Direction Générale des Études Technologiques. Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Djerba Département Technologies de l informatique

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1 Direction Générale des Études Technologiques Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Djerba Département Technologies de l informatique Génie Logiciel Mejdi BLAGHGI

2 Chapitre 1 : Définitions et principes de base

3 Définitions Le génie logiciel (anglais software engineering) C une science de génie industriel qui étudie les méthodes de travail et les bonnes pratiques des ingénieurs qui développent des logiciels.[wikipedia] C est l'ensemble des activités de conception et de mise en œuvre des produits et des procédures tendant à rationaliser la production du logiciel et son suivi [JO Fr 1984] Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 3

4 Objectifs : Règle du CQFD Les Coûts restent dans les limites prévues au départ. La Qualité correspond au contrat de service initial. Le système répond aux besoins des utilisateurs et réalise les Fonctionnalités demandées. Les Délais restent dans les limites prévues au départ. Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 4

5 Historique Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 5

6 Célèbres exemples TAURUS, un projet d'informatisation de la bourse londonienne : abandonné après 4 années de travail et 100 millions de de pertes, Avion C17 livré avec un dépassement de 500 millions de $...(19 calculateurs hétérogènes et 6 langages de programmation différents), Non différenciation entre avion civil et avion militaire : guerre du Golfe - Airbus iranien abattu:280morts Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 6

7 Raisons des problèmes Le logiciel est un objet immatériel, très malléable au sens de facile à modifier Ses caractéristiques attendues sont difficiles à figer au départ et souvent remises en cause en cours de développement Les défaillances et erreurs ne proviennent ni de défauts dans les matériaux ni de phénomènes d usure dont on connaît les lois mais d erreurs humaines, inhérentes à l activité de développement Le logiciel ne s use pas, il devient obsolète Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 7

8 Principes : Carlo Ghezzi liste sept principes fondamentaux: Rigueur Séparation des problèmes Modularité Abstraction Anticipation du changement Généricité Construction incrémentale Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 8

9 Principes : Rigueur La production de logiciel est une activité créative, mais qui doit se conduire avec une certaine rigueur. Le niveau maximum de rigueur est la formalité, c est à dire le cas où les descriptions et les validations s appuient sur des notations et lois mathématiques. Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 9

10 Principes : Séparation des problèmes Stratégie générale du«diviser pour régner» Séparation dans le temps avec la notion de cycledeviedulogiciel Séparation des qualités que l on cherche à optimiser à un stade donné Séparation des vues que l on peut avoir d un système Séparation du système en parties Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 10

11 Principes : Séparation des problèmes Exemple1: Commentacheminerun defaçonsûrà travers un réseau? Solution: Décomposition en couches utilisée sur Internet: STMP : protocole de la couche application qui suppose une couche de transport de paquet sûr. TCP: protocole de la couche transport permettant de s assurer que tous les paquets arrivent, même si le réseau peut perdre des paquets. Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 11

12 Principes : Séparation des problèmes Exemple2: Comment créer dynamiquement une page internet pour visualiser et modifier le contenud unebdsanslacorrompre? Solution: Décomposition en trois composants: Modèle : son rôle est gérer le stockage des données. Vue:sonrôleestformaterlesdonnées. Contrôleur : son rôle est de n autoriser que les modifications correctes. Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 12

13 Principes : Modularité Un système est modulaire s il est composé de sous-systèmes plus simples, ou modules. La modularité permet de considérer séparément le contenu du module et les relations entre modules. Elle facilite la réutilisation de composants. Un bon découpage modulaire se caractérise par: une forte cohésion interne des modules un faible couplage entre les modules Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 13

14 Principes : Abstraction L abstraction consiste à ne considérer que les aspects jugés importants d un système à un moment donné, en faisant abstraction des autres aspects. L abstraction permet une meilleure maîtrise de la complexité. Exemple: circuit électronique Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 14

15 Principes : Anticipation du changement La caractéristique essentielle du logiciel, par rapport à d autres produits, est qu il est presque toujours soumis à des changements continuels: corrections d'imperfections évolutions en fonctions des besoins Ilfautparexemple: faire en sorte que les changements soient les plus localisés possibles(bonne modularité), être capable de gérer les multiples versions des modules et configurations des versions. Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 15

16 Principes : Généricité Il est parfois avantageux de remplacer la résolution d un problème spécifique par la résolution d un problème plus général. Cette solution générique (paramétrable ou adaptable) pourra être réutilisée plus facilement. Exemple:casd unetemplateweb: Plutôt que de définir un style spécifique pour un moyen de visualisation particulier, écrire (ou réutiliser) une feuille de styles. Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 16

17 Principes : Construction incrémentale Un procédé incrémental atteint son but par étapesens enapprochantdeplusenplus. Chaque résultat est construit en étendant le précédent. Par exemple: réaliser d abord un noyau des fonctions essentielles et ajouter progressivement les aspects plus secondaires. construire une série de prototypes simulant plus ou moins complètement le système envisagé Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 17

18 Chapitre 2 : Processus et Cycles de vie

19 Les acteurs dans la vie du logiciel Maître d ouvrage (MO) Commande le logiciel et assure la relation entre les usagers et les développeurs Maître d œuvre (ME) Responsable du suivi et développement logiciel Utilisateur(s) Programmeur(s) Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 19

20 Terminologie Projet: Ensemble d activités organisées permettant de créer un produitouunserviceavecunequalitédéfiniedanslecadre d un budget fixé. Processus: Savoir-faire associé à une discipline Unprocessusestunensemblestructuré: d acteurs d activités pour chaque acteur(code, planification, ) d artefacts pour chaque activité(exécutable, planning ) de workflows(un workflow = un ensemble d activités) Un processus peut lui-même englober des sous-processus Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 20

21 Processus de développement de logiciels Un processus regroupe un ensemble d étapes (dites activités, phases) Séquentielles: Définition des besoins Analyse/ Conception Implémentation Validation et tests Déploiement et maintenance Permanentes(horizontales): Produits intermédiaires Plan d assurance qualité et documentation Gestion de projet, des ressources Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 21

22 Processus de développement de logiciels (2) Permetd assurerlecycledeviedulogiciel: Depuis sa création jusqu à son retrait En passant par sa distribution sur un marché Ensemble séquentiel de phases: déterminées en fonction des besoins du projet Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 22

23 Exemple de processus de développement = enchaînement des activités RUP (Rational Unified Process) Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 23

24 Les étapes du cycle de vie Retrait et remplacement Objectifs Maintenance Définitions des besoins Mise en exploitation Analyse des besoins Qualification Planification Validation et intégration Conception Implémentation et tests unitaires Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 24

25 Vie du logiciel (d après J. Printz) 67% du coût total d un logiciel maintenance (dont 48% à réparer des défauts) 60% des défauts correspondent à des erreurs de spécification et de conception (d après A.-M. Hugues) Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 25

26 Répartition des phases Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 26

27 Cycle de vie et qualité Ensemble séquentiel d étapes Intrants (autres processus) Activité principale Extrants (autres processus) Gestion des versions, tests Doc Validation / Vérification Cycledevieetassurancequalitélié: Assurance qualité: contrôles réguliers dont: Validation:lebonproduit? Vérification: le produit correct? Solutions pour réduire les erreurs : prototypes, maquettes, documents de spécif, conception, tests, Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 27

28 Les étapes du cycle de vie Objectifs Définitions des besoins Retrait et remplacement Analyse des besoins Maintenance Planification Mise en exploitation Conception Qualification Implémentation et tests unitaires Validation et intégration Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 28

29 Objectifs et définition des besoins Objectifs: Schéma directeur, étude d opportunité (avantages, risques) Besoins: Définition du Cahier des Charges(CdC) Consultation des intervenants du projet Description du produit à partir de scénarii d'utilisation(use cases) Un appel d'offres est peut être éventuellement lancé Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 29

30 Analyse des besoins et du système Spécifications: Fonctionnelles et non fonctionnelles Base du contrat commercial avec le client Comprendre et modéliser le métier Contraintes de réalisation, ébauche du manuel utilisateur, glossaire Maquettes, prototypes, spécification d interfaces, simulation Maquette: Système incomplet Tester l ergonomie Dialogue entre développeur et utilisateur Nepermetpasdetester:performance/tempsderéponse Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 30

31 Prototypes, spécification d interfaces et simulations Prototype(dans un langage quelconque) Faisabilité du système, oublis de spécification, contradictions Fonctionnalités finales : sans contraintes de fiabilité, robustesse Spécification d interfaces : Maquette pour valider l IHM Outilsdesimulation: Comparer plusieurs solutions envisageables, étude de faisabilité Méthodes utilisées: Théorie des réseaux de files d'attente(le plus utilisé) Réseaux de Pétri(petits systèmes) Chaînes de Markov(petits systèmes) Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 31

32 Les étapes du cycle de vie Objectifs Définitions des besoins Retrait et remplacement Analyse des besoins Maintenance Planification Mise en exploitation Conception Qualification Implémentation et tests unitaires Validation et intégration Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 32

33 Planification et gestion de projet Gestion de projet(matériel et logiciel): Découper en tâches puis les ordonnancer (MS Project) Système de contrôle pour les produits intermédiaires du cycle de vie Gestion de projet(humain): Organiser la formation sur les méthodes, outils, nouvelles technologies Motiver les équipes, anticiper les problèmes Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 33

34 Planification et gestion de projet (2) Gestion de la configuration Assurer la cohérence des composants et leur évolution au cours du temps Nombreux outils pour faciliter: lagestiondesversions(cvs,svn) la reconstruction du système(ant, Maven, Make) Plan qualité, suivi de projet, documentation Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 34

35 Conception d une solution (structurée ou OO) Choix d une architecture techniques: Suivant certaines priorités Expertise informatique Modèles conceptuels: Méthodes graphiques: Merise(MCD, MCT)- UML (diagrammes de classes, d états, )- Réseaux de Petri Méthodes formelles: automates(langage VDM, Z, Larch, Eiffel) Dossier de conception, plan d'intégration des modules, plans de tests Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 35

36 Modèles conceptuels : UML Tiré de : Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 36

37 Codage Implémentation + documentation: Environnements de développement (AGL : Microsoft Visual C++, Dev C++, Windev, Eclipse, Borland Turbo Pascal, Oracle Designer, ) Outils de génération de code (Rational Rose, Topcased, Omondo, ) Réutilisation de composants existants (Design Patterns, Java Beans) Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 37

38 Tests Tests de vérification(le produit correct?) De la robustesse et cohérence du système (cas d exceptions) Environnements de tests unitaires (JUnit, Boost, JML) Tests de validation(le bon produit?) En accord avec les besoins du client Une fois les tests de vérification satisfaits Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 38

39 Les étapes du cycle de vie Objectifs Définitions des besoins Retrait et remplacement Analyse des besoins Maintenance Planification Mise en exploitation Conception Qualification Implémentation et tests unitaires Validation et intégration Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 39

40 Intégration et qualification Intégration matérielle et logicielle: Modules intégrés avec les autres (plan d'intégration) L'ensemble est testé conformément au plan de tests Qualification(une fois le logiciel terminé): Produit testé dans des conditions normales d'utilisation A l'issue de cette phase, le logiciel est prêt à la mise en exploitation Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 40

41 Maintenance et évolution Correction des erreurs: robustesse Demandes d évolution: nouvelles fonctionnalités, portabilité, Etape longue, critique et coûteuse: 80% de l effort de certaines entreprises Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 41

42 Deux grandes approches Méthodes prédictives(gl traditionnel): on planifie au début du projet Méthodes adaptatives(agiles): Intègrent le changement La planification est réévaluée au cours du développement Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 42

43 Deux grandes approches Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 43

44 Spécifications Validation Conception générale Vérification Conception détaillée Modèle en cascade Vérification Codage Intégration Création: 1970 Séquentiel linéaire L un des premiers modèles proposés Ex:Merise Tests unitaires Erreur de spécification trouvée en maintenance : coûte + de 100 fois + cher que si trouvée lors des spécifications Tests d intégration Mise en production Validation Maintenance Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 44

45 Problèmes du modèle en cascade Les vrais projets suivent rarement un développement séquentiel Établir tous les besoins au début d un projet est difficile Applicable pour les projets bien compris et maîtrisés Pas de frontière claire entre conception et développement Cadre de développement rigide et non transparent au client Le produit apparaît très tard Risques élevés et non contrôlés Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 45

46 Vertical : développement des modules Modèle en V Spécifications fonctionnelles et planification Conception globale Conception détaillée Horizontal : préparation de la vérification Définition des tests Définition du plan d intégration Programmation Gestion des configurations Gestion de projet Tests unitaires Qualification Intégration Plan assurance qualité Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 46

47 Avantages et inconvénients du cycle en V Avantages: Permet une meilleure anticipation, validation intermédiaire Evite les retours en arrière Inconvénients: Le cadre de développement reste rigide La durée est souvent trop longue Le produit apparaît toujours très tard Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 47

48 Modèle itératif Développement logiciel: processus graduel d élimination des risques Chaque nouvel incrément: apourobjectiflamaîtrised'unepartiedesrisques apporte une preuve de faisabilité ou d'adéquation avec les objectifs A chaque itération : 1. Spécification 2. Conception 3. Implémentation 4. Tests Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 48

49 RAD(Rapid Application Development) Basé sur les maquettes/ prototypes Vérifier l efficacité réelle d un algorithme Identifier les besoins(prototype jetable) Implémenté par des générateurs de code (prototype évolutif) Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 49

50 RAD(Rapid Application Development) Avantages: Client : acteur dans le processus et reçoit des résultats rapidement Temps de développement très court Inconvénients: prototyper n est pas spécifier Qualité du produit développé souvent faible Pourdespetitsprojetsouàcourteduréedevie Approprié pour les systèmes dont la modularité est évidente Génie Logiciel par M. BLAGHGI Page 50

51 Modèle incrémental Combine des éléments des modèles linéaires et du prototypage utilisé quand il n y a pas assez de ressources disponibles pour une livraison à temps Produit opérationnel : incréments livrables Le premier incrément est souvent le noyau Les incréments aident à gérer les risques techniques (matériel non disponible) Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 51

52 Modèle en spirale Couplage de la nature itérative du prototypage avec les aspects contrôlés du modèle en cascade communiquer avec le client risques techniques et de gestion Réduit les risques si bien appliqué définir les ressources, la répartition dans le temps construire, tester, installer Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 52

53 extreme Programming (XP) «Comment mieux travailler avec le client pour nous focaliser sur ses besoins les plus prioritaires et être aussi réactifs que possible?» Pour des petits projets (moins de 10 personnes) Valeurs d XP : 1. Communication 2. Feedback 3. Simplicité 4. Courage Inconvénients : - Phase d analyse pas assez couverte - Manque de contrôle et de structuration Page Génie Logiciel par M. BLAGHGI 53

54 A suivre

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