Reproduction de : Thèse de doctorat : Programmation et systèmes : Toulouse, INPT : 2002. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 158 réf.

Thèse de doctorat : Informatique : Bordeaux 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse doctorat : Informatique : Nancy 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse doctorat : Informatique : Rennes 1 : 2008. / Titre provenant de la page du titre du document électronique. Bibliogr. p. 161-169.

Thèse doctorat : Informatique : Rennes 1 : 2008. / Titre provenant de la page du titre du document électronique. Bibliogr. p. 155-161.

Les architectures des systèmes embarqués des nouvelles générations d'avions civils et militaires tendent à s'organiser autour d'une plateforme avionique constituée de calculateurs interconnectés par un réseau central. Ce type d'architecture a fait apparaitre le besoin de développer de nouvelles méthodes de conception afin d'assister le dialogue entre les concepteurs des fonctions à embarquer (commandes de vol, gestion de l'énergie, ...) et les architectes de la plateforme avionique. Il est, en particulier, primordial de s'assurer que l'allocation des ressources de la plateforme aux fonctions embarquées respecte les exigences de sûreté de fonctionnement propres aux systèmes avioniques. Dans un premier temps, un cadre général a été proposé pour modéliser et vérifier l'effet de l'allocation des ressources d'une plateforme avionique du point de la sûreté de fonctionnement. Ce cadre est fondé sur l'utilisation du langage AltaRica pour décrire formellement la propagation des défaillances au sein de systèmes embarqués et des outils associés à ce langage (model-checking, génération de séquences et d'arbres de défaillances) pour vérifier la tenue des exigences de sûreté de fonctionnement. Ce cadre a été utilisé pour étudier, d'une part, l'allocation d'équipements informatiques aux fonctions de systèmes embarqués, et d'autre part, les placements des équipements au sein de l'avion en tenant compte de risques tels que l'éclatement d'un pneu ou l'explosion d'un moteur. Dans un second temps, la génération d'allocations respectant les exigences de sûreté de fonctionnement a été étudiée. L'approche retenue est fondée sur l'expression de contraintes d'allocation sous forme d'inégalités linéaires entières et sur l'utilisation de techniques de résolution de ces contraintes. Plusieurs types de contraintes (ségrégation, co-location, exclusion, ...) sont pris en compte. De plus, des critères d'optimisation permettent de guider la résolution des contraintes de façon à proposer des allocations les plus pertinentes du point de vue des besoins des systèmes aéronautiques. Finalement, une approche intégrant les techniques de vérification et de génération a été proposée. La première étape consiste à vérifier un modèle des fonctions embarquées qui est indépendant de la plateforme avionique. Il est possible d'extraire automatiquement des contraintes d'allocation à partir des résultats de cette vérification. L'étape de résolution de contraintes génère alors une allocation sûre. Les travaux sont illustrés par deux études de cas industrielles : une fonction de suivi de terrain d'un avion de chasse et un système de génération et de distribution hydraulique d'un avion de type A320. / Abstract

La quantité croissante de données traitées par les logiciels rend légitime le besoin de garanties de confidentialité. La propriété de non-interférence assure qu'un programme ne fuite pas de données privées vers une sortie publique. Nous proposons une méthode pour construire, une multisémantique annotée capable de capturer la propriété de non-interférence pour aider à prouver formellement des analyseurs. Nous fournissons un théorème prouvé indiquant que les annotations capturent correctement la non-interférence. Le théorème de correction permet de prouver un analyseur sans s'appuyer sur la définition de non-interférence mais sur les annotations. / Because of the increasing quantity of data processed by software, the need for privacy guarantees is legitimate. The property of non-interference ensures that a program does not leak private data to a public output. We propose a framework to build an annotated multisemantics able to capture the non-interference property to help formally prove analysers. The framework comes with a proved theorem stating that the annotations correctly capture non-interference. The correctness theorem allows to prove an analyser without relying on the definition of non-interference but on the annotations.

Les problèmes logiciels sont frustrants et diminuent l’expérience utilisateur. Par exemple, la fuite de données bancaires, la publication de vidéos ou de photos compromettantes peuvent affecter gravement une vie. Comment éviter de telles situations ? Utiliser des tests est une bonne stratégie, mais certains bogues persistent. Une autre solution est d’utiliser des méthodes plus mathématiques, aussi appelées méthodes formelles. Parmi celles-ci se trouve la sémantique dénotationnelle. Elle met la sémantique extraite de vos logiciels préférés en correspondance avec des objets mathématiques. Sur ceux-ci, des propriétés peuvent être vérifiées. Par exemple, il est possible de déterminer, sous certaines conditions, si votre logiciel donnera une réponse. Pour répondre à ce besoin, il est nécessaire de s’intéresser à des théories mathématiques suffisamment riches. Parmi les candidates se trouvent le sujet de ce mémoire : la théorie des domaines. Elle offre des objets permettant de modéliser formellement les données et les instructions à l’aide de relations d’ordre. Cet écrit présente les concepts fondamentaux tout en se voulant simple à lire et didactique. Il offre aussi une base solide pour des lectures plus poussées et contient tout le matériel nécessaire à sa lecture, notamment les preuves des énoncés présentés. / Bugs in programs are definitively annoying and have a negative impact on the user experience. For example, leaks of bank data or leaks of compromising videos or photos have a serious effect on someone’s life. How can we prevent these situations from happening? We can do tests, but many bugs may persist. Another way is to use mathematics, namely formal methods. Among them, there is denotational semantics. It links the semantics of your favorite program to mathematical objects. On the latter, we can verify properties, e.g., absence of bugs. Hence, we need a rich theory in which we can express the denotational semantics of programs. Domain Theory is a good candidate and is the main subject of this master thesis. It provides mathematical objects for data and instructions based on order relations. This thesis presents fundamental concepts in a simple and pedagogical way. It is a solid basis for advanced readings as well as containing all the needed knowledge for its reading, notably proofs for all presented statements.

Les notations semi-formelles et formelles semblant complémentaires, leur couplage semble un cadre intéressant pour pouvoir bénéficier de leurs avantages respectifs tout en diminuant leurs points faibles. En effet, d'une part, les notations semi-formelles qui pêchent par leur précision sont de bons vecteurs de communication dont le coût de formation est raisonnable ; d'autre part, les langages formels apportent la précision et le potentiel de raisonnement manquant aux notations semi-formelles. Dans ce travail, nous proposons une approche de traduction de modèles semi-formels objet en des spécifications formelles en Z ou en Object-Z afin de fournir un couplage bénéfique de ces deux types de spécifications. Nous cherchons à rendre nos propositions les plus utilisables possible en en montrant trois bénéfices avérés : un guide méthodologique pour l'expression des contraintes annotant un modèle objet, une aide à la vérification des modèles et de leurs contraintes et des raisonnements informels sur la sémantique de modèles simples. Nous avons aussi développé un outil de support à notre approche, RoZ qui permet de faire cohabiter les notations semi-formelles et formelles. Enfin nous étudions une autre approche de couplage, la vérification de cohérence par méta-modélisation pour laquelle nous proposons des règles de cohérence entre le modèle objet et Z. Ce travail nous permet de comparer cette approche avec notre stratégie de traduction afin de mieux comprendre leurs avantages et leurs inconvénients.

Les méthodes formelles ont atteint un degré de maturité conduisant à la conception de systèmes de preuves généralistes, permettant à la fois de vérifier la correction de systèmes logiciels complexes ou de formaliser des mathématiques avancées. Mais souvent, l'accent est mis davantage sur la facilité du raisonnement sur les programmes plutôt que sur leur exécution efficace. L'antagonisme entre ces deux aspects est particulièrement sensible pour les algorithmes de calcul formel, dont la correction repose habituellement sur des concepts mathématiques élaborés, mais dont l'efficacité pratique est une préoccupation importante. Cette thèse développe des approches à l'étude formelle et l'exécution efficace de programmes en théorie des types, et plus précisément dans l'assistant à la preuve \coq{}. Dans un premier temps, nous présentons un environnement d'exécution permettant de compiler en code natif de tels programmes tout en conservant la généralité et l'expressivité du formalisme. Puis, nous nous intéressons aux représentations de données et plus particulièrement au lien formellement vérifié et automatisé entre représentations adaptées aux preuves ou au calcul. Ensuite, nous mettons à profit ces techniques pour l'étude d'algorithmes en algèbre linéaire, comme le produit matriciel de Strassen, le procédé d'élimination de Gauss ou la mise en forme canonique de matrices, dont notamment la forme de Smith pour les matrices sur un anneau euclidien. Enfin, nous ouvrons le champ des applications à la formalisation et au calcul certifié des groupes d'homologie de complexes simpliciaux issus d'images numériques.