Les calculs de processus représentent les systèmes concurrents par des processus qui s'exécutent en parallèle et s'échangent des messages. Les calculs avec passivation dispose d'un opérateur spécial qui permet de stopper un processus en cours d'exécution. Le processus suspendu peut ensuite être modifié ou transmis avant d'être réactivé. La passivation rend possible la modélisation de défaillances et d'opérations de reconfiguration dynamique. Nous nous intéressons aux équivalences comportementales dans ces calculs. Le comportement d'un processus est donné par un système de transitions étiquetées, qui exhibe les interactions d'un processus avec son environnement. Des relations, appelées bisimilarités, permettent ensuite d'identifier les processus qui ont le même comportement en comparant leurs interactions. Les bisimilarités définies jusqu'ici dans les calculs avec passivation restent trop complexes pour être utilisée en pratique. En outre il n'existe pas de bisimilarité correcte et complète dans le cas faible, c'est-à-dire lorsque les actions internes aux processus ne sont pas observables. Nous étudions ces deux problèmes dans cette thèse. Nous montrons d'abord qu'il est possible de définir une bisimilarité simple à manipuler pour un calcul avec passivation mais sans restriction. En revanche, nous donnons des contre-exemples qui laissent penser qu'il n'est pas possible de faire de même dans les calculs avec passivation et restriction. Nous définissons également un nouveau type de système de transitions étiquetées, qui permet de caractériser la congruence barbue dans le cas faible. Nous appliquons notre technique à différents calculs dont le Kell.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des travaux consacrés au développement des modèles sémantiques destinés aux langages de programmation concurrents. Une particularité de notre étude réside dans la considération explicite d'une récursivité au niveau des programmes parallèles. Pour ces programmes nous proposons une sémantique originale, dont nous étudions en détail les propriétés. Bien que le modèle proposé ne soit pas d'états finis, il est possible de le munir d'une structure de systèmes de transitions bien structurés au sens de Finkel ce qui établit la décidabilité de nombreux problèmes de vérification. Cette sémantique à la Plotkin permet de mieux comprendre le comportement des programmes récursifs-parallèles, d'analyser formellement certaines de leurs propriétés, de décrire la stratégie d'implémentation et d'énoncer en quel sens elle est correcte.

La vérification formelle est indispensable pour assurer la fiabilité des applications critiques comme les protocoles de communication et les systèmes répartis. La technique de vérification basée sur les modèles (model-checking) consiste à traduire l'application vers un système de transitions étiquetées (STE), sur lequel les propriétés attendues, exprimées en logique temporelle, sont vérifiées à l'aide d'outils appelés évaluateurs (model-checkers). Cependant, les logiques temporelles "classiques", définies sur un vocabulaire d'actions atomiques, ne sont pas adaptées aux langages de description comme LOTOS, dont les actions contiennent des valeurs typées. Cette thèse définit un formalisme appelé XTL (eXecutable Temporal Language) qui permet d'exprimer des propriétés temporelles portant sur les données du programme à vérifier. XTL est basé sur une extension du mu-calcul modal avec des variables typées. Les valeurs contenues dans le STE, extraites à l'aide d'opérateurs modaux étendus, peuvent être passées en paramètre aux opérateurs de point fixe ou manipulées à l'aide de constructions d'inspiration fonctionnelle comme "let", "if-then-else", "case", etc. Les propriétés portant sur des séquences d'actions du programme sont décrites succinctement au moyen d'expressions régulières. Des méta-opérateurs spéciaux permettent l'évaluation des formules sur un STE et l'expression de propriétés temporelles non-standard par exploration de la relation de transition. La sémantique de XTL est formellement définie et des algorithmes efficaces sont proposés pour évaluer des formules temporelles XTL sur des modèles STEs. Un évaluateur XTL est développé et utilisé avec succès pour la validation d'applications industrielles comme le protocole BRP développé par Philips et la couche liaison du bus série IEEE-1394 ("FireWire").

L'acceptation et l'utilisation des services Web en industrie se développent de par leursupport au développement d'application distribuées comme compositions d'entitéslogicielles plus simples appelées services. En complément à la vérification, le testpermet de vérifier la correction d'une implémentation binaire (code source nondisponible) par rapport à une spécification. Dans cette thèse, nous proposons uneapproche boîte-noire du test de conformité de compositions de services centralisées(orchestrations). Par rapport à l'état de l'art, nous développons une approchesymbolique de façon à éviter des problèmes d'explosion d'espace d'état dus à la largeutilisation de données XML dans les services Web. Cette approche est basée sur desmodèles symboliques (STS), l'exécution symbolique de ces modèles et l'utilisationd'un solveur SMT. De plus, nous proposons une approche de bout en bout, quiva de la spécification à l'aide d'un langage normalisé d'orchestration (ABPEL) etde la possible description d'objectifs de tests à la concrétisation et l'exécution enligne de cas de tests symboliques. Un point important est notre transformation demodèle entre ABPEL et les STS qui prend en compte les spécifications sémantiquesd'ABPEL. L'automatisation de notre approche est supportée par un ensemble d'outilsque nous avons développés.

Cette thèse s'intéresse à l'étude des méthodes formelles de spécification et de vérification dans le cadre des systèmes d'information. Les systèmes d'informations sont des systèmes dynamiques constitués d'entités et d'associations représentées par la composition en parallèle de processus répliqués issus de différentes classes. De plus, ces systèmes font partie de la classe des systèmes paramétrés. On propose un modèle de spécification de systèmes paramétrés, nommé PASTD, qui est adapté aux systèmes d'information et qui est basé sur la notation des diagrammes états-transitions algébriques (ASTD). Puis, on étudie le problème de sûreté pour les PASTD, à travers la méthode de vérification de couverture pour les systèmes de transitions bien structurés (WSTS). Cette méthode repose sur trois conditions principales : la monotonie, le beau préordre et la pred-base effective. Les PASTD sont montrés comme étant monotones et on définit une sous-classe vérifiant la propriété de beau préordre. Enfin, on décrit une nouvelle méthode, adaptée aux systèmes paramétrés, qui explicite un ensemble de conditions permettant de prouver la pred-base effective. Ces conditions définissent une nouvelle classe appelée RMTS (\emph{Ranked Monotone Transition Systems}). Cette méthode est appliquée aux PASTD.

L’acceptation et l’utilisation des services Web en industrie se développent de par leursupport au développement d’application distribuées comme compositions d’entitéslogicielles plus simples appelées services. En complément à la vérification, le testpermet de vérifier la correction d’une implémentation binaire (code source nondisponible) par rapport à une spécification. Dans cette thèse, nous proposons uneapproche boîte-noire du test de conformité de compositions de services centralisées(orchestrations). Par rapport à l’état de l’art, nous développons une approchesymbolique de façon à éviter des problèmes d’explosion d’espace d’état dus à la largeutilisation de données XML dans les services Web. Cette approche est basée sur desmodèles symboliques (STS), l’exécution symbolique de ces modèles et l’utilisationd’un solveur SMT. De plus, nous proposons une approche de bout en bout, quiva de la spécification à l’aide d’un langage normalisé d’orchestration (ABPEL) etde la possible description d’objectifs de tests à la concrétisation et l’exécution enligne de cas de tests symboliques. Un point important est notre transformation demodèle entre ABPEL et les STS qui prend en compte les spécifications sémantiquesd’ABPEL. L’automatisation de notre approche est supportée par un ensemble d’outilsque nous avons développés. / Web services are gaining industry-wide acceptance and usage by fostering the developmentof distributed applications out of the composition of simpler entities calledservices. In complement to verification, testing allows one to check for the correctnessof a binary (no source code) service implementation with reference to a specification.In this thesis, we propose black box conformance testing approach for centralizedservice compositions (orchestrations). With reference to the state of the art, wedevelop a symbolic approach in order to avoid state space explosion issues due to theXML data being largely used in Web services. This approach is based on symbolicmodels (STS), symbolic execution, and the use of a satisfiability modulo theory(SMT) solver. Further, we propose a comprehensive end-to-end approach that goesfrom specification using a standard orchestration language (ABPEL), and the possibledescription of test purposes, to the online realization and execution of symbolic testcases against an implementation. A crucial point is a model transformation fromABPEL to STS that we have defined and that takes into account the peculiarities ofABPEL semantics. The automation of our approach is supported by a tool-chainthat we have developed.

L'ingénierie orientée services est un nouveau paradigme pour développer des logiciels distribués et collaboratifs. Un tel logiciel se compose de plusieurs entités, appelés services, chacun d'entre eux étant par exemple une application Web, un service Web, ou même un humain. Les services peuvent être développés indépendamment et sont composés pour atteindre quelques exigences. Les chorégraphies de service définissent ces exigences avec une perspective globale, basée sur les interactions entre des participants qui sont implémentés en tant que services. Cette thèse vise à formaliser des problèmes et tente d'élaborer un environnement intégré avec lequel les chorégraphies de services peuvent être développés correctement pour les deux types d'approches de développement: l'approche descendante et l'approche ascendante. Elle consiste à analyser la relation entre une spécification de chorégraphie et une implémentation de la chorégraphie au niveau du modèle et aussi au niveau de l'implémentation réelle. Particulièrement, il s'agit de la composition/décomposition des services, la vérification, et le test de l'implémentation de chorégraphie. Le premier point-clé de notre environnement intégré est de représenter le passage de valeurs entre les services en utilisant la technique symbolique et un solveur SMT. Cette technique nous permet de réduire les faux négatifs et de contourner le problème d'explosion combinatoire de l'espace d'états, ces problèmes sont durs à l'abstraction et à l'énumération des valeurs pour les approches existantes basées données. Le second point-clé est le test passif boîte noire de l'implémentation de chorégraphie. Il ne nécessite pas d'accéder au code source, ni de rendre indisponible l'implémentation pendant le processus de test. Notre environnement intégré est mis en œuvre dans nos outils qui sont disponibles en téléchargement ou à utiliser en ligne à l’adresse http://schora.lri.fr. / Service-oriented engineering is an emerging software development paradigm for distributed collaborative applications. Such an application is made up of several entities abstracted as services, each of them being for example a Web application, a Web service, or even a human. The services can be developed independently and are composed to achieve common requirements through interactions among them. Service choreographies define such requirements from a global perspective, based on interactions among a set of participants. This thesis aims to formalize the problems and attempts to develop a framework by which service choreographies can be developed correctly for both top-down and bottom-up approaches. It consists in analyzing the relation between a choreography specification and a choreography implementation at both model level and real implementation level. Particularly, it concerns the composition/decomposition service design, the verification, and the testing of choreography implementation. The first key point of our framework is to support value-passing among services by using symbolic technique and SMT solver. It overcomes false negatives or state space explosion issues due by abstracting or limiting the data domain of value-passing in existing approaches. The second key point is the black-box passive testing of choreography implementation. It does not require neither to access to source codes nor to make the implementation unavailable during the testing process. Our framework is fully implemented in our toolchains, which can be downloaded or used online at address: http://schora.lri.fr.