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100 t e c h n o l o g i e 1 7 9 a v r i l 2 0 12 ans les pages « Décryptage » de la revue, nous vous avons présenté l’utilisation raisonnée de SysML (Systems Modeling Language) dans l’ana- lyse fonctionnelle d’un système existant. Ce langage, commun à tous les champs disciplinaires, est composé de diagrammes qui permettent d’aborder plus facilement les systèmes pluritechniques, que ce soit en phase de conception ou en phase d’analyse d’un existant. Il peut également décrire le cheminement de la matière, de l’énergie et de l’information (les trois domaines essen- tiels du référentiel des STI2D), ses diagrammes offrant la possibilité de représenter à la fois les composants et les flux de toute nature. Nous allons donc nous atta- cher ici à décoder le vocabulaire et la grammaire de cet outil d’aide à la modélisation. Les diagrammes SysML, le plus souvent, sont liés entre eux (interconnectés) et ont leur description propre. Ils peuvent remplacer la plupart des autres outils de description auparavant utilisés (Grafcet, Fast, SADT, etc). Voici, parmi les neuf types de diagrammes SysML, les six qui ont été retenus par le référentiel : diagramme des exigences (requirement diagram) diagramme des cas d’utilisation (use case diagram) diagramme de séquence (sequence diagram) diagramme d’état (state diagram) diagramme de définition de blocs (definition block diagram) diagramme de blocs internes (internal block diagram) Ils décrivent différents aspects : l Aspects comportementaux : – diagrammes fonctionnels (que doit faire le système ?) : diagramme des exigences diagramme des cas d’utilisation – diagrammes dynamiques (comment le système doit-il se comporter ?) : diagramme de séquence diagramme d’état (état et transitions) l Aspects structurels : – diagrammes statiques (comment le système est-il construit ?) : diagramme de définition de blocs diagramme de blocs internes SysML : les diagrammes DIDIER FAGNON, STÉPHANE GASTON [1] mots-clés lycée technologique, modélisation, outil & méthode L’outil SysML est un langage constitué de nombreux diagrammes. Nous vous proposons une ressource sous la forme de fiches-outils qui trouveront une bonne place dans vos aide-mémoire de TP. [1] Respectivement professeur agrégé de génie mécanique au lycée Chaptal de Paris (75008) et professeur de construction mécanique au lycée Denis-Papin de La Courneuve (93). Ouvrage de référence SysML par l’exemple Un langage de modélisation pour systèmes complexes Auteur : Pascal Roques Éditeur : Eyrolles Ce livre de 235 pages est exclusivement disponible en version PDF, payante, à télécharger sur le site de l’éditeur : http://izibook.eyrolles.com De la naissance du SysML aux exemples concrets, il consacre un chapitre entier à chacun des diagrammes. Il est très illustré et prend pour fil conducteur une étude de cas sur le radio-réveil. C’est l’ouvrage de référence en français. Indispensable. Association : relation d’égal à égal entre deux éléments A utilise B Est utilisé dans 2 diagrammes : cas d’utilisation, définition de blocs Dépendance : 2 items distincts mais dont l’un dépend de l’autre A dépend de B Est utilisé dans 3 diagrammes : exigences, cas d’utilisation, définition de blocs Agrégation : un élément est une composante facultative de l’autre A entre dans la composition de B sans être indispensable à son fonctionnement Est utilisé dans 2 diagrammes : exigences, définition de blocs Composition : un élément est une composante obligatoire de l’autre A entre dans la composition de B et lui est indispensable Est utilisé dans 2 diagrammes : exigences, définition de blocs Généralisation : dépendance de type « filiation » entre 2 items A est une sorte de B Est utilisé dans 2 diagrammes : cas d’utilisation, définition de blocs Conteneur : relation d’inclusion entre 2 items B contient A Est utilisé dans 3 diagrammes : exigences, cas d’utilisation, définition de blocs A B A B A B A B A B A B Les principales relations entre les blocs a v r i l 2 0 12 t e c h n o l o g i e 1 7 9 101 Dans les diagrammes, on trouve des boîtes et des relations entre ces boîtes. Ces relations peuvent être de natures différentes, elles s’expriment donc avec des symboles différents (voir la figure page précédente). Nous allons détailler les éléments graphiques rela- tifs à chaque diagramme pour en faciliter la lecture, sous forme de fiches-outils que vous pourrez utiliser ou fournir au fur et à mesure aux élèves. Ces fiches peuvent aussi constituer un document ressource dans un dossier de TP. Il n’est surtout pas question de les utiliser comme support de cours pour apprendre le lan- gage SysML. En revanche, elles permettent, au fur et à mesure que l’enseignant aborde dans ses pratiques l’analyse des trois points de vue (comportemental, structurel et fonctionnel), d’introduire les diagrammes adaptés aux besoins pédagogiques. n fiche-Outil 1 Diagramme des exigences En anglais : requirement diagram Notation SysML: req C’est un diagramme fonctionnel. Il décrit les exigences du cahier des charges fonctionnel. Une exigence exprime une capacité ou une contrainte à satisfaire par un système. Elle peut exprimer une fonction que devra réaliser le système ou une condition de performance technique, physique, de sécurité, de fiabilité, d’ergonomie, d’esthétisme… Identifiant unique Texte descriptif Ici décomposition d’une exigence composite en exigences unitaires Exigence du système Exigences unitaires Ajout de données quantitatives / précisions Note indiquant un problème à résoudre, non défini Le diagramme d’exigences permet tout au long d’un projet de relier les exigences avec d’autres types d’éléments SysML par plusieurs relations : exigence, élément comportemental (cas d’utilisation, diagramme d’état, etc.) : «refine» exigence, bloc d’architecture : «satisfy» exigence, cas de test : «verify» Un cas de test représente une méthode de vérification de la satisfaction d’une exigence. Il est représenté ci-contre : Note qui permet de justifier un certain choix Il est courant de définir d’autres propriétés pour les exigences, par exemple : priorité (haute, moyenne, basse) source (client, marketing, technique, législation, etc.) risque (haut, moyen, bas) statut (proposée, validée, implémentée, testée, livrée, etc.) méthode de vérification (analyse, démonstration, test, etc.) 102 t e c h n o l o g i e 1 7 9 a v r i l 2 0 12 fiche-Outil 2 Diagramme des cas d’utilisation En anglais : use case diagram Notation SysML: uc C’est un diagramme fonctionnel. Il montre les interactions fonctionnelles des acteurs et du système d’étude. Il délimite précisément le système, décrit ce que fera le système sans spécifier comment (et non ce que fera l’utilisateur). Il exprime les services (use cases) offert par le système aux utilisateurs (actors). Acteurs humains Acteurs non humains Les acteurs peuvent être reliés entre eux soit par une flèche bidirectionnelle (chaque acteur agit sur l’autre) soit par une flèche unidirectionnelle (un acteur agit sur l’autre) Signification des couleurs des acteurs utilisées par les logiciels : En bleu : échange, modifie de la matière En rouge : échange, modifie de l’énergie En vert : échange de l’information Cadre délimitant le système et contenant un ensemble de séquences d’actions. Elles peuvent aussi être liées entre elles Relations standardisées entre cas d’utilisation <<include>> : le cas d’utilisation de base « ne peut se faire sans » ou « impose que » <<extend>> : le cas d’utilisation de base « peut éventuellement se faire avec » Ci-dessus : Vérifier solde est une extension d’Effectuer un virement fiche-Outil 3 Diagramme de séquence En anglais : sequence diagram Notation SysML: sd C’est un diagramme dynamique. Il représente les échanges de messages entre les acteurs et le système ou entre des parties durant une séquence temporelle d’actions appelée scénario. Il permet de représenter la dynamique d’un use case ou la collaboration d’un ensemble d’objets internes au système. Il montre la séquence, représentation verticale chronologique, des messages passés entre blocs au sein d’une interaction. Nota : Il y a autant de diagrammes de séquence que de scénarios possibles. Lignes de vie Trait pointillé vertical surmonté d’un rectangle de description Message synchrone. Met en relation les différentes lignes de vie. La flèche possède une tête pleine. Ce sera une flèche ouverte pour un message asynchrone Un cas d’utilisation peut dépendre d’autres cas d’utilisation. Il s’appelle alors fragment. Chaque fragment possède un opérateur et peut être divisé en opérandes. Les principaux opérateurs sont : loop : boucle. Le fragment ou autre cas d’utilisation peut s’exécuter plusieurs fois, et la condition de garde (voir « Diagramme d’état ») explicite l’itération opt : optionnel. Le fragment ou autre cas d’utilisation ne s’exécute que si la condition fournie est vraie alt : fragments alternatifs. Seul le fragment possédant la condition vraie s’exécutera par : parallèle. Il est utilisé pour représenter des interactions ayant lieu en parallèle Retour Message réflexif Note qui précise la fonction a v r i l 2 0 12 t e c h n o l o g i e 1 7 9 103 fiche-Outil 4 Diagramme d’état En anglais : state diagram Notation SysML: stm C’est un diagramme dynamique. Il montre les différents états successifs et les transitions possibles des blocs dynamiques. Il représente la succession des états d’un système ou d’un sous-système. La dynamique des changements est uploads/s3/ sysml-toile-pdf.pdf