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Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 1
UML Unified Modeling Language
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Plan
Notion d’objet / Diagramme de classe Généralités
Les fonctionnalités La structure
La dynamique
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OMG www.omg.org
Unified Modeling Language (UML) Object Management Group
1970/1980 : langages procéduraux et structures de données. Les procédures divisent le code en plusieurs parties (chapitres d ’un
livre). Réutilisabilité du code. Librairies (ensemble de procédures).
données en groupe ou structures, types différents.
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
1980 -> Conception orientée-objets, programmation orientée objets, Framework.
Framework = regroupement d ’objets (librairie).
4
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet
Utilisé pour modéliser les systèmes et pour la programmation
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Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet
Un système est composé d ’objets en interaction
Exemples :
Une compagnie aérienne (avions, pilotes …)
Un amphithéâtre (élèves, professeur, tables …)
Une loi (articles, jurisprudence …)
Fenêtre informatique (bandeau, ascenseur, bouton …)
Base de données (tables, attributs, relations …)
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Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Le système
Les objets du système amphithéâtre
Lucie Table n°1
Pascal Table°2
Paul
Chaise n°1
Chaise n°2
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Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Les objets
Objet = attributs (Variables) + Méthodes (Opérations)
Pascal Table°2
23 ans
célibataire
mange dors étudie
4 pieds
marron
ouverture tiroir tirer rallonge
Attributs
Opérations Méthodes
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Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Les objets
Procédurale Objet
procédure
Fichiers et structure de données
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procédure Objet 1
Attributs
Méthodes
Objet 2
Attributs
Méthodes
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Procédurale/Objet
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Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: La classe
Elle regroupe les objets ayant des caractéristiques (attributs) et des comportements (méthodes) communs.
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Les objets d’une même classe, possèdent les mêmes attributs, mais pas nécessairement les mêmes valeurs pour ces
attributs
11
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: La classe
La classe est un modèle d’objets
Table n°1
Table°2
Lucie
Pascal
Paul Chaise n°1
Chaise n°2
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Les objets du système amphithéâtre
Personne Table Chaise
Les classes du système amphithéâtre
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Des objets à la classe
Pascal
23 ans
célibataire
mange dors étudie
Lucie Paul
25 ans
marié
mange dors étudie
20 ans
célibataire
mange dors étudie
âge
statut marital
mange dors étudie
Personne
Objet Instance
Classe
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Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Des objets à la classe
Chaque objet/instance est forcément associé à une classe
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Classe 1
Attributs
Méthodes
Classe 1
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Des objets à la classe
Modélisation: définition des classes ainsi que leurs interactions (définies par la suite)
Programmation: Ecrire ces classes avec leurs interactions, dans un langage informatique orienté objet (Java, C++, …)
Exécution d’un programme : • les classes génèrent des objets, • Les méthodes des objets s’exécutent, • Les attributs des objets prennent des valeurs particulières.
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Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Modélisation, programmation,
exécution
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Objet = île Communication inter îles = ponts
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Les associations
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Les objets interagissent
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Elles permettent des échanges de données et de services entre objets
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Les associations
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Classe A Classe B
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Les associations
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Classe A Classe B Verbe >
LAPIN CAROTTE Mange >
ORDINATEUR communique
Ordinateur 1
Ordinateur 2
communique
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Les associations
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Cardinalités: 0,1 ou plusieurs
Conducteur Accident A eu >
Attention! Ceci ne signifie pas que tous les conducteurs ont eu des accidents, mais seulement que la classe conducteur peut-être en
lien avec accident
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: combien d’objets par
associations?
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Conducteur Accident A eu >
Certains (Objets) conducteurs, n’ont jamais eu d’accident, d’autres en ont eu plusieurs
Conducteur Accident A eu > 0,N
Cardinalités: 0,1 ou plusieurs
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: combien d’objets par
associations?
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Conducteur Accident A eu >
Un accident donné peut ne pas être du a des conducteurs, ou à contrario mettre en jeu plusieurs conducteurs
Conducteur Accident A eu > 0,N 0,N
Cardinalités: 0,1 ou plusieurs
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: combien d’objets par
associations?
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Agrégation Généralisation /Spécialisation
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Les associations particulières
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Animal
Herbivore Carnivore Omnivore
Classe la plus générale
Classes spécialisés
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Généralisation/Spécialisation
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Animal
Herbivore Carnivore Omnivore
Attributs et méthodes Partagées (âge, poids …)
Attributs et méthodes propres, dérogations au partage
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Généralisation/Spécialisation
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(A des, utilise des, génère des)
Plante
Racine
Feuille Tige
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Agrégation
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http://sandiris.free.fr/web/index.php/tag/3d/
Unified Modeling Language (UML) Notion d’objet: Le diagramme de classe
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UML: Généralités
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UML Historique
http://en.wikipedia.org/wiki/Unified_Modeling_Language
« Le langage UML est imprécis, complexe et tentaculaire » J.Rumbaugh et al. 2004
On peut faire beaucoup de chose
Ce langage n’est pas formel
30
UML C’est quoi ?
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Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
Faut-il connaître intégralement le langage Java …?
En fonction de nos besoins on va en prendre certaines parties
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UML Faut-il tout connaître ?
Il faut une méthode
Pas de méthode préconisée par l’OMG! Vous êtes libre
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UML Comment l’utiliser ?
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UML Les éléments utilisés: Entités
Classe
- âge
- dors()
Personne
Cas d ’utilisation Paquetage
Biologique
Gestant
État / Activités
Émission CO2
Acteur
Eleveur
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UML Les éléments utilisés: Relations
Dépendance
Association
Généralisation/ Spécialisation
Agrégation
Alimente >
Regroupements d ’entités et de relations
35 Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
UML Les éléments utilisés: Diagrammes
13 Classes
Cas d’utilisation Séquences
Paquetages
Etats-Transitions
Activités
Représentations graphiques
du logiciel
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UML: Les fonctionnalités
Système modélisé
Formalisme UML
Fonctionnalités
Environnement
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UML Au commencement: Les fonctionnalités
Acteur
Cas d’utilisation
Interactions avec l’extérieur
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- ce que demande le client, - ce que prévoit le contrat, - ce que l'analyste a prévu, - ce que le programmeur a fait, - ce que la mise au point a fait, - ce qu'il fallait.
UML Au commencement: Les fonctionnalités
Acteur (l’environnement ou un
type d’entité de l’environnement qui
interagie avec le système étudié)
Cas d’utilisation (une fonctionnalité
particulière réalisée entre le système étudié et un ou plusieurs
acteurs)
39 Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
UML Au commencement: Les fonctionnalités
Cas d’utilisation
1
Cas d’utilisation
7
Cas d’utilisation
6
Cas d’utilisation
5
Cas d’utilisation
4
Cas d’utilisation
3
Cas d’utilisation
2
Système modélisé
Acteur 1
Acteur 3
Acteur 2
Acteur 4
4 acteurs 7 cas d’utilisation
Exemple :
40 Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
UML Au commencement: Le diagramme de cas
d’utilisation
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UML Au commencement: Le diagramme de cas
d’utilisation
http://fr.softuses.com/125212
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Combien de cas d’utilisation sont nécessaires ? •Dépend de la taille du projet •Dépend du chef de projet
Plusieurs diagrammes de cas d’utilisation par projet •Découpage par acteur •Découpage par type de fonctionnalité •…
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UML Au commencement: Le diagramme de cas
d’utilisation
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1. On détaille un cas d’utilisation par des séquences d’échanges entre un acteur et le système (tableau, diagrammes UML …).
2. On priorise les cas d’utilisation 3. On modélise le système pour qu’il puisse réaliser les
fonctionnalités vues en 1 (L’interne).
43
UML Et après ?
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
Quelles parties du système
interviennent pour réaliser le cas
d’utilisation ?
Comment font ces parties pour
réaliser le cas d’utilisation ?
Modéliser la structure du système
(statique)
Modéliser la dynamique du
système
1 cas d’utilisation
44
UML La modélisation du système
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UML: La structure
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
On ne met pas tout en vrac
La structure du logiciel se décompose en parties (Par modèle, fonction, structure, …)
Décomposition
46
UML Modéliser la structure du système
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
Décomposition
47
UML Modéliser la structure du système
Une décomposition s’impose
Métier Technique logiciel
Dépend d’une plateforme informatique Évolue rapidement
Plus stable
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Décomposition: Diagramme de paquetage
48
UML Modéliser la structure du système
logiciel Paquetage
métier Technique informatique
Dépendance
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Décomposition: Diagramme de paquetage
49
UML Modéliser la structure du système
Fermier
Parcelle
Troupeau
Elevage Bovins allaitants
http://sandiris.free.fr/web/index.php/tag/3d/
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
Diagramme de classes (dans des paquetages)
50
UML Modéliser la structure du système
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
Diagramme de classes (dans des paquetages)
51
UML Modéliser la structure du système
Chromosome
Cytoplasme
Enzyme
EukaryoticCell
Erythrocyte
NeuronCellBody
LipidBilayer
CellBilayer
MitochondrialInnerBilayer
MitochondrialOuterBilayer
LipidDisintegration
Matrix
Membrane
CellMembrane
MitochondrialInnerMembrane
MitochondrialOuterMembrane
MitochondrialDualMembrane
BioEntity Solvent TransportProtein
Nucleus
Mitochondrion
PyuvateTransporter
Solution
Cellular solution
GaseousSolution
Cytosol
ExtraCellularSolution
MatrixSol
MitochondrialIntermembranesol
MitochondrialIntermembraneSpace
(Webb et al. 2005)
Les entités biologiques
(Drouet et al., 2007) Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
Diagramme de classes (dans des paquetages)
52
UML Modéliser la structure du système
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013
Quelles parties du système
interviennent pour réaliser le cas
d’utilisation ?
Comment font ces parties pour
réaliser le cas d’utilisation ?
Modéliser la structure du système
(statique)
Modéliser la dynamique du
système
1 cas d’utilisation
53
UML La modélisation du système
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 54
UML: La dynamique
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 55
UML Modéliser la dynamique du système
inter objets intra objet
En lien avec le diagramme de classes
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 56
UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence
Nom d’un objet Objet
Ligne
de vie
Message
Temps
sd nom
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 57
UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence
Objet 1 : Classe 1 Objet 2 : Classe 2 Objet 3 : Classe 1
Un message
Un autre message
sd nom
Une activité Encore un autre
Appelant : Téléphone Échange : central
téléphonique Appelé : Téléphone
Décroche
Tonalité
Numérotation
Indicateur de sonnerie Sonnerie
Décroche
Allo
sd conversation
Arrêt sonnerie
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UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 59
UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence: vie et mort
Objet 1
Objet 2
Détruire
Créer
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 60
UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence: Itération
Objet 1 Objet 2
message Loop
[Min,Max,Condition]
Fragment
combiné
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UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence: Alternative
Objet 1 Objet 2 Objet 3
Un message
Un autre message
[Condition 1]
alt
[Condition 2]
[Else] Encore un autre message
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UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence: Optionnel, Référence
Objet 1 Objet 2
message Opt
[Condition]
Ref Autre nom de diagramme
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UML Modéliser la dynamique du système
Diagramme de séquence
On ne peut pas mettre toute la dynamique dans un seul diagramme
Scénario
Un cas d’utilisation peut nécessiter plusieurs scénario plus ou moins probables : pannes, aléas …
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sd nom objet1 : classe3 objet2 : classe6 objet5 : classe3
r y f e j t m
objet1 : classe3 objet2 : classe6
objet5 : classe3 comm nom
6: t
1: r
2:y 3:f 4:e 5:j 7:m
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UML Modéliser la dynamique du système Diagramme de séquence / de communication
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UML Modéliser la dynamique du système
inter objets intra objet
En lien avec le diagramme de classes
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•L’état d’un objet est défini par un ensemble de valeurs particulières de certains de ses attributs. •Certains objets ne changent pas d’état. Exemple : Feu rouge : attribut = couleur, valeurs = vert, rouge ou orange.
Vert Orange Rouge
état transition
UML Modéliser la dynamique du système
Etats-Transitions: le cycle de vie de l’objet
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 67
UML Modéliser la dynamique du système
Etats-Transitions: le cycle de vie de l’objet
Franchir une transition
État 1 Automatique : État 2
État 1 Evénement : État 2 Evénement
État 1 Evénement conditionné :
État 2 Evénement [condition]
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UML Modéliser la dynamique du système
Etats-Transitions: le cycle de vie de l’objet
Les stades du papillon
chenille
chrysalide
imago
Etat initial
Etat final
Quels sont les états ? Quelles sont les transitions entre états ? Evénements / Conditions ?
états-transitions
oeuf
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UML Modéliser la dynamique du système
Etats-Transitions: le cycle de vie de l’objet
Les activités liées à un état ou à une transition
•Une activité est une série d’actions. •Une action c’est la plus petite unité de traitement
état 1
Entry/ activité 4 Do/ activité 5 Evt/ activité 6 Exit/ activité 8
Evénement[condition] / activité
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UML Modéliser la dynamique du système
Etats-Transitions: le cycle de vie de l’objet
Les états composites
(état avec des sous-états)
Les stades du papillon
chenille chrysalide
imago
chrysalide
Imago
Atteint Sain
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 71
UML Modéliser la dynamique du système
Etats-Transitions: le cycle de vie de l’objet
Historique
Attente Départ
Course Avant Mur
Saut Mur
Course Avant
Barrière
Saut Barrière
Fin Epreuve
Ordre Départ
Concours
Acceptation Saut
Acceptation Saut
Refus Saut
Refus Saut Attente
Confirmation
Disqualification
Annulation ? Annulation
H
L. Debrauwer et F. Van der Heyde, 2005
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 72
UML Modéliser la dynamique du système
Activités
•Une activité est une série d’actions. •Une action c’est la plus petite unité de traitement activité
Alternative
Activité 1
Activité 2 Activité 3
[c1] [c2] Activité 1 Activité 2
Activité 3
Enchaînement de type fourche
Activité 1 Activité 2
Activité 3
Synchronisation
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UML Modéliser la dynamique du système
Activités
Déplacement vers le point d’eau Boire
Repos
Déplacement vers aire de couchage Repos
Percevoir végétation Choix de la végétation Déplacement vers la végétation choisie Ingestion Mémorisation spatialisée de la végétation ingérée
[manger et la végétation est satisfaisante ]
[boire ]
[repos court ]
[ repos long ]
Essayer devenir leader
[ Végétation insatisfaisante ]
[ pas leader ]
[ Devient leader ]
Choix d’un site mémoriel de végétation Déplacement vers le site
[ Distance au troupeau, aux voisins ou à un leader insatisfaisantes ]
Déplacement [ Distances correctes ]
Choix activité
Animal seul
[ Fin action ]
Les activités du ruminant au pâturage
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 74
UML Exemples de diagrammes
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 75
A. Lisec et al. 2008
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 76
OSMOSE (Object-oriented Simulator of Marine Ecosystems Exploitation)
Y. J. Shin et P. Curry 2001
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 77
Agro pastoral activity at the one-farm level
D. Hervé et al. 2002
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 78
Agro pastoral activity at the one-farm level
D. Hervé et al. 2002
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GRAAL: a model of GRowth, Architecture and ALlocation
J.L. Drouet et L. Pagès 2003 et 2007
Carbon during the vegetative phase of the whole maize plant
Carbon and Nitrogen dynamics within whole plants formalised at the organ level
Structural validation of an individual-based model for plague epidemics simulation
A. Lisec et al. 2008
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 80
A multi-agent simulation to assess the risk of malaria re-emergence in southern France
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 81
C. Linard et al. 2009
A multi-agent simulation to assess
the risk of malaria re-emergence in
southern France
C. Linard et al. 2009
Laurent Pérochon, UMR METAFORT, ENVOL 2012 à Biarritz du 21/1/2013 au 25/1/2013 82
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