Optimisation de programmes annotés par des assertions

Dans les codes scientifiques, les traitements répétitifs prennent la forme de boucles qui monopolisent l'essentiel des ressources en temps et en mémoire du calculateur. Les techniques d'optimisation ciblent donc particulièrement ces boucles. Les techniques efficaces existantes ne sont pas généralisables à tous les programmes. Nous montrons sur des exemples que des propriétés sémantiques de haut niveau, qui disparaissent habituellement à l'implémentation, peuvent être mises en mémoire sous forme d'assertions, ce qui permet de valider une parallélisation de boucle. En effet, ces assertions expriment l'indépendance des références-mémoires internes à la boucle. Nous détaillons la procédures de preuve de ces assertions. Nous analysons un programme utilisé dans le domaine des maillages qui combine la restructuration de données avec la recherche et l'exploitation de celles-ci pour des applications diverses. Cette analyse nous conduit à construire un programme équivalent qui peut être parallélisé. Nous resituons notre exemple dans le cadre du modèle Entité-Relation des bases de données relationnelles. Nous instancions notre programme sur 3 exemples d'applications. Nous dégageons des classes de programmes suivant les modalités d'exploitation des résultats acquis lors de la phase de recherche. Ces classes se différencient selon le type de dépendances de données dans les boucles. Enfin, nous illustrons les possibilités de parallélisation par un programme emprunté à la géométrie et deux programmes inspirés de l'Arithmétique. Plus généralement, nous souhaitons contribuer à renforcer l'influence des méthodes de spécifications formelles dans le développement des Application- s Numériques

No light shining through a wall : new results from a photoregeneration experiment

Recently, axion-like particle search has received renewed interest. In particular, several groups have started ``light shining through a wall'' experiments based on magnetic field and laser both continuous, which is very demanding in terms of detector background. We present here the 2$\sigma$ limits obtained so far with our novel set-up consisting of a pulsed magnetic field and a pulsed laser. In particular, we have found that the axion-like particle two photons inverse coupling constant $M$ is $> 8\times 10^5$ GeV provided that the particle mass $m_\mathrm{a} \sim$ 1 meV. Our results definitively invalidate the axion interpretation of the original PVLAS optical measurements with a confidence level greater than 99.9%.Comment: Version that will appear in Physical Review Letters, Vol. 99, n. 18, (2 Nov 2007

Instancewise Program Analysis

We introduce a general static analysis framework to reason about program properties at an infinite number of runtime control points, called instances. Infinite sets of instances are represented by rational languages. Based on this instancewise framework, we extend the concept of induction variables to recursive programs. For a class of monoid-based data structures, including arrays and trees, induction variables capture the exact memory location accessed at every step of the execution. This compile-time characterization is computed in polynomial time as a rational function

Variables d'induction généralisées pour l'analyse par instances de programmes récursifs

La sophistication croissante des microprocesseurs et des architectures ouvre la voie de nouvelles techniques d'optimisation dont il est souhaitable de décharger le programmeur. La parallélisation automatique consiste en une phase préalable d'analyse des dépendances, suivie de l'extraction du parallélisme puis de la génération du code parallèle. Nous nous attachons à des programmes, éventuellement récursifs, qui manipulent des structures de données combinant arbres et tableaux. Ce rapport a pour objet le calcul statique, c.-à-d. lors de la compilation, des adresses dans les structures de données. Ces adresses sont les informations de base pour l'analyse de dépendances. Nous introduisons le concept de \textitvariable d'induction généralisée, qui étend la notion classique attachée aux nids de boucles. Ce concept formalise le suivi des adresses au travers d'un balisage original de l'exécution. Ainsi, nous dégageons la notion d'instance pour nommer avec exactitude une instruction au cours de l'exécution. L'analyse par instances conjugue la finesse des traces d'exécution et la richesse du formalisme des langages réguliers. Nous présentons ici un modèle de programme qui permet le calcul exact de l'adressage pour chaque instance. Deux technique- s sont exposées, en étroite référence à la théorie des automates finis. La première est développée sous forme matricielle, tandis que la seconde fait appel à la théorie des transducteurs

Instancewise Array Dependence Test for Recursive Programs

International audienceStarting from a generalization of induction variables,we present a dependence test framework for recursive programs. For a restricted class of programs, a statically computable function maps every run-time instance of a programstatement to the data-structure elements it accesses. Statement instances and data structure layouts are describedthrough formal language tools.This framework is applied to the automatic detection ofdata and control parallelism. We extend the concept of instancewise data dependences to recursive programs and wefurther investigate a dependence test for recursive programsoperating on arrays. This test is interpreted as a flow problem in a directed graph with weighted edges; and the problem is shown to be NP-complete. We provide an exponentialbut efficient algorithm based on integer linear programmingand explore simple examples

Towards laser based improved experimental schemes for multiphoton e+ e- pair production from vacuum

Numerical estimates for pair production from vacuum in the presence of strong electromagnetic fields are derived, for two experimental schemes : the First concerns a laser based X-FEL and the other imitates the E144 experiment. The approximation adopted in this work is that of two level multiphoton on resonance. Utilizing achievable values of laser beam parameters, an enhancedproduction efficiency of up to 10^11 and 10^15 pairs can be obtained, for the two schemes respectively.Comment: 6 pages, 4 figure

Transverse Dynamics and Energy Tuning of Fast Electrons Generated in Sub-Relativistic Intensity Laser Pulse Interaction with Plasmas

The regimes of quasi-mono-energetic electron beam generation were experimentally studied in the sub-relativistic intensity laser plasma interaction. The observed electron acceleration regime is unfolded with two-dimensional-particle-in-cell simulations of laser-wakefield generation in the self-modulation regime.Comment: 10 pages, 5 figure