Programas concorrentes possuem características que os diferenciam de programas sequenciais, tornando a atividade de teste mais complexa. Questões como definição e uso de variáveis por diferentes processos, comunicação, sincronização e comportamento não-determinístico precisam ser consideradas. Apesar dos avanços obtidos nesse contexto, um problema que ainda persiste é o custo da atividade de teste, relacionado principalmente ao número excessivo de elementos requeridos a serem testados. Neste contexto, este trabalho apresenta duas propostas: a primeira estática, focando na detecção automática de elementos requeridos não-executáveis, para os critérios relacionados a sincronizações; e a segunda dinâmica, aplicando-se o teste de alcançabilidade para apoiar a avaliação da cobertura de sequências de sincronizações, desse modo, usando informações dinâmicas para apoiar o teste de cobertura. Estas propostas foram implementadas na ferramenta ValiMPI e um experimento foi realizado a fim de verificar a eficácia da proposta. Os resultados indicam que as duas propostas implementadas neste trabalho são promissoras e auxiliam a reduzir o custo da atividade de teste / Concurrent programs present new features, such as: nondeterminism, concurrency, synchronization and communication. These features need to be considered during testing activity, making this activity more complex. Despite the results achieved in this context, a problem that still remains is the application cost of the testing, especially the cost related to the high number of required elements generated by the test criteria proposed to concurrent programs. In this context, this work presents two contributions: the first one using a static approach, automatically detecting non-executable elements related to synchronization between process; and the second one using a dynamic approach, applying reachability testing to support the coverage evaluation of the executed sequences, reducing the number of executed sequences and the number of test cases. These contributions were implemented in the ValiMPI tool and experiments were conducted to evaluate them. The results indicate that these contributions can improve the concurrent program testing, reducing the application cost of the testing activity

Programas concorrentes possuem características que os diferenciam de programas sequenciais, tornando a atividade de teste mais complexa. Questões como definição e uso de variáveis por diferentes processos, comunicação, sincronização e comportamento não-determinístico precisam ser consideradas. Apesar dos avanços obtidos nesse contexto, um problema que ainda persiste é o custo da atividade de teste, relacionado principalmente ao número excessivo de elementos requeridos a serem testados. Neste contexto, este trabalho apresenta duas propostas: a primeira estática, focando na detecção automática de elementos requeridos não-executáveis, para os critérios relacionados a sincronizações; e a segunda dinâmica, aplicando-se o teste de alcançabilidade para apoiar a avaliação da cobertura de sequências de sincronizações, desse modo, usando informações dinâmicas para apoiar o teste de cobertura. Estas propostas foram implementadas na ferramenta ValiMPI e um experimento foi realizado a fim de verificar a eficácia da proposta. Os resultados indicam que as duas propostas implementadas neste trabalho são promissoras e auxiliam a reduzir o custo da atividade de teste / Concurrent programs present new features, such as: nondeterminism, concurrency, synchronization and communication. These features need to be considered during testing activity, making this activity more complex. Despite the results achieved in this context, a problem that still remains is the application cost of the testing, especially the cost related to the high number of required elements generated by the test criteria proposed to concurrent programs. In this context, this work presents two contributions: the first one using a static approach, automatically detecting non-executable elements related to synchronization between process; and the second one using a dynamic approach, applying reachability testing to support the coverage evaluation of the executed sequences, reducing the number of executed sequences and the number of test cases. These contributions were implemented in the ValiMPI tool and experiments were conducted to evaluate them. The results indicate that these contributions can improve the concurrent program testing, reducing the application cost of the testing activity

Parallel programs are imperative for improving performance and problem solving, having an increasing demand on implementing efficient parallel programming techniques. This entails new challenges on software testing to ensure their quality and reliability. Structural testing is a technique that allows the identification of concurrency defects by analyzing the internal structure of the program. However, the non-determinism of concurrent programs has implications in the testing activity, requiring the use of structured methods to reveal defects. Testing criteria support the selection of test cases in a systematical form by statically analysing elements of concurrent programs. We found that there are currently gaps in the definition of testing criteria contemplating scenarios with elements that are dynamically evaluated, such as the execution of communication primitives inside loops. The objective of this project is to define structural testing criteria to guide the selection of test cases, improving the reliability of concurrent programs by revealing non-determinism related errors present in repetition structures. We developed a Concurrent Defects Taxonomy, identifying and classifying concurrency types of defects found in related literature. The analysis of such defects, paths inside loops, number of loop iterations, and nested loops allow us to model the proposed structural testing criteria. We define new sets and associations related to communication and synchronization flows for message-passing programs, establishing a model for testing criteria. We implemented the proposed test model in ValiMPI, a testing tool prototype, considering the new concepts defined in our test model, generating required elements and evaluating coverage after constructing loop paths. For the application evaluation of criteria we perform an empirical study with statistical validation, indicating the results for cost, effectiveness and strength. Our experimental evaluation demonstrated that the proposed testing criteria generates required elements that support the identification of concurrency defects occurring in different loop iterations, when having communicational events with non-deterministic behavior. / A programação paralela é imperativa para melhorar o desempenho e a resolução eficiente de problemas, tendo uma demanda crescente na implementação de técnicas de programação paralela. Isso implica novos desafios no teste de software para garantir a qualidade e confiabilidade. O teste estrutural é uma técnica que permite a identificação de defeitos de concorrência, analisando a estrutura interna do programa. No entanto, os programas concorrentes são não-determinísticos, com desafios na atividade de teste, exigindo o uso de métodos estruturados para revelar defeitos. Os critérios de teste suportam a seleção de casos de teste de forma sistemática, analisando estaticamente elementos de programas concorrentes. Foi descoberto que atualmente existem lacunas na definição de critérios de teste contemplando cenários com elementos dinâmicos, como a execução de primitivas de comunicação dentro de loops. O objetivo deste projeto é definir critérios estruturais para orientar a seleção de casos de teste, revelando erros relacionados ao não-determinismo e melhorando a confiabilidade de programas concorrentes. Foi desenvolvida uma Taxonomia de Defeitos Concorrentes, identificando e classificando os tipos de defeitos de concorrência encontrados na literatura relacionada. A análise de tais defeitos, a seleção de caminhos de loop, o número de iterações de loop e loops aninhados permitem modelar os critérios de testes estruturais propostos. Foram definidos novos conjuntos e associações relacionadas aos fluxos de comunicação e sincronização de programas de passagem de mensagens, estabelecendo um modelo para os critérios de teste. O modelo de teste proposto foi implementado no protótipo de ferramenta de teste chamada ValiMPI, considerando as associações definidas para os critérios propostos, gerando elementos necessários e cobertura de avaliação após a identificação dos nós de loop. Para a avaliação da aplicação dos critérios, foi realizado um estudo empírico com validação estatística, indicando os resultados para custo, efetividade e strength. A avaliação experimental demonstrou que os critérios de teste propostos geram elementos necessários que suportam a identificação de defeitos presentes em diferentes iterações dos loops, quando existem eventos de comunicação com comportamento não-determinístico.

O teste de programas concorrentes é uma atividade que envolve diferentes perspectivas. Uma das mais conhecidas refere-se ao desenvolvimento de novos conhecimentos sobre critérios, modelos e ferramentas de teste que auxiliem o testador nessa atividade. Outra perspectiva, igualmente importante, porém, ainda incipiente, é a avaliação da atividade de teste de programas concorrentes com relação à sua eficiência e eficácia para revelar defeitos de difícil detecção. O projeto TestPar em desenvolvimento no ICMC/USP tem abordado essas duas perspectivas ao longo dos últimos anos, onde novas tecnologias de teste vêm sendo desenvolvidas e avaliadas sistematicamente. Este trabalho inseriu-se no contexto do projeto TestPar e teve por objetivo principal contribuir para melhorar a avaliação da atividade de teste de programas concorrentes, através do desenvolvimento de benchmarks específicos para este contexto. Essa avaliação representa um desafio para a área de teste, sendo essencial a existência de benchmarks simples o bastante para serem validados manualmente, se necessário, e complexos o bastante para exercitar aspectos não triviais de comunicação e sincronização, encontrados de fato nos programas concorrentes. Assim, neste trabalho de mestrado foram desenvolvidos benchmarks livres de defeitos conhecidos e algumas versões de benchmarks com defeitos intencionalmente inseridos, baseados em taxonomias de defeitos. Esses benchmarks seguiram uma série de características bem definidas, contando ainda com uma documentação padronizada e completa. Os benchmarks foram validados através da condução de estudos experimentais, do uso em diferentes projetos de pesquisa e também com a verificação da sua aplicabilidade para fins educacionais. Os resultados obtidos demonstram que os benchmarks atingiram os objetivos para os quais foram propostos, gerando uma demanda controlada e qualificada sobre modelo, critérios e a ferramenta de teste desenvolvidos no projeto TestPar. Os experimentos realizados permitiram destacar pontos positivos e limitações desses artefatos. Outra aplicação dos benchmarks foi como recurso educacional para o ensino em disciplinas como programação concorrente. / The testing of concurrent programs is an activity that involves distinct perspectives. One of the most known refers to the development of new knowledge about criteria, models and testing tools to support this activity. Other perspective, as important as the first one and still incipient, is the evaluation of the testing activity of concurrent programs with respect to its efficiency and effectiveness in revealing errors hard to detect. The TestPar project under development at ICMC/USP has addressed both these two perspectives over the past years, where new testing technologies are being proposed and evaluated systematically. This project belongs to the context of the TestPar project, aiming to improve the evaluation of the testing activity of concurrent programs through the development of benchmarks specific for this context. This evaluation represents a challenge to the testing area, which must consider benchmarks simple enough to be validated manually, if necessary, but also complex enough to exercise not trivial aspects of communication/synchronization, found in programs used indeed. Thus, in this work it were developed bug-free benchmarks and some versions of faulty benchmarks with bugs inserted, based on error taxonomies. These benchmarks followed a series of well-defined features, including also a standardized and complete documentation. Benchmarks were validated by means of diferent scenarios: experimental studies, their use by different on-going research projects and also with the verification of their applicability for educational aims. The results obtained show that our benchmarks have achieved their objectives, generating a controlled and qualified demand on model, criteria and the tool developed under TestPar project. The experiments reveal strengths and limitations of these artifacts. Benchmarks have been also used as educational resources for the teaching of concurrent programs.

O teste de programas concorrentes é essencial para assegurar a qualidade das atuais aplicações distribuídas/paralelas em desenvolvimento. Apesar de ser essencial, essa atividade de teste é dificilmente empregada adequadamente, devido a fatores como: alto custo de execução, grande lacuna entre desenvolvedores e resultados de pesquisas em testes para programas concorrentes e acesso às ferramentas de teste de programas concorrentes que automatizem/viabilizem o emprego do teste. Este projeto visa definir os parâmetros da atividade de teste estrutural de programas concorrentes que nortearão a composição de diferentes serviços na Web. Tais serviços dão suporte à atividade de teste estrutural de programas concorrentes, estabelecendo fronteiras claras em ferramentas de teste para os módulos relativos ao modelo de teste, aos critérios de teste, à linguagem de programação e aos paradigmas de sincronização. Desse modo, novas ferramentas de teste poderão ser construídas de maneira mais flexível, com menos custo de desenvolvimento e com mais eficácia. Tal abordagem traz como benefícios diretos: (1) facilitar a interação entre os setores da indústria, ensino e pesquisa que estejam interessados no desenvolvimento de programas concorrentes com qualidade; (2) diminuir os custos de instalação e manutenção de ferramentas de teste estrutural pelos desenvolvedores; (3) facilitar a incorporação da atividade de teste de programas concorrentes no ciclo de desenvolvimento das aplicações distribuídas e paralelas; (4) aumentar a abrangência do projeto TestPar, permitindo que novos usuários (desenvolvedores, professores e outros grupos de pesquisa) possam utilizar facilmente os conhecimentos gerados no projeto; e (5) realimentar o projeto TestPar com novas demandas qualificadas, estas advindas de novos programas concorrentes submetidos para teste. / Testing of concurrent programs is essential to ensure the quality of todays distributed/parallel applications in development. Although it is essential that testing activity is hardly properly employed, due to factors such as high cost of implementation, big gap between developers and research results in tests for competing programs and access to competing software testing tools to automate / enable the test job. This project aims to define the parameters of structural testing activity of concurrent programs that will guide the composition of different Web services. These services support the structural testing activity of concurrent programs, establishing clear boundaries in test tools for the modules related to the test model, the test criteria, the programming and synchronization paradigms language. Thus, new test tools can be built in a more flexible way, with less development cost and more effectively. Such an approach has as direct benefits: (1) facilitate interaction between industry sectors, education and research who are interested in the development of concurrent programs with quality; (2) reduce the costs of installation and maintenance of structural testing tools for developers; (3) facilitate the incorporation of testing activity of concurrent programs in the development cycle of distributed and parallel applications; (4) increase the scope of TestPar design, allowing new users (developers, teachers and other research groups) can easily use the knowledge generated in the project; and (5) feed back into the project TestPar with new demands qualified, those arising from new concurrent programs submitted for testing.

A programação concorrente é cada vez mais utilizada nos sistemas atuais com o objetivo de reduzir custos e obter maior eficiência no processamento. Com a importância da programação concorrente é imprescindível que programas que implementam esse paradigma apresentem boa qualidade e estejam livres de defeitos. Assim,diferentes técnicas e critérios de teste vêm sendo definidos para apoiar a validação de aplicações desenvolvidas nesse paradigma. Nesse contexto, a geração automática de dados de teste é importante, pois permite reduzir o custo na geração e seleção de dados relevantes. O uso de técnicas meta-heurísticas tem sido uma área de grande interesse entre os pesquisadores para geração de dados, pois essas técnicas apresentam abordagens aplicáveis a problemas complexos e de difícil solução. Considerando esse aspecto, este trabalho apresenta uma abordagem de geração automática de dados para o teste estrutural de programas concorrentes em MPI (Message Passing Interface). A meta-heurística usada foi Algoritmo Genético em que a busca é guiada por critérios de teste que consideram características implícitas de programas concorrentes. O desempenho da abordagem foi avaliado por meio da cobertura dos dados detestes, da eficácia em revelar defeitos e do custo de execução. Para comparação, a geração aleatória foi considerada. Os resultados indicaram que é promissor usar geração de dados de teste no contexto de programas concorrentes, com resultados interessantes em relação à eficácia e cobertura dos requisitos de teste. / Concurrent programming has been increasingly used in current systems in order to reduce costs and obtain higher processing efficiency and, consequently, it is expected that these systems have high quallity. Therefore, different techniques and testing criteria have been proposed aiming to support the verification and validation of the concurrent applications. In this context, the automated data test generation allows to reduce the testing costs during the generation and selection of data tests. Metaheuristic technique has been widely investigated to support the data test generation because this technique has presented good results to complex and costly problems. In this work, we present an approach to the automated data test generation for message passing concurrent programs in MPI (Message Passing Interface). The generation of data test is performed using the genetic algorithm metaheuristic technique, guiding by structural testing criteria. An experimental study was conducted to evaluate the proposed approach, analyzing the effectiveness and application cost. The results indicate that the genetic algorithm is a promising approach to automated test data generation for concurrent programs, presenting good results in relation to effectiveness and data test coverage.

O teste de programas concorrentes é uma atividade que envolve diferentes perspectivas. Uma das mais conhecidas refere-se ao desenvolvimento de novos conhecimentos sobre critérios, modelos e ferramentas de teste que auxiliem o testador nessa atividade. Outra perspectiva, igualmente importante, porém, ainda incipiente, é a avaliação da atividade de teste de programas concorrentes com relação à sua eficiência e eficácia para revelar defeitos de difícil detecção. O projeto TestPar em desenvolvimento no ICMC/USP tem abordado essas duas perspectivas ao longo dos últimos anos, onde novas tecnologias de teste vêm sendo desenvolvidas e avaliadas sistematicamente. Este trabalho inseriu-se no contexto do projeto TestPar e teve por objetivo principal contribuir para melhorar a avaliação da atividade de teste de programas concorrentes, através do desenvolvimento de benchmarks específicos para este contexto. Essa avaliação representa um desafio para a área de teste, sendo essencial a existência de benchmarks simples o bastante para serem validados manualmente, se necessário, e complexos o bastante para exercitar aspectos não triviais de comunicação e sincronização, encontrados de fato nos programas concorrentes. Assim, neste trabalho de mestrado foram desenvolvidos benchmarks livres de defeitos conhecidos e algumas versões de benchmarks com defeitos intencionalmente inseridos, baseados em taxonomias de defeitos. Esses benchmarks seguiram uma série de características bem definidas, contando ainda com uma documentação padronizada e completa. Os benchmarks foram validados através da condução de estudos experimentais, do uso em diferentes projetos de pesquisa e também com a verificação da sua aplicabilidade para fins educacionais. Os resultados obtidos demonstram que os benchmarks atingiram os objetivos para os quais foram propostos, gerando uma demanda controlada e qualificada sobre modelo, critérios e a ferramenta de teste desenvolvidos no projeto TestPar. Os experimentos realizados permitiram destacar pontos positivos e limitações desses artefatos. Outra aplicação dos benchmarks foi como recurso educacional para o ensino em disciplinas como programação concorrente. / The testing of concurrent programs is an activity that involves distinct perspectives. One of the most known refers to the development of new knowledge about criteria, models and testing tools to support this activity. Other perspective, as important as the first one and still incipient, is the evaluation of the testing activity of concurrent programs with respect to its efficiency and effectiveness in revealing errors hard to detect. The TestPar project under development at ICMC/USP has addressed both these two perspectives over the past years, where new testing technologies are being proposed and evaluated systematically. This project belongs to the context of the TestPar project, aiming to improve the evaluation of the testing activity of concurrent programs through the development of benchmarks specific for this context. This evaluation represents a challenge to the testing area, which must consider benchmarks simple enough to be validated manually, if necessary, but also complex enough to exercise not trivial aspects of communication/synchronization, found in programs used indeed. Thus, in this work it were developed bug-free benchmarks and some versions of faulty benchmarks with bugs inserted, based on error taxonomies. These benchmarks followed a series of well-defined features, including also a standardized and complete documentation. Benchmarks were validated by means of diferent scenarios: experimental studies, their use by different on-going research projects and also with the verification of their applicability for educational aims. The results obtained show that our benchmarks have achieved their objectives, generating a controlled and qualified demand on model, criteria and the tool developed under TestPar project. The experiments reveal strengths and limitations of these artifacts. Benchmarks have been also used as educational resources for the teaching of concurrent programs.

O teste de programas concorrentes é essencial para assegurar a qualidade das atuais aplicações distribuídas/paralelas em desenvolvimento. Apesar de ser essencial, essa atividade de teste é dificilmente empregada adequadamente, devido a fatores como: alto custo de execução, grande lacuna entre desenvolvedores e resultados de pesquisas em testes para programas concorrentes e acesso às ferramentas de teste de programas concorrentes que automatizem/viabilizem o emprego do teste. Este projeto visa definir os parâmetros da atividade de teste estrutural de programas concorrentes que nortearão a composição de diferentes serviços na Web. Tais serviços dão suporte à atividade de teste estrutural de programas concorrentes, estabelecendo fronteiras claras em ferramentas de teste para os módulos relativos ao modelo de teste, aos critérios de teste, à linguagem de programação e aos paradigmas de sincronização. Desse modo, novas ferramentas de teste poderão ser construídas de maneira mais flexível, com menos custo de desenvolvimento e com mais eficácia. Tal abordagem traz como benefícios diretos: (1) facilitar a interação entre os setores da indústria, ensino e pesquisa que estejam interessados no desenvolvimento de programas concorrentes com qualidade; (2) diminuir os custos de instalação e manutenção de ferramentas de teste estrutural pelos desenvolvedores; (3) facilitar a incorporação da atividade de teste de programas concorrentes no ciclo de desenvolvimento das aplicações distribuídas e paralelas; (4) aumentar a abrangência do projeto TestPar, permitindo que novos usuários (desenvolvedores, professores e outros grupos de pesquisa) possam utilizar facilmente os conhecimentos gerados no projeto; e (5) realimentar o projeto TestPar com novas demandas qualificadas, estas advindas de novos programas concorrentes submetidos para teste. / Testing of concurrent programs is essential to ensure the quality of todays distributed/parallel applications in development. Although it is essential that testing activity is hardly properly employed, due to factors such as high cost of implementation, big gap between developers and research results in tests for competing programs and access to competing software testing tools to automate / enable the test job. This project aims to define the parameters of structural testing activity of concurrent programs that will guide the composition of different Web services. These services support the structural testing activity of concurrent programs, establishing clear boundaries in test tools for the modules related to the test model, the test criteria, the programming and synchronization paradigms language. Thus, new test tools can be built in a more flexible way, with less development cost and more effectively. Such an approach has as direct benefits: (1) facilitate interaction between industry sectors, education and research who are interested in the development of concurrent programs with quality; (2) reduce the costs of installation and maintenance of structural testing tools for developers; (3) facilitate the incorporation of testing activity of concurrent programs in the development cycle of distributed and parallel applications; (4) increase the scope of TestPar design, allowing new users (developers, teachers and other research groups) can easily use the knowledge generated in the project; and (5) feed back into the project TestPar with new demands qualified, those arising from new concurrent programs submitted for testing.

A programação concorrente é cada vez mais utilizada nos sistemas atuais com o objetivo de reduzir custos e obter maior eficiência no processamento. Com a importância da programação concorrente é imprescindível que programas que implementam esse paradigma apresentem boa qualidade e estejam livres de defeitos. Assim,diferentes técnicas e critérios de teste vêm sendo definidos para apoiar a validação de aplicações desenvolvidas nesse paradigma. Nesse contexto, a geração automática de dados de teste é importante, pois permite reduzir o custo na geração e seleção de dados relevantes. O uso de técnicas meta-heurísticas tem sido uma área de grande interesse entre os pesquisadores para geração de dados, pois essas técnicas apresentam abordagens aplicáveis a problemas complexos e de difícil solução. Considerando esse aspecto, este trabalho apresenta uma abordagem de geração automática de dados para o teste estrutural de programas concorrentes em MPI (Message Passing Interface). A meta-heurística usada foi Algoritmo Genético em que a busca é guiada por critérios de teste que consideram características implícitas de programas concorrentes. O desempenho da abordagem foi avaliado por meio da cobertura dos dados detestes, da eficácia em revelar defeitos e do custo de execução. Para comparação, a geração aleatória foi considerada. Os resultados indicaram que é promissor usar geração de dados de teste no contexto de programas concorrentes, com resultados interessantes em relação à eficácia e cobertura dos requisitos de teste. / Concurrent programming has been increasingly used in current systems in order to reduce costs and obtain higher processing efficiency and, consequently, it is expected that these systems have high quallity. Therefore, different techniques and testing criteria have been proposed aiming to support the verification and validation of the concurrent applications. In this context, the automated data test generation allows to reduce the testing costs during the generation and selection of data tests. Metaheuristic technique has been widely investigated to support the data test generation because this technique has presented good results to complex and costly problems. In this work, we present an approach to the automated data test generation for message passing concurrent programs in MPI (Message Passing Interface). The generation of data test is performed using the genetic algorithm metaheuristic technique, guiding by structural testing criteria. An experimental study was conducted to evaluate the proposed approach, analyzing the effectiveness and application cost. The results indicate that the genetic algorithm is a promising approach to automated test data generation for concurrent programs, presenting good results in relation to effectiveness and data test coverage.

Pour utiliser la puissance de calcul des ordinateurs modernes, nous devons écrire des programmes concurrents. L’écriture de programme concurrent efficace est notoirement difficile, principalement en raison de la nécessité de gérer les coûts de synchronisation. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur les coûts de synchronisation dans les programmes parallèles et les structures de données concurrentes.D’abord, nous présentons une nouvelle technique de contrôle de la granularité pour les programmes parallèles conçus pour un environnement de multi-threading dynamique. Ensuite, dans le contexte des structures de données concurrentes, nous considérons la notion d’optimalité de concurrence (concurrency-optimality) et proposons la première implémentation concurrence-optimal d’un arbre binaire de recherche qui, intuitivement, accepte un ordonnancement concurrent si et seulement si l’ordonnancement est correct. Nous proposons aussi la combinaison parallèle (parallel combining), une technique qui permet l’implémentation efficace des structures de données concurrences à partir de leur version parallèle par lots. Nous validons les techniques proposées par une évaluation expérimentale, qui montre des performances supérieures ou comparables à celles des algorithmes de l’état de l’art.Dans une perspective plus formelle, nous considérons le phénomène d’assistance (helping) dans des structures de données concurrentes. On observe un phénomène d’assistance quand l’ordre d’une opération d’un processus dans une trace linéarisée est fixée par une étape d’un autre processus. Nous montrons qu’aucune implémentation sans attente (wait-free) linéarisable d’une pile utilisant les primitives read, write, compare&swap et fetch&add ne peut être “sans assistance” (help-free), corrigeant une erreur dans une preuve antérieure de Censor-Hillel et al. Finalement, nous proposons une façon simple de prédire analytiquement le débit (throughput) des structures de données basées sur des verrous à gros grains. / To use the computational power of modern computing machines, we have to deal with concurrent programs. Writing efficient concurrent programs is notoriously difficult, primarily due to the need of harnessing synchronization costs. In this thesis, we focus on synchronization costs in parallel programs and concurrent data structures.First, we present a novel granularity control technique for parallel programs designed for the dynamic multithreading environment. Then in the context of concurrent data structures, we consider the notion of concurrency-optimality and propose the first implementation of a concurrency-optimal binary search tree that, intuitively, accepts a concurrent schedule if and only if the schedule is correct. Also, we propose parallel combining, a technique that enables efficient implementations of concurrent data structures from their parallel batched counterparts. We validate the proposed techniques via experimental evaluations showing superior or comparable performance with respect to state-of-the-art algorithms.From a more formal perspective, we consider the phenomenon of helping in concurrent data structures. Intuitively, helping is observed when the order of some operation in a linearization is fixed by a step of another process. We show that no wait-free linearizable implementation of stack using read, write, compare&swap and fetch&add primitives can be help-free, correcting a mistake in an earlier proof by Censor-Hillel et al. Finally, we propose a simple way to analytically predict the throughput of data structures based on coarse-grained locking