Dans cette thèse nous étudions le pouvoir d'expression de plusieurs logiques sur les arbres finis. En particulier, nous cherchons à obtenir une compréhension précise du pouvoir d'expression de la logique du premier ordre sur les arbres finis. Nous étudions un nombre important de logiques- pour cette raison nous procédons par comparaison avec une logique qui les contient et nous sert de référence: la logique monadique du second-ordre. Chaque logique que nous considérons est un fragment de la logique monadique du second ordre. MSO est liée à la théorie des langages formels. A chaque formule logique correspond un langage d'arbre: celui des arbres satisfaisant la formule. De plus, étant donné une logique nous pouvons lui associer une classe de langages d'arbres: la classe des langages définissables par une formule de cette logique. Dans le cadre des arbres finis, MSO correspond exactement à la classe des langages réguliers. Étant donné une logique, nous cherchons en fait à obtenir une caractérisation décidable de la classe de langages définissable par celle-ci. Par caractérisation décidable nous entendons un algorithme résolvant le problème suivant: pour un automate d'arbre finis, décider si le langage appartient à la classe en question. Nos caractérisations décidables sont en fait obtenue en exhibant pour chaque classe un ensemble de propriétés de clôture vérifiées par un langage si et seulement si celui-ci appartient à la classe en question. Nous montrons ensuite que chaque propriété de clôture est décidable. Énoncer et prouver de telles propriétés de clôture permet généralement d'obtenir une bonne compréhension du pouvoir de la logique correspondante. Le problème ouvert principal de ce domaine de recherche est l'obtention d'une caractérisation décidable pour la logique du premier ordre. Nous présentons des caractérisation décidables pour plusieurs fragment de FO. Nous commençons par la présentation de trois caractérisations décidable pour des classes de langages d'arbres de rang borné. La première classe que nous considérons est celle des langages définissables par la logique EF + F-1. Cette logique permet de naviguer dans l'arbre en se déplaçant soit vers un ancêtre, soit vers un descendant. La second classe est celle des arbres de rang borné définissables par la logique du premier ordre en n'utilisant qu'une seule alternance de quantificateurs. La dernière classe est celle des langages définissables par une combinaison booléenne de formules existentielles du premier ordre. Dans le cadre des forêts, nous étudions la classe des langages définissable par la logique du premier ordre à deux variables et deux prédicats correspondants respectivement à la relation ancêtre et la relation frère suivant. Nous présentons une caractérisation pour cette logique. La dernière classe pour laquelle nous présentons une caractérisation décidable est celle des langages localement testables (LT). UN langage est dans LT si l'appartenance d'un arbre à celui-ci ne dépends que des voisinages d'une certaine taille fixée dans l'arbre. / In this thesis we investigate the expressive power of several logics over finite trees. In particular we want to understand precisely the expressive power of first-order logic over finite trees. Because we study many logics, we proceed by comparison to a logic that subsumes them all and serves as a yardstick: monadic second-order logic. Each logic we consider is a fragment of monadic second-order logic. MSO is linked to the theory of formal languages. To each logical formula corresponds a tree language, which is the language of trees satisfying this formula. Furthermore, given a logic we can associate a class of tree languages: the class of languages definable by a formula of this logic. In the setting of finite trees MSO corresponds exactly to the class of regular tree languages. Given a logic, we actually look for a decidable characterization of the class of languages defined in this logic. By decidable characterization, we mean an algorithm for solving the following problem: given as input a finite tree automaton, decide if the recognized language belongs to the class in question. We will actually obtain our decidable characterizations by exhibiting for each class a set of closure properties such that a language is in the class under investigation if and only if it satisfies these closure properties. Each such closure property is then shown to be decidable. Stating and proving such closure properties usually yields a solid understanding of the expressive power of the corresponding logic. The main open problem in this research area is to obtain a decidable characterization for the class of tree languages that are definable in first-order logic. We provide decidable characterizations for several fragments of FO. First we provide three decidable characterizations for classes of regular languages of trees of bounded rank. The first class we consider is the class of languages definable in the temporal logic EF+F^-1. It essentially navigates the trees using two modalities for moving to a descendant node or an ancestor node. The second class we consider is the class of trees of bounded rank definable using one quantifier alternation. The last class, is the class of languages definable using a boolean combination of existential first order formulas. In the setting of forests, we investigate the class of languages definable in first-order logic using only two variables and two prediactes corresponding respectively to the ancestor and following sibling relations. We provide a characterization for this logic. The last class for which we provide a decidable characterization is the class of locally testable language (LT). A language L is in LT if membership in L depends only on the presence or absence of neighborhoods of a certain fixed size in the tree. We define notions of LT for both unranked trees and trees of bounded rank by adapting the definition of neighborhood to each setting. Then we provide a decidable characterization for both notions of LT.

Les cadres interactionnels actuels pour les communications entre agents (protocoles, stratégies de conversation, jeux de dialogue, . . . ) garantissent la cohérence structurelle des conversations tenues. Pourtant, ce n'est pas tant l'habilité des agents à structurer leurs conversations qui nous intéresse que leurs aptitudes à tenir des conversations utiles quant à leurs objectifs individuels et collectifs. Pour traiter cette problématique, nous avons défini et implanté un modèle complet de la communication entre agents qui couvre les quatre dimensions classiques de la communication : syntaxe, structure, sémantique et pragmatique. Au niveau syntaxique, nous proposons le langage DIAGAL[DIAlogue Game based Agent communication Language] qui se présente comme un ensemble de jeux de dialogue qui permettent la manipulation conjointe d'engagements sociaux. Du point de vue de la structuration des dialogues, les jeux de dialogue que nous proposons offrent une alternative à la rigidité des protocoles tout en capturant les aspects conventionnels de la communication, absents des approches considérant des actes de langages isolés. Dans notre approche, le niveau sémantique de la communication repose, quant à lui, sur les engagements sociaux qui capturent les interdépendances contractées par les agents lors des communications. Dans ce contexte, notre contribution principale concerne les aspects cognitifs de la pragmatique. À cet effet, nous proposons une théorie cognitive de l'utilisation de ce cadre interactionnel basée sur la notion de cohérence cognitive et fondée sur des résultats non encore formalis és de sciences cognitives. Issue d'une unification de la théorie de la dissonance cognitive (une des théories majeures de psychologie cognitive) avec la théorie de cohérence cognitive (développée en philosophie de l'esprit), notre approche est formulée en termes d'éléments et de contraintes, notions familières en informatique. La théorie motivationnelle résultante est ensuite étendue afin de traiter la communication entre agents cognitifs. Sous les hypothèses de notre théorie, nous définissons alors une métrique de l'utilité des conversations entre agents. Nous montrons comment cette théorie permet de résoudre en pratique de nombreux problèmes fondamentaux des aspects cognitifs de la pragmatique des communications entre agents. En particulier, nous proposons une première application de notre théorie pour l'utilisation automatique par des agents de type BDI [Beliefs, Desires and Intentions] des jeux de dialogue du langage DIAGAL. Ce faisant, nous introduisons un certain nombre d'outils techniques pour l'automatisation des communications entre agents tout en précisant quels sont nos apports théoriques pour les SMAs et plus généralement pour les sciences cognitives. / Different approaches have investigated the syntax and semantics of agent communication languages. However, these approaches have not indicated how agents should dynamically use communications. Instead of filling this pragmatics gap, most approaches have mainly focused on the "structure" of dialogues even though developers are more interested in agents' capabilities of having "useful" automated conversations with respect to their goals rather than in their abilities to structure dialogues. We addressed this problem that requires re-inquiring the four main dimensions of (agent) communication : syntax, structure, semantics and pragmatics (the theory of the use of language). At the syntactic level, we have developed an agent communication language called DIAGAL [DIAlogue Game based Agent communication Language] which consists of a set of dialogue games that allows for the grounded manipulation of social commitments. At the structural level, DIAGAL dialogue games offer a good compromise between the lack of flexibility of protocols while taking into account the conventional aspects of dialogue which were missing in isolated speech acts approaches. At the semantics level, we provide a social commitments model that captures the inter-dependencies contracted by the agents toward each other during dialogues. In that context, our main contribution concerns the cognitive aspects of pragmatics. To this end, we develop in this thesis a motivational theory for the use of such a conventional and social agent communication framework. Our approach is based on cognitive science results that have not been formalized yet. Our theory consists of a formalisation and a unification of the cognitive dissonance theory (one of the major theories of cognitive psychology) with the coherence theory issuing from philosophy of mind. Our approach is formulated in terms of elements and constraints which allow making it computational. This theory allows formally defining and exploiting the notion of utility of dialogues. We show in this thesis how this approach allows solving many theoretical and practical problems in agent communication. As a validation of this approach, we extend classical BDI [Beliefs, Desires and Intentions] agents to allow them to automatically use DIAGAL dialogue games. The resulting framework provides the necessary theoretical and practical elements for implementing our theory. In doing so, it brings in a general scheme for automatizing agents' communicational behaviour.

La virtualisation est une technologie dont la popularité ne cesse d’augmenter dans le monde de l’entreprise, et ce pour l’efficacité et la facilité de gestion qu’elle apporte. Cependant, le problème majeur de cette technologie est la sécurité. Dans cette thèse, nous proposons de renforcer la sécurité des systèmes virtualisés et nous introduisons de nouvelles approches pour répondre aux différents besoins en sécurité de cette technologie et aussi aux aspects liés à à son fonctionnement et son déploiement. Nous proposons une nouvelle architecture de supervision qui permet de contrôler la totalité de la plateforme virtualisée en temps réel. L’idée est de simuler une supervision décentralisée (plusieurs postes) sur un seul poste physique. Nous étudions les avantages et les limites de cette approche et nous montrons que cette solution est incapable de réagir é à un certain nombre d’attaques nouvelles. Comme remède, nous introduisons une nouvelle procédure qui permet de sécuriser les ressources critiques d’un système virtualisé pour s’assurer que des familles d’attaques ne peuvent être exécutées en ayant accès à ces ressources. Nous introduisons une variante de LTL avec de nouveaux opérateurs de passé et nous démontrons comment des politiques de sécurité formulées à l’aide de ce langage peuvent être facilement traduites en signatures d’attaques qui sont indispensables à la détection des intrusions dans le système. Nous analysons aussi l’impact d’une communication réseau non sécurisée entre machines virtuelles sur la sécurité globale du système virtualisé. Nous proposons un modèle d’une politique de sécurité multi-niveaux qui couvre la majorité des opérations liées au réseau et qui peuvent être exécutées par une machine virtuelle. Notre modèle couvre aussi des opérations de gestion de l’infrastructure virtualisée et étudie les contraintes de sécurité qui doivent être satisfaites. / Virtual machine technology is rapidly gaining acceptance as a fundamental building block in enterprise data centers. It is most known for improving efficiency and ease of management. However, the central issue of this technology is security. We propose in this thesis to enforce the security of virtualized systems and introduce new approaches that deal with different security aspects related not only to the technology itself but also to its deployment and maintenance. We first propose a new architecture that offers real-time supervision of a complete virtualized architecture. The idea is to implement decentralized supervision on one single physical host. We study the advantages and the limits of this architecture and show that it is unable to react according to some new stealthy attacks. As a remedy, we introduce a new procedure that permits to secure the sensitive resources of a virtualized system and make sure that families of attacks can not be run at all. We introduce a variant of the LTL language with new past operators and show how policies written in this language can be easily translated to attack signatures that we use to detect attacks on the system. We also analyse the impact that an insecure network communication between virtual machines can have on the global security of the virtualized system. We propose a multilevel security policy model that covers almost all the network operations that can be performed by a virtual machine. We also deal with some management operations and introduce the related constraints that must be satisfied when an operation is performed.

Cette thèse apporte plusieurs contributions dans le domaine des langages formels. Notre premier travail a été de montrer la pertinence des grammaires de graphes comme outil de démonstration de résultats fondamentaux sur les langages algébriques. Nous avons ainsi reformulé avec un point de vue géométrique les démonstrations du lemme des paires itérantes et du lemme de Parikh. Nous avons ensuite étendu aux graphes réguliers des algorithmes de base sur les graphes finis, notamment pour calculer des problèmes de plus court chemin. Ces extensions ont été faites par calcul de plus petits points fixes sur les grammaires de graphes. Enfin, nous avons caractérisé des familles générales de systèmes de récriture de mots dont la dérivation préserve la régularité ou l’algébricité. Ces familles ont été obtenues par décomposition de la dérivation en une substitution régulière suivie de la dérivation du système de Dyck / Pas de résumé en anglais

Les travaux présentés ici s'intéressent aux coloriages du plan discret. Ce modèle d'inspiration géométrique est intrinsèquement lié aux modèles de calcul, et son étude se décline ici suivant deux axes complémentaires: calculabilité et combinatoire. Nous montrons en particulier ici comment de nombreux résultats récents s'expriment naturellement à travers le concept de bases, propriétés vérifiées par au moins un point de tout ensemble de coloriages, et d'antibases, contre-exemples à ce concept. Nous examinons ensuite les différents codages du calcul par des jeux de tuiles et exhibons en particulier un nouveau codage épars, permettant de caractériser les degrés Turing des ensembles de coloriages. Enfin nous revenons aux origines en étudiant les pavages du point de vue de la logique. Nous caractérisons ainsi les grandes familles d'ensembles de coloriages par des fragments de la logique monadique du second ordre.

Cette étude traite de la représentation informatique de connaissances en musique, abordée à partir de deux expériences en grandeur réelle. La première est une méthode d'acquisition de connaissances en ethnographie mettant en interaction un expert (le musicien), un analyste (le musicologue) et une machine dans une situation d'apprentissage. Les schémas d'improvisation des musiciens sont identifiés et exprimés à l'aide de règles de production dans un formalisme dérivé des grammaires génératives et des langages de formes. Un algorithme déterministe de test d'appartenance de chaînes arbitraires au langage défini par une grammaire (sensible au contexte) est présenté, ainsi qu'une technique d'inférence inductive de langages réguliers permettant l'acquisition automatique de connaissances lexicales et syntaxiques. La seconde expérience s'insère dans l'élaboration d'un environnement de composition musicale assistée par ordinateur. Le problème est ici la représentation du temps dans une structure discrète d'“objets temporels”, et plus généralement la synchronisation de processus parallèles. Une méthode est proposée pour la détermination d'une structure à partir de données incomplètes sur la synchronisation des objets. La notion d'“objet sonore” est ensuite explicitée formellement. Un algorithme efficace permet l'instanciation des objets sonores affectés à une structure en tenant compte des contraintes liées à leurs propriétés métriques et topologiques.

Les analogies auxquelles nous nous intéressons mettent quatre chaînes de symboles en proportion, par exemple, fable : fabuleux :: miracle : miraculeux ou abc : aabbcc :: a^n.b^n.c^n : a^n+1.b^n+1.c^n+1. Une étude historique de l'analogie en linguistique nous a permis de dégager les deux articulations (conformité et rapport) et les notions constitutives (similarité et contiguïté) de ce type d'analogie. De postulats généraux nous avons tiré une caractérisation formelle (encore partielle) rendant compte de la commutation entre chaînes de symboles. Une application directe est la conjugaison automatique par analogie. Nous avons proposé de définir certains langages formels à l'aide de ce type d'analogie. La grammaticalité, c'est-à-dire l'appartenance à un langage, est testée par égalité avec certaines chaînes attestées après réduction selon des modèles analogiques, eux aussi attestés. L'absence de non-terminaux fait de ce type de grammaires des grammaires par l'exemple. Nous examinons la possible place de tels langages dans le débat sur l'adéquation des langages formels à la description des langues. En forçant la conservation des analogies entre deux langages de chaînes analogiques, on obtient une méthode générale applicable à divers problèmes du traitement automatique des langues, par exemple, l'analyse structurale ou la traduction automatique de phrases.

Le Web 3D atteint actuellement un nouveau stade de maturité grâce à la convergence de nouvelles technologies et l'émergence de nouveaux standards permettant l'exploitation du matériel graphique depuis les navigateurs Web. Malgré l'émergence de ces technologies, nous pouvons constater une faible pénétration des contenus 3D sur le Web, due entre autre au manque d'outils de création de haut niveau facilitant la production d'interfaces graphiques 3D pour le Web. Afin de palier ce manque, nous proposons un formalisme basé sur les technologies Web permettant de définir des métaphores complètes, attractives et efficientes pour la visualisation de grands ensembles de données, ainsi que la génération des interfaces graphiques 3D correspondantes. Ce formalisme doit être flexible en termes d'extensibilité, de modularité, de généricité en ce qui concerne les formats de données en entrée et en sortie du système, ainsi qu'en terme de gamme d'interfaces graphiques 3D pouvant être définies par le concepteur d'une interface Web. Le pipeline de création que nous proposons permet la description de métaphores de visualisation d'information prenant en compte à la fois la structuration des données (la façon dont l'utilisateur explore et accède aux données), et la présentation (la géométrie et la présentation des données) et les interactions utilisateur. Les interfaces générées peuvent être de complexité variable allant des interfaces graphiques 3D immersives à l'intérieur desquelles l'utilisateur final est représenté par un avatar et peut interagir avec d'autres utilisateurs, à des interfaces graphiques 3D très simples.

Les travaux de cette thèse se situent dans le cadre de la linguistique computationnelle. La problématique est de définir une interface syntaxe / sémantique basée sur les théories de la grammaire générative.<br />Une première partie, concernant le problème de l'analyse syntaxique, présente tout d'abord, la syntaxe générative, puis un formalisme la réalisant: les grammaires minimalistes de Stabler. <br />À partir de ces grammaires, nous réalisons une étude sur les propriétés de l'opération de fusion pour laquelle nous définissons des notions d'équivalence, ainsi qu'une modélisation abstraite des lexiques.<br />Une seconde partie revient sur le problème de l'interface. Pour cela, nous proposons un formalisme de type logique, basé sur la logique mixte (possédant des connecteurs commutatifs et non-commutatifs), qui équivaut, sous certaines conditions, aux grammaires de Stabler. <br />Dans ce but, nous introduisons une normalisation des preuves de cette logique, normalisation permettant de vérifier la propriété de la sous-formule. Ces propriétés sont également étendues au calcul de Lambek avec produit.<br />À partir de l'isomorphisme de Curry-Howard, nous synchronisons un calcul sémantique avec les preuves réalisant l'analyse syntaxique. Les termes de notre calcul font appel aux propriétés du lambda mu-calcul, ainsi qu'à celles de la DRT (Discourse Representative Theory).<br />Une dernière partie applique ces formalismes à des cas concrets. Nous établissons des fragments d'une grammaire du français autour du problème des clitiques.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Informatique : Lille 1 : 2004. / Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 183-194.