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Une approche d’ intégration sémantique des
Composants Métier pour supporter les
concepteurs des systèmes d’information
Soutenue publiquement le 28 septembre 2013 par :
EL ASRI HICHAM
2012/2013 EL ASRI HICHAMLABORATOIRE D INFORMATIQUE ET D AIDE A LA DECISION (LIAD)
1
Soutenance de thèse de doctorat en Sciences
« Mathématiques et Informatique» de
l’université Hassan II - Faculté des Sciences
Aïn Chock Casablanca
Brahim Aghezzaf Professeur à l’université Hassan II Président
Amir HajjamEl Hassani Professeur à l’université de Technologie de Belfort Montbéliard Rapporteur
Azeddine Boulmakoul Professeur à l’université Hassan II Mohammadia Rapporteur
Benayad Nsiri Professeur à l’université Hassan II Rapporteur
Bouabid El Ouahidi Professeur à l’université Mohammed-V Agdal Examinateur
Abderrahim Sekkaki Professeur à l’université Hassan II Directeur de thèse

Plan de travail
1. Introduction
2. La problématique de l’intégration des Composants Métier
3. Le processus d’intégration des Composants Métier
4. Exemples d’application
5. Conclusion et perspectives
2

La réutilisationdes Composants
L’intégration des Composants Métier
Les conflits d’intégration
Motivation
L’intégration par les ontologies
Introduction
La problématique de l’intégration des Composants Métier
Le processus d’intégration des Composants Métier
Exemples d’application
Conclusion et perspectives
La réutilisation des Composants (1/3)
La réutilisation est depuis longtemps considérée comme une
approche prometteuse pour remédier à certains problèmes
(coût, délai, fiabilité, maintenance) du développement des SI.
3

Motivation
Introduction
Cette approche a donné lieu à deux types problématique :
 L’ingénierie pour la réutilisation ( Design for Reuse): Il
s’agit de développer des outils et des méthodes pour
produire des Composants réutilisables.
 L’ingénierie par la réutilisation ( Design by Reuse): Il s’agit
de développer des outils et des méthodes pour construire
des systèmes à partir de composants réutilisables.
Un Système d’Information (SI) est perçu comme un assemblage
de briques préfabriqués, appelés composants.
On se situe dans le cadre de l’ingénierie par réutilisation
4

Motivation
Introduction
La réutilisation peut se situer à différentes étapes de l’ ingéniere :
Analyse
Conception
Implémentation ,Test et Déploiement
Le recours à cette approche, en phase d’implémentation d’un SI, est une
pratique aujourd’hui largement adoptée. (EJB, CORBA etc.)
Les composants concernés dans cette phase sont des composants logiciels qui
implémentent des aspects techniques.
On s’intéresse aux phases d’analyse et de conception.
Plusieurs travaux et projets ont montré l’intérêt et la possibilité d’étendre
cette approche aux phases d’analyse et de conception: (Méthode Symphony,
Patrons d’analyse et de Conception etc..)
5

Motivation
Introduction
Les Composants Métier (1/4)
 La réutilisation en phases d’analyse et de conception fait
appel à une catégorie particulière de composants, appelés
Composants Métier (CM).
 Un CM est une représentation d’une entité ou d’un
processus métier de l’entreprise.
 En ingénierie par réutilisation: Le modèle d’analyse , ou de
conception, d’un nouveau SI, est construit à partir d’un
ensemble de CM préétablis.
6

Motivation
Introduction
≪A Business Component is the software implementation of an autonomous
business concept or business process. It consists of all the software artifacts
necessary to represent, implement, and deploy a given business concept as an
autonomous, reusable element of a larger distributed information system ≫
[Herzum, 99].
≪A Business Component model and implements business logic, rules and
constraints that are typical, recurrent and comprehensive notions
characterizing a domain or business area ≫ [Barbier, 02b] .
7

CM2CM3
CM1
CM2
CM3
CM1
Introduction
Motivation
8

Plusieurs problèmes ont été identifiés dans ce domaine :
l’adaptation
l’identification
la recherche
l’intégration
Introduction
On s’intéresse à l’intégration des Composants Métier.
Motivation
9

Les aspects
d’intégration
Sémantique
Syntaxique
Structurel
Introduction
L’intégration des CM concerne différents aspects :
Nous sommes concernés par l’intégration sémantique
10
Motivation

L’intégration sémantique de deux ou de plusieurs composants
métier nécessite la détection et la résolution de conflits.
Introduction
Les conflits d’intégration (1/6)
Trois types de conflits sémantiques ont été identifiés :
• Nommage.
• Mesure.
• Confusion.
Nous traitons des conflits de nommage
11
Motivation

Introduction
 Modélise dans un langage de haut niveau, type UML, des
entités et des processus d’un domaine d’activité de
l’entreprise.
 Comporte un certain nombre de concepts décrits dans des
termes issus du vocabulaire de l’entreprise, et librement
choisis par les concepteurs.
En effet, de ce point de vu, un CM :
12
Motivation

Exemple : Considérons les deux CM suivants :
FournirCabinet
Service
Prestation
CM1
L’ intégration des deux CM dans un même modèle de SI nécessite
la détection et la résolution de conflits entre concepts.
CM2
Fournir
Compagnie Service
Catalogue
Introduction
13
Motivation

Détection des conflits sémantiques
FournirCabinet
Service
Prestation
CM1
CM2
Fournir
Compagnie Service
Catalogue
?
?
?
Introduction
14
Motivation

Résolution des conflits sémantiques
FournirCabinet
Service
Prestation
CM1
CM2
Fournir
Compagnie Service
Catalogue
Introduction
Synonymie
Homonymie
Synonymie
15
Motivation

Intégration des composants.
CMr
Fournir
Compagnie Prestation
Catalogue
Service
Introduction
16
Motivation

17
Introduction
Motivation (1/2)
@[Ahmed Awad, Sherif Sakr, atthias Kunze, Mathias Weske: Design by Selection: A Reuse-Based Approach for Business Process
Modeling. International Conference on Conceptual Modeling (ER), 2011]
Motivation

18
Introduction
@[Rainer Lutz, David Würfel, and Stephan Diehl : How Humans Merge UML-Models, Empirical Software Engineering and Measurement
(ESEM), International Symposium, ACM/IEEE, 2011]
Motivation
Motivation (2/2)

Modélisation d’un SI : Difficultés d’interprétation et de compréhension du champ
d’étude et des concepts le structurant.
19
Des conflits d’ordre sémantique
(terminologique, ambiguïtés), structurel et
syntaxique (représentation). Ontologies
Insuffisances des SI classiques:
Motivation
Introduction
L’intégration par les ontologies (2/3)

 Une ontologie de domaine est définie comme la conceptualisation des
objets reconnus comme existants dans un domaine, de leurs propriétés et
relations .
 Les concepts et les relations présentes dans une ontologie sont
supposés faire l’objet d’un consensus entre les experts du domaine.
 Une ontologie se présente sous la forme d’un graphe conceptuel
dont les noeuds sont les concepts et les arcs représentent les
relations.
Introduction
20
Motivation

 Les ontologies ont été intensivement étudiées ces dernières années
pour l’intégration sémantique dans différents domaines
d’application : Web sémantique, Entrepôts de Données, EAI, etc.
Introduction
21
Motivation

Monde réel
Expert
Concepteur
Conceptualisation
Vérification &
résolution des
conflits
Connaissance
et assistance
Modélisation
Enrichissement
22
Complémentarités SI & Ontologie
Initialisation
Motivation
Introduction
Enrichissement

Nous proposons d’utiliser les ontologies de domaine comme moyen pour la
résolution des conflits sémantiques entre Composants.
Motivation
Introduction
Nous ferons appel aux ontologies de domaine pour l’intégration
sémantique des composants métier
Les CM modélisent des entités et des
processus d’un domaine d’activité
d’une Ese, dans un vocabulaire
librement choisi par les concepteurs.
Les concepts d’une ontologie de
domaine font l’objet d’un consensus
entre les experts du domaine.
23

– Exemple : Ontologie de domaine.
PartOf
Poste de
travail
synonymie Compagnie
Cabinet
Service
Prestation
Service
homonymie synonymie
PartOf
Entreprise
synonymie
Catalogue
PartOf
Motivation
Introduction
24

 Notre travail se situe dans le cadre de :
• L’ingénierie par réutilisation des composants.
• En phases d’analyse et de conception.
 Et traite de la résolution des conflits de type nommage, rencontrés
lors de L’intégration sémantique des Composants Métier.
Enoncé de la problématique
25

Transformation des CM en ontologies
Alignement des ontologies avec
enrichissement de l’ontologie de domaine.
Génération du Modèle de
correspondance
Vue globale du processus d‘ intégration sémantique des CM
Les phases du processus d’ intégration sémantique des CM
Transformation des CM en ontologies et Alignement des ontologies.
Mesure de la similarité syntaxique et sémantique.
Enrichissement de l’Ontologie de domaine
Introduction
Les phases du processus d’intégration sémantique des CM
Intégration des CM en utilisant le
Modèle de Correspondance
26

27
Processus d’ intégration sémantique des composants métier
Phase pré-intégration Phase intégration
Transformation
des CM
En ontologies
Alignement des
ontologies
Enrichissement
Construction de
l’ontologie de
domaine
Aide a
l’integration
L’obtention du
CM
resultat
L’ ensemble des
ontologies OCM
Ensemble des
Composants Métier
CM
Mesure de similarité
et Alignement des
ontologies
Ontologie de
Domaine (OD)
Enrichissement de
l’ontologie de domaine
L’integration des
Composants metier
Catalogue des
règles de
résolution des
conflits
L’ontologie de
correspondance
entre les concepts
CM resultat

 Les CM sont décrits dans un langage de modélisation de haut niveau
(UML par ex.).
 Il s’agit de les réécrire dans un langage de description des ontologies (
OWL, RDFS par ex.)
 Pour réaliser cette transformation on peut s’appuyer sur plusieurs
travaux:
•Transformation de Modèles (MDA)
•Transformation de modèles UML annotés par un profil
OWL fourni par ODM (Ontology Definition Model)
•Le projet Eclipse EODM6 (EMF Ontology Definition
Meta model) : implèmente la transformation de modèles
UML en modèles RDFS et OWL à l’aide d’une API Java.
Introduction
28

Transformation
Des CM en
Ontologies
CM1
CMi
CMn
OCM1
OCMi
OCMn
Introduction
29

 C’est une étape fondamentale du processus d’intégration.
 Elle consiste à déterminer les relations sémantiques de synonymie et
d’homonymie entre les concepts présents dans les OCM.
Alignement &
enrichissement
d’ontologies
OCM1
OCMi
OCMn
Ontologie de
Domaine
Enrichie
Ontologie de
correspondance
Ontologie de Domaine
Introduction
30

 Notons σ' la méthode de calcul de la similarité syntaxique, Ec l’ensemble des
concepts présents dans les OCM.
Introduction
Mesure de la similarité syntaxique.
31

Introduction
32

 L’enrichissement de l’ontologie consiste à ajouter de nouvelles relations
ou de nouveaux concepts à l’ontologie.
 La méthode de mesure de similarité sémantique y fait appel
lorsque:
• C1 et C2 appartiennent à Od.
• Il n’existe pas une relation sémantique entre C1 et C2
 On utilise alors certaines règles ainsi que les relations figurant
dans les OCM pour découvrir de nouvelles relations et les ajouter
à Od.
Introduction
33

Exemple de règle:
 Deux concepts sont synonymes si leurs sous concepts fils sont
synonymes.
C1
C11 C12
C13
C2
C21 C22
C33
Introduction
34

Propositiondes actions au concepteur du SI
Introduction
Proposition des actions au concepteur du SI
35

Propositiondes actions au concepteur du SI
Introduction
Proposition des actions au concepteur du SI
36

Ontologie de support : d’une ontologie de domaine pour la visite médicale
Les deux composants métier candidates a l’ intégration
Les deux ontologies générées a partir composants métier
Le composant métier résultat de l’ intégration
Introduction
Un fragment d’une ontologie de domaine pour la visite médicale
37

Introduction
38
-
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
Composant Métier CM1
Société
Laboratoire
Direction commerciale
Direction marketing
Equipe de recherche Délègue médical
-
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
Société
Atelier
Direction marketing
Equipe de recherche Visiteur médical

Ontology(OBC1 (Class MarketingDepartment partial
restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))
(Class Sales Department partial
(Class Laboratorypartial
(Class Delegated medical partial
restriction(partOfsomeValuesFrom(Laboratory))
(Class Research Team partial
restriction(partOfsomeValuesFrom(Laboratory)))
Ontology(OBC2(Class Marketing Department partial
restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(ClassSales
Departmentpartial
restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(ClassWorkshop
partialrestriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(Classmedical
representativepartial
restriction(partOfsomeValuesFrom(Workshop))(ClassResearch Team
partialrestriction(partOfsomeValuesFrom(Workshop)))
Introduction
39

Introduction
L’Ontologie de Correspondance
40

Introduction
41
Catalogue des règles
de résolution des
conflits
-
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
Société
Laboratoire
Direction marketing
Equipe de recherche Délègue médical
-
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
0..1
0..*
Société
Atelier
Direction marketing
Equipe de recherche Visiteur médical
Renommer
Fusionner
Supprimer
….
…
CMr
Concepteur SI
Exécuter et/ou choisir des
actions

Conclusion & perspectives
42
 Proposition d’une méthode de résolution des conflits sémantiques de type
nommage entre Composants Métier.
 Mise en œuvre de la méthode sur des cas réels.
 Évaluer l’impact du choix de l’ontologie de domaine sur la qualité des
résultats de l’intégration.
 Etendre le travail pour couvrir les autres types de conflits sémantiques :
confusion & mesure.
 Nous pensons que l’utilisation des isomorphes des graphes peut être utile
dans l’ intégration.

Merci pour votre attention
43
Soutenance de thèse de doctorat en Sciences
« Mathématiques et Informatique» de
l’université Hassan II - Faculté des Sciences
Aïn Chock Casablanca

44
Journaux internationaux :
[1] Larbi KZAZ, Hicham ELASRI, Abderrahim.SEKKAKI , A model for semantic integration of business components,
International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), ISSN: 0975-3826 (Online); 0975-4660 (Print),
February 2010
[2] Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki “Background Ontology Used in Ontologies Alignment to Support Integration Process of
Business Components” International Journal of Applied Mathematical Sciences, ISSN/EISSN: 1312885X 13147552,
Publisher: Hikari Ltd, volume 7, numero 20, Pages: 959-967, 2013
[3] Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki « Semantic integration process of business components to support information system
designers » International Journal of Web & Semantic Technology; Vol. 4 Issue 1, p51, Publisher: Academy & Industry
Research Collaboration Center (AIRCC), Jan2013,
[4] Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki “Semantic integration process of business components through ontology alignment”
JSW - Journal of Software, ISSN 1796-217X, publisherACADEMY PUBLISHER, 2013 (a apparaître)
Conférences internationales :
[1] Hicham Elasri, L.Kzaz, A.Sekkaki, Vers une architecture d’intégration sémantique des Composants Métier, Le 14ème
colloque de l’Association Information et Management (A.I.M.), 10 au 12 juin 2009 à Marrakech, Maroc.
[2] Hicham Elasri, A.SEKKAKI, L.KZAZ, An ontology-based method for semantic integration of Business Components , IEEE
NOTERE 2011, 11th annual International Conference on New Technologies of Distributed Systems, 9-13 May 2011, Paris,
France,
[3] Larbi KZAZ, Hicham ELASRI, Abderrahim.SEKKAKI, Résolution des conflits sémantiques pour l’intégration des
Composants Métier, 4es Journées Francophones sur les Ontologies – JFO’11, 22 – 23 Juin 2011, Montréal, Canada
[ 4] Othman BENAMMAR, Hicham ELASRI and Abderrahim SEKKAKI, «Semantic matching of security policies to support
security experts» The Sixth International Conference on Emerging Security Information, Systems and Technologies,
(SECURWARE 2012), August 19 – 24, 2012 – Rome, Italy.
Workshops nationaux :
[1] Hicham ELASRI, Abderrahim SEKKAKI, Larbi KZAZ, Un processus d’aide à l’intégration sémantique des Composants
Métier par les concepteurs des SI, Internationaux Workshops on Information Technologies and Communication (WOTIC’11),
Morocco; 2011
Chapitres des livres
Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki “Semantic integration process of business components through ontology alignment”,
Revolutionizing Enterprise Interoperability through Scientific Foundations, Book, IGI publisher . 2013 (a apparaître)

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