Modèle, metamodèles et objets comportementaux pour les systèmes dynamiques complexes

Models, metamodels and behavioral objects for complex dynamical systems

• Auteur / Autrice : Laurent Thiry
• Direction : Bernard Thirion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique, électrotechnique, automatisme
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes dynamiques

Résumé

Les systèmes dynamiques complexes sont difficiles à modéliser. En effet, ils nécessitent des moyens adaptés pour abstraire, organiser et comprendre de quoi ces systèmes sont faits et comment ils peuvent réaliser des comportements de haut niveau. Pour aborder cette problématique, les systèmes dynamiques complexes sont généralement étudiés en prenant en compte plusieurs formalismes, points de vue et domaines de compétence. L'approche objet combinée aux concepts de métamodélisation et d'architecture joue ici un rôle important pour la maîtrise de la complexité. Elle permet, entre autre, la modélisation des connaissances, l'unification conceptuelle et l'intégration de modèles. La thèse se situe dans ce contexte et cherche à réduire le décalage entre les modèles issus des sciences de l'information et les modèles issus du domaine de la théorie des systèmes. L'état de l'art concerne une présentation conjointe des concepts associés aux systèmes dynamiques complexes et des avancées récentes en matière de génie logiciel orienté-objet avec, en particulier, les schémas de conception récurrents (patterns) et la métamodélisation. La thèse propose ensuite de transformer en objets les aspects dynamiques des systèmes dans le but de les organiser, les contrôler, les adapter, etc. Elle introduit ainsi la notion d'objets comportementaux qui est complétée par une architecture de référence et le concept de métacomportement destiné plus spécifiquement à la synthèse de systèmes adaptatifs complexes.

Complex dynamical systems are difficult to model. Their modeling requires adequate means to abstract and organize the various coinponents to understand how they interact to realize higher level behaviors. To approach this problem, complex dynamical systems are generally analyzed using many formalisms, point of view and know-how. The object-oriented approach associated to the concepts of architecture and metamodeling plays an important role to reduce this complexity. It allows the modeling of various knowledge, the unification of the différent points of view and the intégration of models. The thesis takes place in this context and tries to reduce the gap between the models issued of information sciences and the models isued from the domain of systems and control. The state of the art is a joint présentation of the major concepts associated to complex dynamical systems, linked to recent advances in the domain of software engineering with, in particular, the Design Patterns and the concept of metamodeling. The thesis proposes to reify the dynamical aspects of a system into objects in order to organize, control or adapt the behavioral aspects of the system. Then, the thesis introduces the concept of Behavioral Objects as a paradigm of modeling, completed by a reference architecture and the concept of Metabehaviors applied to the synthesis of complex adaptative systems. These concepts are then used to explain how to integrate the various représentations of a system and how to pass from a représentation to another.