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SPECIFICATION ET CONCEPTION SYSTEMES UNE METHODOLOGIE : M C S E Ouvrage publié

SPECIFICATION ET CONCEPTION SYSTEMES UNE METHODOLOGIE : M C S E Ouvrage publié par Masson en 1990 JEAN PAUL CALVEZ DES Polytech’Nantes Rue Christian Pauc BP 50609 44306 NANTES Cedex 03 actuellement épuisé jean-paul.calvez@polytech.univ-nantes.fr NOTA L’auteur a écrit un second ouvrage dans la même collection intitulé : "Spécification et conception des systèmes. Des études de cas". 270 p. Cet ouvrage est un recueil de 13 problèmes avec pour chacun une description complète de la solution. Il est voulu didactique. Ainsi le concepteur peut plus facilement apprendre, comprendre et assimiler MCSE par des exemples, et ceci en concevant le système qu’il désire par analogie avec un des problèmes proposés. Ce livre est un complément indispensable au présent ouvrage. Le présent ouvrage est aussi publié en version anglaise sous le titre " Embedded Real- Time Systems. A Specification and Design Methodology". 630 p. John WILEY and Sons limited, 1992. Cet ouvrage a été élaboré dans le cadre du contrat COMETT 89R/88/3/1724/C-1 "outils de formation industrielle à la conception de systèmes électroniques". L’auteur remercie toutes les personnes ayant participé à ce contrat, notamment: - Y. THOMAS Directeur de l’IRESTE de NANTES, - B. REMAUD Professeur IRESTE NANTES, - R. MARTINS Professeur Faculté des Sciences & Technologies UNIVERSIDAD NOVA, LISBONNE, - G. OJEA Professeur ETSII Université d’OVIEDO, - M. BETHENOD Directeur MATRA MHS NANTES, - F. CARSTEN Ingénieur Société ERNITEC, COPENHAGUE, - P. GOLBERG Directeur financier Société SFERE, PARIS, - D.M. NUNES Ingénieur Société EID, LISBONNE, - M. GARCIA NORIEGA Directeur Société SRI, OVIEDO, - M.F. SANCHEZ-REFUSTA Directeur FICYT, OVIEDO, M.C.S.E i TABLE DES MATIERES AVANT-PROPOS 1 Partie 1 : PRESENTATION DE LA METHODOLOGIE Ch 1 - INTRODUCTION 1.1. LES OBJECTIFS POUR UN DEVELOPPEMENT 6 1.2. LES DIFFICULTES DU METIER DE CONCEPTEUR 6 1.3. INTERETS D’ UNE METHODOLOGIE 8 1.4. GENESE DE LA METHODOLOGIE MCSE 9 1.5. OBJECTIF DE CE DOCUMENT 10 Ch 2 - CARACTERISTIQUES DES SYSTEMES 2.1. EVOLUTION DES TECHNIQUES ET DES MOYENS DE REALISATION 13 2.2. LE DOMAINE DE L’ INFORMATIQUE INDUSTRIELLE 14 2.3. LES SYSTEMES DEDIES 16 2.4. LES SYSTEMES TEMPS-REEL 16 2.5. QUALITES D’ UN SYSTEME 18 2.6. CATEGORIES DE SYSTEMES 18 Ch 3 - CYCLE DE DEVELOPPEMENT D’UN SYSTEME 3.1. CONTEXTE D’ UN DEVELOPPEMENT 22 3.2. LES PHASES D’ UN DEVELOPPEMENT 24 3.3. MODELES DE CYCLE DE VIE 26 3.3.1. Le Modèle "Waterfall" 26 3.3.2. Le cycle en V 27 3.3.3. Le Modèle "Spirale" 28 3.3.4. Le modèle "Contractuel" 29 3.4. QUELQUES CONSTATATIONS 30 3.4.1. Recouvrement des phases 30 3.4.2. Coût de correction des erreurs 31 3.4.3. Facteurs de Productivité 31 3.4.4. Répartition de l'effort 32 SPECIFICATION ET CONCEPTION DES SYSTEMES ii M.C.S.E 3.5. DEVELOPPEMENT POUR UN SYSTEME ELECTRONIQUE 33 3.6. DOMAINE DE MCSE 35 Ch 4 - BASES POUR UNE METHODOLOGIE 4.1. TERMINOLOGIE 37 4.1.1. Problème: définition, résolution 37 4.1.2. Modèle et modélisation 38 4.1.3. Méthode et méthodologie 38 4.2. CARACTERISATION DU TRAVAIL DE CONCEPTION 38 4.2.1. La Conception: une activité humaine 38 4.2.2. Le processus de conception 40 4.2.3. Raffinement et abstraction 41 4.3. CARACTERISTIQUES D’UNE METHODOLOGIE 42 4.3.1. Modèle de description 42 4.3.2. Méthode et technique pour chaque étape 43 4.3.3. Modèles de solutions 43 Ch 5 - PRESENTATION DE MCSE 5.1. DEVELOPPEMENT DE LA METHODOLOGIE 45 5.2. LE MODELE DE DESCRIPTION 47 5.2.1. Le Modèle fonctionnel 49 5.2.2. Le modèle comportemental 50 5.2.3. Le modèle exécutif 51 5.2.4. Intérêt de cette modélisation 52 5.3. LA DEMARCHE 53 5.3.1. Elaboration des spécifications 54 5.3.2. Conception fonctionnelle 55 5.3.3. Définition de la réalisation 55 5.3.4. Réalisation 56 5.4. CARACTERISTIQUES DE MCSE 56 Ch 6 - UN EXEMPLE D’ILLUSTRATION 6.1. CAHIER DES CHARGES 62 6.1.1. Contrôle du régime de croisière 62 6.1.2. Suivi de la vitesse moyenne 63 6.1.3. Suivi de la consommation de carburant 63 6.1.4. Maintenance 63 6.1.5. Caractéristiques complémentaires 63 6.2. SPECIFICATIONS 64 6.2.1. Modélisation de l'environnement 64 6.2.2. Spécifications fonctionnelles 66 6.2.3. Spécifications opératoires et technologiques 69 6.3. CONCEPTION FONCTIONNELLE 71 6.3.1. Délimitation du système 71 6.3.2. Première structure fonctionnelle 72 6.3.3. Raffinement 74 6.3.4. Comportement de contrôle vitesse 75 6.3.5. Comportement de supervision 77 6.3.6. Comportement de maintenance 78 6.3.7. Comportement de génération_temps 79 6.4. DEFINITION DE LA REALISATION 80 6.4.1. Introduction des interfaces 80 6.4.2. Analyse des contraintes de temps 84 UNE METHODOLOGIE M.C.S.E iii 6.4.3. Répartition matériel/logiciel 85 6.4.4. Spécification de l'implantation logicielle 85 6.4.5. Spécification de la réalisation matérielle 87 6.5. CONCLUSIONS : QUELQUES REMARQUES 88 BIBLIOGRAPHIE 1 89 Partie 2 : MODELES ET METHODOLOGIES Ch 7 - PANORAMA DES METHODOLOGIES 7.1. CLASSIFICATION DES METHODOLOGIES ET HISTORIQUE 96 7.2. SADT 98 7.2.1. Le modèle 98 7.2.2. La méthode 100 7.3. STRUCTURED ANALYSIS 101 7.3.1. Le modèle 101 7.3.2. La méthode 102 7.4. STRUCTURED DESIGN 103 7.4.1. Le modèle 104 7.4.2. La méthode 104 7.4.3. Remarques 106 7.5. METHODOLOGIE DE JACKSON (JSD) 106 7.5.1. Les modèles 107 7.5.2. La démarche 109 7.5.3. Remarques 112 7.6. SREM 113 7.6.1. Le modèle 113 7.6.2. La méthode SREM pour la spécification 114 7.6.3. La méthode SYSREM pour la conception 115 7.6.4. Remarques 116 7.7. METHODOLOGIE DE WARD ET MELLOR (SDRTS OU RTSA) 117 7.7.1. Le modèle 117 7.7.2. La démarche 118 7.8. METHODOLOGIE de HATLEY et PIRBHAI 121 7.8.1. Le modèle 121 7.8.2. La démarche 123 7.9. METHODOLOGIE DE LAVI ET HAREL (STATEMATE COMME OUTIL) 124 7.9.1. Le modèle ECS (Embedded Computer Systems) 124 7.9.2. La démarche 126 7.9.3. Remarques 127 7.10. DARTS (DESIGN APPROACH FOR REAL-TIME SYSTEMS) 127 7.10.1. Le modèle pour DARTS 127 7.10.2. La démarche 127 7.11. CONCEPTION ORIENTEE OBJET (O.O.D) 128 7.11.1. Le modèle objet 129 7.11.2. Démarche pour la conception 130 7.12. SYSTEM DESIGN WITH MACHINE CHARTS 133 7.12.1. Le modèle 133 7.12.2. La méthode 134 7.12.3. Remarques 135 SPECIFICATION ET CONCEPTION DES SYSTEMES iv M.C.S.E 7.13. METHODOLOGIE DE NIELSEN ET SHUMATE 137 7.13.1. Modèles 137 7.13.2. Démarche 138 7.13.3. Remarques 138 7.14. BILAN 139 Ch 8 - PANORAMA DES MODELES 8.1. BASES POUR L’ANALYSE DES MODELES 142 8.1.1. Qualités des modèles 142 8.1.2. Classification des modèles 142 8.1.3. Modèles analytiques 143 8.1.4. Modèles conceptuels 143 8.2. OBJECTIFS DES MODELES POUR LES SYSTEMES 145 8.2.1. Modélisation pour les spécifications 145 8.2.2. Modélisation en conception 147 8.3. PANORAMA DES MODELES 148 8.3.1. Modèle pour les activités 148 8.3.2. Modèles pour les données 148 8.3.3. Modèles pour les fonctions 149 8.3.4. Modèles pour le comportement 151 8.4. CONCLUSION: LES MODELES DE MCSE 155 BIBLIOGRAPHIE 2 159 Partie 3 : SPECIFICATION D’UN SYSTEME Ch 9 - LE CAHIER DES CHARGES 9.1. LE DEMANDEUR : SOURCE DU BESOIN 168 9.2. LE CONCEPTEUR: EXPERT DU DOMAINE DE REALISATION 168 9.3. LE CAHIER DES CHARGES: EXPRESSION DU BESOIN 168 9.4. SOUHAIT DU DEMANDEUR 169 9.5. BUT ET IMPLICATION DU CAHIER DES CHARGES 169 9.6. CONTENU ET GUIDE POUR LE CAHIER DES CHARGES 170 9.7. REPONSE A UN CAHIER DES CHARGES 172 9.8. EXEMPLES DE PROBLEMES 172 9.8.1. Système de contrôle en vitessse d'un centrifugeur 173 9.8.2. Automatisation par chariot filoguidé 174 9.9. RESUME 176 Ch 10 - OBJECTIF D’UNE SPECIFICATION 10.1. ROLE D'UNE SPECIFICATION 178 10.1.1. Distance entre client et concepteur 178 10.1.2. Diversité des partenaires côté client 178 10.1.3. Importance d'une vérification 179 10.1.4. Une spécification comme document formel vérifiable 180 10.2. NATURE D'UNE SPECIFICATION 182 10.3. CARACTERISTIQUES D'UNE SPECIFICATION 182 10.4. GRANDES LIGNES DU CONTENU D'UNE SPECIFICATION 184 10.5. DIFFICULTES DU TRAVAIL DE SPECIFICATION 185 10.6. COMPETENCES POUR SPECIFIER 185 10.7. RESUME 186 UNE METHODOLOGIE M.C.S.E v Ch 11 - BASES POUR LA MODELISATION 11.1. QUE FAUT-IL CARACTERISER? 188 11.2. NATURE DE LA CARACTERISATION : MODELISATION 190 11.3. CARACTERISATION D’ UNE ENTITE 190 11.3.1. Nature d'une entité 190 11.3.2. Nature des éléments caractéristiques 191 11.3.3. Dépendance entre éléments caractéristiques 192 11.3.4. Nature des entrées et des sorties 193 11.4. TROIS VUES POUR LA DESCRIPTION D’UNE ENTITE 193 11.5. MODELISATION PAR LES DONNEES/INFORMATIONS 194 11.5.1. Modélisation selon 2 niveaux 195 11.5.2. Modèle pour la description des entités donnée 196 11.5.3. Modèle pour la description des relations 198 11.5.4. Modélisation par les données 199 11.6. MODELISATION PAR LE COMPORTEMENT 200 11.6.1. Les différents modèles à états discrets 201 11.6.2. Modélisation par les états 203 11.6.3. Modélisation stimuli/réponse 204 11.6.4. Règles préconisées pour le modèle de comportement à états discrets 205 11.7. MODELISATION PAR LES ACTIVITES 207 11.8. GUIDE POUR LA MODELISATION 211 11.9. RESUME 213 Ch 12 - DEMARCHE POUR LA SPECIFICATION 12.1. LES CONSTITUANTS D'UNE SPECIFICATION 216 12.2. PRESENTATION DE LA DEMARCHE 217 12.3. ANALYSE ET MODELISATION DE L'ENVIRONNEMENT 219 12.3.1. Modélisation de chaque entité 219 12.3.2. Description fonctionnelle de l'environnement 222 12.4. DELIMITATION DES ENTREES ET SORTIES DU SYSTEME 223 12.5. EXEMPLE : CONTROLE EN VITESSE D’UN CENTRIFUGEUR 224 12.6. SPECIFICATIONS FONCTIONNELLES 226 12.6.1. Nature des spécifications fonctionnelles 226 12.6.2. Approches pour élaborer une spécification fonctionnelle 227 12.6.3. Méthode pour élaborer les spécifications fonctionnelles 232 12.6.4. Exemples 234 12.7. SPECIFICATIONS OPERATOIRES 235 12.8. SPECIFICATIONS TECHNOLOGIQUES 236 12.9. PROCEDURES D’INSTALLATION ET D’EXPLOITATION 239 12.10. EXEMPLE 2: AUTOMATISATION PAR CHARIOT FILOGUIDE 239 12.10.1. Modélisation de l'environnement 240 12.10.2. Spécifications du système 241 12.11. VERIFICATION, VALIDATION DES SPECIFICATIONS 244 12.11.1. Les participants 244 12.11.2. Planification uploads/Ingenierie_Lourd/ methodologie-mcse2.pdf