Infrastructure d'int�gration des outils de V�rification et by j5ngSu

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									Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                Infrastructure d'intégration des
                                                                               outils de Vérification et Validation
                                                                                     d'Architecture Système
                                                                                   Christophe Mareschal de Charentenay

                                                                                    Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004
                                                                                   PLAN
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                   I   La Vérification et la Validation de l'Architecture Système

                                                                                   II Les Langages de Description d'Architecture

                                                                                   III Elaboration d'un prototype d'infrastructure d'intégration des
                                                                                       outils de VVAS

                                                                                   IV Expérimentation avec l'étude de la sûreté de fonctionnement
                                                                                       du système SCIPIO




                                                                               1
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                                                                                                                   I

                                                                                   La Vérification et la Validation de l'Architecture Système (VVAS)

                                                                                                  sa mise en œuvre et ses moyens




                                                                               2
                                                                                   VVAS : Généralités
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                                                                                    La Vérification et la Validation de l'Architecture Système

                                                                                         Propriété non fonctionnelles des systèmes complexes
                                                                                              Performances, Sûreté de fonctionnement, Sécurité,
                                                                                               Interopérabilité, Maintenabilité, …


                                                                                    Activité d'analyse et d'expertise menée en parallèle avec
                                                                                     les activités de développement

                                                                                         Garantir la qualité du produit

                                                                                         Maîtriser les coûts de développement et de possession




                                                                               3
                                                                                   VVAS : Mise en œuvre
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                                                                                    Plusieurs approches complémentaires
                                                                                         Process : audits des documents, revues régulières
                                                                                         Test : observations, mesures
                                                                                         Modèle : analyses ou simulations
                                                                                              Interprétation des descriptions formelles par les outils
                                                                                              Analyses sur modèle : Au plus tôt, analyses exhaustives,
                                                                                               évaluations prédictives
                                                                                              Coûts et risques limités
                                                                                    Plusieurs partenaires                                     Gestion
                                                                                                                                               du projet
                                                                                         Partage et échange d'informations                        VVAS
                                                                                                                                     Conception            Evaluation
                                                                                         Synchronisation des activités
                                                                                                                                     Réalisation            Analyse



                                                                               4
                                                                                   VVAS : Intégration de l'approche basée modèle
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                                                                                    Limites : Spécificité des langages

                                                                                         Langages de bas niveau

                                                                                         Variété et disparité des langages

                                                                                    Proposition : Un langage de description de plus haut niveau

                                                                                         Factorisation des éléments communs
                                                                                              Garantir la cohérence des vues                     Conception
                                                                                                                                   Langage
                                                                                              Formaliser la traduction
                                                                                                                                     << uses >>    Description
                                                                                         Description formelle de l'architecture                  architecturale
                                                                                              Aide à la spécification
                                                                                              Aide à la communication                              Analyses




                                                                               5
                                                                                   VVAS : Proposition
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                                                                                    Une infrastructure d'intégration
                                                                                         Langage de description d'architecture

                                                                                         Mapping vers les langages d'analyse
                                                                                              Accès aux outils d'analyse existants
                                                                                         Interopérabilité
                                                                                              Automatiser la manipulation des descriptions et des modèles :
                                                                                               traduction, dérivation, extraction des données, interelation ...
                                                                                         Flexibilité
                                                                                              Adapter l'instrumentation (langages et outils) aux besoins
                                                                                               variables de VVAS (domaines, points de vues, méthodes)




                                                                               6
    Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




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                                          Les Langages de Description d'Architecture (ADL)
                                                                                   ADL : Introduction

                                                                                    Fondés sur quatre éléments de description essentiels
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                                                                                         Composants
                                                                                         Interface des composants
                                                                                         Connecteurs (ou connexion)
                                                                                         Configuration
                                                                                    De nombreux autres suivant les langages
                                                                                         Type, sémantique, contraintes, propriétés …
                                                                                    Des mécanismes
                                                                                         Typage, composition, paramétrisation
                                                                                    Des moyens de représentation
                                                                                         Texte, représentation graphique, arbre syntaxique

                                                                                     ACME, MetaH, Rapide, Wright, C2, Olan/OCL, SADL, AADL ...


                                                                               8
                                                                                   ADL : Utilisation

                                                                                    Un potentiel d'utilisation varié
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                         Conception de systèmes complexes
                                                                                         Génération de code automatisé
                                                                                         Gestion de la configuration
                                                                                         Analyses structurelles et comportementales
                                                                                         ...

                                                                                    Des difficultés d'utilisation
                                                                                         Spécialisation, rigidité
                                                                                         Maturité limitée (outils prototypes), instabilité
                                                                                         Dépendance langages/outils, outils/plates-formes
                                                                                         Compatibilité difficile



                                                                               9
                                                                                    ADL + XML

                                                                                     Apport d'XML
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                          Permet de spécifier et d'étendre les langages
                                                                                          Facilite le stockage et l'échange de descriptions
                                                                                          Offre des moyens génériques de manipulation des descriptions
                                                                                              Analyse syntaxique
                                                                                              Transformation
                                                                                              Liaisons entre éléments de description
                                                                                              Accès et filtrage des données
                                                                                     XML Schema, DTD     Documents XML     DOM, SAX    XSLT    XLink   xQuery

                                                                                     Qualités d'XML
                                                                                          Standard, Répandu, Indépendant


                                                                                                 ADML, xAcme, xOlan, xADL1.0, xADL2.0 ...


                                                                               10
                                                                                    xADL2.0 : Base générique

                                                                                     ADL spécialisé dans la description de l'architecture de familles
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                      de produits
                                                                                     Modulaire, défini par une collection de schémas XML
                                                                                     xArch
                                                                                        Briques et éléments de base de la description d'architecture
                                                                                        Mécanisme de composition
                                                                                        Mécanisme de groupage                                xArch
                                                                                        Mécanisme de liaison fondé sur xLink

                                                                                     Structures & Types                               Structure & Types
                                                                                           Mécanisme de typage-instanciation
                                                                                           Mécanisme de composition               ...         …           ...
                                                                                     Extensions
                                                                                                                                         ...
                                                                                           Implémentation
                                                                                           PLA (variantes, versions, options)


                                                                               11
                                                                                    xADL2.0 : Flexibilité

                                                                                     Langages et outils supports "flexibles"
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                                     Schémas                                   Librairie
                                                                                    XML Spy                         Apigen
                                                                                                      xADL2.0                                  xarchlibs

                                                                                         << conforrme >>                                            << instancie >>

                                                                                                    Description                                In memory
                                                                                                                               Parsing                         Traitements
                                                                                                     xADL2.0                                      Model
                                                                                                                                               ArchStudio 3
                                                                                             XML Spy
                                                                                                  Editeur des schémas xADL2.0
                                                                                             Apigen
                                                                                                  Compilateur "XML Java Data Binding"
                                                                                             xarchlibs
                                                                                                  Classes et interfaces dérivées de xADL2.0
                                                                                             ArchStudio 3
                                                                                                  Environnement de développement support


                                                                               12
                                                                                    xADL2.0 : Adaptation à la VVAS
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                     xADL2.0 est un langage de configuration dépourvu de
                                                                                      sémantique comportementale

                                                                                     Intégration d'une sémantique
                                                                                          Points de vue
                                                                                               Performance
                                                                                               Sûreté de fonctionnement
                                                                                          Variétés des formalismes disponibles
                                                                                          Modèle AltaRica : "automate à contrainte"




                                                                               13
                                                                                    AltaRica

                                                                                     Un langage de description du comportement
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                          Nœud : Automate                                in          s1        s2     out
                                                                                               Variables d'état et de flux, événements
                                                                                               Contraintes et Transitions                       e1        e2
                                                                                          Architecture : Composition
                                                                                               Sous-nœuds
                                                                                               Connexions des flux                              sub1           sub2
                                                                                                                                     in                                      out
                                                                                               Synchronisation des événements
                                                                                                                                               es1        es2
                                                                                     Des outils d'analyses                                           e

                                                                                          Model Checking

                                                                                          Génération et analyse d'arbres de défaillances

                                                                                          Générations de séquences

                                                                                          Transformation vers d'autre formalismes
                                                                                               Chaîne de Markov, Réseau de Petri, Code Lustre

                                                                               14
                                                                                    AltaRica - ADL - xADL2.0
                                                                                       Equivalences AltaRica - ADL - xADL2.0
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                                                                                              AltaRica           ADL                xADL2.0
                                                                                               Node           Component          ComponentType
                                                                                               Sub                                 Component
                                                                                               Flow            Interface            Signature
                                                                                                                                    Interface
                                                                                               Node           Connector           ConnectorType
                                                                                                Sub                                 Connector
                                                                                               Assert        Configuration             Link
                                                                                               Node          Composition         SubArchitecture
                                                                                                Sub                                Component
                                                                                               Assert                           HierarchicMapping
                                                                                               Assert          Behavior
                                                                                               Trans
                                                                                                Sync


                                                                               15
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                                                                                                        III

                                                                                    Elaboration d'un prototype d'infrastructure
                                                                                         d'intégration des outils de VVAS




                                                                               16
                                                                                    xAltarica
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                                                                                        Spécification XML Schema d'AltaRica
                                                                                            Faciliter la comparaison avec xADL2.0             xArch

                                                                                            Définir les balises à incorporer dans                << uses >>

                                                                                             l'extension d'xADL2.0                           utils.xsd
                                                                                        les schémas                                              << uses >>

                                                                                            Utilisation d'xArch : items génériques
                                                                                                                                            altarica.xsd
                                                                                            Schéma "utils.xsd" : expressions
                                                                                            Schéma "altarica.xsd" : méta modèle AltaRica




                                                                               17
                                                                                    xAltarica - xADL2.0
                                                                                          xAltarica (AltaRica)                    xADL
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                                                                                    component (node)                componentType
                                                                                      flows                           signature
                                                                                         domain                          domain
                                                                                      states                           behavior
                                                                                      events                             states
                                                                                      trans                              events
                                                                                      assert                             trans
                                                                                                                         assert
                                                                                      composition                     subArchitecture
                                                                                        sub                              hierarchicMapping
                                                                                        configuration                    sync
                                                                                          subLink (assert)
                                                                                          hierarchicLink (assert)   archStructure
                                                                                       sync                           component
                                                                                                                      link


                                                                               18
                                                                                    xADL2.0*

                                                                                    
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                        behavior.xsd
                                                                                                                                            xArch
                                                                                           ComponentTypeBeh extends ComponentType
                                                                                                                                                << uses >>
                                                                                                behavior
                                                                                                                                         Structure &
                                                                                           Behavior
                                                                                                                                            Types
                                                                                                states, events, trans, assert
                                                                                                                                                << uses >>
                                                                                           SignatureBeh extends Signature
                                                                                                                                           utils.xsd
                                                                                                domain                                         << uses >>
                                                                                           SubArchitectureBeh extends SubArchitecture
                                                                                                                                         altarica.xsd
                                                                                                sync                                           << extends >>

                                                                                                                                         behavior.xsd




                                                                               19
                                                                                    Evolution d'ArchStudio 3

                                                                                    
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                        Mise à jour de xarchlibs avec ApiGen
                                                                                            Adaptation du composant "ArchEdit"




                                                                                            Intégration de composants d'analyse facilitée
                                                                                                 Modèle de données abstrait fourni aux composants "clients"
                                                                                                 Architecture de style C2 de l'application ArchStudio 3



                                                                               20
                                                                                    Intégration des outils AltaRica
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                       Accès aux outils AltaRica par transformation XSLT

                                                                                            Feuilles de styles xADL_to_xAltarica et xAltarica_to_AltaRica

                                                                                                          Description
                                                                                    Archstudio 3                         xADL_to_xAltarica
                                                                                                           xADL2.0*



                                                                                                                   Processeur        Description          Outils
                                                                                                                      XSLT            Altarica           AltaRica



                                                                                                           Description   xAltarica_to_AltaRica
                                                                                                            xAltarica




                                                                               21
                                                                                    Synthèse
                                                                                     Infrastructure d'intégration
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                                                                                          Réalisation prototype
                                                                                          Perspectives d'évolution
                                                                                          Moyens d'évolution : outils et techniques XML

                                                                                                                                   Apigen
                                                                                       Architecture
                                                                                         statique                                              ArchStudio 3
                                                                                                                   xADL2.0*
                                                                                      Comportement                                   XML Spy
                                                                                       architectural       xADL_to_xAltarica

                                                                                                                   xAltarica               Processeur XSLT
                                                                                                          xAltarica_to_AltaRica
                                                                                                                                                    Outils
                                                                                                                   AltaRica                        AltaRica

                                                                                      Points de vue              Langages                      Outils
                                                                                                               & conversions


                                                                               22
                                                                                    Perspectives
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                     Intégration de nouvelles vues, de nouveaux langages

                                                                                          Performances

                                                                                     Evolution de l'instrumentation

                                                                                          Intégration d'outils

                                                                                               Editeur graphique, outils d'analyse et de simulation

                                                                                          Perfectionnement des outils

                                                                                               AltaRica : Adaptation des outils à XML, intégration d'xAltarica
                                                                                               ArchStudio : Intégration de composants




                                                                               23
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                                         IV

                                                                                    Expérimentation avec l'étude de la sûreté de
                                                                                       fonctionnement du système SCIPIO




                                                                               24
                                                                                    Le système SCIPIO
                                                                                                                 Personnel entrainé           Environnement
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                                                                                                                                                opérationnel

                                                                                          Subordonnés 1er niveau                             Direction

                                                                                                                                                         Analyse
                                                                                          Subordonnés                        Supérieurs                   Après
                                                                                          2ème Niveau          Ennemis        et Voisins                  Action


                                                                                                                   Théâtre des opérations
                                                                                        SCIPIO                            (Simulé)

                                                                                        Sessions continues de plusieurs jours (jusqu'à 8 jours)
                                                                                        Plusieurs centaines de personnes mobilisées
                                                                                        Près de 125 postes utilisateur
                                                                                        Des milliers d'entités (sections) simulées
                                                                                        Un pas de temps de simulation de 10 s
                                                                                        Terrain : 25 millions de mailles (100 m X 100 m)

                                                                               25
                                                                                    La VVAS de SCIPIO

                                                                                     La VVAS dans le programme SCIPIO
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                                                                                          Performances et Sûreté de Fonctionnement

                                                                                          Activité expérimentale

                                                                                     Les partenaires

                                                                                          Maîtrise d'ouvrage : SPOTI
                                                                                                                                         SPOTI

                                                                                          Maître d'œuvre : Thalès/Masa
                                                                                                                                         VVAS

                                                                                          VVAS : Onera/Supaéro           Thalès, Masa           Onera, Supaéro




                                                                               26
                                                                                    SdF : Architecture fonctionnelle
                                                                                     SCIPIO                                                    OPE
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                                                                                          MOS : Mise en Œuvre de la Simulation
                                                                                          SIM : Simulation                                     MOS

                                                                                     MOS
                                                                                                                                      ANIM     DIREX    AAA
                                                                                          ANIM : Animation
                                                                                          DIREX : Direction et Supervision                      SMOS
                                                                                          AAA : Analyse Après Action
                                                                                          SMOS : Serveur MOS

                                                                                     Interfaces et connexions                                  SIM

                                                                                          Send_cr : Envoi de compte rendu tactique
                                                                                          Send_order : Envoi d'ordre
                                                                                          Rcv_situ : Reception du compte rendu de situation
                                                                                          ...


                                                                               27
                                                                                    SdF : Comportement          rcv_order     ANIM
                                                                                                                                                send_cr
                                                                                                                 rcv_situ          status
                                                                                                                                                send_order
                                                                                                                    rcv_cr
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                                                                                                                             bug        recup
                                                                                    <componentType ANIM
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                                                                               28
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                                                                            Edition de scipio_xadl.xml
                                                                                    Exploitation de la description scipio_xadl.xml
Christophe Mareschal de Charentenay - Soutenance mémoire CNAM - 17 Juin 2004




                                                                                     Transformations vers AltaRica

                                                                                          Transformation XSLT avec les feuilles de style
                                                                                               Production du document scipio_altarica.txt
                                                                                               Vérification du code
                                                                                     Analyse de sureté
                                                                                          Génération d'un arbres de défaillances avec OCAS
                                                                                          Traitement sur ARALIA
                                                                                               Résultats attendus => valide le modèle
                                                                                               Affinage : modélisation du confinement et des mécanismes de SdF




                                                                               30
                                                                                    Synthèse de l'expérimentation

                                                                                     Modélisation et l'analyse de SCIPIO
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                                                                                          En cours

                                                                                     Première validation du prototype

                                                                                          Intégration d'AltaRica réussie




                                                                               31
                                                                                                                CONCLUSION
                                                                                     Travaux                                            ADL
                                                                                                                                         xADL2.0
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                                                                                          Etat de l'art couvrant plusieurs domaines     SdF
                                                                                                                                         AltaRica
                                                                                          Etude de SCIPIO                               XML
                                                                                          Prototypage et expérimentation
                                                                                     Résultats
                                                                                          Accueil favorable de la communauté AltaRica
                                                                                          Contribution visant à améliorer l'utilisation plus large des ADLs
                                                                                          Retour d'expérience pour la VVAS
                                                                                             Clarification des besoins
                                                                                             Solution d'intégration
                                                                                             Démonstration de la faisabilité
                                                                                              => Préparation des VVAS futures




                                                                               32
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                                        Merci

								
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