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une structure générique
pour créer un modèle de simulation
en connectant des composants de modélisation
Avantages et limites
d’une structure générique
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Références ( Ù )
Un article portant
sur ModCom, un système de simulation
modulaire
Cet article est paru dans le journal « European Journal of Agronomy » :
« The ModCom modular simulation system
»
Charles Hillyer, John
Bolte, Frits Van Evert and Arjan Lamaker
http://www.plant.wur.nl/projects/modeling-framework/hillyer_et_al_2003.pdf
La suite de ce dossier s’appuie sur cet article, certains éléments en sont repris.
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Description de ModCom ( Ù )
Présentation générale
L’objet du projet ModCom est de développer une structure logicielle qui facilite la simulation de modèles, créés par assemblage de composants de modélisation qui ont précédemment été développés et testés indépendamment les uns des autres.
D’une part ModCom fournit l’implémentation de services génériques constituant la base d’une simulation : un socle commun dont l’utilisateur de ModCom bénéficie directement ; ce que l’utilisateur de ModCom a à implémenter, ce sont les composants spécifiques de sa propre application. D’autre part ModCom fournit les spécifications d’interface des composants d’une simulation ; l’utilisateur de ModCom doit se conformer à ces spécifications lorsqu’il écrit les composants qu’il va intégrer dans la simulation.
Le principe
d’utilisation
Une structure orientée objet contient un ensemble de classes génériques qui sont conçues pour servir de base à la construction d’applications spécifiques. Ainsi, la structure de simulation ModCom sert de base à la construction de programmes de simulation.
Le développeur qui choisit d’avoir recours à ModCom pour développer son application peut concentrer ses efforts :
-
Sur la conception de son modèle : définition du
modèle, organisation et découpage en sous modèles. Il ressort de ce travail de décomposition
un modèle évolutif constitué de composants de modélisation réutilisables.
Chaque composant (sous modèle) peut être remplacé/modifié sans affecter les
autres composants.
- Sur l’implémentation/programmation de la partie spécifique de son application, puisqu’il se repose sur le code ModCom pour les aspects génériques de simulation (les tâches communes à toutes simulations sont disponibles dans ModCom, elles y ont été codées une fois pour toutes et le développeur n’a plus qu’à les appeler).
La règle à appliquer pour pouvoir se loger dans ModCom est de programmer ses composants de modélisation en respectant les spécifications d’interface définies par ModCom (dans des classes abstraites).
Langage de programmation (interopérabilité)
ModCom n’est pas lié à un langage de programmation
informatique précis, mais pour s’en servir il faut utiliser un langage de
programmation qui permet de créer des objets COM
(Component Object
Model) : par exemple C++, Delphi, Visual Basic (voir illustrations sur le site).
Brève description de
la fourniture
Le logiciel ModCom est livré sous forme d’une librairie ModComLib. ModCom est un logiciel libre distribué sous licence GPL (GNU General Public License).
La librairie ModComLib fournit les composants implémentant beaucoup des interfaces définies par ModCom, ainsi que l’accès aux services constituant le socle (cœur) de la simulation.
Une application développée avec ModCom répond au schéma suivant. Une simulation ModCom consiste en une collection de composants individuels interagissant, qui implémentent chacun une ou plusieurs interface(s) ModCom. Chacun de ces composants expose des entrées et des sorties, par le biais desquels il va communiquer avec les autres objets du système.
Par exemple dans le cas d’un modèle de culture, on pourrait trouver comme composants de simulation :
- Un composant « plante » qui implémente une série d’équations d’état décrivant la réponse dynamique de la plante.
- Un composant « climat ».
- Un composant « sol-eau ».
- Un composant d’enregistrement des données qui collecte périodiquement les résultats de simulation et les stocke dans un fichier ou dans une base de données.
- Un composant de visualisation graphique qui collecte périodiquement les résultats de simulation et en affiche dynamiquement la représentation graphique à l’écran.
ModCom fournit comme services simplifiant le développement :
- Services d’intégration numérique.
- Synchronisation des flux temporels.
- Services d’échange de données.
- Etc
De plus ModCom propose d’autres aides comme l’outil VME (Visual Modeling Environment) de visualisation/représentation graphique du modèle.
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Cas d’utilisation de ModCom ( Ù )
ModCom est utilisé sur le projet européen SEAMLESS (System for Environmental and Agricultural Modelling Linking European Science and Society). Il est développé sur le projet SEAMLESS une plate-forme d’intégration de modèles informatiques : SEAMLESS-IF, outil d'évaluation de l’impact de politiques agricoles et environnementales.
Voir le site internet de SEAMLESS : URL http://www.seamless-ip.org
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Interopérabilité ( Ù )
Les interfaces spécifiées par
ModCom respectent le standard COM (un standard
propriétaire de spécification d’interfaces), ce qui permet aux utilisateurs de
ModCom d’implémenter leurs composants en utilisant le langage de programmation
de leur choix parmi la gamme des langages supportant le modèle COM.
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Avantages et limites d’une structure
générique (
Ù
)
Lorsqu’il s’agit de développer un modèle de simulation, l’intérêt que présente le fait de s’appuyer sur une structure générique telle que ModCom est de bénéficier de tout un environnement existant. Cela comprend la fourniture de code générique prêt à l’emploi. L’apport se fait aussi en terme de méthode dans le sens où intégrer son modèle dans l’environnement implique d’adopter une démarche de conception modulaire et aboutit à des composants de modélisation évolutifs et réutilisables.
Cependant une structure générique est conçue pour permettre de construire des applications d’un certain type. Aussi elle facilite le développement d’une application qui entre bien dans le cadre considéré, mais perd son intérêt par rapport à une application dont elle ne couvrirait pas l’ensemble des exigences. ModCom est une structure générique conçue pour développer et dérouler des simulations dans les domaines de l’agronomie et de l’écologie.
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mise en ligne le 06/03/06 -
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