de modèles afin de pouvoir construire des traces d'exécution génériques à base de clones. À l'aide d'un générateur aléatoire de métamodèles, nous montrons que cette approche passe à l'échelle avec seulement un léger surcoût lors de la manipulation de clones. Nous présentons ensuite une approche générative pour définir des métamodèles dédiés et multidimensionnels pour représenter des traces d'exécution, qui consiste à créer la structure de données spécifique aux traces d'exécution d'un LMDx donné. Ainsi, les traces d'exécution de modèles conformes à ce LMDx peuvent être capturées et manipulées efficacement de manière dédiée et à l'aide de différentes dimensions. Nous appliquons cette approche à deux techniques de V&V dynamiques existantes, à savoir la différentiation sémantique et le débogage omniscient. Nous montrons qu'un tel métamodèle de traces d'exécution généré fournit une bonne facilité d'usage et un bon passage à l'échelle pour la V&V dynamique au plus tôt pour n'importe quel LMDx. Nous avons intégré notre travail au sein du GEMOC Studio, un environnement de définition de langages et de modélisation issu de l'initiative internationale du même nom. / Dynamic verification and validation (V&V) techniques are required to ensure the correctness of executable models. Most of these techniques rely on the concept of execution trace, which is a sequence containing information about an execution. Therefore, to enable dynamic V&V of executable models conforming to any executable domain-specific modeling language (xDSML), it is crucial to provide efficient facilities to construct and manipulate all kinds of execution traces. To that effect, we first propose a scalable model cloning approach to conveniently construct generic execution traces using model clones. Using a random metamodel generator, we show that this approach is scalable in memory with little manipulation overhead. We then present a generative approach to define multidimensional and domain-specific execution trace metamodels, which consists in creating the execution trace data structure specific to an xDSML. Thereby, execution traces of models conforming to this xDSML can be efficiently captured and manipulated in a domain-specific way. We apply this approach to two existing dynamic V&V techniques, namely semantic differencing and omniscient debugging. We show that such a generated execution trace metamodel provides good usability and scalability for dynamic early V&V support for any xDSML. Our work have been implemented and integrated within the GEMOC Studio, which is a language and modeling workbench resulting from the eponym international initiative.

Dans le contexte de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles, l'utilisation de multiples paradigmes de modélisation pour développer un système complexe est à la fois inévitable et essentielle. Les modèles qui représentent un tel système sont donc hétérogènes, ce qui rend tout raisonnement global sur le système difficile. L'objectif de la modélisation multi-paradigme est de faciliter l'utilisation conjointe de modèles hétérogènes pendant le cycle de développement. Les travaux exposés dans cette thèse concernent l'étude de l'hétérogénéité des modèles et la conception d'une approche pour la modélisation multi-paradigme des systèmes. Nous caractérisons les causes de l'hétérogénéité des modèles par rapport au cycle de développement puis identifions différents types d'hétérogénéité. En nous basant sur ces causes d'hétérogénéité, nous proposons un cadre d'étude pour le domaine de la modélisation multi-paradigme avec différents axes de recherche. La multidisciplinarité de la modélisation multi-paradigme rend applicables des techniques issues de différents domaines. Nous proposons un état de l'art et une classification des techniques dont nous avons étudié la pertinence par rapport à l'hétérogénéité. La gamme des techniques présentées inclut les transformations de modèles, la composition de méta-modèles, la composition de modèles, l'adaptation de composants, la co-simulation ou encore les méga-modèles. Nous présentons ensuite ModHel'X, l'approche de composition de modèles pour la modélisation multi-paradigme que nous avons développée. Elle s'appuie sur le concept de modèle de calcul et permet : 1. de spécifier la sémantique d'un langage de modélisation de manière exécutable à travers la spécialisation opérationnelle d'une sémantique abstraite pour les modèles de calcul ; 2. de spécifier explicitement les mécanismes de composition à utiliser entre des modèles hétérogènes via une structure de modélisation appelée bloc d'interface ; 3. de simuler le comportement global de modèles hétérogènes par un algorithme générique d'exécution que nous avons défini. Une implémentation de ModHel'X a été réalisée sous la forme d'un framework s'appuyant sur EMF (Eclipse Modeling Framework).