Simulation de modèles continus et discrets avec un langage orienté objet : application au traitement du signal physiologique

Ce mémoire présente un système de simulation qui est conçu et réalisé selon une méthodologie orientée objet. Le domaine d'application est le traitement du signal et la simulation de processus physiologiques sur des stations de travail informatique. Un prototype a été réalisé pour évaluer le système sur une application type. L'approche de conception orientée objet a été choisie car elle permet une représentation plus naturelle d'un système réel. Elle permet de produire un système modulaire hiérarchisé qui peut être enrichi au fur et à mesure de l'apparition de nouveaux besoins sans remettre en cause les structures fondamentales internes grâce à ses caractéristiques d'encapsulation et d'héritage. La structure proposée pour le système comprend une hiérarchie de classes d'objets qui entourent un noyau exécutif dont le rôle est de superviser et gérer tous les objets définis dans les couches de la hiérarchie. Cette méthodologie a l'avantage de hiérarchiser implicitement les opérations de traitement du système selon leur niveau de spécialisation: ainsi les opérations les plus spécifiques se retrouvent sur les couches périphériques alors que les plus générales sont incluses dans le noyau. Ce noyau contient les éléments de base de gestion du système ainsi que les fonctions primaires d'un système de simulation. Les couches représentent chacune un niveau de l'interface du système de simulation avec un degré d'abstraction correspondant. Les seuls liens qui connectent les différentes couches sont les messages transmis d'une couche à une autre. Ceci permet de modifier une couche sans altérer les autres tant que ces modifications n'altèrent pas le jeu de messages qui relient les différents éléments du système. Le modèle simulé est décrit comme un graphe dans lequel les opérations sont associées aux flèches et les variables aux nœuds. Le système proposé comprend deux structures de données essentielles qui sont des listes: l'une implémente les opérations de traitement des signaux et l'autre représente les variables de type divers. Le prototype réalisé a la capacité de s'appliquer à l'ensemble des modèles dynamiques discrets et aux approximations discrètes des modèles continus, linéaires ou non-linéaires. Au premier chapitre la problématique générale de la conception des systèmes de simulation est présentée et une description de certaines approches de conception de systèmes de simulation est donnée. Les caractéristiques essentielles de la conception orientée objet sont ensuite décrites ainsi que des méthodologies de conception de systèmes de simulation basés sur cette approche. Au second chapitre du mémoire, la structure proposée pour le système de simulation est introduite sous différents aspects puis les structures des fichiers et des objets principaux sont décrites. Le troisième chapitre donne une description du flux de contrôle entre les différents objets du système. Enfin, le dernier chapitre présente la méthode de mise en œuvre de l'interface des opérations de traitement. La méthodologie de développement de l'interface des opérations est illustrée par un exemple type de traitement de signaux physiologiques, mis en œuvre sur un prototype du simulateur. Cet exemple d'application permet de valider les fonctions mises en œuvre dans le prototype