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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes

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97documents trouvés

17726
30/04/2019

2017 IEEE SmartWorld Congress

D.EL BAZ, J.GAO

CDA, SJSU

Ouvrage (éditeur) : 2017 IEEE SmartWorld Congress, Avril 2019 , N° 17726

Lien : https://hal.laas.fr/hal-02111851

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147376
17725
30/04/2019

Advances in Computational Science and Engineering Research

D.EL BAZ, J.CARDOSO, L.VEIGA

CDA, IRIT-UPS, Lisboa, Porto

Rédacteur invité : Journal of Computational Science, Avril 2019, Vol.23, pp.118-119 , N° 17725

Lien : https://hal.laas.fr/hal-02111742

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147374
19016
18/01/2019

Algorithmes génétiques parallèles pour résoudre des problèmes d'ordonnancement de tâches dynamiques de manière efficace en prenant en compte l'énergie. Parallel genetic algorithms for solving energy efficient dynamic shop scheduling problems

J.LUO

CDA

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 18 Janvier 2019, 137p., Président: C.ARTIGUES, Rapporteurs: E.ALBA, L.JOURDAN, Examinateurs: D.DEFOUR, Directeurs de thèse: D.EL BAZ , N° 19016

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02009769

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Résumé

Du fait de nouvelles législations gouvernementales et de la prise de conscience environnementale des consommateurs ainsi que de la hausse du coût de l’énergie, l’efficacité énergétique est devenue un paramètre essentiel des processus industriels ces dernières années. La plupart des avancées en ce qui concerne les économies d’énergie dans les problèmes d’ordonnancement se sont focalisées sur l’ordonnancement statique. Mais en fait, ces problèmes sont dynamiques dans le monde réel. Dans cette thèse, deux problèmes d’ordonnancement dynamique efficace énergiquement sont étudiés. Le Modèle I analyse le retard total et la durée de production avec une limite de puissance tout en tenant compte d’un flux dynamique de nouvelles tâches. Un rééchelonnement complet périodique est adopté. Le Modèle II vise à réduire au minimum le retard total et la consommation d’énergie totale dans le traitement des tâches en tenant compte de nouvelles tâches prioritaires. Une approche basée sur la réparation de la planification des événements est utilisée pour traiter la mise à jour de l’ordonnancement. Comme un nouveau plan d’ordonnancement adéquat doit être obtenu dans un temps de réponse court dans un environnement dynamique, deux Algorithmes Génétiques parallèles (AG) sont proposés pour résoudre ces deux modèles. L’algorithme parallèle AG I est une méthode hybride basée sur CUDA consistant en un modèle AG insulaire au niveau supérieur et un modèle AG fin, au niveau inférieur. Il combine les métriques de deux couches hiérarchiques et tire pleinement parti des capacités de calcul de la plateforme CUDA. L’algorithme AG II est conçu avec une double hétérogénéité qui résulte de l’utilisation d’un AG cellulaire parallèle et d’un pseudo AG parallèle. Avec ces deux structures différentes, les ilots augmentent la diversité de la population et peuvent être simultanément parallélisés sur des GPU et un processeur multi-coeur. Enfin, des solutions numériques sont présentées et analysées ; elles montrent que nos approches peuvent non seulement résoudre les problèmes de manière flexible, mais également obtenir des solutions avantageuses et réduire les temps de calcul.

Abstract

Due to new government legislation, customers’ environmental concerns and continuously rising cost of energy, energy efficiency is becoming an essential parameter of industrial manufacturing processes in recent years. Most efforts considering energy issues in scheduling problems have focused on static scheduling. But in fact, scheduling problems are dynamic in the real world with uncertain new arrival jobs after the execution time. In this thesis, two energy efficient dynamic scheduling problems are studied. Model I analyzes the total tardiness and the makespan with a peak power limitation while considering the flexible flow shop with new arrival jobs. A periodic complete rescheduling approach is adopted to represent the optimization problem. Model II concerns an investigation into minimizing total tardiness and total energy consumption in the job shop with new urgent arrival jobs. An event driven schedule repair approach is utilized to deal with the updated schedule. As an adequate renewed scheduling plan needs to be obtained in a short response time in dynamic environment, two parallel Genetic Algorithms (GAs) are proposed to solve these two models respectively. The parallel GA I is a CUDA-based hybrid model consisting of an island GA at the upper level and a fine-grained GA at the lower level. It combines metrics of two hierarchical layers and takes full advantage of CUDA’s compute capability. The parallel GA II is a dual heterogeneous design composed of a cellular GA and a pseudo GA. The islands with these two different structures increase the population diversity and can be well parallelized on GPUs simultaneously with multi-core CPU. Finally, numerical experiments are conducted and show that our approaches can not only solve the problems flexibly, but also gain competitive results and reduce time requirements.

Mots-Clés / Keywords
Shop scheduling; Energy efficiency; Dynamic scheduling; Parallel Genetic Algorithms; GPUs; Multi-core CPU; Ordonnancement des tâches; Efficacité énergétique; Ordonnancement dynamique; Algorithmes génétiques parallèles; GPU; CPU multi-coeur;

146253
18385
01/01/2019

Asymmetric color cryptosystem using chaotic Ushiki map and equal modulus decomposition in fractional Fourier transform domains

H.CHEN, Z.LIU, L.ZHU, C.TANOUGAST, W.BLONDEL

CRAN, Vandoeuvre, Harbin Institute of Technology, CDA, LCOMS

Revue Scientifique : Optics and Lasers in Engineering, Vol.112, pp.7-15, Janvier 2019 , N° 18385

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01931106

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Abstract

A single channel optical asymmetric cryptosystem for color image in fractional Fourier transform (FrFT) domain is presented. Instead of commonly used RGB channels encryption system, the color image is encoded into grayscale format and encrypted in a single optical channel system. For the design of asymmetric approach, the effective trapdoor one-way function is calculated by employing equal modulus decomposition (EMD). To enhance the security of the proposed cryptosystem, the Ushiki chaotic system is performed to generate the random phase mask in FrFT and a random sequence for scrambling the private key. The sensitive initial values and chaotic data can be regarded as the additional keys and public key. Various numerical experiments are given to verify the validity and capability of the proposed color cryptosystem.

145287
18636
21/11/2018

Intelligent and Adaptive System based on a Non-monotonic Logic for an Autonomous Motor-glider

J.L.VILCHIS, P.SIEGEL, V.RISCH, A.DONCESCU

LSIS, Marseille, CDA

Manifestation avec acte : International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision ( ICARCV ) 2018 du 18 novembre au 21 novembre 2018, Singapour (Singapour), Novembre 2018, pp.442-447 , N° 18636

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02093392

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Abstract

This article we present an intelligent and adaptive system for an autonomous motor-glider based on non-monotonic logic. Piloting is an activity with many constraints. It could have conflicting situations and an uncertain environment. When a pilot faces such kind of situations, he enters into reasoning under uncertainty. Because maybe there are rules with incomplete and contradictory informations, e.i. legislation rules, tower control orders, security rules... Despite the fact that decisions have to be taken at all times regarding different objectives. Default logic is used to find fixed points from ambiguous and conflicting informations. The model proposed here embeds a knowledge of the world based on a set of situations, objectives and actions. After computation of plausible solutions, decision-making is expressed thanks to a non-probabilistic model. On the other hand, we also study the property of resilience which allows to absorb and modify to overcome disturbances. The core of this property is based on the interaction of the possible solutions and the connectivity of its states. Including the resilience in our model allows to carry out the convergence of one or several goals. Eventually, we present some preliminary results of the implementation.

147237
18366
09/11/2018

Environnement décentralisé et protocole de communication pour le calcul intensif sur grille

B.FAKIH

CDA

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, Novembre 2018, 133p., Président: N.EMAD, Rapporteurs: J.F.MEHAUT, , Examinateurs: P.BERTHOU, Directeurs de thèse: D.ELBAZ , N° 18366

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Abstract

This thesis aims at designing an environment for the implementation of high performance computing applications on Grid platforms. We are interested in applications like loosely synchronous applications and pleasingly parallel applications. For loosely synchronous applications, we are interested in particular in applications in the domains of numerical simulation that can be solved via parallel or distributed iterative methods, i.e., synchronous, asynchronous and hybrid iterative method; while, for pleasingly parallel applications, we are interested in planning problems. Our thesis work aims at designing the decentralized environment GRIDHPC. GRIDHPC exploits all the computing resources (all the available cores of computing nodes) using OpenMP as well as several types of networks like Ethernet, Infiniband and Myrinet of the grid platform using the reconfigurable multi network protocol RMNP. Note that RMNP can configure itself automatically and dynamically in function of application requirements like schemes of computation, i.e., synchronous or asynchronous iterative schemes, elements of context like network topology and type of network like Ethernet, Infiniband and Myrinet by choosing the best communication mode between computing nodes and the best network. We present and analyze a set of computational results obtained on Grid5000 platform for the obstacle and planning problems.

Résumé

Dans cette thèse nous présentons un environnement décentralisé pour la mise en oeuvre des calcul intensif sur grille. Nous nous intéressons à des applications dans les domaines de la simulation numérique qui font appel à des modèles de type parallélisme de tâches et qui sont résolues par des méthodes itératives parallèles ou distribuées; nous nous intéressons aussi aux problèmes de planification. Mes contributions se situent au niveau de la conception et la réalisation d’un environnement de programmation GRIDHPC. GRIDHPC permet l’utilisation de tous les ressources de calcul, c’est-à-dire de tous les coeurs des processeurs multi-coeurs ainsi que l’utilisation du protocole de communication RMNP pour exploiter simultanément différents réseaux hauts débits comme Infiniband, Myrinet et aussi Ethernet. Notons que RMNP peu se reconfigurer automatiquement et dynamiquement en fonction des exigences de l’application, comme les schémas de calcul, c.-à-d, les schémas itératifs synchrones ou asynchrones, des éléments de contexte comme la topologie du réseau et le type de réseau comme Ethernet, Infiniband et Myrinet en choisissant le meilleur mode de communication entre les noeuds de calcul et le meilleur réseau. Nous présentons et analysons des résultats expérimentaux obtenus sur des grappes de calcul de la grille Grid5000 pour le problème de l’obstacle et le problème de planification.

Mots-Clés / Keywords
Protocole de communication; Calcul sur grille; Calcul haute performance; Calcul parallèle; Planification; Simulation numérique; Communication Protocols; Grid calculation; High performance computing; Numerical simulation;

145157
18638
29/10/2018

Towards a Boolean dynamical system representation in a nonmonotonic modal logic

P.SIEGEL, A.DONCESCU, V.RISCH, S.SENE

LSIS, Marseille, CDA, LIF

Manifestation avec acte : International Workshop on Non-Monotonic Reasoning ( NMR ) 2018 du 27 octobre au 29 octobre 2018, Tempe (USA), Octobre 2018, 8p. , N° 18638

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02093398

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Abstract

Boolean dynamical systems (BDSs) represent the evolution of interactions inside a finite network of entities taking Boolean states over discrete time. These networks are classically used to model interactions of biological networks. In this context, a genetic network can be represented by both a Transition Graph (TG) and an Interaction Graph (IG). The precise relationship between IG and TG has been studied for many years in dynamical systems theory while still an open question. The global purpose of this article is to further study this relationship via a logical representation of BDSs into a nonmonotonic modal logic called Hypothesis Logic (H). While the dynamics of a BDS are characterized by a function f, an important part of the studies focused on the analysis of both stable configurations (i.e. fixed points of f), and stable/unstable cycles of f. For the representation of some genetic networks with no negative feedback circuits, results were previously obtained with some well known nonmonotonic formalisms. So far however, BDSs representation by most of these formalisms does not permit to capture cyclic dynamical behaviors. Notably, the equivalent of a negative circuit has no extension in default logic (DL). This is embarrassing because these cycles may represent real interactions in living organisms like the cell cycle. This possible lack of extensions in DL was studied in H, for which theories always have extensions while some of these, called ghost extensions, are actually not extensions of the corresponding theories in DL. This paper addresses to the question of a first representation of the dynamics of BDSs with H, and ghost extensions appear to be a powerful tool in this respect. As we are especially concerned with cycles, it provides us with hints of simple algorithms for computing exhaustively both stable/unstable cycles and fixed points: distinguishing between stable/unstable as well as enumerating all the solutions in practice would be a major advance that would lead to apprehend better inner fundamental aspects in biology.

147253
18649
13/10/2018

Keynote speech: Parallel and distributed computing issues in cyber-physical systems and the fourth industrial revolution

D.EL BAZ

CDA

Manifestation avec acte : International Scientific School Incident Management and Countering Targeted Cyber-Physical Attacks in distributed large-scale critical systems ( IM & CTCPA ) 2018 du 23 octobre au 23 octobre 2018, Saint Petersbourg (Russie), Octobre 2018 , N° 18649

Lien : https://hal.laas.fr/hal-02112607

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147403
18641
01/10/2018

Advances in cloud and big data computing - Foreward to the special issue

L.BELLATRECHE, C.LEUNG, Y.XIA, D.EL BAZ

LIAS, Poitiers, Manitoba, BIT, CDA

Revue Scientifique : Concurrency and Computation: Practice and Experience, Vol.31, N°2, e5053p., Octobre 2018 , N° 18641

Lien : https://hal.laas.fr/hal-02091765

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147295
18628
01/08/2018

GPU based parallel genetic algorithm for solving an energy efficient dynamic flexible flow shop scheduling problem

J.LUO, S.FUJIMURA, D.EL BAZ

CDA, Waseda University

Revue Scientifique : Journal of Parallel and Distributed Computing, Août 2018 , N° 18628

Lien : https://hal.laas.fr/hal-02076604

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Abstract

Due to new government legislation, customers' environmental concerns and continuously rising cost of energy, energy efficiency is becoming an essential parameter of industrial manufacturing processes in recent years. Most efforts considering energy issues in scheduling problems have focused on static scheduling. But in fact, scheduling problems are dynamic in the real world with uncertain new arrival jobs after the execution time. This paper proposes a dynamic energy efficient flexible flow shop scheduling model using peak power value with the consideration of new arrival jobs. As the problem is strongly NP-hard, a priority based hybrid parallel Genetic Algorithm with a predictive reactive complete rescheduling approach is developed. In order to achieve a speedup to meet the short response in the dynamic environment, the proposed method is designed to be highly consistent with NVIDIA CUDA software model. Finally, numerical experiments are conducted and show that our approach can not only achieve better performance than the traditional static approach, but also gain competitive results by reducing the time requirements dramatically.

147178
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