Nous visons à travers cette thèse à proposer un ensemble d'approches permettant d'optimiser les entrepôts de données et d'aider l'AED à bien mener cette optimisation. Nos approches d'optimisation reposent sur l'utilisation de trois techniques d'optimisation : la fragmentation horizontale primaire, dérivée et les index de jointure binaires (IJB). Nous commençons par proposer une approche de fragmentation qui prend en considération à la fois la performance (réduction du coût d'exécution) et la manageabilité (contrôle du nombre de fragments générés). Nous proposons ensuite une approche gloutonne de sélection d'IJB. L'utilisation séparée de la fragmentation horizontale (FH) et des IJB ne permet pas d'exploiter les similarités existantes entre ces deux techniques. Nous proposons une approche de sélection conjointe de la FH et des IJB. Cette approche peut être utilisée pour le tuning de l'entrepôt. Nous avons mené plusieurs expériences pour valider nos différentes approches. Nous proposons par la suite un outil permettant d'aider l'AED dans ses tâches de conception physique et de tuning.<br />Mots clés : Conception physique, Tuning, Techniques d'optimisation, Fragmentation Horizontale, Index de Jointure Binaires.

Dans cette thèse, nous étudions les architectures 3D NoC grâce à des implémentations de conception physiques en utilisant la technologie 3D réel mis en oeuvre dans l'industrie. Sur la base des listes d'interconnexions en déroute, nous procédons à l'analyse des performances d'évaluer le bénéfice de l'architecture 3D par rapport à sa mise en oeuvre 2D. Sur la base du flot de conception 3D proposé en se concentrant sur la vérification temporelle tirant parti de l'avantage du retard négligeable de la structure de microbilles pour les connexions verticales, nous avons mené techniques de partitionnement de NoC 3D basé sur l'architecture MPSoC y compris empilement homogène et hétérogène en utilisant Tezzaron 3D IC technlogy. Conception et mise en oeuvre de compromis dans les deux méthodes de partitionnement est étudiée pour avoir un meilleur aperçu sur l'architecture 3D de sorte qu'il peut être exploitée pour des performances optimales. En utilisant l'approche 3D homogène empilage, NoC topologies est explorée afin d'identifier la meilleure topologie entre la topologie 2D et 3D pour la mise en œuvre MPSoC 3D sous l'hypothèse que les chemins critiques est fondée sur les liens inter-routeur. Les explorations architecturales ont également examiné les différentes technologies de traitement. mettant en évidence l'effet de la technologie des procédés à la performance d'architecture 3D en particulier pour l'interconnexion dominant du design. En outre, nous avons effectué hétérogène 3D d'empilage pour la mise en oeuvre MPSoC avec l'approche GALS de style et présenté plusieurs analyses de conception physiques connexes concernant la conception 3D et la mise en œuvre MPSoC utilisant des outils de CAO 2D. Une analyse plus approfondie de l'effet microbilles pas à la performance de l'architecture 3D à l'aide face-à-face d'empilement est également signalé l'identification des problèmes et des limitations à prendre en considération pendant le processus de conception. / In this thesis, we study the exploration 3D NoC architectures through physical design implementations using real 3D technology used in the industry. Based on the proposed 3D design flow focusing on timing verification by leveraging the benefit of negligible delay of microbumps structure for vertical connections, we have conducted partitioning techniques for 3D NoC-based MPSoC architecture including homogeneous and heterogeneous stacking using Tezzaron 3D IC technlogy. Design and implementation trade-off in both partitioning methods is investigated to have better insight about 3D architecture so that it can be exploited for optimal performance. Using homogeneous 3D stacking approach, NoC architectures are explored to identify the best topology between 2D and 3D topology for 3D MPSoC implementation. The architectural explorations have also considered different process technologies highlighting the wire delay effect to the 3D architecture performance especially for interconnect-dominated design. Additionally, we performed heterogeneous 3D stacking of NoC-based MPSoC implementation with GALS style approach and presented several physical designs related analyses regarding 3D MPSoC design and implementation using 2D EDA tools. Finally we conducted an exploration of 2D EDA tool on different 3D architecture to evaluate the impact of 2D EDA tools on the 3D architecture performance. Since there is no commercialize 3D design tool until now, the experiment is important on the basis that designing 3D architecture using 2D EDA tools does not have a strong and direct impact to the 3D architecture performance mainly because the tools is dedicated for 2D architecture design.

L'apparition du phénomène Big-Data, a conduit à l'arrivée de nouvelles besoins croissants et urgents de partage de données qui a engendré un grand nombre de requêtes que les SGBD doivent gérer. Ce problème a été aggravé par d 'autres besoins de recommandation et d 'exploration des requêtes. Vu que le traitement de données est toujours possible grâce aux solutions liées à l'optimisation de requêtes, la conception physique et l'architecture de déploiement, où ces solutions sont des résultats de problèmes combinatoires basés sur les requêtes, il est indispensable de revoir les méthodes traditionnelles pour répondre aux nouvelles besoins de passage à l'échelle. Cette thèse s'intéresse à ce problème de nombreuses requêtes et propose une approche, implémentée par un Framework appelé Big-Quereis, qui passe à l'échelle et basée sur le hypergraph, une structure de données flexible qui a une grande puissance de modélisation et permet des formulations précises de nombreux problèmes d•combinatoire informatique. Cette approche est. le fruit. de collaboration avec l'entreprise Mentor Graphies. Elle vise à capturer l'interaction de requêtes dans un plan unifié de requêtes et utiliser des algorithmes de partitionnement pour assurer le passage à l'échelle et avoir des structures d'optimisation optimales (vues matérialisées et partitionnement de données). Ce plan unifié est. utilisé dans la phase de déploiement des entrepôts de données parallèles, par le partitionnement de données en fragments et l'allocation de ces fragments dans les noeuds de calcule correspondants. Une étude expérimentale intensive a montré l'intérêt de notre approche en termes de passage à l'échelle des algorithmes et de réduction de temps de réponse de requêtes. / The emergence of the phenomenon Big-Data conducts to the introduction of new increased and urgent needs to share data between users and communities, which has engender a large number of queries that DBMS must handle. This problem has been compounded by other needs of recommendation and exploration of queries. Since data processing is still possible through solutions of query optimization, physical design and deployment architectures, in which these solutions are the results of combinatorial problems based on queries, it is essential to review traditional methods to respond to new needs of scalability. This thesis focuses on the problem of numerous queries and proposes a scalable approach implemented on framework called Big-queries and based on the hypergraph, a flexible data structure, which bas a larger modeling power and may allow accurate formulation of many problems of combinatorial scientific computing. This approach is the result of collaboration with the company Mentor Graphies. It aims to capture the queries interaction in an unified query plan and to use partitioning algorithms to ensure scalability and to optimal optimization structures (materialized views and data partitioning). Also, the unified plan is used in the deploymemt phase of parallel data warehouses, by allowing data partitioning in fragments and allocating these fragments in the correspond processing nodes. Intensive experimental study sbowed the interest of our approach in terms of scaling algorithms and minimization of query response time.

Le processus de conception des BD ne cesse d'augmenter en complexité et d'exiger plus de temps et de ressources afin de contenir la diversité des applications BD. Rappelons qu’il se base essentiellement sur le talent et les connaissances des concepteurs. Ces bases s'avèrent de plus en plus insuffisantes face à la croissante diversité de choix de conception, en soulevant le problème de la fiabilité et de l'exhaustivité de cette connaissance. Ce problème est bien connu sous le nom de la gestion de la variabilité en génie logiciel. S’il existe quelques travaux de gestion de variabilité portant sur les phases physique et conceptuelle, peu se sont intéressés à la phase logique. De plus, ces travaux abordent les phases de conception de manière séparée, ignorant ainsi les différentes interdépendances.Dans cette thèse, nous présentons d'abord la démarche à suivre afin d'adopter la technique des lignes de produits et ce sur l'ensemble du processus de conception afin de (i) considérer les interdépendances entre les phases, (ii) offrir une vision globale au concepteur, et (iii) augmenter l'automatisation. Vu l'étendue de la question, nous procédons par étapes dans la réalisation de cette vision, en consacrant cette thèse à l'étude d'un cas choisi de façon à montrer : (i) l'importance de la variabilité de la conception logique, (ii) comment la gérer en offrant aux concepteurs l'exhaustivité des choix, et la fiabilité de la sélection, (iii) son impact sur la conception physique (gestion multiphase),(iv) l'évaluation de la conception logique, et de l'impact de la variabilité logique sur la conception physique (sélection des vues matérialisées) en termes des besoins non fonctionnel(s) :temps d'exécution, consommation d'énergie voire l'espace de stockage. / The evolution of computer technology has strongly impacted the database design process which is henceforth requiring more time and resources to encompass the diversity of DB applications.Note that designers rely on their talent and knowledge, which have proven insufficient to face the increasing diversity of design choices, raising the problem of the reliability and completeness of this knowledge. This problem is well known as variability management in software engineering. While there exist some works on managing variability of physical and conceptual phases, very few have focused on logical design. Moreover, these works focus on design phases separately, thus ignore the different interdependencies. In this thesis, we first present a methodology to manage the variability of the whole DB design process using the technique of software product lines, so that (i)interdependencies between design phases can be considered, (ii) a holistic vision is provided to the designer and (iii) process automation is increased. Given the scope of the study, we proceed step-bystepin implementing this vision, by studying a case that shows: (i) the importance of logical design variability (iii) its impact on physical design (multi-phase management), (iv) the evaluation of logical design, and the impact of logical variability on the physical design (materialized view selection) in terms of non-functional requirements: execution time, energy consumption and storage space.

Dans cette thèse, nous étudions les architectures 3D NoC grâce à des implémentations de conception physiques en utilisant la technologie 3D réel mis en oeuvre dans l'industrie. Sur la base des listes d'interconnexions en déroute, nous procédons à l'analyse des performances d'évaluer le bénéfice de l'architecture 3D par rapport à sa mise en oeuvre 2D. Sur la base du flot de conception 3D proposé en se concentrant sur la vérification temporelle tirant parti de l'avantage du retard négligeable de la structure de microbilles pour les connexions verticales, nous avons mené techniques de partitionnement de NoC 3D basé sur l'architecture MPSoC y compris empilement homogène et hétérogène en utilisant Tezzaron 3D IC technlogy. Conception et mise en oeuvre de compromis dans les deux méthodes de partitionnement est étudiée pour avoir un meilleur aperçu sur l'architecture 3D de sorte qu'il peut être exploitée pour des performances optimales. En utilisant l'approche 3D homogène empilage, NoC topologies est explorée afin d'identifier la meilleure topologie entre la topologie 2D et 3D pour la mise en œuvre MPSoC 3D sous l'hypothèse que les chemins critiques est fondée sur les liens inter-routeur. Les explorations architecturales ont également examiné les différentes technologies de traitement. mettant en évidence l'effet de la technologie des procédés à la performance d'architecture 3D en particulier pour l'interconnexion dominant du design. En outre, nous avons effectué hétérogène 3D d'empilage pour la mise en oeuvre MPSoC avec l'approche GALS de style et présenté plusieurs analyses de conception physiques connexes concernant la conception 3D et la mise en œuvre MPSoC utilisant des outils de CAO 2D. Une analyse plus approfondie de l'effet microbilles pas à la performance de l'architecture 3D à l'aide face-à-face d'empilement est également signalé l'identification des problèmes et des limitations à prendre en considération pendant le processus de conception.

La forte volumétrie des données décrites par des ontologies a conduit à la naissance des basesde données à base ontologique (BDBO). Plusieurs communautés se sont intéressées à cette technologieet ont proposé des solutions pour persister les données sémantiques dans des SGBD.Parallèlement, la conception physique est devenue une étape primordiale dans le cycle de viede conception des bases de données (BD). Durant cette phase, des structures d’optimisation sontsélectionnées. Si de nombreux travaux ont été menés sur la conception physique dans le contexte desBD traditionnelles, peu se sont intéressés à la conception physique dans les BDBO qui est pluscomplexe. Cette complexité est due à la diversité des BDBO qui porte sur des formalismes supportés,des modèles de stockage et des architectures utilisés.Pour guider la sélection des structures d’optimisation et mesurer sa qualité, nous avonsdéveloppé un modèle de coût pour estimer le coût des requêtes dans les BDBO. Les résultatsthéoriques sont confrontés avec les résultats pratiques obtenus à partir de six BDBO dont troisindustrielles (Oracle et IBM SOR, DB2RDF) et trois académiques (Jena, Sesame et OntoDB du LIASde l'ISAE-ENSMA). Ce modèle de coût a été utilisé dans le processus de sélection des vuesmatérialisées. Nous avons proposé deux approches de matérialisation : une approche conceptuelle oùla sélection des vues matérialisées est faite sur les classes et les propriétés utilisées par les requêtes etune approche simulée où la sélection prend en compte la diversité des BDBO. Des expérimentationsont été conduites pour évaluer la qualité de nos approches en les confrontant avec les principauxtravaux existants / The high volume of data described by ontologies led to the creation of Ontology-BasedDatabase (OBDB). Many communities are interested in this technology and have proposed solutionsto persist semantic data in DBMS.Meanwhile, the physical design has become an essential step in the life cycle of databasedesign, in which optimization structures are selected. While many studies have been conducted on thephysical design in the context of traditional databases, few have focused on the physical design inOBDB which is more complex. This complexity is due to the diversity of OBDB which focuses onformalisms supported, storage models and architectures used.To guide the selection of optimization structures, we have developed a cost model to estimatethe cost of queries in OBDB. The theoretical results are compared with the practical results obtainedfrom six OBDB including three industrial (Oracle, IBM SOR and DB2RDF) and three academic (Jena,Sesame and OntoDB of the LIAS Lab of ISAE-ENSMA). This cost model was used in thematerialized views selection process. We proposed two approaches of materialized views selection: aconceptual approach where the selection of materialized views is made on the classes and propertiesused by queries and a simulated approach where the selection takes into account the diversity ofOBDB. Experiments were conducted to evaluate the quality of our approaches and compare them withthe main existing work

La rationalisation des processus de développement de systèmes (tels qu'aéronefs, systèmes satellitaires, navires, véhicules automobiles, etc.) ne date pas d'aujourd'hui. Elle a cependant pris un cours nouveau avec la diffusion au début des années quatre vingt-dix d'un corps de connaissances appelé ingénierie des systèmes (systems engineering). Nombre d'entreprises concevant et réalisant des systèmes adoptent des processus d'ingénierie système (systems engineering processes) s'appuyant sur ce corpus de connaissances (SEBOK, systems engineering body of knowledge). Dans ce contexte, notre travail a consisté à: (A) mettre en évidence que la logique dominante de ce corpus est une logique instrumentale de mise en concordance de moyens par rapport à des fins, laquelle assure jusqu'à un certain point la répétabilité des résultats recherchés ; (B) montrer que le SEBOK présente deux lacunes qui sont causes d'incompréhensions entre parties prenantes : (1) il n'offre pas de théorie des systèmes techniques cohérente basée sur des concepts robustes mais agrége trop souvent des notions pas ou mal définies (comme celle d'exigence) et des propositions méthodologiques discutables (par exemple, celle selon laquelle l'analyse fonctionnelle constitue un des outils principaux pour la conception innovante de systèmes), (2) il ne propose pas non plus de dispositifs permettant d'assurer des processus d'entente entre parties prenantes, et de faire collectivement des choix de conception justifiés ; (C) proposer des élements cohérents d'une théorie des systèmes techniques et de leur développement (D) proposer un dispositif collectif de conception et de justification des choix de conception fondé sur les possibilités de l'argumentation ; (E) illustrer l'application d'une partie de nos propositions au cas de la conception innovante d'une chaîne de traction hybride pour véhicules particuliers.