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0 *)-123!!- $2 456- 7 5 5) ifi
UNIVERSITÉifiDEifiMONTRÉALifi
ifi ifi ifi CADRE DE CONCEPTIONifiMULTI-PERSPECTIVESifiPOURifiLAifi ifi ifiNOUREDDINEifiKERZAZIifi
ifi ifiTHÈSEifiPRÉSENTÉEifi
(GÉNIEifiINFORMATIQUE)ifiAOÛTifi2010ifi
ifi ifi ifi ifi ifi ifiUNIVERSITÉifiDEifiMONTRÉALifi
ifiÉCOLEifiPOLYTECHNIQUEifi
ifi ifi ifi ifiCetteifithèseifiintituléeifi:ifi
ifi ifi ifi enifi :ifiPhilosophiaeifiDoctorifi aifiétéifi :ifi ifi iiiifi ifiDÉDICACEifi
À mesifienfantsifiIlyasifietifiAdam.ifi
ivifi ifiREMERCIEMENTSifi
Il y a dans la création des cieux et de la terre et dans la succession de la nuit et du jour, des ifiifiImrân.v.190ifi
ificomprendre certains éléments qui étaient à la base aussi bien deifilaifiréussiteifiqueifideifi
projets réalisésifipendantifimaifivieifiprofessionnelleifiprécédente.ifipersonnes qui ont influencé la trajectoire de ceifitravail,ifijeifitiensifiàifilesifiremercierifi:ifi
Ma famille,ifipourifileurifisoutienifitoutifiauifilNaïmaifi Bentayeb,ifi maifi conjointeifi pourifi saifi patienceifi etifi sonifi soutienifi inconditionnelifi
quotidienne.ifiMathieu Lavallée,ifimonifiétudiantifipuisifimonifistagiaireifidansifileificadreifideifisonifiPFEifietifimonifi
collègueifiparifi laifi suite.ifiSonifi professionnalismeifietifi sonifi assiduitéifi ontifi éclairéifi monifi cheminifi
Fonds de Recherche sur la Nature et les TechnologiesifiduifiCanadaifi(FQRNT)ifipourifileurifiEnfinifi jeifitiensifi àifiremercierifi
Polytechnique que ce soit dans le cadre des études, du travail ou dansifilaifivieifiintellectuelleifietifi
vifi ifiRÉSUMÉ
La littérature scientifique rapporte abondamment les cas de projets de développementifilogicielifiquiifi
débordentifi deifi leursifi planifications,ifidépassentifi lesifi ressourcesifi allouéesifi etifi présententifi uneifi faibleifi
la qualité du logiciel et atteindreifiuneifiefficacitéifiorganisationnelle.ifiLaifimodélisationifidesifiprocessusifi
maintenanceifi desifi processus1.ifi Elleifi expliciteifi lesifi pratiquesifi deifi développementifi pourifi pouvoirifi lesifi
profonds et informels desifiannéesifi1960ifiauxifiprocessusifibasésifisurifileifiparadigmeifiorienté-objet.ifi
des processus (PML) pourtantifi des perspectives distinctes (ex. productivité, connaissances, risques, CMMI,ifietc.).ifiifienrichissementifi sémantiqueifi pourifi considérerifi différentesifi perspectives.ifi Nousifi avonsifi adoptéifi uneifi
1 statique et
2ifiDepuisifilaifipropositionifideifiLeonifiOsterweilifi"ifiSoftware Processes are Software Too »,ifileifidomaineifidesifiprocessusifiàifiluiifi
aussiifisesifipropresifiparadigmes.ifi viifi ifisupporteifilaifimodélisationifinomméifi:ifi"ifiDomain-Specific-LanguageififorifiSoftwareifiProcessifiModeling »ifi
SPEMtrois autresifiperspectivesifi:ifiGestionifidesificonnaissances,ifisimulationifi etifialignementifiavecifileifiCMMI.ifi requisesifi pourifi réaliserifisimuler des variables stochastiques dans un modèle de processusifipourifianalyserifidesifiscénariosifiauifi
niveauificonceptuelidée consisteifiàifiutiliserifiuneifiapprocheifiprobabilisteifinotammentifilaifiméthodeifi
Monte-Carlo,ifi
sur la durée globale du processus.ifiCetteifi perspectiveifi démontreifiaussiifi laifi possibilitéifi deifi réduireifi
bonnesifi pratiquesifi CMMIifi(Capability Maturity Model Integration)maturité et laptitudeifiduifimodèleifideifiprocessusifiàifiatteindreifilesifiobjectifsifistratégiquesifiprédéfinisifiparifi
ifiifiLeifi travailifi deifi cetteifi thèseifi apporteifiuneifi réponseifi pratiqueifi auxifi besoinsifi deifi laifi rechercheifi dansifi leifi
Une telleifiapprocheificonceptuelleifiavecifilesifitroisifinouvellesifiperspectivesifiproposéespermettra la production de processus robustes,ificompletsifietifimieuxifiadaptésifiàifilaifisituationifiduifiprojetifi
ifi viiifi ifiABSTRACTifi
Cost and schedule of software projects are often overrun. This factifiisifi closely-relatedifi toifi theifi
(Boehm,ifi 1991;ifi Barros etifi al., 2004; Roy, 2004; McConnell, 2009).ifi However,ifi itifi isifi alsoifi
forificonceptualizationifi ofifi processifi modelsifi toifi addressifidifferentifi concernsifi suchifi asifiaifibreakdownifi
structureifi ofifiactivities,ifi knowledge,ifi simulation,ifi alignmentifi withifi CMMIifi practicesifi andifi soifi on.ifi
Addressingifi thoseifi concernsifi provideifi aifi contextifi forifi analysis,ifi assessmentifi andifi enhancementifi ofifi
DSL4SPMifi(Domain-Specificifi Languageifi forifi Softwareifi Processifi Modeling).ifiDSL4SPMifiwasifi
developedifiandifi appliedifitoifi bringifi orderifi andifi structureifi toifi theifi softwareifi developmentifi process.ifiItifi
andifiisificharacterizedifiby:ifi1) aificonceptualififrameworkififorifidesigningifiprocessesifiinifianifiabstractifiway;ifi
andifi2) multi-view-orientedifiprocessifimodeling,ifiwhichifiacknowledgesifitheifirelevanceifiofifiaifimultitudeifi
SPEMifielements.ifi
Comparisonifi betweenifi theifi attributesifi ofifi aifi givenifi taskifi providesifi informationifi onifi theifiknowledgeifi
projectifi andifi itsifi deliverablesifi isifi closely-relatedifi toifi theifisoftwareifi process.ifi Howeverifi SPEM-basedifi
viiiifi ifiaimingifiat:ifi1) AssessingifiriskifibyifiusingifiMonte-Carloifisimulationifibasedifionifitheifisameifidescriptiveifi
processifi model;ifi2) Reducingifi theifi gapifi betweenifi threeifi communities:ifi processifi modeling,ifi processifi
simulationifiandifiprojectifimanagementifiandifi3) Allowto helpifitheifipredictionifiofifichanges impactifionifiprojectifischedule.ifiTheifiproposedifiapproachificonsidersifidurationifiofifitasksifiasifiaifi
processifimodedurations of tasksifiandifitheifiwholeifiprocess.ifiTheifi thirdifi perspectiveifiintroducesifitheifi alignmentifi ofifi theifi processifi modelsifi withifi theifi CMMIifi bestifi
forifithisifipurpose.ifiWeifi believeifi thatifi theifi frameworkifi andifi resultsifi presentedifi inifi thisifi thesisifi willifiprovideifiaifi practicalifi
softwareifiprocessifimodeling.ifi ixifi ifiTABLE DES MATIÈRESifi
TABLE DES MATIÈRESifi............................................................................................................ifiIX
LISTE DES TABLEAUXifi..........................................................................................................ifiXIV
LISTE DES FIGURESifi................................................................................................................ifiXV
LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONSifi..........................................................................ifiXVIII
LISTE DES ANNEXESifi.............................................................................................................ifiXIX
CHAPITRE 1 INTRODUCTIONifi...............................................................................................ifi1
1.1 Domaine de la thèseifi.........................................................................................................ifi1
1.1.1 Définitionsifi....................................................................................................................ifi1
1.1.2 Niveaux de modélisationifi..............................................................................................ifi2
1.1.3 Langages de modélisation et outilsifi..............................................................................ifi3
1.1.4 Ingénierie des processusifi...............................................................................................ifi4
1.2 Problématiqueifi...................................................................................................................ifi4
1.3 Objectifs de la thèseifi.........................................................................................................ifi5
1.4 Méthodes de rechercheifi.....................................................................................................ifi6
1.5 Approche utiliséeifi..............................................................................................................ifi7
1.6 Contributionsifi....................................................................................................................ifi8
1.6.1 Niveau ingénierieifi.........................................................................................................ifi8
1.6.2 Niveau scientifiqueifi.......................................................................................................ifi8
1.7 Plan de la thèseifi.................................................................................................................ifi9
xifi ifiCHAPITREifi2 REVUE ANALYTIQUE DE LAifiLITTÉRATUREifi..........................................ifi10
2.1 .......................................................................................ifi10
2.2 ............................................................................ifi11
2.2.1 Facetteifiperspectiveifi.....................................................................................................ifi11
2.2.2 Facette utilisationifi.......................................................................................................ifi13
2.2.3 Facette créationifi..........................................................................................................ifi15
2.2.4 Facette supportifi...........................................................................................................ifi16
2.3 Évolution des langages et outils de modélisation des processusifi....................................ifi18
2.4 Méta-modèlesifi.................................................................................................................ifi22
2.4.1 SPEM (V1.1 2002, V2.0 2008)ifi..................................................................................ifi22
2.4.2 OPF (1996)ifi.................................................................................................................ifi24
2.4.3 ISO 24744 (2007)ifi.......................................................................................................ifi25
2.5 Quelques modèles de processusifi.....................................................................................ifi27
2.6 Synthèseifi.........................................................................................................................ifi29
CHAPITRE 3 CADRE DE MODÉLISATIONifiDESifiPROCESSUSifi........................................ifi31
3.1 Motivations et butsifi.........................................................................................................ifi31
3.1.1 Syntaxe, sémantiques et notationifi...............................................................................ifi32
3.1.2 Utilisationifi...................................................................................................................ifi34
3.1.3 Multi-perspectivesifi......................................................................................................ifi35
3.1.4 Support pour la validationifi..........................................................................................ifi35
3.2 ..................................................................................ifi37
3.3 Aperçu général sur le concept de relation dans UMLifi....................................................ifi40
3.4 Formalismeifiduifiméta-modèleifi..........................................................................................ifi45
3.4.1 Syntaxeifi.......................................................................................................................ifi46
xiifi ifi3.4.2 Fondement ontologique pour les relationsifi:ifilaifisémantiqueifi........................................ifi51
3.4.3 Exemple illustratififi......................................................................................................ifi59
3.5 ....................................................ifi60
3.5.1 Présentationifiduifiméta-modèleifi.....................................................................................ifi60
3.5.2 ..................................................ifi64
3.5.3 PEMifi.....................................ifi67
3.5.4 Visualisation des vuesifi................................................................................................ifi69
3.5.5 Moteur de règles pour la validationifi............................................................................ifi70
3.6 ..........................................ifi71
3.7 Synthèseifi.........................................................................................................................ifi74
CHAPITRE 4 GESTION DES CONNAISSANCESifiDANSifiLESifiMPifi....................................ifi774.1 Motivations et butsifi.........................................................................................................ifi77
4.2 Mise en contexteifi.............................................................................................................ifi78
4.3 Revue de littératureifispécifiqueifiàifilaifigestionifidesificonnaissancesifi......................................ifi80
4.3.1 Aperçu général sur les théories de la gestion des connaissancesifi...............................ifi80
4.3.2 ............................................ifi83
4.3.3 Objets de la connaissanceifi...........................................................................................ifi83
4.3.4 Bilanifi...........................................................................................................................ifi85
4.4 Modélisation et extraction de la connaissance dans les MPifi...........................................ifi86
4.4.1 Extension du méta-modèleifi.........................................................................................ifi86
4.4.2 ..............................................................................................ifi89
4.4.3 Représentation des éléments de la connaissance dans les MPifi...................................ifi91
4.4.4 des éléments de la connaissance dans les MPifi....................ifi92
4.4.5 :ifitableauxifideifibordifiliésifiàifilaifigestionifidesificonnaissancesifi.......................ifi97
xiiifi ifi4.5 Représentationifiduififluxifideificonnaissanceifi.......................................................................ifi101
4.5.1 Extension du méta-modèleifi.......................................................................................ifi101
4.6 Études de casifi................................................................................................................ifi105
4.7 Stratégie de validationifi..................................................................................................ifi107
4.7.1 Première étude de casifi...............................................................................................ifi107
4.7.2 Deuxième étude de casifi.............................................................................................ifi112
4.7.3 Validité pour les deux études de casifi........................................................................ifi118
4.8 Discussionifi....................................................................................................................ifi120
4.8.1 oche proposéeifi...............................................................................ifi120
4.9 Synthèseifi.......................................................................................................................ifi121
CHAPITRE 5 SIMULATION DU MPifi..................................................................................ifi122
5.1 Miseifienificontexteifi...........................................................................................................ifi123
5.2 Motivations et butsifi.......................................................................................................ifi124
5.3 Méthode probabilisteifi:ifiMonte-Carloifi............................................................................ifi126
5.4 ..................................................................................ifi127
5.4.1 Extension des éléments SPEMifi.................................................................................ifi128
5.4.2 Différentes distributions pour lesifidonnéesifienifientréeifi...............................................ifi129
5.4.3 Analyse du chemin critiqueifi......................................................................................ifi132
5.4.4 Analyse de la sensibilitéifi...........................................................................................ifi133
5.5 ..............................................................................................................ifi134
5.6 Résultats expérimentauxifi..............................................................................................ifi136
5.7 What-if »ifi.........................................ifi140
5.8 Discussionifi....................................................................................................................ifi147
5.8.1 Bénéficesifi..................................................................................................................ifi147
xiiiifi ifi5.8.2 Limites de la solutionifiproposéeifi................................................................................ifi148
5.8.3 Travaux apparentésifi..................................................................................................ifi149
5.9 Synthèseifi.......................................................................................................................ifi150
CHAPITRE 6 ALIGNEMENT DU MODÈLEifiDEifiPROCESSUSifiAVECifiCMMIifi................ifi1516.1 Mise en contexteifi...........................................................................................................ifi151
6.2 Motivations et butsifi.......................................................................................................ifi153
6.3 ...................................................ifi154
6.3.1 Extension du méta-modèleifi.......................................................................................ifi154
6.3.2 Les métadonnéesifiCMMIifi..........................................................................................ifi155
6.3.3 Aligner les tâches du MP aux composants CMMIifi...................................................ifi156
6.4 Tableau de bordifi............................................................................................................ifi157
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