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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Abdelouahed Gherbi


PLAN DE COURS

Hiver 2022
MGL849 : Modélisation, analyse et programmation des syst temps réels (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2022


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.


Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés afin de les rendre disponibles aux personnes inscrites au cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.


Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.


Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2022, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et, si requis, qu'elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.


Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.


En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Les systèmes temps réel et embarqués sont omniprésents. Ces systèmes sont souvent caractérisés par des contraintes de temps sévères. En outre, ils sont naturellement concurrents, distribués et souvent critiques. La complexité de tels systèmes est continuellement en croissance. Par conséquent, la conception et l’implémentation de systèmes temps réels corrects et fiables sont des tâches cruciales et complexes. La modélisation de ces systèmes utilisant des méthodes et langages de modélisation standards, comme AADL ou UML MARTE, permet d’une part de maitriser leur complexité, et d’autre part, d’utiliser des techniques d’analyse sophistiquées comme l’analyse d’ordonnancement et d’estimation du temps de réponse au pire cas.

Ce cours présente les concepts, terminologies et problématiques relatives aux systèmes temps réel et embarqués; le paradigme de programmation concurrente et les problématiques associées à la concurrence; les notions de fiabilité et les techniques de tolérance aux fautes; les méthodes et langages standards de modélisation; et les techniques d’analyse de systèmes temps réel.




Objectifs du cours
  • Introduire et motiver les systèmes temps réel et embarqués et leurs caractéristiques principales.
  • Connaitre le paradigme de la concurrence et parallélisme ainsi que les problématiques associées et leurs solutions.
  • Acquérir une expérience avec la programmation de systèmes temps réel et embarqués.
  • Acquérir une expérience initiale avec les langages de modélisation standards des systèmes temps réel.
  • Étudier les techniques d’analyse de systèmes temps réels.
  • Initier l’étudiant à la recherche dans le contexte de la modélisation, analyse et implémentation des systèmes temps réels.



Stratégies pédagogiques

Le cours sera présenté sous forme d’exposés magistraux et d'exercices pratiques d'application. Le volet  théorique du cours est complémenté par un laboratoire pratique ainsi que l’utilisation d’outils de modélisation et d’analyse de systèmes temps réel. L’étudiant sera exposé à l’expérience pratique d’un expert de l’industrie.




Utilisation d’appareils électroniques

Le professeur permet l'utilisation d'appareils électroniques en cours dans la mesure ou ca ne perturbe pas le bon deroulement du cours et que ca ne dérange pas les autres étudiants ainsi que le professeur.  Cependant, il est interdit d'enregistrer (audio,photo ou vidéo) en totalité ou en partie les séances de cours  de quelques façons que ce soit sans son autorisation préalable.

Les ordinateurs et tablettes ne sont autorisés lors des examens et Quiz. Seulement la calculatrice sera autorisée.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Abdelouahed Gherbi Activité de cours abdelouahed.gherbi@etsmtl.ca A-4480 sur rendez-vous



Cours

On présente à l’étudiant les notions de systèmes temps réel et leurs caractéristiques principales telles que les contraintes de temps, la criticité, la distribution, la concurrence et le parallélisme.

L'étudiant est initié dans ce cours à la programmation de systèmes temps réel et embarqués par la biais de laboratoires pratiques.

L’étudiant est initié dans ce cours à la modélisation des systèmes temps réel en utilisant des langages de modélisation standards appropriés.

L’étudiant sera aussi exposé à des techniques d’analyse afin de procéder à des vérifications formelles des modèles de systèmes temps réel. En particulier, on présente les techniques d’analyse d’ordonnancement et d’estimation du temps de réponses au pire cas.

Le contenu du cours est structuré comme suit :

  • Introduction aux systèmes temps réel et embarqués et leurs caractéristiques
  • Concurrence et parallélisme dans les systèmes temps réel
  • Mécanismes et outils de synchronisation
  • Problèmes d’inter-blocage et approches de solutions
  • Protocoles d’accès aux ressources
  • Méthodes, langages et outils de modélisation de systèmes temps réel
  • Techniques d’analyse d’ordonnancement et d’estimation de temps de réponses des systèmes temps réel



Laboratoires et travaux pratiques
  • Des exercices pratiques de programmation, modélisation et analyse de systèmes temps réel.
  • Un laboratoire de programmation temps réel et embarquée



Évaluation
  • Travail  de recherche  25 %

Lecture critique d’un article de recherche sur la modélisation, analyse, et implémentation de systèmes temps réel et embarqués. Les articles sont proposés par le professeur. Dans ce travail, l’étudiant doit lire, analyser et remettre un rapport de synthèse et une présentation orale en classe.

  • Laboratoire  25 % 

L’objectif de ce laboratoire est d'acquérir une première expérience pratique avec  la programmation des systèmes temps réel et embarqués. Dans ce laboratoire une plateforme matérielle embarquée ainsi qu'une plateforme logicielle adéquate (un système d'exploitation temps réel) et des outils de développement requise seront utilisés. Les étudiants seront familiarisés avec ces plateformes et outils et réaliseront deux laboratoires en équipes.

  • Examen Intra    25 %
  • Examen Final    25 %



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 16 février 2022



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Tout travail remis en retard se verra automatiquement attribuer la note zéro.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  • Alan Burns and Andy Wellings, (2009) “Real-Time Systems and Programming Languages”, 4th edition, Addison-Wesley, 2009, ISBN 978-0-321-41745-9



Ouvrages de références
  • Peter H. Feiler, David P. Gluch, (2012) “Model-Based Engineering with AADL: An Introduction to the SAE Architecture Analysis & Design Language”, 1st Edition, Professional. SEI Series in Software Engineering, Addison-Wesley Professional, ISBN-13: 978-0-321-88894-5
  • Phillip A. Laplante and Seppo J. Ovaska, (2012) “Real-Time Systems Design and Analysis”, Fourth Edition, John Wiley & Sons/IEEE Press
  • Giorgio C. Buttazzo (2011) HARD “REAL-TIME COMPUTING SYSTEMS: Predictable Scheduling Algorithms and Applications”, Third Edition, Springer.
  • Hermann Kopetz, (2011) “Real-Time Systems” 2nd edition, Springer, ISBN 978-1-4419-8236-0
  • Douglass, Bruce Powel (1999) “Doing Hard Time: Developing Real-Time Systems with UML, Objects, Frameworks and Patterns,” Addison-Wesley Professional, ISBN-13: 978-0321774934
  • Gomaa, H. (2000) “Designing Concurrent, Distributed and Real-Time Applications in UML,” Addison-Wesley, ISBN 9780201657937
  • Lee, P. A. and Anderson, T. (1990) “Fault Tolerance - Principles and Practice,” 2nd edition, Springer Verlag, ISBN: 9783211820773



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

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