Atelier logiciel

Mise en place des moyens informatiques nécessaires au développement du SCAO

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LERUSTE REGIS

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Atelier de génie logiciel

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logiciel

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SCAO

Sommaire

Définition

L'atelier logiciel est l'un des ateliers de prototypage du SCAO.

L'appellation atelier logiciel n'est pas référencé par l'encyclopédie Wikipédia. L'appellation la plus proche est atelier de génie logiciel. Un atelier de génie logiciel (AGL), ou des outils CASE pour Computer Aided Software Engineering, désigne un ensemble de programmes informatiques permettant eux-mêmes de produire des programmes de manière industrielle.

L'appellation suite logicielle, en anglais software suite désigne une entité utilisée au sein de l'atelier logiciel.

Objet

L'objet est la mise en place et le MCO des moyens informatiques nécessaires au développement des prototypes du SCAO.

Le matériel

L'atelier logiciel utilise les ressources d'un ordinateur fixe, d'un ordinateur portable et d'un smartphone. Ces 3 appareils sont synchronisés.

L'ordinateur fixe de type PC est équipé de :

• une carte mère ASUS P5Q équipée :
  • d'un CPU Intel Core 2 Duo E8400 qui travaille à la fréquence de 3 GHZ.
  • trois mémoires Corsair 1024 MO DDR2 667 MHZ
• une Asus carte vidéo
• une alimentation Corsair 500W
• un écran iiyama 19 pouces
• un graveur Nec
• deux disques durs :
  • un disque Western digital véloce de 150 GO
  • un disque Western digital de 500 GO dédié initialement aux sauvegardes.

L'ordinateur portable de type LDLC MB5-15-8-S2H10 sans système d'exploitation, il est équipé de :

• Processeur Intel Core i5-4210M (2.6 GHZ / 3.2 GHZ Turbo - Cache 3 MO)
• 8 GO de mémoire DDR3L (2 X 4 GO)
• Ecran LED de 13.3 pouces à dalle mate, avec résolution full HD (1920 X 1080)
• Deux disques durs :
  • SSD mSATA de 240 GO
  • ATA ST1000LM024 HN-M de 1 TO
• Chipset graphique NVIDIA GeForce GTX 960M avec 2 GO de mémoire dédiée
• Sortie HDMI
• Connexion Gigabit Ethernet + communication sans fil WI-FI N et Bluetooth 4.0
• Clavier chiclet avec touches rétro-éclairées
• 1 port USB 2.0 + 3 ports USB 3.0
• lecteur de carte intégré
• Jusqu'à 5h30 d'autonomie
• Hauts parleurs intégrés
• Webcam HD 2 Mégapixels
• Graveur DVD externe.

Installation d'une embase murale RJ45

Les embases murales RJ45 installées dans la maison de St Molf sont en "câblage droit T568B".

Pour procéder à l'installation d'une embase, il convient de référer au tutoriel Leroy Merlin.

Synchronisation

Il s'agit principalement d'une synchronisation de fichiers entre les appareils.

L'objet est, pour un fichier donné, de garantir la correspondance exacte, de son contenu et de sa version d'un appareil à l'autre.

Les moyens pour y parvenir sont :

• le module sync de firefox pour le Web
• la gestion de version avec Git et Git-hub pour les fichiers du sous répertoire /home/leruste/SCAO
• la communication à partir d'un réseau local pour les fichiers personnels des autres sous répertoires de /home/leruste.

Les logiciels

Les systèmes d'exploitation

Les systèmes d'exploitation, en anglais operating system, installés sur l'ordinateur fixe sont Windows XP et Linux. Le maintien de Windows XP est nécessaire à l'utilisation de l'application SCAO, du prototype N°2, développée sous Labview. Windows XP pourra être abandonné lors de l'aboutissement du prototype N°3.

Linux

Un noyau de système d'exploitation, ou simplement noyau, ou kernel (de l'anglais), est une des parties fondamentales du système d'exploitation. Il gère les ressources de l'ordinateur et permet aux différents composants — matériels et logiciels — de communiquer entre eux. Une distribution est un ensemble cohérent de logiciels assemblés autour de ce noyau. Le noyau est le noyau Linux, la distribution choisie est Ubuntu.

The Linux Boot Process

La référence au MOOC The Linux Boot Process est nécessaire pour une bonne compréhension des détails de ce process.

En complément :

• Ubuntu
• Le manuel
• La personnalisation de grub
• Comprendre grub
• Contourner l’authentification Linux en éditant le grub.

Les 2 programmes qui sont successivement exécutés sont le BIOS (carte mère) et le Boot loader.

Le BIOS

Le BIOS contenu dans la mémoire EEPROM de la carte mère de l'ordinateur permet d'effectuer des opérations de base lors de la mise sous tension. En particulier, le POST qui consiste à un ensemble de tests. Lors du déroulement du BIOS, l'appui sur la touche Suppr. permet l'entrée dans le BIOS setup utility pour définir ou modifier un ensemble de paramètres de configuration.

Le Boot loader (Grub)

• le Boot loader qui correspond à l'exécution du fichier grub (/boot/grub/grub.cfg) qui se trouve sur 512 premiers bytes du disque dur concerné par le boot, les étapes sont :
• un menu apparaît à l'écran qui invite l'utilisateur à choisir le système d'exploitation (Linux ou Windows XP) ou des tests ainsi que le lancement de Linux en mode "recover".

N.B. : En tapant "c", grub affiche une invite de commande, il est alors possible de modifier des paramètres.

• Après la temporisation ou le choix de l'utilisateur grub effectue les opérations suivantes :
  • chargement du kernel dans la RAM
  • décompression
  • vérification
  • analyse
  • initialisation des drivers des matériels.

Comme le montre la figure ci-dessous, la génération du fichier /boot/grub/grub.cfg se fait à partir de la commande grub-mkconfig qui prend en compte les options indiquées par l'utilisateur dans le fichier /etc/default/grub ainsi que les différentes "templates" contenues sous le répertoire /etc/grub.d.

Génération du fichier /boot/grub/grub.cfg

Le contenu du fichier /etc/default/Grub est :

Contenu du fichier /etc/default/Grub

Les partitions

L'espace de chaque disque dur est divisé en partitions. Le logiciel GParted permet de gérer ces partitions ainsi que les systèmes de fichiers qui s'y rattachent.

Concernant l'ordinateur fixe, la copie d'écran ci-dessous donne le détail des partitions du disque dur 150 GO :

partitions du disque dur 150 GO

Le détail pour /dev/sda organisé en multiboot (Windows XP et Linux) est :

• Représentation graphique des partitions, en jaune l'espace occupé, en blanc l'espace disponible
• Dans le tableau de gauche, informations sur le périphérique
• Dans le tableau de droite :
  • la partition
  • le système de fichier
  • l'étiquette
  • la taille
  • l'espace utilisé
  • l'espace inutilisé
  • Les drapeaux boot ou lba

La première partition /dev/sda1 utilise le système de fichiers ntfs correspondant au système d'exploitation Windows XP de microsoft. La seconde partition /dev/sda2 est "extended", elle se subdivise en :

• /dev/sda5 - ntfs - Données -
• non alloué
• /dev/sda7 - ext4 correspondant au système d'exploitation Linux
• /dev/sda8 - Linux-swap correspondant au système d'exploitation Linux
• /dev/sda6 - ext4 correspondant au système d'exploitation Linux. La partition est quasiment pleine et aurait besoin d'être agrandie, un redimensionnement de la cette partition a été tenté mais la tentative a échouée. Pour cette raison, Linux a été également installé sur le second disque de 500 GO.

Le navigateur

Un navigateur web («browser» en anglais) est un logiciel conçu pour consulter et afficher le World Wide Web.

Dans le cadre de ce projet c'est firefox qui est choisi.

Il est développé par Mozilla.

Dans le cadre du projet site-web, il permet dans la phase de développement, le test des fichiers html et css avec la commande :

• firefox SCAO/wiki/tp_quiet-cook/index.html

Dans la phase opérationnelle :

• firefox http://quiet-cook.com

• Le module sync, après création d'un compte Firefox, permet de se connecter au Web, à partir de l'ordinateur fixe, du portable ou d'un smartphone en accèdant aux onglets ouverts, aux marque-pages et aux mots de passe qui ont été initialisés par l'un des trois appareils. Les paramètres de synchronisation sont accessibles et modifiables par le menu de firefox en cliquant sur "ouvrir les préférences de sync".

Installation des logiciels

Avant d'installer un logiciel, il convient d'identifier l'architecture materielle du processeur. définition wikipédia

Les logiciels applicatifs

La modélisation des pièces constitutives du SCAO mets en œuvre trois logiciels :

• LibreCAD pour les plans en 2D, pour un même plan, un empilement de calques (en anglais layers) est utilisé, chaque calque ayant sa fonction propre. Les fichiers .dxf facilitent l'échange avec les deux autres logiciels.
• Openscad pour les dessins en 3D, l'importation des fichiers .dxf est utilisé conjointement à une extrusion linéaire pour constituer des objets 3D. En d'autres termes une extrusion linéaire à partir d'un fichier dxf.
• kicad pour les circuits imprimés, l'importation des fichiers .dxf est utilisé pour les empreintes de circuits intégrés (footprint).

Ces importations apportent souplesse et précision car elles permettent de définir une fois pour toute les valeurs attribuées aux dimensions, longueurs, largeurs, entraxes, positionnement d'un objet,...etc.

En compléments :

• Les schémas de la documentation sont réalisées à l'aide du logiciel Inkscape, un exemple de son utilisation est traité ci-dessous.
• La retouche des photos et les animations sont réalisés à l'aide du logiciel Gimp, par exemple pour réduire la taille du fichier d'une photo suivre la procédure :
  • Lancer GIMP puis ouvrir le fichier .JPG et sélectionner le menu image,
  • -> mode -> couleurs indexées -> convertir en couleurs indexées -> utiliser une palette optimisée pour le web
  • finaliser en exportant le fichier en .png
  • vérifier que la taille du fichier a bien diminuée et que l'image est d'une qualité correcte.
• La bureautique est assurée par la suite bureautique Libre Office

Schémas partiels :

a) avec kicad et Inkscape

A partir du schéma électrique du CI CMS e-p-433 établi avec kicad, l'exemple traite du découpage d'un schéma partiel correspondant à l'amplificateur de thermocouple et de de sa récupération dans un fichier PNG. La procédure est la suivante :

• Kicad :
  • sudo kicad e-p-433.pro
  • cliquer sur le fichier e-p-433.sch (Ouverture du fichier avec Eschema)
  • Génération du fichier e-p-433.pdf : File - Plot - Plot - Format PDF - Plot all pages.
• Inkscape :
  • sudo inkscape e-p-433.pdf (importation du fichier e-p-433.pdf dans inkscape)
  • Une femêtre s'ouvre "Préférences pour l'importation du fichier pdf" - Cliquer valider
  • Effectuer une sélection à l'aide d'une fenêtre ajustée au schéma partiel
  • Exporter une image PNG, choisir un nom de fichier, e-p-433-amp.png
  • Vérifier l'image avec "Visionneur d'images" (eog).

b) avec librecad et Inkscape

• librecad :
  • ouvrir le fichier .dxf
  • sélectionner les calques souhaités
  • fichier - export - Export as PDF (ne pas utiliser "as image" car la qualité est mauvaise)
• inkscape : voir a)

Les plateformes

Dans le contexte de cet atelier logiciel, les plateformes sont des environnements de développement « intégré » (abrégé EDI en français ou IDE en anglais, pour integrated development environment).

Une plateforme est généralement constituée d'un ordinateur et d'un microcontrôleur raccordé par un câble USB.

Le développement du logiciel dédié au microcontrôleur se réalise selon les phases suivantes :

• au sein de l'IDE installé sur l'ordinateur :
  • saisi du programme
  • vérification
  • téléversement de l'ordinateur vers le microcontrôleur
• au sein du microcontrôleur exécution du programme.

Les phases décrites ci-dessus peuvent être exécuter autant de fois que nécessaire jusqu'à obtention du fonctionnement souhaité.

A partir du moment où le câble USB est déconnecté, le microcontrôleur, si son alimentation est autonome (batterie), va exécuter en permanence le dernier programme téléversé.

Plateformes Arduino et Teensy

Les deux plateformes sont constituées à partir du même ordinateur complété, soit d'un microcontrôleur de la famille arduino, soit d'un microcontrôleur Teensy. Les deux plateformes utilisent le même IDE. L'IDE est :

• soit l'Arduino web editor (disponible uniquement pour Linux 64 bits en date du 14/03/2018)
• soit l'Arduino IDE (Linux 32 bits et 64 bits)

les deux sont accessibles par ce lien.

La documentation.

Dans le cas du Teensy, il est complété de librairies spécifiques.

Plateforme Microchip

Elle est traitée en un projet séparé accessible par le lien PIC.

Gestion de versions

Un logiciel de gestion de versions est un logiciel qui permet de stocker un ensemble de fichiers en conservant la chronologie de toutes les modifications qui ont été effectuées dessus. Il permet notamment de retrouver les différentes versions d'un lot de fichiers connexes.

Git et Git-hub

Il en existe de nombreux, Git est le logiciel créé par Linus Torvald, auteur du Kernel Linux. Il utilise des commandes comme commit, branches, merge...L'hébergement des fichiers sources s'effectue sur GitHub, ce qui permet de collaborer facilement sur des projets qui utilisent des logiciels libres.

La formation recommandé est Gérer son code avec git et github sur Openclassroom.

Les différents étapes pour créer une copie du projet sur le site github :

• sur le site github créer un nouveau projet baptisé SCAO.
• Dans un terminal, avec la commande sudo git clone https://github.com/AIREL46/SCAO importer ce nouveau projet.
• A partir du contenu de la clé USB /media/leruste/SAUVEGARDE1/Données/SCAO, faire une copie du répertoire Ping qui contient les 2 sous répertoires LibreCAD et openscad ainsi que le fichier Thumbs.db en utilisant  :
  • sudo git add "nom du répertoire ou du fichier"
  • sudo git commit -am "message du commit"
  • Quand la même séquence est répétée pour les 2 répertoires et le fichier, taper la commande sudo git push origin master pour envoyer sur le site github.
• Répéter la même procédure pour tous les sous-répertoires de SCAO.

Git-lfs

Un message de warning est affiché :

File Plan-de-management/plan de management.odt is 53.71 MB; this is larger than GitHub's recommended maximum file size of 50.00 MB

La préconisation est :

You may want to try Git Large File Storage - https://git-lfs.github.com.

Après l'installation du paquet, lors de l'exécution de la commande :

• sudo git lfs install

une erreur survient :

/usr/local/bin/git-lfs: 1: /usr/local/bin/git-lfs: Syntax error: Unterminated quoted string

Malgré l'erreur, je teste :

• sudo git add Plan-de-management/plan-de-management.odt
• sudo git commit "Ajouter fichier > 50MO plan-de-management.odt"
• sudo git push origin master

Dans Github, je retouve le fichier avec les commentaires : View raw (Sorry about that, but we can’t show files that are this big right now.)

Je clique sur View raw, la fenêtre suivante s'ouvre :

Ouvrir en lecture seule un fichier de plus de 50MO

Si :

• je choisi Ouvrir avec LibreOffice Writer, le fichier est visualisé.
• je choisi Enregistrer le fichier, le fichier est téléchargé et disponible dans le répertoire Téléchargements.

Je fais le même test avec le fichier plan de management_old.doc qui n'a pas fait l'objet d'un nouveau "push", le résultat est le même. Conclusion : les fichiers de plus de 50 MO sont mémorisés, par contre, ils sont visualisables qu'après un téléchargement. Donc, le paquet git-lfs n'est pas opérationnel.

Je laisse tomber git-lfs et j'en profite pour faire un peu de nettoyage.

Je supprime des fichiers inutiles, le premier :

Plan-de-management/plan de management.odt avec la commande :

• sudo git rm Plan-de-management/plan de management.odt

ça ne marche pas parce que Ubuntu n'aime pas les espaces, je contourne la difficulté avec :

• sudo git rm Plan-de-management/"plan de management.odt"

Les suivants :

• Plan-de-management/plan de management_old.doc
• BOINC/BOINC.odt.

Synchronisation des 2 ordinateurs

Pour les 2 ordinateurs, le fixe et le portable, l'objet est d'assurer la conformité des contenus de leur répertoire SCAO respectif selon la règle de synchronisation de fichiers.

Une fois par semaine, sur l'ordinateur fixe, dans le répertoire SCAO :

• sudo git status
• En fonction du résultat, effectuer l'ajout des nouveaux fichiers et terminer par :
  • sudo git commit -a
  • cette commande va ouvrir fichier SCAO/.git/COMMIT_EDITMSG
  • dans ce fichier indiquer la raison du commit
  • ctrl x
  • sauver l'espace modifié ? Oui
• sudo git push origin master
• sur l'ordinateur portable :
  • sudo git pull origin master.

Compacter des fichiers avec la commande zip

Pour regrouper le contenu d'un répertoire en vue de l'envoyer à un correspondant.

zip - package and compress (archive) files

Ouvrir un terminal et taper la commande (exemple) :

• zip quiet-cook.zip tp_quiet-cook

Maintenance

Remplacement de la batterie de la carte mère

Sur la carte mère, cette batterie "Lithium cell CMOS power" est localisée à coté des connecteurs SATA.

Le remplacement de la batterie de la carte mère.

Synchronisation des 2 ordinateurs

Les Virus et arnaques

How to reset Internet Browsers to their default settings?

En résumé, dans le menu de firefox :

• ? aide - Information de dépannage - réparer firefox - confirmer réparer firefox.

Les sauvegardes et les restaurations

Les sauvegardes et les restaurations sont effectuées à l'aide du logiciel déjà dup. La sauvegarde est journalière et automatisée.

La restauration de l'intégralité des fichiers est simple mais peut par contre être longue.

La restauration d'un seul fichier est plus délicate car le fichier de sauvegarde est compressé. Par exemple :

duplicity-new-signatures.20170416T090035Z.to.20170418T091639Z.sigtar.gz

Ce fichier .gz

Avec la commande gunzip (compress or expand files) on obtient le fichier :

duplicity-new-signatures.20170416T090035Z.to.20170418T091639Z.sigtar

Avec la commande tar (stores and extracts files from a tape or disk archive), en fonction des attributs utilisés, on obtient :

• la liste des fichiers contenus dans l'archive avec -tf
• la restauration d'un ou plusieurs fichier avec -xf et le nom du répertoire ou du fichier après le nom de l'archive .sigtar

Attention : cette restauration se fait avec toute l'arborescence sous un répertoire nommé "signature".

Site web

Le site web fait l'objet d'un projet séparé