Les phénomènes physiques complexes peuvent être simulés numériquement par des techniques mathématiques. Ces simulations peuvent mener ainsi à la résolution de très grands systèmes. La parallélisation des codes de simulation numérique est alors une nécessité pour parvenir à faire ces simulations en des temps non-exorbitants. Le parallélisme s’est imposé au niveau des architectures de processeurs et les cartes graphiques sont maintenant utilisées pour des fins de calcul généraliste, aussi appelé "General-Purpose GPU", avec comme avantage évident l’excellent rapport performance/prix. Cette thèse se place dans le domaine de la conception de ces applications hautes-performances pour la simulation des machines électriques. Nous fournissons une méthodologie basée sur l’Ingénierie Dirigées par les Modèles (IDM) qui permet de modéliser une application et l’architecture sur laquelle l’exécuter, afin de générer un code OpenCL. Notre objectif est d’aider les spécialistes en algorithmes de simulations numériques à créer un code efficace qui tourne sur les architectures GPGPU. Pour cela, une chaine de compilation de modèles qui prend en compte plusieurs aspects du modèle de programmation OpenCL est fournie. De plus, nous fournissons des transformations de modèles qui regardent des niveaux d’optimisations basées sur les caractéristiques de l’architecture.Comme validation expérimentale, la méthodologie est appliquée à la création d’une application qui résout un système linéaire issu de la Méthode des Éléments Finis. Dans ce cas nous montrons, entre autres, la capacité de la méthodologie de passer à l’échelle par une simple modification de la multiplicité des unités GPU disponibles. / Complex physical phenomena can be numerically simulated by mathematical techniques. Usually, these techniques are based on discretization of partial differential equations that govern these phenomena. Hence, these simulations enable the solution of large-scale systems. The parallelization of algorithms of numerical simulation, i.e., their adaptation to parallel processing architectures, is an aim to reach in order to hinder exorbitant execution times. The parallelism has been imposed at the level of processor architectures and graphics cards are now used for purposes of general calculation, also known as "General- Purpose GPU". The clear benefit is the excellent performance/price ratio. This thesis addresses the design of high-performance applications for simulation of electrical machines. We provide a methodology based on Model Driven Engineering (MDE) to model an application and its execution architecture in order to generate OpenCL code. Our goal is to assist specialists in algorithms of numerical simulations to create a code that runs efficiently on GPGPU architectures. To ensure this, we offer a compilation model chain that takes into account several aspects of the OpenCL programming model. In addition, we provide model transformations that analyze some levels of optimizations based on the characteristics of the architecture. As an experimental validation, the methodology is applied to the creation of an application that solves a linear system resulting from the Finite Element Method (FEM). In this case, we show, among other things, the ability of the methodology of scaling by a simple modification of the number of available GPU devices.

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

Présentation de quelques rappels sur les grammaires statiques. Il est aussi montre la nécessité du recours a des techniques issues du génie logiciel pour arriver à une réelle ingénierie du logiciel. Présentation d'un inventaire des besoins en génie logiciel pour la construction de systèmes de traduction assistée par ordinateur (tao). Présentation d'un prototype de poste de travail linguistique adapte a la construction de grammaires statiques et déjà teste par quelques utilisateurs pilotes

Cette thèse propose un environnement pour la spécification et l'analyse des processus parallèles communicants et décrit en détail la partie de cet environnement qui permet de spécifier chaque processus et de construire des réseaux de processus. Un langage permet de décrire l'activité de communication de chaque processus et des opérateurs décrivent les constructions de réseaux. De plus, toute description de processus ou de réseau peut être rangée dans une base de données et associées à une représentation graphique. Cette représentation peut être utilisée pour construire des réseaux et de telles constructions sont traduites sous forme d'expression utilisant les opérateurs de construction. Enfin, le calcul du processus résultant d'une construction est présenté et un algorithme d'optimisation est proposé

Dans cette thèse nous proposons un modèle temporel dans le cadre des machines à états abstraits (ASM). Une extension du langage de spécification ASM est développé qui correspond à ce modéle temporel pour le temps continu. L'extension du langage avec des constructions de temps permet de diminuer la taille de la spécification et donc de réduire la probabilité d'erreurs. La sémantique de l'extension du langage ASM est fournie et prend en compte les définitions des fonctions externes, les valeurs des délais et les choix de résolution des non-déterminismes. Un sous-système de vérification des propriétés exprimées en logique FOTL (FirstOrder Timed Logic) est développé. Un simulateur d'ASMs temporisées est développé et implémenté, il comprend un analyseur syntaxique, un interprète du langage, un sous-système de vérification des propriétés ainsi qu'une interface graphique

Dans cette thèse nous proposons un modèle temporel dans le cadre des machines à états abstraits (ASM). Une extension du langage de spécification ASM est développé qui correspond à ce modéle temporel pour le temps continu. L'extension du langage avec des constructions de temps permet de diminuer la taille de la spécification et donc de réduire la probabilité d'erreurs. La sémantique de l'extension du langage ASM est fournie et prend en compte les définitions des fonctions externes, les valeurs des délais et les choix de résolution des non-déterminismes. Un sous-système de vérification des propriétés exprimées en logique FOTL (FirstOrder Timed Logic) est développé. Un simulateur d'ASMs temporisées est développé et implémenté, il comprend un analyseur syntaxique, un interprète du langage, un sous-système de vérification des propriétés ainsi qu'une interface graphique / In this thesis a temporal model for abstract state machines (ASM) method is pro- posed. An extension of ASM specification language on the base of the proposed temporal model with continuous time is developed. The language extension helps to reduce the size of the specification hence to diminish the probability of an error. The semantics of the extended ASM language is developed which takes into account the definitions of external functions, the values of time delays and the method of non-determinism resolving. A subsystem for verification of user properties in the FOTL language is developed. A simulator prototype for ASMs with time is developed and implemented. It includes the parser of the timed ASM language, the interpreter, the verification subsystem and the graphical user interface

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