Modeling of distributed applications in dynamic architecture: Design and Validation
Modélisation des applications distribuées à architecture dynamique : Conception et Validation
Résumé
The Adaptability of networked service-oriented systems is necessary to guarantee the continuity of services under changing infrastructure constraints and evolving user requirements. The architectural and the behavioural dynamic reconfigurations constitute the two acting categories allowing adaptability of such software systems to be managed.
We propose to support the architectural reconfiguration-based adaptation and we propose a UML-based approach for describing, validating and checking dynamic software architectures. We elaborate a new UML profile associated with three meta-models that we define in order to describe (i) different architectural styles, (ii) their dynamic instances together with the associated reconfiguration operations, and (iii) their reconfiguration protocol. Our approach supports describing the architectural constraints that should be preserved during architecture evolving. The proposed approach supports automatic validation through a set of rules we define and implement for ensuring the correctness of the models w.r.t. the meta-models. These models are automatically transformed into Z specifications. This allows designers to prove, by elaborating Z theorems, the consistency of the defined architectural styles and the conformity of the associated instances and their transformation rules. We define a Design Process, called X, allowing guiding and assisting the architects to model the dynamic software architectures. The X Design Process is partially based on the MDA approach and 2TUP Process. Our design process is based on PIM and PSM parts. The proposed design process uses an iterative and incremental development approach and it is architecture-centric.
A software environment supporting the different features of this approach has been developed and integrated as a plug-in in the open-source FUJABA tool. The plug-in is available at URL: http://www.laas.fr/~khalil/TOOLS/X.zip.
We propose to support the architectural reconfiguration-based adaptation and we propose a UML-based approach for describing, validating and checking dynamic software architectures. We elaborate a new UML profile associated with three meta-models that we define in order to describe (i) different architectural styles, (ii) their dynamic instances together with the associated reconfiguration operations, and (iii) their reconfiguration protocol. Our approach supports describing the architectural constraints that should be preserved during architecture evolving. The proposed approach supports automatic validation through a set of rules we define and implement for ensuring the correctness of the models w.r.t. the meta-models. These models are automatically transformed into Z specifications. This allows designers to prove, by elaborating Z theorems, the consistency of the defined architectural styles and the conformity of the associated instances and their transformation rules. We define a Design Process, called X, allowing guiding and assisting the architects to model the dynamic software architectures. The X Design Process is partially based on the MDA approach and 2TUP Process. Our design process is based on PIM and PSM parts. The proposed design process uses an iterative and incremental development approach and it is architecture-centric.
A software environment supporting the different features of this approach has been developed and integrated as a plug-in in the open-source FUJABA tool. The plug-in is available at URL: http://www.laas.fr/~khalil/TOOLS/X.zip.
Nos travaux de recherche consistent à apporter des solutions de modélisation conformément à l'approche MDA. Nos recherches consistent à fournir des solutions permettant de guider et d'assister les activités de modélisation des architectures logicielles. Il s'agit principalement de proposer une démarche de conception orientée modèle permettant de décrire l'architecture logicielle en tenant compte de trois aspects : le style architectural, les opérations de reconfiguration et le protocole de reconfiguration.
Nous proposons des notations visuelles permettant de décrire de façon compatible avec UML 2.0 l'architecture logicielle. La technique de description que nous adoptons est orientée règles, basée sur les théories de transformation de graphe, permettant, ainsi, de décrire la dynamique structurelle.
Nous proposons une extension d'UML 2.0 par un nouveau profil formé de trois méta-modèles. Nous proposons aussi une approche de validation basée sur des règles intra-modèle et des règles inter-modèles. Nous adoptons également une approche de vérification. Cette approche permet, dans une première étape, une transformation automatique du style architectural et de chaque opération de reconfiguration vers le langage Z. Elle permet dans une deuxième étape, de vérifier la consistance du style architectural et la conformité de l'évolution d'une architecture vis-à-vis de son style architectural. Nous utilisons le système de preuve Z/EVES. Finalement, nous proposons une démarche de modélisation des architectures logicielles dynamiques, appelée X, permettant de décrire les différentes étapes pour modéliser l'architecture logicielle. La démarche proposée est inspirée de la méthode MDA et 2TUP.
Le profil et la démarche X que nous avons proposés ont fait l'objet d'une implémentation et d'une intégration, sous forme de plug-in java, dans l'atelier d'aide à la conception FUJABA. Le plug-in implémenté est disponible sur l'URL : http://www.laas.fr/~khalil/TOOLS/X.zip.
Nous proposons des notations visuelles permettant de décrire de façon compatible avec UML 2.0 l'architecture logicielle. La technique de description que nous adoptons est orientée règles, basée sur les théories de transformation de graphe, permettant, ainsi, de décrire la dynamique structurelle.
Nous proposons une extension d'UML 2.0 par un nouveau profil formé de trois méta-modèles. Nous proposons aussi une approche de validation basée sur des règles intra-modèle et des règles inter-modèles. Nous adoptons également une approche de vérification. Cette approche permet, dans une première étape, une transformation automatique du style architectural et de chaque opération de reconfiguration vers le langage Z. Elle permet dans une deuxième étape, de vérifier la consistance du style architectural et la conformité de l'évolution d'une architecture vis-à-vis de son style architectural. Nous utilisons le système de preuve Z/EVES. Finalement, nous proposons une démarche de modélisation des architectures logicielles dynamiques, appelée X, permettant de décrire les différentes étapes pour modéliser l'architecture logicielle. La démarche proposée est inspirée de la méthode MDA et 2TUP.
Le profil et la démarche X que nous avons proposés ont fait l'objet d'une implémentation et d'une intégration, sous forme de plug-in java, dans l'atelier d'aide à la conception FUJABA. Le plug-in implémenté est disponible sur l'URL : http://www.laas.fr/~khalil/TOOLS/X.zip.
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