Contribution à la conception à base de composants logiciels d'applications scientifiques parallèles

La conception d'applications scientifiques à base de couplage de code est une tâche complexe car elle demande de concilier une facilité de programmation et une obtention de haute performance. En outre, les ressources matérielles (supercalculateurs, grappes de calcul, grilles) permettant leur exécution forment un ensemble hétérogène en constante évolution. Les modèles à base de composants logiciels forment une piste prometteuse pour gérer ces deux sources de complexité car ils permettent d exprimer les interactions entre les différents constituants d une application tout en offrant des possibilités d'abstraction des ressources. Néanmoins, les modèles existants ne permettent pas d'exprimer de manière satisfaisante les applications constituées de motifs répliqués dynamiques et hiérarchiques. Ainsi, cette thèse vise à améliorer l'existant et en particulier la plate-forme générique de simulation numérique SALOME pour une classe d'applications très répandue : les applications à base de décomposition de domaine et la variante utilisant le raffinement de maillage adaptatif. Tout d'abord, nous avons proposé d étendre le modèle de composition spatial et temporel de SALOME en ajoutant la possibilité de définir dynamiquement la cardinalité des composants. Cela demande en particulier de gérer les communications de groupes ainsi induites. La proposition a été implémentée dans SALOME et validée via une application de décomposition de domaine à base de couplage de plusieurs instances de Code_Aster. Ensuite, nous avons étudié la pertinence d'utiliser un modèle de composant supportant des connecteurs natifs (MPI, mémoire partagée, appel de méthode) pour permettre une composition plus fine des interactions entre composants. Les résultats d'expériences montrent que des performances équivalentes aux versions natives sont obtenues tout en permettant de manipuler facilement l'architecture de l'application. Enfin, nous avons étudié les extensions nécessaires aux modèles à composants (abstraction,hiérarchie, dynamicité) pour la conception d applications de raffinement de maillage adaptatif. Les modèles de composants spatio-temporels les plus avancés permettent ainsi d'exprimer ce type d'application mais les performances sont limitées par leur mise en œuvre centralisée ainsi que par le manque de moyens efficaces pour modifier à la volée des assemblages de composants.Designing scientific applications based on code coupling is a complex task. It requires both an easy programming process and high-performance. In addition, execution resources (supercomputers, computer clusters, grids) are heterogeneous and constantly evolving. Software components models offer a promising perspective to manage this double complexity because they can express interactions between the different parts of an application while providing abstraction of resources. However, existing models cannot accurately express the applications made of dynamic and hierarchical patterns. The aim of this thesis is to improve the existing models, and in particular the generic platform for numerical simulation SALOME, for a class of widespread applications : applications based on domain decomposition, and its dynamic variant using adaptive mesh refinement. Firstly, we proposed to extend the spatial and temporal composition model provided by SALOME, by adding the ability to dynamically set component cardinality. This requires in particular to manage group communications induced. The proposal has been implemented into SALOME and validated via a domain decomposition application based on coupling several instances of Code_Aster.Then, we have studied the relevance of using a component model supporting native connectors (MPI, shared memory, method invocation), in order to allow finer composition interactions between components.The experiment results show that performances obtained are equivalent to those of the native versions, while allowing to easily manipulate the application architecture. Finally, we studied the necessary component models extensions (abstraction, hierarchy, dynamicity) for designing adaptative mesh refinement applications. The most advanced spatio-temporal component models can express this type of application but performances are limited by their centralized implementation and by the lack of efficient ways of modifying component assembling at execution time.LYON-ENS Sciences (693872304) / SudocSudocFranceF

L’improvisation spatiale générée à partir de motifs polyrythmiques et de séquences de paramètres en boucle via l’outil de performance Live 4 Life

Ce projet de recherche-création est axé sur le développement d’un outil de création sonore, qui vise à faciliter l’improvisation de musiques électroacoustiques spatialisées sur de multiples haut-parleurs. L’outil nommé Live 4 Life permet plus spécifiquement de composer des polyrythmies spatialisées, combinées à des textures enveloppantes en temps réel. Actuellement, il est particulièrement difficile de contrôler dynamiquement et simultanément de multiples sons dans l’espace, en raison en partie de la stratification du processus de composition dans plusieurs logiciels et de la complexité à spatialiser individuellement chaque événement sonore. En dotant l’improvisateur d’outils de spatialisation flexibles, celui-ci peut exploiter les dimensions spatiales tout au long du processus de création, de la composition jusqu’à la performance. L’intégration, à même l’outil Live 4 Life, des autres paramètres sonores, comme le rythme ou les vitesses de lecture, permet également de créer de nouveaux liens dans la composition de l’espace. L’outil, implémenté sur la plate-forme en source libre SuperCollider, propose une approche comprenant différentes échelles temporelles, où la spatialisation est déterminée autant au niveau local sur des événements individuels que global sur des flux sonores. Des œuvres ouvertes du point de vue spatial et temporel peuvent ainsi être réalisées à partir de multiples séquences pré-composées, qui sont organisées et modifiées en temps réel. Cet outil de performance spatiale met l’accent sur la construction et la déformation de boucles de paramètres, rythmiques ou spatiales. Il permet, en outre, de questionner le développement spatio-temporel entre les objets sonores eux-mêmes, leurs traitements ou leurs réflexions et ouvre sur des questions plus larges sur les liens qui existent entre l’espace et le temps réel.The research/creation project is focused on the development of a spatialised sound creation tool, which aims at facilitating the improvisation of electroacoustic music on multiple loudspeakers. More specifically, this tool, which is called Live 4 Life, allows to compose spatialised polyrhythms, combined with enveloping textures in real time. Currently, it is particularly difficult to dynamically and simultaneously control multiple sounds in space, due in part to the layering of the composition process in multiple software programs and the complexity of individually spatialising each sound event. By providing the improviser with flexible spatialisation tools, it allows him to exploit spatial dimensions throughout the creative process, from composition to performance. The integration of other sound parameters, such as rhythm, spectrum or playback speeds, in a global creation tool also allows to create new links in the composition of space. The tool, implemented on the open source platform SuperCollider, offers an approach comprising different time scales, where spatialisation is determined both locally on individual events and globally on sound streams. Spatially and temporally open forms can thus be realised from multiple pre-composed sequences, which are organised and modified in real time. This spatial performance tool emphasises the construction and deformation of parameter loops, rhythmic or spatial. It also makes it possible to question the spatio-temporal development between sound objects themselves, their processing or their reflections, and opens up broader questions on the links that exist between space and real time

Conception et développement d'un service web de mise à jour incrémentielle pour les cubes de données spatiales

Les applications géodécisionnelles évoluent vers le temps réel et nécessitent un mécanisme de mise à jour rapide. Or, ce processus est complexe et très coûteux en temps de calcul à cause de la structure dénormalisée des données, stockées sous forme de cube. La méthode classique qui consistait à reconstruire entièrement le cube de données prend de plus en plus de temps au fur et à mesure que le cube grossit, et n'est plus envisageable. De nouvelles méthodes de mise à jour dites incrémentielles ont fait leurs preuves dans le domaine du Business Intelligence. Malheureusement, de telles méthodes n'ont jamais été transposées en géomatique décisionnelle, car les données géométriques nécessitent des traitements spécifiques et complexes. La mise à jour des cubes de données spatiales soulève des problèmes jusqu'alors inconnus dans les cubes de données classiques. En plus de cela, une large confusion règne autour de la notion de mise à jour dans les entrepôts de données. On remarque également que l'architecture des entrepôts de données suit la tendance actuelle d'évolution des architectures de systèmes informatiques vers une distribution des tâches et des ressources, au détriment des systèmes centralisés, et vers le développement de systèmes interopérables. Les architectures en émergence, dites orientées services deviennent dans ce sens très populaires. Cependant, les services dédiés à des tâches de mise à jour de cubes sont pour l'heure inexistants, même si ceux-ci représenteraient un apport indéniable pour permettre la prise de décision sur des données toujours à jour et cohérentes. Le but de ce mémoire est d'élaborer des méthodes de mise à jour incrémentielles pour les cubes spatiaux et d'inscrire le dispositif dans une architecture orientée services. La formulation de typologies pour la gestion de l'entrepôt de données et pour la mise à jour de cube a servi de base à la réflexion. Les méthodes de mise à jour incrémentielles existantes pour les cubes non spatiaux ont été passées en revue et ont permis d'imaginer de nouvelles méthodes incrémentielles adaptées aux cubes spatiaux. Pour finir, une architecture orientée services a été conçue, elle intègre tous les composants de l'entrepôt de données et contient le service web de mise à jour de cube, qui expose les différentes méthodes proposées

: Saint-Laurent-du-Maroni (1975-2012)

Saint-Laurent-du-Maroni est aujourd’hui une ville peuplée en grande partie de descendants de marrons du Surinam. Les politiques d’habitat et d’accueil de réfugiés ont été menées de manière disjointe entre 1975 et 2010, pour des populations a priori distinctes : les habitants de longue date des berges du Maroni pour la première, et les réfugiés provenant de l’Est du Surinam pour la seconde. Pourtant, dans les archives de la subdivision de la Direction Départementale de l’Equipement (actuelle Deal), alors en charge de leur application, les dossiers sur la Charbonnière et ceux sur les camps de réfugiés sont mélangés : au moment de leur classement dans les années 2000, ils ont été placés ensemble. Il ne s’agit pas d’une simple erreur de classement : elle témoigne du rapprochement opéré a posteriori entre réfugiés et habitants marrons des berges sous la même étiquette ethnicisée. Mon hypothèse est que les années 1980 sont une période d’évolution des catégories ethniques assignées aux marrons par les autorités publiques : ceux-ci, autrefois considérés comme autant de « tribus », sont désormais réunis sous une même étiquette ethnicisée, tout en étant officiellement désormais appréhendés via le droit des étrangers, qui tient compte de leur nationalité ou titre de séjour

STOKAGE ET INDEXATION DES VIDÉOS PAR DES STRUCTURES ARBORESCENTES

Les vidéos sont des objets multimédia d’une grande importance dans plusieurs domaines. Les applications multimédia sont amenées à stocker des millions de vidéos dans des bases. De ce fait les chercheurs se sont intéressés à cette problématique et ont repris certaines techniques utilisées dans l’indexation des images afin de les appliquer sur les vidéos. Nous proposons dans cet article une approche d’indexation de vidéo par le contenu utilisant la structure des arbres R. Pour minimiser l’espace de stockage de la vidéo, nous appliquons la structure d’arbre R Générique

Conception d'une légende interactive et forable pour le SOLAP

Afin de palier au manque d'efficacité des SIG en tant qu'outil d'aide à la décision (granularités multiples, rapidité, convivialité, temporalité), différentes saveurs d'outils SOLAP (Spatial OLAP) ont vu le jour dans les centres de recherche et fournisseurs de logiciels (CRG/Kheops/Syntell, SFU/DBMiner, Proclarity, Cognos, Microsoft, Beyond 20/20, ESRI, MapInfo, etc.). Combinant des fonctions SIG avec l'informatique décisionnelle (entrepôts de données, OLAP, data mining), le SOLAP est décrit comme un "logiciel de navigation rapide et facile dans les bases de données spatiales qui offre plusieurs niveaux de granularité d'information, plusieurs époques, plusieurs thèmes et plusieurs modes de visualisation synchronisés ou non: cartes, tableaux et graphiques statistiques (Bédard 2004). Le SOLAP facilite l'exploration volontaire des données spatiales pour aider l'utilisateur à détecter les corrélations d'informations, les regroupements potentiels, les tendances dissimulées dans un amas de données à référence spatiale, etc. Le tout se fait par simple sélection/click de souris (pas de langage SQL) et des opérations simples comme : le forage, le remontage ou le forage latéral. Il permet à l'utilisateur de se focaliser sur les résultats des opérations au lieu de l'analyse du processus de navigation. Le SOLAP étant amené à prendre de l'essor au niveau des fonctions qu'il propose, il devient important de proposer des améliorations à son interface à l'usager de manière à conserver sa facilité d'utilisation. Le développement d'une légende interactive et forable fut la première solution en ce genre proposée par Bédard (Bédard 1997). Nous avons donc retenu cette piste pour la présente recherche, étudié la sémiologie graphique et son applicabilité à l'analyse multidimensionnelle, analysé ce qui existait dans des domaines connexes, exploré différentes alternatives permettant de résoudre le problème causé par l'enrichissement des fonctions de navigation, construit un prototype, recueilli des commentaires d'utilisateurs SOLAP et proposé une solution. Tout au long de cette recherche, nous avons été confrontés à une absence de littérature portant explicitement sur le sujet (les SOLAP étant trop nouveaux), à des corpus théoriques qu'il fallait adapter (sémiologie, interface homme-machine, visualisation scientifique, cartographie dynamique) et à des besoins en maquettes et prototypes pour illustrer les solutions envisagées. Finalement, cette recherche propose une solution parmi plusieurs; cependant, son principal intérêt est davantage l'ensemble des réflexions et considérations mises de l'avant tout au long du mémoire pour arriver au résultat proposé que la solution proposée en elle-même. Ce sont ces réflexions théoriques et pratiques qui permettront d'améliorer l'interface à l'usager de tout outil SOLAP grâce au nouveau concept de légende interactive et forable