Au cours des dernières années, de nombreux systèmes distribués ont évolué pour faire face à la convergence de leur domaine et des réseaux informatiques. À titre d'exemple, la téléphonie sur Internet a révolutionné le domaine des télécommunications par l'introduction de nombreux nouveaux services basés sur des services Web et bases de données. Les systèmes distribués qui fournissent des services avancés doivent être efficaces pour être en mesure de traiter un grand nombre d'utilisateurs et doivent être robustes pour faire face à diverses attaques ciblant le service lui-même ou la plate-forme sous-jacente. Cependant, le développement de systèmes distribués efficace et robuste exige une connaissance approfondie des protocoles utilisés et une certaine maîtrise de la programmation réseau et système bas niveau, ce qui peut être un défi pour de nombreux développeurs. Néanmoins, le processus de développement des systèmes distribués demeure rudimentaire et requiert un haut niveau d'expertise bas niveau. Dans cette thèse, nous montrons que les langages métiers (DSL) peuvent réduire avec succès le niveau d'expertise nécessaire pour construire des systèmes distribués efficace et robuste, ce qui rend la programmation de service à portée de développeurs moyens. Nous présentons trois contributions dans ce domaine. Notre première contribution vise la création de services de téléphonie basés sur le protocole SIP. Nous avons défini une machine virtuelle spécifique au domaine SIP et un DSL nommé SPL, offrant au programmeur des notations de haut niveau et des abstractions dédiées pour le développement de services de téléphonie. La robustesse de SPL a été un facteur clé dans l'accélération du déploiement de service. Une variété de services ont été écrits en SPL, ce qui démontre l'utilité et la facilité de programmation du langage. Notre deuxième contribution est Zébu, une approche basée sur les DSL pour le développement des couches de traitement protocolaires des applications réseau. Nous avons démontré, à travers diverses expériences, que cette approche est une alternative fiable pour le développement manuel des couches de traitement protocolaires. Le code généré par Zébu a de bonnes performances et a une empreinte mémoire nettement inférieur à des solutions existantes codées manuellement, tout en garantissant les propriétés de robustesse et de performance. La troisième contribution de cette thèse est z2z, une approche générative à la construction de passerelles qui permet la communication entre des appareils qui utilisent des protocoles incompatibles. Z2z inclus un compilateur qui vérifie des propriétés de correction et un support d'exécution qui masque les détails bas niveau au développeur de la passerelle. Nous avons utilisé z2z pour générer automatiquement des passerelles entre différents protocoles incompatibles. Les passerelles générées fonctionnent avec une faible empreinte mémoire et pratiquement sans aucun surcoût à l'exécution.

Au vu des dernières avancées dans le domaine de l’ingénierie web, ainsi qu’avec la baisse de coût du cloud computing, les architectures orientées services sont rapidement devenues la solution prépondérante pour fournir des services à valeur ajoutée aux clients. Suite à cette tendance, la composition de services tiers est devenue un paradigme de référence pour le développement d’applications robustes et riches, ou encore pour l’automatisation de processus métiers. Avec la disponibilité de centaines de milliers de services et APIs web, la réalisation de telles intégrations devient lourde et fastidieuse quand effectuée manuellement. Par ailleurs, chaque client peut exiger des besoins et politiques d’intégration différentes, ce qui complexifie davantage la tâche. De plus, fournir une telle solution qui soit à la fois robuste et scalable est une tâche non-triviale. Il est donc primordial d’étudier comment coordonner de manière efficace les interactions entre les services web existants. Ainsi, cette thèse vise à étudier les problématiques liées à la composition de services web dans le contexte des pratiques de développement web modernes. Nous présentons un cadre architectural permettant la spécification de compositions de services web grâce à une approche orientée langage, et montrons comment supporter leur exécution de manière scalable grâce à MEDLEY, une plateforme légère et orientée événements. / In light of the recent advances in the field of web engineering, along with the decrease of cost of cloud computing, service-oriented architectures rapidly became the leading solution in providing valuable services to clients. Following this trend, the composition of third-party services has become a successful paradigm for the development of robust and rich distributed applications, as well as automating business processes. With the availability of hundreds of thousands of web services and APIs, such integrations become cumbersome and tedious when performed manually. Furthermore, different clients may require different integration requirements and policies, which further complexifies the task. Moreover, providing such a solution that is both robust and scalable is a non-trivial task. Therefore, it becomes crucial to investigate how to efficiently coordinate the interactions between existing web services. As such, this thesis aims at investigating the underlying challenges in web service composition in the context of modern web development practices. We present an architectural framework to support the specification of web service compositions using a language-based approach, and show how we support their execution in a scalable manner using MEDLEY, a lightweight, event-driven platform.

La modélisation mathématique est largement utilisée pour effectuer des recherches sur la modélisation des maladies infectieuses. Combler le fossé entre les modèles conceptuels et leurs simulations est l'un des problèmes de la modélisation. Les langages métiers sont souvent utilisés pour addresser ces problèmes en séparant deux aspects de la modélisation : la spécification (modèles conceptuels) et la simulation (modèles informatiques). Dans cette perspective, nous développons un langage métier, appelé KENDRICK, dédié à la modélisation épidémiologique, couplé avec une plate-forme de simulation. Un autre problème de la modélisation en épidémiologie est le mélange des aspects de domaine qui doivent être séparés. Afin de faciliter l'écriture et l'évolution des modèles, il est crucial de pouvoir définir une préoccupation avec aussi peu de dépendances avec d'autres que possible et de pouvoir les combiner aussi librement que possible. Nous abordons ces défis en proposant un méta-modèle mathématique commun qui peut représenter les modèles ainsi que les préoccupations. Nous définissons ensuite les opérateurs qui permettent de combiner des préoccupations ainsi que de les appliquer dans un modèle. Le langage KENDRICK simplifie donc la programmation des simulations épidémiologiques en décomposant un modèle monolithique hautement-couplé en préoccupations modulaires. Cela rend alors plus facile la construction des modèles complexes de l'épidémiologie où plusieurs préoccupations sont considérées en même temps. / Mathematical and computational models have become widely used and demanded tools for examining mechanisms of transmission, exploring characteristics of epidemics, predicting future courses of an outbreak and evaluating strategies to find a best control-program. One of the problems of modelling is bridging the gap between conceptual models (i.e compartmental models of epidemiology) and their computer simulation (through deterministic, stochastic or agent-based implementation). Domain Specific Languages (DSLs) are often used to address such difficulties by separating two concerns of modelling, specification (conceptual model) and implementation (computational model). In this perspective, we develop a DSL called KENDRICK targeted to the epidemiological modelling and coupled with a simulation platform that allows the study of such models. The other important issue needs to be addressed in the context of epidemiological modelling is the heterogeneities introduced by separate concerns. In order to facilitate the specification of models and their evolution, it is crucial to be able to define concerns with as few dependencies with each other as possible and to combine them as freely as possible. We address such challenges by proposing a common mathematical meta-model that supports both concerns and models and enabling their compositions by some operators. We then implement our proposal language KENDRICK based on this meta-model. The language simplifies the construction of complex epidemiological models by decomposing them into modular concerns, by which common concerns can be reused across models and can be easily changed.

Avec l'émergence d'Internet et la prolifération de nouvelles technologies, la conception et le développement d'applications complexes doivent impérativement prendre en compte les standards et les aspects de répartition, déploiement et réutilisation de code. C'est la source d'une nouvelle problématique liée à la programmation. Un changement radical des méthodologies est nécessaire pour aisément prendre en compte ces différentes facettes. Cette thèse jette les bases d'une nouvelle manière de programmer où ces facettes ou intentions sont automatiquement intégrées aux spécifications ou modèles abstraits de l'application lors de phases de génération de code source. Cette nouvelle programmation est dit générative. Cette idée a été appliquée, à différents niveaux, lors de la réalisation d'une application, aussi bien pour la représentation de données ou d'environnements interactifs que pour les traitements sémantiques ou l'architecture. Ainsi le code final obtenu après génération s'appuie sur les technologies XML pour la représentation des données, les technologies objets et beans pour les vues et l'interface utilisateur, la programmation par aspect et le patron de conception visiteur pour les traitements sémantiques et la programmation par composants pour une architecture ouverte et une application répartie et déployable. Les principaux gains d'une telle programmation sont une meilleure qualité du logiciel due à la séparation de la logique métier et des spécificités technologiques, une simplification du code métier à écrire, l'ajout rapide de nouvelles facettes et un portage vers d'autres plates-formes ou technologies facilité.