Toutes les séances passées
Mercredi 28 avril 2010, 14h-16h, Amphi Masters
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Diagrammes de Décision à la Demande (DDoD)
Alban Linard
Les Diagrammes de Décision (DDs) forment une vaste famille de structures de données, qui permettent de représenter et manipuler très efficacement de grandes quantités d'informations. Cependant, parmi les nombreux types de DDs, l'utilisateur est souvent désemparé pour choisir le bon. Souvent, aucun type ne répondant exactement à ce qu'il cherche, l'utilisateur doit faire adapter ses données au type de DDs choisi. Le problème est que chaque type de DDs possède sa propre définition. Il n'existe aucun socle commun qui permette de définir n'importe quel type de DD. Ce problème se reflète au niveau des opérations manipulant les DDs. Celles-ci sont aussi spécifiques à chaque type. Cet exposé présente les Polymorphic Decision Diagrams, un cadre assez général permettant de spécifier de nombreux types de DDs existants. L'utilisateur peut ainsi décrire simplement les DDs correspondant le mieux aux données qu'il souhaite représenter. Ce cadre permet de plus d'ajouter dans la spécification les informations qui permettront de retrouver les performances des types définis jusqu'à présent. Un exemple concret impliquant des loutres permettra de montrer les possibilités offertes par ce cadre.
Alban Linard est post-doctorant à l'université de Genève, dans l'équipe "Software Modeling and Verification". Sa thèse s'est déroulée conjointement au LIP6, dans l'équipe Modélisation et Vérification et au LRDE. Il s'intéresse aux Diagrammes de Décision et à leur application dans le model checking.
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Architecture logicielle pour des outils génériques en traitement d'images
Roland Levillain
La plupart des frameworks de traitement d'images ne sont pas assez génériques pour garantir une réutilisabilité effective des structures de données et des algorithmes, tout en préservant performances et facilité d'utilisation, et en restant proche de la théorie. Dans cette présentation, nous proposons un cadre logiciel pour le traitement d'images centré sur le paradigme de programmation générique, cherchant à répondre tant aux besoins pratiques que théoriques des scientifiques et des développeurs : la mise au point de méthodes rapides et réutilisables, un niveau de généricité progressif, la possibilité de traiter des ensembles de données volumineux, une gestion de la mémoire automatique et efficace, la vérification statique des types, l'orthogonalité des structures de données et des algorithmes, etc. Cette approche permet aux utilisateurs de concevoir et d'implémenter de nouvelles méthodes délivrées des contraintes habituellement imposées pas les outils logiciels, de pratiquer des expériences inter-domaines, de généraliser certains résultats et de transformer facilement des prototypes en de vraies applications.
Roland Levillain est diplômé de l'EPITA (2003) et titulaire d'un Mastère Spécialisé en Signal, Image et Reconnaissance des Formes (SIRF) de l'ENST (2004). Depuis 2005, il travaille à l'EPITA et au Laboratoire de Recherche et Développement de l'EPITA (LRDE) en tant qu'enseignant-chercheur. Ses travaux portent sur le génie logiciel en traitement d'images. Il participe au développement du projet Olena, une plate-forme générique et performante pour le traitement d'images, et poursuit une thèse sur le sujet depuis 2007.
http://www.lrde.epita.fr/cgi-bin/twiki/view/Main/RolandLevillain
Mercredi 31 mars 2010, 14h-16h, Amphi 4
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Généricité en traitement d'images: niveau algorithmique et logiciel
Jean-Baptiste Fasquel
Ce séminaire porte sur certains de mes travaux en matière de généricité et réutilisation en traitement d'images. Ces travaux sont présentés à une échelle algorithmique, bas-niveau, et à une échelle logicielle, plutôt haut-niveau. À l'échelle de l'algorithme, nous présentons une technique permettant d'étendre la généricité des algorithmes de traitement d'images par rapport à la région d'intérêt traitée, en complément de la généricité par rapport aux données (1D, 2D, 3D, scalaires, couleurs, multi-spectrales, séquences, etc.) Cette méthode repose sur une adaptation du patron de conception « Iterator » et sur le polymorphisme de compilation en C++. Au niveau logiciel, l'objectif de la généricité et de réutilisation est de faciliter le couplage des algorithmes « purs » avec des fonctionnalités supplémentaires telles que la visualisation, l'interface homme-machine, les entrées-sorties... Dans ce cas, je présente les principes d'une architecture flexible et évolutive implémentée en C++, combinant la notion de (programmation par) rôle et la notion de (programmation par) composants réutilisables. Ces travaux sont illustrés par des applications dans le domaine médical.
Titulaire d'un diplôme d'ingénieur et d'un doctorat de l'université de Strasbourg, Jean-Baptiste Fasquel a été, de 2002 à Septembre 2009, chargé de recherche au sein de l'équipe informatique de l'IRCAD (Institut de Recherche contre les Cancers de l'Appareil Digestif, Strasbourg). Depuis Septembre 2009, il est enseignant-chercheur à l'université d'Angers, rattaché au Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA). Sa thématique de recherche concerne le traitement des images, et couvre aussi bien l'aspect méthode que l'aspect implémentation. Son domaine d'application principal est l'aide au diagnostic médical.
http://www.istia.univ-angers.fr/LISA/PERSO/persoen.php4?nom=FASQUEL
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Généricité et héritage en Eiffel
Bertrand Meyer
L'une des caractéristiques de la programmation objet est l'intégration (introduite par Eiffel dans un article de la première conférence OOPSLA en 1986) entre les mécanismes d'héritage, permettant de structurer clairement la description des systèmes, et de généricité, permettant le paramétrage de ces descriptions. La combinaison de ces deux techniques d'architecture est la clé de l'extensibilité et de la réutilisabilité permises par la technologie objets. L'exposé montrera l'interaction entre la généricité et l'héritage en Eiffel et l'application de ces concepts aux tâches d'analyse, de conception et d'implémentation en génie logiciel. De nombreux exemples illustreront l'application de ces idées, et compareront avec les solutions adoptées dans des langages tels que Java et C\#.
Bertrand Meyer est professeur de génie logiciel à l'École Polytechnique Fédérale de Zurich (ETH) et Chief Architect d'Eiffel Software (Santa Barbara). Il est l'auteur de nombreux livres de génie logiciel et de programmation par objets, en particulier "Object-Oriented Software Construction") (version française chez Eyrolles, "Conception et Programmation par Objets"), Jolt Award 1998 ; "Eiffel: Le Langage", "Introduction à la Théorie des Langages de Programmation" (traductions françaises chez InterEditions) ; et, récemment, "Touch of Class: Introduction to Programming Well Using Objects and Contracts", un livre d'initiation à la programmation (Springer). Il a reçu le System Award de l'ACM pour son travail sur Eiffel et est membre de l'Académie des Technologies.
Mercredi 3 mars 2010, 14h-15h, Amphi 4
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Yayi : Bibliothèque générique de traitement morphologique d'images
Raffi Enficiaud
Dans cet exposé, nous présenterons Yayi, une bibliothèque générique de traitement morphologique d'image. Cette base logicielle, écrite en C++ et interfacée avec Python, fournit un nombre croissant de fonctions en traitement d'image et en morphologie mathématique (distance, segmentation, etc.). Nous discuterons de la mise en oeuvre générale, des concepts génériques utilisés dans la bibliothèque, et de leurs utilisations dans l'élaboration de nouveaux algorithmes. Enfin, nous présenterons quelques pistes actuellement en développement dans Yayi pour adresser certains des problèmes levés par la programmation générique.
Raffi Enficiaud a soutenu sa thèse au Centre de Morphologie Mathématique en 2007. Pendant sa thèse, il a participé au design et au développement de Morph-M (anciennement Morphée) qui est une base logicielle orientée recherche pour le traitement d'images et la morphologie mathématique. Il s'est particulièrement intéressé à l'extension multidimensionnelle et multispectrale des algorithmes morphologiques, et a proposé de nouvelles méthodes de segmentation et d'utilisation de la couleur. Après sa thèse, il travaillé à DxO sur le thème de la quantification de défaut optique et capteur. Il travaille depuis 2008 à l'INRIA Paris-Rocquencourt, équipe-projet IMEDIA en qualité d'ingénieur expert, où il s'intéresse à l'indexation d'image ainsi qu'à la visualisation de bases de donnée multimédia. Il développe Yayi sur son temps libre.
Mercredi 2 décembre 2009, 14h-16h30, Amphi 4
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Le processeur CELL : architecture et programmation
Jean-Luc Lamotte
Le processeur CELL BE développé par le consortium IBM, Sony et Toshiba a eu un impact important dans le monde du calcul scientifique mais aussi dans le monde du jeu. Il est le processeur de base de la première machine à avoir atteint 1 Pflops et aussi celui de la Play Station 3 de Sony. Pour arriver à ce niveau de performance, il intègre 9 coeurs hétérogènes interconnectés par un bus. Le coeur principal (PPE) appartient à la famille des PowerPC. Les 8 autres coeurs (SPE) sont spécialisés pour le calcul. Après une présentation détaillée de l'architecture du processeur, nous développerons son mode de la programmation : lancement de threads de calcul sur les SPE, échange de données, programmation SIMD.
Jean-Luc Lamotte est professeur à l'université P. et M. Curie (UPMC). Ses travaux de recherche au sein du laboratoire d'informatique de Paris 6 (LIP6) dans l'équipe PEQUAN (PErformance et QUalité des Algorithmes Numériques) du département CALSCI (calcul scientifique) portent sur le calcul haute performance en intégrant la vitesse de calcul, mais aussi la qualité numérique des résultats obtenus. Il enseigne notamment le parallélisme dans la spécialité SAR du master d'informatique de l'UPMC.
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La méthode multipôle rapide sur le processeur Cell : calcul du champ proche
Pierre Fortin
La méthode multipôle rapide (Fast Multipole Method, FMM) permet de résoudre en temps linéaire le problème à N-corps, en astrophysique ou en dynamique moléculaire par exemple. Nous présentons ici l'implémentation sur le processeur Cell du calcul du champ proche de la FMM, ce qui constitue un premier pas vers une implémentation complète de la FMM sur ce processeur. Nous détaillerons les problèmes rencontrés, au niveau de l'architecture comme au niveau de l'algorithmique, ainsi que les diverses optimisations mises en place. Notre implémentation permet de calculer jusqu'à 8,5 milliards d'interactions par seconde (115,8 Gflop/s) sur un processeur Cell, et jusqu'à 17 milliards d'interactions par seconde sur un IBM QS20 (230,4 Gflop/s), pour des distributions uniformes ou non uniformes de particules.
Pierre Fortin est maître de conférences à l'Université Pierre et Marie Curie dans l'équipe PEQUAN (LIP6) depuis deux ans. Ses travaux de recherche portent sur le calcul scientifique parallèle haute performance et sur les simulations numériques pour le problème à N-corps. Depuis septembre 2009, il est responsable de l'option "Calcul Intensif sur Nouvelles Architectures Parallèles" à Polytech'Paris-UPMC.
Mercredi 21 octobre 2009, 14h-16h, Amphi 4
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CImg et G'MIC : Boites à outils libres pour le traitement d'images à différents niveaux
David Tschumperlé, GREYC Uni Caen.
Malgré la grande variété des types de données que l'on rencontre dans le domaine du traitement d'images (1D,2D,3D, scalaires, couleurs, multi-spectrales, séquences, etc...), nous sommes souvent amenés à appliquer des algorithmes très classiques, ou des variations de ces algorithmes, pour le pré-traitement, l'analyse ou la visualisation de ces données images. Par conséquent, les logiciels et les bibliothèques que nous utilisons dans notre recherche quotidienne, devraient également être génériques, afin de s'adapter le mieux possible aux données à traiter. Dans ce séminaire, je présenterai quelques outils développés dans cette optique (au laboratoire GREYC, équipe IMAGE), qui possèdent différents niveaux d'utilisations. Je commencerai tout d'abord par présenter CImg, une bibliothèque C++ "template" (donc générique par nature), qui a pour but de faciliter l'implémentation d'algorithmes de traitements d'images personnalisés. Puis, j'introduirais G'MIC, un langage de script reprenant la plupart des éléments de CImg, qui est dédié au traitement et à l'analyse d'images "de tous les jours". J'essaierai de montrer comment ces différents outils indépendants sont organisés et comment ils cherchent à aider le chercheur ou le programmeur en traitement d'images, autant d'un point de vue programmation pure que d'un point de vue plus haut niveau.
David Tschumperlé est chargé de recherche CNRS, travaillant dans l'équipe IMAGE du GREYC, depuis 2004. Il s'intéresse principalement aux méthodes variationnelles et EDP pour le traitement d'images local et/ou non-local.
http://www.greyc.ensicaen.fr/~dtschump/
http://cimg.sourceforge.net/
http://gmic.sourceforge.net/
Mercredi 30 septembre 2009, 14h-15h30, Amphi 4
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GpuCV: Accélération par processeur graphique pour le traitement d'image et la vision artificielle
Yannick Allusse et Patrick Horain
Nous décrirons brièvement l'état de l'art de l'utilisation des processeurs graphiques grand public (GPU) pour accélérer le traitement d'image, et nous en discuterons les limites. Puis, nous décrirons GpuCV, une bibliothèque logicielle libre et multi-plateforme pour accélérer par GPU les opérateurs de traitement d'image et de vision artificielle. GpuCV a été conçue pour être compatible avec la bibliothèque OpenCV et permettre d'intégrer facilement des opérateurs accélérés sur GPU dans des applications développées sur CPU. L'environnement GpuCV gère de façon transparente les caractéristiques du matériel, la synchronisation des données, l'activation à bas niveau des procédures GLSL ou CUDA, l'étalonnage et l'aiguillage vers la mise en oeuvre la plus performante et finalement offre un ensemble d'opérateurs de traiement accélérés par GPU.
Yannick Allusse est diplômé de l'ISTIA (2005). De 2005 à 2008, il a été ingénieur de recherche à Télécom SudParis et a été le principal développeur de la bibliothèque GpuCV. Ses domaines d'intérêt englobent l'infographie, la réalité virtuelle et le calcul intensif. Il est à présent consultant indépendant en optimisation logicielle. Patrick Horain est Docteur-Ingénieur de l'INPG (1984) et enseignant-chercheur à l'Institut Télécom (ex GET) depuis 1986, d'abord à l'ENST puis à l'INT et Télécom SudParis. Ses recherches portent en particulier sur la vision 3D par ordinateur, en particulier pour la perception des personnes pour des applications interactives en réalité virtuelle, et sa mise en oeuvre en temps réel.
http://picoforge.int-evry.fr/projects/gpucv
http://www.viadeo.com/fr/profile/yannick.allusse
http://www-public.it-sudparis.eu/~horain
Mercredi 27 mai 2009, 14h-17h, P10
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VMKit, LLVM et Clang: les prochaines générations de compilateurs
Nicolas Geoffray, Lip6/INRIA/Regal
La Low-Level Virtual Machine (LLVM) est un ensemble de bibliothèques et d'outils qui facilitent le développement et l'optimisation de compilateurs, de générateurs de code et de machines virtuelles. Clang et VMKit utilisent LLVM pour leur générateur de code à différents niveaux: l'un pour la compilation statique de langages de la famille C (C/C++/ObjectiveC), et l'autre pour la compilation dynamique d'applications Java ou .Net. Dans cet exposé, je présenterai ces trois projets, et rentrerai dans les détails de VMKit, que j'ai développée dans le cadre de ma thèse. Je finirai par montrer les exemples de recherche auxquels nous nous adressons avec l'aide de VMKit, au sein de l'équipe de recherche INRIA/Regal.
Nicolas Geoffray est doctorant à l'université Pierre et Marie Curie dans l'équipe mixte Lip6/INRIA Regal. Sa thèse porte sur les machines virtuelles applicatives et la manière dont elles sont utilisées dans les projets de recherche. La soutenance est prévue à la fin de l'année universitaire 2009.
http://pagesperso-systeme.lip6.fr/Nicolas.Geoffray/
http://vmkit.llvm.org
http://llvm.org
http://clang.llvm.org
http://vmkit.llvm.org
http://regal.lip6.fr
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AutoVM: repousser les frontières de la généricité
Gaël Thomas, REGAL/Lip6/Inria
Avec l'avènement du Web et des applications réparties, les machines virtuelles applicatives sont devenues le support d'exécution de choix pour la plupart des applications. Développer et optimiser une machine virtuelle est un travail long et difficile qui requiert plusieurs années. Il s'avère que la plupart des machines virtuelles possèdent des composants communs: compilateur à la volée, ramasse-miettes, vérifieur de type, gestionnaire de threads, gestionnaire d'entrées/sorties, éditeur de liens paresseux, chargeur dynamique de code. AutoVM est une machine virtuelle générique qui factorise ces composants communs et facilite le développement de nouvelles machines virtuelles, ou l'amélioration de machines virtuelles existantes. Dans cet exposé, je présenterai l'architecture logicielle de notre prototype AutoVM et montrerai sa généricité et son extensibilité.
Gaël Thomas est maître de conférences à l'université Pierre et Marie Curie dans l'équipe mixte Regal/Lip6/Inria depuis trois ans. Ses travaux de recherche portent sur la gestion des ressources, l'isolation et la gestion de la concurrence dans les machines virtuelles.
Mercredi 22 avril 2009, 14h-17h, Amphi 2
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Visite guidée de SmartEiffel: le génie logiciel en pratique.
Dominique Colnet. SmartEiffel - LORIA.
SmartEiffel, également connu sous le nom de GNU Eiffel, est à la fois un langage et un ensemble d'outils de compilations, de documentation et de validation. Le langage SmartEiffel vise à favoriser la mise en pratique des principales exigences liées au développement d'un gros logiciel par une grande équipe. En plus d'exigences en terme de qualité, de sécurité et de documentation, la définition de SmartEiffel est également soucieuse de l'efficacité du programme à l'exécution. Ainsi, le modèle des objets qui est à la base du langage intègre également les types les plus élémentaires sans surcoût potentiel à l'exécution. Pour sa part, le mécanisme de programmation par contrats qui est essentiel en matière de documentation est également un bon moyen de rechercher les meilleures performances à l'exécution. Durant cet exposé, la visite guidée du langage présentera le modèle d'objets, la programmation par contrats, la double forme d'héritage multiple ainsi que le mécanisme des agents.
Dominique Colnet, principal auteur de SmartEiffel, est membre du LORIA et professeur d'informatique à l'IUT Nancy-Charlemagne.
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Lisaac/IsaacOS: La puissance des langages objets à prototypes.
Benoit Sonntag. ICPS - LSIIT.
Lisaac est un petit langage basé sur la technologie objet à base de prototype. Plus flexible que l'objet à base de classe, elle permet un dynamisme et un degré d'expressivité encore inégalés. Lisaac est inspiré du langage Self pour les concepts d'objets à prototypes et du langage Eiffel, pour les aspects d'ingénierie logicielle et notamment pour la programmation par contrat. Enfin, l'objectif étant de réaliser de la programmation de bas niveau à l'aide d'un langage de haut niveau, un ensemble de concepts utiles à la programmation système a été ajouté. Le langage Lisaac utilise un nombre particulièrement restreint d'idiomes orthogonaux rendant difficile l'élaboration d'un compilateur efficace. Son compilateur en fait aujourd'hui l'unique langage à prototype compilé. Les performances atteintes sont proche des compilateurs C, voire même au-delà... Pour étayer, approfondir et illustrer nos propos, nous ferons un rapide tour d'horizon du développement du système d'exploitation IsaacOS entièrement écrit en Lisaac. Durant cet exposé, nous aborderons les thèmes suivants: concept à prototype versus concept à classe; héritage multiple et dynamique et autres particuliarité du Lisaac; technique de compilation et résultat de performance; validation des concepts avec une brève présentation du système d'exploitation IsaacOS.
Benoit Sonntag, principal auteur du projet Lisaac/IsaacOS, est membre de l'équipe ICPS au LSIIT et Maître de conférence d'informatique à l'UDS Strasbourg (Anciennement ULP).
Mercredi 25 mars 2009, 14h-15h30, Amphi 2
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Que se cache-t-il derrière ce type ?
Yann Régis-Gianas, laboratoire PPS (Univ. Paris Diderot), équipe πr² (INRIA)
Si une fonction φ promet de manipuler une valeur de type α sans l'observer, on peut utiliser son code sans risque pour toutes les affectations possibles de α : que la valeur soit entière (α = int) ou qu'elle soit un arbre (α = tree), la fonction se comportera toujours de façon identique. Cette propriété s'appelle le polymorphisme paramétrique, l'essence de la généricité. Promettre de ne pas observer de trop près son argument est un fardeau parfois insupportable pour une fonction, pour des raisons algorithmiques (comment prendre une décision sans savoir ce que vaut mon argument ?), ou encore pour des raisons de performances de bas-niveau (si je sais que α = int, je peux utiliser une primitive dédiée de mon processeur). Même si le type d'une valeur est caché derrière un type plus abstrait α, on peut fournir des mécanismes pour « le redécouvrir » grâce à des tests dynamiques ou à des raisonnements purement statiques. La propriété qui permet de diriger son calcul par la forme des types est appelée le polymorphisme intentionnel. Dans cet exposé, nous présenterons plusieurs versions du polymorphisme intentionnel offertes par différents systèmes de types et de preuves sûrs (c'est-à-dire garantissant que les programmes ne peuvent pas planter et sont corrects vis-à-vis de leur spécification).
Yann Régis-Gianas est maître de conférence de l'Université Paris Diderot. Ancien élève de l'EPITA et du LRDE (promo CSI 2003), il a poursuivi son cursus par un DEA SPL (précurseur de l'actuel MPRI) et par un doctorat au sein de l'équipe Gallium de l'INRIA. Il étudie le design des langages de programmation à typage statique garantissant l'absence d'erreurs dans les programmes.
Mercredi 25 février 2009, 14h-17h, Amphi 1
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Mise en oeuvre et application des extensions de langages
Patrick Viry, Ateji
Je présenterai sur la base d'une démo une application des extensions de langages, à savoir une extension Java pour l'optimisation. Cet exemple montre la mise en oeuvre concrète dans Eclipse, les gains de productivité et de qualité obtenus par rapport aux approches classiques Java+DSL, la différence entre cette approche et un générateur de code ou un préprocesseur. Il montre également une utilisation originale d'un compilateur: la génération automatique d'interface graphique. Je parlerai aussi des futurs projets d'Ateji dans le domaine des extensions de langage.
Patrick Viry a obtenu un doctorat d'informatique à l'INRIA-Lorraine en 1992. Il a poursuivi une carrière de chercheur à l'Université de Kyoto, sur deux thèmes principaux: les modèles théoriques du parallélisme et les outils de développement de type éditeur syntaxique. Il a rejoint l'industrie en 1999, d'abord dans une société japonaise réalisant des contrats pour le MITI, puis en tant qu'architecte du langage OPL chez Ilog. Il a fondé Ateji en 2005 pour développer et commercialiser des technologies innovantes dans le domaine des langages et des outils de programmation.
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2009-02-25/moreau-print.pdf
Programmation par règles : application à la transformation d'arbres en Java
2009-02-25/moreau-animated.pdf
Pierre-Etienne Moreau - INRIA Nancy - Grand Est
Dans cet exposé je présenterai un outil, appelé Tom, qui permet de simplifier la programmation d'outils de manipulation et de transformation de structures arborescentes, telles que les AST (Abstract Syntax Trees) ou les documents XML par exemple. Tom est un langage de programmation qui ajoute à Java des constructions inspirées du calcul de réécriture et des langages à base de règles. On peut, de manière approximative, voir Tom comme une intégration d'un sous-ensemble de Caml dans Java. Le langage repose sur trois notions fondamentales : (i) les termes, qui sont un modèle universel permettant de décrire des structures arborescentes, et en particulier les notions de programmes et de preuves. (ii) les règles, qui permettent de décrire de manière expressive des transformations. (iii) les stratégies, qui permettent de contrôler l'application des règles. La séparation transformation-contrôle est un point essentiel permettant de rendre les règles indépendantes de leur contexte d'utilisation, facilitant ainsi leur écriture, leur réutilisation et l'établissement de propriétés. Le Langage Tom est parfaitement adapté à la réalisation d'outils de transformation et de prouveurs. Son intégration dans Java rend son utilisation facile, aussi bien dans le milieu académique que dans le milieu industriel.
Pierre-Étienne Moreau est Chargé de Recherche à l'INRIA Nancy-Grand Est, responsable de l'équipe Pareo. Il s'intéresse au développement d'outils et de langages permettant de développer plus rapidement des applications complexes et ceci de manière plus sûre. Dans ce cadre, il a développé au cours de sa thèse le compilateur du langage ELAN. Depuis 2001, il coordonne le développement de l'environnement Tom, qui permet d'intégrer et d'utiliser les notions de réécriture, de stratégie, de filtrage équationnel dans un environnement de programmation Java. Les principales applications à ce jour sont la réalisation de compilateurs, d'outils d'analyse et de transformation de programmes, ainsi que des prouveurs automatiques.
Mercredi 11 février 2009, 14h-17h, P10
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Programmer en JoCaml
Luc Maranget, Inria
JoCaml est une extension d'Objective Caml pour la programmation concurrente et distribuée, inspirée par le join-calcul. Nous avons récemment publié une nouvelle version de JoCaml, dont la compatibilité avec OCaml est meilleure que celle de la version initiale de F. Le Fessant. La nouvelle version pourra facilement être mise à jour au rythme d'OCaml et est binaire-compatible avec OCaml. L'exposé s'attachera plus au langage JoCaml qu'au système JoCaml. Il montrera comment, à partir d'un programme potentiellement parallélisable écrit en OCaml (le ray tracer du concours ICFP 2001), on peut facilement produire un programme distribué, dans le cas abordé, très efficace. Ce sera l'occasion d'aborder la programmation en JoCaml de la coordination de multiples agents coopérants, d'une manière simple et concise dans l'esprit de la programmation fonctionnelle. JoCaml est disponible en http://jocaml.inria.fr/.
Luc Maranget est chargé de recherche à l'Inria Rocquencourt. Il est spécialiste de la conception et de l'implémentation des langages de programmation, fonctionnels puis concurrents. À cet égard, il est l'auteur du compilateur de filtrage d'Objective Caml et plus récemment de la nouvelle version de JoCaml.
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ReactiveML : une extension d'OCaml pour la programmation de systèmes réactifs synchrones
Louis Mandel, Université Paris-Sud 11 -- LRI
ReactiveML est une extension d'OCaml basée sur le modèle réactif synchrone introduit par F. Boussinot au début des années 90. Il permet la programmation de systèmes tels que les jeux vidéo ou les simulateurs. Dans cet exposé, je présenterai ReactiveML à travers l'utilisation et la programmation de rmltop, le pendant ReactiveML du toplevel d'OCaml. Ce toplevel permet au programmeur d'écrire interactivement des programmes ReactiveML qui sont typés, compilés et exécutés à la volée. Toute expression ReactiveML valide peut être chargée dans le toplevel et a la même sémantique et la même efficacité que sa version compilée.
Louis Mandel est docteur de l'Université Paris 6. Il a passé un an au laboratoire Verimag de Grenoble et un an à l'INRIA Rocquencourt. Il est actuellement Maître de Conférences à l'Université Paris-Sud 11. Il conçoit et développe ReactiveML.
Mercredi 26 novembre 2008, 14h-17h, Amphi 2
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Mesure de Performance et Généricité à EDF R&D
Laurent Plagne ; EDF R&D Clamart.
L'outil BTL++ (Benchmark Template Library in C++) développé à EDF R&D se fonde sur la programmation générique et permet de mesurer les performances de noyaux de calcul intensif. Il s'agit d'une bibliothèque générique dont la conception vise à faciliter l'extensibilité par l'utilisateur. Récemment, le lien entre les mesures de performance et la génération automatique de bibliothèques optimales à été étudié pour le domaine de l'algèbre linéaire dense. Quelques mesures de performance de noyaux de calcul à base d'"Expression Template" permettront d'illustrer l'usage de l'outil BTL++.
Laurent Plagne est ingénieur-chercheur à EDF R&D où il conduit une mission d'expertise pour la conception des codes industriels de calcul intensif. Ses domaines de recherche principaux sont les solveurs parallèles pour équations aux dérivées partielles et la programmation générique appliquée au HPC. Il est co-auteur d'une bibliothèque générique pour la mesure de performance (BTL++) et est le développeur principal d'une bibliothèque dédiées aux problèmes d'algèbre linéaire creux et structurés (LEGOLAS++).
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Bibliothèque générique multi-cible d'algèbre linéaire
Wilfried Kirschenmann, EDF R&D
La multiplication des architectures HPC (CPU multi-coeurs, GPU, Cell,..) implique autant de spécialisations des codes de calcul intensif. Dans un contexte industriel, les codes de calcul multi-cibles posent alors des problèmes de maintenance et d'évolutivité importants. La génération automatique des spécialisations est une réponse à ces problématiques. Pour le domaine de l'algèbre linéaire, nous étudions les possibilités offertes par la programmation générique. La mise au point d'une bibliothèque générique multi-cible et performante constitue le sujet de départ d'une thèse dédiée aux méthodes de développement HPC qui minimisent l'adhérence aux machines cibles.
Wilfried Kirschenmann est diplômé de l'école supérieure d'électricité. Il a travaillé sur la parallélisation d'un solveur de neutronique sur processeur graphique lors de son stage de fin d'étude à EDF R&D. Il va débuter une thèse sur les méthodes de développement HPC qui minimisent l'adhérence aux machines cibles.
Mercredi 5 novembre 2008, 14h-17h, Amphi 2
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Représentation efficace des données complexes dans un intergiciel schizophrène
Thomas Quinot, AdaCore
Dans un intergiciel schizophrène, une représentation intermédiaire des interactions entre composants applicatifs est construite et manipulée. Cette représentation est neutre vis-à-vis du choix d'une personnalité application (interface entre les composants et l'intergiciel) et d'une personnalité protocolaire (interface entre intergiciels distants). Elle rend possible le découplage entre ces deux aspects. Cette représentation doit préserver la structure des données associées aux interactions. Cependant, sa construction in extenso s'avère coûteuse dans le cas de données composites complexes. Cette conversion peut être économisée en remplaçant la réplication complète de la structure par la définition d'un emballage « fantôme » autour de celle-ci (et de chacun de ses composants) : il suffit que cet emballage fournisse les accesseurs permettant de parcourir la structure et de construire un message la représentant. Après avoir présenté un exemple concret de représentation neutre des données structurées, nous montrons comment cette optimisation peut être mise en oeuvre pour réaliser de manière efficace la fonction de représentation dans un intergiciel schirophrène. Nous concluons cette discussion par une évaluation du gain de performance ainsi obtenu.
Thomas Quinot est docteur de l'Université Paris VI. Ses travaux de thèse ont porté sur la définition d'une architecture d'intergiciel flexible pour l'interopérabilité entre modèles de répartition. Il est aujourd'hui Senior software engineer chez AdaCore, éditeur d'outils pour le développement de systèmes embarqués, temps réel et critiques, où il est notamment responsable des produits pour applications réparties.
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Construire une application robuste sans faire exploser les coûts
Samuel Tardieu, TELECOM ParisTech
Le langage Ada est connu pour sa sûreté intrinsèque : son typage fort, ses mécanismes de contrôle de valeurs et son système d'exceptions notamment permettent d'avoir une grande confiance en les programmes. Comme dit le vieux proverbe, « En Ada, quand ça compile, ça marche ». Cependant, une des puissances d'Ada provient également de ses systèmes de vérification lors de l'exécution du programme. Par exemple, si une valeur se trouve en dehors de l'intervalle qui lui était autorisé, une exception, rattrapable par le langage, sera automatiquement levée. Ce système de vérification dynamique a bien évidemment un coût. Nous verrons comment le système de compilation GNAT mélange analyse statique et vérification lors de l'exécution pour fournir la totalité des garanties définies par le langage tout en minimisant les surcoûts et la perte de performance.
Samuel Tardieu est enseignant-chercheur à TELECOM ParisTech. Ses domaines d'activité incluent notamment la compilation et la génération de code. Il est également un des développeurs du système de compilation GCC, et intervient plus particulièrement au niveau de GNAT, le compilateur Ada de GCC.
Dimanche 14 septembre 2008, 14h-17h, Amphi 4
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Systèmes, algorithmes et applications: Efficacité et utilité des systèmes parallèles.
Gaétan Hains, LACL, Université de Paris Est, Créteil
Dans cet exposé je présenterai le modèle bulk-synchronous parallelism (BSP) des algorithmes et architectures parallèles, ainsi qu'un tour d'horizon des domaines d'application du parallélisme. BSP propose une vue unifiée des principaux paramètres de la performance des algorithmes parallèles et de leur adéquation sur les architectures multi-processeur, multi-coeur et leurs réseaux de communication interne. Il permet une analyse portable et extensible des performances ce qui permet d'éviter les principaux pièges de l'informatique parallèle: mauvaise granularité, réseau mal adapté, déséquilibres.
Gaétan Hains est directeur du LACL à l'université de Paris 12. Son programme de recherche porte sur la programmation parallèle et la sécurité.
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Outils pour le parallèlisme : apports de la programmation générative
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Joël Falcou, IEF, Université de Paris-Sud, Orsay
Les besoins croissants en puissance de calcul exprimés par de nombreux domaines scientifiques exercent une pression très forte sur les architectures émergentes, les rendant toujours plus performantes mais toujours plus complexes à maîtriser. Dans ce cadre, le développement d'outils tirant parti des spécificités de ces architectures (quadri- et bientôt octo-coeurs, processeurs Cell ou GPU par exemple) devient une gageure car allier expressivité et efficacité est une tâche ardue. Les travaux exposés ici montrent comment l'utilisation de la programmation générative, et en particulier de la méta-programmation template, permet de répondre au problème de performances et d'abstractions. Nous montrerons comment ces techniques ont permis de développer Quaff, un outil de placement automatique d'applications data-flow sur des cibles variées comme les clusters, les multi-coeurs ou le processeur Cell.
Joel Falcou est maître de conférences en informatique au LRI, Université de Paris 11. Ses travaux de thèse ont porté sur la programmation parallèle pour la vision artificielle et plus particulièrement sur les applications de la programmation générative pour la création d'outils d'aide à la parallélisation. Il travaille actuellement sur la définition de langages orientés domaine pour le parallèlisme, outils qui s'intègrent dans divers projets de recherche (ANR et System@tic).
Mercredi 28 mai 2008, 14h-17h, Amphi 4
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Le langage BSML
Frédéric Gava, LACL, Université de Paris Est, Créteil
Nous présenterons BSML (Bulk Synchronous Parallel ML), un langage de programmation de haut-niveau pour machines parallèles, ainsi que des exemples classiques de parallélisme implémentés dans ce langage. Nous complèterons cette présentation par une étude comparative des coûts théoriques de ces algorithmes réalisée sur la grappe de PC du LACL.
Frédéric Gava est maître de conférences en informatique à l'université de Paris 12. Ses travaux de thèse ont porté sur la programmation parallèle (et des méta-ordinateurs) de haut-niveau qui lui ont valu le prix de thèse 2006 de la fondation EADS dans le domaine des STIC. Il travaille actuellement sur la preuve de programme parallèle et la conception d'un vérificateur parallèle de modèles pour réseaux de Petri de haut-niveau implanté avec les méthodes développées lors de son travail de thèse.
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Programmation parallèle certifiée
Frédéric Loulergue, LIFO, Université d'Orléans
L'algorithmique constructive permet, partant d'une spécification écrite sous forme d'une combinaison non-efficace de fonctions, de dériver, sous certaines conditions, des algorithmes parallèles efficaces. Cette dérivation s'appuie sur des théorèmes d'équivalence de programmes et est formellement correcte. Elle aide le programmeur à concevoir des programmes parallèles. Toutefois les bibliothèques de squelettes proposées ne sont pas certifiées. Dans le cadre d'une collaboration avec l'université de Tokyo, nous proposons de cibler des squelettes algorithmiques développés en BSML et certifiés à l'aide de l'assistant de preuve Coq.
Frédéric Loulergue est professeur à l'Université d'Orléans depuis septembre 2005, directeur adjoint du Laboratoire d'Informatique Fondamentale d'Orléans (LIFO), membre de l'équipe Parallélisme, Réalité virtuelle et Vérification (PRV). Il travaille sur le parallélisme avec des langages et modèles de haut-niveau (conception de langages et bibliothèques, sémantique, vérification, algorithmes et applications).
Mercredi 30 avril 2008, 14h-17h, Amphi 4
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Mouldable Programming
Magne Haveraaen, Institutt for Informatikk, Universitetet i Bergen, Norway
Mouldable programming is about looking at programs as mouldable fragments of code, not as the static, brittle syntax software often turns out to be. Some simple examples follow. The notation for calling a method "push" which adds an element "E" to a stack "S" can be OO or static method style, it can modify "S" or return the new stack etc. Can we simplify usage to just one form, and mould it to the actual call? A function which breaks down for some input can signal this using return flags, special return values, or exceptions, to name some common ways. Can we abstract over this, and mould to the relevant error handling technique? Often we need to do run-time checking of arguments, e.g., array indexing bounds, forcing us to introduce lots of code to deal with the unwanted cases. Can we use mouldable ideas to simplify the code? In the presentation, we will elaborate on such examples, discussing how we can free us from awkward syntactic constraints.
Magne Haveraaen is a professor of computer science with an interest for programming technology: the theory and pragmatics of writing code. He investigates this in the context of the Sophus software library, a coordinate-free numerics library written in C++.
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High-Level Abstractions and Optimization
Anya Helene Bagge, Institutt for Informatikk, Universitetet i Bergen, Norway
Writing code in an abstract, high-level style can cut development time and make code more maintainable and easier to reason about -- but at the cost of lower run-time performance. For performance-critical applications, such as in numerical programming, this can render modern abstraction techniques infeasible. Fortunately, code that is easy for humans to reason about is also easier to reason about automatically. We're studying different abstraction mechanisms and generative programming techniques, as well as optimization techniques to produce efficient code for them. As an example, basic element-wise operations on arrays may be expressed in terms of high-level operations, which may be automatically combined in order to increase performance. I will present some of the things we've been working on so far, and some of the ideas we have for the future.
Anya Helene Bagge is a research fellow at the University of Bergen, Norway. Her research interests include programming language design, program transformation, parallel computer architectures and program optimization.
Mercredi 26 mars 2008, 14h-17h, Amphi 4
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Aspect-oriented Programming
Anya Helene Bagge, Institutt for Informatikk, Universitetet i Bergen, Norway
Separation of concerns is the idea of breaking down a program into encapsulated pieces that overlap in functionality as little as possible. Encapsulated entities, such as classes, methods or modules, are more manageable, easier to test and maintain, and may be reused more easily than a large, entangled program. A cross-cutting concern is something that cannot be encapsulated using normal abstraction mechanisms, thus defeating separation of concerns. A classical example of this is logging (e.g., logging calls and returns to a file while the program is running) -- the logging code needs to be added to every applicable method in the program. The logging code for each method may be almost identical, creating an undesirable overlap in functionality. Aspects let a programmer implement a cross-cutting concern as a separate entity, through advice (how a concern should be implemented) and join points (where it should be implemented). I will give an introduction to aspect-orientation and aspect languages, and also talk a bit about domain-specific aspect languages.
Anya Helene Bagge is a research fellow at the University of Bergen, Norway. Her research interests include programming language design, program transformation, parallel computer architectures and program optimisation.
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Context-oriented Programming with ContextL
Pascal Costanza, Vrije Universiteit, Brussel, Belgium
Context-oriented Programming allows one to modularize a software system using partial class and method definitions organized into layers. Layers are composed into or out of the system depending on the context apparent during program execution. The basic concept of layers as partial program definitions has been suggested before, but with our approach we extend this idea by the notion of dynamically scoped layer activation, resulting in a viable approach for expressing context-dependent behavior. We will discuss the basic language constructs for Context-oriented Programming, the development of non-trivial examples, implementation issues, especially with regard to retaining efficient method dispatch, integration with the CLOS Metaobject Protocol, and if time permits, advanced topics like ContextL's reflective facilities for controlling layer activation and deactivation.
Pascal Costanza has a Ph.D. degree from the University of Bonn, Germany, and works as a research assistant at the Programming Technology Lab of the Vrije Universiteit Brussel, Belgium. His past involvements include specification and implementation of the languages Gilgul and Lava, and the design and application of the JMangler framework for load-time transformation of Java class files. He has also implemented ContextL, the first programming language extension for Context-oriented Programming based on CLOS, and aspect-oriented extensions for CLOS. He is furthermore the initiator and lead of Closer, an open source project that provides a compatibility layer for the CLOS MOP across multiple Common Lisp implementations.
Mercredi 20 février 2008, 14h-15h30, Amphi 4
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Performance et Généricité dans Qgar
Vitor Vasconcelos Araujo Silva, LORIA Nancy
Dans cet exposé nous verrons l'ensemble des outils de la plate-forme Qgar, avec une attention particulière pour la généricité et les performances du code de la bibliothèque QgarLib. Nous verrons également les autres composants du logiciel, quelques standards de développement Qgar, ainsi que les défis pour l'évolution de la plate-forme.
Victor Vasconcelos, brésilien d'origine, a obtenu son bachelor of science en informatique à l'Université Fédérale de Gerais et son Master of science en ingénieurie informatique et traitement d'image à l'Université Fédérale de Rio de Janeiro. Il est rattaché en tant qu'ingénieur à la Commission pour le Nucléaire du Brésil depuis 2002. Profitant d'un séjour sabbatique, il rejoint l'équipe Qgar (reconnaissance et analyse de document) de l'INRIA en 2007, en tant que développeur de la plate-forme logicielle.
Mercredi 30 janvier 2008, 14h-17h, Amphi 4
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Robustesse, efficacité et généricité dans la bibliothèque CGAL
Sylvain Pion, chargé de recherche, INRIA Sophia Antipolis
Dans cet exposé je présenterai la bibliothèque d'algorithmes géometriques CGAL. Cette bibliothèque C++ fournit des algorithmes comme le calcul d'enveloppes convexes, de triangulations, en 2D, 3D... J'illustrerai surtout les problèmes de robustesse numériques que l'on y rencontre, puis je détaillerai les solutions que l'on utilise pour les résoudre de manière efficace. Elles sont basées sur plusieurs types d'arithmétique: arithmétique d'intervalles et multiprécision. Ces différentes techniques sont combinées dans l'implementation grâce à la généricité du code (template C++), ce qui produit à la fois un code efficace, compact, et proche des concepts mathématiques, donc plus facilement prouvable.
Sylvain a rejoint le projet CGAL -- qui vise a faire une collection d'algorithmes géométriques fondamentaux en C++ -- durant sa thèse, qu'il a présentée en 1999 a l'INRIA. Il travaillait alors sur des solutions génériques aux problèmes de robustesse numérique que l'on rencontre avec les algorithmes géométriques. Plus tard, il a travaillé sur l'efficacité de certains algorithmes géométriques comme la triangulation de Delaunay en 3D. Il s'intéresse dorénavant a la standardisation ISO du langage C++, ainsi qu'aux algorithmes géométriques parallèles. Il est employé comme chercheur a l'INRIA, et préside depuis deux ans le comité éditorial du projet CGAL.
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2008-01-30/morphm.pdf
Morph-M et généricité en traitement d'images
2008-01-30/morphm.avi
Romain Lerallut, ingénieur R&D chez A2iA Raffi Enficiaud, ingénieur de recherche chez DxO Labs
Dans cet exposé, nous présenterons la bibliothèque d'algorithmes de morphologie mathématique Morph-M. Cette bibliothèque C++ fournit un grand nombre de fonctions en traitement d'image (arithmétiques, colorimétrique...) et en morphologie mathématique (filtrage, segmentation, graphes etc.). Nous discuterons principalement des concepts proposés par la bibliothèque, et leurs utilisations dans la mise en oeuvre de nouveaux algorithmes. Nous illustrerons les potentialités par quelques algorithmes actuellement implémentés dans cette bibliothèque. Enfin nous discuterons des inconvénients de l'approche générique.
Romain Lerallut a participé au développement de Morphée (actuellement Morph-M) au cours de sa thèse sur l'analyse d'images et de vidéos à l'aide de graphes, soutenue en 2006 au Centre de Morphologie Mathématique (CMM) de l'Ecole des Mines de Paris. L'objectif principal de ce logiciel était de fournir aux chercheurs du CMM un outil robuste et flexible pour faciliter le développement et le test de nouveaux algorithmes. Il travaille actuellement chez A2iA (Analyse d'Images et Intelligence Artificielle) dans le domaine de la lecture automatique de documents imprimés et manuscrits. Raffi Enficiaud a travaillé sur Morph-M (anciennement Morphée) qui est une base logicielle orientée recherche pour le traitement d'images, et plus particulièrement pour la morphologie mathématique. Cela a été l'occasion pour lui de développer de nouveaux algorithmes, et de revoir l'existant sous l'aspect multispectral et multidimensionnel. Il est employé à DxO depuis la fin de sa thèse, où il mène des recherches en traitement d'images. Il y développe notamment des mesures de défauts optique et capteur. Il est également en charge de l'intégration et de la coordination du travail de plusieurs types de démonstrateurs clients.
