Composition of models for the multi-paradigm modeling of the behavior of systems
Composition de modèles pour la modélisation multi-paradigme du comportement des systèmes
Résumé
In the context of Model Driven Engineering, the use of multiple modeling paradigms for developing complex systems is both unavoidable and essential. It results in the heterogeneity of the models representing the considered system and makes global reasoning about the system difficult. The objective of multi-paradigm modeling is to ease the joint use of heterogeneous models during the development cycle. In the work presented in this dissertation, we focus on the study of the heterogeneity of models and propose an approach to multi-paradigm modeling. We first qualify the causes of the heterogeneity of models with respect to the development cycle and we identify several types of heterogeneity. On this basis, we propose a framework for the study of the domain of multi-paradigm modeling with several research axis. The multidisciplinarity of multi-paradigm modeling allows the use of techniques from various fields. We propose a survey and a classification of the techniques which are relevant with respect to heterogeneity. The range of the techniques that we present includes model transformation, meta-model composition, model composition, component adaptation, co-simulation and megamodels. Then we present ModHel'X, the approach to the composition of models for multi-paradigm modeling that we developed. It relies on the concept of model of computation and allows: 1. the specification of the semantics of a modeling language in an executable way by specializing an abstract semantics for models of computation that we developed; 2. the explicit specification of the composition mechanism between heterogeneous models through a special modeling structure called interface block; 3. the simulation of the global behavior of heterogeneous models thanks to a generic execution algorithm that we defined. ModHel'X has been implemented in a framework based on EMF (Eclipse Modeling Framework).
Dans le contexte de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles, l'utilisation de multiples paradigmes de modélisation pour développer un système complexe est à la fois inévitable et essentielle. Les modèles qui représentent un tel système sont donc hétérogènes, ce qui rend tout raisonnement global sur le système difficile. L'objectif de la modélisation multi-paradigme est de faciliter l'utilisation conjointe de modèles hétérogènes pendant le cycle de développement. Les travaux exposés dans cette thèse concernent l'étude de l'hétérogénéité des modèles et la conception d'une approche pour la modélisation multi-paradigme des systèmes. Nous caractérisons les causes de l'hétérogénéité des modèles par rapport au cycle de développement puis identifions différents types d'hétérogénéité. En nous basant sur ces causes d'hétérogénéité, nous proposons un cadre d'étude pour le domaine de la modélisation multi-paradigme avec différents axes de recherche. La multidisciplinarité de la modélisation multi-paradigme rend applicables des techniques issues de différents domaines. Nous proposons un état de l'art et une classification des techniques dont nous avons étudié la pertinence par rapport à l'hétérogénéité. La gamme des techniques présentées inclut les transformations de modèles, la composition de méta-modèles, la composition de modèles, l'adaptation de composants, la co-simulation ou encore les méga-modèles. Nous présentons ensuite ModHel'X, l'approche de composition de modèles pour la modélisation multi-paradigme que nous avons développée. Elle s'appuie sur le concept de modèle de calcul et permet : 1. de spécifier la sémantique d'un langage de modélisation de manière exécutable à travers la spécialisation opérationnelle d'une sémantique abstraite pour les modèles de calcul ; 2. de spécifier explicitement les mécanismes de composition à utiliser entre des modèles hétérogènes via une structure de modélisation appelée bloc d'interface ; 3. de simuler le comportement global de modèles hétérogènes par un algorithme générique d'exécution que nous avons défini. Une implémentation de ModHel'X a été réalisée sous la forme d'un framework s'appuyant sur EMF (Eclipse Modeling Framework).
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