B systme Spcifications Fonctionnelles Systmes

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B systèmeSpécifications Fonctionnelles Systèmes

• Journées du Groupe B du GDR ALP
• CNAM 13-14 Juin 2002

D. ESSAME, D. DOLLE, K. DOULAKI, J. FALAMPIN
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Agenda

• Cadre général
• Projet PREDIT
• Ingénierie système
• Guide méthodologique B Système approche Siemens
• Construction de modèles B Système
• Concepts de base
• Principes de base
• Spécification générale formelle
• Spécification détaillée formelle
• Conclusion

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PREDIT Objectifs partenaires

• Objectifs
• Définir une méthodologie dapplication de la
  méthode B à lingénierie système
• Réaliser une étude de cas concrète du domaine
  ferroviaire
• Partenaires
• Ministère des transports
• RATP
• Siemens Transportation Systems

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PREDIT Organisation et Responsabilités

• Ministère des transports
• Tutelle du projet (financement à 50)
• RATP
• Sélection de létude de cas
• Relecture des documents
• Siemens Transportation Systems
• Réalisation de létude de cas
• Elaboration du référentiel méthodologique
• Rédaction du guide méthodologique (livrable du
  projet)

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PREDIT Cadre de létude

• Méthode
• B événementiel
• Processus
• IEEE 1220
• Requirement analysis process
• Functional analysis process
• EIA 632
• Requirements definition process
• Outils
• Atelier B

Articles scientifiques Exemples dapplications
Activités de lingénierie système Techniques Recom
mandations
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Ingénierie Système Besoins Exigences
Espace de la solution
Espace du problème
Client Utilisateur
Concepteur Expert métier
Concepteur Expert métier
Besoin
Pré-étude
Etude Système
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Ingénierie Système Contraintes industrielles
Contraintes industrielles
Exigences pour B Système
Utilisation systématique
Rentabilité
Sintégrer au cycle de vie
Cycle de vie système bien défini
Maintenir la répartition des tâches
Découpage des tâches dingénierie
Ne pas exclure les non spécialistes
Hétérogénéité des compétences
Pas de rupture documentaire
Documentation
Guide méthodologique
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B Système Résultats du projet PREDIT
Définition et analyse des besoins
Processus
Définition des exigences
Analyse des exigences
Guide Méthodologique
Activités
Techniques
Construction en B d un modèle de données
Formalisation des données
Construction en B dune spécification générale
formelle
Formalisation des besoins
Formalisation des exigences
Construction en B dune spécification détaillée
formelle
Formalisation des spécifications fonctionnelles
système
Transcription informelle dune spécification
détaillée formelle
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Modèles B Système Concepts de base
Système
Flux d observation
Environnement
Système de Commande
Flux de commande
Espaces de référence
Environnement
Observation
Commande
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Modèles B Système Principes de base
Organisation du modèle sur la base des espaces de
référence
1
Les données dun espace de référence ne peuvent
être modifiées que dans cet espace de référence
2
3
Autonomie des espaces de références
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Modèle B Système Principes darchitecture
Spécification Générale Formelle
Formaliser en B les données des espaces de
référence
1
Formaliser en B les exigences de référence
2
Formaliser en B les exigences induites
3
Vérifier par la preuve que les exigences induites
établissent les exigences de référence
4
Spécification Détaillée Formelle
Raffiner la spécification générale formelle
1
Allouer fonctionnellement les exigences
2
Spécifier les événements
3
Vérifier par la preuve que les actions des
événements ne contredisent pas les exigences
4
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Construction dune spécification générale form.
Principes de base
sys_main_simu.mch
Séquenceur du système
sys_main_simu_r.ref
INCLUDES
sys_env_simu.mch
sys_env_obs.mch
sys_env_ctrl.mch
SEES
SEES
Séquenceur de lespace dobservation
Séquenceur de l environnement
Séquenceur de lespace de commande
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Spécification générale formelle Exemple
1
Extrait du cahier des charges
Le titulaire devra fournir un système de
signalisation permettant de garantir la sécurité
de la circulation des trains sur lensemble de
notre réseau, y compris dans les aires de garage
2
Le besoin
Le système de signalisation doit permettre de
garantir la sécurité de la circulation des trains
sur lensemble du réseau
3
Analyse du besoin Exigences de référence
Expertise métier
zone
14
Spécification générale formelle Exemple
4
Formalisation des exigences de référence
Données
dma_trains ensemble des trains
dma_zones ensemble des zones
Variables
trains_zone ensemble des couples (zone, train)
tels que le train train occupe totalement ou
partiellement la zone zone.
Formalisation de lévitement des collisions
trains_zone dma_zone-gtdma_trains
15
Spécification générale formelle Exemple
5
Analyse des exigences de référence Exigences
induites
Expertise métier
Mise en place dun mécanisme dautorisation pour
entrer dans les zones
Décisions
A chaque instant un train au plus doit avoir
lautorisation d entrer dans une zone
D1
Un train ne doit être autorisé à entrer dans une
zone que si celle-ci n est pas vue occupée
D2
Hypothèses
Toute zone effectivement occupée par un train est
supposée vue occupée par le système de
signalisation
H1
Les trains respectent les interdictions qui leurs
sont fournies par le système de signalisation
H2
Assertions
Une zone effectivement occupée par un train ne
peut faire l objet d une autorisation d entrée
A1
16
Spécification générale formelle Exemple
6
Formalisation des exigences de induites
Variables
aut_entree_zone ensemble des couples (zone,
train) tels que le train train est autorisé à
entrer dans la zone zone.
zone_vues_occupees ensemble zones qui sont vues
occupées par le système de signalisation.
Formalisation des décisions
aut_entree_zone dma_zones-gtdma_trains
D1
D2
dom(aut_entree_zone)/\zones_vues_occupees
Formalisation des hypothèses
H1
dom(trains_zone)ltzones_vues_occupees
Formalisation de lassertion
A1
dom(trains_zone)/\dom(aut_entree_zone)
17
Spécification générale formelle Exemple
sys_main_simu.mch
sys_main_simu_r.ref
INCLUDES
SEES
sys_env_simu.mch
sys_env_obs.mch
sys_env_ctrl.mch
MACHINE sys_env_simu SEES dma
ABSTRACT_VARIABLES trains_zone INVARIANT
trains_zonedma_zones-gtdma_trains /P1 /
INITIALISATION trains_zone OPERATIONS
simuler_evolution_env BEGIN
trains_zonedma_zones-gtdma_trains END END
MACHINE sys_env_obs SEES dma,
sys_env_simu ABSTRACT_VARIABLES
z_vues_occupees INVARIANT z_vues_occupeesltdm
a_zones INITIALISATION z_vues_occupeesdma_zon
es OPERATIONS observer_env BEGIN
z_vues_occupees(z_vues_occupeesltdma_zones
dom(trains_zone)ltz_vues_occupees) / H1 /
END END
MACHINE sys_env_ctrl SEES dma,
sys_env_obs ABSTRACT_VARIABLES
aut_entree_zone INVARIANT / D1 /
aut_entree_zonedma_zones-gtdma_trains INITIALISAT
ION aut_entree_zone OPERATIONS
controler_env BEGIN aut_entree_zone(aut
_entree_zonedma_zones-gtdma_trains
z_vues_occupees/\dom(aut_entree_zone)) /
D2/ END END
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Construction dune spécification détaillée
formelle
Principes de base
sys_main_simu.mch
sys_main_simu_r.ref
INCLUDES
sys_env_simu.mch
SEES
sys_env_obs.mch
sys_env_ctrl.mch
SEES
sys_env_simu_r.ref
sys_env_obs_r.ref
sys_env_ctrl_r.ref
env_fonct_j.mch
env_fonct_i.mch
obs_fonct_a.mch
obs_fonct_b.mch
ctrl_fonct_1.mch
ctrl_fonct_2.mch
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Spécification détaillée formelle Exemple
sys_main_simu.mch
sys_main_simu_r.ref
INCLUDES
sys_env_simu.mch
SEES
sys_env_obs.mch
sys_env_ctrl.mch
SEES
sys_env_simu_r.ref
sys_env_obs_r.ref
sys_env_ctrl_r.ref
ctrl_autorisations.mch
env_occupation_zone.mch
obs_zones_occupees.mch
env_occupation_zone_r.ref
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Conclusion

• Guide méthodologique
• Identification claire des processus et des
  activités de lingénierie système où le B système
  peut être utilisé
• Description des techniques et des activités
• Approche systématique
• Simplicité dutilisation
• Pas de rupture documentaire

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Processus de définition et danalyse des besoins
22
Processus de définition des exigences
23
Formalisation des données
24
Formalisation des besoins
25
Formalisation des exigences
26
Formalisation des Spécifications Fonctionnelles
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Définitions (1)
Activité
Séquence de tâches et dactions conduisant
éventuellement à la production dun livrable et
subdivisée généralement en étapes
Livrable
Sortie principale d une activité il peut
s agir dun document, dun modèle B, etc.
Processus
Séquence d activités, de méthodes, de techniques
et de pratique utilisées dans un but précis
Techniques
Spécification plus ou moins détaillée d une
théorie ou d un principe à utiliser pour
produire un livrable
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Définitions (2)
Besoin
Vision du système du point de vue strictement
utilisateur. Il exprime une caractéristique du
système dont doivent jouir les utilisateurs
B1
Le système de signalisation doit permettre de
garantir la sécurité de la circulation des trains
Exigence
Vision du système du point de vue des concepteurs
(du point de vue technique).
Exigences de référence
Exigence qui découlent de l expression du besoin
en des termes techniques qui prennent en compte
lexpertise du métier
ER_1
Le système de signalisation doit permettre de
garantir quun train au plus occupe une zone
Le système de signalisation doit assurer
l immobilité des appareils de voie dans les
zones occupées par un train
ER_1
Exigences induites
Exigences qui découle de l analyse des exigences
de référence. Elles incluent les décisions et les
hypothèses que prennent les concepteurs pour
répondre aux  besoins  exprimés à travers les
exigences de référence
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Ingénierie système Système
Concepts de base