Ingénierie des modèles 3IF2040

5 créneaux de 3H, dont 2 de cours, 2 bureaux d'étude, un créneau d'application à un cas d'étude industriel.

Objectif

Ce cours présente les techniques de l'ingénierie dirigée par les modèles qui permettent de concevoir un système logiciel, de simuler son fonctionnement ainsi que l’environnement dans lequel il devra fonctionner, et de générer son code pour une plateforme. L’accent est mis sur systématisation du processus de modélisation et l'utilisation de transformations de modèles pour traiter le raffinement.

Ce cours s'appuie sur les apprentissages du cours de traitement des langages, et sera complété par le cours de sémantique des langages.

Quelques vidéos de la chaîne Computerphile sur le sujet

Un peu de littérature

Deux exemples de projets utilisant ces techniques

L'éditeur/assembleur pour MiniARM du cours de PFO
L'éditeur de code MicroC pour Why3, avec export des lemmes vers Isabelle/HOL (pour le cours de sémantique)

Programme

Modélisation, abstraction
Modèles et interprétation des modèles. Modèles exécutables, calculables, prédictifs, explicatifs. Modèles classiques: temps continu, temps discret périodique, flots de données synchrones, événements discrets, automates hiérarchiques, systèmes réactifs synchrones.
Ingénierie dirigée par les modèles
Relations entre systèmes, modèles et métamodèles
Définition d'un langage de modélisation (DSL), transformations de modèles

Transparents du cours

Logiciels

Toutes les manipulations se feront sous Eclipse. Les outils nécessaires sont disponibles dans un conteneur Docker. Ce conteneur vous sera également utile pour les cours :

Analyse statique (Soufflé)
Logique (Isabelle, Coq)
Sémantique des langages et des modèles (Isabelle, Why3)
Preuve (Isabelle, Coq, FramaC et Metacsl)

Le conteneur peut être lancé facilement à l'aide des scripts start-cs3asl.sh (sous MacOS ou Linux) et start-cs3asl.ps1 (pour PowerShell sous Windows), disponibles sur ce dépôt GitHub. Pensez quand-même à installer Docker avant...

Installation d'Eclipse

Pour ce cours, vous pouvez aussi installer Eclipse Modeling et éviter les pertes de performances dues à Docker. Je vous conseille de faire une installation d'Eclipse propre à ce cours afin de ne pas risquer de compromettre vos éventuels autres projets utilisant Eclipse. De même, créez un workspace propre à cette installation d'Eclipse.

Je fournis des scripts d'installation d'Eclipse pour Linux, MacOS et Windows sur la page https://wdi.centralesupelec.fr/pfo/EclipseDist.

Ces scripts installent Eclipse Modeling Tools (disponible sur la page des packages Eclipse) avec :

Acceleo
OCL Examples and Editors SDK
Toutes les entrées QVT operational
Xtext Complete SDK
C/C++ Development Tools et les plugins associés
Des plugins liés à XML/XSL et Javascript
Xtend IDE

Pour vérifier que votre installation d'Eclipse fonctionne, vous pouvez créer un projet :

Dans le menu "File", choisissez "New Project…"
Dans le dialogue qui s'affiche, sélectionnez "Ecore Modeling Project" dans le dossier "Eclipse Modeling Framework"
Après avoir cliqué sur "Next", donnez un nom au projet et cliquez sur "Next" en laissant tous les choix par défaut jusqu'à atteindre la dernière étape où vous cliquerez sur "Finish".
Vous devriez avoir alors un éditeur de modèles eCore avec une palette d'outils sur la droite.

Sur Mac

Si Eclipse refuse de se lancer, vous pouvez utiliser la commande suivante dans le Terminal pour rendre de nouveau l'application digne de confiance :

sudo codesign --force --deep --sign - /Applications/Eclipse-Modeling-2023-09.app

Il vous faut pour cela les droits d’administrateur. Le nom de l'application est éventuellement à adapter selon la version d'Eclipse que vous avez installée.

Cours sur machine

métamodèles, modèles et transformations de modèle.

Bureau d'étude

Le sujet du bureau d'étude (création d'un DSL)