Départements de recherche

AND


Équipe Algorithmique Numérique Distribuée (AND)

Responsable

Raphaël COUTURIER

AND


Contexte

L'équipe AND (Algorithmique Numérique Distribuée) a démarré ses activités dans le domaine de l'algorithmique numérique distribuée et du calcul haute performance, en focalisant ses travaux sur les itérations asynchrones. Ces dernières sont utilisées pour accélérer la convergence vers la solution d'un problème formulé sous forme d'un point fixe.

Par la suite, l'équipe a étudié comment faire diverger les itérations asynchrones afin de produire du chaos. Les propriétés chaotiques de ces itérations ont été étudiées dans le cadre des systèmes dynamiques. Nos résultats ont été appliqués à différentes problématiques autour de la sécurité informatique. Les travaux autour des itérations asynchrones ont également été appliqués aux réseaux de capteurs sans fil pour lesquels la synchronisation des nœuds est difficilement réalisable en pratique. Ainsi, l'équipe a progressivement poursuivi des travaux dans cette thématique.

Finalement, l’évolution, spatiale et temporelle, des génomes et des protéines pouvant être modélisée par des systèmes dynamiques, l'équipe a orienté une partie de ses activités autour de la bio-informatique nécessitant du calcul haute performance.


Objectifs et thématiques scientifiques

L’équipe AND concentre ses recherches sur les 4 thèmes de recherche suivants :

› Systèmes dynamiques discrets : un système dynamique est discret si son état global est mesuré à des temps discrets (t=0,1,2,...) et si chaque état global du système est à valeurs dans un espace produit de domaines finis. Les systèmes dynamiques discrets (abrégés par SDDs) ont de nombreuses applications comme par exemple, dans les réseaux génétiques, dans les réseaux de neurones...

Objectifs :
- Etablir des conditions de convergence pour certains SDDs en fonction du mode d'itérations choisi comme le mode pure parallèle, les modes chaotiques ou asynchrones.
- Comprendre quelles sont les situations générant un désordre intense, lors de l'utilisation pratique de ces systèmes dynamiques discrets fonctionnant en itérations chaotiques ou asynchrones.

› Algorithmique numérique distribuée : l’équipe étudie et conçoit des algorithmes parallèles itératifs à large échelle pour la résolution de problèmes linéaires ou non-linéaires (par exemple modélisés par des équations aux dérivées partielles). Une grande partie des travaux concerne les algorithmes pour lesquels les itérations sont désynchronisées afin de recouvrir les communications par du calcul.

› Algorithmes numériques pour réseaux de capteurs : un réseau de capteurs / microcapteurs sans fil est un ensemble coopérant de nœuds capteurs utilisant des communications sans fil dans le cadre d'un réseau ad-hoc.

Objectifs :
- Modélisation d'un réseau de capteurs / microcapteurs. de manière à pouvoir faire de la prédiction de performances (par l'intermédiaire de simulations), mais surtout en vue d'obtenir des indications sur la réalisation technologique d'un nœud capteur.
- Définition d'algorithmes afin de contrôler le comportement d'un réseau de capteurs / microcapteurs.

› Bio-informatique : travail sur les problèmes d'évolution spatiale et temporelle de séquences nucléotidiques ou protéiques. Ces travaux comprennent l'écriture d'algorithmes pour l'étude des modèles de repliement des protéines ou la description de l'évolution des génomes au cours du temps.


Mise en œuvre

L'équipe collabore avec la majorité des autres départements de FEMTO-ST à savoir : AS2M, OPTIQUE, TEMPS-FREQUENCE, ENERGIE et MEC'APPLI.