Reuse and Scalability in Modeling and Simulation Software Engineering - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2011

Reuse and Scalability in Modeling and Simulation Software Engineering

Abstract

Studying a system using discrete-event computer simulations implies several activities: conceptual model speci cation, software model architecture description, software development, simulation scenario, instrumentation, experimentation planning, computational resources con guration, execution, post-processing and analysis, validation and veri cation (V&V). Many software are required to complete all these activities. However, it is common practice to create a simulator from scratch when starting a new a simulation study. It is therefore necessary to redevelop a whole suite of tools to ensure support for all simulation activities. This thesis addresses the challenge of developing new simulators that reuse existing models and simulator parts. Indeed, reusing software increases dependability, is less error prone, makes better use of complementary expertises, improves standards compliance, and accelerates development. Reusing software can be applied to all simulation activities. Several problems have to be solved to derive full bene t of reuse. In this thesis, we address three major issues: Firstly, we investigate practical means of reusing and combining valuable pieces of modeling and simulation software at large, including models, simulation engines and algorithms, and supporting tools for the modeling and simulation methodology; Secondly, we focus on issues related to instrumentation; Thirdly, we focus on problems of integration of existing simulation tools. To achieve these objectives, we investigate advanced software engineering techniques such as component-based software engineering (CBSE) and aspect-oriented programming (AOP), and use them to derive a novel approach for Modeling & Simulation based on reusable layers. We developed a prototype software architecture that proves the feasibility of this layered approach.
L'étude d'un système à l'aide de simulations informatiques à événements discrets implique plusieurs activités: spéci cation du modèle conceptuel, description de l'architecture logicielle du modèle, développement des logiciels, scénarisation de la simulation, instrumentation, plani cation d'expérimentation, con guration des ressources de calcul, exécution, post-traitement et analyse, validation et de véri cation (V&V). De nombreux éléments logiciels sont requis pour remplir toutes ces activités. Toutefois, il est fréquent de créer un nouveau simulateur à partir de rien quand on commence une étude à l'aide de simulation. Dans ce cas il est nécessaire de développer de multiples outils prenant en charge les activités de la simulation. Cette thèse aborde le dé de la création de nouveaux simulateurs tout en réutilisant des modèles et des outils provenant d'autres simulateurs. En e et, la réutilisation de logiciel augmente la abilité, est moins sujette aux erreurs, permet une meilleure utilisation des expertises complémentaires, améliore la conformité aux normes, et accélère le développement. La réutilisation de logiciels peut être appliquée à toutes les activités de la simulation. Plusieurs problèmes doivent être résolus pour tirer pleinement pro t de la réutilisation. Dans cette thèse, nous abordons trois questions principales: Tout d'abord, nous étudions les solutions pratiques de réutilisation permettant de combiner un ensemble choisi d'éléments logiciels utiles pour la modélisation et la simulation, en incluant aussi bien les modèles, les moteurs de simulation, les algorithmes et les outils; Deuxièmement, nous nous concentrons sur les questions liées à l'instrumentation; Troisièmement, nous étudions le problème de l'intégration d'éléments logiciels provenant d'autres simulateurs dans un nouveau simulateur. Pour atteindre ces objectifs, nous étudions des techniques avancées de du génie logiciel, tels que le génie logiciel à base de composants (CBSE) et la programmation orientée aspect, sur lesquels nous construisons une solution originale pour la modélisation et la simulation à l'aide de multiples couches réutilisables. Nous avons développé un prototype d'architecture logicielle qui prouve la faisabilité de cette solution.
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Dates and versions

tel-00604014 , version 1 (27-06-2011)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00604014 , version 1

Cite

Judicaël Ribault. Reuse and Scalability in Modeling and Simulation Software Engineering. Informatique [cs]. Université Nice Sophia Antipolis, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00604014⟩
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