Séminaire du MIM 2003-2004


Note aux orateurs
Contact et renseignements : Eric Thierry .
Tous les séminaires ont lieu le mardi à 13h30 dans l'amphi B de l'ENS Lyon


Programme des séminaires


 
Date : mardi Orateur Titre
30 septembre 2003  Bruno Martin (Laboratoire de recherche de Bouygues)
L'industrie et les mathématiques ...
14 octobre 2003
 Jean-Michel Muller (LIP, ENS Lyon)
Un algorithme de division complexe
28 octobre 2003
 Florent de Dinechin (LIP, ENS Lyon)
La vie artificielle : de la science et du pipô
18 novembre 2003
 Jean-Guillaume Dumas (LMC, IMAG, Grenoble)
Résolution de très grands systèmes linéaires à coefficient entiers
2 décembre 2003
 Isabelle Guérin-Lassous (CITI, INSA Lyon)
Les réseaux ad hoc
16 décembre 2003
 Arnaud Tisserand (LIP, ENS Lyon)
Introduction aux circuits FPGA
20 janvier 2004
T. Ehrhard, L. Regnier (Institut Math Luminy)
Lambda-calcul différentiel
3 février 2004
Jean-Louis Krivine (PPS, Université Paris 7)
Des maths et des programmes
24 février 2004
Benjamin Wack, Germain Faure (LORIA, Nancy)
Le Rho-calcul pour les Nuls
9 mars 2004
Yves Robert (LIP, ENS Lyon)
Petit MIM deviendra Grand Chercheur
23 mars 2004
Olivier Simonin (Set-UTBM, Belfort)
Introduction aux Systèmes Multi-Agents Réactifs
6 avril 2004
Thierry Cachat (LSV, ENS Cachan)
Introduction à la théorie des jeux
27 avril 2004
Frédéric Vivien (LIP, ENS Lyon)
Algorithmes itératifs et plates-formes distribuées hétérogènes

À voir également


L'historique


Résumés des séminaires



L'industrie et les mathématiques



Date
30 septembre 2003

Orateur
Bruno Martin (Laboratoire de recherche de Bouygues)

Résumé
Bouygues est un groupe industriel diversifié. Quand on dit Bouygues, tout le monde pense à Bouygues Construction, à Bouygues Telecom et à TF1. Mais c'est aussi Colas (leader mondial de la route) et la SAUR (distribution d'eau).

Je travaille dans une petite équipe (10 personnes dont 7 docteurs en informatique) qui est dans la maison mère (Bouygues SA) et qui est donc au service de tous les métiers du groupe, position privilègiée pour comprendre les besoins communs et spécifiques de ces entreprises.

Du haut de mes deux petites années d'expérience chez Bouygues je souhaite vous donner une idée des besoins en terme de compétence mathématique ou informatique de haut niveau dans l'industrie. Mon exposé sera structure en trois parties :

1) Quelles mathématiques ? Quelle interaction avec la recherche ?
2) Pour répondre à quels problèmes industriels ?
3) Avec quelles organisations au sein de l'entreprise ?

Bien entendu, je m'appuierai sur les projets que j'ai moi-même menés ou qui ont été réalises par mon équipe.













Un algorithme de division complexe



Date
14 octobre 2003

Orateur
Jean-Michel Muller (LIP, ENS Lyon)
















La vie artificielle : de la science et du pipô



Date
28 octobre 2003

Orateur
Florent de Dinechin (LIP, ENS Lyon)

Résumé
Qu'est-ce que la vie ?

Personne ne sait trop répondre à cette question, parce que les idées que nous en avons viennent d'une seule expérience, d'ailleurs pas terminée (la vie sur la planète Terre). Eh oui, on manque un peu de planètes et de temps
pour faire d'autres expériences.

Comment alors comprendre les conditions pour que la vie, cette fascinante et envahissante augmentation de la complexité, se développe dans un système donné ? Et d'abord, qu'est-ce que la vie ? Dans nos formes de vie, qu'est-ce qui est contingent à notre bonne vieille chimie du carbone, et peut on parler de vie en dehors de cette chimie ? Comment faire apparaître des propriétes du vivant qui nous intéressent dans un système artificiel comme un réseau de neurones, une puce, un système d'exploitation ou une éprouvette ?

Alors, depuis l'invention de l'ordinateur, on cherche à l'utiliser pour simuler la vie -- suivant ce que l'on entend par ce mot. Tout le monde a entendu parler du jeu de la vie, de réseaux de neurones, des fractales en formes de fougères (ou l'inverse), des algorithmes génétiques, etc.

Nous survolerons plusieurs travaux qui ont étudié différentes propriétés de la vie : autoreproduction, évolution, etc. Nous nous intéresserons à la notion plus récente d'émergence, qui désigne l'apparition dans un système d'une complexité qui est supérieure à la somme des complexités des parties.

Mais dans cet exposé, nous essayerons aussi de porter un regard critique sur un domaine où une conférence scientifique fait la une du Guardian, ce qui est toujours louche. En visitant cette conférence, nous verrons de la science, mais aussi des chercheurs courant après leurs robots évolutifs qui croisent d'autres robots courant après les criquets femelles. Nous verrons de l'art émergent et des robots désespérés. Et nous entendrons Heidegger
invoqué contre Descartes, puis Platon contre Heidegger pour nous aider à distinguer une soupe froide d'une soupe chaude, un vol de chauves-souris dans Batman des feilles mortes en automne, et une fourmilière du réseau de
France Télécom.




Liens

Un livre : At Home in the Universe par Stuart Kauffman.
Des conférences : Alife (Artificial life) et ECAL (European Conference on Artificial Life).
Un article : Florent de Dinechin, Self-replication in a 2D von Neumann architecture.







Résolution de très grands systèmes linéaires à coefficients entiers



Date
18 novembre 2003

Orateur
Jean-Guillaume Dumas (Laboratoire de Modélisation et Calcul, IMAG, Grenoble)

Résumé
La topologie algébrique est une technique utilisée pour reconnaitre des formes par les positions d'une caméra, pour identifier les corps celestes d'une galaxie ou encore pour identifier des portions de cellules occupées par un liquide. Ceci est réalisé par l'étude des invariants des triangulations associées (groupes d'homologie de complexes simpliciaux). Ces invariants sont décrits entièrement par une forme particulière des matrices en nombres entiers associées à la triangulation, la forme normale de Smith. En cryptographie, pour factoriser des entiers ou pour résoudre le problème du logarithme discret, de très grandes matrices  à coefficients 0 ou 1 sont également à résoudre. Pour la résolution de bases de Gröbner intervenant en robotique ou en compression d'images de très grands systèmes creux apparaissent également sur des corps finis.

Dans cet exposé, nous étudions le calcul de la forme normale de Smith de très grandes matrices creuses à coefficients entiers. L'algorithme classique de forme de Smith effectue une élimination de Gauss avec des calculs de pgcd. Nous proposons une nouvelle approche ramenant le calcul à des calculs de rang modulo des puissances
de nombres premiers. En conséquence l'algorithme ne souffre pas de la croissance de coefficient et les calculs modulaires étant indépendants, une parallelisation simple est aisée. La méthode est particulièrement efficace quand le polynôme minimal est de très petit degré et par conséquent rapide calculer par des méthodes itératives. Ceci s'est avéré être le cas notamment pour plusieurs matrices aux limites de complexes simpliciaux de dimensions autour du million d'équations et d'inconnues qu'il était jusqu'alors impossible à traiter.



Présentation

http://www-lmc.imag.fr/lmc-mosaic/Jean-Guillaume.Dumas/Publications/ComplexesSimpliciaux/







Les réseaux ad hoc



Date
2 décembre 2003 - ATTENTION : 14 heures

Orateur
Isabelle Guérin Lassous (Projet ARES, Laboratoire CITI, INSA de Lyon)

Résumé
Les progès réalisés au niveau des technologies sans fil (comme le standard IEEE 802.11) et  de la miniaturisation des circuits ont relancé les possibilités et les recherches sur les réseaux ad hoc. Ces réseaux sont constitués de machines mobiles équipées d'interface sans fil et n'utilisent aucune infrastructure fixe comme le réseau GSM par exemple. Ils sont basés sur le principe d'auto-organisation et aucune intervention humaine n'est nécessaire pour les configurer. Ils sont fortement dynamiques puisque n'importe quel mobile peut arriver ou repartir à tout instant du réseau. Ils sont très facilement déployables. Les applications potentielles sont larges. Ils peuvent par exemple être déployés sur le site de catastrophe naturelle. Ils sont aussi très utiles pour étendre des réseaux qui ne peuvent plus l'être par cablâge.

Après un rappel historique important, j'aborderai les principales caractéristiques des réseaux ad hoc. Nous verrons ensuite les réponses qui ont été apportées à deux des problématiques soulevées : comment faire communiquer des mobiles à portée de communication et comment assurer le routage dans de tels réseaux.
Enfin, je vous présenterai les challenges actuels dans ce domaine.



Présentation

http://citi.insa-lyon.fr/~iguerinl







Introduction aux circuits FPGA



Date
16 décembre 2003

Orateur
Arnaud Tisserand (LIP, ENS Lyon)

Résumé
Les FPGA (field programmable gate arrays) sont des circuits intégrés numériques (re)configurables. Leurs ressources de calcul, de mémorisation, leurs entrées/sorties, leurs éléments de contrôle et enfin les interconnections entre ces différentes ressources sont programmables (et même très souvent reprogrammables). Ce type de circuit (dont les plus vieux spécimens ont une quinzaine d'années) permet d'envisager la conception de systèmes avec des performances proches, dans une certaine mesure, de celles des circuits intégrés numériques classiques mais avec une souplesse de développement similaire à celle d'un logiciel (faible temps de développement, mise à jour des algorithmes...). Ces circuits sont des outils performants pour la recherche, le prototypage rapide et dans certaines "niches" commerciales.

Le plan (non définitif) est le suivant :

* introduction et historique
* structure générale des circuits FPGA
* ressources de calcul
* particularités arithmétiques
* ressources de routage
* ressources d'entrées/sorties
* les grandes familles de FPGA
* exemples de FPGA actuels
* programmation des FPGA
* limites des FPGA
* nos utilisations des "FPGA" dans Arénaire



Présentation

http://perso.ens-lyon.fr/arnaud.tisserand/







Lambda-calcul différentiel



Date
20 janvier 2004

Orateur
Thomas Ehrhard, Laurent Regnier (Institut Mathématique de Luminy)

Résumé
L'exposé propose de revisiter des notions de base du calcul différentiel en se plaçant du point de vue des langages de programmation. On verra par exemple que le concept familier de linéarité, qui fonde la définition de dérivée, prend un sens nouveau dans ce cadre, lié à la gestion de la mémoire.

Notre langage de programmation sera le lambda-calcul, un système théorique fondé sur un paradigme fonctionnel: tout programme est une fonction. Ce paradigme est à l'oeuvre dans des langages plus évolués (mais moins commodes à étudier mathématiquement) comme Lisp, CAML, Haskell... qui sont tous des extensions du lambda-calcul.

On va montrer que l'on peut facilement étendre le lambda-calcul en lui ajoutant les règles usuelles du calcul différentiel, et obtenir ainsi une notion de dérivée d'un programme, ou dualement, un calcul différentiel (formel) d'ordre supérieur. On verra que cette notion est liée à l'opération bien connue en logique de substitution (d'une variable par une valeur). Le lambda-calcul différentiel réalise donc un surprenant rapprochement qui permet par exemple de donner une inteprétation opérationnelle de la formule de Taylor en termes d'évaluation dans une
machine à environnement.













Des maths et des programmes



Date
3 février 2004

Orateur
Jean-Louis Krivine (Equipe Preuves, Programmes et Systèmes, Université Paris 7)

Résumé
Dans les années 60, les logiciens ont découvert qu'on pouvait associer un programme à  une preuve. C'est ce qu'on appelle maintenant la "correspondance de Curry-Howard". D'abord limitée à  des systèmes logiques très faibles, elle a peu à  peu envahi l'ensemble des mathématiques.

Pour obtenir ces programmes, il faut des preuves formelles, c'est-à -dire sans recours à  l'intuition. On expliquera comment on obtient de telles preuves et comment les transformer en programmes. Pour écrire ces programmes, on utilisera des extensions du lambda-calcul, qui est le prototype universel des langages de programmation (cf. l'exposé précédent de T. Ehrhard et L. Regnier).

Cette correspondance de Curry-Howard pose des problèmes fort intéressants mais difficiles. Tout d'abord, il faut trouver les instructions élémentaires à  associer aux axiomes. Ce problème est maintenant résolu pour tous les axiomes de la théorie des ensembles, sauf l'axiome du choix. Il faut ensuite étudier le comportement des programmes associés aux preuves formelles d'un théorème donné. C'est un travail de désassemblage, qui est inextricable en général. Mais, quand on en vient à  bout, on peut avoir des surprises.



Présentation

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Le Rho-calcul pour les Nuls



Date
24 février 2004

Orateur
Benjamin Wack, Germain Faure (Equipe Protheo, LORIA, Nancy)

Résumé
Le rho-calcul est un des sujets de recherche de l'équipe Protheo, au Loria à Nancy. Ce formalisme regroupe notamment le lambda-calcul et la réécriture, puisqu'il permet d'abstraire non seulement sur des variables
mais aussi sur des motifs (patterns) plus complexes. Sur des exemples, nous montrerons donc comment profiter des avantages de la réécriture (des fonctions même complexes s'expriment simplement) et du lambda-calcul (les mécanismes d'application d'une fonction sont explicites et peuvent donc être étudiés en détail).

En nous inspirant essentiellement des travaux sur le lambda-calcul, nous donnerons ensuite un aperçu des différents problèmes que nous nous sommes posés (et de ceux que nous avons résolu ou non !) au cours de
l'étude de ce calcul : confluence, pouvoir d'expression, typage, gestion des substitutions explicites...



Liens

http://www.loria.fr/~ckirchne/=rho/papers/rhoCalculus-abstracts.html







Petit MIM deviendra Grand Chercheur



Date
9 mars 2004

Orateur
Yves Robert (LIP, ENS Lyon)

Résumé
Cet exposé présente les (durs) métiers des enseignants du supérieur et des chercheurs.

Comment devient-on chercheur au CNRS? à l'INRIA? maître de conférences?
Quel est le rôle d'une CS, du CNU, du CN du CNRS, de la CE de l'INRIA?
Qu'est-ce qu'une qualif ou une HDR?
Quelle est la différence entre un directeur de recherche et un professeur?
Quelles sont les occupations quotidiennes de tout ce petit monde?
Combien gagnent-ils? quid des primes cachées dont parlent les journaux?
L'ambiance dans les labos est-elle bonne? d'ailleurs, ca fonctionne comment, un labo?

J'arrête mes questions: préparez les votres!













Introduction aux Systèmes Multi-agents Réactifs



Date
23 mars 2004

Orateur
Olivier Simonin (Laboratoire Systèmes et Transport, Université de Technologie de Belfort-Monbéliard)

Résumé
Cet exposé a pour objectif d’introduire les concepts d’agent, de système multi-agent et de résolution collective de problème. En particulier nous focaliserons sur les architectures réactives, permettant la résolution de systèmes complexes par l’interaction de nombreuses entités simples. Trois problèmes classiques seront présentés: la navigation multi-robots, les tâches de «fourragement» et les compétitions de robots footballeurs. Ces trois problèmes nous permettront d’illustrer les techniques de champs de potentiels/vecteurs et de marquage de l’environnement. Puis nous nous attarderons sur la notion d’émergence et l’illustrerons par un modèle simulé. Enfin, le modèle satisfaction-altruisme serra succinctement présenté, il permet d’étendre le mode de coopération par champs pour traiter efficacement les problèmes introduits plus haut. Des simulations et des expérimentations avec des robots seront présentées pour illustrer les différents modèles.













Introduction à la théorie des jeux



Date
6 avril 2004

Orateur
Thierry Cachat (Laboratoire Spécification et Vérification, ENS Cachan)

Résumé
À partir de quelques exemples simples de jeux connus (Nim, dilemme du prisonnier, pierre-ciseaux-papier, ...) nous présenterons les définitions et les résultats fondamentaux de la théorie des jeux. On se demandera en particulier sous quelle forme exprimer les stratégies, et si un joueur a une stratégie gagnante "à coup sûr" (propriété de détermination).
On observera pour chaque jeux s'il est :
- à tour de rôle
- à information complète
- sans hasard
- à somme nulle
- ...
On exposera les applications récentes à la vérification de systèmes réactifs et à la synthèse de contrôleur, pour lesquelles il reste des problèmes algorithmiques ouvert importants.



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Algorithmes itératifs et plates-formes distribuées hétérogènes



Date
27 avril 2004

Orateur
Frédéric Vivien (Equipe GRAAL, LIP, ENS Lyon)

Résumé
Nous nous intéressons à l'exécution d'algorithmes itératifs sur des plates-formes distribuées hétérogènes. L'ensemble des données est réparti entre les processeurs et à chaque étape des calculs indépendants ont lieu en parallèle puis les processeurs voisins (au sens des données) s'échangent des données frontières. Nous tenterons de répondre aux questions suivantes: quelles ressources de calcul doit-on utiliser ? comment doit-on répartir les données ? comment doit-on tenir compte de la topologie du réseau sous-jacent ? comment s'adapter aux variations de disponibilités des ressources ?



Présentation

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Mis à jour par Eric Thierry.