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Mes recherches actuelles s'articulent autour des points suivants :

– Définir précisément (au moyen de règles de sémantique formelle) un modèle de calcul réactif/synchrone permettant une génération de code parallèle adapté aux architectures multi-coeurs et à l’hyperthreading (définition de la version 5 de la librairie des SugarCubes). Les travaux portant sur la définition de la nouvelle version des SugarCubes sont en cours. L’objectif initial de cette refonte du modèle de calcul nous conduit désormais à considérer non plus seulement la problématique de l’ordonnancement des tâches (qui sont classiquement des portions de code Java séquentiel) contrôlées par les différents composants réactifs, mais aussi à prendre en compte la gestion des données et de la mémoire. Mes recherches actuelles dans ce domaine me conduisent à définir un nouveau modèle d’objet réactif, héritant de la notion de cubes (v3) et de la notion d’objet du langage Java, adapté à ce nouveau modèle de calcul parallèle.

– Définir un langage de programmation dynamique au-dessus de la librairie SugarCubes permettant par des moyens syntaxiques de contrôler la correction de certaines parties du système que la librairie SugarCubes n’est pas capable de vérifier. En particulier, les opérations dont l’implémentation est directement réalisée en Java et pour lesquels nous souhaitons vérifier certaines propriétés (les opérations terminent, les opérations sont purement séquentielles, les références manipulées ne peuvent pas conduire à des ”data races” etc.[BA08]). L’étude portera par exemple sur la mise en œuvre des mémoires transactionnelles[ABHI08].

– Les travaux actuels sur ce nouveau modèle de programmation souffrent du manque de pertinence des services offerts par un système d’exploitation et par la JVM pour maîtriser les ressources de calculs. Des stratégies d’ordonnancement plus adaptées sont nécessaires. Des avancées importantes dans ce domaine ont été apportées par l’environnement BOSSA intégré au noyau Linux par exemple. Notre objectif, ici, n’est pas aussi ambitieux mais nous souhaitons nous intéresser au développement d’un module d’ordonnancement spécifique capable de répondre aux besoins de l’approche réactive en s’inspirant des travaux réalisés sur BOSSA[HTM01]. En particulier, en développant un service d’ordonnancement adapté au parallélisme de faible grain. En effet, certains problèmes de synchronisation au centre du moteur de calcul réactif peuvent être astucieusement agrégés avec le mécanisme de gestion des files d’attente de l’ordonnanceur du système d’exploitation évitant ainsi d’inutiles prises de verrous au niveau utilisateur qui font chuter les performances sur un système parallèle.

– Étudier l’exploitation efficace des architectures de type OpenCL[HTM00] à l’aide de ce modèle de calcul. Ces architectures matérielles mettent à disposition du programmeur des milliers de coeurs spécialisés capables d’exécuter des tâches peu complexes à très grande vitesse. Le modèle de calculs des SugarCubes semble particulièrement adapté à ce type d’architecture.

– Établir formellement des propriétés de réactivité (vivacité) et de cohérence des systèmes produits en s’appuyant sur ce modèle de calcul. Pour cela, la formalisation de la sémantique des instructions réactives sous la forme de règles de réécriture constitue une étape importante. En collaboration avec l’équipe CPR du laboratoire CEDRIC, nous considérons l’établissement d’une preuve de finitude des instants d’exécution. Nous envisageons également une écriture des règles de sémantique en Coq afin de pouvoir extraire automatiquement une implantation de référence du modèle de calcul.

– Intégrer ces travaux dans un modèle plus large en poursuivant le développement des systèmes réactifs multi-horloges, le modèle GALS (Globally Asynchronous, Locally Synchronous) et le langage d’orchestration DSL. Avec la version 4 des SugarCubes nous avons étudié un modèle multi-horologes des systèmes réactifs, inspiré par de l’approche GALS. Nous souhaitons poursuivre les travaux sur ce modèle afin de le mettre en cohérence avec le modèle de calcul des horloges de SugarCubes v5. Par ailleurs nous souhaitons préserver une intégration de la variante SugarCubes du langage d’orchestration DSL développé dans le projet PARTOUT.

– Expérimenter cette approche dans le calcul scientifique et la simulation de mondes virtuels. La cible privilégiée de ces développements est la simulation de mondes virtuels et la simulation physique. Nous chercherons à généraliser cette approche au calcul scientifique hautement parallélisé.

– Adapter cette approche aux systèmes embarqués. Nous souhaitons poursuivre les travaux menés sur les plates-formes J2ME et Android en insistant sur l’adaptation dynamique des ressources de calculs à la consommation électrique. Par ailleurs, nous envisageons la reprise des travaux autour de la notion de machine virtuelle réactive permettant de proposer un environnement d’exécution réactive pouvant être découplé de l’environnement Java et destiné à des réseaux des capteurs ne disposant pas d’une JVM.


[ABHI08] Mart ́ın Abadi, Andrew Birrell, Tim Harris, and Michael Isard. Semantics of transactional memory and automatic mutual exclusion. In Proceedings of the 35th annual ACM SIGPLAN-SIGACT symposium on Principles of programming languages, POPL ’08, pages 63–74, New York, NY, USA, 2008. ACM.

[BA08] Hans-J. Boehm and Sarita V. Adve. Foundations of the c++ concurrency memory model. In Procee- dings of the 2008 ACM SIGPLAN conference on Programming language design and implementation, PLDI ’08, pages 68–78, New York, NY, USA, 2008. ACM.

[HTM00] Opencl - the open standard for parallel programming of heterogeneous systems, 2000. http ://www.khronos.org/opencl/ (last check 2011).

[HTM01] Bossa - a framework for scheduler development, 2001. http ://bossa.lip6.fr/ (last check 2011).

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