M1 Ingénierie Logicielle pour la Science des Données

Connaissance des diagrammes de classes et de séquences en UML. Base de la programmation orientée objet, Base en programmation objet Python ou Java

L'objectif du cours est de se munir des éléments fondamentaux pour comprendre et maîtriser la conception et le développement de logiciel de manière itérative et incrémentale. Dans le cycle de vie du logiciel, cela nécessite de mettre l'accent sur les étapes de test et de conception. Pour cela, nous abordons dans le cours les notions de tests, de couverture, et les éléments nécessaires à la conception objet en passant en revue plusieurs patrons de conception GOF et les mettant en perspectives par rapport aux principes de conceptions essentiels de GRASP.

L'objectif de ce cours est une introduction aux techniques classiques de la recherche opérationnelle et notamment la modélisation de problèmes d'optimisation combinatoire à l'aide de la programmation linéaire. Les différents problèmes abordés sont des problèmes dans les graphes (flots par exemple), des problèmes d'ordonnancement. 
Plan du cours : 
- programmes linéaires et programmes linéaires en nombres entiers
- modélisation de problèmes (problèmes d'affectations, d'ordonnancement, etc.)
- l'algorithme Hongrois
- algorithme pour trouver un flot de coût minimum
- l'algorithme du simplex
- programmation dynamique

Ce cours trace l’évolution des techniques de conception et de mise en œuvre des systèmes et des applications distribués.

Présentation des Systèmes et des Applications distribués + définitions ;
Étude des problèmes liés à la répartition et la distribution des systèmes/applications ;
Utilisation d’outils informatiques pour la résolution des problèmes liés à la répartition et la distribution ;
Mises en œuvre pratique et applications des solutions (programmation en Java)
Organisation des cours/TD
6 séances de cours
Introduction (1h30)
Synchronisation et Workflow (3h00)
Communications (4h30)
RPC & RMI (4h30)
gRPC (4h30)
6 séances de TD
Synchronisation et Workflow (4h30)
Communications (4h30)
RPC & RMI (4h30)
gRPC (4h30)
Références :
Maarten van Steen & Andrew S. Tanenbau, Distributed Systems, Third edition Version 3.03 (2020).

Avoir des bases en programmation objet.

Note: avoir un ordinateur portable facilite grandement la mise en pratique.

Le cours débute par une introduction aux bases de la programmation avec Python, une langue polyvalente et largement utilisée dans divers domaines, notamment le développement web, l'analyse de données, l'intelligence artificielle et bien d'autres encore. Cette polyvalence fait de Python un choix idéal pour les débutants, car il offre une syntaxe claire et concise, ce qui facilite la compréhension des concepts de programmation fondamentaux. En se concentrant sur la maîtrise de la syntaxe et des structures de contrôle, ainsi que sur l'apprentissage des fonctions essentielles, les étudiants acquièrent une base solide qui leur permettra d'explorer divers domaines d'application de Python.

Ensuite, les élèves explorent les fondements de la gestion de versions avec Git, un outil incontournable dans le développement logiciel moderne. En effet, Git permet aux développeurs de suivre l'évolution de leur code au fil du temps, de collaborer efficacement avec d'autres développeurs et de gérer les modifications de manière structurée et méthodique. L'utilisation de Git offre aux étudiants une flexibilité inestimable dans la gestion de leurs projets. En adoptant une approche basée sur la gestion de versions, ils peuvent facilement revenir à des versions antérieures du code en cas de besoin, explorer différentes branches pour expérimenter de nouvelles fonctionnalités sans affecter la version principale du projet, et fusionner les contributions de plusieurs développeurs de manière transparente. L'introduction à Git dès le début du cours permet aux étudiants de développer de bonnes pratiques de collaboration et de gestion de code qui seront précieuses tout au long de leur carrière dans le développement logiciel.

La prochaine étape consiste à plonger dans le monde des tests logiciels. Les étudiants comprennent l'importance des tests dans le processus de développement et apprennent à écrire des tests unitaires, d'intégration et système. Ils découvrent également comment intégrer ces tests dans des pipelines d'intégration continue pour assurer une qualité de code constante et éviter les régressions.

Après avoir consolidé leurs compétences en matière de tests, les élèves explorent la conteneurisation avec Docker, une technologie de virtualisation légère et flexible qui révolutionne la manière dont les logiciels sont développés, déployés et gérés. Contrairement aux machines virtuelles traditionnelles, les conteneurs Docker encapsulent non seulement le code de l'application, mais aussi toutes ses dépendances, ce qui garantit une portabilité et une cohérence maximales entre différents environnements de développement, de test et de production.
Les étudiant découvrent également le lien entre l'intégration continue et la conteneurisation et comment gérer efficacement les conteneurs en utilisant des outils de gestion comme Docker Compose. Ces outils leur permettent de définir et de déployer des environnements de développement complexes avec un minimum d'effort.

Enfin, les étudiants abordent le développement d'API REST. Ils comprennent les principes architecturaux des API RESTful et apprennent à concevoir et à mettre en œuvre des services REST à l'aide du framework FastAPI. Ils apprenent aussi à déployer leurs API dans des conteneurs Docker, créant ainsi des solutions logicielles complètes et évolutives.

Les notions enseignées sont complémentaires les unes aux autres, ce qui permet aux étudiants de produire des solutions logicielles très complètes en intégrant harmonieusement les compétences acquises en Python, gestion de version avec Git, réalisation de tests, conteneurisation avec Docker et déploiement d'API REST, tout en appréhendant les principes fondamentaux de l'intégration continue pour garantir la qualité et la fiabilité du code produit.

- Programmation en Python :
 - comprendre Python en tant que langage de programmation polyvalent et expressif;
 - gérer les requêtes HTTP et construire des interfaces utilisateur conviviales pour leurs applications web.

Maîtrise des bases de la syntaxe Python, des structures de contrôle et des fonctions essentielles.
- Gestion de versions avec Git :
 - acquérir une expertise dans l'utilisation des logiciels de gestion de version;
 - suivre l'historique des modifications apportées au code source et en tirer parti;
 - gérer efficacement le développement collaboratif et la gestion des versions;
 - résoudre les conflits de manière méthodique.

- Tests logiciels :
 - maîtrise des types de tests (boîte noire/blanche, unitaire, intégration, systèmes, ...)
 - maîtrise des techniques de tests (mock, patch, stub, ...)
 - mise en place de stratégies de tests automatisés;
 - maîtrise de l'intégration continue pour une validation constante du code.

- Conteneurisation avec Docker :
 - acquérir une expertise dans la conteneurisation;
 - maîtrise de la création, gestion et du déploiement des conteneurs logiciels.

- Développement d'API REST :
 - concevoir et implémenter des services web RESTful;
 - manipuler des requêtes HTTP pour récupérer, créer, mettre à jour et supprimer des ressources.

Les architectures logicielles à base de composants décrivent les systèmes comme un ensemble de composants qui communiquent entre eux par l’intermédiaire d'interfaces. En se plaçant à un niveau de granularité plus élevé que l’objet, l’idée de l'approche est de fournir des composants sur étagère (on the shelves) qui soient préconçus, préfabriqués, prétestés et réutilisables directement par substitution dans d’autres applications.

Une telle approche facilite la maintenance et la réutilisation et par là-même permet la réduction des coûts et des délais de développement.

Cependant, l’approche orientée composant demeure encore une activité émergente pour laquelle de nombreux problèmes doivent encore être résolus pour arriver au degré de maturité de l’approche orientée objet. Par exemple quelle est la définition d’un composant ? quelle est la définition de ses interfaces ? Quelle est la granularité exacte des composants ? Comment peut-on les installer, les manipuler, les assembler et les utiliser ou réutiliser dans des contextes ou environnements différents ? Quels sont les outils actuellement disponibles pour écrire un programme ou une application en suivant l’approche orienté composant ?

Le but de ce cours est d’essayer de répondre à ces questions.

Des objets aux Composants (paradigme et concepts)
Présentation de l’approche orientée Composant
Outils de développement orienté Composant
Introduction à OSGI (outil de développement de composants)
Gestion des services et des composants (avec OSGI)
ADL : Langage de Description d’Architecture

Avoir une certaine base en mathématiques et en informatique (niveau L1)

L'objectif du cours est d'introduire le domaine des Statistiques aux étudiants. Le cours se déroule comme suit : 
- Statistiques descriptives : collecter et décrire les données
- Statistique inférentielle : déduire des caractéristiques d'une population à partir d'un ou plusieur(s) échantillon(s) (introduction de la notion de probabilités et de lois de probabilités, etc.)
- Estimation ponctuelle et par intervalle d'un paramètre à un niveau de confiance donné
- Statistique décisionnelle : faire un choix entre deux hypothèses statistiques à partir d'échantillon(s)
- Régression linéaire
- Introduction au machine learning
Des exercices ainsi que des travaux pratiques avec le langage R sont proposés permettant d'appliquer avec des données concrètes les différentes notions du cours.

1. Introduction
1.1 Enjeux et définitions
1.2 Histoire et évolution de techniques
1.3 Perspectives actuelles

2. Chiffrements symétriques
2.1 Masque jetable
2.2 Notions d'entropie et d'aléa
2.3 Chiffrement de flux
2.4 Chiffrement par bloc
2.4.1 Réseau de substitution-permutation (AES)
2.4.2 Réseau de Feistel (DES)
2.4.3 Modes d'opération (ECB, CBC, CTR, CFB, OFB)

3. Sécurité des chiffrements
3.1 Indistinguabilité calculatoire, adversaire, challenger, oracle, avantage, malléabilité
3.2 Attaque sur texte chiffré seul
3.3 Attaque à texte clair connu
3.4 Attaque à texte clair choisi
3.5 Attaque à texte chiffré choisi

4. Chiffrements asymétriques
4.1. Notions mathématiques
4.1.1 Propriétés des nombres premiers
4.1.2 Arithmétique modulaire et structures algébriques (groupe, corps fini)
4.2. Cryptographie asymétrique
4.2.1 Chiffrement RSA
4.2.2 Echange de clé Diffie-Hellman
4.2.3 Cryptographie sur courbes elliptiques

5. Intégrité des données
5.1 Rappels : fonction de hachage, détection d'erreurs (CRC, checksum)
5.2 Fonctions de hachages cryptographiques
5.2.1 Construction de Merkle-Damgård (MD2, MD5, SHA-1, SHA-2, RIPEMD)
5.2.2 Construction de l’éponge (SHA-3)
5.3 Retour sur les chiffrements symétriques : ChaCha20

6. Authentification
6.1 Signature numérique
6.1.1 DSA
6.1.2 Certificat de clé publique
6.1.3 Horodatage certifié
6.2 Code d'authentification de message (HMAC, CBC-MAC, GMAC)
6.3 Chiffrement authentifié (GCM, CCM, Poly1305)
6.4 Authentification défi-réponse
6.5 Authentification sans mot de passe
6.6 Authentification mutuelle : Kerberos

7. Protocole SSH (secure shell)
Application de toutes les primitives cryptographiques abordées précédemment

Ce module offre aux étudiants l'occasion de mettre en œuvre le projet qu'ils ont étudié et préparé lors du premier semestre dans le cadre du module "TER Projet". Les étudiants seront guidés à travers les différentes étapes de l'implémentation, de la planification à la réalisation effective du projet, en mettant en pratique les compétences acquises lors de leurs études.

L'UE se déroule en deux temps :

- un temps de formation sur le domaine du Développement Soutenable appliqué au Numérique, à l'aide d'un MOOC

- un temps de réflexion et de réalisation d'une étude dans le domaine, en équipe, sur la base d'articles scientifiques, restituée à l'aide d'un poster et d'une défense publique.

Appréhender et intégrer la dimension du développement soutenable dans la conception et la réalisation  de projets informatique, Réaliser une étude en équipe dans le domaine du Développement soutenable, Communiquer avec une affiche

Notion de comptabilité financière. Comprendre un bilan et un compte de résultat.