Ingénierie des exigences pour les systèmes auto-adaptatifs devant le jury ci-dessous

Yahiaoui Ayoub

Résumé

As applications become larger, more heterogeneous, and more complex, there are some tasks where contextual data cannot be defined during the design phase. In light of this, it becomes vital for these systems to automatically adapt to changes in the environment. We call these systems “self-adaptive systems (SAA)”. Self-adaptation presents a promising approach for managing the complexity of today's systems. Applications requiring SAA-type capabilities are, for example, intelligent infrastructure systems, sensor networks, and embedded systems. Changes in environmental factors such as human interactions (unplanned inputs) make the analysis difficult for all states in which the system will be during its lifetime. Therefore, an SAA must be able to adapt to a set of environmental contexts, but the exact nature of these contexts remains vaguely understood. A global challenge in SAA development is how to express a specification in order to make the SAA capable of handling the problems posed by the application domains, including behavioral uncertainties. SASs need flexible specifications while being formal. This thesis presents a new language called PSAS, for requirements specification, it is based on specification patterns for SAA to facilitate the expression of time constraints of self-adaptation. A support tool will be proposed to facilitate the specification phase. The effectiveness of the PSAS language is enhanced through real-world instances, as well as through an empirical evaluation of three case studies, and a comparison with similar approaches to clarity and ease of use.

Au fur et à mesure que les applications deviennent de plus en plus volumineuses, encore plus hétérogènes et complexes, il existe certaines tâches où les données contextuelles ne peuvent pas être définies durant la phase de conception. A la lumière de cela, il devient vital pour ces systèmes de s’adapter automatiquement aux changements qui se produisent dans l’environnement. Nous appelons ces systèmes des « Systèmes Auto-adaptatif (SAA) ». L’auto-adaptation présente une approche prometteuse pour la gestion de la complexité des systèmes actuels. Les applications nécessitant des capacités de type SAA sont par exemple des systèmes d’infrastructure intelligents, les réseaux de capteurs et les systèmes embarqués. Les changements de facteurs de l’environnement comme les interactions humaines (entrées imprévues) rendent l’analyse difficile de tous les états dans lesquels le système sera pendant sa durée de vie. Par conséquent, un SAA doit être capable de s’adapter à un ensemble de contextes environnementaux, mais la nature exacte de ces contextes reste vaguement comprise. Un défi global dans le développement des SASs est la façon d’exprimer une spécification afin de rendre le SAA capable de gérer les problèmes posés par les domaines d’application, y compris les incertitudes comportementales. Les SASs ont besoin de spécifications flexibles tout en étant formelles. Cette thèse présente un nouveau langage appelé PSAS, pour la spécification des exigences, il est basé sur des patrons spécification pour les SASs afin de faciliter l'expression des contraintes temporelles d'auto-adaptation. Un outil de support sera proposé pour faciliter la phase spécification. L’efficacité du langage PSAS est renforcer via des instances du monde réel, ainsi que par une évaluation empirique de trois cas d’études, et une comparaison avec des approches similaire en matière de clarté et de facilité d’usage.