Une méthodologie de conception des systèmes distribués basée sur UML

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1 Une méthodologie de conception des systèmes distribués basée sur UML Nouvelles Technologies de la Répartition (NOTERE 2005) 1 er septembre 2005 Ludovic Apvrille Pierre de Saqui-Sannes Axelle Apvrille Page 1

2 Plan TURTLE : un profil UML outillé Limites de l approche actuelle Méthodologie proposée Formalisation des diagrammes de déploiement Génération automatique de code Démonstration Conclusion Page 2

3 Contexte : le profil UML TURTLE Bref historique Introduit en 1999 Partenaires : LAAS/CNRS, ENSICA, Université Concordia, ENST TURTLE-P (2003), analyse TURTLE (2005) Profil UML dont la sémantique formelle est donnée par traduction en RT-LOTOS Applications temps-réel, protocoles Outils supports : TTool (ENST) + RTL (LAAS- CNRS) Analyse, conception et validation formelle de protocoles / applications Page 3

4 Diagramme de classes TURTLE Attributs Gate Formule OCL associant des portes de synchronisation Opérateur de composition «Synchro» Page 4

5 Approche actuelle Validation formelle Génération de code (3) Code (Java) Exécution (2) Conception CD + ADs (1) Analyse IOD + SDs Synthèse automatique Validation formelle Page 5

6 Vers une nouvelle extension Limites de l approche actuelle Applications conçues de façon monolithique Conséquences Distribution de l application non validée formellement Code Java monolithique Non exécutable dans un contexte distribué Contributions Nouvelle méthodologie Sémantique formelle aux diagrammes de déploiement UML 2 Notion de composants, notion de noeuds d exécution Génération de code qui tient compte de la distribution Mise à jour des outils supports Page 6

7 Propositions : Méthodologie Validation formelle (3) Déploiement : composants + DD Génération de code (4) Code (Java) Exécution Génération et exécution de code Java (2) Conception CD + ADs Validation formelle Synthèse automatique (1) Analyse IOD + SDs Validation formelle Page 7

8 Formalisation des diagrammes de déploiement UML 2 Notion de composant TURTLE Regroupement de classes TURTLE et des relations relatives à ces classes TURTLE Éléments internes d un composant indissociables Déploiement de composants TURTLE Notion de nœud d exécution = «node» en UML 2 Instance d un composant TURTLE sur un nœud d exécution TURTLE = artéfact TURTLE Liens de communication Information d interconnexion de portes Délai, taux de perte Information pour la génération de code «réseau» Page 8

9 Exemple Page 9

10 Sémantique formelle Diagramme de déploiement + description des composants -> conception TURTLE Classes des composants Ajoutées à la conception TURTLE (renommage) Liens asynchrones Chaque lien est modélisé par une classe TURTLE ajoutée à la conception Délai, taux de perte Acheminement des messages Relation de synchronisation entre les classes des composants et les liens Page 10

11 Génération de code Java (1/2) Générateur de code Java pour les conceptions TURTLE Une classe Java par classe TURTLE Une classe principale Synchronisations, opérateurs temporels, etc. sont implémentés sous forme de librairies Java Générateur de code pour un déploiement Réutilisation du générateur pour la conception Problème des liens Modélisés à des fins de validation formelle et de génération de code Certains paramètres ne peuvent être pris en considération Délai, taux de perte Certains paramètres doivent être traités : protocoles utilisés, numéro de ports, adresses réseaux Page 11

12 Génération de code Java (2/2) C1 C1_T1 C1_T1.g1 = L12.gt1 Synchro Main_C1.java g1 = g2, UDP, etc. L12 (1) code Java C2 L12.gt2 = C2_T2.g2 Synchro (2) (2) C2_T2 Main_C2.java (1) Génération d une conception TURTLE annotée Portes UDP / TCP / UDP + paramètres associés (2) Générateur de code Java pour les conceptions TURTLE Générateur «étendu» Les portes annotées «réseau» sont traitées différemment Plusieurs modules logiciels exécutables sont générés Librairies qui gèrent les actions sur les portes Émission, réception de données via UDP, TCP, RMI Page 12

13 Outillage TTool Conception Déploiement de composants Déploiement Validation Simulation Analyse d accessiblité Minimisation Bisimulation Paquetages Java Spécification RT-LOTOS Graphe d accessibilité Trace de Graphe simulation d accessibilité Compilateur Java Aldebaran / RTL CADP Page 13

14 Conclusion Profil TURTLE Arrivé à maturité Expériences académiques et industrielles Enrichissement du profil Phase de déploiement Sémantique formelle Génération de code «réseau» Outillage TTool + RTL Travaux futurs Conception TURTLE à la UML 2.0 Génération de séquences de test TTool téléchargeable bientôt gratuitement! Page 14

15 Questions? Article NOTERE 2005 L. Apvrille, P. de Saqui-Sannes, Une méthodologie de conception des systèmes distribués basée sur UML", Nouvelles Technologies de la répartition (NOTERE'05), Gatineau, Québec, Canada, Aout-Septembre Autres références L. Apvrille, P. de Saqui-Sannes, F. Khendek, Synthèse d'une conception UML temps-réel à partir de diagrammes de séquences", Colloque Francophone sur l'ingénierie des protocoles (CFIP'05), Bordeaux, France, mars L. Apvrille, J.-P. Courtiat, C. Lohr, P de Saqui-Sannes, TURTLE: A Real-Time UML Profile Supported by a Formal Validation Toolkit, IEEE Transactions on Software Engineering, Vol. 30, No. 7, pp , July L. Apvrille, P de Saqui-Sannes, P. Senac, C. Lohr, Verifying Service Continuity in a Satellite Reconfiguration Procedure, Journal of Automated Software, Engineering, Kluver, issue 11:2, L. Apvrille, P. de Saqui-Sannes, C. Lohr, P. Sénac, J.-P. Courtiat, A New UML Profile for Real-time System Formal Design and Validation, Proceedings of the Fourth International Conference on the Unified Modeling Language (UML 2001), Toronto, Canada, October Page 15

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