Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit à la fois dans le domaine de l'informatique musicale et dans celui de la réalité virtuelle. Nous présentons tout d'abord les avantages des environnements virtuels immersifs et de l'interaction graphique 3D pour les instruments multi-processus et en particulier pour le live-looping hiérarchique, un nouveau modèle d'instrument que nous définissons. Nous proposons ensuite des solutions pour la visualisation et la manipulation des processus sonores dans ces environnements virtuels. Afin de représenter les processus sonores, nous introduisons les widgets réactifs 3D qui s'appuient sur des mappings audiovisuels que nous évaluons. Nous développons un nouveau dispositif d'interaction 3D adapté à l'interaction musicale, appelé Piivert, ainsi que des techniques associées, dont les tunnels afin de manipuler les widgets réactifs 3D. Finalement, nous mettons en œuvre le live-looping hiérarchique avec l'instrument immersif Drile, en utilisant les techniques développées précédemment, et nous étudions plusieurs scènes pour les performances musicales immersives.

With data volumes increasing at a high rate and the emergence of highly scalable infrastructures (cloud computing, petascale computing), distributed management of data becomes a crucial issue that faces many challenges. This thesis brings several contributions in order to address such challenges. First, it proposes a set of principles for designing highly scalable distributed storage systems that are optimized for heavy data access concurrency. In particular, it highlights the potentially large benefits of using versioning in this context. Second, based on these principles, it introduces a series of distributed data and metadata management algorithms that enable a high throughput under concurrency. Third, it shows how to efficiently implement these algorithms in practice, dealing with key issues such as high-performance parallel transfers, efficient maintainance of distributed data structures, fault tolerance, etc. These results are used to build BlobSeer, an experimental prototype that is used to demonstrate both the theoretical benefits of the approach in synthetic benchmarks, as well as the practical benefits in real-life, applicative scenarios: as a storage backend for MapReduce applications, as a storage backend for deployment and snapshotting of virtual machine images in clouds, as a quality-of-service enabled data storage service for cloud applications. Extensive experimentations on the Grid'5000 testbed show that BlobSeer remains scalable and sustains a high throughput even under heavy access concurrency, outperforming by a large margin several state-of-art approaches.

Dans leur présentation traditionnelle, les systèmes à mémoire distribuée virtuellement partagée (MVP, en anglais DSM) permettent à des processus de partager un espace d'adressage commun selon un modèle de cohérence fixé : cohérence séquentielle, à la libération, etc. Les pro- cessus peuvent habituellement être distribués sur des noeuds physiquement distincts et leurs in- teractions par la mémoire commune sont implémentées (de manière transparente) par la MVP, en utilisant une bibliothèque de communication. Dans la plupart de travaux dans ce domaine, il est sous-entendu que la MVP et l'architecture sous-jacente sont données. Le programmeur doit alors adapter son application à ce cadre fixe, afin d'obtenir une exécution efficace. Cette approche impose des limitations statiques et ne permet pas de comparer des approches alternatives. La contribution de cette thèse consiste à proposer une plate-forme générique d'implémentation et d'expérimentation appelée DSM-PM2, qui permet de développer et d'optimiser conjointement les applications distribuées et le(s) protocole(s) de cohérence de la MVP sous-jacente. Cette plate-forme, implémentée entièrement au niveau logiciel, est portable sur plusieurs architectures de grappes hautes performances. Elle fournit les briques de bases nécessaires pour implémenter et évaluer une large classe de protocoles de cohérence multithreads dans un cadre unifié. Trois mo- dèles de cohérence sont actuellement supportés : la cohérence séquentielle, la cohérence à la libéra- tion et la cohérence Java. Plusieurs études de performance ont été effectuées à l'aide d'applications multithreads pour l'ensemble des protocoles proposés, sur différentes plates-formes. DSM-PM a été validé par son utilisation en tant que cible d'un système de compilation Java pour des grappes appelé Hyperion.

Dans cette thèse nous étudions l'estimation de modèles probabilistes discriminants, surtout des aspects d'apprentissage semi-supervisé et de sélection de caractéristiques. Le but de l'apprentissage semi-supervisé est d'améliorer l'efficacité de l'apprentissage supervisé en utilisant des données non étiquetées. Cet objectif est difficile à atteindre dans les cas des modèles discriminants. Les modèles probabilistes discriminants permettent de manipuler des représentations linguistiques riches, sous la forme de vecteurs de caractéristiques de très grande taille. Travailler en grande dimension pose des problèmes, en particulier computationnels, qui sont exacerbés dans le cadre de modèles de séquences tels que les champs aléatoires conditionnels (CRF). Sélectionner automatiquement les caractéristiques pertinentes s'avère alors intéressant et donne lieu à des modèles plus compacts et plus faciles à utiliser. Notre contribution est double. Nous introduisons une méthode originale et simple pour intégrer des données non étiquetées dans une fonction objectif semi-supervisé. Nous démontrons alors que l'estimateur semi-supervisé correspondant est asymptotiquement optimal. Le cas de la régression logistique est illustré par des résultats d'expériences. Nous proposons un algorithme d'estimation pour les CRF qui réalise une sélection de caractéristiques, par le truchement d'une pénalisation $L_1$. Nous présentons également les résultats d'expériences menées sur des tâches de traitement des langues, en analysant les performances en généralisation et les caractéristiques sélectionnées. Nous proposons finalement diverses pistes pour améliorer l'efficacité computationelle de cette technique.

The thesis studies theory and methods for generating automatically centralized and distributed implementations from a high-level model of an application software in BIP. BIP (Behavior, Interaction, Priority) is a component framework with formal operational semantics. Coordination between components is achieved by using multiparty interactions and dynamic priorities for scheduling interactions. A key idea is to use a set of correct source-to-source transformations preserving the functional properties of a given application software. By application of these transformations we can generate a full range of implementations from centralized to fully distributed. Centralized Implementation: the implementation method transforms the interactions of an application software described in BIP and generates a functionally equivalent program. The method is based on the successive application of three types of source-to-source transformations: flattening of components, flattening of connectors and composition of atomic components. We shown that the system of the transformations is confluent and terminates. By exhaustive application of the transformations, any BIP component can be transformed into an equivalent monolithic component. From this component, efficient standalone C++ code can be generated. Distributed Implementation: the implementation method transforms an application software described in BIP for a given partition of its interactions, into a Send/Receive BIP model. Send/Receive BIP models consist of components coordinated by using asynchronous message passing (Send/Receive primitives). The method leads to 3-layer architectures. The bottom layer includes the components of the application software where atomic strong synchronization is implemented by sequences of Send/Receive primitives. The second layer includes a set of interaction protocols. Each protocol handles the interactions of a class of the given partition. The third layer implements a conflict resolution protocol used to resolve conflicts between conflicting interactions of the second layer. Depending on the given partition, the execution of obtained Send/Receive BIP model range from centralized (all interactions in the same class) to fully distributed (each class has a single interaction). From Send/Receive BIP models and a given mapping of their components on a platform providing Send/Receive primitives, an implementation is automatically generated. For each class of the partition we generate C++ code implementing the global behavior of its components. The transformations have been fully implemented and integrated into BIP tool-set. The experimental results on non trivial examples and case studies show the novelty and the efficiency of our approach.

La télémédecine est une approche nouvelle de la pratique médicale qui est particulièrement porteuse d'espoir face à l'enjeu sociétal posé par l'incidence croissante des maladies chroniques et l'évolution de la démographie médicale. Le développement de la télésurveillance médicale réalisée grâce au recueil de données physiologiques ou biologiques au domicile du patient implique de développer nos capacités à analyser un volume important de données. Le problème auquel s'intéresse cette thèse est d'établir ou d'apprendre automatiquement la fonction qui lie les données fournies par les capteurs à l'état de santé du patient. La difficulté principale tient à ce qu'il est difficile et souvent impossible d'établir de manière sûre l'état de santé d'un patient, la seule référence disponible étant alors celle que peut donner le médecin traitant. Nous montrons dans cette thèse que la modélisation stochastique et plus particulièrement le formalisme graphique bayésien permet d'aborder cette question sous trois angles complémentaires. Le premier est celui de la représentation explicite de l'expertise médicale. Cette approche est adaptée aux situations dans lesquelles les données ne sont pas accessibles et où il est donc nécessaire de modéliser directement la démarche du médecin. La seconde approche envisagée est celle de l'apprentissage automatique des paramètres du modèles lorsque suffisamment de données sur les sorties attendues sont disponibles. Nous nous intéressons enfin à la possibilité d'apprendre les actions pertinentes par renforcement sous les contraintes de la problématique médicale à savoir d'après l'observation de l'expert dans sa pratique normale. Nous étudions plus spécifiquement l'utilisation de la vraisemblance du modèle pour apprendre une représentation pertinente de l'espace d'états.

Dans le cadre de la nouvelle société de l'information multimédia et communicante, cette thèse propose des contributions méthodologiques et techniques relatives à la représentation, l'animation et la transmission des objets virtuels.<br /><br />Les méthodes existantes sont analysées de façon comparée et les performances des standards multimédias actuels évaluées en termes de réalisme d'animation et de débit de transmission. Pour surmonter les limitations mises en évidence, un nouveau cadre de modélisation et d'animation de personnages virtuels est proposé. Le modèle SMS (Skeleton, Muscle and Skin), fondé sur le concept de contrôleur de déformation d'un maillage, est introduit et sa formulation mathématique développée. Le graphe de scène 3D et le flux de compression associés à SMS sont décrits. L'approche SMS est évaluée dans le cadre d'un nouveau service de transmission télévisuelle d'un signeur virtuel destinés aux déficients auditifs. Le modèle SMS a été promu dans le standard MPEG-4 version 5.

Dans cette thèse on présente une proposition pour la spécification de protocoles de communication utilisés dans le contexte de systèmes multiagent, et qui nous appelons basée sur rôles. L'idée de rôle est récurrente dans le domaine de systèmes multiagent, et représente ce qui fait un agent dans une organisation, c'est à dire, la fonctionnalité qui est accomplie par l'agent dans le système, fonctionnalité qui est exprimée très souvent sous la forme d'échanges de messages qui suivent un protocole o séquence predéfinie. En nous centrant exclusivement sur l'aspect de l'interaction, il est possible d'abstraire la fonctionnalité du système en termes de séquences de messages stéréotypées. Séquences qui peuvent être utilisées comme un méthode de spécification en choisissant une notation appropriée. Nous proposons ici un processus de traduction à partir d'une notation visuelle inspirée de la proposition AUML, qui peut représenter le processus de communication dans un système multiagent, et le traduire vers une représentation formelle en Promela pour effectuer sa validation.

Cette thèse de doctorat étudie l'interprétation calculatoire des preuves de la logique classique. Elle présente trois calculs reflétant trois approches différentes de la question. <br /><br /> Cette thèse est donc composée de trois parties. <br /><br /> La première partie introduit le *X calcul, dont les termes représentent des preuves dans le calcul des séquents classique. Les règles de réduction du *X calcul capture la plupart des caractéristiques de l'élimination des coupures du calcul des séquents. Ce calcul introduit des termes permettant une<br />implémentation implicite de l'effacement et de la duplication. Pour autant que nous sachions, c'est le premier tel calcul pour la logique classique. <br /><br /> La deuxième partie étudie la possibilité de représenter les calculs classiques au moyen de diagrammes. Nous présentons le dX calcul, qui est le calcul diagrammatique de la logique classique, et dont les diagrammes sont issus des<br />*X-termes. La différence principale réside dans le fait que dX fonctionne à un niveau supérieur d'abstraction. Il capture l'essence des preuves du calcul des séquents ainsi que l'essence de l'élimination classique des coupures. <br /><br /> La troisième partie relie les deux premières. Elle présente le $copy;X calcul qui est une version unidimensionnelle du calcul par diagramme. Nous commencons par le *X, où nous identifions explicitement les termes qui doivent l'être. Ceux-ci<br />sont les termes qui encodent les preuves des séquents qui sont équivalentes modulo permutation de règles d'inférence indépendantes. Ces termes ont également la même représentation par diagramme. Une telle identification induit une relation de congruence sur les termes. La relation de réduction est définie modulo la congruence, et les règles de réduction correspondent à celle du dX calcul.

Este trabalho, utilizando-se de metodologia colaborativa, apresenta estudo exploratório sobre saberes informacionais de alunos ingressantes do curso de Biblioteconomia, da Escola de Comunicações e Artes da Universidade de São Paulo, que cursaram a disciplina \"Fundamentos de Biblioteconomia, Documentação e Ciência da Informação no primeiro semestre de 2008. O estudo constou de acompanhamento da preparação e da apresentação de seminários pelos grupos de alunos. A pesquisa permitiu verificar que a maioria dos estudantes possui domínio de alguns saberes informacionais, mas que, em geral, estes não orgânica e suficientemente desenvolvidos, tendo em vista exigências da construção de conhecimentos acadêmicos solidamente fundamentados. Além de concluir sobre a importância do apoio dado pelo pesquisador/mediador ao grupo, o trabalho concluiu também que os saberes informacionais são de ordem relacional e sua apropriação envolve, em permanente e complexa dinâmica, não apenas habilidades e competências, mas especialmente atitudes e valores frente ao conhecimento. / This research utilizes a collaborative methodology to present an exploratory study about information knowledge of students enrolling in the biblioteconomy course at the School of Comunication an Arts (Escola de Comunicações de Artes) of the University of São Paulo and who had already studied the discipline \"The Fundamentals of Biblioteconomy, Documentation and Information Science\" (Fundamentos de Biblioteconomia, Documentação e Ciência da Informação) during the first semester of 2008. The research consisted in monitoring the preparation and presentation of seminary by the students groups. The research permitted the verification that most students had some informational knowledge dominance, but in general, the knowledge is not actively and sufficiently developed, considering the requirements of construction of solidy founded academic knowledge. Besides concluding about the importance of the support offered to the group by the researcher/facilitator, on the other hand, it also concludes that informational knowledge is relational and its appropriation, in permanent and complex dynamic, not only involves abilities and competencies, but also the overall knowledge attitudes and values.