Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14.

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1 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Laurent PEROCHON INRA Centre de Clermont-Ferrand / Theix Unité de Recherche sur les Herbivores 63122 Saint Genès Champanelle laurent.perochon@clermont.inra.fr Unified Modeling Langage (UML) Concepts et Modèles

2 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction Vue densemble Que doit faire mon logiciel ? La structure du logiciel (vue métier) La dynamique interne au logiciel (vue métier) Conclusion Unified Modeling Langage (UML) Concepts et Modèles

3 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction LInformaticien, le biologiste et lordinateur Biologiste Informaticien Utilisation Programmation

4 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction LInformaticien, le biologiste et lordinateur Biologiste Informaticien Programmation Nouveau logiciel Transformation Apprendre Méthodes / Outils / Langage

5 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction LInformaticien, le biologiste et lordinateur Biologiste Informaticien Programmation Nouveau logiciel Communiquer Apprendre à communiquer

6 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction LInformaticien, le biologiste et lordinateur Apprendre à communiquer Quel formalisme ?

7 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 (Y. Xiao et al. 2006) Introduction infection par la salmonelle dans un troupeau Exemples en modélisation

8 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 facteurs impliqués dans les performances de la lactation chez la vache laitière (J. Bryant et al. 2005) Introduction Exemples en modélisation

9 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 (M.J. Schelhaas et al. 2007) Introduction dommages engendrés par le vent Tree positions Tree heights Wind speed Tree characteristics Tree diameter Contact with other trees Upwind gap size (gapfactor) Shelter (gustfactor) Turning moment at stem base Anchorage strength stem length Damage to small trees Uprooting Stem breakage Additional loading Trees to remove Exemples en modélisation

10 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Événements cellulaires possibles induit par le signal Introduction (T.V. Karpinets et al. 2007) Cell with arrested growth because of DNA damage ( c) Senescent cell with the arrested growth because of telomere shortening (b) Cell with the damaged DNA (a) Normal cell Proliferative signals 1)Normal division MUTATOR RESPONSE 4) Abrogation of cell-cycle arrest and initiation of error-prone division with the emergence of mutant cells REGULAR RESPONSE TO DNA DAMAGE 2) Normal division after DNA repair 3) Apoptosis Reparable damage Irreparable damage Superposition of irreparable damage and survival signal Superposition of replicative senescence and survival signal Exemples en modélisation

11 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction Exemples en modélisation Formes diverses Risque dincompréhension important Outils logiciels très limités Un seul formalisme ?

12 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction Formaliser (J. Learmount et al. 2006) Modèles à Compartiments (flux entre compartiments) Unified Modeling Langage (UML) Communiquer avec un informaticien Langage de linformaticien

13 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction Vue densemble Que doit faire mon logiciel ? La structure du logiciel (vue métier) La dynamique interne au logiciel (vue métier) Conclusion Unified Modeling Langage (UML) Concepts et Modèles

14 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Object Management Group (OMG) Regroupe les principaux acteurs en informatique utilisant lapproche objet Unified Modeling Langage (UML) UML 1 (1997) UML 2 (2005) Vue densemble UML XML MOF CORBA …

15 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 DiagrammesEntitésRelations Vue densemble UML

16 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Classe - âge - dors() Personne Cas d utilisation Paquetage Biologique Gestant État / Activités Émission CO 2 Vue densemble Entités Acteur Eleveur

17 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Dépendance Association Généralisation/ Spécialisation Agrégation Alimente > Vue densemble Relations (entre entités)

18 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Vue densemble Diagrammes Classes Cas dutilisation Séquences Paquetages Etats-Transitions Activités Représentation graphique du logiciel

19 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction Vue densemble Que doit faire mon logiciel ? La structure du logiciel (vue métier) La dynamique interne au logiciel (vue métier) Conclusion Unified Modeling Langage (UML) Concepts et Modèles

20 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Cest la question primordiale !

21 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Quels types dutilisateurs ? Chacun de ces types dutilisateurs va avoir des besoins spécifiques / des utilisations du logiciel différentes Découpage par fonctions, responsabilités, domaines dexpertise, par équipes … Exemple : Logiciel Achat : secrétaire, responsable contrat achat, service informatique Simulateur PARIS : informaticien, expert comportement social, expert ingestion, expert végétation, stagiaires Un type dutilisateur UML Un acteur Nom de lacteur

22 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Que veut faire chaque acteur ? Il sagit ici de définir les fonctionnalités du logiciel pour chacun des acteurs Exemple : Logiciel Achat : consulter un prix, passer commande, ajouter un nouveau compte utilisateur, inscrire un nouveau fournisseur Simulateur PARIS : caractériser les animaux et la végétation initiales, sélectionner les sorties désirées, lancer une simulation Une fonctionnalité UML Un cas dutilisation Nom du cas dutilisation

23 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Le diagramme des cas dutilisation Diagramme = acteurs + cas dutilisation Cas dutilisation 1 Cas dutilisation 7 Cas dutilisation 6 Cas dutilisation 5 Cas dutilisation 4 Cas dutilisation 3 Cas dutilisation 2 logiciel Acteur 4 Acteur 2 Acteur 3 Acteur 1

24 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Le diagramme des cas dutilisation Exemple : logiciel achat Consulter Un prix Passer une commande Inscrire un Nouveau fournisseur Ajouter un nouveau compte utilisateur Logiciel achat Responsable contrat achat Service informatique Secrétaire

25 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Détailler chaque cas dutilisation Il sagit ici de décrire les séquences dinteraction entre lacteur et le logiciel pour réaliser le cas dutilisation Passer une commande Exemple : logiciel achat SecrétaireLogiciel 1- saisir code article Contrôle code correct et renvoi libelle 2- saisie quantitéenregistre 3- saisie code équipe Contrôle code correct 4- valide commande

26 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Détailler chaque cas dutilisation Passer une commande Exemple : logiciel achat Logiciel Envoie code article contrôle Envoie libellé Envoie code équipe contrôle ok Valide commande Passer la commande Le diagramme des séquences Secrétaire

27 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Détailler chaque cas dutilisation Exemple : logiciel achat Logiciel Envoie code article contrôle Envoie libellé Envoie code équipe contrôle ok Valide commande Passer la commande Secrétaire Informaticien Comment ?

28 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Que doit faire mon logiciel ? Fin de lhistoire ? … pas vraiment Technique Métier Interface graphique Sauvegarde … Comment expliquer mon système à linformaticien?

29 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 … pas vraiment Métier Que doit faire mon logiciel ? Fin de lhistoire ? Filtre objectifs du logiciel Modèle UML

30 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Le système Le diagramme des cas dutilisation (Cas dutilisation = Le système vu de lextérieur) Eleveur Vendre du lait Vétérinaire Soigner les vaches

31 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Le système Comment le système réalise til le cas dutilisation ? Quelles parties du système interviennent pour réaliser le cas dutilisation ? Décrire la structure du système (statique) Comment font ces parties pour réaliser le cas dutilisation ? Décrire la dynamique du système

32 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction Vue densemble Que doit faire mon logiciel ? La structure du logiciel (vue métier) La dynamique interne au logiciel (vue métier) Conclusion Unified Modeling Langage (UML) Concepts et Modèles

33 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La structure du système Système Sous Système 1 Les dépendances entre systèmes > système entier Paquetage > sous-système 1 > sous-système 3 > sous-système 2 Dépendance : le sous-système 1 dépend du sous-système 2 Sous Système 2 Sous Système 3

34 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La structure du système > Fermier Parcelle Troupeau > Bovins allaitants système >

35 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La structure du système Entité de base du système : lobjet Système Objet 5 Objet 3 Objet 4 Objet 7 Objet 6 Objet 2 Objet 1 Un objet est unique, il a des caractéristiques et un comportement

36 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La structure du système Modéliser les objets Forêt renard 1 Champignon 1 Renard 2 Champignon 2 Arbre 3 Arbre 2 arbre 1 Ils ont des points communs : type de caractéristiques et de fonctions communes renard 1 : mâle, 7 ans, 1,15 m; croissance, reproduction renard 2 : femelle, 6 ans; 1,02 m ; croissance, reproduction ….

37 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La structure du système Modéliser les objets : la classe Objet 4 Objet 2 Objet 1 Nom de la classe Caractéristiques (variables) fonctions Renard - Sexe - Âge - Taille - Croissance - Reproduction Renard Forme détaillée Forme simplifiée renard 1 : mâle, 7 ans, 1,15 m; croissance, reproduction renard 2 : femelle, 6 ans; 1,02 m ; croissance, reproduction ….

38 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Classe A Nom association> Classe B La structure du système Les relations entre classes : les associations Classe A Classe B Rôle A Rôle B

39 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Lapin mange> Salade La structure du système Les associations Risque engendre> Accident

40 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 G é n é ralisation / Sp é cialisation La structure du système Les associations particulières Classe plus générale Classe plus spécialisée

41 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Agr é gation / composition La structure du système Les associations particulières agrégatpartiecompositionpartie (Drouet et al., 2007) Les parties dune plante

42 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 (Force et al., 2002) La structure du système Exemple complet Les mammites chez la vache laitière

43 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Introduction Vue densemble Que doit faire mon logiciel ? La structure du logiciel (vue métier) La dynamique interne au logiciel (vue métier) Conclusion Unified Modeling Langage (UML) Concepts et Modèles

44 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La dynamique interne du système inter objetsintra objet

45 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Séquences déchanges (Temps) Diagramme de séquence La dynamique interne du système Inter objets On ne montre pas la dynamique complète du système, mais on détaille par sous-fonction / scénario

46 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 (Webb et al. 2005) La dynamique interne du système Diagramme de séquence Echange entre objets actifs (AO) et petites molécules SM AO /extraCellula Solution /cellBilayer/cytosol/enzyme 1/enzyme n/mitochondrial OuterBilayer … SubstrateRequ SubstrateReq SubstrateRequ SubstrateLev SubstrateLevel

47 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La dynamique interne du système Boucle, alternative … sd nom objet1 : classe3objet2 : classe6objet5 : classe3 Message 1 Message 4 Message 5 Message 6 loop min, max Message 7 Message 8 Message 9 alt [condition 1] [condition 2]

48 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La dynamique interne du système intra objet Changement détats Diagramme Détats-transitions Ce que fait lobjet Diagramme d activités

49 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La dynamique interne du système Diagramme détats-transitions Les stades du papillon chenillechrysalidepapillon Etat initial Etat final Transition Etat Quels sont les états ? Quelles sont les transitions entre états ?

50 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 (Webb 2005) Initialize Waiting Active timeCourse Substrate level La dynamique interne du système Diagramme détats-transitions Le comportement de lenzyme

51 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 La dynamique interne du système Diagramme dactivités activité Activité : enchaînement plus ou moins complexes dactions Activité 1 Activité 2 Activité 3 Lactivité 3 ne commencera que lorsque les activités 1 et 2 seront finies Alternative

52 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Déplacement vers le point deau Boire Repos Déplacement vers aire de couchage Repos Percevoir végétation Choix de la végétation Déplacement vers la végétation choisie Ingestion Mémorisation spatialisée de la végétation ingérée [manger et la végétation est satisfaisante ] [boire ] [repos court ] [ repos long ] Essayer devenir leader [ Végétation insatisfaisante ] [ pas leader ] [ Devient leader ] Choix dun site mémoriel de végétation Déplacement vers le site [ Distance au troupeau, aux voisins ou à un leader insatisfaisantes ] Déplacement [ Distances correctes ] Choix activité Animal seul [ Fin action ] La dynamique interne du système Diagramme dactivités Les activités du ruminant au pâturage (Pérochon et al. 2001)

53 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Conclusion / discussion Aide à la modélisation : trouver les classes, les association, décrire les états … Aide à la communication : entre experts biologistes, entre biologistes et informaticiens, dans un article, un colloque … Aide à la programmation : la structure et les spécifications du programme sont faites.

54 Laurent Pérochon, formation "Quelle démarche pour mener un projet de logiciel en interaction avec des informaticiens", Meudon la forêt, Forest Hill, 14 au 16 mai 2008 Références bibliographiques J. Bryant, N. López-Villalobos, C. Holmes, J. Pryce. Simulation modelling of dairy cattle performance based on knowledge of genotype, environment and genotype by environment interactions:current status. Agricultural Systems. V. 86, pp. 121–143.2005. J.L. Drouet, L. Pagès. GRAAL-CN: A model of GRowth, Architecture and Allocation for Carbon and Nitrogen dynamics within whole plants formalised at the organ level. Ecological Modelling. V. 206, pp. 231–249. 2007. C. Force, L. Perochon, D.R.C. Hill. Design of a multimodel of a dairy cows herd attacked by mastitis. Simulation Modelling Practice and Theory. V. 10, pp. 543–554. 2002. T. V. Karpinets, B. D. Foy. Model of the developing tumorigenic phenotype in mammalian cells and the roles of sustained stress and replicative senescence. Journal of Theoretical Biology. V. 227, pp. 253–264. 2004. J. Learmount, M.A. Taylor, G. Smith, C. Morgan. A computer model to simulate control of parasitic gastroenteritis in sheep on UK farms. Veterinary Parasitology. V. 142, pp. 312–329. 2006. N. El Saadi, A. Bah. An individual-based model for studying the aggregation behavior in phytoplankton. Ecological Modelling. V. 204, pp. 193–212. 2007. M.J. Schelhaasa, K. Kramera, H. Peltola, D.C. van der Werf, S.M.J. Wijdevena. Introducing tree interactions in wind damage simulation. Ecological Modelling. V. 207, pp. 197–209. 2007. L. Pérochon, P. Carrère, R. Baumont, B. Dumont, C. Mazel, C. Force, D.R.C. Hill, P. DHour, F. Louault, S. Prache, J.F. Soussana, M. Petit. Design of a spatial multi-agent model of a perennial grassland ecosystem grazed by a herd of ruminants. ESS01. 13th european simulation symposium. Simulation in industry. SCS, pp. 509-513. 2001. K. Webb, T. White. UML as a cell and biochemistry modeling language. BioSystems. V. 80, pp.283–302. 2005. Y. Xiao, D. Clancy, N.P. French, R.G. Bowers. A semi-stochastic model for Salmonella infection in a multi-group herd. Mathematical. Biosciences. V. 200, pp. 214–233. 2006. Biologie UML L. Debrauwer et F. V. der Heyde. UML2. Initiation, exemples et exercices corrigés. Ed. ENI. Coll. Informatique Technique. 274 p. 2005 M. Roux-Rouquié, N. Caritey, L. Gaubert et C. Rosenthal-Sabroux. Using the Unified Modelling Language (UML) to guide the systemic description of biological processes and systems. 2004. BioSystems. V. 75, pp. 3–14. 2004. J. Rumbaugh, I. Jacobson, G. Booch. UML 2.0 Guide de référence. Campus Press. 774 p. 2004. Sur le site internet www.modelia.org suivre les liens Fiches techniques, puis UML.www.modelia.org