A language-based approach for software engineering : A case study in pervasive computing systems development
Approche langage au développement logiciel : application au domaine des systèmes d'informatique ubiquitaire
Résumé
The sheer size and complexity of today's software systems pose challenges for both their programming and verification, making it critical to raise the level of abstraction of software development beyond the code. However, the use of high-level descriptions in the development process still remains rudimentary, improving and guiding this process marginally. This thesis proposes a new approach to making software development simpler and safer. This approach is based on the use of domain-specific languages and a tight coupling between a specification and architecture layer, and an implementation layer. It consists of describing functional and non-functional aspects of a software system at a high level of abstraction, using the specification and architecture layer. These high-level descriptions are then analyzed and used to customize the implementation layer, greatly facilitating the programming and verification of the software system. We have validated our approach in the domain of pervasive computing systems development. From a complete domain analysis, we have introduced two domain-specific languages, Pantaxou and Pantagruel, dedicated to the orchestration of networked smart devices.
Face à l'augmentation de la taille et de la complexité des systèmes logiciels, il convient de les décrire à un plus haut niveau d'abstraction (\ie au-delà du code) avant de concrètement les implémenter. Toutefois, l'utilisation de ces descriptions de haut niveau dans les processus de construction et de vérification des systèmes reste très rudimentaire, ne permettant pas de véritablement guider et faciliter le développement logiciel. Cette thèse propose une nouvelle approche pour rendre plus simple et plus sûr le développement de systèmes logiciels. Cette approche repose sur l'utilisation de langages dédiés et sur un couplage fort entre une couche de spécification et d'architecture et une couche d'implémentation. Elle consiste tout d'abord à décrire à un haut niveau d'abstraction différents aspects, à la fois fonctionnels et non fonctionnels, d'un système dans la couche de spécification et d'architecture. Ces descriptions sont ensuite analysées et utilisées pour personnaliser la couche d'implémentation, afin de faciliter la construction et la vérification du système logiciel. Nous illustrons notre approche dans le domaine de l'informatique ubiquitaire. À la suite d'une analyse complète du domaine, nous avons conçu deux langages dédiés à l'orchestration d'objets communicants, Pantaxou et Pantagruel.
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