On étudie les problèmes liés à la conception de bases reparties dans des environnements logiciels et matériels hétérogènes en définissant un ensemble d'outils conceptuels de modélisation : MOGADOR (modèle général de données reparties)

.

Les processeurs graphiques (GPU), originellement dédiés à l'accélération de traitements graphiques, ont une structure hautement parallèle. Les innovations matérielles et de langage de programmation ont permis d'ouvrir le domaine du GPGPU, où les cartes graphiques sont utilisées comme des accélérateurs de calcul pour des applications HPC généralistes. L'objectif de nos travaux est de faciliter l'utilisation de ces nouvelles architectures pour les besoins du calcul haute performance ; ils suivent deux objectifs complémentaires. Le premier axe de nos recherches concerne la transformation automatique de code, permettant de partir d'un code de haut niveau pour le transformer en un code de bas niveau, équivalent, pouvant être exécuté sur des accélérateurs. Dans ce but nous avons implémenté un transformateur de code capable de prendre en charge les boucles " pour " parallèles d'un code OpenMP (simples ou imbriquées) et de le transformer en un code CUDA équivalent, qui soit suffisamment lisible pour permettre de le retravailler par des optimisations ultérieures. Par ailleurs, le futur des architectures HPC réside dans les architectures distribuées basées sur des noeuds dotés d'accélérateurs. Pour permettre aux utilisateurs d'exploiter les noeuds multiGPU, il est nécessaire de mettre en place des schémas d'exécution appropriés. Nous avons mené une étude comparative et mis en évidence que les threads OpenMP permettent de gérer de manière efficace plusieurs cartes graphiques et les communications au sein d'un noeud de calcul multiGPU.

.

.

Les langages de programmation typés dynamiquement tels que JavaScript et Python repoussent la vérification de typage jusqu’au moment de l’exécution. Afin d’optimiser la performance de ces langages, les implémentations de machines virtuelles pour langages dynamiques doivent tenter d’éliminer les tests de typage dynamiques redondants. Cela se fait habituellement en utilisant une analyse d’inférence de types. Cependant, les analyses de ce genre sont souvent coûteuses et impliquent des compromis entre le temps de compilation et la précision des résultats obtenus. Ceci a conduit à la conception d’architectures de VM de plus en plus complexes. Nous proposons le versionnement paresseux de blocs de base, une technique de compilation à la volée simple qui élimine efficacement les tests de typage dynamiques redondants sur les chemins d’exécution critiques. Cette nouvelle approche génère paresseusement des versions spécialisées des blocs de base tout en propageant de l’information de typage contextualisée. Notre technique ne nécessite pas l’utilisation d’analyses de programme coûteuses, n’est pas contrainte par les limitations de précision des analyses d’inférence de types traditionnelles et évite la complexité des techniques d’optimisation spéculatives. Trois extensions sont apportées au versionnement de blocs de base afin de lui donner des capacités d’optimisation interprocédurale. Une première extension lui donne la possibilité de joindre des informations de typage aux propriétés des objets et aux variables globales. Puis, la spécialisation de points d’entrée lui permet de passer de l’information de typage des fonctions appellantes aux fonctions appellées. Finalement, la spécialisation des continuations d’appels permet de transmettre le type des valeurs de retour des fonctions appellées aux appellants sans coût dynamique. Nous démontrons empiriquement que ces extensions permettent au versionnement de blocs de base d’éliminer plus de tests de typage dynamiques que toute analyse d’inférence de typage statique. / Dynamically typed programming languages such as JavaScript and Python defer type checking to run time. In order to maximize performance, dynamic language virtual machine implementations must attempt to eliminate redundant dynamic type checks. This is typically done using type inference analysis. However, type inference analyses are often costly and involve tradeoffs between compilation time and resulting precision. This has lead to the creation of increasingly complex multi-tiered VM architectures. We introduce lazy basic block versioning, a simple just-in-time compilation technique which effectively removes redundant type checks from critical code paths. This novel approach lazily generates type-specialized versions of basic blocks on the fly while propagating context-dependent type information. This does not require the use of costly program analyses, is not restricted by the precision limitations of traditional type analyses and avoids the implementation complexity of speculative optimization techniques. Three extensions are made to the basic block versioning technique in order to give it interprocedural optimization capabilities. Typed object shapes give it the ability to attach type information to object properties and global variables. Entry point specialization allows it to pass type information from callers to callees, and call continuation specialization makes it possible to pass return value type information back to callers without dynamic overhead. We empirically demonstrate that these extensions enable basic block versioning to exceed the capabilities of static whole-program type analyses.

Cette thèse présente la logique tensorielle, une version primitive de la logique linéaire où la négation involutive est remplacée par une négation tensorielle. Pour illustrer ce point de vue, nous reformulons les espaces cohérents et les espaces de finitude comme deux modèles de logique linéaire obtenus à partir d'un même modèle de logique tensorielle dont on fait varier la négation. La sémantique de la logique tensorielle est pour nous avant tout catégorique, construite autour des notions de catégorie de dialogue et de modalité de ressource. Nous en donnons un modèle inspiré des jeux de Conway où tous les connecteurs, en particulier les modalités de ressource, sont interprétées de manière non dégénérée. Afin de construire ces modalités de ressource de façon plus automatique, nous développons un cadre pour le calcul des algèbres libres d'une T-théorie enrichie. Cette construction, basée sur la notion d'équipement en distributeurs, repose sur deux propriétés : l'une de nature combinatoire, l'opéradicité; l'autre de nature algébrique, la complétude algébrique. Nous présentons ensuite un modèle de jeux équipé d'une trace et d'une notion de multiparenthésage. Le contrôle obtenu par le multiparenthésage est alors vu comme une gestion des ressources. Nous utilisons ce modèle pour interpréter une langage avec références d'ordre supérieur. Nous nous tournons enfin vers des sémantiques de plus bas niveau. Dans un premier temps, nous étudions la structure multicatégorique induite par une catégorie de dialogue. Cela nous amène à définir les multicatégories de contrôle. Dans un second temps, nous formalisons en Coq une propriété de sûreté par le typage d'un compilateur vers un langage assembleur. Cette formalisation repose sur la définition d'une sémantique relationnelle des états de la mémoire dont la structure est inspirée des catégories de dialogue.

.

La synthèse logique joue un rôle fondamental dans les compilateurs de silicium. Alors que l'état de l'art de la synthèse deux couches est très avance, celui de la synthèse multi-couches reste encore un sujet très ouvert. L'objet de cette thèse est de présenter des méthodes originales de synthèse de contrôleurs et de systèmes combinatoires pour une implémentation multi-couches a base de cellules de bibliothèque. Le premier chapitre définit le concept de compilation de silicium et introduit l'une de ses composantes, la synthèse logique. L'importance du marche de la synthèse logique y est clairement définie ainsi que ses implications dans la conception actuelle de circuits intégrés. Le deuxième chapitre concerne la synthèse de contrôleurs. Le probleme du codage des machines d'états fini est traite en détail et une methode basée sur la théorie d'immersion de cubes intersectant dans un hypercube booléen est proposée. Le troisième chapitre est consacre a la synthèse de circuits combinatoires et une methode d'optimisation temporelle de tels dispositifs est développée. Ces travaux ont été implémentés dans un environnement industriel

Discussion des termes clés des langages de description; nécessité d'une sémantique matérielle. Le langage IRENE sert à la description comportemental et structurelle des circuits intégrés VLSI. Principes du simulateur fonctionnel du langage IRENE, des outils de synthèse KARENE et MACSIM et d'une interface avec le compilateur de silicium SYCO. KASRENE assure l'intégration des langages IRENE et KARL. Solution basée sur une organisation centrée objet de la base de données d'un système de conception assistée de VLSI