Dans les environnements collaboratifs répartis temps réel, les objets répliqués, partagés par les utilisateurs sont soumis à des contraintes de concurrence. Pour les satisfaire, différents algorithmes de contrôle, exploitant les propriétés sémantiques des opérations et utilisant les Transformées opérationnelles, ont été proposés de façon à ordonner les opérations concurrentes et par-là garantir la convergence des copies d'un objet tout en respectant l'intention des usagers. Leur inconvénient est d'imposer ou bien que les opérations utilisées par les utilisateurs satisfassent une condition, difficile à vérifier et qu'il n'est pas toujours possible d'assurer, ou bien de défaire puis de refaire des opérations dans certaines situations. Le premier objectif de la thèse est de présenter deux nouveaux algorithmes n'ayant pas ces défauts. Ils reposent sur la mise en œuvre d'un ordre global continu qui permet non seulement de s'affranchir de cette condition mais aussi de simplifier le processus d'intégration d'une opération. Dans l'un des algorithmes, SOCT4 dont nous donnons la preuve formelle, l'intégration est encore simplifiée en différant la diffusion des opérations alors que dans l'autre, SOCT5, le parallélisme dans la diffusion est privilégié. L'extension de ces algorithmes pour tenir compte de la présence de postes mobiles est abordée. Le deuxième objectif est d'adapter les algorithmes de type SOCT2 pour permettre à un utilisateur d'annuler une opération dans la mesure où les rares propositions non restrictives faites pour résoudre ce problème compromettent dans certains cas la convergence des copies. Pour cela, plutôt que de manipuler directement l'opération inverse, on considère l'annulation comme une opération spécifique dont la transposition en avant doit satisfaire deux conditions générales que l'étude met en évidence. Le bien fondé de cette démarche est validée par l'étude de cas critiques.

De nombreuses catastrophes de diverses envergures frappent régulièrement des populations partout dans le monde. Parmi les exemples marquant on peut citer l'ouragan Katrina en 2005, le tremblement de terre en Haïti en 2010 ou plus récemment le Tsunami au Japon et la catastrophe de Fukujima qui a suivie. Au cours de ces catastrophes, plusieurs centaines d'organisations, comme la police, les pompiers ou les organisations d'aide humanitaire, interviennent pour sauver les gens et aider à revenir à une vie normale. Ces organisations ont besoin de se coordonner pour faire face à une situation dynamique avec des ressources limitées et une vision partielle de la situation. L'évolution de la situation entraîne souvent des changements d'objectif et de plan. Un des problèmes typique est d'obtenir un aperçu sur les relations entre ce qui a été fait, ce qui se passe actuellement et quelles sont les prochaines étapes. Ce problème est particulièrement difficile sur le plan inter-organisationnel : Chaque organisation coordonne la réponse de sa propre perspective et s'appuie sur les informations fournies par d'autres organisations. Notre objectif dans cette thèse est d'étudier comment supporter la coordination des activités par des personnes de différentes organisations dans une situation dynamique par un système d'information. L'idée de base est de tirer profit d'une approche basée sur les processus, où les activités et leurs relations sont rendues explicites. Nous présentons un cadre pour la coordination des activités dans des situations dynamiques. Il permet la modélisation ad hoc des relations entre ce qui a été fait, ce qui se passe actuellement et quelles sont les prochaines étapes. Les écarts par rapport au modèle et comment les activités ont été réalisées sont affichées à l'utilisateur pour mettre en évidence l'impact de l'évolution des objectifs. Nous étendons ce cadre au niveau inter-organisationnel. Certaines activités peuvent être partagées entre différentes organisations. Tout n'est pas partagé entre tout le monde pour tenir compte du respect de la vie privée, de la réglementation, des raisons stratégiques ou autres. Les activités partagées sont reproduites dans les espaces de travail de ces organisations. Nous décrivons comment des vues divergentes sur les activités et leurs relations peuvent etre détectées et traitées afin de revenir éventuellement à une vue convergente. Les concepts sont mis en œuvre comme une extension d'un service de collaboration distribuée ouvert. Ils ont été évalués par des gestionnaires de catastrophes expérimentés. Par ailleurs, nous avons conçu une expérience visant à évaluer l'utilisation d'outils pour aborder ces question. Nous avons effectué plusieurs expériences pour valider cette expérience. D'autres expériences pourront fournir une validation plus complété du modèle proposé dans cette thèse.

A discrete event system is a system whose state space is given by a discrete set and whose state transition mechanism is event-driven i.e. its state evolution depends only on the occurrence of discrete events over the time. These systems are used in many fields of application (telecommunication networks, aeronautics, aerospace,). The validity of these systems is then an important issue and to ensure it we can use supervisory control methods. These methods consist in imposing a given specification on a system by means of a controller which runs in parallel with the original system and which restricts its behavior. In this thesis, we develop supervisory control methods where the system can have an infinite state space and the controller has a partial observation of the system (this implies that the controller must define its control policy from an imperfect knowledge of the system). Unfortunately, this problem is generally undecidable. To overcome this negative result, we use abstract interpretation techniques which ensure the termination of our algorithms by overapproximating, however, some computations. The aim of this thesis is to provide the most complete contribution it is possible to bring to this topic. Hence, we consider more and more realistic problems. More precisely, we start our work by considering a centralized framework (i.e. the system is controlled by a single controller) and by synthesizing memoryless controllers (i.e. controllers that define their control policy from the current observation received from the system). Next, to obtain better solutions, we consider the synthesis of controllers that record a part or the whole of the execution of the system and use this information to define the control policy. Unfortunately, these methods cannot be used to control an interesting class of systems: the distributed systems. We have then defined methods that allow to control distributed systems with synchronous communications (decentralized and modular methods) and with asynchronous communications (distributed method). Moreover, we have implemented some of our algorithms to experimentally evaluate the quality of the synthesized controllers. / <p><p>Un système à événements discrets est un système dont l'espace d'états est un ensemble discret et dont l'évolution de l'état courant dépend de l'occurrence d'événements discrets à travers le temps. Ces systèmes sont présents dans de nombreux domaines critiques tels les réseaux de communications, l'aéronautique, l'aérospatiale. La validité de ces systèmes est dès lors une question importante et une manière de l'assurer est d'utiliser des méthodes de contrôle supervisé. Ces méthodes associent au système un dispositif, appelé contrôleur, qui s'exécute en parrallèle et qui restreint le comportement du système de manière à empêcher qu'un comportement erroné ne se produise. Dans cette thèse, on s'intéresse au développement de méthodes de contrôle supervisé où le système peut avoir un espace d'états infini et où les contrôleurs ne sont pas toujours capables d'observer parfaitement le système; ce qui implique qu'ils doivent définir leur politique de contrôle à partir d'une connaissance imparfaite du système. Malheureusement, ce problème est généralement indécidable. Pour surmonter cette difficulté, nous utilisons alors des techniques d'interprétation abstraite qui assurent la terminaison de nos algorithmes au prix de certaines sur-approximations dans les calculs. Le but de notre thèse est de fournir la contribution la plus complète possible dans ce domaine et nous considèrons pour cela des problèmes de plus en plus réalistes. Plus précisement, nous avons commencé notre travail en définissant une méthode centralisée où le système est contrôlé par un seul contrôleur qui définit sa politique de contrôle à partir de la dernière information reçue du système. Ensuite, pour obtenir de meilleures solutions, nous avons défini des contrôleurs qui retiennent une partie ou la totalité de l'exécution du système et qui définissent leur politique de contrôle à partir de cette information. Malheureusement, ces méthodes ne peuvent pas être utilisées pour contrôler une classe intéressante de systèmes: les sytèmes distribués. Nous avons alors défini des méthodes permettant de contrôler des systèmes distribués dont les communications sont synchrones (méthodes décentralisées et modulaires) et asynchrones (méthodes distribuées). De plus, nous avons implémenté certains de nos algorithmes pour évaluer expérimentalement la qualité des contrôleurs qu'ils synthétisent. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

A reactive control system is a computer system reacting to certain stimuli emitted by its environment in order to maintain it in a desired state. Distributed reactive control systems are generally composed of several processes, running in parallel on one or more computers, communicating with one another to perform the required control task. By their very nature, distributed reactive control systems are hard to design. Their distributed nature and/or the communication scheme used can introduce subtle unforeseen behaviours. When dealing with critical applications, such as plane control systems, or traffic light control systems, those unintended behaviours can have disastrous consequences. It is therefore essential, for the designer, to ensure that this does not happen. For that purpose, rigorous and systematic techniques can (and should) be applied as early as possible in the development process. In that spirit, this work aims at providing the designer with the necessary tools in order to facilitate the development and validation of such distributed reactive control systems. In particular, we show how using a dedicated language called dSL (Distributed Supervision language) can be used to ease the development process. We also study how validations techniques such as model-checking and testing can be applied in this context. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

<P align="justify">Model-checking is an automated technique which aims at verifying properties of computer systems. A model-checker is fed with a model of the system (which capture all its possible behaviors) and a property to verify on this model. Both are given by a convenient mathematical formalism like, for instance, a transition system for the model and a temporal logic formula for the property.</P><p><p><P align="justify">For several reasons (the model-checking is undecidable for this class of model or the model-checking needs too much resources for this model) model-checking may not be applicable. For safety properties (which basically says "nothing bad happen"), a solution to this problem uses a simpler model for which model-checkers might terminate without too much resources. This simpler model, called the abstract model, over-approximates the behaviors of the concrete model. However the abstract model might be too imprecise. In fact, if the property is true on the abstract model, the same holds on the concrete. On the contrary, when the abstract model violates the property, either the violation is reproducible on the concrete model and so we found an error; or it is not reproducible and so the model-checker is said to be inconclusive. Inconclusiveness stems from the over-approximation of the concrete model by the abstract model. So a precise model yields the model-checker to conclude, but precision comes generally with an increased computational cost.</P><p><p><P align="justify">Recently, a lot of work has been done to define abstraction refinement algorithms. Those algorithms compute automatically abstract models which are refined as long as the model-checker is inconclusive. In the thesis, we give a new abstraction refinement algorithm which applies for safety properties. We compare our algorithm with previous attempts to build abstract models automatically and show, using formal proofs that our approach has several advantages. We also give several extensions of our algorithm which allow to integrate existing techniques used in model-checking such as acceleration techniques.</P><p><p><P align="justify">Following a rigorous methodology we then instantiate our algorithm for a variety of models ranging from finite state transition systems to infinite state transition systems. For each of those models we prove the instantiated algorithm terminates and provide encouraging preliminary experimental results.</P><p><br><p><br><p><P align="justify">Le model-checking est une technique automatisée qui vise à vérifier des propriétés sur des systèmes informatiques. Les données passées au model-checker sont le modèle du système (qui en capture tous les comportements possibles) et la propriété à vérifier. Les deux sont donnés dans un formalisme mathématique adéquat tel qu'un système de transition pour le modèle et une formule de logique temporelle pour la propriété.</P><p><p><P align="justify">Pour diverses raisons (le model-checking est indécidable pour cette classe de modèle ou le model-checking nécessite trop de ressources pour ce modèle) le model-checking peut être inapplicable. Pour des propriétés de sûreté (qui disent dans l'ensemble "il ne se produit rien d'incorrect"), une solution à ce problème recourt à un modèle simplifié pour lequel le model-checker peut terminer sans trop de ressources. Ce modèle simplifié, appelé modèle abstrait, surapproxime les comportements du modèle concret. Le modèle abstrait peut cependant être trop imprécis. En effet, si la propriété est vraie sur le modèle abstrait alors elle l'est aussi sur le modèle concret. En revanche, lorsque le modèle abstrait enfreint la propriété :soit l'infraction peut être reproduite sur le modèle concret et alors nous avons trouvé une erreur ;soit l'infraction ne peut être reproduite et dans ce cas le model-checker est dit non conclusif. Ceci provient de la surapproximation du modèle concret faite par le modèle abstrait. Un modèle précis aboutit donc à un model-checking conclusif mais son coût augmente avec sa précision.</P><p><P align="justify">Récemment, différents algorithmes d'abstraction raffinement ont été proposés. Ces algorithmes calculent automatiquement des modèles abstraits qui sont progressivement raffinés jusqu'à ce que leur model-checking soit conclusif. Dans la thèse, nous définissons un nouvel algorithme d'abstraction raffinement pour les propriétés de sûreté. Nous comparons notre algorithme avec les algorithmes d'abstraction raffinement antérieurs. A l'aide de preuves formelles, nous montrons les avantages de notre approche. Par ailleurs, nous définissons des extensions de l'algorithme qui intègrent d'autres techniques utilisées en model-checking comme les techniques d'accélérations.</P><p><P align="justify">Suivant une méthodologie rigoureuse, nous instancions ensuite notre algorithme pour une variété de modèles allant des systèmes de transitions finis aux systèmes de transitions infinis. Pour chacun des modèles nous établissons la terminaison de l'algorithme instancié et donnons des résultats expérimentaux préliminaires encourageants.</P><p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished