Étude du modèle de programmation parallèle Eiffel// : sémantique formelle, preuves et visualisation

The Eiffel// model : formal semantics, proofs and visualization

• Auteur / Autrice : Sidi Ould Ehmety
• Direction : Isabelle Attali, Denis Caromel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Nice
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nice-Sophia Antipolis. Faculté des sciences
• Jury : Président / Présidente : Jacques Chazarain
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Beaudoin-Lafon, Jean-Luc Gaudiot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luc Bougé, Robert de Simone, Guy Vidal-Naquet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spécifications

Sémantique opérationnelle

Programmation parallèle (informatique)

Eiffel (langage de programmation)

Programmation orientée objets (informatique)

Résumé

Dans cette thèse, nous étudions et formalisons un modèle de programmation à objets parallèle, plus précisément Eiffel// (une extension du langage Eiffel). Les spécifications sont décrites dans un style opérationnel utilisant la sémantique naturelle (big-step) et la sémantique opérationnelle structurelle (small-step) et sont exécutables grâce au formalisme TYPOL du système CENTAUR. Cette étude comprend quatre parties : sémantique d’Eiffel ; sémantique d’Eiffel// et généralisation ; preuves de propriétés ; environnement graphique et interactif. Tout d'abord nous donnons une formalisation des principaux concepts de la programmation à objets en général (objet, envoi de message, polymorphisme, héritage et liaison dynamique) et d’Eiffel en particulier (renommage et redéfinition), puis nous abordons la modélisation et la spécification des notions du parallélisme (objet actif, asynchronisme, attente par nécessité et continuation automatique) dans le cadre d’Eiffel//. Des propriétés de la sémantique définie sont ensuite prouvées : l'organisation des objets en sous-ensembles disjoints (sous-systèmes) et la séquentialité de l'exécution à l'intérieur d'un sous-système, etc. Ces propriétés ont pour but d'une part, de prouver la correction partielle de la sémantique et d'autre part, de servir de base pour la preuve d'équivalence entre programmes séquentiels et parallèles. Enfin, l'environnement graphique et interactif fournit des outils de visualisation permettant la mise au point de programmes Eiffel et Eiffel//. Il permet la visualisation des objets à l'exécution sous différentes formes (textuelle, graphique) et offre à l'utilisateur d'agir sur le non-déterminisme de l'entrelacement.

In this thesis, we study and formalize a parallel objected-language, precisely Eiffel// (an extension of the Eiffel language). The specifications are described in an operational style using natural semantics (big-step) and structural operational semantics (small-step) and can be executed thanks to the TYPOL, formalism in the CENTAUR system. Four items are studied: semantics of Eiffel; semantics of Eiffel// and generalization; properties proofs, graphical and interactive environment. First, we give a formalization of the main concepts of object-oriented programming in general (object, message passing, polymorphism, inheritance and dynamic binding) and of Eiffel in particular (renaming and redifinition), then we deal with parallelism notions (actives object, synchronism, wait-by-necessity and automatic continuation) within Eiffel//. In a third part, we prove some semantic properties : object are grouped into disjoint subsets (called subsystems) and the execution within a subsystem in sequential. These properties have the objective to prove on the one hand the partial correctness of the semantics and on the other hand the equivalence between sequential and parallel programs. Finally, the graphical and interactive environment provides visualization tools for the execution of Eiffel and Eiffel// programs. This environment permits the visualization of objects in different forms (textual, graphical) and provides to the user with the ability to control the non-determinism of interleaving.