Academic literature on the topic 'Systèmes à paramètres répartis – Gestion – Modèles mathématiques'

Les choix de configuration d'un systeme reparti et cooperatif influencent directement le comportement du systeme, et a fortiori la qualite de ses performances. Par systeme reparti et cooperatif nous entendons un ensemble de services offerts aux developpeurs d'applications. Ces services sont localises sur differentes machines hotes (repartition), et peuvent interagir (cooperation). Observer les services afin d'agir sur leur repartition et leurs facultes cooperatives, contribue au bon fonctionnement de l'ensemble du systeme. Nous considerons un service comme une entite constituee d'interface(s), de porte(s) d'acces, et d'un comportement. Les interfaces fournissent les moyens d'acceder au service, les portes d'acces collectent les requetes des clients, et le comportement traduit les traitements specifiques realises par le service. Notre problematique est celle de la gestion dynamique de configuration ; elle concerne en particulier la migration de service et de l'ajustement (ou tuning) de portes d'acces. Migrer un service signifie modifier sa localisation dans l'environnement ; ajuster ses portes d'acces traduit le fait d'augmenter ou de reduire le nombre de ses portes. Le caractere dynamique des solutions proposees, apporte la transparence necessaire au maintien des liens de cooperation existant, et a la minimisation des risques de dysfonctionnement dans le systeme. Une troisieme dimension complete celles de migration et d'ajustement: la mesure d'activite. Son objectif est de recuperer periodiquement sur les services geres, des metriques de charge (en nombre de clients) et de temps de reponse, afin de doter le niveau decisionnel d'informations dont l'interpretation concourt a la prise de decisions d'operations de migration ou d'ajustement. Les mecanismes de gestion definis s'integrent au sein d'une entite federatrice appelee micro-manager ; cette integration favorise a la fois la mise en uvre des mecanismes, et leur utilisation par des applications de gestion

Cette thèse traite de l'ordonnancement dans les systèmes distribués. L'objectif est d'étudier l'impact de l'incertitude sur les ordonnancements et de proposer des techniques pour en réduire les effets sur les critères à optimiser. Nous distinguons plusieurs aspects de l'incertitude en considérant celle liée aux limites des méthodes employées (e.g., modèle imparfait) et celle concernant la variabilité aléatoire qui est inhérente aux phénomènes physiques (e.g., panne matérielle). Nous considérons aussi les incertitudes qui se rapportent à l'ignorance portée sur les mécanismes en jeu dans un système donné (e.g., soumission de tâches en ligne dans une machine parallèle). En toute généralité, l'ordonnancement est l'étape qui réalise une association ordonnée entre des requêtes (dans notre cas, des tâches) et des ressources (dans notre cas, des processeurs). L'objectif est de réaliser cette association de manière à optimiser des critères d'efficacité (e.g., temps total consacré à l'exécution d'un application) tout en respectant les contraintes définies. Examiner l'effet de l'incertitude sur les ordonnancements nous amène à considérer les aspects probabilistes et multicritères qui sont traités dans la première partie. La seconde partie repose sur l'analyse de problèmes représentatifs de différentes modalités en terme d'ordonnancement et d'incertitude (comme l'étude de la robustesse ou de la fiabilité des ordonnancements)
This thesis consists in revisiting traditional scheduling problematics in computational environments, and considering the adjunction of uncertainty in the models. We adopt here a wide definition of uncertainty that encompasses the intrinsic stochastic nature of some phenomena (e.g., processor failures that follow a Poissonian distribution) and the imperfection of model characteristics (e.g., inaccuracy of the costs in a model due to a bias in measurements). We also consider uncertainties that stem from indeterminations such as the user behaviors that are uncontrolled although being deterministic. Scheduling, in its general form, is the operation that assigns requests to resources in some specific way. In distributed environments, we are concerned by a workload (i.e., a set of tasks) that needs to be executed onto a computational platform (i.e., a set of processors). Therefore, our objective is to specify how tasks are mapped onto processors. Produced schedules can be evaluated through many different metrics (e.g., processing time of the workload, resource usage, etc) and finding an optimal schedule relatively to some metric constitutes a challenging issue. Probabilistic tools and multi-objectives optimization techniques are first proposed for tackling new metrics that arise from the uncertainty. In a second part, we study several uncertainty-related criteria such as the robustness (stability in presence of input variations) or the reliability (probability of success) of a schedule

Le travail coopératif est un domaine qui étudie le travail de groupes d'utilisateurs de façon générale. Sa finalité est la conception de collecticiels, ensembles logiciels qui contiennent les outils, les applications, et les plate-formes qui supportent les activités de groupes d'utilisateurs. La gestion de ces groupes et les échanges d'information entre leurs membres nécessitent la définition de nouveaux services de communication adaptés aux besoins des agents en coopération. Les travaux menés dans ce mémoire ont consisté à définir, à concevoir et à gérer la structuration des groupes coopératifs. Un modèle à base de graphes a été proposé à partir du partage de données, pour représenter les relations entre les divers membres d'un groupe coopératif. A partir de ce modèle, un service pour l'entrée et la sortie en coopération des agents coopérants a été défini. Un protocole de communication sous-jacent a été spécifié en utilisant le langage de description formelle Estelle. Le protocole proposé a été vérifié en utilisant l'environnement à base de réseaux de Petri VAL, puis a été implanté en langage C sous UNIX à partir du code Estelle généré. Une extension de ce travail permet la formation d'apartés qui sont des sous-groupes très dynamiques créés à l'intérieur de la coopération. Un autre protocole spécifié en Estelle a été proposé pour gérer la formation de ces apartés et leur évolution au sein de la coopération. En plus de la structuration des groupes, une étude des données qui peuvent être échangées entre des agents coopérants a mené à la définition d'un service de gestion des dépendances de données. Ce service, spécifié également en Estelle, permet de créer, supprimer ou modifier des dépendances entre données, et répercute les modifications de valeurs vers l'ensemble des données dépendantes.

Ce travail contribue à la stabilité et la stabilisation de systèmes à paramètres distribués. Notre premier résultat est la stabilité exponentielle d'un système composé de deux échangeurs thermiques couplés à contre-courant qui simule le comportement dynamique d'un four d'aluminium. Ce résultat est, en fait, une application d'un théorème que nous avons établi et qui montre la stabilité exponentielle d'une classe de systèmes hyperboliques à coefficients-L[infini]. Ceci généralise les résultats bien connus sur les systèmes à coefficients réguliers. En outre, nous avons traité le problème de la stabilisation frontière d'une variante du modèle SCOLE (poutre+antenne) introduit par les ingénieurs de la NASA. Nous avons considéré le cas ou le terme accélération de l'antenne est négligé alors que dans l'autre cas on néglige son moment d'inertie. Nous avons prouvé, dans les deux cas, la stabilisation uniforme du système par des contrôles simples et usuels. Nous avons aussi présenté une étude spectrale théorique illustrée par des simulations numériques. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés au problème de la stabilisation par feedback frontière non linéaire d'un bras flexible en torsion de raideur variable. Nous avons établi la stabilisation forte de l'énergie du système par une loi de commande non linéaire dépendant seulement de la vitesse aux bords ainsi que des estimations du taux de décroissance exponentielle et rationnelle de l'énergie. Enfin, une étude est consacrée à la stabilisation d'un objet rigide + structure flexible en rotation (sans dissipation) modélisant certains systèmes de l'aérospatiale. Après avoir proposé des contrôles non linéaires, nous avons montré que le système en boucle fermée est exponentiellement stable. Ce résultat, qui est une extension du cas linéaire traité dans la littérature, n'est pas dépourvu d'intérêt pratique car notre classe de contrôles évite les phénomènes de saturation des actuateurs
This work contributes to the stability and the stabilization of distributed parameter systems. Our first result is the exponential stability of a coupled contraflow heat-exchanger which was modeled to simulate dynamic behaviour of industrial Alumina furnace. This result is, in fact, an application of a theorem which we established and that shows the exponential stability of a class of hyperbolic linear systems with L[infini]-coefficients. Furthermore, we dealt with the boundary feedback stabilization problem of a variant of model SCOLE (beam+antenna) introduced by the engineers of NASA. We considered the case where the acceleration term of the antenna is neglected whereas in the other case we neglected its moment of inertia. We proved in both cases uniform stabilization of the system by simple and usual controls (force and/or moment). Moreover, we presented a spectral study which is illustrated by numerical simulations. We were also interested in stabilization problem of a flexible arm with a variable stiffness. We proved the strong stabilisation of the energy by nonlinear feedback laws depending only on boundary velocities. Next, under growth conditions on the laws, the uniform and the rational decay rate of the energy is also estimated. Finally, a study is devoted to the stabilization of body-beam system without damping. We proposed nonlinear controls and we proved the exponential stability of the closed loop system. This new result, which is an extension of the linear case treated in the literature, is not deprived of practical interest since our class of controls avoid eventually some saturation phenomena in the actuators

Le travail présenté dans cette thèse concerne l’élaboration de modèles déterministes ou probabilistes pour la simulation de systèmes complexes qui exhibent un phénomène d’étalement spatial. Cette modélisation est basée sur le paradigme automates cellulaires qui permet de mieux étudier le concept mathématique d’étalabilité déjà introduit avec le formalisme équations aux dérivées partielles. La simulation des modèles considérés a bénéficié des facilités d’implémentation des automates cellulaires considérés comme des machines autonomes qui permettent un traitement parallèle de l’information. Nous avons d'abord lié la notion d'étalibilité à la théorie de croissance des formes. Les résultats de simulation permettent de valider la théorie générale de convergence vers une forme asymptotique, appliquée aux domaines où l'état du système vérifie une propriété spatiale donnée. Nous avons ensuite établi une connexion entre l'étalibilité et la théorie de percolation en étudiant la croissance d'une propriété en milieu hétérogène

Au sein du centre d'automatique de lille, l'equipe du professeur Povy s'intéresse a la modelisation, la simulation et l'identification des procedes agro-alimentaires et biotechnologiques. La pervaporation est un de ces procedes. Avec l'apparition de nouveaux champs d'utilisation pour cette application (couplage a un fermenteur) se pose le probleme de la modelisation. L'objectif de ce travail est de decrire le comportement dynamique du dit procede. Le premier chapitre de cette etude est essentiellement base sur une synthese bibliographique des modeles de pervaporation. Il y apparait que les approches developpees jusqu'ici, qu'elles soient comportementales ou phenomenologiques, ne tiennent compte que du cas stationnaire. L'application nouvelle du couplage conditionne donc la modelisation mathematique entreprise dans le deuxieme chapitre. Celle-ci est basee sur les trois physiques qui gouvernent le transfert de matiere. Le comportement dynamique du procede est alors decrit par un systeme d'equations aux derivees partielles (systeme a parametres distribues). De plus, il apparait que sous certaines conditions, ce systeme peut etre simplifie. Pour clore la mise en equation, les relations liant l'etat du systeme aux grandeurs mesurables, permettent a l'automaticien de retrouver le concept d'entrees/sorties localisees. La non existence de solutions analytiques pour le systeme d'equations aux derivees partielles propose, conduit dans le troisieme chapitre a envisager une methode de resolution approchee. Mais, la structure meme du modele ne rend pas cette resolution immediate. Neanmoins, un algorithme base sur les differences finies est propose et permet l'obtention d'une solution numerique. La derniere partie de ce travail concerne la validation qualitative du modele. Les resultats montrent que celui-ci correspond bien au comportement attendu du procede de separation.

Le but de notre travail est la modelisation electrique des composants actifs. Nous avons envisage deux types d'approches. La premiere est une approche analytique qui necessite la mise en uvre d'une methode d'optimisation. Nous avons choisi la methode du recuit simule qui permet de simuler un processus de minimisation d'une fonction en mettant en uvre le critere de metropolis-boltzmann. La seconde approche est plus abstraite: elle consiste a determiner, a partir de tables issues des mesures, des equations respectant un certain nombre de contraintes. On obtient un modele par table. Les methodes d'interpolation ne peuvent convenir pour notre probleme car les erreurs de mesures peuvent induire des erreurs importantes sur les derivees. Nous avons donc mis au point une methode de modelisation a partir de splines d'approximation exprimees dans la base des b-splines et dont les deux principales etapes sont d'une part le developpement d'un algorithme autoadaptatif permettant d'optimiser la repartition des mesures dans l'intervalle d'etude et d'autre part une approche parametrique du probleme. L'integration du modele dans des simulateurs montre la fiabilite de celui-ci et son association au concept de circuit parametrique equivalent permet de simplifier et d'accelerer la resolution de l'equation d'equilibrage harmonique

Ce travail se situe dans le cadre de la commande des systèmes à paramètres répartis régis par des équations aux dérivées partielles non linéaires. On cherche ici à élargir l'utilisation de la stratégie de commande prédictive du cadre classique de systèmes décrits par des équations différentielles ordinaires à celui où les systèmes sont décrits par une classe d'équations non linéaires aux dérivées partielles (EDP). L'intérêt de l'utilisation de la stratégie de commande prédictive est de pouvoir résoudre divers problèmes de conduite tout en tenant compte explicitement de diverses contraintes de fonctionnement. Nous avons choisi une démarche qui a consisté à considérer directement des cas réels issus du Génie des Procédés, où de nombreux modèles de connaissance sont décrits par des EDP fortement non linéaires : un procédé de séchage de peinture par infrarouge (donnant lieu à une application réelle), un procédé de fabrication de matériau composite et un procédé de destruction de gaz polluants par catalyse. La particularité de ce travail concerne le fait de proposer une structure adaptée de commande prédictive par modèle interne, celui-ci étant déterminé autour d'une trajectoire soit prédéfinie, soit générée en tenant compte de diverses contraintes de fonctionnement. Dans le contexte de résolution du problème d'optimisation posé par l'approche prédictive, nous proposons un algorithme hors-ligne (génération de trajectoire) et un autre en ligne.