La compilation en informatique est abordée par la littérature dans ses aspects techniques, et non sous la forme d’un concept à part entière. Si l’on regarde plus précisément les transformations effectuées par un compilateur, ce dernier synthétise un ensemble de définitions en une seule unité appelée « programme », en fonction des propriétés mêmes associées à ces définitions et indépendamment du compilateur lui-même. La notion de compilation peut ainsi être pensée pour elle-même indépendamment du langage ou des représentations de haut niveau et du modèle de machine cible. Les transformations d’arbres doublement orientés, appelés treilles, et non plus celles des arbres de la théorie des graphes qui sont simplement orientés, caractérisent le noyau dur de la compilation. Une structure algébrique, appelée T[Σ]-algèbre, isomorphe aux transformations de treilles, permet de formaliser ces transformations directement à partir des notions de sorte et d’opérateur et non plus à partir de celle de terme. Des rapports entre cette structure algébrique (J.-P. Desclés, 1980) et l’algèbre de combinateurs (H. Curry, 1958) sont établis à partir des treilles, indépendamment de tout support technique. En s’appuyant sur une dualité entre opérateur et opération, ce concept de compilation ainsi formalisé, permet d’éclairer sous un angle nouveau les rapports entre interprétation et syntaxe, logiciel et matériel, pensée et cerveau. En traversant les domaines de la chimie, de la biologie et de la linguistique, la compilation dès lors généralisée, offre un cadre formel opératoire et explicatif en sciences cognitives, exprimé par la formule de J. Ladrière : « l’esprit est adhérent à la matière ». / Compilation in computer science is more often introduced by its technical side rather than in terms of a notion as a whole. If we look more precisely at the transformations performed by a compiler, it synthetizes a set of definitions in a single unit called “program”, using properties of the definitions themselves and independently of the compiler itself. Thus, compilation may be though by itself, independently of high level representations or formal languages and of targeted computers. Bi-ordered tree transformations, called treille (in French) form the core of compilers that we distinguish from simply ordered trees of the graph theory. An algebraic structure, called T[Σ]-algebra, which is isomorphic to treille transformations, build the formalism with sorts and operators, instead of terms algebra. Relationships between this algebraic structure (J.-P. Desclés, 1980) and the algebra of combinators (H. Curry, 1958) are established thanks to the formalism of treille, independently of any technical architecture. Relying on a duality between operator and operation, this concept of compilation thereby formalized, allows shedding light on the relationship between interpretation and syntax, software and hardware, thought and brain. Through the various fields of chemistry, biology and computational linguistic, general compilation gives an explanatory and operational formal framework for cognitive science, that J. Ladrière expressed by “Mind adheres to material”.

Cette étude vise à unifier dans une même approche les descriptions données par une sémantique cognitive et les représentations associées, et étudiées par une sémantique formelle. La sémantique cognitive a pour but d’associer des schèmes aux significations des unités analysées. La sémantique formelle consiste à étudier les modes de représentation de ces schèmes et les relations avec les observables. Notre étude s’appuie et s’insère dans le modèle général développé à l’université Paris-Sorbonne dans le groupe LaLIC (Langages, Logiques, Informatique et Cognition), il s’agit d’utiliser le modèle de la GAC (Grammaire Applicative et Cognitive) et de la GRACE (GRammaire Applicative Cognitive et Enonciative) ; ces deux modèles font appel d’une part à la topologie et d’autre part à la logique combinatoire en vue d’un traitement automatique de la signification. Nous avons choisi d’étudier le problème des prépositions et plus spécialement des trois prépositions : dans, sous et à du français et de leur équivalents en arabe ; cela nous à conduit à rechercher des invariants associés à ces trois prépositions ou relateurs, la préposition dans renvoie à l’intériorité d’un lieu, qu’il soit spatial, temporel, spatio-temporel, notionnel ou d’activité ; la préposition sous renvoie à un lieu déterminé ou engendré par un autre lieu dont on prend la fermeture ; quand à la préposition à renvoie à la fermeture d’un lieu. Le lieu est un lieu cognitif abstrait, suffisamment général qui, selon le contexte peut prendre des valeurs plus particulières. / This study aims to unify in a single approach the descriptions given by cognitive semantics and associated representations, studied by formal semantics. Cognitive semantics consists to associate the meanings of the analyzed with schemes. Formal semantics consists in studying the modes of representation of these schemes and the relations to the observables. Our study is based on the general model developed at the Paris-Sorbonne University in the LaLIC group, using the GAC model (Applicative and Cognitive Grammar) and GRACE (GRammar Applicative Cognitive and Enunciative), these two models use the one hand to the topology and on the other hand to the combinatory logic in order to an automatic processing of meanings. We have chosen to study the problem of the three prepositions: dans, sous and à of French and their equivalences in Arabic, this leads us to search for invariants associated with these three prepositions or relators, the preposition dans refers to the interiority of a place, be it spatial, temporal, spatial-temporal, notional or activity and the preposition sous refers to a specific place or generated by another place whose closing is taken. The preposition à refers to the closing of a place, here the place is cognitive or abstract place, sufficiently general that according to the context can take more particular values.

Usability aspects of programming languages are often overlooked, yet have a substantial effect on programmer productivity. These issues are even more acute in the field of Inductive Synthesis, where programs are automatically generated from sample expected input and output data, and the programmer needs to be able to comprehend, and confirm or reject the suggested programs. A promising method of Inductive Synthesis, CombInduce, which is particularly suitable for synthesizing recursive programs, is a candidate for improvements in usability as the target language Combilog is not user-friendly. The method requires the target language to be strictly compositional, hence devoid of variables, yet have the expressiveness of definite clause programs. This sets up a challenging problem for establishing a user-friendly but equally expressive target language. Alternatives to Combilog, such as Quine's Predicate-functor Logic and Schönfinkel and Curry's Combinatory Logic also do not offer a practical notation: finding a more usable representation is imperative. This thesis presents two distinct approaches towards more convenient representations which still maintain compositionality. The first is Visual Combilog (VC), a system for visualizing Combilog programs. In this approach Combilog remains as the target language for synthesis, but programs can be read and modified by interacting with the equivalent diagrams instead. VC is implemented as a split-view editor that maintains the equivalent Combilog and VC representations on-the-fly, automatically transforming them as necessary. The second approach is Combilog with Name Projection (CNP), a textual iteration of Combilog that replaces numeric argument positions with argument names. The result is a language where argument names make the notation more readable, yet compositionality is preserved by avoiding variables. Compositionality is demonstrated by implementing CombInduce with CNP as the target language, revealing that programs with the same level of recursive complexity can be synthesized in CNP equally well, and establishing the underlying method of synthesis can also work with CNP. Our evaluations of the user-friendliness of both representations are supported by a range of methods from Information Visualization, Cognitive Modelling, and Human-Computer Interaction. The increased usability of both representations are confirmed by empirical user studies: an often neglected aspect of language design.