Mise en correspondance et gestion de la cohérence de modèles hétérogènes évolutifs

Evolutive heterogeneous models matching and consistency management

• Auteur / Autrice : Mahmoud El Hamlaoui
• Direction : Bernard Coulette, Mahmoud Nassar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 18/09/2015
• Etablissement(s) : Toulouse 2 en cotutelle avec Université Mohammed V (Rabat)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Antoine Beugnard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Coulette, Mahmoud Nassar, Mireille Blay-Fornarino, Bouchaïb Bounabat, Sophie Ebersold, Adil Anwar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Antoine Beugnard, Mireille Blay-Fornarino, Bouchaïb Bounabat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Design patterns

Ingénierie dirigée par les modèles

Mots clés libres

IMD

Multi-modélisation

Hétérogénéité de modèles

Correspondances

Traitement de l'évolution

MDE

Multi-modeling

Heterogeneous models

Correspondences

Evolution processing

Résumé

Pour permettre la compréhension et la manipulation d’un système complexe, le découpage en parties séparées est nécessaire. En Ingénierie Dirigée par les Modèles (ou Model Driven Engineering), ces parties sont représentées par des modèles, que nous qualifions de modèles partiels, dans la mesure où ils sont focalisés sur des domaines métiers distincts. Dans ce contexte de multi-modélisation, ces modèles sont dits hétérogènes quand ils sont décrits dans des langages de modélisation distincts dédiés à différents domaines métiers : DSML (Domain Specific Modeling language). La compréhension et l’exploitation efficace des connaissances relatives à un tel système supposent la construction d’un modèle global représentant son fonctionnement. La création du modèle global requiert l’identification des correspondances existant entre les éléments des différents modèles partiels. Dans la pratique, ces correspondances sont soit incomplètement identifiées, soit insuffisamment formalisées pour être maintenues lorsque les modèles partiels évoluent. Ceci limite leur utilisation et ne permet pas de les exploiter pleinement lors de la construction du modèle global ou du traitement de l’évolution des modèles partiels. L’apport de cette thèse est double. La première contribution est celle d’un processus permettant la création d’une vue globale du système par l’intermédiaire d’une composition fondée sur la mise en correspondance des modèles partiels. Les correspondances identifiées entres les éléments des modèles se basent sur des types de relations instanciées à partir d’un métamodèle de correspondance. Ce dernier est extensible (selon les spécificités du domaine d’application considéré) et permet de supporter les concepts relatifs à ce domaine. Les correspondances sont d’abord identifiées entre les méta-éléments des métamodèles respectifs des modèles partiels. Les correspondances entre les éléments de modèles sont ensuite obtenues par un mécanisme de raffinement, supporté par un langage d’expression sémantique ad hoc : SED (Semantic Expression DSL). La composition est dite « virtuelle » dans la mesure où les éléments figurant dans une correspondance ne sont que des références aux éléments appartenant aux modèles partiels. De ce fait, les modèles interconnectés par ces correspondances forment un modèle global virtuel. La seconde contribution est relative au maintien de la cohérence des modèles partiels et du modèle global. En effet, les modèles évoluant dans le temps, le changement d’un élément ou de plusieurs éléments participant à l’expression des correspondances, peut entrainer l’incohérence du modèle global. Pour maintenir la cohérence du modèle global, nous proposons un second processus permettant tout d’abord d’identifier automatiquement les changements réalisés ainsi que leurs classifications et leurs répercussions sur les éléments de modèles concernés. Par la suite, les différents cycles sont gérés à l’aide de l’expert puis une liste de changements est générée en fonction de la stratégie choisie et des coefficients de pondération. Enfin, le traitement des changements est réalisé de façon semi-automatique. Ce travail a été concrétisé par le développement d’un outil support nommé HMCS (Heterogeneous Matching and Consistency management Suite), basé sur la plateforme Eclipse. L’approche a été validée et illustrée à travers un cas d’étude portant sur la gestion du Service d'Urgence d'un hôpital. Ce travail a été mené en collaboration avec le CHU de Montpellier.

To understand and manipulate a complex system, it is necessary to apply the separation of concerns and produce separate parts. In Model Driven Engineering (MDE), these parts are represented by models qualified as partial models. In this context of multi-modeling, these models are called heterogeneous when they are described in separate modeling languages dedicated to different business domains: DSML (Domain Specific Modeling Language). Global model creation requires identifying existing correspondences between the elements of the partial models. However, in practice these correspondences are either incompletely identified or not sufficiently formalized to be maintained when the partial models evolve. This restricts their use and does not allow to fully exploit them for building the global model or for treating partial models evolution. The contribution of this thesis is twofold. The first contribution deals with a process for creating a global view of the system by means of a composition based on partial models matching. Identified correspondences between models elements are based on types of relationship instantiated from a metamodel of correspondences. This latter is extensible, depending on the considered application domain, and allows supporting the concepts related to this domain. Correspondences are firstly identified between meta-elements belonging to metamodels of the respective partial models. Correspondences between model elements are then obtained by a refinement mechanism, supported by an ad hoc Semantic Expression language: SED (Semantic Expression DSL). The composition is called “virtual” since elements represented in a correspondence are only references to elements belonging to partial models. Therefore, models interconnected by this correspondences form a virtual global model. The second contribution relates the consistency of the global model. Indeed, as models evolve over time, changing one or several elements involved in a correspondence, may cause the inconsistency of the global model. To maintain its consistency, we propose a second process enabling to automatically identify the changes, classify them and treat their impacts on the involved model elements. Management of repercussions is performed semi-automatically by the expert by means of strategies and weights. This work has been implemented through a support tool named HMCS (Heterogeneous Matching and Consistency management Suite) based on the Eclipse Platform. The approach has been validated and illustrated through a case study related to the management of a Hospital Emergency Service. This work was led in collaboration with the “CHU of Montpellier”.