Vannes, parcours SILP: Systèmes intelligents à logiciel prépondérant : fondements, architectures et applications

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Responsable : Sylvie Gibet

L’évolution des systèmes informatiques, fondée sur un double processus, d’une part, d’adaptation au contexte et de prise d’autonomie d’agents de traitement de l’information, d’autre part, de décentralisation et de répartition de l’infrastructure sous-jacente est à la source d’une mutation profonde que l’on évoque généralement sous l’expression de « systèmes intelligents à logiciel prépondérant ».

Entre les fondements, les architectures et les applications, qui constituent les pôles autour desquels s’organisent les recherches actuelles, la question de la conception et de la construction de ces systèmes complexes est primordiale. L’idée que l’on pourra « organiser » ces artefacts de façon centralisée devient illusoire. Il s’agit donc de raisonner très en amont de façon décentralisée en dotant ces systèmes d’aptitudes « intelligentes », dont la complexité dépendra de leurs possibilités d’adaptation, de perception, d’action, d’auto-organisation ainsi que de leur capacité à « passer à l’échelle » et à assurer un comportement sûr et fiable.

Leurs caractères ouverts, distribués, hétérogènes et souvent mobiles rendent ces systèmes bien plus complexes que ne le sont les systèmes informatiques traditionnels. L’étude de ces systèmes impose de réviser les paradigmes classiques de conception et de mise en œuvre actuellement prédominants vers des nouveaux paradigmes de plus en plus orientés services et sémantiques.

En effet, une approche d’architecture et d’ingénierie rigoureuse, qui ne se concentre pas sur un développement à usage unique mais plutôt sur un processus d’ingénierie continue et d’adaptation à la volée des logiciels, est nécessaire. Afin de maîtriser l’architecture et l’ingénierie de tels systèmes à logiciel prépondérant, l’informaticien doit apprendre les langages, techniques et outils conceptuels, formels et logiciels permettant :

  • la modélisation formelle, l’analyse et la transformation d’architectures logicielles, en particulier des systèmes dont l’architecture peut changer, à la volée, à l’exécution ;
  • la conception et le déploiement de composants logiciels doués de perception et d’adaptation à l’environnement d’exécution ;
    la maintenance et l’évolution d’architectures logicielles à base de composants, en particulier pour renforcer leur cohérence et non-régression.

Nous proposons dans ce parcours d’aborder ces nouveaux paradigmes d’architecture et d’ingénierie sous l’angle de différents domaines d’applications :

  • le support de la communication et des services dans des environnements d'informatique ambiante,
  • la recherche d’information dans les masses de données semi-structurées sur le web,
  • les agents virtuels animés,
  • les systèmes homme-machine et la robotique collective.

Ce parcours intègre ainsi un ensemble cohérent d’unités d’enseignement (UE) pour aborder les fondements, architectures et applications des systèmes intelligents à logiciel prépondérant :

  • l’UE ALS « Architectures logicielles pour la conception de systèmes à logiciel prépondérant » traite de la spécification formelle, de la vérification et du raffinement d’architectures logicielles et cible particulièrement l’architecture des systèmes dynamiques et décentralisées – elle traite de la phase en amont du cycle de vie et cible la conception logicielle des systèmes intelligents à logiciel prépondérant ;
  • l’UE ELS « Evolution de systèmes à logiciel prépondérant » traite de la maintenance et de l’évolution d’architectures logicielles et cible l’architecture des systèmes intelligents, adaptatifs – elle aborde la phase en aval du cycle de vie : la maintenance logicielle, corrective, adaptative, préventive et perfective ;
  • l'UE CSR « Communication et services dans les réseaux sans fil auto-organisés » présente les modèles et techniques de communication et de programmation permettant le développement et l'exécution d'applications distribuées capables de fonctionner dans des réseaux sans fil auto-organisés MANETs (Mobile Ad hoc NETworks) ;
  • l’UE CIR « Classification et indexation en recherche d’information » traite des architectures et méthodologie des systèmes d’indexation et de recherche dans les masses d’informations semi-structurées distribuées ;
  • l’UE AVA « Agents virtuels animés » décrit les méthodes et techniques nécessaires pour représenter et modéliser le mouvement d’agents virtuels, qu’ils soient autonomes et dotés de capacités de communication, ou multiples dans des environnements adaptatifs ;
  • l’UE IHC « Interaction humain-machine et intelligence collective » traite d’une part de l’interaction humain-machine et d’autre part des systèmes interactifs pour faire émerger de l’intelligence collective.

Chaque UE expose les fondements, l’état de l’art et la problématique recherche sur une facette des systèmes intelligents à logiciel prépondérant. Les étudiants, dans le cadre des travaux personnels qui leur seront demandés et qui seront évalués (contrôle continu des UE de parcours) auront en particulier à se confronter à des mini-projets concrets leur permettant d’appliquer les notions vues en cours et d’imaginer à partir d’elles des solutions à des problèmes nouveaux.

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