Génération automatique de codes adaptatifs

Automatic generation of adaptive codes

• Auteur / Autrice : Maxime Schmitt
• Direction : Cédric Bastoul, Philippe Helluy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 30/09/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Rastello
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cédric Bastoul, Philippe Helluy, Fabrice Rastello, Denis Barthou, Fabienne Jézéquel, Albert Henri Cohen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Rastello, Denis Barthou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Calcul adaptatif

Optimisation mathématique

Langages de programmation

Compilation (informatique)

Mots clés libres

Compilation

Optimisation de code

Techniques adaptatives

Calcul approché

Langages informatiques

Compilation

Code optimization

Adaptive techniques

Approximate computing

Programing languages

Résumé

Dans cette thèse nous proposons une interface de programmation pour aider les développeurs dans leur tâche d'optimisation de programme par calcul approché. Cette interface prend la forme d'extensions aux langages de programmation pour indiquer au compilateur quelles parties du programme peuvent utiliser ce type de calcul. Le compilateur se charge alors de transformer les parties du programme visées pour rendre l'application adaptative, allouant plus de ressources aux endroits où une précision importante est requise et utilisant des approximations où la précision peut être moindre. Nous avons automatisé la découverte des paramètres d'optimisation que devrait fournir l'utilisateur pour les codes à stencil, qui sont souvent rencontrés dans des applications de traitement du signal, traitement d'image ou simulation numérique. Nous avons exploré des techniques de compression automatique de données pour compléter la génération de code adaptatif. Nous utilisons la transformée en ondelettes pour compresser les données et obtenir d'autres informations qui peuvent être utilisées pour trouver les zones avec des besoins en précision plus importantes.

In this thesis we introduce a new application programming interface to help developers to optimize an application with approximate computing techniques. This interface is provided as a language extension to advise the compiler about the parts of the program that may be optimized with approximate computing and what can be done about them. The code transformations of the targeted regions are entirely handled by the compiler to produce an adaptive software. The produced adaptive application allocates more computing power to the locations where more precision is required, and may use approximations where the precision is secondary. We automate the discovery of the optimization parameters for the special class of stencil programs which are common in signal/image processing and numerical simulations. Finally, we explore the possibility of compressing the application data using the wavelet transform and we use information found in this basis to locate the areas where more precision may be needed.