Une approche dirigée par les modèles pour l'intégration de la simulation de performance dans la conception de systèmes à base de composants

A model-driven approach for the integration of performance simulation to the design phase of component based systems

• Auteur / Autrice : Olivier Constant
• Direction : Franck Barbier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génie logiciel

Analyse et exécution des tâches

Résumé

Pour être maîtrisée, la performance d'un système distribué doit être prise en compte tout au long du cycle de conception et développement du système, particulièrement si ce dernier est construit à base de composants réutilisés car il est alors plus difficilement prévisible. Mais l'évaluation de performance en conception nécessite des techniques spécifiques et des compétences peu courantes. Une solution consiste à étendre les langages de conception fonctionnelle de manière à transformer les modèles fonctionnels en modèles de performance du système. Cette thèse propose une approche rigoureuse, basée sur des techniques d'ingénierie des modèles ou MDE (Model-Driven Engineering), pour des transformations automatiques de modèles UML 2. 0 de systèmes à base de composants vers des modèles de simulation de performance à files d'attente. Un cadre conceptuel précis est d'abord défini par métamodélisation pour des modèles conçus à base de composants, exécutables et exploitant la puissance de la simulation. Le métamodèle, appelé CPM (Component Performance Metamodel), sert ensuite de support à la définition d'un profil pour UML 2. 0. Le profil est structuré en couches regroupant des fonctions et contraintes OCL (Object Constraint Language) ainsi que des extensions. Pour résoudre les ambiguïtés sémantiques d'UML 2. 0, le métamodèle des Diagrammes de Séquence est restreint à un sous-ensemble cohérent proche du langage MSC (Message Sequence Charts) puis muni de la sémantique formelle des MSC. L'exécutabilité est alors traitée par des restrictions qui permettent de définir des fonctions OCL de pilotage des transformations en fonction de la sémantique des modèles. Les modèles de performance générés sont exécutables par un simulateur de performance industriel.

Predicting the performance of distributed systems is an issue that must be taken into account during the whole design and development process. This is especially true for systems that are built out of reused components since these systems are more difficult to predict. Nevertheless, evaluating the performance of a system at the design phase requires specific techniques and skills. A solution consists in extending classical design languages to allow transformation of design models into specific performance models. This thesis proposes a rigorous approach, based on MDE (Model-Driven Engineering) techniques, for the automatic transformation of UML 2. 0 models of component-based systems into queueing network models for performance simulation. A metamodel is first defined to provide a precise conceptual framework for component-based executable models exploiting the expressivity of simulation languages. The metamodel, called CPM (Component Performance Metamodel), is then used to define a profile for UML 2. 0. The profile is structured into several layers that group extensions and OCL (Object Constraint Language) queries and constraints. In order to solve the semantic ambiguities of UML, the metamodel of UML 2. 0 Sequence Diagrams is restricted to a subset close to the MSC (Message Sequence Charts) language. Using the formal semantics of MSC, the problem of model executability is tackled by additional constraints allowing to define OCL queries that can drive transformations on the basis of the semantics of the models. The generated performance models can be executed by an industrial performance simulator.