SysML : les diagrammes - Education

1 100technologie 179av r i l 2012av r i l 2012technologie 179101ans les pages D cryptage de la revue, nous vous avons pr sent l utilisation raisonn e de SysML (Systems Modeling Language) dans l ana-lyse fonctionnelle d un syst me existant. Ce langage, commun tous les champs disciplinaires, est compos de diagrammes qui permettent d aborder plus facilement les syst mes pluritechniques, que ce soit en phase de conception ou en phase d analyse d un existant. Il peut galement d crire le cheminement de la mati re, de l nergie et de l information (les trois domaines essen-tiels du r f rentiel des STI2D), ses diagrammes offrant la possibilit de repr senter la fois les composants et les flux de toute nature. Nous allons donc nous atta-cher ici d coder le vocabulaire et la grammaire de cet outil d aide la mod diagrammes SysML , le plus souvent, sont li s entre eux (interconnect s) et ont leur description propre.

2 Ils peuvent remplacer la plupart des autres outils de description auparavant utilis s (Grafcet, Fast, SADT, etc). Voici, parmi les neuf types de diagrammes SysML , les six qui ont t retenus par le r f rentiel :diagramme des exigences (requirement diagram)diagramme des cas d utilisation (use case diagram)diagramme de s quence (sequence diagram)diagramme d tat (state diagram)diagramme de d finition de blocs (definition block diagram)diagramme de blocs internes (internal block diagram)Ils d crivent diff rents aspects :l Aspects comportementaux : diagrammes fonctionnels (que doit faire le syst me ?) :diagramme des exigencesdiagramme des cas d utilisation diagrammes dynamiques (comment le syst me doit-il se comporter ?) :diagramme de s quencediagramme d tat ( tat et transitions)l Aspects structurels : diagrammes statiques (comment le syst me est-il construit ?) :diagramme de d finition de blocsdiagramme de blocs internesSysML : les diagrammesDIDIER FAGNON, ST PHANE GASTON [1] mots-cl s lyc e technologique, mod lisation, outil & m thodeL outil SysML est un langage constitu de nombreux diagrammes .

3 Nous vous proposons une ressource sous la forme de fiches-outils qui trouveront une bonne place dans vos aide-m moire de TP.[1] Respectivement professeur agr g de g nie m canique au lyc e Chaptal de Paris (75008) et professeur de construction m canique au lyc e Denis-Papin de La Courneuve (93).Ouvrage de r f renceSysML par l exempleUn langage de mod lisation pour syst mes complexes Auteur : Pascal Roques diteur : EyrollesCe livre de 235 pages est exclusivement disponible en version PDF, payante, t l charger sur le site de l diteur : la naissance du SysML aux exemples concrets, il consacre un chapitre entier chacun des diagrammes . Il est tr s illustr et prend pour fil conducteur une tude de cas sur le radio-r veil. C est l ouvrage de r f rence en fran ais. : relation d gal gal entre deux l mentsA utilise BEst utilis dans 2 diagrammes : cas d utilisation, d finition de blocsD pendance : 2 items distincts mais dont l un d pend de l autreA d pend de BEst utilis dans 3 diagrammes : exigences, cas d utilisation, d finition de blocsAgr gation : un l ment est une composante facultative de l autreA entre dans la composition de B sans tre indispensable son fonctionnementEst utilis dans 2 diagrammes : exigences, d finition de blocsComposition : un l ment est une composante obligatoire de l autreA entre dans la composition de B et lui est indispensableEst utilis dans 2 diagrammes : exigences, d finition de blocsG n ralisation : d pendance de type filiation entre 2 itemsA est une sorte de BEst utilis dans 2 diagrammes : cas d utilisation, d finition de blocsConteneur.

4 Relation d inclusion entre 2 itemsB contient AEst utilis dans 3 diagrammes : exigences, cas d utilisation, d finition de blocsABABABABABAB Les principales relations entre les blocs100technologie 179av r i l 2012av r i l 2012technologie 179101 Dans les diagrammes , on trouve des bo tes et des relations entre ces bo tes. Ces relations peuvent tre de natures diff rentes, elles s expriment donc avec des symboles diff rents (voir la figure page pr c dente).Nous allons d tailler les l ments graphiques rela-tifs chaque diagramme pour en faciliter la lecture, sous forme de fiches-outils que vous pourrez utiliser ou fournir au fur et mesure aux l ves. Ces fiches peuvent aussi constituer un document ressource dans un dossier de TP. Il n est surtout pas question de les utiliser comme support de cours pour apprendre le lan-gage SysML . En revanche, elles permettent, au fur et mesure que l enseignant aborde dans ses pratiques l analyse des trois points de vue (comportemental, structurel et fonctionnel), d introduire les diagrammes adapt s aux besoins p dagogiques.

5 NSysML : les diagrammesDIDIER FAGNON, ST PHANE GASTON [1]fiche-Outil 1 Diagramme des exigencesEn anglais : requirement diagramNotation SysML : reqC est un diagramme d crit les exigences du cahier des charges exigence exprime une capacit ou une contrainte satisfaire par un syst me. Elle peut exprimer une fonction que devra r aliser le syst me ou une condition de performance technique, physique, de s curit , de fiabilit , d ergonomie, d esth uniqueTexte descriptifIci d composition d une exigence composite en exigences unitairesExigence du syst meExigences unitaires Ajout de donn es quantitatives / pr cisionsNote indiquant un probl me r soudre, non d finiLe diagramme d exigences permet tout au long d un projet de relier les exigences avec d autres types d l ments SysML par plusieurs relations :exigence, l ment comportemental (cas d utilisation, diagramme d tat, etc.) : refine exigence, bloc d architecture : satisf y exigence, cas de test : verify Un cas de test repr sente une m thode de v rification de la satisfaction d une exigence.

6 Il est repr sent ci-contre :Note qui permet de justifier un certain choixIl est courant de d finir d autres propri t s pour les exigences, par exemple :priorit (haute, moyenne, basse)source (client, marketing, technique, l gislation, etc.)risque (haut, moyen, bas)statut (propos e, valid e, impl ment e, test e, livr e, etc.)m thode de v rification (analyse, d monstration, test, etc.)102technologie 179av r i l 2012av r i l 2012technologie 179103fiche-Outil 2 Diagramme des cas d utilisation En anglais : use case diagramNotation SysML : ucC est un diagramme fonctionnel. Il montre les interactions fonctionnelles des acteurs et du syst me d d limite pr cis ment le syst me, d crit ce que fera le syst me sans sp cifier comment (et non ce que fera l utilisateur).Il exprime les services (use cases) offert par le syst me aux utilisateurs (actors).Acteurs humainsActeurs non humainsLes acteurs peuvent tre reli s entre eux soit par une fl che bidirectionnelle (chaque acteur agit sur l autre) soit par une fl che unidirectionnelle (un acteur agit sur l autre)Signification des couleurs des acteurs utilis es par les logiciels :En bleu : change, modifie de la mati reEn rouge : change, modifie de l nergieEn vert : change de l informationCadre d limitant le syst me et contenant un ensemble de s quences d actions.

7 Elles peuvent aussi tre li es entre ellesRelations standardis es entre cas d utilisation<< i n c l u d e >> : le cas d utilisation de base ne peut se faire sans ou impose que << e x t e n d >> : le cas d utilisation de base peut ventuellement se faire avec Ci-dessus : V rifier solde est une extension d Effectuer un virementfiche-Outil 3 Diagramme de s quence En anglais : sequence diagramNotation SysML : sdC est un diagramme repr sente les changes de messages entre les acteurs et le syst me ou entre des parties durant une s quence temporelle d actions appel e sc permet de repr senter la dynamique d un use case ou la collaboration d un ensemble d objets internes au syst montre la s quence, repr sentation verticale chronologique, des messages pass s entre blocs au sein d une : Il y a autant de diagrammes de s quence que de sc narios de vieTrait pointill vertical surmont d un rectangle de descriptionMessage synchrone.

8 Met en relation les diff rentes lignes de vie. La fl che poss de une t te pleine. Ce sera une fl che ouverte pour un message asynchroneUn cas d utilisation peut d pendre d autres cas d utilisation. Il s appelle alors fragment. Chaque fragment poss de un op rateur et peut tre divis en op randes. Les principaux op rateurs sont :loop : boucle. Le fragment ou autre cas d utilisation peut s ex cuter plusieurs fois, et la condition de garde (voir Diagramme d tat ) explicite l it rationopt : optionnel. Le fragment ou autre cas d utilisation ne s ex cute que si la condition fournie est vraiealt : fragments alternatifs. Seul le fragment poss dant la condition vraie s ex cuterapar : parall le. Il est utilis pour repr senter des interactions ayant lieu en parall leRetourMessage r flexifNote qui pr cise la fonction102technologie 179av r i l 2012av r i l 2012technologie 179103fiche-Outil 4 Diagramme d tatEn anglais : state diagramNotation SysML : stmC est un diagramme montre les diff rents tats successifs et les transitions possibles des blocs repr sente la succession des tats d un syst me ou d un sous-syst dynamique des changements est entretenue par des v nements.

9 Condition ou condition de gardeC est une expression bool enne qui doit tre vraie lorsque l v nement arrive pour que la transition soit d clench e. Elle est not e entre crochets. S il y a plusieurs transitions avec un m me v nement, elles doivent avoir des conditions diff il y a plus de deux conditions, il est recommand d utiliser le mot-cl else pour garantir l exhaustivit .Les changements d tat interne se mod lisent en utilisant le mot-cl when suivi d une expression bool enne dont le passage de faux vrai d clenche la passage du temps se mod lise en utilisant le mot-cl after suivi d une expression repr sentant une dur e, d compt e partir de l entr e dans l tat courant. tat initialUne transition poss de :un v nement d clencheurune conditionun tat cibleTransition propre. Quitte son tat de d part pour y revenir aussit t tat finalTransition interneL tat satisfait une certaine condition, ex cute une certaine activit , attend un certain v nement v nementL v nement est une sp cification qui peut d clencher une r action, peut porter des param tres qui mat rialisent le flot d informations ou de donn es re ues.

10 Il peut tre accompagn de conditions (voir ci-dessous)104technologie 179av r i l 2012fiche-Outil 5 Diagramme de d finition de blocs fiche-Outil 6 Diagramme de blocs internes Contrainte de multiplicit . Le panier peut contenir de 0 * bagagesLe bloc roue entre dans la composition de v lo de promenade et lui est indispensableLe bloc panier entre dans la composition de v lo de promenade sans tre indispensable son fonctionnementContrainte de multiplicit . Le v lo de promenade poss de 0 ou 1 panierDans le << b l o c k >>, p a r t signifie l l ment important composant le bloc, et values correspond aux crit res de ce m me l mentEn anglais : block definition diagramNotation SysML : bddC est un diagramme statique. Il montre les briques statiques : blocs, composition, est utilis pour d crire l architecture mat rielle du syst bloc est une entit bien d limit e qui encapsule principalement des attributs (variables d tat), des op rations (proc dures comportementales), des contraintes, des ports ( change de flux avec l ext rieur) et des parts (sous-blocs internes).