La notion de système
La première notion clef en Architecture des Systèmes est bien sûr celle de « système ». Ce concept est apparemment relativement pauvre puisqu’un système se définit simplement comme un objet qui possède deux types de comportements, à savoir :
- un comportement entrée / sortie, i.e. une capacité à recevoir des entrées et à produire des sorties au fil du temps,
- un comportement interne, qui est caractérisé par des états internes observables à chaque instant.
De ce fait, on représente souvent classiquement un système sous la forme d’une boite avec des flux d’entrée et de sortie (son comportement interne étant quant à lui modélisé de façon duale par une machine état/événement qui décrit l’évolution des états au cours du temps).
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| La représentation symbolique d’un système |
La définition précédente est en fait beaucoup plus riche qu’on ne pourrait croire au premier abord car elle permet notamment de capturer de manière homogène tous les « systèmes » que nous croisons en permanence dans la vie courante, à savoir :
- d’une part les systèmes techniques comme les systèmes de transport, les systèmes de distribution d’énergie, les systèmes d’information, les systèmes embarqués, les systèmes de défense et de sécurité, etc.,
- d’autre part les systèmes à dimension organisationnelle comme les systèmes politiques, les systèmes législatifs, les systèmes administratifs, les systèmes de gestion de la santé, les systèmes « entreprise », le système financier etc.
Ces « systèmes » peuvent en effet facilement se décrire au sens que nous avons défini. Pour ne donner qu’un seul exemple, chacun pourra se convaincre que le système législatif prend en entrée les demandes des électeurs, produit en sortie les lois de la République et a plusieurs « états » qui structurent son comportement interne (session ordinaire, session extraordinaire, inter-sessions parlementaires, élection législative, etc.).
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| Système d’information | Système législatif | Système embarqué |
Intégration de systèmes
La notion de système se complexifie cependant très vite dès que l’on prend conscience qu’il est très facile de construire de nouveaux systèmes – plus complexes – à partir de systèmes existants grâce au mécanisme de l’intégration. Cette opération consiste à prendre un ensemble de systèmes et à fabriquer un nouveau système en interfaçant ces systèmes élémentaires les uns avec les autres et en ne regardant ensuite plus que le comportement global de l’ensemble ainsi obtenu, qui forme donc un système intégré, naturellement plus abstrait que les systèmes qui le composent.
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| Le mur comme résultat de l’intégration du tas de briques … |
Les processus d’Ingénierie et d’Architecture des Systèmes peuvent alors typiquement se définir comme les processus de maîtrise de l’intégration de systèmes. Ces processus ont en effet fondamentalement pour objectif de concevoir et de fabriquer un système (d’ordre supérieur) en l’organisant à partir d’autres systèmes (matériels, logiciels et humains) de manière à ce que leur intégration lui permette d’accomplir – dans un environnement donné – sa mission. On notera au passage que l’une des difficultés clefs de ces activités est bien sûr due à la structure récursive des systèmes induite par l’opérateur d’intégration, ce qui fait qu’un système est toujours une poupée russe multi-dimensionnelle …
Emergence
Nous sommes maintenant en mesure de présenter un autre élément fondamental, à savoir le fait que tout système intégré a toujours des comportements émergents, autrement dit des propriétés qui ne se trouvent dans aucun des sous-systèmes qui le composent car elles sont spécifiquement le fruit du mécanisme intégratif.
L’émergence est en effet un phénomène universel que l’on observe sur tout système intégré même très simple. Il est par exemple facile de se rendre compte qu’un mur – vu comme le résultat de l’intégration de briques et de ciment – a ainsi de très nombreuses propriétés opérationnelles, fonctionnelles et organiques que ne pourra simplement jamais avoir individuellement aucune brique : un mur peut définir la frontière d’une propriété (ce qu’aura du mal à faire une brique), un mur peut laisser passer la lumière (il suffit de le construire avec un emplacement pour une fenêtre) alors qu’une brique est toujours opaque, un mur peut avoir des formes circulaires bien différentes de la forme parallélipédique d’une brique, un mur peut avoir une résistance aussi grande que l’on souhaite à la pression alors qu’une brique a nécessairement une résistance limitée, etc.
Comme on s’en doute, l’émergence pose bien des problèmes au concepteur et à l’ingénieur car il est facile de doter un système intégré de propriétés émergentes indésirées qui vont seulement apparaître lors de son intégration effective ou au cours de son cycle de vie. Tout l’art de l’Architecture des Systèmes est donc de réussir à maîtriser du mieux possible de tels phénomènes en connaissant toujours parfaitement le comportement réel d’un système dans les contextes opérationnels pour lesquels il est conçu.
