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Num�ro 4 > G�nie logiciel et intelligence artificielle

Article

Extension d?UML par les r�les


Mohamed Dahchour, D�partement d'Informatique, R�seaux et Math�matiques, Institut National des Postes et T�l�communications, Av. Allal El Fassi, Madinat Al Irfane, Rabat, Maroc, dahchour@inpt.ac.ma.
Hamza Rayd, Laboratoire de Recherche en Informatique, Intelligence Artificielle & Reconnaissance de Formes (LRIIARF), Facult� des Sciences, Universit� Mohammed V? Agdal Rabat, raydhamza@yahoo.fr.
Younes Lakhrissi, Laboratoire de Recherche en Informatique, Intelligence Artificielle & Reconnaissance de Formes (LRIIARF), Facult� des Sciences, Universit� Mohammed V? Agdal Rabat, lakhrissi_younes@yahoo.fr.
Abdelaziz Kriouile, Universit� Mhammed V-Souissi, Ecole Nationale Sup�rieure d?Informatique et d?Analyse des Syst�mes, Rabat, Maroc, kriouile@ensias.ma.

Date de publication : 29 juin 2007

R�sum�

Les associations g�n�riques jouent un r�le important dans la mod�lisation conceptuelle. Les associations g�n�riques les plus utilis�es sont association, sp�cialisation/g�n�ralisation, classification/instantiation et agr�gation/d�composition. D?autres associations g�n�riques ont �t� identifi�es dans la litt�rature, telle role-of qui permet de repr�senter les aspects dynamiques des objets. Ces aspects dynamiques ne peuvent pas �tre correctement mod�lis�s ni par les associations g�n�riques offertes par UML ni par son propre concept de r�les relatifs aux diagrammes de collaborations. Pour combler cette lacune, le pr�sent travail propose une extension d?UML par l?association role-of. De nouvelles m�taclasses et r�gles OCL sont ajout�es au m�tamod�le de base d?UML pour capturer la s�mantique des r�les.

Abstract

Generic relationships play an important role in conceptual modeling. The most used generic relationships are association, specialisation/generalisation, classification/instantiation and aggregation/decomposition. Other generic relationships have been identified in the literature, such as role-of which represents the dynamic aspects of objects. These dynamic aspects can be correctly modeled neither by the generic relationships offered by UML nor by its own concept of roles involved in collaboration diagrams. To fill this gap, this work proposes an extension of UML by role-of. New metaclasses and OCL rules are added to the basic metamodel of UML to capture the semantics of roles.


Table des mati�res

Texte int�gral

La mod�lisation conceptuelle (Mylopoulos, 1998) consiste � construire des repr�sentations abstraites de certains aspects des syst�mes physiques et sociaux et de leur environnement dans le monde qui nous entoure.

Des progr�s en mod�lisation conceptuelle consistent � d�finir des m�canismes d?abstraction de mod�lisation simples, puissants et de haut niveau, qui permettraient de r�duire la distance entre les concepts familiers aux acteurs dans les domaines d?application et leur repr�sentation dans les mod�les. Les associations g�n�riques (Dahchour et al., 2005) sont des exemples typiques de tels m�canismes d?abstraction. Les associations g�n�riques les plus connues sont l?association, la sp�cialisation/g�n�ralisation, la classification/instanciation, et l?agr�gation/d�composition. D?autres associations g�n�riques ont �t� identifi�es dans la litt�rature, telle que role-of (Dahchour et al., 2002) (Wieringa et al., 1995), (Gottlob et al., 1996), (Kristensen, 1996), (Wong et al., 1997), (Steimann, 2000(b))

L?association role-of associe une classe de r�les (par exemple, Employ�, Etudiant) � une classe de base dite classe d?objets (par exemple, Personne). Les instances de la classe de r�les repr�sentent des r�les jou�s par les instances de la classe d?objet. Par exemple, Ali, initialement instance de Personne peut devenir plus tard une instance de Etudiant et/ou une instance d?Employ�. Ainsi, pour role-of, il serait possible pour un objet, instance d?une classe, de changer d?�tat et de devenir, en s�quence ou simultan�ment, une instance d?une autre classe.

L?association role-of est proche de la g�n�ralisation associant une sous-classe (par exemple, Voiture, Bus) � une superclasse (par exemple, V�hicule) mais elle en diff�re par son aspect dynamique. En effet, contrairement � role-of, dans le contexte de la g�n�ralisation, un objet est une instance statique d?une classe. En effet, une instance de Voiture, ne peut jamais devenir une instance de la classe Bus.

Le mod�le de donn�es d?UML (OMG, 2004(a)), le standard de la mod�lisation objet, comprend trois associations g�n�riques principales�: l?association, la g�n�ralisation, et la d�pendance existentielle. A partir de ces trois associations de base, UML d�finit d?autres cat�gories d?associations par son m�canisme de st�r�otype.

Actuellement, il n?existe pas un �quivalent � l?association role-of dans UML. Par cons�quent, quand on utilise UML pour mod�liser une application, on se trouve contraint de repr�senter les aspects dynamiques des objets par les associations disponibles dans UML, notamment la g�n�ralisation. Ceci r�sulte en une mod�lisation incorrecte avec toutes les cons�quences que cela peut avoir sur les �tapes de conception et d?impl�mentation.

Notons que UML (OMG, 2004(a)) d�finit un concept de role, compl�tement diff�rent de celui associ� � l?association role-of. En effet, UML distingue entre les r�les statiques et les r�les dynamiques. Les premiers sont h�rit�s du mod�le entit�-association. Ils caract�risent la participation d?une classe dans une association (Chu et al., 1997) tandis que les seconds sont h�rit�s des m�thodes � base d?objets telle que OORAM (Reenskaug et al., 1996). Il s?agit d?objets qui participent dans les diagrammes de collaborations d?UML. Une �tude d�taill�e sur les r�les d?UML et les probl�mes qu?ils posent a �t� r�alis�e par (Steimann, 2000(a)). Elle est discut�e dans la section sur les travaux connexes.

L?objectif du pr�sent travail est d?�tendre UML par l?association role-of d�finie dans (Dahchour et al., 2002). Ce travail �tend celui pr�sent� dans (Dahchour et al., 2006).

Cet article est structur� comme suit. La section 2 pr�sente notre mod�le des r�les. La section 3 d�crit l?architecture � quatre couches d?UML. La section 4 d�crit le processus d?int�gration des r�les dans UML. La section 5 discute les travaux connexes. La section 6 conclut le travail.

Dans cette section nous pr�sentons de mani�re tr�s succincte la s�mantique de l?association role-of. Les d�tails de cette s�mantique sont d�finis dans (Dahchour et al., 2002), (Dahchour et al., 2004).

L?association role-of (sch�matis�e par O ?? R) relie une classe, appel�e classe d?objet (O), et une autre classe, appel�e classe de r�les (R), qui d�crit les r�les dynamiques pour la classe d?objets O. On dit que les instances de la classe d?objets O gagnent des r�les (ou jouent des r�les), lesquels sont des instances de la classe de r�les R. Les classes d?objet sont utilis�es pour repr�senter les propri�t�s statiques des entit�s alors que les classes de r�les sont utilis�es pour mod�liser leurs aspects dynamiques. Une entit� non �volutive est repr�sent�e comme une instance permanente et exclusive d'une classe. Une entit� �volutive, en plus d'�tre une instance permanente et exclusive d'une classe d?objet, est repr�sent�e par un ensemble d?instances de la classe de r�les. Quand une entit� gagne un nouveau r�le, une nouvelle instance de la classe des r�les appropri�e est cr��e. Si elle perd un r�le, l?instance de la classe des r�les correspondante est supprim�e. Par la suite, les instances de la classe d?objets s?appellent des objets, tandis que les instances de la classe des r�les s?appellent des r�les.

La Figure 1 montre deux associations role-of qui relient la classe d?objets Personne aux classes de r�les Etudiant et Employ�. La classe Personne d�finit les propri�t�s permanentes des objets personne: nom, adresse, et t�l�phone. La classe Etudiant d�finit quelques propri�t�s transitoires en tant qu?�tudiants : univ, etud#, sp�cialit�, et cours qui est un attribut multi-valu�. De la m�me fa�on, la classe Employ� d�finit quelques propri�t�s transitoires en tant qu?employ�s: Dept, emp#, fonction, et salaire.

Figure 1. Un exemple de l?association role-of.

Notre mod�le de r�les supporte �galement l?instanciation multiple de la m�me classe. En effet, un objet peut devenir une instance plus qu'une fois de la m�me classe, tout en perdant ou maintenant son appartenance � la classe. Par exemple, un �tudiant peut �tre inscrit dans deux universit�s diff�rentes. Il jouera donc deux r�les diff�rents.

Soit une classe d?objets O en relation avec les classes des r�les R1 et R2. Les objets peuvent changer leur classification selon les diff�rents cas d�crits ci-dessus.

  • L'�volution not�e R1?ev R2 pour les classes de r�les R1 et R2, avec R1 distincte de R2 : cette notation indique qu'un objet jouant le r�le r1 (instance de R1) peut perdre r1 et gagner le r�le r2 (instance de R2). En plus, les r�les de R2 ne peuvent pas �tre cr��s ind�pendamment des r�les de R1. Une instance de R2 est cr��e n�cessairement par �volution d?une instance de R1. Les �volutions peuvent �tre bidirectionnelles ou unidirectionnelles selon que le r�le perdu par R1 peut �tre r�cup�r� plus tard ou pas. Des exemples d'�volutions bidirectionnelles sont "C�libataire ?ev Mari�" et "Employ� ?ev Ch�meur". Des exemples d'�volution unidirectionnelle sont " Employ� ?ev Retrait�" et "Etudiant ?ev Laur�at".

  • L'extension not�e R1 ?ext R2, avec R1 non n�cessairement distincte de R2, indique que l?objet qui joue le r�le r1 de R1 peut gagner un nouveau r�le r2 de R2 en retenant r1. Des exemples de ce type de transition sont�"Etudiant ?ext Employ�" et "Professeur ?ext ChefDept". Lorsque la classe source R et la classe cible sont les m�mes, cela autorise l?objet qui joue le r�le r1 de R de gagner un nouveau r�le r2 de la m�me classe R, tout en retenant r1. Les exemples suivants montrent cet aspect�: "Etudiant ?ext Etudiant" quand une personne est simultan�ment �tudiant dans plus d'une universit�, et "Employ� ?ext Employ�" quand une personne est simultan�ment employ�e dans plus d'une compagnie.

  • L'acquisition, not�e ?R, indique qu'un objet peut acqu�rir librement un r�le de R. Par exemple, "?Etudiant" signifie que les personnes peuvent devenir des �tudiants. Remarquez que "?Etudiant" pourrait �tre not� comme "Personne ?ext Etudiant", o� la classe Personne est la classe d?objets pour la classe des r�les Etudiant.

  • La perte, not�e R?, indique qu'un objet peut perdre librement un r�le de R. Par exemple, "Etudiant?" signifie que les personnes cessent d?�tre des �tudiants. Remarquez que "Etudiant?" pourrait �tre not� comme "Etudiant?ev Personne", o� la classe Personne est la classe d?objets pour la classe des r�les Etudiant.

Soit une classe d?objets O en relation avec les classes des r�les R1 et R2. Un pr�dicat de transition est associ� � R1 pour d�crire les conditions n�cessaires et/ou suffisantes sur la fa�on dont les objets jouant des r�les de R1 peuvent explicitement ou automatiquement acqu�rir des r�les dans R2. La classe source R1 peut �tre une classe des r�les (dans une �volution ou une extension) ou une classe d?objets (dans une acquisition).

Les pr�dicats de transition sont d�crits en utilisant le langage d�claratif formel OCL (Object Constraint Language) d?UML (Clark et al., 2002). Dans ce qui suit, nous donnons quelques exemples de pr�dicats de transition�:

  • Employ� ?ev Retrait�: le pr�dicat �ge ? 55 ? TempsTravail ? 20 associ� aux employ�s qui deviennent des retrait�s.

  • Employ� ?ev Ch�meur�: le pr�dicat contractExpirDate ? DateCourante associ� aux employ�s qui perdent automatiquement leur emploi lorsque la date de contrat est expir�e. Un autre pr�dicat associ� aux ch�meurs qui peuvent devenir employ�s en signant un nouveau contrat de travail.

  • Professeur?ext ChefDept�: le pr�dicat grade=Professeur de l?Enseignement Sup�rieur ? exp�rience = 6 ans associ� aux professeurs qui deviennent des chefs de d�partements.

  • Etudiant ?ext Etudiant�: le pr�dicat nbProgs ? max d�clare le maximum de programmes auxquels un �tudiant peut s?inscrire.

  • ? Employ�: le pr�dicat �ge ? 18 attach� aux personnes, montre que seuls les adultes peuvent �tre des employ�s.

Cette section d�crit l?architecture � quatre couches d?UML, les paquetages logiques permettant d?organiser les diff�rents m�tamod�les du langage et le formalisme de sp�cification du m�tamod�le d?UML.

L'architecture d?UML est bas�e sur une structure � quatre niveaux d?abstraction: M0 (objets ou donn�es utilisateurs), M1 (mod�le), M2 (m�ta-mod�le) et M4 (m�ta-m�ta-mod�le) (OMG, 2004(a)). Chaque niveau Mi est vu comme ?instance? du niveau sup�rieur Mi+1 (cf. figure 2). Certains chercheurs parlent plut�t de conformit� entre les niveaux Mi et Mi+11.

  • M0 (objet) : C?est la couche o� r�side les objets factuels souvent appel�s ��donn�es utilisateurs��. Cette couche d?abstraction est utilis�e pour formaliser des expressions sp�cifiques � un objet donn�.

  • M1 (mod�le) : C?est la couche qui h�berge les mod�les UML d�velopp�s pour sp�cifier un domaine d?application donn�. Elle d�crit la structure de la couche M0.

  • M2 (m�ta-mod�le) : C?est la couche qui d�finit les �l�ments syntaxiques et s�mantiques des mod�les du niveau M1. Les concepts UML, ?Class?, ?Attribute?, ?Instance?, etc., sont d�finis � ce niveau.

  • M3 (m�ta-m�tamodel)�: Cette couche d�finit un langage de haut niveau pour sp�cifier les m�tamod�les. Elle est instance d?elle m�me. Le m�tamod�le d?UML (niveau M2) en est une instance particuli�re. Ce langage est aussi connu sous le nom de MOF (Meta Object Facility) (OMG, 2004 (c)).

Nous nous int�ressons dans ce travail � la couche M2 (m�ta-mod�le) qui sera d�taill�e dans la sous-section suivante.

Figure 2. L?architecture � 4 niveaux d?UML

La complexit� du m�tamod�le d?UML (niveau M2) est g�r� en organisant celui-ci en des paquetages logiques.

Figure 3. Les sous-paquetages du paquetage Foundation

Ces paquetages regroupent des m�taclasses qui repr�sentent une forte coh�sion interne et un faible couplage avec les m�taclasses d?autres paquetages. Cette couche comprend, entre autres, le paquetage Foundation. Ce paquetage est l'infrastructure du langage UML qui d�finit la structure statique des mod�les du niveau M1. Il est compos� de trois sous-paquetages�: Core, Extension Mechanisms et Data Types (cf. figure 3).

Le paquetage Core d�finit les concepts de base pour la construction d?un mod�le objet. On y distingue deux types de constructions, abstraites et concr�tes. Les constructions abstraites ne sont pas instanciables et sont g�n�ralement employ�es pour r�ifier les constructions de base et organiser le m�ta-mod�le d?UML. Les constructions abstraites d�finies dans le paquetage Core incluent ModelElement, Relationship et Classifier. Un �l�ment quelconque du mod�le est une sous-classe directe ou indirecte de ModelElement, h�ritant de lui l'attribut name, qui conf�re un nom � n'importe quel �l�ment existant dans UML. Les constructions concr�tes sont, par contre, instanciables. Elles incluent Class, Attribute, Operation et Association.

Le paquetage Extension Mechanisms offre des m�canismes permettant d?ajouter de nouveaux �l�ments dans UML sans devoir changer sa structure de mani�re substantielle.

Le paquetage Data Types d�finit les types de donn�es de base utilis�s dans la sp�cification des autres paquetages.

Une extension substantielle d?UML affecte le paquetage Core. Dans le cadre de notre travail, la plupart des concepts requis pour la d�finition des r�les seront incorpor�s dans ce paquetage.

Nous rappelons ci-dessous les �l�ments du formalisme de sp�cification du m�tamod�le d?UML que nous respectons dans nos d�finitions. Dans UML, un m�ta-mod�le est d�crit d'une fa�on semi-formelle en utilisant les trois vues suivantes�:

  • Syntaxe�abstraite (Abstract syntax),

  • R�gles de bonne conception (Well-formedness rules)

  • S�mantique (Semantics).

La syntaxe abstraite est pr�sent�e � l?aide d?un diagramme de classes UML. Elle d�finit les constructions et leurs liens avec d?autres constructions. Elle peut �tre accompagn�e d?une description non formelle en langage naturel d�crivant chaque m�ta-classe et chaque association du diagramme.

Il s?agit d?un ensemble de r�gles d�finissant la s�mantique statique des diff�rentes constructions du diagramme de classes d�fini dans ��la syntaxe abstraite�� ci-dessus. Chacune de ces r�gles est d�finie par une expression logique en OCL (Object Constraint Language) (Clark et al., 2002), (OMG, 2004(b)) accompagn�e �ventuellement de clarifications exprim�es en langage naturel.

Elle d�crit la s�mantique dynamique des diff�rentes constructions d�finies dans ��la syntaxe abstraite��. Elle est d�crite principalement en langage naturel, mais peut inclure une certaine notation additionnelle, selon le mod�le d�crit.

Nous pr�sentons ci-dessous le processus d?int�gration de l?association role-of dans UML en respectant les �l�ments du formalisme de sp�cification pr�sent�s dans la Section 3.

Nous d�finissons ici le m�tamod�le de l?association role-of pr�sent�e dans la section 2.

Figure 4. Le m�tamod�le de l?association role-of.

Nous d�finissions role-of comme sous-classe directe de Relationship et ObjectRoleElement comme sous-classe directe de ModelElement. La m�taclasse ObjectRoleElement repr�sente les classes d?objets et les classes de r�les impliqu�es dans une association role-of. Notre m�tamod�le est report� � la Figure 4. Nous allons d�tailler dans la suite chacun de ses �l�ments. Pour mieux clarifier les �l�ments du m�tamod�le de la figure 4, la figure 5 pr�sente une association role-of reliant deux classes A et B.

Figure 5. Exemple de role-of.

Les classes A et B sont des instances de la m�taclasse ObjectRoleElement. Par abus de langage on dira que A et B sont des ObjectRoleElement avec les pr�cisions suivantes�:

  • A (la classe d?objets) est un ObjectRoleElement avec l?attribut isObject=True et isRole=False.

  • B (la classe de r�les) est un ObjectRoleElement avec l?attribut isRole=True et isObject=False.

Donc A et B de la figure 5 repr�sentent, respectivement, les qualificateurs object et role de la figure 4. L?association role-of entre A et B, peut �tre d�compos�e en deux sous-liaisons�: objectLink (reliant un r�le � un objet) et roleLink (reliant un objet � un r�le) comme le montre la figure 4.

  • 1 du c�t� du qualificateur object�: un seul ObjectRoleElement de type classe d?objects (c-�-d un ObjectRoleElement avec les attributs isObject=true) participe dans l?association role-of.

  • 1 du c�t� du qualificateur role�: un seul ObjectRoleElement de type classe de r�les (c-�-d un ObjectRoleElement avec les attributs isRole=true) participe dans l?association role-of.

  • 1 du c�t� du qualificateur objectLink�: un ObjectRoleElement ne peut avoir qu?une seule liaison envers la classe d?objets.

  • * du c�t� du qualificateur roleLink�: un ObjectRoleElement peut avoir plusieurs liaisons envers des classes de r�les.

C?est une sous-classe de ��ModelElement�� qui peut participer dans une association role-of. Un ObjectRoleElement est une m�ta-classe abstraite.

Attributs�:

  • isObject: il est de type Bool�en. Il a la valeur True pour une classe d?objets.

  • isRole: il est de type Bool�en. Il a la valeur True pour une classe de r�les.

Pour les classes interm�diaires telle que R1 dans la composition de role-ofs R2 ?? R1 ?? O, les attributs isObject et isRole�auront tous les deux la valeur ��vrai��, puisque R1 est � la fois une classe d?objets et une classe de r�les.

Associations�:

  • RoleLink: c?est la liaison partant de la classe d?objets vers la classe de r�les.

  • ObjectLink: c?est la liaison partant de la classe de r�les vers la classe d?objets.

Dans le m�ta-mod�le, role-of est une sous classe directe de Relationship. Elle repr�sente le lien entre une classe d?objets et une classe de r�les.

Attributs�:

  • discriminateur�: indique la partition � la quelle le lien de role-of�appartient. Il d�signe tous les liens de role-of qui partagent la m�me classe d?objets. Chaque partition repr�sente une dimension orthogonale qui regroupe un ensemble de classes de r�les correspondant � une classe d?objets. Les classes de r�les de la m�me partition ont tous le m�me nom de discriminateur.

  • lossPredicate: une assertion d�crivant les conditions n�cessaires et/ou suffisantes sur la fa�on dont les objets peuvent explicitement ou automatiquement perdre des r�les.

  • acquisPredicate: une assertion d�crivant les conditions n�cessaires et/ou suffisantes sur la fa�on dont les objets peuvent explicitement ou automatiquement gagner des r�les.

Associations�:

  • object: d�signe un ObjectRoleElement qui peut jouer un r�le.

  • role: d�signe un ObjectRoleElement qui repr�sente un �tat possible d?un objet.

L?association Migration est une classe-association r�cursive qui relie une classe d?ObjectRoleElement appel�e classe source et une classe d?ObjectRoleElement appel�e classe cible (target). Elle permet de sp�cifier les notions d?�volution et d?extension (voir section�2.2) ainsi que les pr�dicats de transition d?objets (voir section�2.3).

Attributs�:

  • mode�est un type �num�r�, le r�le de cet attribut est de d�finir le mode de migration, il peut prendre une des deux valeurs�: ��evolution���ou ��extension��.

  • transitionPredicate�est de type Assertion. Il d�crit les conditions pour qu?une instance de la classe source puisse migrer vers la classe destination.

Associations�:

  • source d�signe une classe de r�les (c-�-d une classe ObjectRoleElement avec l?attribut isRole=true) qui va subir les r�gles de l?�volution ou d?extension.

  • target d�signe la classe des r�les destination apr�s la v�rification des conditions de transition sur la classe source.

En plus des op�rations pr�d�finies dans OCL, nous d�finissons quelques autres op�rations qui seront utilis�es dans les r�gles OCL ci-dessous.

  • object�: fonction qui retourne l?object de ObjectRoleElement qui l?a appel�.

  • object = self.objectLink.object

  • role�: fonction qui retourne l?ensemble de r�les de ObjectRoleElement qui l?a appel�.

  • role = self.roleLink.role

  • getId()�: fonction qui retourne l?identifiant de ObjectRoleElement concern�.

  • destroy()�: fonction qui d�truit l?ObjectRoleElement qui l?a appel�.

  • make()�: fonction qui cr�e un r�le pour l?ObjectRoleElement qui l?a appel�.

Cardinalit�s�: chaque instance de la classe des r�les est en relation avec exactement une instance de chaque classe d?objets.

Context ObjectRoleElement inv

Self.objectLink.object? size() = 1

De m�me, chaque instance de la classe d?objet peut �tre en relation avec plusieurs instances de la classe des r�les, ceci n?exprime aucune contrainte � devoir �crire avec OCL.

  • Identit� de l?objet�: une instance de la classe des r�les a son propre rid (role-identity), diff�rent de toutes les autres instances de la classe des r�les et aussi de toutes les instances de la classe d?objets.

Context inv ObjectRoleElement

ObjectRoleElement.allInstances ? forAll(p1,p2 | p1<>p2 implies p1.getId()<>p2.getId())

  • Un ObjectRoleElement qui est racine (c.�.d isObject=true et isRole=false) ne peut avoir aucun objectLink.

Context ObjectRoleElement inv

Self.isObject and (not self.isRole) implies self.objectLink? isEmpty()

  • Un ObjectRoleElement qui est Leaf (c.�.d isObject=false et isRole=true) ne peut avoir aucun roleLink.

Context ObjectRoleElement inv

Self.isRole and (not self.isObject) implies self.roleLink? isEmpty()

  • On ne peut pas cr�er un r�le sans avoir cr�er au pr�alable l?objet correspondant.

ObjectRoleElement inv

Self.isRole implies self.objectLink.object? notEmpty()

  • Des changements (suppression, cr�ation) dans la classe des r�les n?affecte pas la classe d?objets, mais l?inverse n?est pas vrai, notamment dans le cas o� on supprime l?objet tous les r�les de cet objet sont automatiquement supprim�s.

Role-Of inv

self.object.destroy() implies

self.role?forAll ( r | r.destroy())

  • La perte d?un r�le est contr�l�e par l?attribut lossPredicate du mod�le
    role-of.�Quand l?assertion lossPredicate est satisfaite, on d�truit le r�le de cette liaison. La r�gle exprimant cette action est comme suit.

ObjectRoleElement inv

Self.roleLink?forAll(p | p.lossPredicate.isSatisfied

implies p.role.destroy())

  • L?acquisition d?un r�le est contr�l�e par l?attribut acquisPredicate du mod�le role-of.�Quand l?assertion acquisPredicate est satisfaite on construit un nouveau r�le pour cette liaison. La r�gle exprimant cette action est la suivante:

ObjectRoleElement inv

Self.roleLink?forAll(p | p.acquisPredicate.isSatisfied

implies p.role.make ())

L?attribut Mode de la classe migration est de type Mode, qui est un st�r�otype du type Enumeration. Il d�finit l?ensemble des modes de transition entre la classe source et la classe destination, il y a deux cas possibles�: �volution et extension (cf. Figure 6).

Figure 6. D�finition du type Mode.

R�gles associ�es aux modes ���volution�� et ��extension��.

A la classe Migration nous associons deux r�gles r�gissant les modes ���volution�� et ��extension�� des r�les d�finis dans la section 2.2.

Pour l?�volution, la r�gle doit v�rifier les conditions suivantes�:

  • Le mode de migration est ?�volution?.

  • Les classes source et destination sont des classes de r�les.

  • Satisfaction du pr�dicat transitionPredicate de la classe migration.

  • Le r�sultat de la r�gle est�la destruction du r�le de la classe source et la cr�ation du r�le de la classe destination.

La r�gle OCL exprimant ces contraintes est la suivante�:

Context Migration inv�:

(Self.mode=Mode::evolution and self.source.isRole=true and self.target.isRole=true and self.transitionPredicate.isSatisfied ())

Implies (self.source.destroy() and self.target.make())

Pour l?extension, la r�gle doit v�rifier les conditions suivantes�:

  • Le mode de migration est ?extension?.

  • Les classes source et destination sont des classes de r�les.

  • Satisfaction du pr�dicat transitionPredicate de la classe migration.

  • Le r�sultat de la r�gle est la cr�ation du r�le de la classe destination. La r�gle OCL exprimant ces contraintes est la suivante�:

Context Migration inv :

(self.mode=Mode::evolution and self.source.isRole=true and self.target.isRole=true and self.transitionPredicate.isSatisfied())

implies (self.target.make() )

Dans ce paragraphe on pr�sentera le nouveau type de donn�es qu?on a d�j� utilis� dans notre mod�le qui est Assertion (cf. Figure 7).

Figure 7. Le type Assertion d�fini comme sous-classe de DataType

Ce type est utilis� pour d�finir les pr�dicats tels que acquisPredicate, lossPredicate et transitionPredicate. Ce type est constitu� par l?attribut condition et la m�thode isSatisfied()�:

  • condition�: est une expression �crite en OCL compos�e par un ensemble de clauses d�finissant les conditions d?acquisition ou de perte d?un r�le, ainsi que les contraintes li�es � la migration vers une autre classe de r�les.

  • isSatisfied()�: fonction qui v�rifie le respect de l?attribut condition, et qui retourne les deux valeurs true ou false.

Nous ne traitons pas dans cette section des travaux, tr�s nombreux, concernant les r�les et les concepts similaires. Nous les avons largement discut�s dans (Dahchour et al., 2004). La plupart des travaux visant � �tendre UML par de nouveaux concepts recourent aux m�canismes des st�r�otypes (Gogolla et al., 2002). A titre d?exemple, cette approche a �t� utilis�e par (Luj�n-Mora et al., 2002) pour �tendre UML par les concepts relatifs � la mod�lisation multidimensionnelle.

Notons que les st�r�otypes ne permettent pas de changer les caract�ristiques fondamentales des �l�ments auxquels ils sont appliqu�s. A titre d?exemple, si nous appliquons un st�r�otype � une classe, l'�l�ment r�sultant reste toujours une classe, avec la s�mantique et tous les aspects structuraux attribu�s aux classes. On peut, n�anmoins, ajouter de nouvelles restrictions aux �l�ments du mod�le. Par exemple, nous pourrions cr�er un st�r�otype applicable � une classe et d�finir une restriction ne permettant pas l'instantiation des classes auxquelles le st�r�otype est appliqu�. Dans ce cas-ci, l'�l�ment r�sultant serait une classe abstraite.

Ainsi les st�r�otypes ne devraient �tre utilis�s que pour �tendre UML par des concepts dont la s�mantique est l�g�rement diff�rente des �l�ments pr�d�finis dans le m�tamod�le d?UML. Pour les concepts qui sont substantiellement diff�rents de ces derniers, il y a de plus en plus de travaux qui, au lieu d?utiliser les st�r�otypes, proposent d?�tendre le m�tamod�le m�me d?UML. C?est le cas par exemple de (Hachani et al., 2005) qui �tend UML par les concepts relatifs � la programmation par aspects, (Filho et al., 2002) qui �tend UML par un mod�le de propri�t�s (Features Model) ou encore (Clarke et al., 2002) qui �tend UML par un mod�le de composition. Notre approche pour int�grer l?association role-of dans UML s?inspire de ces derniers travaux.

Nous discutons dans la suite les travaux, tr�s limit�s, qui traitent de l?int�gration des r�les dans UML.

Nous nous accordons avec (Depke et al., 2000) sur le fait que les r�les associ�s aux diagrammes de collaboration d?UML ne sont pas appropri�s pour capturer la s�mantique sous-jacente aux r�les de l?association role-of ainsi que sur les limites des st�r�otypes � int�grer ces derniers dans UML. Nous divergeons sur les points suivants.

D?abord, les mod�les de r�les respectifs que nous proposons d?int�grer dans UML ne sont pas les m�mes. Le travail de (Depke et al., 2000) se base essentiellement sur les travaux (Gottlob et al., 1996) et (Kristensen, 1996) que nous avons d�j� discut� dans (Dahchour et al., 2004). Par cons�quent, les m�tamod�les correspondant ne sont pas les m�mes. A titre d?exemple, dans le m�tamod�le de la Figure 6 nous d�finissons les notions de lossPredicate, aquisPredicate et tansitionPredicate relatives aux contraintes d?abandon et d?acquisition des r�les totalement absentes dans le m�tamod�le des r�les de (Depke et al., 2000).

Par ailleurs, (Depke et al., 2000) d�finit la m�taclasse Role-of relationship comme sous classe de la m�taclasse Association et consid�re ainsi role-of comme un cas particulier de l?association. Cela cr�e une ambigu�t� inutile similaire � celle induite en consid�rant l?agr�gation/composition comme un cas particulier de l?association. Cette approche a �t� largement critiqu�e dans la litt�rature (voir par exemple (Bruel et al., 2001)). Notre m�tamod�le des r�les d�finit la m�taclasse Role-of comme sous classe de la m�taclasse Relationship et consid�re ainsi role-of comme association g�n�rique � part enti�re au m�me titre que la g�n�ralisation et l?agr�gation telle qu?elle a �t� red�finie dans (Bruel et al., 2001).

�(Steimann, 2000(a)) critique s�v�rement le concept des r�les adopt� par UML et sugg�re de le remplacer par son propre mod�le de r�les (Steimann, 2000(b)) en agissant sur le m�tamod�le d?UML. N�anmoins, (Steimann, 2000(a)) donne juste la syntaxe abstraite de son m�tamod�le de r�les. Il n?aborde pas les deux autres parties du formalisme de sp�cification d?UML. Ainsi, aucune r�gle OCL n?a �t� d�finie pour exprimer la s�mantique des r�les. Le m�me auteur discute dans (Steimann, 2001) une version de r�les qui peut �tre confondue avec la notion d?interfaces d?UML. Par ailleurs, l?auteur propose dans (Steimann et al., 2002) un noyau de langage de mod�lisation objet beaucoup plus r�duit que la version actuelle d?UML. Dans la liste des concepts de base constituant ce noyau figure le concept de type qui peut �tre un type naturel appel� classe ou type de r�le appel� r�le. Ce dernier repr�sente la version des r�les propos�e dans (Steimann, 2001).

�(Guizzardi et al., 2004), de son c�t�, propose un profile ontologique bien fond� autour des classeurs2 d?UML. Il propose notamment un ensemble de st�r�otypes (kind, phase, role, mixin) de la classe Class permettant une analyse tr�s fine des diff�rents types de classeurs. Dans le m�me ordre d?id�e (Li, 2005) propose dans son projet de th�se de revoir compl�tement les fondements ontologiques des constructeurs d?UML notamment le concept du r�le qu?il propose de red�finir � la lumi�re des nombreux travaux traitant de ce concept. L?objectif vis� �tant de proposer une version d?UML plus appropri�e pour la mod�lisation conceptuelle.

Dans cet article, nous avons pr�sent� l?int�gration d?un mod�le de r�les dans le langage UML. Tout d?abord, nous avons pr�sent� l?association role-of sur laquelle se base ce travail. Ensuite, nous avons pr�sent� la structure et l?architecture du langage UML notamment les paquetages de base qui sont affect�s par l?int�gration de notre association role-of. Enfin, nous avons pr�sent� notre approche pour �tendre UML par le concept de r�les en suivant la m�me d�marche utilis�e par UML lui-m�me pour d�finir ses propres m�ta-mod�les. Cette extension permettra d?utiliser l?association role-of dans la phase de mod�lisation au m�me titre que les associations g�n�riques d�j� offertes par UML.



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Notes de bas de page

1Par exemple, (B�zivin, 2004) propose de remplacer la structure classique � quatre niveaux de l?OMG par �une architecture 3+1 compos�e de niveaux reli�s par les associations� representedBy et conformsTo au lieu de instanceOf. �La �strate �M0 �correspond �au �syst�me �r�el repr�sent� par �un mod�le �du niveau �M1. �Ce �mod�le �est �conforme �� �son �m�tamod�le �d�fini �au �niveau �M2 ��et ��le m�tamod�le �lui-m�me �est ��conforme �au �m�tam�tamod�le �au �niveau �M3 . �Le �m�tam�tamod�le est �conforme �� lui-m�me.
2Le terme ��classeur�� est la traduction en fran�ais du terme anglais ��classifier�� de la terminologie UML. C?est un m�canisme qui d�crit les caract�ristiques comportementales et structurelles. Les classeurs incluent les interfaces, les classes, les types de donn�es et les composants.

Pour citer cet article


Mohamed Dahchour, Hamza Rayd, Younes Lakhrissi et Abdelaziz Kriouile. �Extension d?UML par les r�les�. e-TI - la revue �lectronique des technologies d'information, Num�ro 4, 29 juin 2007, https://www.revue-eti.netdocument.php?id=1399.




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