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CETTE THESE PRESENTE LES PRINCIPES, LE MODELE ET LA REALISATION D'UN SERVEUR DE COHERENCE DANS UN ENVIRONNEMENT DE CONCEPTION D'OBJETS PRODUITS VLSI MULTI-CONCEPTEURS ET MULTI-MACHINES. NOTRE ETUDE PORTE SUR TROIS PROBLEMES: QU'EST-CE QUE LA COHERENCE EN CONCEPTION VLSI? COMMENT MODELISER LA COHERENCE? COMMENT PARAMETRER NOTRE MODELE POUR UNE SITUATION PARTICULIERE ET COMMENT L'APPLIQUER A DES ENVIRONNEMENTS DE CONCEPTION QUELCONQUES? LE MODELE DE COHERENCE REPOSE SUR LA DEFINITION D'UNE METHODE, ENCHAINEMENT RAISONNE DE MOYENS EN VUE D'UNE FIN, ET SUR UN OUTIL METHODOLOGIQUE DE GESTION DE METHODES, QUI PERMET LE CODAGE INFORMATIQUE HIERARCHIQUE DE CETTE METHODE EN VUE DE SON EXPLOITATION ULTERIEURE. UN SERVEUR DE COHERENCE EST DEFINI, QUI ASSOCIE DES META-INFORMATIONS AUX OBJETS (OBJETS PRODUITS, OUTILS ET METHODES) ET QUI GERE LES REQUETES CONCURRENTES DES CONCEPTEURS. CES META-INFORMATIONS FORMENT ENSEMBLE UN GRAPHE DE CONTRAINTES D'INTEGRITE QUI PEUT ETRE PARCOURU ET EXPLOITE POUR CONSTRUIRE DE MANIERE VALIDE LES OBJETS. LA REALISATION DE CE MODELE POUR LA CONCEPTION DE VLSI, LE SYSTEME CADIX, PASSE PAR LA DEFINITION DE QUATRE COUCHES DE PROGRAMMATION: LA COUCHE DOMAINE D'APPLICATION VLSI, RASSEMBLANT LES PRIMITIVES DE GENERATION PROCEDURALE, LA COUCHE GESTION DE LA COHERENCE, QUI GERE LES TRANSACTIONS CONCURRENTES DES CONCEPTEURS, LA COUCHE RESEAU DE CONTRAINTES, QUI GERE LE GRAPHE DES CONTRAINTES D'INTEGRITE, ET LA COUCHE RESEAU, QUI GERE LE BON FONCTIONNEMENT REPARTI DU SERVEUR ET DES CLIENTS. UN EXEMPLE EST PRESENTE QUI INDIQUE UNE UTILISATION POSSIBLE DU SYSTEME CADIX. LA PARAMETRISATION DU MODELE DE COHERENCE POUR UNE SITUATION PARTICULIERE SE FAIT EN IDENTIFIANT LE SERVEUR DE COHERENCE A UN SYSTEME DE PRODUCTION
LA PROGRAMMATION PAR VARIABLES PARTAGEES EST UTILISEE DANS LES ARCHITECTURES PARALLELES SANS MEMOIRE COMMUNE GRACE A UNE COUCHE LOGICIELLE QUI SIMULE LA MEMOIRE PHYSIQUEMENT PARTAGEE. LE MAINTIEN DE L'ABSTRACTION PARFAITE D'UNE MEMOIRE UNIQUE NECESSITE UN GRAND NOMBRE D'OPERATIONS DE COHERENCE ET, PAR CONSEQUENT, UNE DEGRADATION IMPORTANTE DES PERFORMANCES. AFIN DE PALIER CETTE DEGRADATION, PLUSIEURS SYSTEMES SE SERVENT DES MODELES DE COHERENCE DE LA MEMOIRE PLUS RELACHES, QUI PERMETTENT UNE CONCURRENCE PLUS IMPORTANTE ENTRE LES ACCES MAIS COMPLIQUENT LE MODELE DE PROGRAMMATION. LE CHOIX D'UN MODELE DE COHERENCE EST DONC UN COMPROMIS ENTRE LES PERFORMANCES ET LA SIMPLICITE DE LA PROGRAMMATION. CES DEUX FACTEURS DEPENDENT DES ATTENTES DES UTILISATEURS ET DES CARACTERISTIQUES D'ACCES AUX DONNEES DE CHAQUE APPLICATIONS PARALLELE. CETTE THESE PRESENTE DIVA, UN SYSTEME A MEMOIRE VIRTUELLE PARTAGEE QUI SUPPORTE PLUSIEURS MODELES DE COHERENCE DE LA MEMOIRE. AVEC DIVA, L'UTILISATEUR PEUT CHOISIR LA SEMANTIQUE DE LA MEMOIRE PARTAGEE LA PLUS APPROPRIEE A L'EXECUTION CORRECTE ET PERFORMANTE DE SON APPLICATION. DE PLUS, DIVA OFFRE A L'UTILISATEUR LA POSSIBILITE DE DEFINIR SES PROPRES MODELES DE COHERENCE. L'EXISTENCE DES MODELES MULTIPLES A L'INTERIEUR DE DIVA A GUIDE LES CHOIX DE CONCEPTION DE PLUSIEURS AUTRES MECANISMES. AINSI, NOUS PROPOSONS UNE INTERFACE UNIQUE DE SYNCHRONISATION ET DES MECANISMES DE REMPLACEMENT ET PRECHARGEMENT DES PAGES ADAPTES A UN ENVIRONNEMENT A MODELES MULTIPLES. UN PROTOTYPE DE DIVA A ETE MIS EN UVRE SUR LA MACHINE PARALLELE INTEL/PARAGON. L'ANALYSE D'UNE APPLICATION QUI S'EXECUTE SUR DES DIFFERENTS MODELES DE COHERENCE NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE LE CHOIX DU MODELE DE COHERENCE AFFECTE DIRECTEMENT LES PERFORMANCES D'UNE APPLICATION
La programmation par variables partagees est utilisee dans les architectures paralleles sans memoire commune grace a une couche logicielle qui simule la memoire physiquement partagee. Le maintien de l'abstraction parfaite d'une memoire unique necessite un grand nombre d'operations de coherence et, par consequent, une degradation importante des performances. Afin de palier cette degradation, plusieurs systemes se servent des modeles de coherence de la memoire plus relaches, qui permettent une concurrence plus importante entre les acces mais compliquent le modele de programmation. Le choix d'un modele de coherence est donc un compromis entre les performances et la simplicite de la programmation. Ces deux facteurs dependent des attentes des utilisateurs et des caracteristiques d'acces aux donnees de chaque applications parallele. Cette these presente diva, un systeme a memoire virtuelle partagee qui supporte plusieurs modeles de coherence de la memoire. Avec diva, l'utilisateur peut choisir la semantique de la memoire partagee la plus appropriee a l'execution correcte et performante de son application. De plus, diva offre a l'utilisateur la possibilite de definir ses propres modeles de coherence. L'existence des modeles multiples a l'interieur de diva a guide les choix de conception de plusieurs autres mecanismes. Ainsi, nous proposons une interface unique de synchronisation et des mecanismes de remplacement et prechargement des pages adaptes a un environnement a modeles multiples. Un prototype de diva a ete mis en uvre sur la machine parallele intel/paragon. L'analyse d'une application qui s'execute sur des differents modeles de coherence nous a permis de montrer que le choix du modele de coherence affecte directement les performances d'une application.
La représentation de systèmes complexes en vue de leur contrôle ou de leur simulation nécessite de définir des agents hybrides dotés de capacités substantielles de raisonnement et de représentation du monde dans lequel ils évoluent et de capacités réactives, pour respecter des contraintes temporelles temps réel. Nous proposons un modèle d'agents opérationnel qui possède ces caractéristiques. Ces agents combinent des propriétés cognitives et réactives logées dans des modules asynchrones différents, ce qui repose le problème de la coordination à l'intérieur même de l'agent sans pour autant faire disparaître celui de la coordination entre agents. Pour apporter une solution à ce problème, nous proposons un modèle d'agents dont les capacités cognitives sont fondées sur l'emploi de bases de règles et de métarègles. Leurs facultés réactives sont assurées par des modules asynchrones de communication et de perception. Ce modèle repose sur l'utilisation d'un ATN pour adapter le comportement des modules cognitifs à celui des modules réactifs et pour gérer les interactions entre ces différents modules. Chaque agent gère des graphes de dépendances et d'interférences pour assurer une cohérence et éviter les conflits avec les autres agents. Ce modèle repose sur le concept d'acteurs et nous nous plaçons délibérement dans le cadre de la programmation orientée-objet (smalltalk-80). Cet environnement nous fournit de puissants outils de base sous la forme de divers frameworks. Nos agents sont implémentés à l'aide de la dernière version d'actalk, une plate-forme générique pour implémenter différents modèles d'acteurs. Les bases de règles des modules de raisonnement utilisent neopus, un moteur d'inférence d'ordre 1. La principale caractéristique de neopus est le contrôle déclaratif du raisonnement. Nous utilisons le framework de simulation à événements discrets pour représenter et gérer l'évolution temporelle de nos systèmes multi-agents. Nous utilisons également rpctalk qui implémente la technique RPC, pour distribuer nos systèmes multi-agents sur plusieurs machines. Nous avons étendu ces différentes composantes pour les adapter au modèle d'agents proposé et réaliser la plateforme multi-agents DIMA. Pour valider DIMA, nous avons réalisé trois applications dont deux sont relativement importantes 1) un système de monitorage de la ventilation artificielle des patients en soins intensifs et 2) une modélisation de l'évolution économique et du changement technologique.
Les systèmes multi-agents s'attaquent aux nombreuses problématiques posées actuellement dans le monde informatique telles que l'évolution, la distribution, l'adaptabilité et l'interopérabilité des systèmes. Les solutions proposées par ces systèmes sont prometteuses et permettent d'obtenir des systèmes flexibles et évolutifs. Cependant, leur mise en oeuvre reste difficile. Ceci est dû au manque de techniques d'ingénierie adaptées à ce genre de système et qui permettent un développement fiable et cohérent. Bien qu'il existe plusieurs propositions intéressantes au niveau des méthodologies, des langages de spécification et des plates-formes d'implémentation orientés agent, celles-ci manquent de cohésion et font ressortir plusieurs différences aussi bien au niveau de la sémantique des concepts utilisés mais aussi au niveau des ddémarches de développement. Notre but durant cette thèse a été de proposer une approche flexible et cohérente supportant le développement des systèmes multi-agents. Cette approche que nous bâptisons ArchMDE se base sur une combinaison de l'approche centrée architecture et de l'approche dirigée par les modèles. L'approche centrée architecture nous permet de raisonner sur les éléments qui structurent le système multi-agents ainsi que leurs interactions. Elle permet d'identifier les patrons architecturaux nécessaires au développement des systèmes multi-agents en prenant en compte les différentes vues du système (vue organisationnelle, vue environnementale etc.). L'approche orientée modèles nous permet d'exprimer de façon explicite la manière de combiner ces patrons architecturaux afin d'avoir une représentation globale du système multi-agents. D'autre part, IDM permet de couvrir les différentes phases du cycle de développement en adoptant une démarche basée sur les transformations de modèles. Cette démarche permet de garantir la cohérence du système durant les différentes phases du cycle de vie. Par ailleurs, celle-ci offre l'avantage de préserver le savoir-faire des développeurs en exprimant explicitement les opérations d'intégrations (entre les patrons architecturaux) et de mapping (entre les modèles de conception et les modèles d'implémentation). Pour implanter ArchMDE, nous utilisons le cadre de développement ArchWare qui est basé sur le π-calcul typé et d'ordre supérieur, ce qui permet de supporter les aspects communicatifs et évolutifs des systèmes multi-agents. Le choix d'un cadre formel vise à réduire l'ambiguïté liée aux concepts multi-agents mais aussi à garantir une conception sûre afin de produire des logiciels de qualité. Ainsi, l'utilisation d'un langage formel donne la possibilité d'exprimer explicitement différentes propriétés structurelles et comportementales. Le cadre de développement ArchWare offre divers langages accompagnés de différents outils qui nous seront utiles pour mettre en oeuvre notre apporche.
Numerical Methods for Partial Differential Equations: Finite Difference and Finite Volume Methods focuses on two popular deterministic methods for solving partial differential equations (PDEs), namely finite difference and finite volume methods. The solution of PDEs can be very challenging, depending on the type of equation, the number of independent variables, the boundary, and initial conditions, and other factors. These two methods have been traditionally used to solve problems involving fluid flow. For practical reasons, the finite element method, used more often for solving problems in solid mechanics, and covered extensively in various other texts, has been excluded. The book is intended for beginning graduate students and early career professionals, although advanced undergraduate students may find it equally useful. The material is meant to serve as a prerequisite for students who might go on to take additional courses in computational mechanics, computational fluid dynamics, or computational electromagnetics. The notations, language, and technical jargon used in the book can be easily understood by scientists and engineers who may not have had graduate-level applied mathematics or computer science courses. - Presents one of the few available resources that comprehensively describes and demonstrates the finite volume method for unstructured mesh used frequently by practicing code developers in industry - Includes step-by-step algorithms and code snippets in each chapter that enables the reader to make the transition from equations on the page to working codes - Includes 51 worked out examples that comprehensively demonstrate important mathematical steps, algorithms, and coding practices required to numerically solve PDEs, as well as how to interpret the results from both physical and mathematic perspectives
All current methods of secure communication such as public-key cryptography can eventually be broken by faster computing. At the interface of physics and computer science lies a powerful solution for secure communications: quantum cryptography. Because eavesdropping changes the physical nature of the information, users in a quantum exchange can easily detect eavesdroppers. This allows for totally secure random key distribution, a central requirement for use of the one-time pad. Since the one-time pad is theoretically proven to be undecipherable, quantum cryptography is the key to perfect secrecy. Quantum Communications and Cryptography is the first comprehensive review of the past, present, and potential developments in this dynamic field. Leading expert contributors from around the world discuss the scientific foundations, experimental and theoretical developments, and cutting-edge technical and engineering advances in quantum communications and cryptography. The book describes the engineering principles and practical implementations in a real-world metropolitan network as well as physical principles and experimental results of such technologies as entanglement swapping and quantum teleportation. It also offers the first detailed treatment of quantum information processing with continuous variables. Technologies include both free-space and fiber-based communications systems along with the necessary protocols and information processing approaches. Bridging the gap between physics and engineering, Quantum Communications and Cryptography supplies a springboard for further developments and breakthroughs in this rapidly growing area.
Written primarily for mid-to-upper level undergraduates, this primer will introduce students to topics at the forefront of the subject that are being applied to probe biological problems, or to address the most pressing issues facing society. These topics will include those that form thecornerstone of contemporary research, helping students to make the transition to active researcher.This primer introduces the challenges and opportunities of applying synthetic biological techniques to mammalian cells, tissues, and organisms. It covers the special features that make engineering mammalian systems different from engineering bacteria, fungi, and plants, and provides an overview ofcurrent techniques. A variety of cutting-edge examples illustrate the different purposes of mammalian synthetic biology, including pure biomedical research, drug production, tissue engineering, and regenerative medicine.
Provides an overview of specific events, movements, people, political and social groups, places, trends, and chronology. Allows for considerable exploration of a number of historical and contemporary topics and issues. The modern period, defined as 1800-present, is covered extensively.