Test basé sur les modèles appliqué aux lignes de produits Hamza Samih To cite this version: Hamza Samih. Test basé sur les modèles appliqué aux lignes de produits. Informatique. Université Rennes 1, 2014. Français. ￿NNT: 2014REN1S109￿. ￿tel-01092342￿ HAL Id: tel-01092342 https://hal.inria.fr/tel-01092342 Submitted on 8 Dec 2014 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. ANNÉE 2014 THÈSE / UNIVERSITÉ DE RENNES 1 sous le sceau de l’Université Européenne de Bretagne pour le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE RENNES 1 Mention : Informatique École doctorale Matisse présentée par Hamza S AMIH préparée à l’unité de recherche INRIA Rennes Bretagne Atlantique Thèse soutenue à Rennes le 5 Décembre 2014 Test basé sur les devantlejurycomposéde: modèles appliqué Franck BARBIER Professeur,UniversitédePau / Rapporteur aux lignes de Laurence DUCHIEN Professeur,UniversitéLille1 / Rapporteuse César VIHO produits Professeur, IRISA Rennes - Bretagne Atlantique / Examinateur Jean-Claude ROYER Professeur,ÉcoledesMinesdeNantes / Examinateur Benoit BAUDRY Chercheur, INRIA Rennes - Bretagne Atlantique / Directeurdethèse Hélène LE GUEN Chefdeprojet,ALL4TEC-Laval / Co-directricedethèse Table des matières Table des matières 0 1 Introduction 5 1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2 Contribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3 Exemple illustratif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4 Plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.5 Publication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 I État de l’art 13 2 Ingénierie des lignes de produits 15 2.1 Les fondamentaux de l’ingénierie des lignes de produits . . . . . . . . . 15 2.1.1 Framework de l’ingénierie des lignes de produits . . . . . . . . . 16 2.1.2 Une introduction à la variabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 Modèles de variabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.1 Modélisation de la variabilité de la ligne de produits . . . . . . . 19 2.2.2 La documentation orthogonale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.2.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3 Le test logiciel 31 3.1 Termes et définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.2 Techniques de tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.2.1 L’analyse statique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.2.2 Test dynamique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.3 Model-based Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.3.1 Avantages économiques du MBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.3.2 Processus MBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.3.3 Aspects modélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4 Outils de Model-based Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4.1 MaTeLo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4.2 JSXM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 -1 0 Table des matières 3.4.3 Qtronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.4.4 SpecExplorer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.5 MaTeLo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.5.1 Modèle d’usage de MaTeLo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.5.2 Définition de la formalisation du modèle d’usage . . . . . . . . . 44 3.5.3 Réalisation du modèle d’usage sous MaTeLo . . . . . . . . . . . . 45 3.5.4 La génération des cas de test avec MaTeLo . . . . . . . . . . . . 46 3.6 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4 Le test des lignes de produits 51 4.1 Approches d’analyse de la variabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.2 Techniques de test pour les ligne de produits . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.3 Combinaison des techniques d’analyse statique avec les méthodes de test dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4.4 Model-based Testing pour les lignes de produits . . . . . . . . . . . . . . 57 4.4.1 Travaux d’extension du MBT pour les lignes de produits . . . . . 57 4.4.2 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.5 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 II Contribution 65 5 Extension d’OVM et du modèle d’usage pour le test des lignes de produits 69 5.1 Le choix d’OVM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5.2 Extension de la définition formelle d’OVM . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.3 Extension de la définition du modèle d’usage . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.4 Formalisation du modèle d’usage de la ligne de produits . . . . . . . . . 75 5.5 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6 Dérivation des variantes du modèle d’usage 81 6.1 Mapping des features avec les exigences . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6.2 Processus de dérivation des variantes du modèle d’usage . . . . . . . . . 84 6.2.1 Illustration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6.2.2 Step A - Identification des features pour le test . . . . . . . . . . 86 6.2.3 Step B - Classification des ensembles d’exigences . . . . . . . . . 86 6.2.4 Step C - Classification des transitions du M . . . . . . . . . . . 88 T 6.2.5 Step D - Extraction de M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 TP 6.2.6 Step E - Ajustement des probabilités . . . . . . . . . . . . . . . . 94 6.2.7 Analyse de la complexité de l’algorithme 3 et fiabilité . . . . . . 96 6.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 6.4 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Table des matières 1 III Implémentation et évaluation 101 7 Implémentation 103 7.1 MaTeLo Product Line Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 7.2 Ingénierie des lignes de produits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 7.3 Ingénierie de produits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 7.4 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 8 Évaluation 115 8.1 Contexte industriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 8.1.1 Situational awareness suite Sferion™ . . . . . . . . . . . . . . . . 115 8.1.2 La complexité et la configuration du système . . . . . . . . . . . 117 8.1.3 Méthodes de développement actuel . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 8.2 Les phases d’évaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 8.3 Évaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 8.3.1 Réduction des coûts pour le développement de cas de test . . . . 119 8.3.2 La réutilisation des artefacts de test . . . . . . . . . . . . . . . . 119 8.3.3 Coût de déploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 8.3.4 Pistes d’amélioration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 8.4 Évaluation de l’algorithme 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 8.5 Discussion des résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 8.6 Résumé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 IV Conclusion et Perspectives 127 9 Conclusion et Perspectives 129 9.1 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 9.2 Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 9.2.1 Évaluation industrielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 9.2.2 Intégration de FaMa-OVM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 9.2.3 Extension de l’approche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Bibliographie 146 Table des figures 147 Chapitre 1 Introduction Notre société effectue aujourd’hui une transition de la production de masse vers la personnalisation de masse. Cette nouvelle approche vise à combiner les avantages de coûtdelaproductiondemasseàl’adéquationfinedesdemandesd’utilisateurs.Onpeut déjà en voir les effets dans le secteur automobile ou encore dans la téléphonie mobile. Ladiversitédesexigencessuscitéespardifférentsclientsconduitàundéveloppementde systèmes de plus en plus complexes comportant de nombreuses variantes. Les lignes de produits (LP) sont utilisées dans l’industrie pour parvenir à un développement logiciel plus efficace. L’ingénierie des lignes de produits (ILP) est une approche utilisée pour développer des familles de produits. Ces produits partagent un ensemble de points communs et un ensemble de points de variation. L’ingénierie des lignes de produits permet de réduire les coûts de développement, de maintenance, d’accroître la productivité et enfin de réduire le délai de mise sur le marché en facilitant la réutilisation des artefacts logiciels, dans le but d’offrir des produits faciles à maintenir, tout en restant soucieux de leur qualité.Lesfeatures oulescaractéristiques,entantqu’unaspectvisibleparl’utilisateur ou distinctive important d’un système logiciel, sont largement utilisées pour distinguer les différentes variantes de configurations d’une ligne de produits [KKL+98, CHS08]. Aujourd’hui, la variabilité concerne également le monde des systèmes critiques. Chaque variante du système doit être testée. Toutefois, ces variantes partagent sou- vent des points communs et peuvent donc constituer une ligne de produits. Cesvariantesdessystèmescritiquesdoiventsesoumettreàdescontraintesfortesde certification et à la réglementation des normes de la sécurité fonctionnelle, par exemple la norme générique CEI 61508 ou, plus spécifiquement dans le domaine avionique comme les normes de sécurité RTCA/DO-178C, qui exigent des activités de vérifi- cation et de validation rigoureuses pour démontrer la conformité avec les exigences de navigabilité applicables. Par conséquent, des efforts considérables sont consacrés pour tester séparément chaque variante. En raison de la forte pression sur les coûts de va- lidations des systèmes complexes, l’industrie est obligée d’optimiser les processus de validation et de passer des tests mono-produit à des tests de lignes de produits plus efficaces. 3