Fiche de révision : Modélisation des systèmes avec SysML

📋 Plan du Cours

1. Rôle et portée de SysML
2. Les neuf diagrammes SysML
3. Exigences et relations associées
4. Acteurs et cas d’utilisation
5. Relations entre cas d’utilisation
6. Messages et scénarios séquentiels
7. Fragments et contraintes temporelles
8. Blocs et propriétés structurelles
9. Composition, agrégation et multiplicité
10. Associations et généralisations

📖 1. Rôle et portée de SysML

★ À maîtriser

• SysML est un langage graphique de modélisation des systèmes complexes, dérivé d’UML et devenu un standard en ingénierie système.

• SysML permet de représenter des exigences, des éléments non logiciels, des équations physiques et des flux continus de matière ou d’énergie.

• SysML répond au besoin d’un langage commun pour décrire, comprendre et concevoir des systèmes complexes impliquant plusieurs disciplines et acteurs.

Compléments

• L’OMG a adopté officiellement SysML le 19 septembre 2007.

• L’OMG est une association américaine à but non lucratif créée en 1989 pour standardiser et promouvoir le modèle objet sous toutes ses formes.

• SysML est utilisé dans des domaines tels que l’aéronautique, le ferroviaire, l’automobile et le spatial.

📖 2. Les neuf diagrammes SysML

★ À maîtriser

• SysML comporte neuf types de diagrammes destinés à représenter les aspects fonctionnel, structurel et comportemental d’un système.

📌 Les diagrammes fonctionnels représentent ce que le système doit faire, les diagrammes structurels comment il est construit et les diagrammes comportementaux comment il doit se comporter.

Compléments

• Les diagrammes fonctionnels sont le diagramme de cas d’utilisation et le diagramme d’exigences.

• Les diagrammes structurels sont :

  • le diagramme de définition de blocs
  • le diagramme de bloc interne
  • le diagramme de package
  • le diagramme paramétrique

• Les diagrammes comportementaux sont :

  • le diagramme d’activité
  • le diagramme d’état
  • le diagramme de séquence

• La maîtrise de SysML implique de connaître sa syntaxe et de savoir lire et décoder ses diagrammes.

📖 3. Exigences et relations associées

🔑 Notions clés & Définitions

• Exigence : Capacité ou contrainte qui doit être satisfaite par un système, par exemple une fonction ou une condition de performance, de fiabilité ou de sécurité.

★ À maîtriser

• Les exigences expriment les besoins du client et les contraintes du système.

📌 La contenance décompose une exigence composite en exigences unitaires, le raffinement ajoute des précisions et la dérivation relie des exigences de niveaux différents, généralement avec des choix d’architecture.

• Les exigences peuvent être non fonctionnelles, notamment en matière de :
  • performance
  • fiabilité
  • sécurité
  • volumétrie
  • aspects physiques
  • interfaces

Compléments

• Les deux propriétés de base d’une exigence sont un identifiant unique assurant la traçabilité et un texte descriptif.

• Dans le radio-réveil, l’exigence fondamentale est de réveiller automatiquement l’utilisateur à l’heure souhaitée avec la radio ou un buzzer.

• Dans le radio-réveil, une exigence contenant une conjonction comme « et » peut signaler une exigence composite à décomposer, par exemple en réglage de la station et réglage du volume.

📖 4. Acteurs et cas d’utilisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Acteur : Personne ou autre système qui interagit directement avec le système étudié et participe à au moins un cas d’utilisation.
• Cas d’utilisation : Service rendu à un acteur qui représente un ensemble de séquences d’actions réalisées par le système.

★ À maîtriser

• Un diagramme de cas d’utilisation représente les acteurs, les cas d’utilisation et leurs interactions, sans préciser comment le système réalise le service.

Compléments

• Les acteurs peuvent être :
  • des humains
  • des systèmes
  • une source d’énergie
  • des objets
  • un réseau de données

📌 L’acteur principal obtient le résultat observable du cas d’utilisation, tandis que les acteurs secondaires y participent sans en être le bénéficiaire principal.

📌 Un cas d’utilisation ne doit pas se réduire à une action simple ou à une seule séquence, et le nombre de cas d’utilisation de base doit rester limité pour préserver la lisibilité.

• Les acteurs principaux sont généralement placés à gauche du diagramme et les acteurs secondaires à droite.

📖 5. Relations entre cas d’utilisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Généralisation d’acteurs : Factorisation des aspects communs à plusieurs acteurs concrets dans un acteur généralisé, dont les spécialisations peuvent posséder leurs propres cas d’utilisation.
• Généralisation de cas d’utilisation : La généralisation de cas d’utilisation fait hériter aux cas descendants la description du parent commun, tout en leur permettant d’ajouter des interactions spécifiques.

★ À maîtriser

📌 La relation « include » intègre obligatoirement un cas d’utilisation dans le cas de base, tandis que la relation « extend » ajoute un cas de façon optionnelle.

Compléments

• Dans le radio-réveil, le cas d’utilisation « Avoir l’heure » peut se spécialiser selon que l’heure est lue directement sur l’appareil ou projetée au plafond.

• Dans le radio-réveil, le simulateur d’aube est un exemple de fonctionnalité optionnelle représentée par une relation « extend ».

📌 Il faut éviter d’abuser des relations entre cas d’utilisation, car elles peuvent rendre le diagramme difficile à décrypter pour les experts métier.

💡 Astuce mémo

« include » est obligatoire, « extend » est optionnel.

📖 6. Messages et scénarios séquentiels

🔑 Notions clés & Définitions

• Ligne de vie : Une ligne de vie représente l’existence d’un élément dans un diagramme de séquence, possède un nom et un type et est dessinée comme une ligne verticale en pointillés.
• Message : Communication unidirectionnelle entre deux lignes de vie qui déclenche une activité chez le destinataire.

• Scénario : Succession d’enchaînements qui s’exécutent du début à la fin d’un cas d’utilisation, chaque enchaînement étant une séquence d’actions.

★ À maîtriser

• Dans un diagramme de séquence, l’ordre chronologique se lit de haut en bas et les messages suivent la séquence décrite dans le cas d’utilisation.

Compléments

📌 Dans un diagramme de séquence, une flèche pleine représente l’envoi d’un message et une flèche pointillée son retour ou résultat direct.

📌 Un message synchrone bloque l’émetteur en attente d’une réponse et se représente par une flèche pleine, tandis qu’un message asynchrone se représente par une flèche évidée.

• Un message réflexif, représenté par une flèche en boucle, modélise un comportement interne à une ligne de vie.

📖 7. Fragments et contraintes temporelles

★ À maîtriser

• Le fragment « loop » permet de répéter un ou plusieurs opérandes selon une condition de garde.

• Le fragment « alt » exécute uniquement l’opérande dont la condition est vraie.

📌 Une contrainte de durée exprime une durée entre des événements, tandis qu’une contrainte de temps fixe l’instant auquel un événement se produit.

Compléments

• Le fragment « opt » ne s’exécute que si la condition fournie est vraie.

• Le fragment « par » permet l’exécution de plusieurs opérandes en parallèle.

• Un cadre « ref » permet à un diagramme de séquence de référencer un autre diagramme de séquence.

• Dans l’exemple du simulateur d’aube, la lumière douce commence 30 minutes avant l’heure de réveil.

📖 8. Blocs et propriétés structurelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Bloc : Élément graphique de base de SysML pour modéliser la structure d’un système, représentant une entité physique, logique ou conceptuelle.
• Instance : Exemplaire d’un bloc qui possède une identité propre.

★ À maîtriser

📌 Le diagramme de définition de blocs décrit les éléments structurels de base et leur hiérarchie, tandis que le diagramme de bloc interne décrit la décomposition et les échanges ou flux au sein du système.

• Dans un bloc, les contraintes expriment des conditions à vérifier, les parties décrivent la décomposition, les valeurs décrivent des caractéristiques quantifiables et les fonctions désignent les opérations demandables au bloc.

Compléments

• Un bloc peut représenter :

  • un système complet
  • un sous-système
  • un composant élémentaire
  • un regroupement logique
  • un logiciel

• Dans un BDD, le compartiment obligatoire d’un bloc contient le mot-clé « block » et la définition du bloc par son type et son nom.

📖 9. Composition, agrégation et multiplicité

🔑 Notions clés & Définitions

• Multiplicité : Intervalle indiquant le nombre d’instances d’un bloc pouvant participer à une relation, avec une borne inférieure et une borne supérieure.

★ À maîtriser

📌 La composition représente une relation de partie obligatoire, dessinée par un losange plein du côté du tout, tandis que l’agrégation représente une relation plus faible et facultative, dessinée par un losange vide.

Compléments

• La borne inférieure d’une multiplicité peut être zéro ou un entier positif, tandis que la borne supérieure peut être un, plusieurs noté « * », ou un entier positif.

• Lorsque les deux bornes d’une multiplicité sont égales, une seule valeur est écrite et la valeur par défaut en SysML est 1.

📌 Dans une composition, la multiplicité du côté du tout ne peut être que 1 ou 0..1, car une partie ne peut appartenir qu’à un seul tout au maximum à un moment donné.

• Dans le modèle de voiture, les roues et le moteur relèvent de la composition, tandis que les bagages relèvent de l’agrégation car ils ne sont pas indispensables à la voiture.

💡 Astuce mémo

Losange plein : partie indispensable ; losange vide : composant facultatif.

📖 10. Associations et généralisations

🔑 Notions clés & Définitions

• Association : Relation d’égal à égal entre blocs, sans contenance et bidirectionnelle par défaut.
• Généralisation : La généralisation relie un bloc spécialisé à un bloc généralisé, dont il hérite les propriétés tout en pouvant ajouter des propriétés spécifiques.

📝 Points essentiels

• Les deux extrémités d’une association doivent indiquer la multiplicité des instances pouvant participer à la relation.

• La généralisation est représentée par une flèche triangulaire pointant vers le bloc généralisé.

• Le bloc Moyen de transport peut être spécialisé en :

  • Voiture
  • Bateau
  • Avion

• Dans le BDD du radio-réveil, le réveil comprend un afficheur, un projecteur et une horloge, tandis que la radio reçoit les signaux HF des stations et que des piles amovibles peuvent assurer la sauvegarde.

📊 Tableaux de synthèse

Relations entre cas d’utilisation