Abstract EN:

Nous présentons des méthodes nouvelles de configurations des ordinateurs dits amorphes qui les doteront de capacités de duplications et d’évolutions. Inspirés par leurs aspects auto-organisationnels, notamment lors de leur embryogenèse, nous appliquerons nos méthodes de configurations en fonction de calculs spécialisés. Notre recherche comporte trois contributions : Un simulateur d’ordinateurs amorphes. Un ordinateur amorphe est un ensemble de processeurs élémentaires statiques, spatialement distribués et communiquant sur de courtes distances de manière omnidirectionnelle avec leurs voisinages. Les éléments de calcul contiennent tous le même programme et leurs capacités de calculs et de stockages sont supposées faibles. Nous avons réalisé le simulateur d’ordinateurs amorphes le plus véloce à l’heure actuelle. Nous simulons ainsi des ordinateurs amorphes composés de plus de éléments de calcul. -Un langage pour la programmation amorphe bas niveau orienté aspect et composant ainsi que son compilateur. Nous appelons Tical ce langage de programmation. La programmation d’un ordinateur amorphe consiste à spécialiser les éléments de calcul au début de l’exécution du programme afin de distribuer les informations et la puissance de calcul. Notre approche de la programmation amorphe est inspirée de la biologie cellulaire et de la biologie du développement. Nous avons commencé par explorer un modèle multi-agents de P-systems (calcul par membranes) à l’aide de la plate-forme de simulation Fungus que nous avons réalisé à cet effet. À partir des enseignements de cette expérience, nous développons Tical, notre langage dédié. Il découpe le programme en une bibliothèque de composants (réutilisables). Les différentes facettes d’un programme amorphe y sont représentées par des aspects : initialisation, réaction aux messages, réaction à certains états, programme traditionnel. Le programme ainsi exprimé est compilé vers un programme C équivalent. Les algorithmes de bas niveau implémentés à l’aide de ce langage sont : création de gradient, élection de leader, agrégation et propagation d’informations. -Trois primitives haut niveau de la machine abstraite Blob. Nous proposons une implémentation des trois primitives de la machine abstraite Blob dans notre langage. Une machine abstraite Blob est une machine parallèle abstraite s’organisant spatialement pour y effectuer ses calculs. Un blob est alors un groupe d’éléments de calcul. Les blobs sont organisés hiérarchiquement et peuvent être liés entre eux. Les primitives de haut niveau que nous développons comprennent la constitution d’un blob à partir d’éléments de calcul dispersés, la création de canaux de communication et la duplication d’un blob en deux blobs. Toutes ces implémentations sont inspirées de la biologie du développement : rupture de symétrie par des gradients, chimiotaxie et mitose. La suite du document est organisée en cinq parties. Dans le premier chapitre, nous introduisons nos objectifs ainsi que notre position dans le domaine des ordinateurs amorphes. Dans le chapitre 2, nous exposons un état de l’art de la programmation amorphe et du calcul dans l’espace. Le chapitre 3 présente Tical, notre langage de bas niveau orienté aspect et composant et les primitives bas niveaux. La première partie de ce chapitre présente le modèle de conception du langage ainsi que le simulateur qui exécute les programmes. Nous présentons la programmation par aspect, puis nous détaillons les aspects standards de notre langage. La présentation du modèle de composant de Tical ainsi que le processus de compilation des programmes Tical vers les simulations sont ensuite largement développés. Nous finissons ce chapitre en présentant des exemples de notre langage et la construction de primitives bas niveau couramment évoqués dans la littérature. Le chapitre 4 présente l’implémentation des primitives de haut niveau Blob. Après une présentation de la machine abstraite Blob, nous présentons l’implémentation de nos trois primitives : constitution d’un blob, liaison de deux blobs, duplication d’un blob. Le chapitre 5 présente une conclusion de l’ensemble de nos contributions et propose une synthèse des perspectives faisant suite à nos travaux.