Model-based testing real-time and interactive music systems

Tests de systèmes musicaux interactifs et temps réel basés sur modèles Est-il possible de tester automatiquement le comportement temporisé des systèmes interactifs temps réel ? Ces travaux proposent une solution en fournissant un ensemble d’outils de test basé sur modèles pour Systèmes Musicaux Interactifs (SMI). Les SMIs doivent calculer et réagir pendant une performance musicale et ainsi accompagner les musiciens. Certains de ces SMIs peuvent être basés sur partition et doivent, dans ce cas, suivre à tout prix les contraintes temporelles imposées par le document haut-niveau appelé partition. En somme, pendant une performance, le système doit réagir en temps réel aux signaux audio venant des musiciens en suivant cette partition. Ceci demande au système une forte fiabilité temporelle et une robustesse face aux erreurs pouvant arriver en entrée du système. Hors, la vérification formelle de propriétés, comme la fiabilité temporelle avant l’exécution du système lors d’une performance, est insuffisamment traitée par la communauté de l’informatique musicale. Nous présentons dans cette thèse, la réalisation d’un ensemble d’outils de test basé sur modèles appliqué à un SMI. Il est à noter que ces outils de test ont été définis formellement dans le but de tester plus généralement le comportement temporelle des systèmes interactifs temps réel prenant en compte des évènements discrets et des durées définissables sur des échelles multiples. Pour ce résumé nous présentons rapidement l’état de l’art de nos travaux avant d’introduire la définition de notre modèle créé pour spécifier les aspects évènementiel («event-triggerred») et temporel («timed-driven») des SMIs. Ce modèle a la particularité d’être automatiquement construit depuis les conditions temporelles définies dans un document haut-niveau et peut être traduit vers un réseau d’Automates Temporisés (TA). Dans le cadre de la performance musique mixte électronique/instrumentale nous avons introduit une notion de durée multi-temps gérée par notre modèle et une génération de trace d’entrée musicalement pertinente par notre ensemble d’outils de test. Pour tester un SMI selon les différentes attentes de l’utilisateur, notre ensemble d’outils a été implémenté avec plusieurs options possibles. Parmi ces options, la possibilité de tester automatiquement, selon une approche différée ou temps réel, la conformité temporelle du SMI est proposée. En effet, l’approche différée utilise des outils de la gamme du logiciel Uppaal [44] pour générer une suite de traces d’entrées exhaustive et garantir la conformité temporelle du système testé. Il est également possible de tester une trace d’entrée particulière ou une version altérée («fuzzed») de la trace idéale définie par la partition. L’approche temps réel interprète quand-à elle directement le modèle comme des instructions de byte-code grâce à une machine virtuelle. Finalement, des expériences ont été conduites via une étude de cas sur le suiveur de partition Antescofo. Ces expériences ont permis de tester ce système et d’évaluer notre ensemble d’outils et ses différentes options. Ce cas d’étude applique nos outils de test sur Antescofo avec succès et a permit d’identifier des bogues parfois non triviaux dans ce SMI.