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Thesis of

Jonathan Labejof

Thursday 20 December 2012
Bâtiment des thèses - Université de Lille1

Réflexivité au service de l'Évolution des Systèmes de Systèmes

Mr. Antoine Beugnard, ENST de Bretagne, Rapporteur
Mr. Jean-Michel Bruel, Université de Toulouse, Rapporteur
Mr. Pierre Châtel, THALES COMMUNICATIONS & SECURITY, Examinateur

Mr. Antoine Léger, THALES COMMUNICATIONS & SECURITY, Invité
Mr. Philippe Merle, Inria Lille - Nord Europe, Encadrant
Mr. Philippe Roose, LIUPPA/Université de Pau et des Pays de l'Adour, Examinateur
Mr. Lionel Seinturier, Université de Lille 1 & IUF, Directeur

Dans un monde de plus en plus connecté, le besoin d’interconnecter des systèmes hétérogénes apparait de plus en plus présent. Les Systèmes de Systèmes (SoS) sont une approche de supervision et de contrôle global où les systèmes constituants sont caractérisés comme des sous-systèmes du SoS.

 Certains de ces sous-systèmes peuvent être sujets à un environnement dynamique leur demandant d'évoluer pour répondre à de nouvelles exigences, voire de s’adapter s’ils doivent répondre à un besoin de disponibilité. La principale difficulté dans la gestion des évolutions possibles est qu’elles peuvent impacter plusieurs sous-systèmes connectés, et par extension, une vision globale comme celle proposée par un système de systèmes. 

Ainsi, les problèmes d’évolution et d’adaptation d’un SoS se posent. 

Dans un cadre d’ingénierie logicielle, cette thèse propose l’approche R-* qui soutient l’hypothèse que plus un système est Réflexif, et plus il devient capable de s’adapter, et donc d’évoluer. 

Trois contributions majeures et un cas d’utilisation ?evalué sont proposés pour justifier l’int ?erêt de R-*. 

R-DDS et R-MOM ajoutent la capacité de réflexivité dans des sous-systèmes de communication asynchrones, et R-EMS ajoute la capacité de réflexivité sur la vision globale d’un SoS, incluant ses sous- systèmes et son environnement. 

R-DDS ajoute la réflexivité à l’intergiciel de Service de Distribution de Données dédié aux domaines du temps-réel et de l’embarqué. R-MOM remonte en abstraction pour proposer la réflexivité au niveau des fonctionalités d’un intergiciel asynchrone. R-EMS est un système de gestion d’environnement réflexif en support de l’utilisation d’un SoS. 

Finalement, le cas d’utilisation est une implémentation d’un sous-modèle du système de systèmes TACTICOS de THALES, qui servira également d’environnement d’évaluation.

 

Mots-clés: Système de Systèmes (SoS), Système Distribué, Qualité de Services (QoS), Service de Distribution de Données (DDS), Architecture Orientée Services (SOA), Modèle à composant Réflexif, Intergiciel Orienté Message (MOM), Adaptation, Reconfiguration, Interopérabilité.

 

=== Abstract ===

 

In a connected world, interconnection of heterogeneous systems becomes a need. Systems of systems (SoS) answer to this need by providing global supervision and control over such systems, named sub-systems in the context of SoS.

 Some sub-systems face to a dynamic environment. Therefore, they have to evolve in order to meet new requirements, and they have to perform adaptations whenever availability is a requirement. The main difficulty about evolution is that it can concern a set of sub-systems, or a global vision such as one provided by system of systems. 

Therefore, the problems of evolution and adaptation are important.

 In the domain of software engineering, this thesis provides the R-* approach that defends the hypothesis that the more a system is Reflective, the more it is able to adapt, and so, to evolve.

 Three major contributions and one evaluated use case justify R-*. R-DDS and R-MOM add reflective capabilities in asynchronous communication sub-systems, and R-EMS adds reflectivity on a global vision of a SoS, its sub-systems and its environment.

 R-DDS adds reflectivity to Data Distribution Service dedicated to real-time and embedded domains. R- MOM goes up in abstraction compared to R-DDS, in adding reflective capabilities at level of asynchronous middleware functionalities. R-EMS is a Reflective Environment Management System helping SoS use.

 Finally, use case and evaluation are done over a sub-model implementation of THALES’ SoS TACTICOS.

 

Keywords: System of Systems (SoS), Distributed System, Quality of Services (QoS), Data Distribution Service (DDS), Services Oriented Architecture (SOA), Reflective Component Model, Message-Oriented Middleware (MOM), Adaptation, Reconfiguration, Interoperability.

 

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