Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans le cadre du génie logiciel en traitement d'images (TDI), nous nous intéressons à la notion de réutilisabilité des algorithmes. Dans de nombreux outils logiciels, l'implémentation d'un algorithme est souvent dépendante du type des données traitées. Au sens le plus général, les formes que peuvent prendre les images numériques discrètes sont nombreuses (image 2D classiques, volumes 3D, graphes non réguliers, complexes cellulaires, etc.) conduisant à une explosion combinatoire du nombre théorique d'implémentations. La programmation générique (PG) est un cadre adapté au développement d'outils logiciels réutilisables. Nous présentons un paradigme de programmation basé sur la PG conçu pour la création de logiciels scientifiques tels ceux dédiés au TDI. Cette approche concilie réutilisabilité, puissance d'expression, extensibilité et performance. Nous proposons ensuite une architecture logicielle pour le TDI basée sur ce paradigme de programmation, s'appuyant sur une bibliothèque générique de TDI. Les fondations de ce cadre définissent des concepts fondamentaux du TDI, qui permettent l'écriture d'algorithmes réutilisables sur de nombreux types d'images. Nous présentons enfin une stratégie pour construire des outils haut niveau au dessus de cette bibliothèque tels que des ponts vers des langages dynamiques ou des interfaces graphiques. Ce mécanisme est conçu pour préserver la généricité et la performance des outils logiciels sous-jacents, tout en permettant un usage plus simple et plus flexible de ceux-ci / In the context of software engineering for image processing (IP), we consider the notion of reusability of algorithms. In many software tools, an algorithm's implementation often depends on the type of processed data. In a broad definition, discrete digital images may have various forms : classical 2D images, 3D volumes, non-regular graphs, cell complexes, and so on : thus leading to a combinatorial explosion of the theoretical number of implementations. Generic programming (GP) is a framework suited to the development of reusable software tools. We present a programming paradigm based on GP designed for the creation of scientific software such as IP tools. This approach combines the benefits of reusability, expressive power, extensibility, and efficiency. We then propose a software architecture for IP using this programming paradigm based on a generic IP library. The foundations of this framework define essential IP concepts, enabling the development of algorithms compatible with many image types. We finally present a strategy to build high-level tools on top of this library, such as bridges to dynamic languages or graphical user interfaces. This mechanism has been designed to preserve the genericity and efficiency of the underlying software tools, while making them simpler to use and more flexible

Cette thèse a pour objet l'étude des Technologies de l'Information et de la Communication (TIC) en tant que Technologie Générique (TG) ainsi que leur rôle dans l'évolution de la productivité du travail aux Etats-Unis et en Europe durant les dernières décennies. La thèse est constituée de trois parties axées chacune sur l'une des trois propriétés fondamentales des TG: le progrès rapide de la technologie, l'ubiquité de la technologie et la capacité à créer des opportunités technologiques. La première partie décrit, dans un premier chapitre, l'innovation dans le domaine des TIC, en commençant par un bref historique de ces technologies, suivie d'une analyse des données contemporaines sur l'innovation dans ce domaine. Elle montre en particulier comment les Etats-Unis ont été, jusqu'à présent, plus performants que les pays Européens dans le développement des TIC. Dans un deuxième chapitre, cette première partie inventorie les difficultés de mesures induites par la vitesse et la nature du changement généré par ces technologies. La seconde partie de la thèse traite de la nature ubiquitaire des TIC. Elle décrit d'abord la diffusion des TIC au cours du temps à travers les pays et les secteurs économiques, puis, établit une revue de la littérature sur la contribution directe de la diffusion des TIC à la croissance de la productivité du travail aux US et en Europe. Le second chapitre de cette partie s'intéresse au comportement de demande de facteurs de production dans les secteurs producteurs de TIC ou intensifs en utilisation des TIC. Enfin, la troisième partie de la thèse se concentre sur la capacité des TIC à générer des opportunités d'innovation. Pour cela elle identifie d'abord la nature des innovations complémentaires et les efforts menant à ces innovations. Elle montre alors la nécessité d'améliorer la comptabilité nationale afin de prendre en compte ces efforts comme des investissements. Cette partie révèle ensuite que, dans les onze pays européens étudiés, le problème est particulièrement concentré sur quelques pays qui investissent peu en TIC et en actifs innovants et que ces deux types d'efforts sont complémentaires. / This thesis aims to study Information and Communication Technologies (ICT) as a General Purpose Technology (GPT) and their role in the labor productivity evolution in the United States and Europe during recent decades. This thesis is organized in three parts corresponding to the fundamental GPT features: the wide possibilities for development, the ubiquity of the technology and the ability to create large technological opportunities. The first part depicts, at first, the innovation in ICT, beginning with a short historical review of ICT inventions followed by the analysis of current data on innovation in this field. In particular, it shows how the US was better than the European countries in inventing ICT until now. Second, this first part makes an inventory of measurement difficulties due to the rate and the nature of the change created by such technologies. The second part of the thesis deals with the ubiquitous nature of ICT. It first describes the ICT diffusion across countries and industries and reviews the economic literature on the direct contribution of ICT on labor productivity growth in the US and Europe. The next chapter studies the factor demand's behaviour in sectors that are either ICT producers or ICT intensive users. The third part focuses on the ICT ability to create opportunities for complementarity innovations. Firstly, it identifies the nature of ICT complementary innovations and the corresponding efforts. It shows, then, that national accounts must be improved in order to take these efforts into account as investments. Secondly, this part shows that, among the eleven European countries studied, the problem is highly concentrated in a few countries that invest less both in ICT and in innovative assets and that these two types of effort are complementary.

Cette thèse en informatique se situe dans le domaine des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH), et plus particulièrement au sein du projet AGATE (an Approach for Genericity in Assistance To complEx tasks) qui vise à proposer des modèles génériques et des outils unifiés pour permettre la mise en place de systèmes d'assistance dans des applications existantes. Dans ce projet, l'éditeur d'assistance SEPIA permet aux concepteurs d'assistance de définir un système d'assistance épiphyte grâce à des règles respectant le langage aLDEAS. Ce système d'assistance peut ensuite être exécuté par le moteur d'assistance de SEPIA pour fournir de l'assistance aux utilisateurs finaux sur les applications-cibles diverses. Dans le contexte éducatif, des enseignants peuvent souhaiter mettre en place des systèmes d'assistance pour compléter les logiciels pédagogiques ou non-pédagogiques utilisés par les apprenants. Des ingénieurs pédagogiques endossent donc le rôle de concepteurs d'assistance, alors que les apprenants sont les utilisateurs finaux des applications assistées. Notre thèse traite la problématique suivante : « Comment mettre en place un système d'assistance épiphyte en contexte éducatif en adoptant une approche générique ? Nous avons abordé cette problématique de recherche en deux étapes : tout d'abord l'étude d'assistances existantes au sein d'applications utilisées en contexte éducatif, puis l'exploitation et l'enrichissement des modèles et outils du projet AGATE pour les adapter au contexte éducatif. Dans un premier temps, nous avons étudié des applications variées utilisées par des enseignants au sein de leurs cours, ainsi que des travaux existants qui proposent des systèmes d'assistance. Nous avons ainsi identifié les caractéristiques de l'assistance, et nous les avons classées selon qu'elles permettent de proposer de l'assistance technique (utilisation de l'application, prise en main) ou de l'assistance pédagogique (feedbacks pédagogiques, guidage pédagogique). Nous avons ajouté à cette classification les différents modes de déroulement d'une assistance dans le contexte éducatif. Dans un second temps, nous avons confronté les modèles et outils proposés précédemment dans le projet AGATE aux caractéristiques de l'assistance ainsi identifiées dans le contexte éducatif. Les limites des modèles et outils précédents nous ont amené à proposer deux contributions au langage aLDEAS et au système SEPIA pour les adapter au contexte éducatif. Cette nouvelle version de SEPIA adaptée au contexte éducatif est nommée SEPIA-edu. La première limite concernait la complexité de définition de systèmes d'assistance variés en termes de déroulement. Que ce soit dans un contexte éducatif ou non, il est important de pouvoir définir facilement et de manière explicite plusieurs modes d'articulation entre les différents éléments d'un système d'assistance. Nous avons donc proposé un modèle d'articulation entre les règles aLDEAS explicitant le déroulement d'une assistance et permettant de définir des systèmes d'assistance comprenant des éléments qui se déroulent de manière successive, interactive, simultanée, progressive, indépendante. Nous avons associé à ce modèle un processus d'application automatique des contraintes des modes d'articulation aux règles qui permet de générer et/ou modifier automatiquement les règles aLDEAS en faisant en sorte qu'elles soient toujours compatibles avec le moteur d'exécution d'assistance de SEPIA. Ce modèle et ce processus ont été implémentés dans SEPIA-edu. La seconde limite est propre au domaine éducatif. Elle concernait la complexité à définir un guidage pédagogique proposant un parcours entre différentes activités au sein d'une application existante. Nous avons tout d'abord proposé un modèle d'activité permettant de délimiter les activités au sein des applications... / This thesis in computer science take place in the ILE domain (Interactive Learning Environment) and was realized within the AGATE project (an Approach for Genericity in Assistance To complEx tasks) that aims at proposing generic models and unified tools to make possible the setup of assistance systems in various existing applications. In this project, an assistance editor allows assistance designers to define assistance systems and a generic assistance engine executes these assistance systems on the various target-applications without disturbing them to help final users. These assistance systems are defined by the assistance rules that respect the aLDEAS language. In the educational context, teachers can want to set up assistance system to complete the pedagogical or non-pedagogical software used by learners. Pedagogical engineers therefore have the role of assistance designers and learners are end-users of such assisted applications. Our PhD thesis address the following research question: “How to set up an epiphytic assistance system in the educational context by adopting a generic approach?” In order to answer this research question, we realized this thesis in two steps: first, the study of existing assistances within applications used in the educational context, then the exploitation and enrichment of models and tools of the AGATE project to adapt them to the educational context. In the first step, we studied the applications used by teachers in their courses as well as existing works proposing assistance system. We identified the characteristics of assistance, and classified them by the way they propose the technical assistance (use, handling of applications) and the pedagogical assistance (pedagogical feedback, pedagogical guidance) as well as different modes to sequence assistance elements in the educational context. In the second step, we confronted the models and tools proposed previously in the AGATE project to the characteristics of the assistance identified in educational context. The limitations of the previous models and tools led us to propose two contributions to the aLDEAS language and the SEPIA system in order to adapt them to the educational context. The first limitation relates to the complex definition of various assistance systems in terms of sequence of assistance elements. Whether in an educational context or not, it is important to be able to define easily and explicitly several modes of articulation between the different elements of an assistance system. We therefore proposed a model of articulation between aLDEAS rules in five modes: successive, interactive, simultaneous, progressive, independent. We associated this model with a process of automatic application of constraints of the articulation modes to the rules. This process makes it possible to automatically generate and / or modify the aLDEAS rules by making sure that they are always compatible with the execution of SEPIA assistance engine. This model and this process have been implemented in SEPIA-edu. The second limitation is specific to the educational context. It concerns the complex definition of a pedagogical guidance proposing different learning activities within an existing application. We first proposed an activity model to delimit activities within applications. Then, a pedagogical guidance model allows to define different types of pedagogical guidance (free, sequential, contextualized, temporal, personalized). A pedagogical guidance pattern was proposed to define a composed pedagogical guidance which can combine several types of pedagogical guidance. Finally, a process of the transformation of a pedagogical guidance into aLDEAS rules allows to automatically generate and modify aLDEAS rules. This model of activity, this pedagogical guidance pattern and this process have been implemented in SEPIA-edu

Nous avons développé une passerelle active générique appelée ProAN supportant plusieurs environnements d'exécution. L'implémentation de ProAN se fait sous Linux. Trois environnements d'exécution sont disponibles dans ProAN : Linux, pour les services écrits en C, Java et GateScript. L'environnement GateScript offre un langage de script pour programmer les services actifs. Nous proposons une architecture g´en´erique pour les services actifs qui peut ˆetre instanciée pour un service traitant un protocole donné de n'importe quel niveau : réseau, transport ou application. Cet environnement propose aussi de g´en´erer automatiquement l'analyseur et le générateur de PDU du protocole en question en utilisant un langage de description de protocole comme Flavor ou JavaCC. ProAN est également adapté aux services proactifs pour les environnements pervasifs. Ces services proactifs peuvent réagir aux changements d'état de l'environnement sans l'intervention de l'utilisateur. Le service de découverte permet aux services proactifs de trouver des moniteurs de l'environnement ainsi que d'autres services dans le réseau pour donner une meilleure qualité de service aux utilisateurs.

La taille grandissante des grappes de calcul pose le problème du "passage à l'échelle" des applications qui s'exécutent sur ces plates-formes. Ceci concerne les applications de calculs scientifiques et les applications permettant d'exploiter ces plates-formes (administration, surveillance de charge, etc...). Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés au déploiement d'une application parallèle sur une grappe de grande taille. L'objectif de cette étude était de fournir une méthode de déploiement efficace sur des grappes composées de milliers de noeuds et pouvant être facilement étendue aux grilles de calcul. Le déploiement inclut d'une part le lancement du programme parallèle sur tous les noeuds et d'autre part la mise en oeuvre d'un environnement de communication entre ces instances de programme. L'efficacité est obtenue par la parallélisation systématique des différentes initiations d'exécution distante. Ces travaux montrent que le problème de la diffusion optimale d'une requête d'exécution est similaire au problème largement étudié de la diffusion d'un message sur un réseau complètement maillé. Nous proposons une bibliothèque, "Taktuk", permettant de réaliser un ordonnancement dynamique (par vol de travail) des communications (appels d'exécution distante) de manière générique. L'utilisabilité et le bon fonctionnement de l'outil que nous proposons sont validés par son utilisation et sa diffusion dans plusieurs projets~: KaTools (inclus et utilisé par la distribution Linux Mandrake Clic), OAR (gestionnaire de travaux pour grappes) et Inuktitut (bibliothèque de communication d'ATHAPASCAN).

Notre étude porte sur deux éléments en contexte d'acquisition du polonais langue maternelle et du français langue étrangère. Le premier concerne l'acquisition des verbes. On constate un recours important à des verbes de base ou verbes génériques du type casser, couper, faire en acquisition du lexique verbal d'une langue maternelle et étrangère. Ces verbes peuvent être utilisés en emplois non conventionnels. Le second concerne les énoncés non conventionnels à pivot verbal du type Elle casse une tomate. Les énoncés non conventionnels sont classifiés comme des erreurs, des sur-extensions ou encore des métaphores. Cependant dans la lignée de certains auteurs, nous postulons que ce type d'énoncé est le reflet d'une flexibilité sémantique primordiale au cours de l'acquisition du lexique, notamment verbal, d'une langue maternelle et d'une langue étrangère. Le lexique verbal serait structuré par proximité sémantique.Notre population se compose d'enfants, en acquisition précoce et tardive du langage, et d'adultes polonais, tous sont en apprentissage du français.Nous avons fait passer un protocole expérimental consistant en deux tâches, une de dénomination d'action et une de reformulation d'action. Nos résultats comprennent des analyses statistiques et des analyses sémantiques. Ils montrent une production importante de verbes génériques et d'énoncés non conventionnels chez tout type de sujet.

Le modèle OFL (Open Flexible Languages) décrit et réifie le comportement des langages à objets à classes courants tels Java, C++ ou Eiffel et permet de modifier, d'adapter, ce comportement. Dans cette optique, les notions de classe --- généralisée sous le nom de "description" --- et de "relation entre descriptions" sont réifiées. Chaque langage est décrit sous la forme d'un ensemble de composants formé de types de description et de types de relation. Pour définir chaque composant, le méta-programmeur doit donner une valeur à un ensemble de paramètres qui décrivent la sémantique opérationnelle du composant. Par exemple, pour définir une nouvelle relation, il devra répondre aux questions : La relation définit-elle une utilisation ou une importation ? La relation permet-elle le polymorphisme ? Si oui, dans quel(s) sens ? Quelle est sa cardinalité maximale ? Peut-elle être circulaire, répétée ? Possède-t-elle une relation inverse ? Une fois ces types de description et de relation définis par le méta-programmeur, le programmeur est en mesure d'en faire usage pour la réalisation de son application. Le but du modèle OFL est d'aider à améliorer la qualité du code produit en donnant plus d'information et donc de précision sur les relations entre descriptions. Nous souhaitons de cette manière favoriser l'évolution et la maintenabilité des applications par l'intermédiaire d'une meilleure spécification, d'une documentation plus explicite, de contrôles automatiques plus pertinents, ... Il s'agit également d'offrir une plus grande souplesse au programmeur en lui permettant, par une phase de paramétrage ou de méta-programmation, de mieux adapter son langage de programmation de prédilection à ses besoins. L'objectif de cette thèse est de définir le modèle OFL et d'en présenter des exemples d'application.

Dans de nombreux problèmes industriels, l'agencement des différents composants joue un rôle déterminant sur les performances du système à concevoir. Ces problèmes de placement ont fait l'objet de nombreux travaux dans la littérature ; toutefois les méthodes de résolution généralement proposées sont spécifiques et ne peuvent être appliquées à différents problèmes. Ce travail propose une méthode générique pour la résolution des problèmes de placement. La méthode présentée est une hybridation d'un algorithme évolutionnaire avec une méthode de séparation. L'algorithme évolutionnaire est un algorithme génétique multi-objectif chargé d'explorer efficacement l'espace de recherche et l'algorithme de séparation a pour objectif de faire respecter les contraintes de placement du problème. Si les contraintes de placement d'une solution proposée ne sont pas respectées, l'algorithme de séparation modifie la solution de manière à la rendre réalisable. La méthode de séparation a été développée pour des cas simples comme pour des cas compliqués en 2D et 3D et permet la gestion de contraintes particulières. Différents exemples 2D sont présentés avec plusieurs analyses permettant de comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la résolution des problèmes de placement. Les éléments de résolution des problèmes 3D de géométries complexes sont aussi présentés. Par rapport aux algorithmes ad-hoc de la littérature, notre méthode générique permet de résoudre une grande variété de problèmes avec des temps de calculs du même ordre de grandeur. Enfin, les différents avantages et possibilités de la méthode permettent de nombreux développements futurs.

L'objet de cette thèse est la diffusion numérique sécurisée réalisée à l'aide de courbes elliptiques. Le premier chapitre est consacré au calcul de points de l-torsion sur une courbe elliptique définie sur un corps fini de caractéristique p. Plus précisément, nous combinons un algorithme rapide de calcul d'isogénies dû à Bostan, Morain, Salvy et Schost avec l'approche p-adique suivie par Joux et Lercier. Nous obtenons ainsi le premier algorithme valide sans limitation sur l et p dont la complexité est similaire à celle de l'algorithme proposé par Bostan et al. Dans le deuxième chapitre, nous développons un modèle générique de groupes avec couplage qui généralise les modèles présentés auparavant dans la littérature. Nous fournissons un cadre général permettant de prouver dans ce modèle les hypothèses cryptographiques reliées au problème du logarithme discret sur des groupes avec couplage. Dans le troisième chapitre, nous proposons et étudions un nouveau schéma de diffusion pour des récepteurs sans état. À la différence des schémas s'appuyant sur des techniques de recouvrement par des sous-ensembles définis par des arbres binaires, notre schéma considère que l'ensemble des récepteurs destinataires d'un message est décrit par des attributs. La taille du chiffré est linéaire en le nombre d'attributs utilisés dans cette description, mais ne dépend pas du nombre de destinataires. Par rapport à d'autres schémas basés sur des attributs, le déchiffrement nécessite des capacités de calculs bien plus faibles. Le dernier chapitre est consacré à un schéma de chiffrement avec traçage de traîtres, c'est-à-dire conçu pour lutter contre le piratage dans la distribution sécurisée de contenus vers de nombreux destinataires. Nous proposons un nouveau schéma, utilisant des techniques de marquage de contenu, présentant un taux de chiffrement constant et une sécurité contre des décodeurs pirates puissants. Une particularité de ce schéma est la possibilité pour un destinataire de déchiffrer à la volée le contenu transmis.