Approches fonctionnelles de la programmation parallèle et des méta-ordinateurs : sémantiques, implantations et certification

TLDR: La conception d'un langage de programmation est le resultat d' un compromis qui determine l'equilibre entre les differentes qualites du langage telles que l'expressivite, the surete, the prediction des performances, l'efficacite ou bien the simplicite de the semantique.

Abstract: Certains problemes necessitent des performances que seules les machines massivement paralleles ou les meta-ordinateurs peuvent offrir. L'ecriture d'algorithmes pour ce type de machines demeure plus difficile que pour celles strictement sequentielles et la conception de langages adaptes est un sujet de recherche actif nonobstant la frequente utilisation de la programmation concurrente. En effet, la conception d'un langage de programmation est le resultat d'un compromis qui determine l'equilibre entre les differentes qualites du langage telles que l'expressivite, la surete, la prediction des performances, l'efficacite ou bien la simplicite de la semantique. Dans des travaux anterieurs a cette these, il a ete entrepris d'approfondir la position intermediaire que le paradigme des patrons occupe. Toutefois il ne s'agissait pas de concevoir un ensemble a priori fixe d'operations puis de concevoir des methodologies pour la prediction des performances, mais de fixer un modele de parallelisme structure (avec son modele de couts) puis de concevoir un ensemble universel d'operations permettant de programmer n'importe quel algorithme de ce modele. L'objectif est donc le suivant : parvenir a la conception de langages universels dans lesquels le programmeur peut se faire une idee du cout a partir du code source. Cette these s'inscrit dans le cadre du projet «CoordinAtion et Repartition des Applications Multiprocesseurs en objective camL» (CARAML) de l'ACI GRID dont l'objectif etait le developpement de bibliotheques pour le calcul haute-performance et globalise autour du langage OCaml. Ce projet etait organise en trois phases successives : surete et operations data-paralleles irregulieres mono-utilisateur ; operations de multitraitement data-parallele ; operations globalisees pour la programmation de grilles de calcul. Ce tapuscrit est organise en 3 parties correspondant chacune aux contributions de l'auteur dans chacune des phases du projet CARAML : une etude semantique d'un langage fonctionnel pour la programmationBSP et la certification des programmes ecrits dans ce langage ; une presentation d'une primitive de composition parallele (et qui permet aussi la programmation d'algorithmes «diviser-pour-regner» paralleles), un exemple d'application via l'utilisation et l'implantation de structures de donnees paralleles et une extension pour les entrees/sorties paralleles en BSML ; l'adaption du langage pour le meta-calcul.