Langages réactifs synchrones et asynchrones

La notion de réactivité caractérise les systèmes informatiques dans lesquels, contrairement aux systèmes transformationnels, un programme, tout au long de son exécution, reçoit des données à traiter (sous la forme de signaux en entrée) et élabore et fournit des résultats (sous la forme de signaux de commande émis).

Dans cette classification qui distingue systèmes transformationnels et systèmes réactifs, et qui repose sur le mode d’interactions entre l’environnement physique et le système informatique, G. Berry a ajouté une catégorie intermédiaire des systèmes dits interactifs, dans lesquels le rythme de ces interactions est imposé par le système informatique, donc de façon moins prépondérante et critique que dans les systèmes réactifs où ce sont les dynamiques de l’environnement qui contraignent la temporalité de ces interactions.

Les systèmes réactifs sont donc fréquemment destinés au contrôle automatique des applications dont le fonctionnement présente des fortes contraintes physiques (systèmes embarqués, distribués, parallèles …) et des exigences de fiabilité et de sûreté critiques. L’aspect critique tient au fait qu’une défaillance du système peut avoir des conséquences graves.

Or, ces procédés physiques réels, contrôlés par ces systèmes réactifs, ont des dynamiques propres (phénomènes continus, régis par des lois de comportement qui peuvent être, par exemple, des équations différentielles complexes). Ces caractéristiques analogiques sont difficiles à coupler avec la logique de l’ordinateur. Cet interfaçage est donc souvent réalisé par la matérialisation des manifestations de cet environnement physique au travers de l’apparition d’événements discrets, reçus par le système de contrôle, et qui provoquent sa réaction sous la forme d’ordres de commande, également matérialisés par des événements discrets. Cette dualité continu-discret confère ainsi à certaines applications un caractère hybride marqué qui rend la modélisation assez complexe.

Pour répondre aussi bien que possible aux difficultés – liées à ces particularités – d’exprimer les comportements des processus, un certain nombre de langages – dits réactifs – ont été conçus. Ils sont destinés à faciliter la programmation de telles applications.

Dans cet article, nous nous attacherons à présenter les traits majeurs de ces différentes solutions proposées.

Outre les difficultés que nous venons d’indiquer concernant la prise en compte de l’environnement dans la mise au point des programmes de contrôle, les systèmes réactifs présentent souvent, comme nous l’avons déjà mentionné, des exigences en termes de déterminisme et de sûreté de fonctionnement, de distribution et de parallélisme, ainsi que de maîtrise de la rapidité...