The widespread usage of computing devices is eroding the individual's right to privacy. Pervasive computing environments, where users interact with a number of computing devices unconscious of their presence, harm user privacy by generating digital trails of every ordinary user activity. Privacy protection is thus a critical factor for the success of pervasive computing applications. <br><br>Service oriented pervasive computing, where resources and applications are modeled as services, offers a compelling implementation of pervasive computing. In service oriented computing, applications can more easily handle the openness, heterogeneity and dynamics typical of pervasive computing environments. Realization of this view requires a service-oriented middleware that provides the basic features for provision and consumption of pervasive services: namely, service access, service discovery and service composition. The service-oriented middleware is particularly critical for privacy protection in service oriented pervasive computing since privacy vulnerabilities at the middleware layer affect any application using the middleware. <br><br>In this thesis, we study how a service oriented middleware affects the privacy of users in pervasive computing environments. Our contribution is a privacy-enhanced middleware that increases privacy protection during service access, discovery and composition. The middleware provides a service access protocol that enables nodes to communicate privately without the problems of public key encryption. The protocol splits messages through multiple paths that resist to attackers controlling a certain number of nodes or networks. It also provides a privacy-enhanced service discovery protocol that uses encoded service descriptions to protect personal information and that reduces the trust requirements of service directories. Since different service descriptions can generate the same encoded data, attackers are unable to identify the original service from the encoded description in service announcements and requests. Finally, the middleware provides a service composition mechanism that allows users to compare the privacy impact of executing service compositions that are functionally equivalent but define different partitions of data among service providers, thus enabling selection of the composition that causes the smallest impact on user privacy. The middleware features are implemented and evaluated in terms of performance and effectiveness. <br><br>Our middleware architecture facilitates the development of service-oriented pervasive applications that respect the privacy of individuals. Since the middleware handles the privacy issues introduced by the underlying software platform, applications can focus on application-specific mechanisms for privacy protection. Users that consume services on top of this middleware are also able to more effectively protect their privacy, since they can rely on middleware provided functionalities to better control personal information disclosure.

L'administration des systèmes informatiques modernes est une tâche de plus en plus complexe et coûteuse. En effet, l'architecture de ces systèmes n'est pas en géneral suffisamment modulaire pour permettre l'adaptation aux événements extérieurs (pannes, variation des performances, attaques de sécurité, etc.). Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'administration des intergiciels qui a fait l'objet de moins de travail que l'administration des couches physiques et des systèmes d'exploitation.<br /><br />Nous proposons, d'abord, une démarche pour rendre les intergiciels patrimoniaux administrables, c'est à dire facilement configurables, déployables et adaptables à l'exécution. Cette approche consiste à transformer l'architetcure des intergiciels en une architecture explicite à base de composants. Ensuite, nous proposons un système d'administration automatisant certaines fonctions de l'administration, telles que le déploiement, la mise à jour de code et la réparation des pannes.<br /><br />Nous avons appliqué notre approche à l'administration d'un serveur d'applications J2EE patrimonial, JOnAS. JonasALaCarte est le nom du serveur J2EE administrable obtenu. Nous montrons que la configuration et le déploiement du serveur dans des environnements distribués sont simplifiés. De plus, de nouvelles propriétés de reconfiguration dynamique sont introduites comme la mise à jour dynamique de code et l'auto-réparation des pannes.

L'évolution des besoins des logiciels entraîne la croissance de la complexité des environnements répartis. La recherche effectuée dans le domaine de la conception de ces environnements vise à réduire cette complexité. Un des principaux problèmes de la conception des infrastructures réparties concerne la composition des propriétés non fonctionnelles (également appelées services techniques). Les services interagissent entre eux. Nous avons identifié deux types d'interaction : les interactions de type structurel et les interactions de type comportemental.<br />Il existe actuellement de nombreuses approches (académiques et industrielles) qui permettent de concevoir ces infrastructures.<br />Dans un premier temps, nous exposons les concepts de la composition et nous étudions les mécanismes de composition mis en oeuvre dans ces approches de conception.<br />A partir de cette étude, nous proposons une nouvelle approche de composition appelée composition comportementale qui permet de supprimer un certain nombre de limites identifiées dans les autres approches. L'approche de composition comportementale utilise le modèle de composants Fractal et introduit un modèle d'automates qui permet de décrire les comportements des composants.<br />Les interactions de type structurel s'expriment à partir du modèle de composants et se matérialisent par des liaisons entre les interfaces des composants. Les interactions de type comportemental s'expriment à partir du modèle d'automate et se matérialisent par des contraintes d'ordonnancement. Les mécanismes de composition de notre approche mettent en oeuvre ces différents types d'interaction.<br />Nous avons réalisé un canevas logiciel qui implante le modèle de composant et le modèle de comportement. Le canevas a été conçu afin que les approches de conception puisse l'utiliser. L'implantation du canevas génère un environnement d'exécution basé sur le langage synchrone réactif Esterel.<br />Pour conclure, nous positionnons notre approche avec les autres approches de conception à partir de critères d'évaluation que nous avons définis. Quelques perspectives concernant l'approche sont données.

Ces dernières années ont été marquées par une forte évolution des équipements et des réseaux<br />utilisés dans les environnements mobiles. Cette évolution a abouti à la définition d'une<br />nouvelle thématique : l'informatique mobile. L'informatique mobile offre aux utilisateurs la capacité<br />de pouvoir se déplacer tout en restant connecté aux applications réparties et d'être indépendant<br />de la localisation géographique. Toutefois, l'accès aux applications réparties dans ces environnements<br />soulève le problème de la disponibilité des services en présence des déconnexions. Ces<br />déconnexions peuvent être volontaires ou involontaires.<br />Les principaux intergiciels qui existent aujourd'hui sont inadéquats pour les environnements<br />mobiles où les ressources (bande passante, batterie, mémoire...) peuvent spontanément varier<br />considérablement voire disparaître. Ils sont destinés aux environnements traditionnels relativement<br />statiques dans lesquels les ressources sont disponibles et pratiquement stables. Par<br />ailleurs, la construction d'applications réparties converge de plus en plus vers l'utilisation des<br />intergiciels orientés composants pour gérer la complexité des applications. Le modèle orienté<br />composant offre une meilleure séparation entre les préoccupations fonctionnelles et extrafonctionnelles.<br />Cette séparation est réalisée suivant le paradigme composant/conteneur.<br />Cette thèse s'intéresse à la gestion des déconnexions pour applications réparties à base de<br />composants dans les environnements mobiles. La solution consiste à maintenir une connexion<br />logique en utilisant le concept d'opération déconnectée. Cependant, la plupart des solutions existantes<br />sont souvent des réponses « ad hoc ». En effet, ces solutions ne proposent pas une séparation<br />entre les préoccupations fonctionnelles de l'application et la gestion des déconnexions.<br />Cette contrainte limite les possibilités de maintenance, de réutilisation et de reconfiguration. Ces<br />solutions ne proposent pas non plus de modèle de conception d'applications réparties devant<br />fonctionner en présence des déconnexions. Enfin, le modèle orienté composant est peu investi<br />dans la gestion des déconnexions, cette dernière limitation étant due à la nouveauté de ce modèle.<br />Dans cette thèse, nous présentons MADA, une approche de conception d'applications réparties<br />pour le fonctionnement en présence des déconnexions qui suit l'approche MDA. Dans cette<br />approche, la gestion des déconnexions est abordée dès la modélisation de l'application. Ensuite,<br />nous présentons un service intergiciel pour la gestion du cache du terminal mobile. Nous validons<br />la solution proposée à l'aide d'un prototype réalisé en Java, pour application à base de<br />composants CORBA, dans le cadre du canevas logiciel DOMINT. Nous proposons aussi d'intégrer<br />la gestion des déconnexions dans les conteneurs des composants. En nous basant sur le<br />modèle du conteneur extensible (ECM) de OpenCCM, nous proposons une spécification et une<br />réalisation Java/CCM de notre conteneur.

Les intergiciels rendent les applications réparties indépendantes d'un environnement particulier, mais introduisent paradoxalement une nouvelle dépendance vis-à-vis d'un modèle de répartition.<br /><br />L'interopérabilité entre applications doit être intégrée à l'architecture de l'intergiciel, car l'utilisation de passerelles statiques présente un coût et une explosion combinatoire prohibitifs.<br /><br />Les architectures d'intergiciels génériques permettent le partage de code par plusieurs personnalités réalisant des modèles de répartition différents. Nous les étendons en proposant l'architecture schizophrène, qui découple les aspects exposes d'une part aux objets applicatifs, d'autre part aux autres intergiciels, au moyen d'une couche neutre réalisant les fonctions récurrentes des intergiciels indépendamment des personnalités. Cette architecture générique et configurable contribue à l'interopérabilité en permettant la cohabitation efficace de plusieurs personnalités.<br /><br />Nous présentons PolyORB, notre prototype d'intergiciel schizophrène. Nous montrons ainsi que l'architecture proposée est opérationnelle et efficace.

Le développement des applications distribuées, amenées de plus en plus à s'exécuter sur des machines aux caractéristiques hétérogènes, tend à se complexifier. Le modèle à composants apporte une réponse à ce problème en favorisant la réutilisabilité du code. Par ailleurs, les services techniques, offerts par les plates-formes à composants, allègent le code source et améliorent la qualité de service. Cependant, ces services techniques, conçus pour une exécution statique sur des machines serveurs, ne s'adaptent pas à d'autres contextes d'exécution. Leur développement sous forme d'objet notoire empêche leur adaptation. De plus, l'ensemble des services techniques fournis par la plate-forme à composants est figé. La première contribution de cette thèse consiste à définir un modèle de conception et de développement des services techniques basé sur le modèle à composants Fractal. Ce processus aboutit à la définition de personnalités d'un service (P1S) répondant chacune à un contexte d'utilisation, ainsi qu'à une redéfinition de l'assemblage formé par l'application et ses services techniques. Notre seconde contribution est un service de gestion de l'adaptation des services techniques qui permet de détecter les changements d'environnement d'exécution grâce à un moniteur, de localiser les services techniques et d'identifier la personnalité la plus adaptée au nouvel environnement grâce à un annuaire dédié aux services techniques. La faisabilité de nos propositions a été validée à travers la conception et l'implantation d'un service transactionnel multi-personnalités ainsi que l'implantation du système de gestion de l'adaptation.

La communication de groupe est un dispositif crucial pour le calcul haute performance notamment sur les grilles de calculs. Tandis que les bibliothèques issues des travaux antérieurs imposent des contraintes spécifiques aux programmeurs (par exemple l'utilisation d'interfaces consacrées) pour effectuer des communications de groupes, cette thèse présente un mécanisme qui se veut plus flexible. En particulier, nous proposons un modèle, où, étant donnée une classe Java, les communications de groupes sont déclanchées par appel aux méthodes publiques de la classe en conservant la notation pointée; de cette façon les communications et les groupes deviennent typés. De plus, des groupes sont automatiquement construits pour collecter les résultats d'une opération collective. Ce système est basé sur un Protocole à Méta-Objets. Cela permet une notation objet et une gestion dynamique des résultats (ex: B groupB = groupA.foo();). Cette flexibilité permet également de gérer les résultats qui sont eux mêmes des groupes d'objets accessibles à distance, et d'utiliser un groupe comme paramètre d'appel de méthode pour que ses membres soient distribués entre les membres d'un groupe d'appel. De plus, des groupes hiérarchiques peuvent être facilement et dynamiquement construits : une importante fonctionnalité de déploiement dans un contexte de grilles. Des mesures de performances et une application numérique démontrent la viabilité de l'approche. Nos derniers travaux mènent à un style de programmation SPMD (Single Program Multiple Data) orienté-objet basé sur les communications de groupes typés et qui permet un contrôle étendu sur des applications de calculs intensifs tout en préservant les bénéfices d'une approche typée. Les groupes d'objets soutenant le calcul distribué sont organisés selon une topologie, c'est à dire l'ajout de la notion d'une identification pour chaque membre dans le groupe SPMD et la possibilité de référencer facilement ses voisins. Les opérations collectives ont été revisitées et étendues par des barrières de synchronisation de façon à fournir un modèle complet de programmation SPMD orienté-objet.

Le document présente une synthèse de travaux sur le déploiement, l'utilisation et les techniques de mise en oeuvre d'applications développées selon un modèle de programmation à passage de messages sur des grilles de calcul. La première partie décrit les performances observées sur la période 2002-2006 sur une plateforme à l'échelle de la France, ainsi que les gains obtenus par équilibrage de charge. La deuxième partie décrit un intergiciel nouveau baptisé P2P-MPI qui synthétise un ensemble de propositions pour améliorer la prise en charge de tels programmes à passage de messages.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l'ordonnancement d'applications au sein d'un environnement de grille de calcul. Nous étudions comment mieux gérer les tâches au sein des intergiciels de grille, ceci dans l'objectif d'améliorer les performances globales de la plateforme. Les solutions que nous proposons se situent dans l'intergiciel, ce qui permet de conserver les architectures sous-jacentes sans les modifier. Dans un premier temps, nous proposons un mécanisme de réallocation permettant de prendre en compte dynamiquement les erreurs d'ordonnancement commises lors de la soumission de calculs. En effet, lors de la soumission sur une machine parallèle, il est souvent nécessaire de fournir une estimation du temps d'exécution afin que celle-ci puisse effectuer un ordonnancement. Cependant, les estimations ne sont pas précises et les décisions d'ordonnancement sont sans cesse remises en question. Le mécanisme de réallocation proposé permet de prendre en compte ces changements en déplaçant des calculs d'une machine parallèle à une autre. Le second point auquel nous nous intéressons dans cette thèse est l'ordonnancement d'une application de climatologie sur la grille. Afin de fournir les meilleures performances possibles nous avons modélisé l'application puis proposé des heuristiques spécifiques. Pour exécuter l'application sur une grille de calcul, l'intergiciel utilise ces connaissances sur l'application pour fournir le meilleur ordonnancement possible.

Une nouvelle classe d'applications interactives associent la visualisation scientifique, la réalité virtuelle et la simulation. Ces applications sont complexes et couplent des périphériques d'entrées et de sorties, des grands jeux de données, et des centaines de composants logiciels. Ces applications posent des défis en terme de maintenabilité et doivent s'exécuter sous des contraintes fortes de performances, souvent mesurées en terme de latence et de taux de rafraîchissement. Pour répondre à ces questions, nous proposons un modèle à composants hiérarchiques adapté aux applications interactives. Il permet d'encapsuler des schémas performants de communication entre tâches. Notre seconde contribution consiste en l'étude de la latence induite par les mécanismes d'échantillonnage entre des tâches fonctionnant à des fréquences différentes. Pour la validation des résultats, les contributions ont été intégrées dans l'intergiciel FlowVR.