Mise en contexte des traces pour une analyse en niveaux d'abstraction

par Léon Constantin Fopa

Thèse de doctorat en Informatique

Le président du jury était Marie-Odile Cordier.

Le jury était composé de Nadine Cullot.

Les rapporteurs étaient Pierre Boulet, François Goasdoué.


  • Résumé

    Les techniques d'analyse et de débogage d'applications sont de plus en plus mises à mal dans les systèmes modernes. En particulier dans les systèmes basés sur des composants embarqués multiprocesseurs (ou MPSoc) qui composent aujourd'hui la plupart de nos dispositifs quotidiens. Le recours à des traces d'exécution devient incontournable pour appliquer une analyse fine de tels systèmes et d'en identifier les comportements divergents. Même si la trace représente une source d'information riche mise à disposition du développeur pour travailler, les informations pertinentes à l'analyse se retrouvent noyées dans la masse et sont difficilement utilisables sans une expertise de haut niveau. Des outils dédiés à l'exploitation des traces deviennent nécessaires. Cependant les outils existants prennent rarement en compte les aspects métiers spécifiques à l'application afin d'optimiser le travail d'analyse. Dans cette thèse, nous proposons une approche qui permet au développeur de représenter, manipuler et interroger une trace d'exécution en se basant sur des concepts liés à ses propres connaissances métier. Notre approche consiste en l'utilisation d'une ontologie pour modéliser et interroger les concepts métier dans une trace, et l'utilisation d'un moteur d'inférence pour raisonner sur ces concepts métier. Concrètement, nous proposons VIDECOM l'ontologie du domaine de l'analyse des traces d'exécution des applications embarquées multimédia sur MPSoC. Nous nous intéressons ensuite au passage à l'échelle de l'exploitation de cette ontologie pour l'analyse des traces de grandes tailles. Ainsi, nous faisons une étude comparative des différents systèmes de gestion des ontologies pour déterminer l'architecture la plus adaptée aux traces de très grande taille au sein de notre ontologie VIDECOM. Nous proposons également un moteur d'inférence qui adresse les défis que pose le raisonnement sur les concepts métier, à savoir l'inférence de l'ordre temporel entre les concepts métier dans la trace et la terminaison du processus de génération de nouvelles connaissances métier. Enfin, nous illustrons la mise en pratique de l'utilisation de l'ontologie VIDECOM dans le cadre du projet SoC-Trace pour l'analyse des traces d'exécution réelles sur MPSoC.

  • Titre traduit

    Exploiting context for an structuration of execution traces in abstraction layers


  • Résumé

    Applications analysis and debugging techniques are increasingly challenging task in modern systems. Especially in systems based on embedded multiprocessor components (or MPSoC) that make up the majority of our daily devices today. The use of execution traces is unavoidable to apply a detailed analysis of such systems and identify unexpected behaviors. Even if the trace offers a rich corpus of information to the developer for her work, information relevant to the analysis are hidden in the trace and is unusable without a high level of expertise. Tools dedicated to trace analysis become necessary. However existing tools take little or no account of the specific business aspects to an application or the developer's business knowledge to optimize the analysis task. In this thesis, we propose an approach that allows the developer to represent, manipulate and query an execution trace based on concepts related to her own business knowledge. Our approach is the use of an ontology to model and query business concepts in a trace, and the use of an inference engine to reason about these business concepts. Specifically, we propose VIDECOM, the domain ontology for the analysis of execution traces of multimedia applications embedded on MPSoC. We then focus on scaling the operation of this ontology for the analysis of huge traces. Thus, we make a comparative study of different ontologies management systems (or triplestores) to determine the most appropriate architecture for very large traces in our VIDECOM ontology.We also propose an inference engine that addresses the challenges of reasoning about business concepts, namely the inference of the temporal order between business concepts in the trace and the termination of the process of generating new knowledge from business knowledge. Finally, we illustrate the practical use of VIDECOM in the SoC-Trace project for the analysis of real execution traces on MPSoC.


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