Champ d'analyse structurelle

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Compétence S1: Repérage des structures

Le candidat doit être capable de repérer les structures remplissant les fonctions. Cela signifie qu'il:

• délimite les structures matérielles réalisant les fonctions principales et secondaires,
• marque les structures logicielles (segments de programme commentés) réalisant les fonctions principales ou secondaires.

Le candidat dispose :

• du diagramme sagittal de l'objet technique,
• de la fonction d'usage de l'objet technique,
• du schéma fonctionnel temporel sur lequel les grandeurs d'entrée et de sortie sont repérées,
• de l'algorithme ou de l'algorigramme sur lequel les points d'entrée et sortie des programmes sont repérés,
• de la caractérisation des grandeurs d'entrée et de sortie de chaque fonction,
• du schéma structurel avec un repérage total des grandeurs d'entrée ou de sortie,
• du logiciel commenté avec repérage des points d'entrée et de sortie.

Le candidat est amené à :

• encadrer sur le schéma structurel l'ensemble des composants participant à la réalisation d'une fonction principale et/ou secondaire,
• isoler les parties du programme participant à la réalisation des fonctions principales ou secondaires.

Le candidat situe matériellement les parties de structures matérielles et/ou logicielles qui participent à la réalisation des fonctions principales et/ou secondaires. A aucun moment, au cours de cette phase, il analyse le fonctionnement des structures.

Cette étape de repérage des structures matérielles et/ou logicielles telles qu'elle est décrite ne permet en aucun cas, à l'évaluateur de connaître le niveau d'analyse des structures. Cependant, en fin de formation, lorsque le patrimoine structurel du candidat devient conséquent, il doit reconnaître des structures canoniques.

 

Compétence S2 : Structure matérielle

Le candidat doit être capable d'analyser l'organisation d'une structure matérielle. Cela implique qu'il :

• substitue à des composants leur modèle électrique valable pour un domaine de fonctionnement qui les concerne au sein de la structure étudiée,
• établisse les relations entre les grandeurs d'entrée et de sortie qui caractérisent une fonction réalisée par une structure,
• justifie le dimensionnement d'un composant,
• évalue que la fonction requise est assurée.

Le candidat dispose :

• de la fonction d'usage de l'objet technique,
• des schémas fonctionnels,
• de la caractérisation des grandeurs d'entrée et de sortie de chaque fonction,
• du schéma structurel avec un repérage des fonctions principales et secondaires,
• des spécifications du cahier des charges,
• de la nomenclature des composants figurant sur le schéma structurel.

Le candidat dispose également d'un poste de simulation informatique équipé d'un logiciel utilisant le modèle électrique des composants.

Le candidat est amené à vérifier que la structure étudiée remplit la fonction attendue. Pour cela, il doit :

• déterminer l'expression de la fonction de transfert dans un domaine de fréquence déterminé par les conditions de fonctionnement de l'objet,
• donner un graphe asymptotique représentatif de la fonction de transfert, puis préciser de nouveau le rôle de la fonction étudiée. Ceci permettra de vérifier que la structure étudiée remplit la fonction attendue,
• analyser le graphe représentatif d'une fonction de transfert fourni par un logiciel de simulation,
• compléter une table de vérité, puis vérifier que la structure étudiée remplit la fonction attendue,
• établir ou compléter des chronogrammes en précisant les effets produits par les événements actifs,
• vérifier que l'agencement des différentes structures est compatible électriquement (résistance d'entrée de l'étage suivant grande devant la résistance de sortie par exemple),
• approcher les limites de validité des relations entre les grandeurs d'entrée et de sortie, puis comparer celles-ci avec les contraintes imposées par le cahier des charges.

Le candidat connaît le rôle de la structure au sein de l'objet technique étudié avant d'établir les relations entre les grandeurs d'entrée et de sortie. Les modèles électriques des composants utilisés sont construits à partir des modèles physiques simples des circuits électriques: modèle de Thévenin, modèle de Norton, source de tension, source de courant. Ces modèles électriques sont fournis aux candidats pour le domaine de fonctionnement utilisé.

Afin d'aider les candidats à analyser ou à justifier le graphe représentatif d'une fonction de transfert, la représentation spectrale (les raies de fréquences présentes dans le signal d'entrée) est utilisée. Bien entendu, le calcul du spectre n'est pas demandé aux candidats, seule l'exploitation du résultat d'une décomposition en série de Fourrier est abordée.

La complexité des calculs demandés lors de la détermination des relations entre les grandeurs d'entrée et de sortie est limitée aux concepts mathématiques développés dans le cours de mathématiques. La détermination de l'expression d'une fonction de transfert est donc limitée à des structures simples. Par contre, l'exploitation de l'expression de la fonction de transfert, fournie dans un document constructeur par exemple, sera faite avec un logiciel de simulation mathématique ou une calculatrice programmable.

Compétence S3 : Structure logicielle

Le candidat doit être capable d'analyser l'organisation d'une structure logicielle. Cela signifie qu'il :

• établisse les liens de cause à effet entre un élément de la partie concernée du logiciel et les relations entre les grandeurs d'entrée et de sortie,
• établisse les relations entre les grandeurs d'entrée et de sortie qui caractérisent une fonction réalisée par un segment de programme,
• recherche l'adéquation entre les solutions technologiques matérielles et les segments de programme associés,
• évalue que la fonction requise est assurée.

Le candidat dispose :

• de la fonction d'usage de l'objet technique,
• des schémas fonctionnels temporels,
• de l'algorigramme ou de l'algorithme de fonctionnement,
• de la caractérisation des grandeurs d'entrée et de sortie de chaque fonction,
• du schéma structurel avec un repérage des fonctions principales et secondaires,
• de tout ou une partie du logiciel commenté,
• des spécifications du cahier des charges,
• de la nomenclature des composants figurant sur le schéma structurel ainsi que la liste de registres, adresses, variables et constantes utilisées par les segments de programme étudiés.

Le candidat dispose également d'un poste d'assemblage et d'émulation pour le langage étudié.

Le candidat est amené à :

• retrouver la liste des variables logicielles et matérielles associées à la fonction étudiée,
• délimiter sur le logiciel le segment de programme réalisant la fonction étudiée,
• caractériser l'emplacement mémoire des variables et constantes mises en œuvre dans le segment de programme étudié,
• produire à partir de l'analyse du segment de programme l'algorithme de fonctionnement, puis à vérifier que celui-ci participe à la réalisation de la fonction telle qu'elle a été définie dans le schéma fonctionnel temporel,
• trouver expérimentalement les limites de validité de la structure logicielle, puis comparer celles-ci avec les contraintes imposées par le cahier des charges.

Le candidat doit connaître le rôle de la structure logicielle au sein de l'objet technique étudié.

Le logiciel fourni est entièrement commenté. Le commentaire d'un logiciel ne se limite pas à la traduction des instructions. De plus, le candidat doit savoir que la structure logicielle est toujours associée à une structure matérielle, même si celle-ci n'est pas toujours facilement repérable sur les structures électroniques actuelles.

Le candidat peut à l'aide de l'analyse des commentaires retrouver l'algorithme structuré.

Afin d'aider l'élève en formation à comprendre le fonctionnement de la structure logicielle, il est amené à répondre pour chaque instruction à trois questions :

• quel est le rôle intrinsèque de l'instruction en cours ?
• quel est l'état des registres ou du contenu de la mémoire avant et après exécution de l'instruction ?
• quelle est l'influence de cette instruction sur les périphériques et les structures associées?

Pour répondre à ces questions, l'élève en formation dispose de la documentation du composant utilisé ainsi que de la bibliothèque de ses instructions. Il s'aide du logiciel d'émulation en faisant fonctionner pas à pas le programme. C'est de cette façon qu'il peut acquérir le patrimoine informationnel de la famille des composants utilisés dans la structure matérielle.

En période d'apprentissage, l'analyse complète d'une structure logicielle de 10 lignes nécessite deux à trois séances de quatre heures de formation. Il appartient à l'équipe de formation, puis à l'évaluateur de choisir une structure logicielle simple telle que l'élève puisse appréhender le fonctionnement de la structure logicielle dans la durée impartie.

Compte tenu de l'évolution de la technologie électronique, les évaluateurs et les formateurs privilégieront les objets techniques programmés possédant un système programmé intégré (micro-contrôleur).