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Compas’2017

Compas est la Conférence d’informatique en Parallélisme, Architecture et Système. Depuis 2013, elle regroupe en une identité unique les trois précédentes conférences francophones RenPar (Rencontres francophones du Parallélisme), SympA (Symposium en Architectures nouvelles de machines) et CFSE (Conférence Française en Systèmes d’Exploitation).
L’édition 2017 aura lieu du 27 au 30 juin au campus SophiaTech de Sophia Antipolis. Elle est organisée par laboratoire Informatique, Signaux et Systèmes de Sophia-Antipolis (I3S - CNRS/Université Nice Sophia-Antipolis).

Le Parallélisme est une discipline de l’informatique portant sur l’étude de l’exécution d’un programme simultanément sur plusieurs ordinateurs (ou unités de calcul ou processeurs). L’objectif initial est de gagner en performance, mais de nombreuses problématiques doivent être abordées, notamment :

  • Algorithmique parallèle : aborder les algorithmes, généralement une séquence unique et ordonnées d’opération, différemment pour permettre leurs exécutions sur plusieurs ordinateurs simultanément
  • Grilles de Calcul et Cloud : gérer l’organisation et la communication de nombreux ordinateurs interconnectés pour proposer une puissance de calcul supérieure (et moins couteuse) qu’à celle d’un unique ordinateur
  • Ordonnancement, répartition de charge : ces grilles et les clouds ne sont pas réservés à un utilisateur, mais partagées entre de très nombreux utilisateurs… il faut donc gérer l’exécution des programmes sur ces infrastructures
  • Cohérence des données en univers réparti : Gérer les accès et modifications aux mêmes données par différents ordinateurs en même temps
  • Tolérances aux pannes : un des ordinateurs utilisés ne répond plus, il faut alors proposer des solutions pour ne pas perdre les traitements faits par les autres ordinateurs et obtenir le résultat final

L’Architecture abordée dans le cadre de la conférence COMPAS est l’architecture matérielle informatique. Il s’agit de définir l’organisation des différents dispositifs et composants qui définissent un ordinateur ou une infrastructure informatique. Cette Architecture dépend du type d’utilisation : regroupement de processeurs pour produire des ordinateurs surpuissants, cartes graphiques 3D ultraperformantes, ordinateurs intégrés à des objets, ordinateurs miniaturisés, ordinateurs soumis à de fortes contraintes, etc. L’objectif est d’étudier comment configurer, prévoir et garantir le bon fonctionnement du matériel nécessaire à l’exécution des programmes, en abordant notamment les questions de :

  • Architecture multi-cœurs : concevoir des ordinateurs disposant de plusieurs unités internes de calculs
  • Architecture GPU : définir des cartes graphiques surpuissantes dans le calcul 3D, les utiliser pour du calcul (c.f. Parallélisme)
  • Consommation d’énergie : déterminer l’impact énergétique d’une infrastructure informatique soit chercher à en limiter la consommation
  • Preuves formelles : démontrer dès la conception, de manière rigoureuse et systématique, qu’une plate-forme informatique fonctionnera correctement
  • Virtualisation : proposer l’exécution de plusieurs environnements informatiques sur un seul matériel, par exemple faire comme s’il y avait simultanément 2 ou 3 ordinateurs (un linux, un windows, etc.) sur un seul ordinateur « réel » sans interruption (sans redémarrer).

Le Système abordé dans le cadre de la conférence COMPAS est le système d’exploitation, c’est-à-dire l’ensemble des programmes qui permettent aux autres programmes de fonctionner sur un ordinateur. Les sujets actuels de recherche portent notamment sur :

  • Gestion de mémoire et des données : assurer la cohérence des données répliquées, améliorer l’exécution des programmes en chargeant à l’avance et de manière intelligente les données nécessaires à leurs exécutions, libérer la mémoire des ordinateurs pour en éviter la saturation, etc.
  • Systèmes d’exploitation répartis pour les grilles informatiques : fournir des moyens simplifier d’utilisation aux physiciens, biologistes, etc., qui exploitent les grilles offrant de grandes puissances de calcul grâce à la coopération de nombreux ordinateurs
  • Aspects systèmes des architectures orientées service et du « Cloud Computing » : avec le cloud, les systèmes informatiques ne sont plus sur une seule et unique machine mais utilisent des services répartis dans le cloud, ce qui soulève de nombreuses questions d’accès, d’exécutions, etc.
  • Sûreté de fonctionnement, tolérance aux fautes et sécurité : quand le cloud est utilisé, les données et programmes ne sont plus cantonnés à un cadre bien cernés d’un ordinateur unique. Il y alors beaucoup de problèmes à résoudre autours du bon fonctionnement des programmes, de la sécurité des données, etc.
  • Evaluation des performances : les tendances actuelles comme le « cloud computing » sont prometteuses, mais les mises en œuvre souvent complexes et coûteuses. Pouvoir déterminer à l’avance, par des simulations ou des preuves formelles, le comportement d’infrastructures s’avère donc primordial.

Les 3 thèmes de la conférence COMPAS, Parallélisme, Architecture et Système, présentent de nombreux domaines recherches communs comme :

  • la virtualisation : Sur un ensemble d’ordinateurs, faire coexister plusieurs systèmes d’exploitations ou permettre de lancer des calculs sur cet ensemble d’ordinateurs sans en connaitre la composition réelle
  • la contrainte « temps réel » : les calculs et les communications doivent être garantis dans un temps restreints sous peines de disfonctionnement (manque de données, incohérence, etc.)
  • le cloud : à la fois par les aspects matériels, d’exploitation (comme exécuter des programmes dans le cloud) et d’utilisation (l’exécution elle-même des programmes)
  • la tolérance aux fautes,
  • etc. Ainsi le regroupement de ces thèmes permet une émulation forte entre les acteurs provenant des communautés scientifiques et industrielles correspondantes. Depuis de nombreuses années, les sessions transverses aux 3 thèmes de la conférence Compas conjuguent un programme riche incluant des contributions scientifiques de qualité ainsi que des moments privilégiés pour favoriser la rencontre de chercheurs confirmés, de jeunes chercheurs et d’industriels autour de ses 3 thèmes. Compas permet de renforcer les liens entre équipes de recherche du monde francophone et favorise l’émergence de nouveaux sujets de recherche et collaborations.

Les trois thèmes, Parallélisme, Architecture et Système, sont d’actualité et promis à un bel avenir, puisqu’ils trouvent des applications directes dans le « cloud computing » (partager plusieurs ordinateurs pour offrir plus de puissances et de capacités de stockage des données ou des économies d’infrastructure), la définition et l’exploitation des centres de données, ainsi que leurs impacts écologiques, l’internet des objets, etc.

Le programme de COMPAS 2017 comprend :

  • Une journée avec plusieurs tutoriels : sur « calculer en parallèle », sur l’utilisation d’un logiciel d’évaluation des architectures (« MAGPIE »), sur l’utilisation de la grille de calcul « Grid’5000 », sur l’utilisation d’un simulateur de cloud
  • Un atelier « Green Days » sur l’efficacité énergétique
  • Les présentations de 32 papiers scientifiques organisées en 5 sessions transversales aux trois thèmes
  • Une session de discussion autour de 25 posters scientifiques
  • Des temps de rencontres et d’échanges
  • 3 conférences invitées : Eric Jeen (ingénieur à Thalès Avionics et IRT Saint Exupéry) qui aborde l’évolution des systèmes vers des systèmes sur puces (SoC – System on a Chip) ; Denis Caromel (ActiveEon) et Gilles Fedak (iExec) qui transmettent leurs expériences de transfert du monde académique vers le monde industriel ; Marko Vukolic (IBM – Zurich) qui présente un système (« Hyperledger Fabric ») de réplications synchronisées (sur plusieurs sites) de données

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