Génie Logiciel. Hassan El Mansouri. Plan du cours. Problématique du Génie Logiciel

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1 Hassan El Mansouri 1 Plan du cours Cycle de développement, cycle de vie, cahier des charges Patrons de conception Programmation par composants, réutilisation de composants Gestion des exceptions Stratégies de tests Modèles de maturité et de qualité 2 Problématique du Le contexte L environnement : Une entreprise est un : environnement organisationnel : décomposé en domaines, sous-domaines, équipes, etc. Environnement humain : des personnes qui ont des compétences fonctionnelles, compétences techniques, et qui entretiennent des relations professionnelles et humaines en eux. Environnement technologique complexe: matériel et logiciel. La problématique : Un nouveau logiciel doit s intégrer dans cet environnement : D une façon harmonieuse et cohérente : pas de perturbation, même s il utilise des nouvelles technologiques. Répondre à des besoins précis (évolutifs souvent) dans des situations précises. Au bon moment. Dans le respect des critères de qualité. Dans une logique de rentabilité. 3 1

2 Problématique du Logiciel : Définition et domaine d application Un logiciel : Un ensemble de tâches automatisées ou semi-automatisées, réalisées grâces à un programme informatique implémenté sur un support physique capable de traduire ce programme en langage machine. Le domaine d application Systèmes embarqués: téléphones portables, ordinateurs de bord des voitures, etc. Temps réel : contrôle des machines, système d accès à la bourse, etc. Systèmes de gestion : comptabilité, ressources humaines, etc. Système d aide à la décision: Investissement dans les titres, itinéraire, etc. Ingénierie scientifique : simulation, calcul numérique, etc. Ordinateurs personnels: Bureautique, jeux, etc. Etc. 4 Problématique du Quelques idées reçues Pour coordonner un projet, une méthode et un bon livre de directives à suivre est généralement suffisant pour guider les développeurs. Faux Un équipement informatique à la fine pointe de la technologie ne garantit en rien une production logicielle de qualité. Vrai En ajoutant des programmeurs on peut certainement accélérer le développement logiciel. Faux A partir d une description générale des besoins, on peut immédiatement débuter le développement d un logiciel. Faux Si le logiciel est flexible, les modifications tardives peuvent être effectuées sans problème et sans surprise. Faux Le travail du développeur ne se limite pas à produire un programme qui fonctionne. En fait, 60% à 80% du travail devra être consacré à sa maintenance. Vrai Le test est la seule méthode pour évaluer la qualité d un logiciel. Faux La production de documents lors du développement logiciel n est pas du temps perdu. Vrai 5 Problématique du Naissance et développement d une nouvelle discipline (1) Quelques exemples malheureux célèbres En 1962, la sonde Mariner vers Vénus s est perdue dans l espace, à cause d une erreur dans un programme Fortran. En 1972, lors d'une expérience météorologique en France 72 ballons contenant des instruments de mesure furent détruits à cause d'un défaut dans le logiciel. En 1981, le premier lancement de la navette spatiale a été retardé de deux jours à cause d'un problème logiciel. EDF avait renoncé à la mise en service de nouveaux systèmes de contrôle-commande de ses centrales 1400 mégawatts. la SNCF a rencontré des difficultés importantes pour la mise en service du système Socrate. L'explosion d'ariane 5, le 4 juin 1996, qui a coûté un demi milliard de dollars, est due à une faute logicielle d'un composant dont le fonctionnement s est avéré non indispensable pendant le vol. 6 2

3 Problématique du Naissance et développement d une nouvelle discipline (2) Apparition du Crise de l'industrie du logiciel a débuté dans les années 60. s est confirmée à la fin des années 70 : augmentation des coûts ; difficultés d'évolution ; non fiabilité ; non respect des spécifications ; non respect des délais. Nécessité d une approche méthodologique Apparition du (software engineering) Évolution du Génie logiciel Plusieurs Facteurs ont contribué à l évolution des pratiques du génie logiciel. Globalisation : des logiciels dédiés à des utilisateurs sans frontières. Évolution matériel : des machines plus puissants, moins chères et plus petites. Réseaux locaux, réseaux étendus et la technologie Internet. Exigences croissantes. La réutilisabilité des composants : en particulier grâce à la technologie OO 7 Problématique du Qu est ce que le génie logiciel? D après le Grand dictionnaire terminologique: «Discipline de l informatique qui regroupe un ensemble de connaissances, de procédés et des acquis scientifiques pour la conception, la mise en oeuvre, la vérification et la documentation de logiciels dans le but d en optimiser la production, le support et la qualité». Gérer la complexité afin de produire des logiciels de qualité, dans les temps et aux meilleurs prix 8 Problématique du Objectifs du génie logiciel (1) Le génie logiciel considère un logiciel non comme un produit fini, mais comme l aboutissement d un long processus technologique et humain, et qui aura une vie : un logiciel a un cycle de vie. Le but du génie logiciel est de maîtriser les risques le cycle de vie d un logiciel en se fixant 3 objectifs : Minimiser les coûts de développement tout en répondant aux exigences croissantes. Réduire les temps de la mise en place des solutions. Respecter les critères de qualité des logiciels produits. La maîtrise du cycle de vie des logiciels est un enjeu capital pour les entreprises, confrontées: aux évolutions technologiques, aux demandes des marchés de plus en plus concurrentiels et de plus en plus volatiles, à la complexité croissante des systèmes, au risque encouru dans certains secteurs très sensibles: Bourse, armement, médecine, etc. Au risque lié à l absence de visibilité dans certains secteurs, notamment les secteurs innovants Etc. 9 3

4 Problématique du Objectifs du génie logiciel (2) Pour ce faire, le génie logiciel se base sur: Des outils. Des méthodes et techniques. Et sur des méthodologies Cela reste valable pour : Les nouveaux logiciels : répondre à des nouveaux besoins. Que pour les logiciels opérationnels pour répondre à trois types de maintenance : o maintenance corrective, o maintenance évolutive, o maintenance Préventive, o et maintenance perfective. 10 Problématique du Qualités du logiciel (1) Validité : o Qualité d un logiciel qui remplit exactement ses fonctions, définies par le cahier des charges et les spécifications o Solutions possibles pour développer des logiciels valides : Comprendre le métier des utilisateurs. Préparer les entrevus: les entrevus doivent être préparé, pas d improvisation, préparer des questionnaires, etc. Utiliser des méthodes et des outils rigoureux Etc. 11 Problématique du Qualités du logiciel (2) Robustesse ou Fiabilité : o Qualité d un logiciel qui continue à fonctionner ou permet de revenir à l état initial : en situation dégradé : pannes matérielles non prévu : mauvaises saisies ou intégration des données avec des formats inattendus, etc. cas non spécifiés : ajout d un nouveau composant cas exceptionnels : situation prévu mais très rare. etc. o Solutions possibles pour développer des logiciels robustes : Établir des scénarios de test pour tous les cas possibles. Développer des programmes qui lève toutes exceptions conformes aux plans de test. Développer des programmes qui lève des exceptions par défaut en cas de situations d exécution qui n ont pas été prévues. 12 4

5 Problématique du Qualités du logiciel (3) Performance : o Qualité d un logiciel qui utilise les ressources de façon optimale et garantissant des temps de réponse acceptables, en tenant compte de : La complexité algorithmique. La technologie utilisée. La montée en charge. o Solutions possibles pour développer des logiciels performants : Optimiser les algorithmes. Utiliser massivement les librairies, les composants, etc. (sont souvent optimisés). Partir à la chasse des fuites mémoire lorsqu elles sont mal gérées par le langage utilisé comme C++. Libérer des objets créés après leur usages (dans certains langages). etc. 13 Problématique du Qualités du logiciel (4) Convivialité : o Qualité d un logiciel dont l IHM est: Facile d utilisation. Adaptée et adaptable à l utilisateur du système (Expert ou novice) et à l usage (utilisateur final, administrateur) : par configuration ou dynamiquement. Homogène et adaptés au métier Temps acceptable de réponse. Facilité d interprétation des erreurs. o Solutions possibles pour développer des logiciels conviviaux : Respecter les chartes ou les normes internes graphiques (règles graphiques à appliquer et qui sont adaptées au métier et aux utilisateurs). Etc. 14 Problématique du Qualités du logiciel (5) Facilité de maintenance (1) : o Qualité du logiciel facilement maintenable. Plusieurs générations peuvent intervenir sur un logiciels. o Types de maintenance: Corrective : correction des erreurs qui apparaissent pendant la mise en exploitation du logiciel : cas spécifiés mais non testées (négligence), cas non spécifiés (conditions improbables), etc. Adaptative: Ajustement du logiciel suite à la modification ou à l évolution de son environnement d exécution. Préventive : Modification du logiciel pour faire face à des modifications à venir certaines: environnement, législation, etc. Perfective (pas de nouvelles fonctionnalités) : Modification du logiciel pour améliorer ses qualités (améliorer l IHM, améliorer les temps de réponses, etc.) 15 5

6 Problématique du Qualités du logiciel (6) Facilité de maintenance (2) : o Solutions possibles pour développer des logiciels facilement maintenables : Factoriser les fonctionnalités: création des modules communes. Par exemple: les modules d interfaçage avec les autres systèmes (modules communs). Commenter suffisamment les programmes. Organiser d une façon logique les fichiers sources. Nomenclature des fichiers en relation avec leur objet respectif. Documenter les programmes: version, fichiers sous-jacents, programmes sous-jacents, plans de test, conditions d installation, les serveurs de test, les serveurs d approbation, les serveurs de production cibles, etc. Archiver les versions. Utiliser des fichiers de configuration pour les données échangées, faciles à mettre à jours: fichiers XML. etc. 16 Problématique du Qualités du logiciel (7) Réutilisabilité : o Qualité d'un logiciel à être réutilisé, en tout ou en partie, dans de nouvelles applications, avec aucune ou peu de modifications. o Plusieurs techniques favorisent la réutilisation: La conception orientées objet. Les design patterns. La conception à base de composants. etc. 17 Problématique du Qualités du logiciel (8) Portabilité: o Qualité d un logiciel pouvant être utilisé sur des systèmes informatiques de types différents. o Solutions possibles pour développer des logiciels portables: Utiliser des langages indépendants du système d exploitation. Ne pas appeler des fonctions système. Utiliser des techniques permettant de déterminer le système d exploitation et de s y adapter Prévoir des configurations d exécution adaptées aux différents systèmes d exécution. etc. 18 6

7 Problématique du Qualités du logiciel (9) Vérifiabilité des facteurs de qualité Ces facteurs n ont pas le même poids d un métier à un autre : Certains facteurs peuvent être antagonistes entre eux : Il faut donc trouve un point d équilibre acceptable Parfois, il est difficile d évaluer certains facteurs. 19 Problématique du Qualité du logiciel du logiciel (10) ne pas remplir les exigences du client, ne pas respecter les contraintes, produire un logiciel non fiable, dépasser les délais, dépasser les coûts. 20 Problématique du Qualité du logiciel du logiciel (11) Différentes perceptions de la qualité 21 7

8 Notion de cycle de vie Le cycle de vie d un logiciel comprend toutes les étapes que traverse un logiciel depuis la manifestation du besoin jusqu à la fin de sa vie. Remaque: un logiciel ne s use pas, mais il vieillit. Il devient : n est plus adaptés au métier, non adaptés au nouveau environnement, très difficile à maintenir car mal conçu au départ, dépassé car il ne suit plus la concurrence, etc. Autant de raisons qui peuvent expliquer la fin de vie d un logiciel. Ces étapes n ont pas la même importance: d un projet à un autre : en fonction de la maîtrise des aspects fonctionnels (projets innovants ou non), des méthodes, de la technologie, etc. et d une entreprise à une autre : une entreprise peut respecter des méthodologies standards ou avoir sa propre méthodologie interne. Analyse Conception Implémentation Test Installation Maintenance 22 Cycle de vie du logiciel, Analyse La question : quoi faire? Etude préliminaire définition globale du problème évaluation des stratégies possibles, évaluation des ressources, coûts et délais, Documents: rapport d'analyse, Expression et analyse des besoins exigences fonctionnelles attendues: opérations, etc. qualités non fonctionnelles attendues: performance, portabilité,etc. Documents: cahier des charges, document d analyse (spécification) et plan de test du système 23 Cycle de vie du logiciel : Conception La question : Comment faire? Conception architecturale décomposition et organisation de l'application en composants plus simples (modules) définis par leurs interfaces (fonctions, services offerts, fichiers). Conception détaillée pour chaque module, description de la manière dont les services et fonctions sont réalisés: algorithmes essentiels. structures de données utilisées, etc. Documents: document de conception (spécification), plan de test global et plan de tests unitaires (par fonctions ou par module). 24 8

9 Cycle de vie du logiciel, Implémentation Cas des logiciels à base de programmation Traduction de la conception dans un langage de programmation, fichiers de configurations, etc. Documents: dossiers de programmation, codes sources commentés, structures des fichiers de configuration, etc. Cas des logiciels à base de composants de type ERP Traduction de la conception par intégration de composants : paramétrages et éventuellement très peu de programmation Documents: dossier de composants (interfaces, paramétrage, etc.), schémas de composants, structures des fichiers de configuration, etc 25 Cycle de vie du logiciel, Tests La question : Le programme répond-t-il à ce qui a été prévu sans entraîner des régressions 3 types de tests Tests unitaires : Ont pour objectifs de tester que les nouveaux modules, pris individuellement, répondent à ce qui a été prévu, selon le plan de test préalablement établi (scénarios de tests). Généralement effectués dans les environnements de développement. Tests d'intégration : sont de deux types: Tests de validité: le nouveau module continue à répondre a ce qui a été demandé lorsque l on l intègre dans le système global. Tests de non régression : l intégration du nouveau module n entraîne pas des redressions fonctionnelles (des problèmes au niveau des modules existants) ou redressions non fonctionnelles (instabilité du système global). Remarque: les tests d intégration sont généralement effectués dans des environnements à l image (environnements de probation ou de validation) des environnements d exploitation (environnements de production) Tests système : 26 Cycle de vie du logiciel, Tests Tracabilité des tests : production de documents nécessaires à la maintenance ultérieure. On doit pouvoir y retrouver: Les modules testés. Les scénarios de tests (entrées, environnements, etc.) Et Résultats des tests. 27 9

10 Cycle de vie du logiciel, Installation & Maintenance Installation Mise en fonctionnement opérationnel chez les utilisateurs. Parfois restreint (dans un 1er temps) à des utilisateurs sélectionnés. Maintenance Maintenance corrective : correction des erreurs Maintenance adaptative : adaptation le système Maintenance perfective : amélioration du système maintenance préventive : non nécessaire actuellement mais en prévision à des évolutions futures probables ou certaines: changement à venir de l environnement d exécution, future législation, etc. 28 Cycle de vie du logiciel, Les acteurs Durant le cycle de vie d un logiciel, plusieurs acteurs interviennent. Chaque acteur a des compétences adaptées à l étape durant laquelle il intervient. Une personne physique peut jouer le rôle de plusieurs acteurs. Analyse Conception Implémentation Test Installation Maintenance Utilisateur Analyste Concepteur Programmeur Intégrateur Testeur Formateur 29 10

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