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Génie Logiciel - Notes d'étude

• Présentation du cours: Ce cours vise à former des développeurs de haut niveau en génie logiciel et à améliorer la qualité des logiciels. Il couvre les spécificités des applications standard, mobiles et ERP sur différentes plateformes. L'objectif principal est d'assurer et d'améliorer la qualité des logiciels et d'enseigner les méthodes et techniques nécessaires aux programmeurs pour utiliser ou réutiliser des applications existantes.

Volume Horaire

• Cours: 20 heures
• Travaux Dirigés (TD): 0 heure
• Travaux Pratiques (TP): 20 heures
• Autres (Travaux de terrain, Projets, Stages): 0 heure
• Travail personnel: 24 heures (préciser : devoirs, exposés, mini-projets)
• Mini-projets: 3 heures
• Total: 24 heures + 3 heures = 47 heures (hors TD)

Objectif du Cours

• Objectif spécifique: Former des développeurs de haut niveau dans le domaine du génie logiciel, capables de maîtriser les spécificités des applications standard, mobiles et ERP sur les différentes plateformes.
• Objectif principal: Assurer et améliorer la qualité des produits logiciels en fournissant les méthodes et techniques nécessaires aux développeurs pour utiliser ou réutiliser des applications existantes.

Objectifs Détaillés

• À la fin du cours, les étudiants seront capables d'opter pour l'architecture logicielle la plus adaptée et de réussir la mise en œuvre d'une approche de développement d'architecture basée sur des modèles en utilisant les métadonnées et les transformations de modèles.

Compétences Spécifiques au Génie Logiciel

• Maîtriser les techniques et outils utilisés dans la production industrielle de logiciels.
• Connaître les différents modèles de processus pour le développement logiciel.
• Maîtriser les outils d'aide à la prise de décision.
• Développer des applications selon une architecture distribuée.
• Créer et déployer des services Web.
• Développer des applications sur des terminaux mobiles sur différentes plateformes.
• Gérer la migration d'une application entre les différentes plateformes mobiles.

Plan du Cours

• Techniques et outils liés à une phase des cycles de vie
• Modèles de cycles de vie
• Spécification
• Conception
• Codage

Chapitre 1 : Introduction au Génie Logiciel

• Définition du génie logiciel
• Raisons de la naissance du génie logiciel
• Processus de développement logiciel
• Cycle de vie des logiciels

Qu'est-ce qu'un logiciel ?

• Logiciels classiques : données + traitements
• Systèmes d'Information (BD) : données + traitements (centrales, persistantes)
• Systèmes d'Information d'Aide à la Décision : données + traitements (analyse approfondie des données)

Qualités d'un bon logiciel

• Définition du génie logiciel comme combinaison de génie + logiciel
• Analyse des caractéristiques d'un bon logiciel

Définitions du Génie Logiciel (IEEE et Gaudel)

La Crise du Logiciel

• Constat des problèmes (années 60) : réalisation hors délais, budgets dépassés, difficulté d'utilisation et de maintenance.
• Étude du DoD (1995) sur les problèmes rencontrés dans les projets militaires. Données sur le pourcentage de projets échoués/abandonnés.
• Raisons principales des bogues (bugs) : erreurs humaines, complexité des logiciels, manque de méthodes, négligence de l'analyse d'exigences, négligence de validation.
• Exemples de bogues : Healthcare.gov, Sonde Mariner 1.

Critères de Projet

• Proportion des projets réussis et projets ratés dans les grands et petits projets.
• Importance de la maîtrise du développement de systèmes complexes.
• Mythes du logiciel

Mythes du logiciel

• Idée grossière du logiciel
• Travail terminé lorsque le logiciel est écrit et fonctionnel
• Spécifications faciles à gérer
• Résoudre les retards par l'ajout de développeurs (mythes courant)

Synthèse & Résolution

• Analyse de la crise du développement logiciel
• Besoins d'un cadre rigoureux pour le développement logiciel.
• Les étapes de la démarche de développement de logiciel pour maîtriser les coûts, les risques et respecter les délais.
• Critères d'évaluation de la qualité d'un logiciel.
• Processus de développement logiciel : définition.

Processus de développement de logiciel

• Découpage et validation du développement logiciel.
• Identification des besoins du client.
• Méthodes, outils et modèles pour le développement logiciel.
• Description des livrables et responsabilités des parties concernées. (rôles ex: Scrum-Master, Product-Owner).

Phase : Définition des Besoins

• Les activités : consultation avec des experts, observations, questionnaires, etc.
• Les productions : cahier des charges (exigences), fonctionnalites et contraintes fonctionnelles.

Phase : Analyse des Besoins/Spécification

• Les activités : analyser les besoins, spécifier les fonctionnalités, définir les interfaces.
• Les productions : dossier d'analyse, ébauche du manuel utilisateur.

Phase : Planification/Gestion du Projet

• Les activités : découpage des tâches, planification, estimations, identification des risques.
• Les productions : plan qualité, plan projet pour les développeurs, estimation des coûts, etc.

Phase : Conception

• Les activités : définir l'architecture du logiciel, choisir les solutions, décrire les interfaces entre modules.
• Les productions : dossier de conception.

Phase : Codage et Tests Unitaires

• Les activités : coder chaque module et le tester indépendamment.
• Les productions : modules codés, documentation de chaque module, résultats des tests.

Phase : Intégration

• Les activités : intégrer les modules, tester l'ensemble du système.
• Les productions : logiciel testé, jeu de tests de non-régression, manuel d'installation.

Phase : Qualification

• Les activités : tester le logiciel en conditions réelles, vérifier la conformité aux besoins.
• Les productions : diagnostic.

Phase : Maintenance

• Les activités : formation utilisateurs, correction d'erreurs, adaptation du logiciel à l'environnement, évolutions.
• Les productions : logiciel corrigé, mises à jour, documents corrigés.

Cycle de Vie

• Définition générale : phases séquentielles pour le développement d'un produit / service.
• Modèles de cycle de vie: linéaire (cascade, en V) et itératifs (en spirale, incrémental).

Modèle en Cascade

• Détail des étapes et leur séquentialité.
• Caractéristiques et avantages.
• Inconvénients: coût élevé des modifications, difficulté avec des spécifications non précises à l'initialisation.
• Diagramme d'une phase en cascade.

Modèle en V

• Amélioration du modèle en cascade.
• Description du fonctionnement synchrone des activités de tests et de développement.
• Caractéristiques, avantages et inconvénients : meilleure prévision des erreurs.

Modèles Itératifs

• Modèle en spirale
• Développement qui met l'accent sur l'évaluation des risques à chaque étape.
• Résultat : produit opérationnel par étapes, suivi des besoins, tests systématiques des fonctionnalités.

Modèle Incrémental

• Développement progressif par petites parties (incréments). La mise en production est possible dès les premiers incréments de version.
• Mise en place rapide du marché.

Modèle Agile

• Déduction des concepts et valeurs.
• Définition des différents rôles.
• Description des principaux outils et démarches
• Les différents types de méthodes Agiles

Méthode Scrum

• La démarche Scrum est une méthode Agile.
• Les valeurs et les principes de Scrum.

Rôle : Directeur du Produit

• Représentant du client et des utilisateurs.
• Définition des priorités fonctionnelles.
• Choix de la date et du contenu de la version.

Rôle : Scrum Master

• Représente le management du projet.
• Veille à l'application des valeurs de Scrum- amélioration de la productivité.

Rôle : Équipe

• Composition de 5 à 10 personnes.
• Collaboration et responsabilité globale.

Scrum - Itérations (Sprint)

• Description du cycle de développement par itérations de quelques semaines (Sprint).

Référentiel des Exigences : Le Product Backlog

• Le Product Backlog est un référentiel des exigences (fonctionnelles et non fonctionnelles) classées par importance / priorité.
• Rédaction et évolution du Product Backlog.

User Story

• Description des fonctionnalités depuis le point de vue du client.
• Les différents champs / informations importants (ID, Nom, Importance, Estimations, Démonstration (demo), Notes).

Planification dans Scrum

Scrum Board

• Description de Scrum board et des différents états de l'avancement du travail (example).

Exemple de Product Backlog

Scrum Process

Outils pour Scrum (listes d'outils)

Méthode XP (Extreme Programming)

• Une méthode Agile.
• Caractéristiques : satisfaction client, travail d'équipe.
• Valeurs XP: Communication, Feedback, Simplicité
• Pratique XP: Responsabilité collective, Programmation en binôme.

Pratique de l'Extreme Programming (Équipe)

• Détail des différentes pratiques pour une bonne gestion de l'équipe. (ex: Responsabilité collective, programmation en binôme).

Pratique de l'Extreme Programming (Code)

• Détail des différentes pratiques pour créer un bon code.

Pratique de l'Extreme Programming (Projet)

• Détail des différentes pratiques pour une gestion optimale du projet Agile

Cycle Standard XP

• Description détaillée du cycle standard.

Cristal

• Description de la méthodologie Cristal.

Principes de Cristal

• Description des principes importants.

Caractéristiques de Cristal

• Description des traits importants de la méthode.

Méthodes Classiques vs Agiles

Récapitulatif Methode Agiles

Récapitulatif Méthodes Classiques.

Continuous Integration (CI) et Continuous Measurement (CM)

Chapitre 2: La Spécification

• Objectif : comprendre les besoins des clients
• Définition d'une description claire & précise du logiciel (fonctionnalités, qualité, interface)
• Exemple: frontière système, descriptions fonctionnalités, interactions.

Exigence vs Besoins

• Distinction entre besoin (objectif) et exigence (comment atteindre cet objectif).
• Exemple d'exigence: sécurité de l'application.

Spécification

• Déterminer les exigences fonctionnelles et non-fonctionnelles.

L’Ingénierie des Exigences

• Définition : Branche du génie logiciel qui traite les besoins, les fonctions et contraintes d'un système logicielle.
• objectif: recueillir, spécifier, affiner les exigences dans un environnement.
• Objectif : produire un cahier des charges précis, précis, compréhensible, stable et complet.

Élicitation: Recueil des Besoins

• Méthodes formelles (benchmarking, ontologies des graphes, frameworks).
• Méthodes informelles (entretiens, groupes de discussion, questionnaires, techniques d'observation).

NFR Framework

Exercice de la Distinction Exigences/Besoins

Types d'exigences

Comment rédiger un cahier des charges

• Structure type d'un cahier des charges (préambule, gestion exigences, exigences non fonctionnelles, contraintes, autres aspects)
• Normes à suivre (ex: IEEE 830).

Chapitre 3 : Conception

• Rappel des méthodes de modélisation (Merise, Modélisation Objet, UML)

Merise (Rappel)

• Présentation des différents modèles de la méthode Merise (flux, conceptuel de données, traitements, organisationnel, logique de données, opérationnel, physique des données).

Pourquoi l'orienté objet ?

Modélisation objet (Rappel)

• Description des concepts (classe, objet, attribut, méthode).

UML (Unified Modeling Language)

• Objectifs : Faciliter la communication entre les acteurs et la machine.
• Avantages : formalisation, outil performant, stabilité, réduction risques

• Inconvénients : Période apprentissage, processus de production non couvert

Diagrammes UML

• Description et exemples (cas d'utilisation, de classes, de séquence, d'activité, de déploiement, de composants)

Ordonnancement Diagrammes UML

Point de Départ : Découverte des besoins (Spécification)

• Diagrammes de cas d'utilisation pour formaliser les acteurs et les besoins
• Diagramme de maquette pour une présentation concrète des services de l'application.

Point de Départ : Spécification

Exemple de Use-Case

Exemple de Maquette

Analyse du Système

• Étape d'analyse intermédiaire entre la spécification et la conception.
• Identification des classes de conception, interaction des différentes vues et diagrammes.

Analyse Statique

• Construction du modèle du domaine pour le système.
• Diagrammes participants du conception.
• Exemple de diagrammes de classes.

Analyse Dynamique

• Description dynamique du système.
• Exemples (diagrammes de séquence, d'activités pour une fonction d'authentification),

Conception du Système

• Description de la conception du système, structure de code, et modules (packages).
• Le modèle statique (diagrammes de classes), le modèle dynamique (diagrammes d'interaction).

Concepts fondamentaux en Génie Logiciel

Séparation des problèmes

Modularité

Abstraction

Anticipation du changement

Généricité

Construction incrémentale

Chapitre 4: Codage

• Transformer la conception en code avec un langage de haut niveau.
• Importance des standards de codage pour l'uniformité, la compréhension et la maintenabilité du code.

Codage : Standards et Guidelines

• Exemples de standards (contenu en-têtes, conventions de nomenclature).

La Révision du Code

• La revue de code comme stratégie efficace pour réduire les erreurs.
• Divers types de revues comme l'inspection, la lecture croisée.

Défauts Typiques (Types d'erreurs importantes)

(Les défauts dans les tableaux ci-dessus sont classés par catégories.)

• Référence aux données (variables non initialisées, indices de tableaux hors bornes, etc.)
• Calculs (conversions de types, overflow/underflow, etc.)
• Comparaison (incohérences des types, erreurs de comparaison)
• Contrôle (boucles incorrectes, instructions goto, etc.)