La conception de systèmes enfouis: un véritable défi
Les ordinateurs personnels sont certainement les objets les plus représentatifs de la révolution des microprocesseurs, mais cette dernière concerne également bien d'autres dispositifs (téléphones portables, stimulateurs cardiaques, systèmes personnels d'automatisation et même certains appareils). Le fonctionnement de ces dispositifs en temps réel et enfouis repose sur des logiciels. Et pourtant, les logiciels relatifs aux appareils en temps réel et enfouis peuvent se révéler particulièrement complexes. Ils doivent interagir avec le monde réel, qui est par nature bruyant et imprévisible. En outre, ils doivent s'y plier de manière fiable et sous des contraintes extrêmement strictes, particulièrement dans le cas de systèmes essentiels à la vie. Fondé sur cette expérience, un consensus a émergé selon lequel l'UML, utilisé pour le développement de systèmes critiques, est utile mais ne permet pas de répondre à certains problèmes. Heureusement, et contrairement à ce que l'on pourrait penser, le projet OMEGA a constaté que l'UML disposait de toutes les conditions exigées pour répondre à des questions soulevant une grande inquiétude auprès des utilisateurs. L'acronyme UML signifie «langage de modélisation unifié». Ce langage de modélisation de troisième génération représente un effort conséquent d'un grand nombre de méthodologistes visant à développer un moyen commun de décrire de systèmes complexes. Aussi n'était-il pas nécessaire d'ajouter de nouveaux concepts de modélisation à l'UML. Les travaux des partenaires du projet OMEGA portaient sur la définition d'une manière standard d'utiliser le potentiel d'extensibilité. Tout d'abord, ils ont sélectionné un sous-langage suffisamment expressif qui permet de capturer les caractéristiques des systèmes sensibles au facteur temps tels que les boîtes de temporisation et les algorithmes de programmation. De petites extensions ont ensuite été proposées pour les notations UML et la sémantique officielle spécifiée. Il s'agissait de la première étape vers la construction d'une compréhension commune de la sémantique à l'origine de la modélisation de systèmes en temps réel. Les partenaires du projet de la Université Radboud sont allés plus loin. Ils ont développé une méthodologie et une série d'outils pour vérifier que les diverses propriétés pouvaient être intégrées à leurs modèles UML. Des méthodes de test et de validation pourront renforcer la confiance dans le système développé et aider à trouver ses défauts, mais ne peuvent garantir sa justesse. Une approche plus formelle de vérification a donc été adoptée et permet aux développeurs de dériver des preuves mathématiques de la justesse à l'aide du «système de vérification du prototype» (PVS, de l'anglais Prototype verification system), un appareil de vérification des théorèmes puissant. Pendant le projet OMEGA, la nouvelle méthodologie de vérification a été testée sur deux exemples, le crible d'Ératosthène, une méthode de sélection des nombres premiers, et un modèle du système MARS («Medium altitude reconnaissance system»). Le système MARS sert à contrôler le mouvement d'une caméra sur un avion afin de neutraliser la dégradation de la qualité de l'image causée par le mouvement en avant. En améliorant la qualité du logiciel et en réduisant les coûts de la phase de validation, les fruits du projet OMEGA promettent de renforcer l'efficacité de l'industrie européenne des logiciels.
