THÈSE

INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE oN attribuØ par la bibliothŁque TH¨SE pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’INPG SpØcialitØ : « Informatique : systŁmes et communication » prØparØe l’Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (INRIA) et au Xerox Research Centre Europe dans le cadre de l’Ecole Doctorale « MathØmatiques, Sciences et Technologies de l’Information » prØsentØe et soutenue publiquement par Emmanuel Pietriga le 15 novembre 2002 Titre : Environnements et langages de programmation visuels pour le traitement de documents structurØs Directeur de thŁse : Vincent Quint JURY Mme. Christine Collet, PrØsident M. Paolo Bottoni, Rapporteur M. Jacques Le Ma tre, M. Vincent Quint, Directeur de thŁse Mme. Christine Collet, Examinatrice M. Jean-Yves Vion-Dury, ExaminateurRemerciements Je tiens remercier mon directeur de thŁse Vincent Quint ainsi que Jean-Yves Vion-Dury qui m’ont offert la possibilitØ de rØaliser ce travail et m’ont encadrØ durant ces trois annØes. Je remercie Øgalement les membres du jury : Christine Collet, professeur l’Institut National Polytechnique de Grenoble de m’avoir fait l’honneur d’Œtre prØsident de ce jury ; Paolo Bottoni, professeur l’UniversitØ de Rome La Sapienza et Jacques Le Ma tre,professeur l’UniversitØ de Toulon et du Var d’avoir ØvaluØ mon travail ; Jean-Yves Vion-Dury, chercheur au Xerox Research Centre Europe d’avoir acceptØ de faire partie de ce jury. Je remercie particuliŁrement Vincent Quint, Jean-Yves Vion-Dury et Veronika Lux pour les nom- breuses discussions et conseils portant sur ce travail, pour les projets sur lesquels nous avons collaborØ, mais aussi pour leurs relectures et commentaires. Je voudrais adresser un remerciement tous les membres du Xerox Research Centre Europe, en par- ticulier, Fran ois Pacull, Christer Fernstr m, DamiÆn Arregui, Jean-Pierre Chanod, Isabelle PenØ, Tom Zell ainsi que JØr me Bouat et Alice de Bignicourt qui ont utilisØ la librairie XVTM dØveloppØe dans le cadre de mon travail pour implØmenter leurs applications, et en n Lionel Balme et Sylvie PerriŁre dont j’ai co-encadrØ le stage de DESS ; aux membres du projet OpØra et de l’Øquipe W3C de l’INRIA Rh ne- Alpes parmi lesquels se trouvent ou se trouvaient JosØ Kahan, Nabil Laya da,CØcile Roisin, IrŁne Vatton et Lionel Villard ; et en n aux membres de l’Øquipe W3C du Massachusetts Institute of Technology, pour leur accueil chaleureux, pour m’avoir donnØ l’occasion de rØaliser une partie de mon travail chez eux et pour leurs conseils : tout particuliŁrement Ralph Swick et Eric Miller, ainsi que Tim Berners-Lee, Art Barstow, Marja-Riitta Koivunen, Alan Kotok, Eric Prud’hommeaux et Daniel J. Weitzner. Pour nir, je remercie ma compagne lodie, mes parents, Julien et Julie, Guy et Annie ainsi que tout le reste de ma famille.Table des matiŁres 1 Introduction 11 1.1 Motivations et objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2 Cadre de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3 Plan du mØmoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 I tude thØorique 19 2 Documents structurØs 21 2.1 Formats de documents structurØs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.1.1 Terminologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.1.2 Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2 SchØmas pour les documents structurØs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.2.1 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.2.2 Langages de schØma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.2.3 Modularisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.3 Les besoins de transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.4 Les techniques et les outils de transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.1 Le langage XSLT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.4.2 Le modŁle DOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.4.3 Le langage Circus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3 Langages visuels : tat de l’art 47 3.1 Visualisation de structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.1.1 Principes gØnØraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.1.2 Visualisation de donnØes structurØes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.2 GØnØralitØs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.2.1 DØ nition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.2.2 Historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564 TABLE DES MATI¨RES 3.3 Paradigmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.3.1 Flot de contr le . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.3.2 Flot de donnØes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.3.3 SystŁmes de rŁgles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.3.4 Langages de requŒte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.3.5 Programmation par dØmonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.3.6 Tableurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.4 ProblŁmes connus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3.4.1 Facteur d’Øchelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3.4.2 FacilitØ d’utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.5 SynthŁse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4 Programmation visuelle de transformations de documents XML 77 4.1 PrØsentation gØnØrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.1.1 Les diffØrents types d’outils visuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.1.2 VXT : un langage visuel spØcialisØ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.1.3 Des langages cibles multiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 4.2 Langage visuel pour la reprØsentation de documents et de classes de documents . . . . . 83 4.2.1 IntØrŒt de la visuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 4.2.2 Choix d’une mØthode de reprØsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.3 Langage de transformation visuel base de rŁgles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.3.1 Expressions de sØlection et d’extraction (VPME) . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.3.2 Productions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.3.3 Exemple de transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.4 DØ nition formelle du langage de transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 4.4.1 Grammaire visuelle et syntaxe abstraite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 4.4.2 VPMEs et productions bien formØes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.4.3 Fonction de traduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.4.4 Exemple de d’une rŁgle de transformation . . . . . . . . . . . . . . . 123 4.4.5 PropriØtØs de la fonction de traduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 4.5 Autres travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 4.5.1 Environnements de dØveloppement intØgrØs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 4.5.2 Xing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 4.5.3 XML-GL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 4.5.4 Approche basØe sur les grammaires de graphes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 4.5.5 Environnement d’Ødition et fonctionnalitØs proposØes . . . . . . . . . . . . . . . 133 4.6 Conclusion et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4.6.1 SynthŁse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4.6.2 volutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135TABLE DES MATI¨RES 5 II Applications 137 5 Bo te outils pour le dØveloppement d’interfaces graphiques 139 5.1 Origines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 5.2 Principes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.2.1 ModŁle d’objets graphiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.2.2 Interface zoomable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 5.2.3 Animations et continuitØ perceptuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 5.2.4 Interaction contrainte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 5.3 ImplØmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 5.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 6 dition visuelle de mØta-donnØes 167 6.1 Introduction RDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 6.1.1 ModŁles RDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 6.1.2 Syntaxe XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 6.1.3 DØ nition de vocabulaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 6.2 IsaViz . . . . . . . . . . . . . .