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Actuellement, les applications interactives sont utilisées dans de nombreux domaines (guichets automatiques, tours de contrôle, ...), par des publics très différents (enfants, experts, handicapés, ...) et par un nombre important d'utilisateurs (interfaces de téléphones portables, ...) ou au contraire très spécifiques (logiciels conçus spécifiquement pour une entreprise, ...). Elles sont de ce fait très diverses et impliquent la recherche de techniques de conception adaptées. Afin de s'adapter à cette diversité, des recherches sont menées pour adapter les avancés technologiques en développant de nouvelles techniques d'interaction, de nouveaux supports d'interaction... De par ce besoin en systèmes interactifs adaptés et la multiplicité des paramètres à prendre en compte (plateforme, interaction, utilisateur), la conception et le développement des applications interactives sont devenus très coûteux. Afin de réduire ces coûts, des recherches sont actuellement menées sur le processus de conception. Cette thèse s’inscrit dans ces travaux. L'un des axes étudiés pour réduire le coût de production des applications interactives est la détection des erreurs le plus en amont possible pendant le processus de conception. Nous proposons de faciliter la vérification et la validation de la dynamique des applications (plus spécifiquement dénommée dialogue) tout au long de la conception, en fonction des spécifications recueillies auprès des futurs utilisateurs, exprimées sous forme de modèles de tâches. Les modèles de dialogue et les modèles de tâches représentent deux points de vue différents et complémentaires pour une même application. Nous proposons une approche de vérification de cohérence entre ces deux modèles tout au long du cycle de vie de l'application. Pour cela, nous avons défini des règles de cohérence entre les modèles que nous vérifions formellement en utilisant une méta-modélisation des formalismes que nous avons choisis après évaluation de leur utilisation pour une conception centrée-utilisateur. Cette thèse fait appel à des connaissances dans les domaines de l'ergonomie, de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de l'Interaction Homme-Machine.
Humans interact with the world through perception, reason about what they see with their front part of their brains, and save what they experience in memory. They also, however, have limitations in their sight, hearing, working memory, and reasoning processes. Cognitively Informed Intelligent Interfaces: Systems Design and Development analyzes well-grounded findings and recent insights on human perception and cognitive abilities and how these findings can and should impact the development and design of applications through the use of intelligent interfaces. Many software and systems developers currently address these cognitive issues haphazardly, and this reference will bring together clear and concise information to inform and assist all professionals interested in intelligent interfaces from designers to end users.
Notre travail de recherche s'inscrit dans la problématique de la définition de modèles de données dans le cadre de la Gestion des données de Référence ou Master Data Management. En effet, l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) est un thème en pleine expansion aussi bien dans le monde académique que dans le monde industriel. Elle apporte un changement important dans la conception des applications en prenant en compte la pérennité des savoir-faire, des gains de productivité et en tirant profit des avantages des plateformes sans souffrir d'effets secondaires. L'architecture IDM se base sur la transformation de modèle pour aboutir à une solution technique sur une plateforme de notre choix à partir de modèles métier indépendants de toute plateforme. Dans cette thèse une démarche conceptuelle et expérimentale de l'approche IDM est appliquée à la définition de modèles de données pivot qui sont la base de la Gestion des Données de Référence ou Master Data Management (MDM). Ainsi utilisons nous UML (Unified Modeling Language), comme formalisme pour décrire les aspects indépendants de la plateforme (modèle métier), et nous proposons un métamodèle, sous la forme d’un profil UML, pour décrire les aspects dépendants de la plateforme MDM. Ensuite, nous présentons notre démarche pour passer d'un modèle métier vers un modèle de plateforme pour pouvoir générer le modèle pivot physique. Les apports de cette thèse sont : l'étude d’une approche IDM dans le contexte du MDM, la définition de transformations d’UML vers un modèle MDM (basé sur une structure XML Schema), d'autre part nous apportons un aspect inédit à l’IDM appliquée au MDM à savoir la définition d’une méthode de validation incrémentale de modèles permettant d’optimiser les phases de validation lors de la conception de modèles.
"Highlights of this book include: the MDA framework, including the Platform Independent Model (PIM) and Platform Special Model (PSM); OMG standards and the use of UML; MDA and Agile, Extreme Programming, and Rational Unified Process (RUP) development; how to apply MDA, including PIM-to-PSM and PSM-to-code transformations for Relational, Enterprise JavaBean (EJB), and Web models; transformations, including controlling and tuning, traceability, incremental consistency, and their implications; metamodeling; and relationships between different standards, including Meta Object Facility (MOF), UML, and Object Constraint Language (OCL)."--Jacket.
Bien que présentant de nombreux avantages, l'Ingénierie Dirigée par les Modèles manque d’une part de mécanismes pour spécifier les aspects non-fonctionnels (par ex. performance) des applications temps réel, et d’autre part de méthodologies pour intégrer des outils d’analyse non-fonctionnelle dans un processus global d'aide à la conception. En réponse à ces limitations, cette thèse propose trois extensions à UML (Unified Modeling Language): 1) une infrastructure générique pour spécifier précisément des propriétés non-fonctionnelles, 2) un profil spécialisé pour annoter des modèles de conception afin de permettre leur analyse d'ordonnançabilité, et 3) un ensemble de concepts génériques de haut-niveau pour composer des contextes d'analyse à partir de modules paramétrés. Des règles méthodologiques sont également proposées pour favoriser l’intégration de multiples techniques d'analyse afin d’évaluer des choix d’allocation et de configuration de ressources d’une manière globalement optimale.
L'essor de l'Internet et l'évolution des dispositifs communicants ont permis l'intégration du monde informatique et du monde réel, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux types d'applications, tels que les applications ubiquitaires et pervasives. Ces applications doivent s'exécuter dans des contextes hétérogènes, distribués et ouverts qui sont en constante évolution. Dans de tels contextes, la disponibilité des services et des dispositifs, les préférences et la localisation des utilisateurs peuvent varier à tout moment pendant l'exécution des applications. La variabilité des contextes d'exécution fait que l'exécution d'une application dépend, par exemple, des services disponibles ou des dispositifs accessibles à l'exécution. En conséquence, l'architecture d'une telle application ne peut pas être connue statiquement à la conception, au développement ou au déploiement, ce qui impose de redéfinir ce qu'est une application dynamique : comment la concevoir, la développer, l'exécuter et la gérer à l'exécution. Dans cette thèse, nous proposons une approche dirigée par les modèles pour la conception, le développement et l'exécution d'applications dynamiques. Pour cela, nous avons défini un modèle de composants à services permettant d'introduire des propriétés de dynamisme au sein d'un modèle de composants. Ce modèle permet de définir une application en intention, via un ensemble de propriétés, de contraintes et de préférences de composition. Une application est ainsi spécifiée de façon abstraite ce qui permet de contrôler la composition graduelle de l'application lors de son développement et de son exécution. Notre approche vise à effacer la frontière entre les activités effectuées avant et pendant l'exécution des applications. Pour ce faire, le même modèle et les mêmes mécanismes de composition sont utilisés de la conception jusqu'à l'exécution des applications. A l'exécution, le processus de composition considère, en plus, les services disponibles dans la plate-forme d'exécution permettant la composition opportuniste des applications ; ainsi que la variabilité du contexte d'exécution permettant l'adaptation dynamique des compositions. Nous avons mis en œuvre notre approche via un prototype nommé COMPASS, qui s'appuie sur les plates-formes CADSE pour la réalisation d'environnements logiciels de conception et de développement, et APAM pour la réalisation d'un environnement d'exécution d'applications à services dynamiques.
Les travaux présentés dans ce manuscrit proposent une approche formelle pour la validation d'applications interactives Java-Swing vis-à-vis d'une spécification décrite par un modèle de tâches CTT. L'objectif de cette approche est de valider une partie de l'utilisabilité du système en s'appuyant sur l'extraction d'un modèle formel décrivant le comportement dynamique de l'application (modèle de dialogue). Cette extraction est obtenue par analyse statique du code source Java-Swing de l'application. La validation du système consiste alors à démontrer formellement que les structures d'interaction encodées dans le programme s'inscrivent bien dans les scénarii d'usage représentés en compréhension par le modèle de tâches CTT. Cette étape de validation exploite d'une part le modèle formel extrait par analyse statique et d'autre part une formalisation du modèle de tâches. La démarche d'extraction et de validation est abordée suivant deux techniques formelles distinctes : la méthode B événementielle basée sur la démonstration de théorèmes (theorem-proving), et la méthode NuSMV basée sur la vérification exhaustive de modèles (model-checking). Une étude de cas permet d'illustrer tout au long du mémoire la démarche de validation proposée suivant ces deux techniques formelles.
Ce travail de recherche examine la possibilité d'intégration des principes de conception centrée utilisateurs dans un processus de conception de systèmes d'information interactifs (SII). L'approche de l'analyse de l'activité produit une description des stratégies d'utilisation de ce type de systèmes. Cette description doit servir de base afin de spécifier le système à développer. L'hypothèse avancée est que pour réussir leur intégration, les données d'une analyse des usages doivent être représentées dans un formalisme le plus proche possible du langage de développement. Afin de réaliser cette intégration nous avons mis au point la méthode RAMSES. RAMSES propose une méthodologie centrée utilisateur de conception de SII en cinq étapes: recueil des données, analyse des données recueillies, modélisation du système s'appuyant sur les flux d'information, spécification et évaluation des spécifications. Cette méthode a été appliquée à la conception d'un système d'information voyageurs multimodal (SIVM). En premier lieu, nous avons étudié le domaine d'application du système à concevoir: l'information multimodale des voyageurs de transports en commun confrontés à une perturbation du trafic. Nous avons construit et mis en œuvre la méthodologie de recueil et d'analyse des besoins des usagers dans différentes situations nominales et perturbées. Afin de modéliser les données recueillies, nous avons adopté un paradigme de représentation à base d'objets et de relations qui représentent les acteurs, les sites, les outils et leurs interactions. Nous avons construit un modèle générique des connaissances acquises lors de l'analyse des besoins des utilisateurs. Ce modèle a, par la suite, été transcrit dans le formalisme UML à des fins de spécification du système à concevoir. Dans la dernière partie, nous avons implémenté une application informatique basée sur ce modèle. Cette application est un outil d'aide à la conception visant à assister la validation des spécifications du système d'information interactif à concevoir.
CE TRAVAIL APPORTE UNE CONTRIBUTION A LA CONCEPTION D'APPLICATIONS TEMPS REEL DISTRIBUEES VALIDEES. LE BUT ESSENTIEL EST DE GARANTIR DES PROPRIETES AVANT L'IMPLANTATION, C'EST A DIRE DE TRAVAILLER SUR DES MODELES DE L'APPLICATION. PAR APPLICATIONS VALIDEES NOUS ENTENDONS VERIFICATION QUE L'APPLICATION RESPECTE CERTAINES PROPRIETES TEMPORELLES. CES PROPRIETES S'EXPRIMENT SUR DES ENTITES COMMUNICANTES ET SONT DEFINIES SUR DES EVENEMENTS DE MODELES DE COOPERATION PARTICULIERS : CLIENT(S)/SERVEUR(S) OU PRODUCTEUR(S)/CONSOMMATEUR(S). LE FORMALISME DE MODELISATION DE L'APPLICATION QUI A ETE CHOISI EST CELUI DES RESEAUX DE PETRI TEMPORELS. NOUS PROPOSONS DEUX TECHNIQUES DE VERIFICATION : VERIFICATION DIRECTE ET VERIFICATION PAR SURCHARGE. LA PREMIERE EXPLOITE UN GRAPHE D'ATTEIGNABILITE (LE GRAPHE DE CLASSES) OBTENU A PARTIR DU MODELE DE L'APPLICATION POUR EN EXTRAIRE CERTAINS CHEMINS DEPENDANTS DE LA PROPRIETE ET EN ANALYSANT CES CHEMINS. LA SECONDE, APRES AVOIR SURCHARGE LE MODELE DE L'APPLICATION D'ELEMENTS DEPENDANTS DE LA PROPRIETE, CONSISTE A OBSERVER LE FRANCHISSEMENT DE CERTAINES TRANSITIONS PARTICULIERES SUR LE GRAPHE D'ATTEIGNABILITE. TRAVAILLER SUR DES MODELES SUPPOSE QUE L'ON DISPOSE DE TELS MODELES. POUR CONSTRUIRE CES MODELES, NOUS PROPOSONS UNE STRUCTURATION HIERARCHIQUE DE L'APPLICATION EN NIVEAUX DE SERVICE PERMETTANT DE METTRE EN EVIDENCE LES MODELES DE COOPERATION ET LA NOTION DE SUPPORT DE COMMUNICATION (QUI EST LE NIVEAU DE DESCRIPTION QUE L'ON NE DESIRE PLUS RAFFINER). CES MODELES ET CE SUPPORT SONT REPRESENTES ET LIES ENTRE EUX PAR DES INTERACTIONS EN UTILISANT UNE APPROCHE MODULAIRE. NOUS PRESENTONS FINALEMENT LES ELEMENTS PERMETTANT DE CONSTRUIRE COMPLETEMENT LE MODELE DE L'APPLICATION : MODULES ET INTERACTIONS, METHODE SUPPORT POUR LEUR INTEGRATION, QUANTIFICATION AU SENS TEMPOREL DU MODELE.
This book covers methods for user interface design and evaluation. It shows how the systematic use of task models can make the design and development of interactive software applications easier and more effective, and how it can lead to improved usability. Useful examples of how to apply the methods will be of interest to application developers. A website containing additional exercises and pointers to relevant freeware will also be available.