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1 MDA (Model Driven Architecture) Ingénierie logicielle guidée par les modèles S.N

2 Historique: En 2000 l OMG propose une approche nommée MDA Model Driven Architecture, S appuyant sur le standard UML pour décrire: parties des systèmes indépendantes des plates-formes spécifiques (PIM ou Platform Independant Models) parties liées à ces plates-formes (PSM ou Platform Specific Models).

3 Historique: Il s agissait de parier sur la stabilité possible de ce standard, pour que l on puisse reprendre dans 5, 10 ou 15 ans des descriptions abstraites en UML (modèles métier) Et générer à partir de celles-ci des systèmes exécutables sur les plateformes technologiques du futur.

4 Ingénierie dirigée par les modèles C est quoi? Se fonde sur l utilisation massive des modèles. Séparation des préoccupations entre la logique métier des systèmes informatiques et les plates-formes utilisées. On automatise les transformations entre différents modèles (aspects, niveaux d abstraction).

5 Ingénierie dirigée par les modèles C est quoi? L élément de base n est plus l objet : c est le modèle La primauté des modèles dans cette approche est ce qui La primauté des modèles dans cette approche est ce qui différencie principalement MDA des approches classiques de génie logiciel telles que OMT (Object Management Technique), OOSE (Object Oriented Software Engineering) ou BCF (Business Component Factory), qui placent les objets ou les composants au premier plan.

6 L architecture MDA Sur la Figure, l architecture du MDA se découpe en quatre couches. Dans la première couche, se trouvent les standard UML, MOF et CWM. Dans la couche suivante, se trouve aussi un standard XMI qui permet le dialogue entre les middlewares (Java, CORBA,.NET et web services). La troisième couche contient les services qui permettent de gérer les évènements, la sécurité, les répertoires et les transactions. Enfin, la dernière couche propose des Framework adaptables à différents types d applications à savoir finances, télécommunication, transports, espace, médecine, commerce électronique et de fabrication, )

7 L architecture MDA Les modèles: Spécifier différents niveaux d abstraction, facilitant la gestion de la complexité inhérente aux applications. Très abstraits: pour présenter l architecture générale d une application ou sa place dans une organisation Très concrets: permettent de spécifier précisément des protocoles de communication réseau ou des algorithmes de synchronisation Même si les modèles se situent à des niveaux d abstraction différents, il est possible d exprimer des relations de raffinement entre eux. Ces relations sont garantes de la cohérence d un ensemble de modèles représentant une même application.

8 L architecture MDA L approche MDA vise à mettre en valeur les qualités intrinsèques des modèles: la pérennité, la productivité et la prise en compte des plateformes d exécution. Afin de permettre la génération automatique de la totalité du code des applications et d obtenir un gain significatif de productivité. Le principe clé de MDA consiste en l utilisation de modèles aux différentes phases du cycle de développement d une application. Plus précisément, MDA préconise l élaboration de: Modèles d exigences (CIM Computation Independent Model), Modèles d analyse et de conception (PIM Platform independent model). Modèles de code (PSM Platform Specific Model).

9 Qu est ce que CIM? PIM? PSM CIM: littéralement «modèle indépendant de la programmation», ou modèle d exigences peuvent être considérés comme des éléments contractuels, destinés à servir de référence lorsqu on voudra s assurer qu une application est conforme aux demandes du client. Avec UML, un modèle d exigences peut se résumer à un diagramme de cas d utilisation. Ces derniers contiennent en effet les fonctionnalités fournies par l application (cas d utilisation) ainsi que les différentes entités qui interagissent avec elle (acteurs) sans apporter d information sur le fonctionnement de l application. Dans une optique plus large un modèle d exigences est considéré comme une entité complexe, constituée entre autres d un glossaire, de définitions des processus métier, des exigences et des cas d utilisation ainsi que d une vue systémique de l application.

10 Qu est ce que CIM? PIM? PSM PIM: ou modèle d analyse et de conception abstraite Dans l approche MDA, cette phase utilise elle aussi un modèle. Cette étape consiste à structurer l application en modules et sous-modules, et dans laquelle est appliqué les patrons de conception ou Design Patterns du Gang of Four (GoF). Nous ne considérons donc ici que la conception abstraite, c est-à-dire celle qui est réalisable sans connaissance aucune des techniques d implémentation. Le rôle des modèles d analyse et de conception est d être pérennes et de faire le lien entre le modèle d exigences et le code de l application. Ces modèles doivent par ailleurs être productifs puisqu ils constituent le socle de tout le processus de génération de code défini par MDA. Ce qui signifie qu ils doivent être suffisamment précis et contenir suffisamment d informations pour qu une génération automatique de code soit envisageable.

11 Qu est ce que CIM? PIM? PSM PSM: ou modèle de code ou de conception concrète MDA considère que le code d une application peut être facilement obtenu à partir de modèles de code. La différence principale entre un modèle de code et un modèle d analyse ou de conception réside dans le fait que le modèle de code est lié à une plate-forme d exécution. Dans le vocabulaire MDA, ces modèles de code sont appelés des PSM (Platform Specific Model). Les modèles de code contiennent toutes les informations nécessaires à l exploitation d une plate-forme d exécution, La différence entre le code des applications et les modèles de code, pour MDA, est que le premier se résume à une suite de lignes textuelles, comme un fichier Java, alors qu un modèle de code est plutôt une représentation structurée incluant, par exemple, les concepts de boucle, condition, instruction, composant, événement, etc. Il est à noter qu il est important de bien établir les liens de traçabilité entre ces modèles. En fait, MDA établit ces liens automatiquement grâce à l exécution de transformations des modèles.

12 Transformation des modèles Les transformations de modèles préconisés par MDA sont essentiellement des transformations CIM PIM et PIM PSM. L importance des transformations de modèles réside dans l intelligence du processus méthodologique de construction d application qu elles portent. Elles sont stratégiques et font partie du savoir-faire de l entreprise ou de l organisation qui les exécute, car elles détiennent les règles de qualité de développement d applications. Conscient de cela, MDA préconise de modéliser les transformations de modèles elles mêmes, afin de générer automatiquement le code de la transformation.

13 Transformation des modèles Il y a principalement 4 méthodes de transformation de modèle: Transformation manuelle Transformer à l aide de profile UML qui peut contenir des marques, mappings, des spécifications Transformation à l aide de patterns Transformation automatique

14 Architecture générale de l approche MDA :

15 Technologies de modélisation Le formalisme de modélisation MOF (Meta Object Facility) L objectif est de disposer d un formalisme permettant l expression de modèles de formalismes de modélisation. Ici un tel formalisme est appelé un métaformalisme, et les modèles qu il permet d exprimer sont appelés des métamodèles. Nous pouvons donc faire une analogie entre métamodèles et formalismes de modélisation. Le seul métaformalisme dans MDA est le MOF aussi appelé métamétamodèle

16 Rôle d UML dans MDA Le métamodèle UML est le métamodèle le plus connu de l approche MDA, il constitue le métamodèle idéal pour l élaboration des PIM. Les profils UML ciblant des plates-formes d exécution ne sont plus des modèles indépendants des plateformes d exécution mais au contraire des modèles dépendants de ces plateformes, ces modèles ne sont donc plus des PIM mais des PSM.

17 Modélisation de la transformation de modèles avec QVT L OMG a élaboré le standard MOF2.0 QVT (Query, View, Transformation). Ce standard définit le métamodèle permettant l élaboration de modèles de transformation. La transformation d UML vers la plate-forme Java, par exemple, est élaborée sous la forme d un modèle de transformation conforme au métamodèle MOF2.0 QVT. Pour simplifier, disons qu un modèle de transformation est considéré comme une fonction prenant un modèle en entrée et rendant un modèle en sortie.

18 Liens vers XML et Java avec XMI, JMI et EMF Grâce aux standards XMI et JMI et au Framework EMF, il est possible de représenter informatiquement tout modèle. XMI concrétise la pérennité des modèles en ce qu il offre un format de représentation XML. JMI et EMF sont les socles opérationnels de MDA en ce qu ils permettent la construction d opérations de productivité sur les modèles. XMI est considéré comme étant le seul standard capable d assurer les échanges de modèles. XMI est donc aussi porteur de pérennité Le standard MOF2.0 QVT, par exemple, peut être vu comme un standard qui utilise JMI et EMF en proposant un langage de haut niveau pour exprimer les transformations de modèles

19 Etude de cas: Java PetStore de Sun Le choix a été fait de présenter les modèles CIM et PIM de cette application sous forme de modèles UML. Le CIM est représenté par un diagramme de cas d utilisation tandis que le PIM est représenté par des diagrammes de composants et de séquence, des contraintes OCL et des expressionsas.

20 CIM : modèle des exigences représenté par un diagramme de cas d utilisation

21 PIM : diagramme de composants Composants de l application

22 Séquence type de commande de produits

23 Transformation UML2.0 vers EJB Pour réaliser la première partie de la transformation UML2.0 vers EJB, ils ont utilisé un module développé dans le projet de R&D RNTL. Ce module permet de transformer les modèles de composants UML2.0 en modèles UML1.3. Ils n ont eu à adapter que légèrement ce module car il supportait déjà toutes les solutions de transformation. Ils ont utilisé MDA Modeler pour réaliser l autre partie de la transformation. Un générateur de code est proposé par MDA Modeler dans son module EJB, il permet de construire les codes Java des EJB modélisés avec le profil UML pour EJB.

24 Exécution de la transformation Pour exécuter la transformation UML2.0 vers EJB sur PetStore, Ils ont commencé par transformer le modèle UML2.0 en un modèle UML1.3, puis ils ont transformé le modèle UML1.3 en un modèle EJB après avoir ajouté les stéréotypes et taggedvalues nécessaires à la transformation.

25 Analyse du résultat Grâce à cette mise en application de MDA, on a pu générer de façon semiautomatique les squelettes de code des EJB correspondant aux composants UML2.0 de PetStore. Ces squelettes de code contiennent toute la partie structurelle de l application PetStore pour la plate-forme J2EE/EJB et respectent les contraintes syntaxiques de cette plate-forme

26 Transformation UML2.0 vers PHP Pour réaliser la transformation UML2.0 vers PHP, il a fallu intégrer le métamodèle PHP dans RSM puis réaliser le profil des modèles intermédiaires et enfin la transformation UML2.0 vers PHP. Grâce à cette intégration du métamodèle PHP dans RSM, on a pu élaborer un générateur de code. Pour cela, on a utilisé le mécanisme de génération de texte de RSM avec l API taylored générée à partir du métamodèle PHP. Pour la transformation UML2.0 vers PHP, on a utilisé le mécanisme de transformation de modèle de RSM

27 Exécution de la transformation Pour exécuter la transformation UML2.0 vers PHP sur PetStore, on a ajouté tous les stéréotypes et tagged-values nécessaires au modèle de composants de PetStore puis appliqué la transformation sur ce modèle. À partir de ce modèle, nous avons appliqué la génération de code PHP pour obtenir les squelettes de code de l application PetStore. Nous avons complété ces squelettes par les codes dynamiques afin de finir la réalisation de l application PetStore dans PHP.

28 Analyse du résultat Tout comme pour EJB, grâce à cette mise en application de MDA, nous avons pu générer de façon semi-automatique les squelettes de code PHP correspondant aux composants UML2.0 de PetStore. Ces squelettes de code contiennent toute la partie structurelle de l application PetStore et sont liés à la plate-forme PHP. Ce résultat est tout aussi remarquable, sinon plus, que celui obtenu avec EJB. Il montre que les principes de MDA valent aussi sur des platesformes non-objet. Le code PHP est fortement lié au modèle UML, et l écart entre modèle et code est quasiment inexistant ou, du moins, se retrouve spécifié dans la transformation UML vers PHP.

29 Avantages de la MDA La pérennisation de la logique métier de l entreprise grâce à l élaboration de modèles, afin de permettre aux entreprises de capitaliser sur leur métier sans avoir à se soucier de la technique. La productivité: permet aux développeurs, architectes, aux administrateurs de systèmes d utiliser un langage et des concepts communs facilitant la communication et l intégration à travers les équipes

30 Avantages de la MDA La prise en compte des plates-formes d exécution grâce à l intégration de celles-ci dans les transformations de modèles Portabilité Augmente la réutilisation Réduit les coûts et la complexité du développement et la gestion de système La plus grande facilité d'intégration des applications et des systèmes autour d'une architecture partagée.

31 Limites du MDA Pour l instant, les outils disponibles couvrent surtout la partie génération de code et sont souvent d une utilisation ardue. De plus, ils ne communiquent pas avec d autres outils de gestion du processus projet tels que la gestion du changement ou des exigences. En effet, l aspect organisationnel est peu abordé dans MDD et MDA. MDA ne spécifie pas comment convertir tous les types de PIM en un ou plusieurs PSM. Ainsi plusieurs vendeurs utilisent des tags ou d autres méta-donnéespour que les différents PSM soient générés.

32 Conclusion La solution MDA permet l automatisation des relations inter et intra modèles, entre l analyse et l implémentation. Elle optimise le cycle de développement et permet de mieux répartir les rôles. Elle simplifie la vision de l architecture facilitant les changements et l analyse des impacts. Le rôle d architecte logiciel devient essentiel. Enfin la traçabilité attendue et la vraie productivité «sans effort»

33 Bibliographie: Xavier Blanc (2005) MDA en action: Ingénierie logicielle guidée par les modèles, Eyrolles. Wikepedia Yves Perreault et Jerry Molin, 18 mars 2008, Présentation MDA-MDE : Cours Modélisation des SI et de la connaissance. Lien: Yves_Perreault_Jerry_Molin_MDA-MDE.pptx Mounir GRARI (2007) Principes et états de l art de l approche MDA et applications pour des plates-formes PHP orienté 3-tiers, pour l obtention d un DESA à l UFR. Lien: e%20mda%20anits%20grari%20mounir.doc Magazine Programmez Serge Salicki, THALES, Ingénierie logicielle orientée modèle MDD, lien: It expert n 51 septembre octobre qdnd.pdf

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