Notre approche considère davantage les logiciels éducatifs en tant que systèmes d'information et non en tant que logiciels. En effet, comme nous l'avons conclu dans la partie précédente, nous pensons que les Environnements Interactifs d'Apprentissage avec Ordinateur ne peuvent être considérés comme de simples logiciels. Cela est d'autant plus vrai que les données sur lesquelles sont basés les Environnements Interactifs d'Apprentissage avec Ordinateur peuvent être communes à différentes applications (de formation ou non). En effet, l'utilisation du multimédia nécessite des bases de données spécifiques et volumineuses. La méthode de Conception orientée Objet de SYstèmes de formation multimédia (COSYf) que nous présentons s'appuie sur la même approche générale que l'ébauche de la méthode de Conception orientée Objet de SYstèmes d'information multimédia (COSY) [Lapujade, 93b] [Merlet, 93e] [Soutou, 94]. Cette première ébauche de la méthode COSY est issue d'une collaboration des différentes équipes de recherche du laboratoire URACOM. L'objectif initial de ce projet était d'intégrer les travaux des différentes équipes. Mais une fois l'approche générale définie, le développement de la méthode COSY a été arrêté le temps que les travaux des différentes équipes de recherche aient suffisamment avancé. Pour chacune de ces équipes, la méthode COSY sert ainsi de fil conducteur et de motivation. C'est ainsi que nous avons repris à notre compte la même approche générale que COSY afin de l'appliquer à un domaine particulier des systèmes d'information multimédia : les systèmes de formation multimédia. Nous définissons ainsi une méthode de conception orientée objet de systèmes de formation multimédia COSYf.

Afin de présenter en détail la méthode de Conception orientée Objet de SYstèmes de formation multimédia ( COSYf ), il nous semble utile de présenter l'approche générale de la méthode COSY avec l'intégration et la coopération des différents axes de recherche. A partir de cette approche, nous abordons l'approche spécifique de COSYf en n'intégrant que les domaines de recherche sur lesquels nous avons travaillé.

L'objectif est de montrer comment nous avons intégré les travaux des différentes équipes de recherche du laboratoire URACOM pour élaborer la méthode de Conception orientée Objet de SYstème d'information multimédia (COSY).

Ces équipes travaillent dans des domaines aussi variés que :

Cette méthode doit permettre de fournir une solution à l'automatisation du système concerné, sans pour autant prendre en compte les spécificités techniques du matériel qui sera utilisé pour l'implémentation.

Les systèmes d'information multimédia mettent en jeu des procédés qui doivent prendre en compte un très grand nombre d'entités avec des structures diverses et des comportements complexes ; tout ceci étant bien souvent partagé et interconnecté dans des réseaux particulièrement vastes.

Nous avons vu ci-dessus que les systèmes de formation multimédia sont basés sur des documents multimédias. Chaque document multimédia a un comportement spécifique et est une entité complexe composée d'informations multimédias qui sont sémantiquement très riche (cf. Chapitre 1, § 1.). L'approche orientée objet facilite la gestion d'entités complexes (cf. Chapitre 1, § 2.3) puisqu'elle permet l'encapsulation en une seule entité des données et des traitements qui les manipulent. Ainsi les systèmes de gestion de bases de données orientés objet apportent des solutions à la gestion des données persistantes lors de la réalisation de systèmes basés sur le multimédia. De plus, une approche orientée objet est la plus adéquate pour modéliser un système d'information. En effet, cette approche permet d'effectuer des simulations du système alors que l'analyse et/ou la conception ne sont pas finis.

De plus, l'élaboration d'un système d'information multimédia peut impliquer :

Pour ces raisons, il peut s'avérer utile d'intégrer des techniques de répartition et de fédération de bases de données. Dans un contexte de système réparti, le système de gestion de base de données doit permettre un partage d'objets entre applications par contrôle des objets concurrents et gestion des liens entre objets hétérogènes.

L'accès aux informations est également un aspect important des systèmes de formation et d'information. En effet, l'utilisateur peut posséder ou pas des compétences particulières (langage de manipulation de données, interfaces spécialisées, etc.). Dans ce dernier cas, le concept d'hypertexte peut apporter des solutions. Ainsi, les concepts d'hypertexte et, plus particulièrement avec le multimédia, celui d'hypermédia sont en pleine évolution. Mais cette évolution, qui est encore désordonnée malgré la future émergence de nouvelles normes (MHEG, HyTime), montre l'intérêt du concept des hypermédias. En effet, celui-ci permet d'accéder facilement à une grande quantité d'informations. De plus, l'interactivité offerte par les hypermédias aux usagers permet notamment la navigation dans le réseau des documents multimédias, la recherche d'informations, etc.. Une des critiques faites aux hypermédias est de donner à l'utilisateur une trop grande liberté. C'est-à-dire que les hypermédias ne guident pas l'utilisateur dans sa navigation. Une des solutions serait d'intégrer aux hypermédias des connaissances relatives à l'utilisateur (comme son degré de compréhension), à des stratégies de consultation, à des stratégies spécifiques au domaine, etc., afin d'effectuer un contrôle plus ou moins discret sur la navigation de l'utilisateur. Cette intégration des connaissances pour améliorer le guidage quasi inexistant des hypermédias donne lieu au concept d'hypermédia dynamique.

Face à la complexité de ces systèmes de formation multimédia, et surtout face au besoin de satisfaire aux critères de qualité et de productivité, il s'avère nécessaire de concevoir de tels systèmes à l'aide d'une approche de type génie logiciel.

Nous allons exposer les liens qui conditionnent le fonctionnement de notre système à travers la présentation des influences des différents axes de recherches.

Le système constitué par les différentes équipes de recherche peut être étudié sous un angle systémique. En effet, un système est défini comme un objet dont les liens entre les éléments conditionnent le fonctionnement. De plus, ces liens sont organisés et agencés en fonction de buts. La théorie des systèmes considère qu'il faut mettre au premier plan l'ensemble des relations entre les éléments. Sur ce même ensemble d'éléments peuvent être appliquées des relations très diverses. Les systèmes se distinguent en fonction des relations sur lesquelles le concepteur porte son attention. Alors, chaque équipe de recherche peut être considérée comme un sous-système fonctionnant en "boîte noire". Chaque sous-système (bases de données orientées objet, hypermédias dynamiques, bases de données réparties, bases de données fédérées et atelier de génie logiciel) traite de façon indépendante une partie du problème. Les entrées et sorties de chacune de ces boîtes constituent les échanges qui vont s'opérer entre les équipes de recherche. Nous utilisons aussi la théorie des systèmes afin de modéliser les systèmes d'information multimédia : modélisation du pilotage, étude de l'évolution temporelle des systèmes (appelée aussi dynamique des systèmes).

Dans la suite de ce paragraphe nous exposons les influences entre les différents axes de recherches et la gestion de ceux-ci.

L'hypermédia grâce au concept d'accès associatif aux informations, permet à l'utilisateur de naviguer dans des données en grand nombre en définissant ses propres parcours de lecture.

La conception des hyperdocuments multimédias est fortement influencée par la représentation des données. En effet, la définition des liens et des noeuds dépend de la modélisation orienté objet utilisée pour concevoir les différents documents multimédias du système. La définition des liens dépend du degré de complexité des documents multimédias. C'est-à-dire que plus ces documents sont riches, c'est-à-dire avec un niveau d'arborescence élevé, plus le nombre de liens est faible et plus les noeuds sont complexes et structurés.

G. Gardarin [Gardarin, 90] définit une base de données répartie comme un ensemble de bases de données coopérantes et physiquement réparties sur différents sites d'un réseau d'ordinateurs. Chaque site est donc capable de traiter des transactions locales, qui ne concernent que les données de ce site particulier. De plus, chaque site doit être capable d'exécuter des transactions globales sur les données de plusieurs sites [Korth, 88]. Cet ensemble est vu et manipulé par l'utilisateur comme une seule base de données centralisée.

La répartition des bases de données orientées objet est influencée par la sémantique et les modèles de données associés à ces bases. Ainsi d'un point de vue structurel, cette influence se traduit par la fragmentation des structures de la base. Nos travaux s'appuient sur les concepts et les techniques utilisées pour la répartition d'une base de données relationnelle [Ozsu, 91]. Néanmoins, la répartition des bases de données orientées objet a nécessité la définition de nouveaux concepts tels que les fragmentations de classes, de graphe d'héritage ou de composition.

De plus, du point de vue de la manipulation des objets répartis, il faut définir une nouvelle démarche pour l'évaluation et la répartition des requêtes. La première étape a pour objet d'analyser la requête lexicalement, syntaxiquement et sémantiquement. La seconde étape décompose cette requête globale en sous-requête qui seront exécutées sur les différents sites. La dernière étape consiste en une intégration des différents résultats de ces sous-requêtes afin de constituer le résultat final.

Le principe de la fédération dans les bases de données [Sheth, 90] permet l'utilisation conjointe de plusieurs bases de données sans nécessairement définir un schéma conceptuel global. Des vues multibases regroupent les structures des informations provenant de diverses bases de données à manipuler simultanément. Ces vues multibases sont appelées schémas fédérés [Soutou, 93], elles résultent d'une intégration des schémas initiaux des bases de données locales. L'intégration des classes induit des conflits sémantiques. Les conflits de domaine se produisent lorsque plusieurs bases traitent d'un concept commun avec un sens différent (typiquement dissemblance de noms, d'échelles), les conflits de schémas se produisent lorsque les bases traitent du même concept avec une représentation différente (différence structurelle) [Kent, 91].

L'influence des bases de données orientées objet sur le concept de la fédération pose le problème de l'homogénéisation dans la modélisation des données. Pour pouvoir manipuler des informations hétérogènes provenant de diverses bases de données et en particulier des bases de données orientées objet, il est nécessaire d'utiliser un modèle commun pour éviter d'avoir recours à des multiples traducteurs [Chastang, 89]. Le fait de choisir comme modèle commun le modèle orienté objet, permet de gérer des informations à structures complexes et d'associer des traitements aux données. Ceci permet de faciliter la gestion des schémas des bases de données dans l'objectif de les faire coopérer.

L'influence des bases de données réparties sur le concept de la fédération pose le problème de la prise en compte des schémas partiels. Les schémas partiels à inclure dans un système fédéré résultent de fragmentations et les structures de données à manipuler sont réparties sur divers sites. Les schémas partiels sont déjà sous la forme de classes d'objets cohérentes et il n'aura pas sur ces schémas d'étape de traduction dans le modèle commun orienté objet. Dans ce cas de figure, les schémas locaux deviennent des schémas composants [Sheth, 90].

C. Remy [Remy, 92] définit les Ateliers de Génie Logiciel comme "des environnements de développement intégrés rassemblant des méthodes, techniques et outils permettant le développement d'applications informatiques". Couvrant tout le cycle de vie du logiciel, ces ateliers visent à améliorer la qualité et la productivité des applications, à maîtriser les coûts et les délais de développement et à réduire le coût de la maintenance. Un atelier de génie logiciel est le support des méthodes de conception des systèmes d'information multimédia. La spécification d'un tel atelier et de sa méthode de conception associée est dépendante de tous les axes de recherche et de leurs interactions.

En nous basant sur la même approche que COSY pour la conception de systèmes d'information multimédia, nous avons défini l'approche générale de COSYf pour la conception de systèmes de formation multimédia. Nous n'avons donc intégré que les domaines de recherche sur lesquels nous avons travaillé.

Avant d'aborder les fondements de notre méthode de COSYf, nous définissons ce que représente pour nous le concept de système de formation multimédia.

Notre approche du domaine de la formation s'apparente à celle des systèmes d'information multimédia. Comme tout système d'information multimédia, la conception d'un système de formation multimédia nécessite l'utilisation d'une méthode de conception adaptée. Mais avant il nous faut définir la notion de système de formation multimédia. Nous avons élaboré cette définition avec une approche similaire à celle d'un système d'information multimédia. Cette définition tient évidemment compte des spécificités de l'Environnement Interactif d'Apprentissage avec Ordinateur.

Un système de formation multimédia est vu suivant quatre composantes :

Nous avons repris la même approche que COSY. Ainsi, le système constitué par nos différents travaux peut être étudié sous un angle systémique (cf. § 1.2). chacun de nos domaines de recherche peut être considéré comme un sous-système fonctionnant en "boite noire". Les restrictions par rapport aux domaines de recherche de COSY concernent essentiellement :

Les sous-systèmes dans le cadre de COSYf sont donc :

Chacun de ces sous-systèmes traite de façon indépendante une partie du problème. Le réseau coopératif (cf. Figure I.3.1) entre nos domaines de recherche devient alors :

La conception d'un système de formation multimédia passe par l'étude des différents axes de recherche et par la résolution de tous les problèmes de coopération entre ces derniers. C'est pourquoi nous avons décidé d'apporter une solution globale en adoptant un "langage commun" qui pour nous signifie :

L'objectif de cette thèse consiste en la définition d'une méthode de Conception orientée Objet de SYstème de formation multimédia COSYf.

Nous nous sommes concentrés sur la définition des aspects les plus importants que doit comporter une méthode de conception, c'est-à-dire :

Le seul élément que la méthode COSYf ne prend pas en compte concerne les outils. En effet, dans le cadre de cette thèse, nous ne ferons qu'indiquer les spécifications d'un Atelier de Génie Didactique Multimédia (cf. Conclusion, § 2.1).

La méthode COSYf est une méthode qui couvre la phase de conception. Plus exactement, elle commence à la fin de la phase d'analyse, c'est-à-dire au moment de la spécification des classes et se termine au début de la phase d'implantation. Notre méthode COSYf ne prend donc pas en compte les aspects liés aux spécificités techniques (qui sont pris en charge par la phase d'implantation). Cette phase de conception est celle au cours de laquelle le niveau d'abstraction du système de formation multimédia par rapport au réel est le plus élevé. La méthode COSYf a donc pour ambition de fournir une solution à l'automatisation des systèmes de formation multimédia.

En dehors du modèle orienté objet commun à tous les modèles, les bases de la méthode COSYf sont constituées par la définition d'un système de formation multimédia générique. En effet, même si notre méthode n'est pas restreint à la conception d'un seul type d'architecture de système de formation multimédia, il nous est apparu nécessaire de définir une architecture générique.

Ce système de formation multimédia générique (cf. Figure I.3.2) correspond donc à une architecture générique. Ce système est défini par un ensemble de modules conceptuels génériques, c'est-à-dire qu'ils peuvent correspondre à différents types de systèmes de formation multimédia (complémentaire, simulateur ou tuteur).

Ces différents modules conceptuels sont :

Notre objectif, au-delà de cette thèse, est d'une part d'intégrer à notre méthode COSYf les domaines de recherche prévus initialement dans la méthode COSY. Ces domaines concernent les bases de données fédérées, réparties et orientées objet. D'autre part, au-delà des spécifications générales de l'AGDM, le développement d'un tel atelier fournirait une véritable validation de COSYf. Or, les travaux sur la conception d'un tel AGDM intégrant les modèles, les formalismes et la démarche de COSYf sont développés par [Lapujade, 94].

Cette première approche de la méthode de Conception orientée Objet de SYstèmes de formation multimédia ( COSYf ) nous a permis tout d'abord de définir le concept de système de formation multimédia puis de préciser l'approche générale de COSYf [Lapujade, 93b] [Merlet, 93e] [Soutou, 94]. A l'instar des méthodes de conception de systèmes d'information (cf. Chapitre 1 - Les Méthodes de Conception de Systèmes d'Information), la méthode COSYf prend en compte les contraintes inhérentes au multimédia. Ces contraintes concernent essentiellement la structure hiérarchique des documents multimédias qui sont des entités complexes composées d'informations multimédias sémantiquement très riche.