Sergei Mikhailovich Liapunov (1859-1924) was a distinguished Russian composer, pianist and teacher of the late 19th and early 20th century whose works are relatively unknown. His piano pieces were highly regarded and performed by pianists such as Konstantin Igumnov, Josef Hofmann, Josef Lhévinne, Ferruccio Busoni, and Vladimir Horowitz. However, they are rarely included in modern pianists' repertoire both in Russia and abroad, and are often viewed merely for their historic significance. Works of Liapunov are characterized by a life-affirming character and monumental beauty largely inspired by the images of nature as well as the sounds of his native Russian folk songs and dances. His music rarely conveys the urgency or profound melancholy which is often seen in the music composed during the same period by Rachmaninoff and Scriabin. Liapunov continued and enriched the great traditions of Russian music started by Glinka and The Mighty Five. He did not discover bold new ways of composing, and at the same time did not succumb to the temptation of following contemporary musical trends. The Twelve Transcendental Etudes, op. 11, dedicated to the memory of Franz Liszt, are masterpieces of immense value both from a technical and artistic standpoint. Just like Liszt's études, they were not designed merely to display virtuosity, but to demonstrate that the piano is capable of achieving orchestral sounds and tone painting. There is no doubt that the virtuosic style of Franz Liszt as well as the Russian Romantic tradition and folklore had the greatest influence on Liapunov's Transcendental Etudes. It is also clear that Chopin's works must have occupied a large part of his repertoire. This paper will examine both Russian and Western European influences on Liapunov's style as demonstrated in this étude cycle.

La simulation numérique fait partie intégrante du processus d'analyse. Que l'on veuille concevoir le profil d'un véhicule, ou chercher à prévoir le résultat d'un forage pétrolier, la simulation numérique est devenue un outil complémentaire à la théorie et aux expérimentations. Cet outildoit produire des résultats précis en un minimum de temps. Pour cela, nous avons à disposition des méthodes numériques précises, et des machines de calcul aux performances importantes. Cet outil doit être générique sur les maillages, l'ordre de la solution, les méthodes numériques, et doitmaintenir ses performances sur les machines de calculs modernes avec une hiérarchie complexes d'unité de calculs. Nous présentons dans cette thèse le background mathématiques de deux classes de schémas numériques, les méthodes aux éléments finis continus et discontinus. Puis nous présentons les enjeux de la conception d'une plateforme en prenant en compte l'ensemble de ces contraintes. Ensuite nous nous intéressons au sous-problème de l'assemblage au dessus d'un support d'exécution. L'opération d'assemblage se retrouve en algèbre linéaire dans les méthodes multi-frontales ou dans les applications de simulations assemblant un système linéaire. Puis, nous concluons en dressant un bilan sur la plateforme AeroSol et donnons des pistes d'évolution possibles. / Numerical simulation is nowadays an essential part of engineering analysis, be it to design anew plane, or to detect underground oil reservoirs. Numerical simulations have indeed become an important complement to theoretical and experimental investigation, allowing one to reduce the cost of engineering design processes. In order to achieve a high level of precision, one need to increase the resolution of his computational domain. So to keep getting results in reasonable time, one shall nd a way to speed-up computations. To do this, we use high performance computing, HPC, to exploit the complex architecture of modern supercomputers. Under these two constraints, and some other like the genericity of finite elements, or the mesh dimension, we developed a new platform AeroSol. In this thesis, we present the mathematical background, and the two types of schemes that are implemented in the platform, the continuous finite elements method, and the discontinuous one. Then, we present the design choices made in the platform,then, we study a sub-problem, the assembly operation, which can be found in linear algebra multi-frontal methods.

Nous proposons dans cette thèse une démarche permettant de décrire un DSML (Domain Specific Modeling Language) et les outils nécessaires à l'exécution, la vérification et la validation des modèles. La démarche que nous proposons offre une architecture générique de la syntaxe abstraite du DSML pour capturer les informations nécessaires à l'exécution d'un modèle et définir les propriétés temporelles qui doivent être vérifiées. Nous nous appuyons sur cette architecture pour expliciter la sémantique de référence et l'implanter. Plus particulièrement, nous étudions les moyens :<br />- d'exprimer et de valider la définition d'une traduction vers un domaine formel dans le but de réutiliser des outils de model-checking.<br />- de compléter la syntaxe abstraite par le comportement; et profiter d'outils génériques pour pouvoir simuler les modèles construits.<br />Enfin, de manière à valider les différentes sémantiques implantées vis-à-vis de la sémantique de référence, nous proposons un cadre formel de métamodélisation.

La tendance des constructeurs pour le calcul scientifique est à l'imbrication de technologies permettant un degré de parallélisme toujours plus fort au sein d'une même machine : architecture NUMA, puces multicœurs, SMT. L'efficacité de l'exécution d'une application parallèle irrégulière sur de telles machines hiérarchiques repose alors sur la qualité de l'ordonnancement des tâches et du placement des données, pour éviter le plus possible les pénalités NUMA et les défauts de cache. Les systèmes d'exploitation actuels, pris au dépourvu car trop généralistes, laissent les concepteurs d'application contraints à « câbler » leurs programmes pour une machine donnée.<br /><br />Dans cette thèse, pour garantir une certaine portabilité des performances, nous définissons la notion de /bulle/ permettant d'exprimer la nature structurée du parallélisme du calcul, et nous modélisons l'architecture de la machine cible par une hiérarchie de listes de tâches. Une interface de programmation et des outils de débogage de haut niveau permettent alors de développer simplement des ordonnanceurs dédiés, efficaces et portables. Différents ordonnanceurs mettant en œuvre des approches variées ont été développés, en partie notamment par des stagiaires encadrés au sein de l'équipe, ce qui montre à la fois la puissance et la simplicité de l'interface. C'est ainsi une véritable plate-forme de développement et d'expérimentation d'ordonnanceurs à bulles qui a été intégrée au sein de la bibliothèque de threads utilisateur marcel. Le support OpenMP du compilateur GCC, GOMP, a été étendu pour utiliser cette bibliothèque et exprimer la nature structurée des sections parallèles imbriquées à l'aide de bulles. Avec la couche de compatibilité POSIX de marcel, ces supports ont permis de tester les différents ordonnanceurs à bulles développés, sur différentes applications. Les gains obtenus, de l'ordre de 20 à 40%, montrent l'intérêt de notre approche.

Augmenter l'autonomie décisionnelle des systèmes spatiaux (satellites, sondes et rovers) soulève de nouveaux problèmes tels que la planification des activités pour accomplir un but, le contrôle de l'exécution du plan, et la surveillance et le diagnostic du système. Nous nous intéressons plus particulièrement à la planification d'une mission et au contrôle de son exécution dans le cadre d'une application avec des contraintes temporelles (rendez-vous avec des fenêtres de visibilité&) et la gestion de ressources limitées (énergie, carburant&). Cette thèse propose un cadre général pour intégrer la planification, l'exécution et l'adaptation réactive d'un plan en exploitant la flexibilité temporelle et le parallélisme des plans produits par un planificateur non linéaire causal basé sur des techniques de satisfaction de contraintes (notamment la représentation des contraintes temporelles est faite sous la forme d'un Simple Temporal Network). Cette approche a été mise en Suvre dans le système IxTeT-eXeC qui se compose d'un exécutif temporel et du planificateur IxTeT, modifié pour améliorer la flexibilité de la représentation des ressources et prendre en compte le contexte d'exécution et la durée de la recherche lors de la planification. L'exécutif contrôle les deux mécanismes d'adaptation du plan (en cas d'échecs ou de nouveaux buts) : (1) une réparation en parallèle de l'exécution de ses parties valides, (2) une replanification complète. IxTeT-eXeC a été intégré dans le niveau décisionnel de l'architecture LAAS, en interaction avec l'exécutif procédural OpenPRS, pour contrôler un robot mobile autonome avec une mission d'exploration.

Un systeme de bases de données actif est capable d'executer automatiquement des actions predefinies en reponse a des evenements specifiques lorsque certaines conditions sont satisfaites. Les regles actives, de la forme evenement-Condition-Action, sont au coeur de cette approche. Dans cette these, nous nous interessons aux modeles d'execution des systemes actifs. Le modele d'execution d'un systeme actif decrit quand et comment (ordonnancement, synchronisation) sont executées, au cours d'une application, les regles declenchées lors de l'execution d'une transaction. Nous proposons tout d'abord une taxonomie et une representation graphique des modeles d'execution des systemes actifs. Nous exposons ensuite un modele d'execution parametrique nomme Flare (Flexible active rule execution). Une caracteristique essentielle de ce modele est de considerer des modules de regles - chaque module etant destine a une utilisation particuliere des regles. On peut specifier, d'une part, le comportement de chaque regle d'un module, et d'autre part, la strategie d'execution de chaque module. Il suffit, pour cela, de choisir une valeur pour chacun des parametres proposes parmi un ensemble de valeurs predefinies. Nous donnons egalement une semantique denotationnelle (ou fonctionnelle) du modele. Nous montrons que ce formalisme fournit une specification implantable que nous utilisons dans le cadre de l'experimentation que nous menons autours de NAOS - un mecanisme de regles actives pour le SGBD a objets O2 - afin de remplacer son moteur d'execution par Flare.

Le contexte général de ce travail est l'étude du comportement d'applications parallèles, représentées par un graphe de précédence. La programmation de telles applications dépend fortement des supports d'exécution. Nous présentons et discutons les principaux modèles d'exécution et leur influence sur les problèmes d'ordonnancement des tâches du programme parallèle. Nous étudions en détail quatre problèmes d'ordonnancement sur des modèles d'exécution où le coût de communication est pris en compte. Nous proposons une solution pour un problème à grain très fin, le problème du sac à dos, sur hypercube dans un modèle d'exécution synchrone où le coût de communication est implicite. Nous étudions l'ordonnancement de chaînes sur un modèle à gros grain de communication, le modèle BSP. Nous démontrons qu'ici la recherche d'un ordonnancement optimal est un problème NP-difficile. Nous proposons des solutions avec un compromis entre le nombre de phases de communication/synchronisation et le temps d'inactivité dans chaque processeur. Les deux derniers problèmes étudiés concernent des techniques qui permettent de réduire l'impact du coût des communications inter processeurs. La première technique considère la duplication des tâches. Nous proposons un algorithme de liste avec garantie de performance 2 pour les problèmes à petit temps de communication sur un nombre limité de processeurs. Le deuxième méthode consiste à optimiser les phases de communication en ordonnançant les transmissions de messages. La recherche de la solution optimale étant NP-difficile, nous proposons plusieurs heuristiques.

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).

Une des solutions les plus prometteuses actuellement à la course à la puissance de traitement consiste à créer des grilles. Néanmoins, leur utilisation optimale n'est pas encore atteinte dû notamment à la complexité que ce support d'exécution amène pour les administrateurs et utilisateurs. Cette thèse se concentre sur la gestion des ressources composant une grille de calcul. Nous montrons comment traiter ce problème à l'aide de paradigmes économiques. Nous définissons un modèle économique permettant de gérer les ressources d'une grille. Ce modèle propose d'associer un coût à chacune des machines de la grille. Le placement d'une application est assimilé à un problème d'optimisation non-linéaire sous contraintes et à variables entières, pour lequel le choix des machines à utiliser doit minimiser un compromis entre le temps d'exécution de l'application et son coût. Une implémentation de ce modèle à l'aide d'un algorithme génétique est proposée, de même que son intégration au sein de l'ordonnanceur OAR utilisé sur Grid'5000. Dans une seconde partie de la thèse, des travaux ont été effectués dans le domaine de la prédiction du temps d'exécution d'une application. Nous définissons une méthode hybride de prédiction basée à la fois sur le profil des applications ainsi que sur un historique d'exécutions passées, combinant une analyse de la structure du programme à une méthode d'apprentissage basé sur des instances. Nous montrons notamment que la prise en compte du profil des applications améliore les prédictions réalisées au moyen de méthodes classiques basées seulement sur des historiques d'exécutions passées.

La tendance actuelle des constructeurs pour le calcul scientifique est à l'utilisation de grappes de machines dont les noeuds comportent un nombre de coeurs toujours plus grand. Le modèle basé uniquement sur MPI laisse peu à peu la place à des modèles mélangeant l'utilisation de threads et de MPI. Ce changement de modèle entraîne de nombreuses problématiques car les implémentations MPI n'ont pas été conçues pour supporter les applications multi-threadées. Dans cette thèse, afin de garantir le bon fonctionnement des communications, nous proposons un module logiciel faisant interagir l'ordonnanceur de threads et la bibliothèque de communication. Ce module, en collaborant avec l'ordonnanceur de threads, permet de faire progresser les communications en arrière-plan et d'assurer un haut niveau de réactivité, même lorsque la machine est surchargée.