4 . Le modèle dynamique intégrant les versions... 9 7 5 . Le modèle fonctionnel intégrant les versions . . . . 1 0 0 6 . Bilan . . . . 1 0 2 1 . Orientations Ce chapitre décrit le modèle objet, intégrant le concept de version, que nous proposons pour décrire précisément une base de données intégrant des versions. Nous cherchons à décrire de l'évolution de chaque entité représentée dans la base, de manière indépendante. D'autres travaux s'intéressent à la représentation de l'évolution globale d'une base de données Gançarski, 94a. Actuellement, des systèmes tels que OVMKäfer, 82 ou PresageTalens, 93 offrent des fonctionnalités pour intégrer la gestion de versions lors de l'implantation d'une base de données. Néanmoins, la description d'une base suivant ce type de modèle d'implantation est relativement complexe. Notre modèle conceptuel permet décrire simplement et précisément l'évolution d'entités complexes, telles que des documents, à l'aide de versions. L'évolution de chaque entité, est décrite de manière indépendante. Il définit pour cela des relations de composition et d'association entre versions ainsi qu'entre versions et objets. La sémantique des relations est affinée au travers de cardinalités. Les spécificités des versions doivent être prises en compte pour exprimer, sur les versions et les objets, les contraintes sous-jacentes aux relations. De plus, les opérations agissant sur les instances doivent respecter ces contraintes pour maintenir l'intégrité de la base. De plus, notre modèle permet la gestion simultanée des versions au niveau des instances et des classes. Il permet ainsi de décrire à la fois l'évolution de valeur et l'évolution de schéma. La gestion de versions de classes a également un impact sur les relations de composition, d'association et d'héritage qu'il est nécessaire d'étudier. Notre étude s'appuie sur les principaux concepts liés à la gestion de versions proposés au niveau système pour la gestion de versions d'objets et la gestion de versions de classes. Nous intégrons ces concepts au modèle de la méthode OMT pour l'étendre à la gestion de versions ; ce modèle possède les principales caractéristiques des modèles de méthodes de conception orientées objet. 2 . Notre modèle de versions Le modèle de versions, que nous avons défini, est basé sur la notion de "relation de dérivation" adoptée par les systèmes de gestion de versions d'objets. La gestion de versions peut être effectuée de manière indépendante uniquement au niveau des objets Ben Amouzegh, 86, Katz, 86, Käfer, 92, ou uniquement au niveau des classes Monk, 94 ; elle peut également être simultanée aux deux niveaux comme dans le système Presage Talens, 93. Pour permettre la description précise du monde réel et de son évolution, nous choisissons de pouvoir appliquer uniformément la gestion de versions au niveau des objets et au niveau des classes. 2 . 1 . Les versions d'objets Avec la gestion de versions d'objets, une entité du monde réel est décrite par un ensemble d'objets appelés versions ou versions d'objets. Une version décrit un état de l'entité pendant une période de son cycle de vie. Une version est définie par dérivation d'une version existante, dont elle reprend les valeurs avec éventuellement des modifications ; la nouvelle version est ainsi liée à la précédente par un lien est dérivée de ou est version de. Seules les versions initiales ou versions racines sont définies complètement par création, les suivantes sont définies par dérivation. Le concept d'alternative est également introduit. Deux versions sont des alternatives l'une par rapport à l'autre si elles sont dérivées de la même version ex. dans la figure II-1, et sont des alternatives car elles sont dérivées de la même version Les alternatives permettent par exemple de proposer plusieurs solutions pour une documentation, conçues par différents auteurs. Le concept d'alternative est étendu aux versions racines. Deux versions racines définies par création et décrivant la même entité du monde réel sont des alternatives appelées alternatives de premier niveau ex. dans la figure II-1, et sont des alternatives de premier niveau décrivant l'entité Entité1. La notion d'alternative de premier niveau est par exemple utile dans un processus de conception d'un avion pour distinguer, dès le départ, plusieurs études correspondant à différents budgets. Les versions décrivant une entité, liées par la relation de dérivation, forment une forêt de dérivation ou hiérarchie de dérivation c'est-à-dire un ensemble d'arbres de dérivation de versions ex. dans la figure II-1, l'entité Entité1 est décrite par une forêt de dérivation constituée de 2 arbres. lien "est_dérivée_de" version d'objet Entité1 Monde réel BD entité du monde réel Nous considérons deux catégories de versions - les versions gelées ou définitives elles décrivent un état d'une entité du monde réel à un instant donné. Elles ne peuvent pas être modifiées. Une version est "gelée" explicitement lorsque l'utilisateur applique l'opération de gel ou implicitement lorsqu'il en dérive une nouvelle version. gel dérivation ¯ version en cours version gelée Figure II-2 Versions gelées - Versions en cours Les versions gelées peuvent être supprimées notamment pour réduire le nombre de versions conservées lorsque certaines d'entre elles ne sont plus utiles. Par exemple, de nombreuses versions peuvent être conservées durant l'élaboration d'une documentation pour pouvoir revenir facilement en arrière ; une fois la documentation établie, le concepteur peut décider de conserver uniquement les versions significatives. - les versions en cours ou provisoires elles décrivent l'état le plus récent d'une entité. Elles peuvent être modifiées au fur et à mesure que l'état de l'entité évolue ; elles peuvent également être supprimées. Toute nouvelle version est a priori en cours. Une version gelée qui n'a pas été dérivée, appelée également version feuille dans la forêt de dérivation de versions, peut redevenir provisoire si l'utilisateur lui applique l'opération de dégel. ¯ version en cours version gelée dégel dégelables Figure II-3 Dégel d'une version feuille D'autres catégories de versions, qui sont des sous-ensembles de celles que nous définissons, ont été distinguées notamment pour une gestion concurrente multi-utilisateurs et multi-bases dans des systèmes tels que Version Server Katz, 86 et ORION Kim, 89b. De plus, une version "par défaut" est distinguée pour chaque hiérarchie de versions décrivant une entité du monde réel ; elle est désignée par l'utilisateur comme la plus représentative de l'entité ou suivant des critères pré-définis. Cette notion s'inspire de celle de dernière version validée LAST-VERSION dans Ben Amouzegh, 86 ou de DEFAULT VERSION dans Chou, 88. 2 . 2 . Les versions de classes L'évolution du schéma d'une classe est décrite par un ensemble de classes appelées versions de classe. Les principes définis pour les versions d'objets s'appliquent aux versions de classes. Une version de classe dérivée d'une version existante reprend son schéma avec éventuellement des modifications au niveau des attributs, des méthodes et des relations de composition, d'association et d'héritage. Les versions alternatives de classe permettent par exemple d'avoir plusieurs schémas en parallèle pour des groupes d'utilisateurs différents. Les versions d'une classe, liées par la relation de dérivation, forment une hiérarchie de dérivation. lien "est_dérivée_de" version de classe Figure II-4 Versions de classes Comme pour les objets, les versions de classes en cours peuvent être modifiées et supprimées tandis que les versions gelées peuvent seulement être supprimées. Les passages de l'état en cours à l'état gelé et inversement suivent les mêmes principes que pour les objets cf. § De plus, dès qu'une version d'objet est gelée, la version de classe à laquelle elle appartient est également gelée. 2 . 3 . Combinaisons des versions d'objets et de classes 2 . 3 . 1 . Gestion simultanée de versions de classes et d'objets Lorsque l'on combine la gestion de versions de classes avec la gestion de versions d'objets, les versions d'objets décrivant une entité peuvent appartenir à différentes versions d'une classe. Les dérivations de versions d'objets peuvent s'effectuer dans la même version de classe ou dans des versions de classe dérivées. La nouvelle version d'objet définie dans une version de classe dérivée reprend les valeurs de la version d'objet précédente, compatibles avec le schéma de la version de classe dérivée. La hiérarchie de dérivation de versions d'objets représentant une entité peut s'étendre sur la totalité de la hiérarchie de dérivation de versions de classes correspondant à la classe d'entités. Entité 2 Entité 1 Figure II-5 Arbre de dérivation de versions d'objets sur plusieurs versions de classes Exemple II-1 La gestion combinée de versions d'objets et de versions de classes est par exemple applicable dans le cas de documentations d'avions. Les avions construits sont en général des évolutions d'un avion conçu, et à chacun correspond une version de la documentation. Les documentations sont conçues suivant une certaine structure donnée ex. titre puis chapitres puis tableaux. On définit une première version de classe dont le schéma décrit la structure des documentations. Pour une documentation, par exemple celle de l'Airbus A320, les deux premières versions de la documentation ex. et sont conçues selon le schéma de la version de classe Doc_A320 Supposons que la structure des documentations soit complétée pour les prochains appareils construits ; les versions de documentations de l'A320 déjà définies seront néanmoins toujours utilisées. On définit alors une nouvelle version de classe dérivée de dont le schéma complète celui de la version de classe précédente. La nouvelle version de documentation de l'A320 qui est une évolution de la précédente est basée sur celle-ci mais est définie dans la nouvelle version de classe. Doc_A320 Lorsqu'une nouvelle version d'une classe est définie, les versions en cours peuvent être utilisées avec le nouveau schéma sans les conserver dans l'ancien schéma. Pour cela, l'utilisateur fait "migrer" une version en cours vers la nouvelle version de classe. La version d'objet est "adaptée" au schéma de la nouvelle version de classe c'est-à-dire qu'il y a conservation de toutes les valeurs de l'ancien schéma valides dans le nouveau. Nous nous limitons dans un premier temps à des cas d'adaptation simple ; des études ont été réalisées pour des modifications de schéma plus complexes Penney, 87, Tan, 89, Lerner, 90, Bounaas, 95. ¸ Modification avec migration Figure II-6 Migration d'une version provisoire vers une version de classe dérivée 2 . 3 . 2 . Gestion de versions d'objets seule La gestion de versions d'objets sans gestion de versions de classes permet de gérer des versions d'objets de même schéma. La totalité de l'arbre de dérivation de versions d'objets décrivant une entité appartient à une seule classe. Classe1 Entité 2 Entité 1 Figure II-7 Versions d'objets sans versions de classes 2 . 3 . 3 . Gestion de versions de classes seule Un objet est créé dans une version de classe donnée. Lorsqu'il y a évolution de schéma via la dérivation d'une nouvelle version de classe, l'objet évolue en termes de schéma en "migrant" vers la nouvelle version de classe cf. § objet 2 objet 1 objet 3 migration objet 1 objet 3 objet 2 ¸ La gestion de versions de classes sans gestion de versions d'objets peut être utile notamment pour gérer l'incomplétude des données dans un processus de conception ; ce principe rejoint des travaux réalisés dans le cadre du projet SHOOD Escamilla, 90. Exemple II-2 Un processus de conception de pièces d'avions est décomposé en différentes phases réalisées par des équipes de travail différentes. Pour chaque phase un ensemble d'informations sont demandées. Le passage d'une phase à la suivante n'est autorisé que lorsque toutes les informations demandées sont spécifiées. Les différentes phases de conception peuvent être modélisées par des versions de classes ; le schéma de chaque version de classe précise les informations correspondant à la phase qu'elle décrit. Chaque version de classe ajoute des propriétés par rapport à la version précédente. Chaque pièce d'avion à concevoir est représentée par un objet. L'objet est défini dans la première version de classe décrivant la première phase de conception. Lorsque tous les attributs sont valorisés phase terminée, le concepteur fait migrer l'objet dans la version de classe suivante pour entamer la phase suivante ; de nouveaux attributs sont alors à valoriser. La version de classe finale regroupe les objets dont la conception est achevée. 3 . Le modèle sémantique de données intégrant les versions Le modèle sémantique de données que nous proposons repose sur les principaux concepts adoptés dans la plupart des modèles de données des méthodes de conception et les étend pour prendre en compte la gestion de versions d'objets et de versions de classes. Notre modèle permet de modéliser des entités pour lesquelles on gère des versions au niveau des valeurs et des schémas. Le modèle permet la modélisation d'entités complexes au travers de la définition de relations de composition et d'association entre les différents types de classes du modèle. Nous étudions en détail comment est traduite au niveau des instances, objets ou versions d'objets, la sémantique des relations entre classes ; nous exprimons les contraintes sur les instances, inhérentes à la définition des relations entre classes ainsi que les règles permettant leur respect par les opérations sur les instances et sur les classes. 3 . 1 . Les concepts du modèle objet OMT Notre modèle de données s'appuie sur le modèle objet de la méthode OMT Rumbaugh, 91 dont nous reprenons le formalisme ; il est enrichi au niveau de la sémantique de la composition. Nous avons choisi OMT car son modèle comprend tous les concepts habituellement présents dans les modèles sémantiques et qu'il est utilisé dans l'industrie. 3 . 1 . 1 . Les classes Les classes regroupent les instances ayant les mêmes propriétés structure et comportement. Une classe décrit à la fois l'ensemble des instances qu'elle regroupe, appelé l'Extension de la classe, et leur Schéma. Le schéma spécifie la structure et le comportement des instances ainsi que la place de la classe dans la hiérarchie d'héritage. La structure est représentée par un ensemble d'attributs définis sur des domaines de base entier, réel, ... et par un ensemble de relations de composition et d'association avec d'autres classes. Les attributs peuvent être mono-valués ou multi-valués. Le comportement des instances est représenté par un ensemble de méthodes. Une méthode est décrite par une signature et un corps. Les méthodes sont de deux types pré-définies ou définies par l'utilisateur. 3 . 1 . 2 . L'héritage La relation d'héritage permet de factoriser les propriétés de structure, de comportement communes à plusieurs classes, appelées sous-classes, en une classe de plus haut niveau hiérarchique, appelée super-classe. L'héritage est mécanisme permettant le transfert des propriétés d'une super-classe vers ses sous-classes. L'héritage que nous retenons est un héritage par spécialisation Atkinson, 89. La spécialisation impose que le schéma d'une super-classe soit inclus dans celui de la sous-classe ; la spécialisation consiste à définir le schéma d'une sous-classe par enrichissement ajout d'attributs et/ou de méthodes ou par affinement substitution du domaine de définition d'un ou plusieurs attributs par un sous-domaine du schéma d'une super-classe. Le graphe représentatif de la relation d'héritage liant sous-classes et super-classes est appelé graphe d'héritage. Ce graphe est acyclique, il décrit un treillis de classes. Le modèle supporte l'héritage multiple. Une sous-classe peut donc hériter des propriétés de plusieurs super-classes. 3 . 1 . 3 . Les relations entre classes Les relations entre classes permettent de représenter des entités complexes. Les relations entre classes sont de deux sortes les compositions et les associations. D'une part, la sémantique de la composition n'est pas clairement précisée dans OMT ; pour pallier ce manque, nous précisons la sémantique que nous choisissons qui est celle habituellement considérée dans les modèles de méthodes de conception orientée objet Giraudin, 95. La composition exprime une relation "est-une-partie-de" entre un composant appartenant à une classe composante, et un composé appartenant à une classe composée. La sémantique associée à la composition indique - qu'un composant ne peut exister sans faire partie d'un composé, - que l'existence du composant dépend de celle des composés auxquels il est lié ; la disparition des composés implique celle de leurs composants, - que la création d'un composant n'est effectuée qu'au travers d'un composé. Les liens de composition peuvent être de deux catégories dans notre modèle - les liens exclusifs un composant n'est une partie que d'un seul composé, - les liens partagés un composant peut faire partie de plusieurs composés. L'exclusivité ou le partage sont spécifiés au niveau de la classe composante par une cardinalité associée à la classe cardinalité 1-β , avec β=1 pour exprimer l'exclusivité. De plus, une cardinalité est définie sur le lien pour la classe composée indiquant les nombres minimum et maximum de composants autorisés pour un composé. Notre définition des liens de composition rejoint celle des références composites dépendantes du modèle du système ORION Kim, 89b. D'autre part, une relation d'association exprime le fait que deux instances de deux classes sont liées. La disparition d'une instance n'implique pas celle des instances auxquelles elle est liée. Une cardinalité est fixée pour chacune des classes liées ; elle indique les nombres minimum et maximum d'instances de l'autre classe auxquelles une instance d'une classe peut être liée. La sémantique des relations de composition et d'association, ainsi que les cardinalités associées sont traduites au niveau des instances des classes liées par différentes contraintes sur les liaisons possibles entre instances. Ces contraintes sont des contraintes d'intégrité structurelle Amghar, 94, Bouaziz, 95. Elles doivent être respectées notamment lors des opérations de création d'instances, suppression, ... L'intégration du concept de version rend encore plus complexe l'expression de ces contraintes sur les instances. 3 . 2 . Les nouveaux types de classes dus aux versions Pour décrire le monde réel, il est nécessaire que notre modèle conceptuel permette - d'une part, de modéliser les entités pour lesquelles on veut conserver des versions au niveau des valeurs, et à l'opposé, de modéliser celles pour lesquelles on ne veut conserver qu'une seule valeur, - de plus, de modéliser les entités pour lesquelles on conserve différentes versions du schéma et modéliser celles pour lesquelles un seul schéma est conservé. Pour modéliser les versions au niveau des valeurs, nous distinguons deux catégories d'instances - les objets ce sont les instances de tout modèle objet. Les objets ayant les mêmes propriétés structure et comportement sont regroupés en classes. Un objet est identifié par un identifiant unique indépendant de sa valeur Khosafian, 86. - les versions d'objets les versions d'objets sont des objets liés par des liens de dérivation qui traduisent le fait qu'elles décrivent l'évolution de la même entité du monde réel. Les versions d'objets comme les objets sont regroupées en classes qui décrivent leur structure à l'aide d'attributs et de relations et leur comportement à l'aide de méthodes. Dans une classe dont les instances sont des versions, différents ensembles de versions ou hiérarchies de dérivation représentent différentes entités du monde réel. Une version d'objet est identifiée par un identifiant unique pour l'entité modélisée et par un numéro de version unique dans l'ensemble des versions décrivant l'entité Rieu, 85, Ben Amouzegh, 86. Toutes les versions, quelle que soit la classe à laquelle elles appartiennent, possèdent plusieurs critères, dits "internes", systématiquement ajoutés en plus de ceux définis par le concepteur. Ces critères internes sont les suivants la date de création de la version, son numéro, le nom de son créateur, l'état de la version. Pour décrire les versions au niveau du schéma, nous introduisons le concept de version de classe. Notre modèle distingue deux catégories de classes - les classes simples ou non-versionnalisables ce sont les classes des modèles orientés objet ; les classes simples ne permettent pas la gestion de versions de classes c'est-à-dire de conserver l'évolution de schéma. Le schéma d'une classe simple peut néanmoins évoluer par modification ; le schéma modifié

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