[PDF] [PDF] Introduction générale - University of Biskra Theses Repository

View - Download [PDF] Introduction générale - University of Biskra Theses Repository

Previous PDF

Next PDF

République Algérienne Démocratique et Populaire

UNIVERSITE MOHAMED KHIDER BISKRA

N° de Série :

Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie

THÈSE

Présentée pour obtenir le diplôme de

DOCTORAT EN SCIENCES EN INFORMATIQUE

Option : Informatique

Par

Meliouh Amel

THÈME

UML et Model-Checking pour la Modélisation et la

Vérification des Systèmes Embarqués

Soutenue le: 11/03/2021

Devant le jury composé de :

Pr.Kazar Okba Université de Biskra Président

Pr.Chaoui Allaoua Université de Constantine2 Rapporteur

Pr.Bennoui Hammadi Université de Biskra Examinateur

Pr.Kahloul Laid Université de Biskra Examinateur

Dr. Kerkouche Elhilali Université de Jijel Examinateur

Dr. Maarouk Toufik Université de Khenchela Examinateur

iii

DEDICACE

Je dédie ce travail à :

La mémoire de mon père ;

Ma chère mère ;

Mon Mari et mon petit prince Ahmed Younes ;

Mes Chers frères ;

Mes beaux-frères ;

Mes nièces et neveux ;

La famille de mon mari.

iv

REMERCIEMENTS

aidé à achever ce travail. Mes remerciements vont aussi à mon encadreur Pr. Allaoua Chaoui l'encadrement de cette thèse ainsi pour tous ses conseils, sa patience, sa confiance, ses encouragements, tout au long de ce travail.

Je remercie Mon mari pour son aide précieuse.

Un grand Merci au Pr. Kazar Okba pour son encouragement et son soutien moral Je tiens également à exprimer toute ma grande gratitude aux membres de jury :

Pr.Kazar Okba, président de jury

Pr.Bennoui Hammadi

Pr.Kahloul Laid

Dr. Kerkouche Elhilali

Dr. Maarouk Toufik

accepté de juger ce travail. v

Logic MITL

Real-Time Statechart diagram, Real-Time Collaboration diagram, UML, Meta-modeling,

Ϣγήϟ΍Ϊϋ΍ϮϗϲϧΎϴΒϟ΍, Ν΍ήΨΘγ· ΔΌϓΎϜϣΕΎϔλ΍Ϯϣ, , MITL3ATOM, Δϐϟ Maude

vi

Abstract

This work proposes a formal approach for modeling and verification of embedded systems. The approach relies on an automated modeling and code generation based on the diagrams extended with timing annotations (Real-Time Statechart and Real-Time Collaboration diagrams) for system modeling and Maude language for verification. First, UML modeling tool is developed. Then, a graph grammar is executed to generate automatically an equivalent Maude specification. The approach is based on code generation. This is why it is possible to use an available model checking tool to verify certain timed properties represented in Real Time Temporal Logic (MITL).

Keywords:

UML, Real-Time Statechart diagram, Real-Time Collaboration diagram, Code Generation, Meta-modeling, Graph Grammar, ATOM3, MITL, Model checking, Maude language. vii

Résumé

Ce travail présente une approche formelle de modélisation et de vérification des

du système et une génération automatique de code. Le concept clé est l'utilisation combinée

temporelles (diagrammes Statechart temps réel et de collaboration temps réel) pour la

modélisation du système et le langage Maude pour la vérification. Tout d'abord, un outil de modélisation UML est développé, ensuite, une grammaire de graphes est exécutée pour générer automatiquement des spécifications en Maude équivalentes. L'approche repose sur

la génération de code, donc il est possible d'utiliser un outil de vérification de modèles

(Model-cheking) pour vérifier certaines propriétés temporelles représentées dans la logique

temporelle temps réel (MITL).

Mots clés :

UML, Real-Time Statechart diagram, Real-Time Collaboration diagram, génération de code, Méta-modélisation, Grammaire de graphes, ATOM3, MITL, Model checking, language

Maude.

viii

Table des matières

Introduction Générale

Contexte général1

Problématique

Etude des travaux 5

Contribution 5

Structure du manuscrit 6

Chapitre 1: Modélisation et vérification des systèmes embarqués 9

2. Les systèmes 9

2.1 9

2.2 11

2.3 12

2.3.1 2.3.2

2.3.3 Les architectures fédérées 13

2.4 embarqué14

2.5 15

2.6 Les exigences d16

2.6.1 16

2.6.2 Déterminisme 17

2.6.3 Vérification 17

2.6.4 Le problème de la modification par 17

3.1 19

3.1.1 19

3.1.2 21

ix

3.2 Développement 21

3.2.1 22

3.2.2 22

3.2.3 23

3.2.4Conception basée architecture 23

3.2.5 24

24

4.1 AADL (Architecture Analysis & Design Language) 24

4.2 Profile MARTE (Modeling and Analysis of Real-Time Embedded systems).. 25

4.3 SysML 26

4.4 UML 27

4.5 Spécification PEARL et le profil UML- 27

4.6 28

28

5.1 Véri 29

5.2 30

5.2.1 31

5.2.2 34

5.3 Discussion 35

6. Conclusion 36

Chapitre 2: Ingénierie dirigée par les modèles

1. Introduction. 38

2. Ingénierie dirigée par les modèles (IDM) 38

2.1 Présentation 38

2.2 Notions de Modèle et Méta- 39

2.3 40

2.4 42

2.4.1 Réalisation de modèles 42

2.4.2 Stockage de modèles42

2.4.3 Echange de modèles42

2.4.4 Exécution de modèles42

x

2.4.5 Vérification de modèles43

2.4.6 Validation 43

2.4.7 ... 43

2.5 . 44

2.5.1 44

2.5.2 44

2.5.3 Les différents modèles du MDA 45

2.5.4 46

2.5.5 Le principe de transformations de modèles47

2.5.6 49

2.6 50

3. Les méthodes formelles de vérification 51

3.1 51

3.2 52

3.2.1 Vérification52

3.2.2 Validation52

3.2.3 Qualification52

3.2.4 Certification52

3.3 53

3.3.1 Vérification de Modèle (Model Checking) 53

3.3.2 54

54

5. Conclusion 56

Chapitre 3: La logique de réecriture et le langage Maude

1. Introduction 59

2. Logique de Réécriture 59

3. Système Maude 60

3.1 61

3.2 Modules Systèmes......................................................................................... 63

3.3 Modules orientés objet 63

4. Modules prédéfinis 65

xi

5. Exécution et analyse formelle sous Maude 66

6. Analyse formelle et vérification des propriétés 66

6.1 67

6.2 68

7. Exécution de Maude 70

8. Conclusion72

Chapitre 4: Une approche et un outil de modélisation et de vérification des systèmes embarqués

1. Introduction74

75
-transition et de communication temps 76

3.1 - 76

3.2 77

4. Méta-modélisation des RTSTs et RTCs78

4.1 Méta- 78

4.1.1 Les associations79

4.1.2 80

4.2 Méta- 83

5. Génération du code Maude équivalent 85

5.1 85

92

6.1 Modélisation avec ATOM3 93

6.2 94

6.3 95

6.3.1 Logique temporelle Temps réel96

6.3.2 99

101

Conclusion Générale 103

Bibiographie105

xii

Table des figures

22
30

Figure 2.3: 45

47
50
54
70
71

Figure 4.1: Méta- 79

.. 80 81
81
82
82

Figure 82

83

Figure 4.9: Méta- 84

85
F 86 86
87
Figure 4.14: Action de la règle SimpleState. 87 88
88
89

Figure 4.17: 89

xiii 90
90
91
91
92
92
. 93 94
95
Figure 4.27 Résultat de vérification par Maude Model-100

Liste des tableaux

Tableau 2.1: Les .. 55

xiv

Introduction Générale

Introduction générale

1

Contexte général

L toujours de performances plus grandes

permettent la conception de systèmes novateurs part. Ce cercle sans fin justifie la durée de vie de plus en plus courte des systèmes actuels et se retrouve dans de nombreux domaines. Aujourd'hui, des systèmes de composants mélangeant électronique et programmesquotesdbs_dbs22.pdfusesText_28

[PDF] Définition d 'une architecture fonctionnelle pour le système d

[PDF] L architecture des premières maisons européennes d Alger, 1830

[PDF] L Art de l Islam: XIVème exposition itinérante de - unesdoc - Unesco

[PDF] Architecture Logicielle - Deptinfo

[PDF] Architecture logicielle - mbf i3s

[PDF] Architecture logicielle - mbf i3s

[PDF] Architecture logicielle MVC - LIG Membres

[PDF] 1 Architecture traditionnelle et réhabilitation au Maroc - RehabiMed

[PDF] Le matériel : architecture des ordinateurs - Limuniv-mrsfr

[PDF] Architecture matériel et logiciel 2

[PDF] Architectures Logicielles et Matérielles - Verimag

[PDF] Vers une architecture n-tiers

[PDF] Les réseaux Peer-to-Peer

[PDF] L 'architecture postale - La Poste

[PDF] Partie 1 : Architecture et communications Client/Serveur - Univ Lyon 1