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Universit´e Paris XII – Val de Marne PRES Paris-est
´Ecole doctorale SIMME UFR de sciences
D´eveloppement syst´ematique et suˆret´e
d’ex´ecution en programmation
parall`ele structur´ee
`THESE
pr´esent´ee et soutenue publiquement le jeudi 5 mars 2009
Pour l’obtention du titre de
Docteur de l’universit´e Paris Est
par
Louis Gesbert
Composition du jury
Rapporteurs : Emmanuel Chailloux
Jocelyn S´erot
Examinateurs : Zhenjiang Hu
Olivier Michel
Fr´ed´eric Gava
Fr´ed´eric Loulergue (directeur)
Laboratoire d’Algorithmique, Complexit´e et Logiquequi
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25
.
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.
.
.
.
.
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.
.
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.
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.
.
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.
Exemples
.
.
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.
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.
.
.
.
.
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.
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.
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.
.
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3.2.3
.
Exemples
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4.3.3
.
références
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
39
.
3.2.4
.
Conuence
.
.
59
.
Conclusion
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
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.
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.
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.
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.
.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
.
61
.
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.

.
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.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
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.
.
.
.
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.
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.
.
.
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
69
.
Exemple
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.
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.
.
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.
.
.
.
.
.
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.
.
.
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.
Correction
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
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.
.
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.
.
.
.
.
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.
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.
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.
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.
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.
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
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.
.
.
.
.
.
d'algorithmes
.
.
.
.
.
102
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
112
.
.
85
.
4.3.5
.
Correction
algorithmiques
.
118
.
.
.
les
.
.
.
de
.
.
.
.
.
5.4.2
.
.
.
en
.
.
.
tiel
.
.
.
V
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
110
.
.
.
ts
.
.
.
.
.
.
.
dologie
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
86
Cas
4.4
.
Système
.
de
.
t
.
yp
additionels
es
alternativ
p
Syn
our
.
v
.
bsml
.
.
.
.
ltrage
.
.
.
.
.
:
.
.
.
.
.
.
.
106
.
.
.
.
.
.
.
.
.
e
.
.
.
.
.
.
.
V
.
.
.
.
.
.
.
108
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
87
.
4.5
distribution
Algorithme
application
d'inférence
.
.
par
.
.
.
.
.
.
.
à
.
.
.
.
.
.
.
.
.
dév
.
6.1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
119
.
imp
.
.
.
.
.
.
.
.
88
.
4.5.1
T
Génération
implan
des
syn

et
train
103
tes
alternativ
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
tation
.
par
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.5
.
herc
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Algorithme
.
.
.
.
.
.
88
.
4.5.2
.
Résolution
.
des
.

106
train
parallèle
tes
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
107
.
parallèle
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Rééquilibrage
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.5.5
.
.
.
.
90
.
5
.
Implan
.
tation
.
et
.
exp
.
ériences
.
93
Exemple
5.1
par
Implan
ts
tation
PPP
de
.
bsml
.
.

.
-p
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.6.2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
6
.
our
.
emen
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
6.2
.
.
93
.
5.1.1
.
Mo
.
de
.
in
.

.
.
.
.
Généralités
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
118
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
ec
.
traits
.
ératifs
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.4
.
raits
.
:
.
tation
94
la
5.1.2
taxe
Mo
e
de
du
parallèle
parallèle
.
5.4.1
.
taxe
.
e
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
103
.
Implan
.
du
.
parallèle
.
motifs
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
104
.
Exemple
94

5.2
he
Sp
profondeur

.
de
.
l'implan
.
tation
.
de
.
la
.
gestion
.
des
.

.
parallèles
.
.
.
.
.
.
.
.
5.5.1
.
séquen
.
.
.
.
.
.
95
.
5.2.1
.
Protection
.
des
.
op
.
érations
.
lo
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.5.2
.
ersion
.
naïv
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.5.3
95
ersion
5.2.2

Comm
.
unication
.
des
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.5.4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
96
.
5.2.3
.
Propagation
.
et
.
rattrapage
109
.
Résultats
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5.6
.
:
.
d'arbre
.
.
.
on
.
et
.
à
.
.
97
.
5.3
.
Com
.
binaison
.
d'extensions
5.6.1
.
d'arbre
.
.
.
on
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
112
.
Application
.
PPP
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
99
.
5.3.1
.
.
115
bsml
Métho
.
p
.
le
.
elopp
.
t
.
parallèles
.
117
.
Généralités
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
117
.
Squelettes
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
99
.
5.3.2
.
Implan
6.2.1
tation
.
de
.
la
.
sup
.
erp
.
osition
.
parallèle
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
6.2.2
.
d'application
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
101
.
5.3.3
.
Com
.
binaison
.
a
v
.
exn
ref/exn
m
m.
.
.
T
.
able
.
des
.
matières
.
6.3
.
En
.
vironnemen
.
t
.
de
.
preuv
.
e
.
de
.
programmes
.
bsml
.
.
141
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Co
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
139
.
.
.
.
.
.
119
.
6.3.1
145
L'assistan
.
t
.
de
.
preuv
.
es
.
Co
.
q
.
.
.
.
133
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Dériv
.
.
.
.
.
.
.
.
.
136
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Théorèmes
.
.
.
.
.
.
.
q
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
119
.
6.3.2
.
Assistan
.
t
BSP
de
.
preuv
.
es
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
7.3.1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Sp
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
135
.
de
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
120
.
6.3.3
.
Langage
.
de
.
programmation
Sp
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
136
.
transformation
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Théorie
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
122
Implan
6.3.4
BH
Dénition
.
de
.
bsml
.
en
.
Co
.
q
.
.
.
.
8
.
147
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
133
.
Dénition
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
124
.
6.4
.
Métho
.
dologie
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
7.3.2
.

.
q
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
7.4
.
ation
.
BH
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
127
.
7
.
Cas
.
d'application
.
:
.
le
.
squelette
.
BH
.
129
.
7.1
.
Exemple
7.4.1
:


.
de
.
tours
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
7.4.2
.
de
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
129
.
7.2
7.4.3
Homomorphismes
Co
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
7.5
.
tation
.
de
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
131
142
7.3
Conclusion
BH
Bibliographie
:
vi
homomorphismedo
le

1
squelettes
In
références,
tro
programmes


1.1
de
Généralités

La
de
programmation
fonc-
m
un
ulti-pro
reste

emen
est
langage,
un
par
sujet
an

érativ
mais
souhaitables
qui
la
a
fournie
dernièremen
Dénition
t
écrire.
suscité
s'établir
un

in

térêt
l'exemple,

t
En
fort
eet,
séman
traditionnellemen
abstraite,
t
aux,
réserv
bsml
é
langage
au
fonctionnalités,

les
scien
généralemen
tique,
mo
le
langage,
parallélisme
de
s'empare
d'étendre
désormais
ypage
des
ML
ordinateurs
qui
p
et
ersonnels
fon
et
utilisable,
soulèv
émergen
e
domaine,
à
néralisation

nouv
o
La

dév
des
de
problématiques
sur
diéren
Co
tes,
un
telles
our
que
v
la
mo


d'utilisation
Souten
ou
tra
la
présen

t
Cet
plusieurs
élargissemen
faire
t
:
des
nouv
p
particulier
ersp
telles
ectiv
et
es
son
du

domaine
un
d'une

part,
sûreté
et
v
la
d'un
p
yp
ersp
ermettan
ectiv
sûreté
e
le
d'un
de

tels
hangemen
parallélisme.
t
syn

t
dans
plus

simples

év
des
de
ordinateurs

qui
p
en
les
traînera
p
inévitablemen
Un
t
est
une
la
nouv
parallélisme
elle
emen
façon
est
d'en
programmes
visager
partie
la
v
programmation,
e,
d'autre
métho
part,
e-
fon

t
,
que
preuv
la
et

1
herc
formalisme
he
p
dans


a
domaine
ec
est
tiques,
très
dèle
activ

e.
hine


paradigme
u
de

programmation
v
général
le
n'a
t


été
étend
massiv
de
emen
façons,
t
d'en

un
dans
général



de
texte.
elles
Ce
en
tra
imp
v
es,
ail
que
particip

e
les
à
qui
la
t

t
herc

he
dans
d'un
langage
tel
derne.
paradigme,
Amélioration
asso
la

du
t
a
la
ec
programmation
dénition
de
système
haut
t
niv
es
eau
p
au
t
parallélisme
la
an
d'exécution
d'obtenir
par
une
t

statique

langages
qui
tionnels
rende
que
le
au
parallélisme


d'extensions
tout
taxiques
en
renden
évitan
les
t
parallèles
qu'il
lisibles,
soit
plus

à
de
Ces
b
olutions
ogues
t
diciles
bsml
à
langage
iden
et
tier.
qui
Il
eut

parmi
p
paradigmes
our
ts
la
our
première
parallélisme.
partie,
autre
en
qui
une
une
év
de
olution
gé-
du
du
langage
mais
bsml
relativ
,
t
don
eau,
t
la
les
de
premières
parallèles.
idées
deuxième
on
de
t
tra
été
ail
établies
elopp
dans
par
[Lou98
une

dologie
De
dév
nom
lopp
breux
t
tra
basée
v
bsml
aux
l'assistan
se
de
son
e
t
q

les
hés
algorithmiques.
à
Chapitre
établirp

même,
Chapitre

1.
orir
In
passan
tro


endan
1.1.1
p
P
des
arallélisme
t,
et
t

messages
scien
en
tique

Le
et
parallélisme

est
parallélisme,
un

mo
hine
y

en
même
naturel
obtien
p
v
our

m
dicile
ultiplier
à
la
des
puissance
un
de
séquen


par
automatique
rapp
parallèles
ort
séquen
à
égalemen
la
de
vitesse

nominale
t
des
aisémen
pro
hanges

une
Les

pro
tir.

l'éc
traditionnels,
Il
séquen
ennan
tiels,
y
év

oluan
t
t
ts
à
et
une
la
vitesse
en


il
MPI
a
p
donc
Op
p
annotations
endan
la
t
des
longtemps
se
été
traitemen
utilisé
itérativ
p
domaine
our
proban
an
souv

de
er
ts
sur
tation
leur

év
du
olution
sûreté
dans
à
les

applications
distribuée
requéran
des
t

une
optimisé)
grande
bien
quan
par
tité
ossible
de
partir

des


les
p
sim
gestion
ulations
passe
et
des
le
risques

t
scien-
résultats
tique.

A
qu'en
v
le
ec

l'a
t,
v
est
ènemen
les
t
les
des
ée

t
son
déb
t
raison
égalemen
des
t
p
apparues
ab
les
problème
grapp
p
es
même
(b
parallélisme
eo
implicites
wulf
t

déroulemen
,
p
[SSB
semi-automatique
2


qui
qui,
de
mettan
v
t
parallèles.
en


èle
un
dehors
la
de
puissance
b
d'un
la
grand
t
nom
a
bre
de
d'ordinateurs
Les
b
on
on
t
marc
diéren
hé,
des
on
équiv
t
Op
un
leur

oran
bien
un
moindre
n
que
p
les
les
sup
et

aurait
Ces
rapp

Notons
hines,
t
don
p
t
partagée
la
resp
puissance
plus
ne
dèles
fait

qu'an
MPI

(et
er
une
de
mémoire
quelques
les
années
fassen
sur
explicites.

est
des
sim
or-
partagée
dinateurs
mémoires
grand
eectuan
public,
unications
demanden

t
p
une
du
programmation
s'en

que
qui
mémoire
reste
sim
en
bien

à
a
de
v
et
ec

leur
ainsi
utilisation.
que
Ainsi,
de
les
mo
outils
plus
de
supp
programmation
mémoire
parallèle
supp
son
osan
t
tra
longtemps
ail
restés
;
p
endan
eu
la

he
et
extrêmemen
son
ardue,
t
tests

puisque
aujourd'h
instan
ui
d'arriv
souv
des
en
son
t
imprévisibles,
basés
le
sur
oguage
les
en
langages
de
F

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in
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C.
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Deux
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[Gor04
du
C'est
paral-
ourquoi,
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se
qui
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t
de
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de
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:
par

du
p
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t
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les
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guère
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en
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és
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réserv
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és
un
à
qui

donné

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des
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pro
ts.

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(mémoire

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t
Les
en
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suiv
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t
:

enMP
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ermet

implan
de
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t
appro
t


hes
plus
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du
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Op
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[CJvdP07
notions


p
de
our
qu'il
la
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par
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et
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que,
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t
à
94
qu'on

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ou
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ou
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p
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our
à
la
mo
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qu'à
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:
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t
t
est
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à
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de
que
la
éc
gestion
se
du
t
parallélisme
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au
De
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il
:
p
il
de
s'agit,
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en
mémoire
quelque
à
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de
de
lo

en

t
individuellemen

t
quand

Dans

dernier
des

pro
endan


ainsi
programme
que
eut
leurs
ressen
éc
Notons
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la
de
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messages
partagée,
et
sans
leurs
ulation,
sync
moins
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à
appro
helle


he
limitations
que
bande
nous
te
app
des
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ts.
Cela
est
p
généralemen
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un
l'on
a
t
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t

optimal
y
des
t
p
d'eorts

en
p
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our
la
qui
distribuée
est
la
prêt
partagée.
à

+
+