Grenoble INP Genie Industriel G-SCOP Université Joseph Fourier CNRS. Stages d excellence L2 Mathématiques Informatiques

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1 Grenoble INP Genie Industriel G-SCOP Université Joseph Fourier CNRS Stages d excellence L2 Mathématiques Informatiques Contribution à la réalisation d une plateforme WEB pour l optimisation en conception de produit. Michaël LAFRASSE, étudiant en L2 mathématiques et informatiques Maitres de stages : Jean Bigeon Directeur de recherche Jean.bigeon@grenoble-inp.fr TEL : Kahald Hadj-Hamou Enseignant-chercheur-maitre conférence khaled.hadj-hamou@g-scop.inpg.fr TEL :

2 Sommaire Introduction :...3 Le langage Matlab et sa transformation en java....3 Exemple concret :...3 Appelle d un programme Matlab au sein d un programme java...5 JAMAL...6 MatlabControl...6 Conclusion, et voies d évolutions...6 Conclusion et avis personnel...7 Avis personnel...7 ANNEXE...Erreur! Signet non défini. 2

3 Introduction : Le sujet de mon stage portait sur la mise en place d une interface web pour la gestion de produit. Il s agissait de trouver une méthode de développement d une interface web pour pouvoir utiliser différent algorithme écrit dans différents langages. J ai commencé par l étude du langage matlab et cherché une méthode afin de transformé un programme dans ce langage en un programme java (première partie de mon rapport). Dans un second temps, il m a était demandé d appeler au sein de java, un programme ecrit en Matlab (deuxième partie de mon rapport). Pour conclure ce rapport, je parlerais de mon ressentis, de ce que sa ma apporter. Le langage Matlab et sa transformation en java. Le langage MAtlab (qui m était avant ce stage) inconnu, est très utilisé dans le monde de l industrie. Il permet de faire des choses assez simplement, mais est surtout très bien documenté (ce que je vais contredire par la suite). Il m était demandé de traduire un algorithme Matlab en java, puis ensuite de le transformer en servlet pour pouvoir l utiliser sur le web. L utilisation d un servlet a été la seule voie possible car le programme (transformé en JAVA) va s exécuter sur le serveur et le client (personne qui utilise le programme) ne verra que la réponse. Cela permet donc à n importe qui d utiliser un «programme Matlab» sans avoir Matlab sur son ordinateur. Pour traduire les codes Matlab en java, il m a donc fallut découvrir matlab (le langage, mais aussi la suite de logiciel associé). Et c est la que les problèmes ont commencé. En effet, la documentation est très vaste, très détaillés, mais touche uniquement ou presque tout ce qui est souvent utilisé (la programmation, la gestion de tableau, graphique, passage de parametre ). Mais quand cela touche un point comme la transformation en servlet, la documentation est très dure a trouvé, et n est souvent pas officiel. Petit a petit j ai trouvé differente méthode, que j ai testé par le biais d exemple concret. J ai ainsi trouvé une extension de matlab permettant de faire exactement se que je cherchez : Matlab JA Builder. Malgrés cette extension, nous nous sommes rendu compte que ce que l on cherchez a faire n était pas possible pour le moment. Pour présenter cette impossibilité, je prefere le montrer par un exemple. Exemple concret : Pour commencer, ce qu il faut savoir c est que tous les programmes Matlab ne peuvent pas être traduits en Servlet. 3

4 Il faut en effet que chaque script Matlab soit transformé en fonction. De plus, comme on peut le voir dans le code de getmagicwebfigure.m, si l on souhaite tracer des graphiques, il faut utiliser la fonction webfigure, afin de transformer notre graphique en figure interactive sur le web. Je passe rapidement sur le code matlab, car ce rapport n est pas là pour apprendre le matlab. function figureoutput = getmagicwebfigure(x) f = figure; magicoutput = magic(x); surf(magicoutput); set(gcf,'color',[1,1,1]) figureoutput = webfigure(f); close(f); end L un des algorithme que je devais essayé de traduire si cette méthode fonctionné, était un algorithme d optimisation. Il devait permetre de choisir la fonction d optimisation souhaité ainsi que les parametres. C est a ce niveau la que l on est limité. En effet, si l on souhaite afficher un graphique représentant une fonction, il faut que la fonction soit inscrite directement dans le code Matlab. Comme ceci A=1 ; B=2 ; X=0 :0.1 :10 ; Y=A.*x+B ; Plot(x,y) ; En effet si on lui passe en paramètre le A, cela ne fonctionnera pas. Même si l on déclare une variable interne qui prend pour valeur le paramètre: function figureoutput = getmagicwebfigure(nb) f = figure; a=nb; b=4; 4

5 x=0:10; y=a.*x+b; surf(magicoutput); set(gcf,'color',[1,1,1]) figureoutput = webfigure(f); close(f); end Ce probleme nous a donc fait abandonner cette direction, car cela limité grandement les possibilités. Malgré cela, j ai écrit un tutoriel pour mes maitres de stage expliquant la mise en place d un serveur web, des extensions java nécessaire, ainsi que l explication de ce qui ne fonctionne pas. En effet, dans les années à venir, et les évolutions du programme Matlab, ce qui nous empêchait d utilisé la solution trouvé ci-dessus, n existera plus, et pourra donc être utilisé. Nous avons, a partir de ce moment la, décidé de changer de voit de recherche. Au lieu de partir d un programme Matlab vers un programme java, on s est dit que si on pouvait appeler un programme Matlab au sein d un programme java, il serait également possible d appeler se programme par le biais d une Servlet et même peut être d une applet. C est ce que je vais présenter dans la deuxième grande partie de ce rapport. Appelle d un programme Matlab au sein d un programme java. Cette partie, que je n ai pu complètement achever, a était la plus dure en terme de recherche. Bien qu en 2006, un programme java ait été intégré à matlab afin de permettre de pouvoir appeler un programme matlab dans un programme java, l ensemble de la documentation sur le fonctionnement de celui-ci fut supprimé de matlab. Mais la fonctionnalité est toujours présente. Il m a donc fallu parcourir des centaines de sites, avant de commencer a trouvé des piste. Finalement, j ai pu trouver deux solutions possibles, complémentaires, et qui répondent exactement à l attente de mes maitres de stages et de ce qui m avait était fixé. 5

6 JAMAL La première solution repose sur un package java open source (jamal). Jamal est une archive permettant les liens entre un programme java et un programme Matlab. Il est possible en utilisant Jamal, d appeler un programme ou une fonction Matlab à l intérieur d un programme java. En revanche, les paramètres envoyés à Matlab doivent uniquement se faire sous forme d un tableau. Les résultats renvoyés sont également sous forme de tableau. L utilité de Jamal est basée sur le fait qu un programmeur java peut créer toute l interface graphique en java, et ensuite traiter les résultats reçu dans un tableau. En effet, il n y a pas besoin de connaitre la GUI sous Matlab. Cette première méthode permet donc l appel de matlab au sein d un programme java, mais sera plutôt utilisé par les personnes plus performante en java, car tout ce qui touche l interface graphique, la demande de paramètre, l appel de fonction annexe ou tout autre chose, devra être fait en java. Matlab sera uniquement utilisé pour réaliser les scripts de bases. MatlabControl Je vais maintenant présenter le fonctionnement de Matlabcontrol. Matlabcontrol, même si il permet d appeler également Matlab au sein d un programme, permet d appeler n importe quel programme Matlab. Contrairement à jamal, on n est pas obligé de passer par des tableaux, que se soit pour l envoi de paramètres, ou pour leurs retours. On peut donc, grâce à cette méthode, coder une interface graphique, tracer des figures, faire des formulaires sous Matlab, et lors de l appel, ils seront exécutés par Matlab, et non par java. Cette méthode sera préféré des personnes plus a l aise avec Matlab et surtout pour l utilisation de programme déjà réalisé en Matlab. Ceci évite donc leurs réécritures ou leurs adaptations Conclusion, et voies d évolutions Les deux méthodes sont complémentaires, car jamal, permet de réaliser l interface graphique en java et Matlabcontrol en Matlab. Le sujet initial était de trouver une méthode afin de pouvoir utilisé des programmes Matlab sur le web. C est deux méthodes sont un très bon début de piste. En effet, il faut pour continuer l avancement de ce projet, transformer les différents programmes java en applet, afin de pouvoir les utiliser sur un site, par l intermédiaire d un serveur Matlab. 6

7 Matlabcontrol n ayant pas pu être étudié en détails (beaucoup trop long). Conclusion et avis personnel J ai, par le biais de se rapport, présenté les différentes base afin de pouvoir utilisé un script Maltab au sein d une application web. La transformation en application web n a pas était exprimé, car mon stage était uniquement basé sur la recherche de pistes, afin que si une solution était possible, le service informatique, ou un autres stagiaire puisse prendre la suite. Avis personnel L objectif du stage initial était la découvert du monde de la recherche ainsi que la contribution à la réalisation d une plateforme WEB pour l optimisation en conception de produit, je pense que l objectif a était atteint. En effet, malgré la présence de mes deux maitres de stage, j étais libre dans le choix de mes recherches. Je devais uniquement trouver une solution approprié, simple et faire un «tutoriel» afin d expliquer le choix, la mise en place de la solution, ainsi que son utilisation. Ce stage m a permis d apprendre différents langage, différents moyen de recherche (forum, blog, documentation officiel, article ), pour arriver à une solution viable et évolutive. J ai grandement apprécié la présence de mes deux maitres de stages, toujours a l écoute, a me consacrer de leur temps pour des explications sur le sujet, ou même sur des sujets a par, comme mon orientation, les débouchés. Malgré leur emploi du temps chargé, ils ont pu être présent et se rendre disponible. En revanche plusieurs critique sont a relevé, et permettrons surement de meilleur condition dans les années a venir. La première est le fait que travailler seul (malgré l aide du ou des maitres de stage) empêche d apprendre le travail en équipe, la répartition des taches. De plus, le travail en équipe est un domaine qui ne nous est pas enseigné a l université, ou peu (que lors de petit projet, ou de tp). La deuxième critique, qui provient des deux étudiants présent dans le même labo que moi, mes deux maitres de stage ainsi que moi-même, est le fait que le stage d une durée de 2 mois, ne doit pas dépasser 120 heures. Le fait que cela ne doit pas dépasser 120 heures nous a était signaler dans notre contrat de travail, reçu 2 semaine avant la fin du stage. Nous étions déjà au double du temps (35 heures par semaine). Nous avons donc pensé qu il faudrait soit permettre deux mois a 35 heures par semaine, soit transformer ces deux mois, en un seul mois a 120 heures. 7

8 Vous pourrez trouver en annexe les deux tutoriels que j ai faits pour le laboratoire. Malgré que cela dépasse largement les 15 pages, mes maitres de stages mon tout de même conseiller de vous les remettre. Source :

9 Enjeux sociétaux Un laboratoire pluridisciplinaire de référence pour répondre aux défis scientifiques posés par les mutations du monde industriel allant de la conception des produits à la gestion des systèmes de production s appuyant sur de fortes compétences en optimisation Mondialisation : Accélération des mouvements de délocalisation qui concernent les activités de production et, ce qui est plus nouveau, les activités de conception. Capacité des entreprises à innover : croissance durable et performance économique des entreprises se jouent sur la capacité des entreprises à innover sur les produits, les services et les organisations industrielles. Développement des services : les frontières entre industrie et service s estompent. De même la notion de produit évolue (produits étendus, produits-services, ) Développement durable : la question interroge les modèles et pratiques de la conception de produits (éco-conception, recyclage,..) mais aussi les modèles de production (limites du Juste à Temps, logistique inverse, ). Défis scientifiques Incertitude et instabilité : l'exigence et la versatilité des consommateurs, l imprévisibilité de la concurrence imposent de nouvelles approches scientifiques en optimisation, gestion des systèmes et conception. Ingénierie des connaissances : l externalisation, la coconception, le turn-over, imposent aux entreprises la mise en place d'une véritable ingénierie des connaissances. Des modèles et des outils doivent être développés qui impliquent une approche multi disciplinaire, en particulier SPI/STIC/SHS. Collaboration d acteurs distribués : des acteurs distribués géographiquement, avec des métiers et des cultures différents doivent collaborer pour répondre aux besoins des clients. Cette complexité accrue interroge la recherche en conception produit ou gestion des systèmes. Des recherches amont en optimisation : la conception et la gestion optimisée des systèmes de production nécessitent des outils mathématiques puissants. Il est indispensable de mener des travaux amont pour aider à la création d outils performants en optimisation. Produire Concevoir Pôle Optimisation et Systèmes de Production : OSP - Optimisation Combinatoire - Recherche Opérationnelle pour les Systèmes de Prod. - Gestion et Conduite des Systèmes de Production Pôle Conception Intégrée : CI - Conception Collaborative - Conception Produit-Process - Systèmes d Information et Représentations multiples du produit Distribuer Traiter en Fin de vie Rayonnement international - Pilotage du Réseau d'excellence VRL-KCiP (24 membres, 15 pays) transformé en association EMIRAcle - Coordination de l infrastructure VISIONAIR - Partenaire de la plateforme européenne Mecafuture - Implication dans : projets européens, PHC, projets internationaux Collaborations industrielles : Airbus, Alcan, Antécim, Arcelor, Caterpillar, Dassault Aviation, DS, EADS CCR, EADS Allemagne, Essilor, Eurocopter, Hager, ILOG, PCO, Pechiney, PSA, Renault, Schneider, Siemens, SLN, ST micro, ZF., Relations contractuelles : - Contrats industriels et institutionnels : région, FCE, ANR, Europe - 1 M de contrats en moyenne par an Utiliser Le laboratoire et les formations - Ense3, Génie Industriel, ENSIMAG, UFR de Mécanique, UFR IMAG, Polytech, IUT - Ecoles Doctorales : I-MEP2, MSTII, EEATS Quelques chiffres - Permanents chercheurs : 59 - Personnel administratifs et technique : 14 - Doctorants : environ 60 - Publications : 2,7 publis internationales /an/pers. Articles internationaux : 50 à 60 /an Actes de conférences int. : 70 à 80 / an Thèses et HDR : 15 à 18 / an Laboratoire G-SCOP 46, avenue Félix Viallet GRENOBLE Cedex 1 Tél. : Fax : g-scop@g-scop.fr

10 ANNEXE Utilisation de programme Matlab dans Java. 1) Utilisation de Jamal. Jamal est une archive permettant les liens entre un programme java et un programme Matlab. Il est possible en utilisant Jamal, d appeler un programme ou une fonction Matlab à l intérieur d un programme java. En revanche, les paramètres envoyés à Matlab doivent uniquement se faire sous forme d un tableau. Les résultats renvoyés sont également sous forme de tableau. L utilité de Jamal est basée sur le fait qu un programmeur java peut créer toute l interface graphique en java, et ensuite traiter les résultats reçu dans un tableau. En effet, il n y a pas besoin de connaitre la GUI sous Matlab. Etudions un exemple: Nous allons illustrer son utilisation par le biais d un exemple de l utilisation de la fonction «sum» de Matlab. Cela reviendrait au même en utilisant un programme crée par nos soins. Voici le code java que nous allons utiliser : /ici on importe les fichiers jamal permettant de faire le lien entre java et Matlab/ import com.jamal.*; import com.jamal.client.matlabclient; public class Run0 public static void main(string[] args) try /ici on se connecte au client Matlab. Il suffit de donner le lien pointant vers l exécutable de Matlab. On peut grâce a cela l adapter facilement pour un serveur, il suffira de point Matlab.exe sur le serveur/ MatlabClient MatlabClient = new MatlabClient( MatlabCaller.HOST_ADDRESS,"C:\\Program Files\\MATLAB\\R2011b\\bin\\Matlab.exe", 40); /on passe en premier un tableau dans lequel se trouve tous les paramètres nécessaires à la fonction (ici la fonction sum)/ Object[] inargs = new Object[1]; inargs[0] = new int[] 1, 2, 3, 4 ; /on appelle la fonction Matlab en lui passant en paramètres le nom de la fonction sous forme de chaine de caractère, le tableau des paramètres et 1 si on attend une réponse, 0 sinon/ Object[] outputargs = MatlabClient.executeMatlabFunction("sum", inargs, 1); double[] result = (double[]) outputargs[0]; /on affiche le résultat/ System.out.println("The sum =" + result[0]); MatlabClient.shutDownServer(); catch (JamalException e)

11 e.printstacktrace(); Maintenant que nous avons ce code (dans eclipse), nous devons lui dire ou il peut trouver le fichier jamal.jar. Pour cela, nous devons tout d abord télécharger le fichier jar : Cliquez sur «Download the latest stable version». Maintenant que nous avons téléchargé le fichier jar, nous allons l intégrer au projet. Pour cela rendez vous sur eclipse, cliquez droit sur le nom de votre projet (le miens s appelle jamal), puis sur propriétés. Une fenêtre comme celle-ci s ouvre, cliquez sur «java build path» puis sur «Add External jar», puis pointez votre fichier jar que vous venez de telecharger, puis cliquez sur ouvrir.

12 Voila, vous pouvez maintenant exécuter votre programme java, vous devez avoir ceci d affiché dans la console d éclipse : Votre programme fonctionne correctement. Pour ce qui est de la licence d utilisation de Matlab, vous pourrez trouver tous ce qu il faut sur le lien suivant : En résumé jamal permet d appeler un programme Matlab au sein d un programme java, mais ceci que par le biais de tableau (1 dimension ou 2). Tout ce qui sera affichage graphique ou autre entrainera une erreur lors de l exécution, et sera obligatoirement a réalisé directement dans le code java. Un autre point et que par cette méthode, Matlab ne s ouvre pas réellement, il s ouvre uniquement pour exécuter ce qu on lui demande mais reste en fond de tache. Toutes les informations sur Jamal peuvent être retrouver sur ce site : Ou celui-ci :

13 2) Matlab control Je vais maintenant présenter le fonctionnement de Matlabcontrol. Cette partie n a pas pu être totalement parcourue par manque de temps. Matlabcontrol, même si il permet d appeler également Matlab au sein d un programme, permet d appeler n importe quel programme Matlab. Contrairement à jamal, on n est pas obligé de passer par des tableaux, que se soit pour l envoi de paramètres, ou pour leurs retours. On peut donc, grâce à cette méthode, coder une interface graphique, tracer des figures, faire des formulaires sous Matlab, et lors de l appel, ils seront exécutés par Matlab, et non par java. Cette méthode sera préféré des personnes plus a l aise avec Matlab et surtout pour l utilisation de programme déjà réalisé en Matlab. Ceci évite donc leurs réécritures ou leurs adaptations. Pour commencer, je vais vous présenter un exemple d utilisation afin de vous montrer ce dont il est possible de faire avec Matlabcontrol. Rendez vous sur le site suivant pour télécharger le fichier Matlabcontrol et le dossier demo. Il faut télécharger le fichier Matlabcontrol-4.0.0_src.zip. Au moment où j écris ce rapport, Matlabcontrol en est a sa version Maintenant que vous avez fait ca. On va créer notre projet sous eclipse. Créez un dossier, avec le nom que vous voulez dans le workspace d eclipse, puis décompresser l archive dedans. Mon dossier s appelle essai chez moi. Maintenant que c est fait, ouvrez eclipse et créez un nouveau projet : Cliquer sur java project. La vous allez avoir une fenêtre qui va s ouvrir. Entrez le nom du dossier que vous avez créé afin de créer votre projet :

14 Maintenant votre projet est créé. Il va falloir ajouter au projet le fichier jmi.jar, afin que Matlabcontrol puisse fonctionner. Pour cela, cliquez droit sur le nom de votre projet, et faite propriété. Une fenêtre s ouvre, cliquez sur «java build path», puis sur «add externals jar» :

15 Il va maintenant falloir trouver le fichier jmi.jar de Matlab. Il se trouve par défaut dans le dossier : C:\Program Files\MATLAB\R2011b\uninstall\java\jar\jmi.jar Une fois sélectionner cliquez sur ok. Voila, le projet peut maintenant être créé pour voir toute l étendu des possibilités de Matlab control. Pour cela, nous allons utiliser un petit programme réalisé en Matlab afin de pouvoir tester Matlabcontrol. Voici le programme : function essai a = inputdlg('a?','b?','c?'); b= str2double(a); display(b); x=0:10; y=b(1).*x.*x+b(2).*x+b(3); plot(y); msgbox(int2str(b)); end C est un programme tout simple, il demande a l utilisateur trois paramètres (a,b et c) qui vont lui permettre ensuite de tracer la courbe y=a*x²+b*x+c et d afficher dans une boite de dialogue, les paramètres a, b et c. Ce programme est un bon exemple, car il permet d illustrer le fonctionnent lors de l appelle d un programme possédant une«interface graphique». Nous allons maintenant pouvoir exécuter l exemple de Matlabcontrol. Exécutez-le grâce à eclipse, vous devez avoir une fenêtre graphique qui va s ouvrir :

16 Pour commencer il faut cliquer sur connecté. «Connecté» permet de faire la liaison grâce a Matlabcontrol, entre le programme Matlab et le notre programme java. Une fois que vous êtes connecté, vous pouvez exécuter des fonctions, procedures ou programmes Matlab. Une chose que je n ai pas eu le temps de trouver, et la façon pour que Matlab ne reste pas ouvert derrière, et qu il se lance uniquement en mode consol, ou serveur. Le choix par défaut correspond a «void eval(string command)». Il permet d utiliser les procédures Matlab, c'est-à-dire des fonctions qui ne renvoient pas d élément. Ce qui est le cas de notre programme de test nommé essai. On va donc mettre dans la partie command, l instruction qui est «essai» puis cliquer sur invoke. Cela va ouvrir un formulaire de saisie de a, b et c. Une fois remplie, le graphique va s afficher et une fenêtre de dialogue va nous redonner les paramètres rentrés. Maintenant essayons avec des fonctions déjà crées sous Matlab. Nous devons cette fois ci changer de mode, et mettre «object[] returningeval (String command, int nargout)» car nous allons utiliser une fonction qui retourne une réponse. Essayons avec cette commande : sum([1,2,3]') Elle permet de faire la somme de 1, 2 et 3. Le formulaire nargout, permet de dire si le programme que l on appelle renvoi ou pas des paramètres. 0 pour le fait qu il ne renvoi rien, 1 pour le renvoi d un élément, 2 pour le renvoi de deux éléments et ainsi de suite. Ici nous allons utiliser la fonction sum, il faut donc laisser la valeur 1 dans le formulaire. Dans notre interface graphique, nous devons avoir cela qui s affiche : Les autres modes disponibles sont des modes plus «larges». Ils permettent en effet de faire plus de chose, et de ne pas avoir, ou presque, besoin de changer de mode selon le cas. Il suffit seulement de changer la partie nargout, les valeurs des paramètres L ensemble des donnés que j ai trouvé pour Matlabcontrol peuvent être retrouvé sur les différents sites ci-dessous : En résumé, même si je n ai pas eu le temps de faire tout le tour de Matlabcontrol, celui-ci permet de faire a peut prés la même chose que jamal, mais est plus tourné vers les personnes spécialisées en Matlab. En effet, il permet de réaliser l ensemble de l interface graphique, des formulaires, des courbes sur Matlab, et ensuite par un simple appelle en java, d afficher le tout.

17 3) Conclusion, et voies d évolutions : Les deux méthodes sont complémentaires, car jamal, permet de réaliser l interface graphique en java et Matlabcontrol en Matlab. Le sujet initial était de trouver une méthode afin de pouvoir utilisé des programmes Matlab sur le web. C est deux méthodes sont un très bon début de piste. En effet, il faut pour continuer l avancement de ce projet, transformer les différents programmes java en applet, afin de pouvoir les utiliser sur un site, par l intermédiaire d un serveur Matlab. Matlabcontrol n ayant pas pu être étudié en détails (beaucoup trop long), il faudrait retravailler l interface graphique de l exemple. Les évolutions possiblent serait, la reconnaissance automatique des paramètres, de leurs types, de la présence d une fonction, d une procédure Les fonctions de base de Matlab, comme la somme, la multiplication pourrais être directement inscrite dans l interface et pourrais être sélectionné directement dans une liste. Toutes ces évolutions permettraient l utilisation des applets par n importe qui, même des personnes dont les compétences en informatiques sont faibles. Cela permettrait donc leurs utilisations dans n importe quelle entreprise, et surtout le fait que les algorithmes ne seraient pas connus par leurs utilisateurs, puisque ceux-ci seront stockés sur un serveur distant, et le service web mis en place se contenteras uniquement d appelle de fonction, procédures ou même programmes. L utilisation d applet java permettras aussi d utiliser n importe quel algorithme car java peut appeler n importe quel langage. Et Matlab pouvant être maintenant utilisé, cela couvre une plus grande surface de travail.

18 Exemple de création d une Servlet à partir d un programme Matlab. Pré-requis : -Avoir le dernier JRE et JDK installé sur la machine. Si ce n est pas le cas, les télécharger ICI ; -Avoir Matlab d installé (Matlab). -Avoir Matlab Java Builder (Matlab JA builder). -Avoir Matlab Compiler Runtime d installé. Si ce n est pas le cas se référer à la partie annexe. -Avoir TomCat 7.0 ou supérieur d installé (c est le serveur local qui va nous permettre d utiliser du java). La procédure d installation se trouve en annexe. Présentation générale : Le but initial de cette recherche était de trouver une manière de passé d un programme sous matlab à une application web afin que n importe qui puisse utiliser ce programme. L utilisation d un servlet a été la seule voie possible car le programme (transformé en JAVA) va s exécuter sur le serveur et le client (personne qui utilise le programme) ne verra que la réponse. Cela permet donc à n importe qui d utiliser un «programme Matlab» sans avoir Matlab sur son ordinateur. Pour faire cela une extension de Matlab existe afin de transformer un programme Matlab en fichier jar : Matlab JA Builder. Etude d un exemple. Je vais vous présenter l exemple du carré magique. Pour ceci nous allons tout d abord télécharger l ensemble des fichiers sources qui vont nous être utiles. Rendez vous sur cette page : Magic web figure. Cliquez sur le lien de téléchargement. Maintenant que vous avez téléchargé le fichier zip, décompressez-le. Nous allons maintenant étudier un peu tous les fichiers que nous avons à notre disposition et voir leur utilité. Les scripts Matlab : Pour commencer, ce qu il faut savoir c est que tous les programmes Matlab ne peuvent pas être traduits en Servlet. Il faut en effet que chaque script Matlab soit transformé en fonction. De plus, comme on peut le voir dans le code de getmagicwebfigure.m, si l on souhaite tracer des graphiques, il faut utiliser la fonction webfigure, afin de transformer notre graphique en figure interactive sur le web. function figureoutput = getmagicwebfigure(x) f = figure; magicoutput = magic(x); surf(magicoutput);

19 end set(gcf,'color',[1,1,1]) figureoutput = webfigure(f); close(f); C est a ce niveau la que l on est limité. En effet, si l on souhaite afficher un graphique représentant une fonction, il faut que la fonction soit inscrite directement dans le code Matlab. Comme ceci A=1 ; B=2 ; X=0 :0.1 :10 ; Y=A.*x+B ; Plot(x,y) ; En effet si on lui passe en paramètre le A, cela ne fonctionnera pas. Même si l on déclare une variable interne qui prend pour valeur le paramètre: function figureoutput = getmagicwebfigure(nb) f = figure; a=nb; b=4; x=0:10; y=a.*x+b; surf(magicoutput); end set(gcf,'color',[1,1,1]) figureoutput = webfigure(f); close(f); C est la raison pour laquelle nous avons choisi de prendre une autre direction afin de résoudre ce que l on c est fixé. ExamplesPage.jsp : C est l une des quatre pièces maitresse d un Servlet. C est la page qui s occupe d afficher ce que l on voit sur la page internet. Elle contient de l html, du java et du javascript. C est sur cette page que l on retrouve les formulaires afin de faire passer des paramètres a notre programme, ainsi que l appel au programme (ou fonction). <%@ page contenttype="text/html;charset=utf-8" language="java" %> <html> <head> <title>calculation Services</title> La partie qui suit s occupe de pré-remplir le formulaire avec une valeur prédéfinie si rien n est rentré. <% String sizestr = request.getparameter("size"); int size = 5; boolean sizeset = false; if(sizestr!=null && sizestr.length()>0) size = Integer.parseInt(sizeStr);

20 sizeset = true; %> La partie qui suit déclare les fichiers style utilisés. C'est-à-dire le fichier *.css utilisé. Nous y reviendrons plus loin car la partie css n est pas obligatoire. <link rel="stylesheet" type="text/css" media=all href="./stylesheet.css" /> <link href="stylesheet.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> </head> <body> La partie qui suit contient le formulaire. <form method="get"> <div style="text-align: center"> <table width="760" cellpadding="0" cellspacing="0"> <tr> On a la possibilité de mettre une image d en tête, ici header_bg.jpg <td><img src="header_bg.jpg" alt="header Image Not Found" width="779" height="72" /></td> </tr> </table> <br /> <h1> Calculation Services</h1> Calculate Magic Square <br> Size: <input type="text" name="size" size="8" value="<%=size%>" > <br> <input type="submit" value="calculate"> <br> <br /> La partie qui suit vérifie le bon contenue et le bon fonctionnement de l envoi du formulaire <script type="text/javascript"> try var objxhr = new XMLHttpRequest(); catch (e) try var objxhr = new ActiveXObject('Msxml2.XMLHTTP'); catch (e) try var objxhr = new ActiveXObject('Microsoft.XMLHTTP');

21 catch (e) document.write('xmlhttprequest not supported'); Pour finir on appel le servlet MagicSquare en lui passant par l url le contenue du formulaire (l ensemble des paramètres nécessaires). objxhr.open('get','magicsquare?size=<%=size%>',false); objxhr.send(null); document.writeln(objxhr.responsetext); </script> <br> </div> </form> </body> </html> Web.xml : Ce fichier est aussi l un des fichiers indispensable dans la réalisation d une Servlet. Remarque: il doit absolument posséder le même nom : web.xml. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <web-app xmlns=" xmlns:xsi=" xsi:schemalocation=" version="2.5"> <servlet> <servlet-name>magicsquareservlet</servlet-name> <servlet-class>magicsquareservlet</servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>magicsquareservlet</servlet-name> <url-pattern>/magicsquare</url-pattern> </servlet-mapping> <servlet> <servlet-name>webfigures</servlet-name> <servlet-class> com.mathworks.toolbox.javabuilder.webfigures.webfiguresservlet </servlet-class> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>webfigures</servlet-name> <url-pattern>/webfigures/*</url-pattern> </servlet-mapping> </web-app> Il faut un fichier xml par application. En effet chaque application sur le serveur Tomcat (ou autre) possède une structure définie dans le fichier web.xml. Le fichier web.xml possède tout d abord la balise : <web-app> </web-app> Il y a ensuite les différents éléments dans lesquels sont définis les noms de notre Servlet.: <servlet></servlet> et <servlet-mapping></servlet-mapping>. La Servlet est définie dans l application par <servlet></servlet>. : -<servlet-class></servlet-class> : nom réel de la Servlet ;

22 -<servlet-name></servlet-name> : nom interne à l'application. Dans <servlet-mapping></servlet-mapping> nous trouvons les informations destiné au client : -<servlet-name></servlet-name> : nom interne à l'application ; -<url-pattern></url-pattern> : nom du côté client. Une Servlet a donc différent nom. Ceci permet que si vous appelez une application dans différente pages, et qu un jour vous décidez de changer le nom de la Servlet, vous n aurais besoin de changer uniquement le fichier web.xml pour «renommer» la Servlet. MagicSquareServlet.java : Ce fichier correspond à notre Servlet. Elle possède uniquement du code java. On liste les fichiers à importer. Les six premières lignes sont obligatoires. La septième importe le fichier jar, et les suivantes sont présentes car notre programme dépend de Matlab. import javax.servlet.http.httpservlet; import javax.servlet.http.httpservletrequest; import javax.servlet.http.httpservletresponse; import javax.servlet.servletexception; import javax.servlet.servletconfig; import java.io.ioexception; import examples.*; Tous les «import» suivant sont obligatoire lorsque l on utilise un code provenant de Matlab. Javabuilder permet le fonctionnement de : -web figure afin d afficher les graphiques ou figures interactives que l on souhaite -générer une partie de page html afin d afficher le résultat (du carré magique sous forme de tableau) import com.mathworks.toolbox.javabuilder.webfigures.webfigure; import com.mathworks.toolbox.javabuilder.webfigures.webfigurehtmlgenerator; import com.mathworks.toolbox.javabuilder.mwjavaobjectref; import com.mathworks.toolbox.javabuilder.mwnumericarray; import com.mathworks.toolbox.javabuilder.mwexception; public class MagicSquareServlet extends HttpServlet MagicCalc est la fonction crée lors de notre compilation entre getmagicwebfigure.m et getmagic.m en fichier jar. Vous pourrez trouver ce fichier java dans le dossier example de JavaEndToEnd. private MagicCalc calc; public void init(servletconfig config) throws ServletException super.init(config);

23 try calc = new MagicCalc(); catch(mwexception e) e.printstacktrace(); public void destroy() super.destroy(); if(calc!=null) calc.dispose(); protected void doget(httpservletrequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException On récupère le paramètre récupérer dans le formulaire et passé par l url par la page jsp MWNumericArray size = new MWNumericArray(Integer.parseInt(request.getParameter("size"))); double[][] square = new double[0][]; On initialise la figure afin de tracer notre graphique ou plutôt l image de celui ci. WebFigure figure = null; try On appelle notre fonction getmagicwebfigure afin de créer le graphique. Object[] results = calc.getmagicwebfigure(1, size); MWJavaObjectRef ref = (MWJavaObjectRef)results[0]; figure = (WebFigure)ref.get(); getservletcontext().setattribute("userplot",figure); On appelle la fonction getmagic afin de créer le carré magique. La réponse est stockée dans un tableau double dimension crée plus tôt. Object[] result = calc.getmagic(1, size); MWNumericArray array = (MWNumericArray)result[0]; square = (double[][])array.toarray(); catch(mwexception e) e.printstacktrace(); La partie qui suit va s occuper de l affichage de la figure ainsi que du carré magique.

24 StringBuffer buffer = new StringBuffer(); WebFigureHtmlGenerator webfigurehtmlgen = new WebFigureHtmlGenerator("WebFigures",getServletContext()); if(figure!=null) try On affiche la figure String outputstring = webfigurehtmlgen.getfigureembedstring(figure,"userplot", "application","330","330",null); buffer.append(outputstring); catch(exception e) e.printstacktrace(); La partie qui suit va s occuper d afficher le carré magique sous forme d un tableau au format html. On génère du code html afin que l affichage réponde a la forme d un carré. buffer.append("<br>"); buffer.append("<br>"); buffer.append("<table >"); for (double[] row : square) buffer.append("<tr>"); for (double value : row) buffer.append("<th>"); buffer.append(new Double(value).intValue()); buffer.append("</table>"); buffer.append("<br>"); response.getoutputstream().print(buffer.tostring()); StyleSheet.css : Ce fichier est comme je l ai dit plus tôt, facultatif. Il permet en effet de designer la page internet. body font-size: 11pt; font-family: Arial; background-color: whitesmoke; LABEL

25 H1 font-size: 12pt; font-family: Arial; font-family: Arial; font-weight: bold; font-size: 22pt; color: black; Sur cette feuille css on a défini la taille de la police, la police, la couleur pour les titre (H1), l ensemble de la page (body). Cette feuille n est pas du tout obligatoire mais si vous voulez que votre page ressemble a quelque chose, vous êtes obligé de passer par celle-ci. Maintenant que nous avons parcouru un peu tout le fonctionnement de nos codes sources initiales, nous allons maintenant voir comment compiler et ensuite exécuter tout cela sur notre serveur Tomcat. Traitement de l exemple : Pour ceci je vais suivre deux méthodes différentes pour la première étape. Première étape (génération du fichier jar) : 1ere méthode : Dans cette première méthode nous allons utiliser l interface graphique de Matlab afin de générer le fichier jar correspondant au code Matlab. Pour commencer, lancer Matlab et placer vous dans le dossier mcode afin de trouver les codes Matlab : Webapp->WEB-INF->mcode Ensuite cliquer sur start -> matlab->matlab Builder JA->Deplytool comme le montre l image ci dessous.

26 Choisissez un nom pour votre paquetage. Pour cet exemple je l appellerais example. Sélectionner également le type : java package. Puis cliquer sur

27 Notre package est crée. Il nous faut maintenant choisir un nom (ou des noms de class) ainsi que d y insérer les codes sources Matlab que l on souhaite transformer. Nous avons à droite un nouveau menu qui vient de s ouvrir : Vous devez faire comme j ai fait dans les cadres rouges, c'est-à-dire que vous devez nommer la class (ici MagicCalc) et y insérerez les codes sources Matlab : getmagic.m et getmagicwebfigure.m. Il ne vous reste plus qu a lancer le processus de compilation en cliquant sur ce bouton : Une fenêtre de progression va s ouvrir. Ne vous inquiétez pas, le temps avant le démarrage est assez long.

28 Voila, nous venons de créer le fichier jar grâce a Matlab. 2eme méthode : La deuxième méthode ce fait en ligne de commande en utilisant le compilateur intégré a Matlab : mcc. Il faut se placer à la racine du dossier décompressé (JavaEndtoEnd) et taper cette commande : mcc -W "java:examples,magiccalc" -d.\scratch -T "link:lib" -v "classmagiccalc:.\webapp\web-inf\mcode\getmagic.m,.\webapp\web- INF\mcode\getMagicWebFigure.m" Ceci va nous créer le même fichier jar que précédemment en le plaçant dans le dossier scratch. Deuxième étape : Dans le cas du passage par l interface graphique dans la première étape, il faut se rendre dans le dossier créé par Matlab : example->src et copié le fichier jar afin de le mettre dans webapp\web-inf\lib Dans le cas du passage par la ligne de commande, nous allons également déplacer le fichier jar, mais cette fois ci par la commande suivante : xcopy /Y.\scratch\examples.jar.\webapp\WEB-INF\lib Dans le deux cas: Il faut ensuite récupérer le fichier servlet_api.jar et le mettre a la racine du dossier JavaEndToEnd. Pour cela rendez vous dans le dossier d installation de Tomcat. Si vous avez laissé, lors de l installation les paramètres par défaut, il devrait se trouver à une adresse de ce style : Program files-> Apache Software Foundation->Tomcat 7.0->lib Arrivé dans lib copié coller le fichier servlet_api.jar dans le dossier JavaEndToEnd. Nous allons maintenant récupérer le fichier javabuilder.jar. Il se trouve dans le dossier d installation de Matlab : Program Files->MATLAB->R*****->toolbox->javabuilder->jar Copiez le fichier et placez le dans JavaEndToEnd-> webapp->web-inf->lib Troisième étape :

29 Nous allons maintenant compiler le tout. En se plaçant à la racine du dossier JavaEndToEnd, tapez la commande suivante : javac -cp servlet-api.jar;.\webapp\web-inf\lib\javabuilder.jar;.\webapp\web- INF\lib\examples.jar; -d.\webapp\web-inf\classes.\webapp\web- INF\src\MagicSquareServlet.java Quatrième étape : Pour finir nous allons créer le fichier *.war. C est ce fichier qui sera exécuté sur le serveur. Cette étape ce fait uniquement en ligne de commande. Il faut se placer dans le dossier webapp : cd webapp Et ensuite on utilise la commande suivante pour générer notre fichier JavaEndToEnd.war. jar -cvf..\javaendtoend.war. La compilation est terminée, nous allons maintenant pouvoir voir le résultat. Récupérer le fichier war généré et placez le dans le dossier Tomcat->webapps Maintenant rendez vous a cette adresse : Ce qui est en rouge correspond à l adresse de notre serveur. Ce qui est en bleu à notre fichier war Ce qui est en vert à la page jsp qui va s occuper du formulaire, de l appel de la Servlet et des fonctions nécessaires. Vous devez obtenir une page ressemblant à celle-ci :

30 Si vous avez une page comme celleci : Il faut redémarrer le serveur Tomcat : En cliquant sur stop, puis Start. Voila nous avons donc parcouru tout l exemple du carré magique. Annexe: Installation de TOMCAT : Tomcat est principalement un serveur apache accompagné d un conteneur de Servlet. Dans notre recherche, le conteneur de Servlet et l extension obligatoire afin de pouvoir utiliser une Servlet java.

31 Il faut savoir que pour installer un serveur apache comme Tomcat, il est obligatoire de posséder les accès administrateur sur la machine. Il faut tout d abord télécharger la dernière version, qui est pour le moment TOMCAT 7.0. Dans Binary Distributions il faut télécharger la version : 32-bit/64-bit Windows Service Installer. Car dans notre exemple nous utilisons Windows. Maintenant que le fichier est téléchargé, rendez vous dans le dossier de destination et cliqueé sur l exécutable et laissez vous guider. Arrivé sur cette page :