Dissertations / Theses: 'Algorithems'

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Saadane, Sofiane. "Algorithmes stochastiques pour l'apprentissage, l'optimisation et l'approximation du régime stationnaire." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30203/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions des thématiques autour des algorithmes stochastiques et c'est pour cette raison que nous débuterons ce manuscrit par des éléments généraux sur ces algorithmes en donnant des résultats historiques pour poser les bases de nos travaux. Ensuite, nous étudierons un algorithme de bandit issu des travaux de N arendra et Shapiro dont l'objectif est de déterminer parmi un choix de plusieurs sources laquelle profite le plus à l'utilisateur en évitant toutefois de passer trop de temps à tester celles qui sont moins performantes. Notre but est dans un premier temps de comprendre les faiblesses structurelles de cet algorithme pour ensuite proposer une procédure optimale pour une quantité qui mesure les performances d'un algorithme de bandit, le regret. Dans nos résultats, nous proposerons un algorithme appelé NS sur-pénalisé qui permet d'obtenir une borne de regret optimale au sens minimax au travers d'une étude fine de l'algorithme stochastique sous-jacent à cette procédure. Un second travail sera de donner des vitesses de convergence pour le processus apparaissant dans l'étude de la convergence en loi de l'algorithme NS sur-pénalisé. La particularité de l'algorithme est qu'il ne converge pas en loi vers une diffusion comme la plupart des algorithmes stochastiques mais vers un processus à sauts non-diffusif ce qui rend l'étude de la convergence à l'équilibre plus technique. Nous emploierons une technique de couplage afin d'étudier cette convergence. Le second travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'optimisation d'une fonction au moyen d'un algorithme stochastique. Nous étudierons une version stochastique de l'algorithme déterministe de boule pesante avec amortissement. La particularité de cet algorithme est d'être articulé autour d'une dynamique qui utilise une moyennisation sur tout le passé de sa trajectoire. La procédure fait appelle à une fonction dite de mémoire qui, selon les formes qu'elle prend, offre des comportements intéressants. Dans notre étude, nous verrons que deux types de mémoire sont pertinents : les mémoires exponentielles et polynomiales. Nous établirons pour commencer des résultats de convergence dans le cas général où la fonction à minimiser est non-convexe. Dans le cas de fonctions fortement convexes, nous obtenons des vitesses de convergence optimales en un sens que nous définirons. Enfin, l'étude se termine par un résultat de convergence en loi du processus après une bonne renormalisation. La troisième partie s'articule autour des algorithmes de McKean-Vlasov qui furent introduit par Anatoly Vlasov et étudié, pour la première fois, par Henry McKean dans l'optique de la modélisation de la loi de distribution du plasma. Notre objectif est de proposer un algorithme stochastique capable d'approcher la mesure invariante du processus. Les méthodes pour approcher une mesure invariante sont connues dans le cas des diffusions et de certains autre processus mais ici la particularité du processus de McKean-Vlasov est de ne pas être une diffusion linéaire. En effet, le processus a de la mémoire comme les processus de boule pesante. De ce fait, il nous faudra développer une méthode alternative pour contourner ce problème. Nous aurons besoin d'introduire la notion de pseudo-trajectoires afin de proposer une procédure efficace
In this thesis, we are studying severa! stochastic algorithms with different purposes and this is why we will start this manuscript by giving historicals results to define the framework of our work. Then, we will study a bandit algorithm due to the work of Narendra and Shapiro whose objectif was to determine among a choice of severa! sources which one is the most profitable without spending too much times on the wrong orres. Our goal is to understand the weakness of this algorithm in order to propose an optimal procedure for a quantity measuring the performance of a bandit algorithm, the regret. In our results, we will propose an algorithm called NS over-penalized which allows to obtain a minimax regret bound. A second work will be to understand the convergence in law of this process. The particularity of the algorith is that it converges in law toward a non-diffusive process which makes the study more intricate than the standard case. We will use coupling techniques to study this process and propose rates of convergence. The second work of this thesis falls in the scope of optimization of a function using a stochastic algorithm. We will study a stochastic version of the so-called heavy bali method with friction. The particularity of the algorithm is that its dynamics is based on the ali past of the trajectory. The procedure relies on a memory term which dictates the behavior of the procedure by the form it takes. In our framework, two types of memory will investigated : polynomial and exponential. We will start with general convergence results in the non-convex case. In the case of strongly convex functions, we will provide upper-bounds for the rate of convergence. Finally, a convergence in law result is given in the case of exponential memory. The third part is about the McKean-Vlasov equations which were first introduced by Anatoly Vlasov and first studied by Henry McKean in order to mode! the distribution function of plasma. Our objective is to propose a stochastic algorithm to approach the invariant distribution of the McKean Vlasov equation. Methods in the case of diffusion processes (and sorne more general pro cesses) are known but the particularity of McKean Vlasov process is that it is strongly non-linear. Thus, we will have to develop an alternative approach. We will introduce the notion of asymptotic pseudotrajectory in odrer to get an efficient procedure

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Corbineau, Marie-Caroline. "Proximal and interior point optimization strategies in image recovery." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLC085/document.

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Abstract:

Les problèmes inverses en traitement d'images peuvent être résolus en utilisant des méthodes variationnelles classiques, des approches basées sur l'apprentissage profond, ou encore des stratégies bayésiennes. Bien que différentes, ces approches nécessitent toutes des algorithmes d'optimisation efficaces. L'opérateur proximal est un outil important pour la minimisation de fonctions non lisses. Dans cette thèse, nous illustrons la polyvalence des algorithmes proximaux en les introduisant dans chacune des trois méthodes de résolution susmentionnées.Tout d'abord, nous considérons une formulation variationnelle sous contraintes dont la fonction objectif est composite. Nous développons PIPA, un nouvel algorithme proximal de points intérieurs permettant de résoudre ce problème. Dans le but d'accélérer PIPA, nous y incluons une métrique variable. La convergence de PIPA est prouvée sous certaines conditions et nous montrons que cette méthode est plus rapide que des algorithmes de l'état de l'art au travers de deux exemples numériques en traitement d'images.Dans une deuxième partie, nous étudions iRestNet, une architecture neuronale obtenue en déroulant un algorithme proximal de points intérieurs. iRestNet nécessite l'expression de l'opérateur proximal de la barrière logarithmique et des dérivées premières de cet opérateur. Nous fournissons ces expressions pour trois types de contraintes. Nous montrons ensuite que sous certaines conditions, cette architecture est robuste à une perturbation sur son entrée. Enfin, iRestNet démontre de bonnes performances pratiques en restauration d'images par rapport à une approche variationnelle et à d'autres méthodes d'apprentissage profond.La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'étude d'une méthode d'échantillonnage stochastique pour résoudre des problèmes inverses dans un cadre bayésien. Nous proposons une version accélérée de l'algorithme proximal de Langevin non ajusté, baptisée PP-ULA. Cet algorithme est incorporé à un échantillonneur de Gibbs hybride utilisé pour réaliser la déconvolution et la segmentation d'images ultrasonores. PP-ULA utilise le principe de majoration-minimisation afin de gérer les distributions non log-concaves. Comme le montrent nos expériences réalisées sur des données ultrasonores simulées et réelles, PP-ULA permet une importante réduction du temps d'exécution tout en produisant des résultats de déconvolution et de segmentation très satisfaisants
Inverse problems in image processing can be solved by diverse techniques, such as classical variational methods, recent deep learning approaches, or Bayesian strategies. Although relying on different principles, these methods all require efficient optimization algorithms. The proximity operator appears as a crucial tool in many iterative solvers for nonsmooth optimization problems. In this thesis, we illustrate the versatility of proximal algorithms by incorporating them within each one of the aforementioned resolution methods.First, we consider a variational formulation including a set of constraints and a composite objective function. We present PIPA, a novel proximal interior point algorithm for solving the considered optimization problem. This algorithm includes variable metrics for acceleration purposes. We derive convergence guarantees for PIPA and show in numerical experiments that it compares favorably with state-of-the-art algorithms in two challenging image processing applications.In a second part, we investigate a neural network architecture called iRestNet, obtained by unfolding a proximal interior point algorithm over a fixed number of iterations. iRestNet requires the expression of the logarithmic barrier proximity operator and of its first derivatives, which we provide for three useful types of constraints. Then, we derive conditions under which this optimization-inspired architecture is robust to an input perturbation. We conduct several image deblurring experiments, in which iRestNet performs well with respect to a variational approach and to state-of-the-art deep learning methods.The last part of this thesis focuses on a stochastic sampling method for solving inverse problems in a Bayesian setting. We present an accelerated proximal unadjusted Langevin algorithm called PP-ULA. This scheme is incorporated into a hybrid Gibbs sampler used to perform joint deconvolution and segmentation of ultrasound images. PP-ULA employs the majorize-minimize principle to address non log-concave priors. As shown in numerical experiments, PP-ULA leads to a significant time reduction and to very satisfactory deconvolution and segmentation results on both simulated and real ultrasound data

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Harris, Steven C. "A genetic algorithm for robust simulation optimization." Ohio : Ohio University, 1996. http://www.ohiolink.edu/etd/view.cgi?ohiou1178645751.

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Alkindy, Bassam. "Combining approaches for predicting genomic evolution." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2012/document.

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Abstract:

En bio-informatique, comprendre comment les molécules d’ADN ont évolué au cours du temps reste un problème ouvert etcomplexe. Des algorithmes ont été proposés pour résoudre ce problème, mais ils se limitent soit à l’évolution d’un caractèredonné (par exemple, un nucléotide précis), ou se focalisent a contrario sur de gros génomes nucléaires (plusieurs milliardsde paires de base), ces derniers ayant connus de multiples événements de recombinaison – le problème étant NP completquand on considère l’ensemble de toutes les opérations possibles sur ces séquences, aucune solution n’existe à l’heureactuelle. Dans cette thèse, nous nous attaquons au problème de reconstruction des séquences ADN ancestrales en nousfocalisant sur des chaînes nucléotidiques de taille intermédiaire, et ayant connu assez peu de recombinaison au coursdu temps : les génomes de chloroplastes. Nous montrons qu’à cette échelle le problème de la reconstruction d’ancêtrespeut être résolu, même quand on considère l’ensemble de tous les génomes chloroplastiques complets actuellementdisponibles. Nous nous concentrons plus précisément sur l’ordre et le contenu ancestral en gènes, ainsi que sur lesproblèmes techniques que cette reconstruction soulève dans le cas des chloroplastes. Nous montrons comment obtenirune prédiction des séquences codantes d’une qualité telle qu’elle permette ladite reconstruction, puis comment obtenir unarbre phylogénétique en accord avec le plus grand nombre possible de gènes, sur lesquels nous pouvons ensuite appuyernotre remontée dans le temps – cette dernière étant en cours de finalisation. Ces méthodes, combinant l’utilisation d’outilsdéjà disponibles (dont la qualité a été évaluée) à du calcul haute performance, de l’intelligence artificielle et de la biostatistique,ont été appliquées à une collection de plus de 450 génomes chloroplastiques
In Bioinformatics, understanding how DNA molecules have evolved over time remains an open and complex problem.Algorithms have been proposed to solve this problem, but they are limited either to the evolution of a given character (forexample, a specific nucleotide), or conversely focus on large nuclear genomes (several billion base pairs ), the latter havingknown multiple recombination events - the problem is NP complete when you consider the set of all possible operationson these sequences, no solution exists at present. In this thesis, we tackle the problem of reconstruction of ancestral DNAsequences by focusing on the nucleotide chains of intermediate size, and have experienced relatively little recombinationover time: chloroplast genomes. We show that at this level the problem of the reconstruction of ancestors can be resolved,even when you consider the set of all complete chloroplast genomes currently available. We focus specifically on the orderand ancestral gene content, as well as the technical problems this raises reconstruction in the case of chloroplasts. Weshow how to obtain a prediction of the coding sequences of a quality such as to allow said reconstruction and how toobtain a phylogenetic tree in agreement with the largest number of genes, on which we can then support our back in time- the latter being finalized. These methods, combining the use of tools already available (the quality of which has beenassessed) in high performance computing, artificial intelligence and bio-statistics were applied to a collection of more than450 chloroplast genomes

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Astete, morales Sandra. "Contributions to Convergence Analysis of Noisy Optimization Algorithms." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS327/document.

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Abstract:

Cette thèse montre des contributions à l'analyse d'algorithmes pour l'optimisation de fonctions bruitées. Les taux de convergences (regret simple et regret cumulatif) sont analysés pour les algorithmes de recherche linéaire ainsi que pour les algorithmes de recherche aléatoires. Nous prouvons que les algorithmes basé sur la matrice hessienne peuvent atteindre le même résultat que certaines algorithmes optimaux, lorsque les paramètres sont bien choisis. De plus, nous analysons l'ordre de convergence des stratégies évolutionnistes pour des fonctions bruitées. Nous déduisons une convergence log-log. Nous prouvons aussi une borne basse pour le taux de convergence de stratégies évolutionnistes. Nous étendons le travail effectué sur les mécanismes de réévaluations en les appliquant au cas discret. Finalement, nous analysons la mesure de performance en elle-même et prouvons que l'utilisation d'une mauvaise mesure de performance peut mener à des résultats trompeurs lorsque différentes méthodes d'optimisation sont évaluées
This thesis exposes contributions to the analysis of algorithms for noisy functions. It exposes convergence rates for linesearch algorithms as well as for random search algorithms. We prove in terms of Simple Regret and Cumulative Regret that a Hessian based algorithm can reach the same results as some optimal algorithms in the literature, when parameters are tuned correctly. On the other hand we analyse the convergence order of Evolution Strategies when solving noisy functions. We deduce log-log convergence. We also give a lower bound for the convergence rate of the Evolution Strategies. We extend the work on revaluation by applying it to a discrete settings. Finally we analyse the performance measure itself and prove that the use of an erroneus performance measure can lead to misleading results on the evaluation of different methods

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Glaudin, Lilian. "Stratégies multicouche, avec mémoire, et à métrique variable en méthodes de point fixe pour l'éclatement d'opérateurs monotones et l'optimisation." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS119.

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Abstract:

Plusieurs stratégies sans liens apparents coexistent pour mettre en œuvre les algorithmes de résolution de problèmes d'inclusion monotone dans les espaces hilbertiens. Nous proposons un cadre synthétique permettant d'englober diverses approches algorithmiques pour la construction de point fixe, clarifions et généralisons leur théorie asymptotique, et concevons de nouveaux schémas itératifs pour l'analyse non linéaire et l'optimisation convexe. Notre méthodologie, qui est ancrée sur un modèle de compositions de quasicontractions moyennées, nous permet de faire avancer sur plusieurs fronts la théorie des algorithmes de point fixe et d'impacter leurs domaines d'applications. Des exemples numériques sont fournis dans le contexte de la restauration d'image, où nous proposons un nouveau point de vue pour la formulation des problèmes variationnels
Several apparently unrelated strategies coexist to implement algorithms for solving monotone inclusions in Hilbert spaces. We propose a synthetic framework for fixed point construction which makes it possible to capture various algorithmic approaches, clarify and generalize their asymptotic behavior, and design new iterative schemes for nonlinear analysis and convex optimization. Our methodology, which is anchored on an averaged quasinonexpansive operator composition model, allows us to advance the theory of fixed point algorithms on several fronts, and to impact their application fields. Numerical examples are provided in the context of image restoration, where we propose a new viewpoint on the formulation of variational problems

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Fontaine, Allyx. "Analyses et preuves formelles d'algorithmes distribués probabilistes." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0091/document.

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Abstract:

L’intérêt porté aux algorithmes probabilistes est, entre autres,dû à leur simplicité. Cependant, leur analyse peut devenir très complexeet ce particulièrement dans le domaine du distribué. Nous mettons en évidencedes algorithmes, optimaux en terme de complexité en bits résolvantles problèmes du MIS et du couplage maximal dans les anneaux, qui suiventle même schéma. Nous élaborons une méthode qui unifie les résultatsde bornes inférieures pour la complexité en bits pour les problèmes duMIS, du couplage maximal et de la coloration. La complexité de ces analysespouvant facilement mener à l’erreur et l’existence de nombreux modèlesdépendant d’hypothèses implicites nous ont motivés à modéliserde façon formelle les algorithmes distribués probabilistes correspondant ànotre modèle (par passage de messages, anonyme et synchrone), en vuede prouver formellement des propriétés relatives à leur analyse. Pour cela,nous développons une bibliothèque, RDA, basée sur l’assistant de preuveCoq
Probabilistic algorithms are simple to formulate. However, theiranalysis can become very complex, especially in the field of distributedcomputing. We present algorithms - optimal in terms of bit complexityand solving the problems of MIS and maximal matching in rings - that followthe same scheme.We develop a method that unifies the bit complexitylower bound results to solve MIS, maximal matching and coloration problems.The complexity of these analyses, which can easily lead to errors,together with the existence of many models depending on implicit assumptionsmotivated us to formally model the probabilistic distributed algorithmscorresponding to our model (message passing, anonymous andsynchronous). Our aim is to formally prove the properties related to theiranalysis. For this purpose, we develop a library, called RDA, based on theCoq proof assistant

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Dementiev, Roman. "Algorithm engineering for large data sets hardware, software, algorithms." Saarbrücken VDM, Müller, 2006. http://d-nb.info/986494429/04.

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Dementiev, Roman. "Algorithm engineering for large data sets : hardware, software, algorithms /." Saarbrücken : VDM-Verl. Dr. Müller, 2007. http://deposit.d-nb.de/cgi-bin/dokserv?id=3029033&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm.

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Khungurn, Pramook. "Shirayanagi-Sweedler algebraic algorithm stabilization and polynomial GCD algorithms." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1721.1/41662.

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Abstract:

Thesis (M. Eng.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 2007.
Includes bibliographical references (p. 71-72).
Shirayanagi and Sweedler [12] proved that a large class of algorithms on the reals can be modified slightly so that they also work correctly on floating-point numbers. Their main theorem states that, for each input, there exists a precision, called the minimum converging precision (MCP), at and beyond which the modified "stabilized" algorithm follows the same sequence of steps as the original "exact" algorithm. In this thesis, we study the MCP of two algorithms for finding the greatest common divisor of two univariate polynomials with real coefficients: the Euclidean algorithm, and an algorithm based on QR-factorization. We show that, if the coefficients of the input polynomials are allowed to be any computable numbers, then the MCPs of the two algorithms are not computable, implying that there are no "simple" bounding functions for the MCP of all pairs of real polynomials. For the Euclidean algorithm, we derive upper bounds on the MCP for pairs of polynomials whose coefficients are members of Z, 0, Z[6], and Q[6] where ( is a real algebraic integer. The bounds are quadratic in the degrees of the input polynomials or worse. For the QR-factorization algorithm, we derive a bound on the minimal precision at and beyond which the stabilized algorithm gives a polynomial with the same degree as that of the exact GCD, and another bound on the the minimal precision at and beyond which the algorithm gives a polynomial with the same support as that of the exact GCD. The bounds are linear in (1) the degree of the polynomial and (2) the sum of the logarithm of diagonal entries of matrix R in the QR factorization of the Sylvester matrix of the input polynomials.
by Pramook Khungurn.
M.Eng.

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Johansson, Björn, and Emil Österberg. "Algorithms for Large Matrix Multiplications : Assessment of Strassen's Algorithm." Thesis, KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-230742.

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Abstract:

1968 var Strassens algoritm en av de stora genombrotten inom matrisanalyser. I denna rapport kommer teorin av Volker Strassens algoritm för matrismultiplikationer tillsammans med teorier om precisioner att presenteras. Även fördelar med att använda denna algoritm jämfört med naiva matrismultiplikation och dess implikationer, samt hur den presterar jämfört med den naiva algoritmen kommer att presenteras. Strassens algoritm kommer också att bli bedömd på hur dess resultat skiljer sig för olika precisioner när matriserna blir större, samt hur dess teoretiska komplexitet skiljer sig gentemot den erhållna komplexiteten. Studier hittade att Strassens algoritm överträffade den naiva algoritmen för matriser av storlek 1024×1024 och större. Den erhållna komplexiteten var lite större än Volker Strassens teoretiska. Den optimala precisionen i detta fall var dubbelprecisionen, Float64. Sättet algoritmen implementeras på i koden påverkar dess prestanda. Ett flertal olika faktorer behövs ha i åtanke för att förbättra Strassens algoritm: optimera dess avbrottsvillkor, sättet som matriserna paddas för att de ska vara mer användbara för rekursiv tillämpning och hur de implementeras t.ex. parallella beräkningar. Även om det kunde bevisas att Strassen algoritm överträffade den naiva efter en viss matrisstorlek så är den inte den mest effektiva; t.ex visades detta med Strassen-Winograd. Man behöver vara uppmärksam på hur undermatriserna allokeras, för att inte ta upp onödigt minne. För fördjupning kan man läsa på om cache-oblivious och cache-aware algoritmer.
Strassen’s algorithm was one of the breakthroughs in matrix analysis in 1968. In this report the thesis of Volker Strassen’s algorithm for matrix multipli- cations along with theories about precisions will be shown. The benefits of using this algorithm compared to naive matrix multiplication and its implica- tions, how its performance compare to the naive algorithm, will be displayed. Strassen’s algorithm will also be assessed on how the output differ when the matrix sizes grow larger, as well as how the theoretical complexity of the al- gorithm differs from the achieved complexity. The studies found that Strassen’s algorithm outperformed the naive matrix multiplication at matrix sizes 1024 1024 and above. The achieved complex- ity was a little higher compared to Volker Strassen’s theoretical. The optimal precision for this case were the double precision, Float64. How the algorithm is implemented in code matters for its performance. A number of techniques need to be considered in order to improve Strassen’s algorithm, optimizing its termination criterion, the manner by which it is padded in order to make it more usable for recursive application and the way it is implemented e.g. parallel computing. Even tough it could be proved that Strassen’s algorithm outperformed the Naive after reaching a certain matrix size, it is still not the most efficient one; e.g. as shown with Strassen-Winograd. One need to be careful of how the sub-matrices are being allocated, to not use unnecessary memory. For further reading one can study cache-oblivious and cache-aware algorithms.

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Abergel, Rémy. "Quelques modèles mathématiques et algorithmes rapides pour le traitement d’images." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCB051/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons à différents modèles mathématiques de traitement d’images numériques dits de bas niveau. Si l’approche mathématique permet d’établir des modèles innovants pour traiter les images, ainsi que l´étude rigoureuse des propriétés des images qu’ils produisent, ils impliquent parfois l’utilisation d’algorithmes très consommateurs de temps de calcul et de mémoire. Aussi, nous portons un soin particulier au développement d’algorithmes rapides à partir des modèles mathématiques considérés. Nous commençons par effectuer une présentation synthétique des méthodes mathématiques basées sur la dualité de Legendre-Fenchel permettant la minimisation d’énergies faisant intervenir la variation totale, fonctionnelle convexe nondifférentiable, ceci afin d’effectuer divers traitements sur les images numériques. Nous étudions ensuite un modèle de discrétisation de la variation totale inspiré de la théorie de l’échantillonnage de Shannon. Ce modèle, appelé ≪ variation totale Shannon ≫ permet un contrôle fin de la régularité des images sur une échelle sous-pixellique. Contrairement aux modèles de discrétisation classiques qui font appel à des schémas aux différences finies, nous montrons que l’utilisation de la variation totale Shannon permet de produire des images pouvant être facilement interpolées. Nous montrons également que la variation totale Shannon permet un gain conséquent en matière d’isotropie et ouvre la porte à de nouveaux modèles mathématiques de restauration. Après cela, nous proposons une adaptation du modèle TV-ICE (Iterated Conditional Expectations, proposé en 2014 par Louchet et Moisan) au cas du débruitage d’images en présence de bruit de Poisson. Nous démontrons d’une part que le schéma numérique issu de ce modèle consiste en un schéma de point fixe dont la convergence est linéaire, d’autre part que les images ainsi produites ne présentent pas d’effet de marche d’escalier (staircasing), contrairement aux images obtenues avec l’approche plus classique dite du maximum a posteriori. Nous montrons également que le modèle Poisson TV-ICE ainsi établi repose sur l’évaluation numérique d’une fonction gamma incomplète généralisée nécessitant une prise en compte fine des erreurs numériques inhérentes au calcul en précision finie et pour laquelle nous proposons un algorithme rapide permettant d’atteindre une précision quasi-optimale pour une large gamme de paramètres. Enfin, nous reprenons les travaux effectués par Primet et Moisan en 2011 concernant l’algorithme astre (A contrario Smooth TRajectory Extraction) dédié à la détection de trajectoires régulières à partir d’une séquence de nuages de points, ces points étant considérés comme issus d’une détection préalable dans une 3 séquence d’images. Si l’algorithme astre permet d’effectuer une détection optimale des trajectoires régulières au sens d’un critère a contrario, sa complexité en O(K2) (où K désigne le nombre d’images de la séquence) s’avère être rédhibitoire pour les applications nécessitant le traitement de longues séquences. Nous proposons une variante de l’algorithme astre appelée cutastre qui préserve les performances de l’algorithme astre ainsi que certaines de ses propriétés théoriques, tout en présentant une complexité en O(K)
In this thesis, we focus on several mathematical models dedicated to low-level digital image processing tasks. Mathematics can be used to design innovative models and to provide some rigorous studies of properties of the produced images. However, those models sometimes involve some intensive algorithms with high computational complexity. We take a special care in developing fast algorithms from the considered mathematical models. First, we give a concise description of some fundamental results of convex analysis based on Legendre-Fenchel duality. Those mathematical tools are particularly efficient to perform the minimization of convex and nonsmooth energies, such as those involving the total variation functional which is used in many image processing applications. Then, we focus on a Fourier-based discretization scheme of the total variation, called Shannon total variation, which provides a subpixellic control of the image regularity. In particular, we show that, contrary to the classically used discretization schemes of the total variation based on finite differences, the use of the Shannon total variation yields images that can be easily interpolated. We also show that this model provides some improvements in terms of isotropy and grid invariance, and propose a new restoration model which transforms an image into a very similar one that can be easily interpolated. Next, we propose an adaptation of the TV-ICE (Total Variation Iterated Conditional Expectations) model, recently proposed by Louchet and Moisan in 2014, to address the restoration of images corrupted by a Poisson noise. We derive an explicit form of the recursion operator involved by this scheme, and show linear convergence of the algorithm, as well as the absence of staircasing effect for the produced images. We also show that this variant involves the numerical evaluation of a generalized incomplete gamma function which must be carefully handled due to the numerical errors inherent to the finite precision floating-point calculus. Then, we propose an fast algorithm dedicated to the evaluation of this generalized 4 incomplete gamma function, and show that the accuracy achieved by the proposed procedure is near optimal for a large range of parameters. Lastly, we focus on the astre (A contrario Smooth TRajectory Extraction) algorithm, proposed by Primet and Moisan in 2011 to perform trajectory detection from a noisy point set sequence. We propose a variant of this algorithm, called cutastre, which manages to break the quadratic complexity of astre with respect to the number of frames of the sequence, while showing similar (and even slightly better) detection performances and preserving some interesting theoretical properties of the original astre algorithm

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Knauer, Christian. "Algorithms for comparing geometric patterns (Algorithmen zum Vergleich geometrischer Muster) /." [S.l. : s.n.], 2001. http://www.diss.fu-berlin.de/2002/110/index.html.

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Vallot, Delphine. "Reconstruction adaptative optimisée pour la quantification en tomographie de positons couplée à un tomodensitomètre." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30188.

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Abstract:

L'étude a été initiée à l'occasion de la disponibilité d'un algorithme itératif de reconstruction en tomographie par émission de positons, qui présente l'avantage d'atteindre la convergence grâce à une méthode de régularisation. Il a donc fallu évaluer ses performances et son éventuel apport en comparaison aux algorithmes de référence, puis étudier l'influence du seul paramètre accessible aux utilisateurs pour une optimisation en clinique. Pour cela, plusieurs tests ont été réalisés, sur fantômes d'abord, puis sur patients car les résultats obtenus n'étaient pas directement transposables en clinique. Cet algorithme a de nombreux avantages par rapport au standard actuel OSEM-MLEM (moins de bruit, meilleur contraste, meilleure détectabilité des lésions) mais pourrait encore être amélioré pour diminuer les artéfacts et la surestimation de certaines métriques, grâce à l'utilisation de fantômes plus anthropomorphiques et l'accès à plus de paramètres de reconstruction. Des travaux sont encore en cours avec l'éditeur
This study was initiated to evaluate an iterative reconstruction algorithm in positron emission tomography based on a regularization method to obtain convergence. Our aim was to assess its performance, in comparison with other currently available algorithms and to study the impact of the only parameter available to users for eventual optimization, both using anthropomorphic phantoms and clinical data. We confirm that this algorithm shows several advantages compared to the traditional OSEM-MLEM concerning noise, contrast and detectability. By using anthropomorphic phantoms and with access to more reconstruction parameters, the performance could be further improved to decrease the artefacts and the overestimation of certain metrics. Work in progress

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Stults, Ian Collier. "A multi-fidelity analysis selection method using a constrained discrete optimization formulation." Diss., Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/1853/31706.

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Abstract:

Thesis (Ph.D)--Aerospace Engineering, Georgia Institute of Technology, 2010.
Committee Chair: Mavris, Dimitri; Committee Member: Beeson, Don; Committee Member: Duncan, Scott; Committee Member: German, Brian; Committee Member: Kumar, Viren. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.

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Pochet, Juliette. "Evaluation de performance d’une ligne ferroviaire suburbaine partiellement équipée d’un automatisme CBTC." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC005.

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Abstract:

En zone dense, la croissance actuelle du trafic sur les lignes ferroviaires suburbaines conduit les exploitants à déployer des systèmes de contrôle-commande avancés des trains, tels que les systèmes dits « CBTC » (Communication Based Train Control) jusque-là réservés aux systèmes de métro. Les systèmes CBTC mettent en œuvre un pilotage automatique des trains et permettent une amélioration significative des performances. Par ailleurs, ils peuvent inclure un module de supervision de la ligne en charge de réguler la marche des trains en cas d’aléa, améliorant ainsi la robustesse du trafic. Face au problème de régulation, la recherche opérationnelle a produit un certain nombre de méthodes permettant de répondre efficacement aux perturbations, d’une part dans le secteur métro et d’autre part dans le secteur ferroviaire lourd. En tirant profit de l’état de l’art et des avancées faites dans les deux secteurs, les travaux présentés dans ce manuscrit cherchent à contribuer à l’adaptation des fonctions de régulation des systèmes CBTC pour l’exploitation de lignes ferroviaires suburbaines. L’approche du problème débute par la construction de l’architecture fonctionnelle d’un module de supervision pour un système CBTC standard. Nous proposons ensuite une méthode de régulation basée sur une stratégie de commande prédictive et sur une optimisation multi-objectif des consignes des trains automatiques. Afin d’être en mesure d’évaluer précisément les performances d’une ligne ferroviaire suburbaine équipée d’un automatisme CBTC, il est nécessaire de s’équiper d’un outil de simulation microscopique adapté. Nous présentons dans ce manuscrit l’outil SNCF nommé SIMONE qui permet une simulation réaliste du point de vue fonctionnel et dynamique d’un système ferroviaire incluant un système CBTC. Les objectifs des travaux de thèse nous ont naturellement conduits à prendre part, avec l’équipe SNCF, à la spécification, à la conception et à l’implémentation de cet outil. Finalement, grâce à l’outil SIMONE, nous avons pu tester la méthode de régulation proposée sur des scénarios impliquant des perturbations. Afin d’évaluer la qualité des solutions, la méthode multi-objectif proposée a été comparée à une méthode de régulation individuelle basée sur une heuristique simple. La méthode de régulation multi-objectif propose de bonnes solutions au problème, dans la majorité des cas plus satisfaisantes que celles proposées par la régulation individuelle, et avec un temps de calcul jugé acceptable. Le manuscrit se termine par des perspectives de recherche intéressantes
In high-density area, the demand for railway transportation is continuously increasing. Operating companies turn to new intelligent signaling and control systems, such as Communication Based Train Control (CBTC) systems previously deployed on underground systems only. CBTC systems operate trains in automatic pilot and lead to increase the line capacity without expensive modification of infrastructures. They can also include a supervision module in charge of adapting train behavior according to operating objectives and to disturbances, increasing line robustness. In the literature of real-time traffic management, various methods have been proposed to supervise and reschedule trains, on the one hand for underground systems, on the other hand for railway systems. Making the most of the state-of-the-art in both fields, the presented work intend to contribute to the design of supervision and rescheduling functions of CBTC systems operating suburban railway systems. Our approach starts by designing a supervision module for a standard CBTC system. Then, we propose a rescheduling method based on a model predictive control approach and a multi-objective optimization of automatic train commands. In order to evaluate the performances of a railway system, it is necessary to use a microscopic simulation tool including a CBTC model. In this thesis, we present the tool developed by SNCF and named SIMONE. It allows realistic simulation of a railway system and a CBTC system, in terms of functional architecture and dynamics. The presented work has been directly involved in the design and implementation of the tool. Eventually, the proposed rescheduling method was tested with the tool SIMONE on disturbed scenarios. The proposed method was compared to a simple heuristic strategy intending to recover delays. The proposed multi-objective method is able to provide good solutions to the rescheduling problem and over-performs the simple strategy in most cases, with an acceptable process time. We conclude with interesting perspectives for future work

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Sauerland, Volkmar [Verfasser]. "Algorithm Engineering for some Complex Practise Problems : Exact Algorithms, Heuristics and Hybrid Evolutionary Algorithms / Volkmar Sauerland." Kiel : Universitätsbibliothek Kiel, 2012. http://d-nb.info/1026442745/34.

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Auger, Nicolas. "Analyse réaliste d'algorithmes standards." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1110/document.

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Abstract:

À l'origine de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'algorithme de tri TimSort qui est apparu en 2002, alors que la littérature sur le problème du tri était déjà bien dense. Bien qu'il soit utilisé dans de nombreux langages de programmation, les performances de cet algorithme n'avaient jamais été formellement analysées avant nos travaux. L'étude fine de TimSort nous a conduits à enrichir nos modèles théoriques, en y incorporant des caractéristiques modernes de l'architecture des ordinateurs. Nous avons, en particulier, étudié le mécanisme de prédiction de branchement. Grâce à cette analyse théorique, nous avons pu proposer des modifications de certains algorithmes élémentaires (comme l'exponentiation rapide ou la dichotomie) qui utilisent ce principe à leur avantage, améliorant significativement leurs performances lorsqu'ils sont exécutés sur des machines récentes. Enfin, même s'il est courant dans le cadre de l'analyse en moyenne de considérer que les entrées sont uniformément distribuées, cela ne semble pas toujours refléter les distributions auxquelles nous sommes confrontés dans la réalité. Ainsi, une des raisons du choix d'implanter TimSort dans des bibliothèques standard de Java et Python est probablement sa capacité à s'adapter à des entrées partiellement triées. Nous proposons, pour conclure cette thèse, un modèle mathématique de distribution non-uniforme sur les permutations qui favorise l'apparition d'entrées partiellement triées, et nous en donnons une analyse probabiliste détaillée
At first, we were interested in TimSort, a sorting algorithm which was designed in 2002, at a time where it was hard to imagine new results on sorting. Although it is used in many programming languages, the efficiency of this algorithm has not been studied formally before our work. The fine-grain study of TimSort leads us to take into account, in our theoretical models, some modern features of computer architecture. In particular, we propose a study of the mechanisms of branch prediction. This theoretical analysis allows us to design variants of some elementary algorithms (like binary search or exponentiation by squaring) that rely on this feature to achieve better performance on recent computers. Even if uniform distributions are usually considered for the average case analysis of algorithms, it may not be the best framework for studying sorting algorithms. The choice of using TimSort in many programming languages as Java and Python is probably driven by its efficiency on almost-sorted input. To conclude this dissertation, we propose a mathematical model of non-uniform distribution on permutations, for which permutations that are almost sorted are more likely, and provide a detailed probabilistic analysis

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Pontoizeau, Thomas. "Community detection : computational complexity and approximation." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLED007/document.

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Abstract:

Cette thèse étudie la détection de communautés dans le contexte des réseaux sociaux. Un réseau social peut être modélisé par un graphe dans lequel les sommets représentent les membres et les arêtes représentent les relations entre les membres. En particulier, j'étudie quatre différentes définitions de communauté. D'abord, une structure en communautés peut être définie par une partition des sommets telle que tout sommet a une plus grande proportion de voisins dans sa partie que dans toute autre partie. Cette définition peut être adaptée pour l'étude d'une seule communauté. Ensuite, une communauté peut être vue comme un sous graphe tel que tout couple de sommets sont à distance 2 dans ce sous graphe. Enfin, dans le contexte des sites de rencontre, je propose d'étudier une définition de communauté potentielle dans le sens où les membres de la communauté ne se connaissent pas, mais sont liés par des connaissances communes. Pour ces trois définitions, j'étudie la complexité computationnelle et l'approximation de problèmes liés à l'existence ou la recherche de telles communautés dans les graphes
This thesis deals with community detection in the context of social networks. A social network can be modeled by a graph in which vertices represent members, and edges represent relationships. In particular, I study four different definitions of a community. First, a community structure can be defined as a partition of the vertices such that each vertex has a greater proportion of neighbors in its part than in any other part. This definition can be adapted in order to study only one community. Then, a community can be viewed as a subgraph in which every two vertices are at distance 2 in this subgraph. Finally, in the context of online meetup services, I investigate a definition for potential communities in which members do not know each other but are related by their common neighbors. In regard to these proposed definitions, I study computational complexity and approximation within problems that either relate to the existence of such communities or to finding them in graphs

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Bournat, Marjorie. "Graceful Degradation and Speculation for Robots in Highly Dynamic Environments." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS035.

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Abstract:

Les systèmes distribués sont des systèmes composés de plusieurs processus communiquants et coopérants ensemble pour résoudre des tâches communes. C’est un modèle générique pour de nombreux systèmes réels comme les réseaux sans fil ou mobiles, les systèmes multiprocesseurs à mémoire partagée, etc. D’un point de vue algorithmique, il est reconnu que de fortes hypothèses (comme l’asynchronisme ou la mobilité) sur de tels systèmes mènent souvent à des résultats d’impossibilité ou à de fortes bornes inférieures sur les complexités. Dans cette thèse, nous étudions des algorithmes qui s’auto-adaptent à leur environnement (i.e., l’union de toutes les hypothèses sur le système) en se concentrant sur les deux approches suivantes. La dégradation progressive contourne les résultats d’impossibilité en dégradant les propriétés offertes par l’algorithme lorsque l’environnement devient fort. La spéculation contourne les bornes inférieures élevées sur les complexités en optimisant l’algorithme seulement sur les environnements les plus probables. Les réseaux de robots représentent un cas particulier des systèmes distribués où les processus, dotés de capteurs, sont capables de bouger d’une localisation à une autre. Nous considérons des environnements dynamiques dans lesquels cette capacité peut évoluer avec le temps. Cette thèse répond positivement à la question ouverte de savoir s’il est possible et bénéfique d’appliquer les approches progressivement dégradante et spéculative aux réseaux de robots dans des environnements dynamiques. Cette réponse est obtenue en étudiant le rassemblement (où tous les robots doivent se retrouver à la même localisation en temps fini) progressivement dégradant et l’exploration perpétuelle (où les robots doivent visiter infiniment souvent chaque localisation) spéculative
Distributed systems are systems composed of multiple communicant processes cooperating to solve a common task. This is a generic model for numerous real systems as wired or mobile networks, shared-memory multiprocessor systems, and so on. From an algorithmic point of view, it is well-known that strong assumptions (as asynchronism or mobility) on such systems lead often to impossibility results or high lower bounds on complexity. In this thesis, we study algorithms that adapt themselves to their environment (i.e., the union of all assumptions on the system) by focusing on the two following approaches. Graceful degradation circumvents impossibility results by degrading the properties offered by the algorithm as the environment become stronger. Speculation allows to bypass high lower bounds on complexity by optimizing the algorithm only on more probable environments. Robot networks are a particular case of distributed systems where processes are endowed with sensors and able to move from a location to another. We consider dynamic environments in which this ability may evolve with time. This thesis answers positively to the open question whether it is possible and attractive to apply gracefully degrading and speculative approaches to robot networks in dynamic environments. This answer is obtained through contributions on gracefully degrading gathering (where all robots have to meet on the same location in finite time) and on speculative perpetual exploration (where robots must visit infinitely often each location)

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Rafique, Abid. "Communication optimization in iterative numerical algorithms : an algorithm-architecture interaction." Thesis, Imperial College London, 2014. http://hdl.handle.net/10044/1/17837.

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Abstract:

Trading communication with redundant computation can increase the silicon efficiency of common hardware accelerators like FPGA and GPU in accelerating sparse iterative numerical algorithms. While iterative numerical algorithms are extensively used in solving large-scale sparse linear system of equations and eigenvalue problems, they are challenging to accelerate as they spend most of their time in communication-bound operations, like sparse matrix-vector multiply (SpMV) and vector-vector operations. Communication is used in a general sense to mean moving the matrix and the vectors within the custom memory hierarchy of the FPGA and between processors in the GPU; the cost of which is much higher than performing the actual computation due to technological reasons. Additionally, the dependency between the operations hinders overlapping computation with communication. As a result, although GPU and FPGA are offering large peak floating-point performance, their sustained performance is nonetheless very low due to high communication costs leading to poor silicon efficiency. In this thesis, we provide a systematic study to minimize the communication cost thereby increase the silicon efficiency. For small-to-medium datasets, we exploit large on-chip memory of the FPGA to load the matrix only once and then use explicit blocking to perform all iterations at the communication cost of a single iteration. For large sparse datasets, it is now a well-known idea to unroll k iterations using a matrix powers kernel which replaces SpMV and two additional kernels, TSQR and BGS, which replace vector-vector operations. While this approach can provide a Θ(k) reduction in the communication cost, the extent of the unrolling depends on the growth in redundant computation, the underlying architecture and the memory model. In this work, we show how to select the unroll factor k in an architecture-agnostic manner to provide communication-computation tradeoff on FPGA and GPU. To this end, we exploit inverse-memory hierarchy of the GPUs to map matrix power kernel and present a new algorithm for the FPGAs which matches with their strength to reduce redundant computation to allow large k and hence higher speedups. We provide predictive models of the matrix powers kernel to understand the communication-computation tradeoff on GPU and FPGA. We highlight extremely low efficiency of the GPU in TSQR due to off-chip sharing of data across different building blocks and show how we can use on-chip memory of the FPGA to eliminate this off-chip access and hence achieve better efficiency. Finally, we demonstrate how to compose all the kernels by using a unified architecture and exploit on-chip memory of the FPGA to share data across these kernels. Using the Lanczos Iteration as a case study to solve symmetric extremal eigenvalue problem, we show that the efficiency of FPGAs can be increased from 1.8% to 38% for small- to-medium scale dense matrices whereas up to 7.8% for large-scale structured banded matrices. We show that although GPU shows better efficiency for certain kernels like the matrix powers kernel, the overall efficiency is even lower due to increase in communication cost while sharing data across different kernels through off-chip memory. As the Lanczos Iteration is at the heart of all modern iterative numerical algorithms, our results are applicable to a broad class of iterative numerical algorithms.

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Legay, Sylvain. "Quelques problèmes d'algorithmique et combinatoires en théorie des grapphes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS030/document.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse est la théorie des graphes. Formellement, un graphe est un ensemble de sommets et un ensemble d’arêtes, c’est à dire de paires de sommets, qui relient les sommets. Cette thèse traite de différents problèmes de décisions binaires ou de minimisations liés à la notion de graphe, et cherche, pour chacun de ces problèmes, à déterminer sa classe de complexité, ou à fournir un algorithme. Le premier chapitre concerne le problème de trouver le plus petit sous-graphe connexe tropical dans un graphe sommet-colorié, c’est à dire le plus petit sous-graphe connexe contenant toutes les couleurs. Le deuxième chapitre concerne les problèmes d’homomorphisme tropical, une généralisation des problèmes de coloriage de graphe. On y trouve un lien entre ces problèmes et plusieurs classes de problèmes d’homomorphismes, dont la classe des Problèmes de Satisfaction de Contraintes. Le troisième chapitre concerne deux variantes lointaines du problème de domination, nommément les problèmes d’alliances globales dans un graphe pondéré et le problème de l’ensemble sûr. Le quatrième chapitre concerne la recherche d’une décomposition arborescente étoilée, c’est à dire une décomposition arborescente dont le rayon des sacs est 1. Enfin, le cinquième chapitre concerne une variante du problème de décider du comportement asymptotique de l’itéré du graphe des bicliques
This thesis is about graph theory. Formally, a graph is a set of vertices and a set of edges, which are pair of vertices, linking vertices. This thesis deals with various decision problem linked to the notion of graph, and, for each of these problem, try to find its complexity class, or to give an algorithm. The first chapter is about the problem of finding the smallest connected tropical subgraph of a vertex-colored graph, which is the smallest connecter subgraph containing every colors. The second chapter is about problems of tropical homomorphism, a generalization of coloring problem. A link between these problems and several other class of homomorphism problems can be found in this chapter, especially with the class of Constraint Satisfaction Problem. The third chapter is about two variant of the domination problem, namely the global alliance problems in a weighted graph and the safe set problem. The fourth chapter is about the problem of finding a star tree-decomposition, which is a tree-decomposition where the radius of bags is 1. Finally, the fifth chapter is about a variant of the problem of deciding the asymptotic behavior of the iterated biclique graph

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Hachimi, Hanaa. "Hybridations d'algorithmes métaheuristiques en optimisation globale et leurs applications." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00905604.

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Abstract:

L'optimisation des structures est un processus essentiel dans la conception des systèmes mécaniques et électroniques. Cette thèse s'intéresse à la résolution des problèmes mono-objectifs et multi-objectifs des structures mécaniques et mécatroniques. En effet, les industriels ne sont pas seulement préoccupés à améliorer les performances mécaniques des pièces qu'ils conçoivent, mais ils cherchent aussi à optimiser leurs poids, leurs tailles, ainsi que leurs coûts de production. Pour résoudre ce type de problème, nous avons fait appel à des métaheuristiques robustes qui nous permettent de minimiser le coût de production de la structure mécanique et de maximiser le cycle de vie de la structure. Alors que des méthodes inappropriées de l'évolution sont plus difficiles à appliquer à des modèles mécaniques complexes en raison de temps calcul exponentiel. Il est connu que les algorithmes génétiques sont très efficaces pour les problèmes NP-difficiles, mais ils sont très lourds et trop gourmands quant au temps de calcul, d'où l'idée d'hybridation de notre algorithme génétique par l'algorithme d'optimisation par essaim de particules (PSO) qui est plus rapide par rapport à l'algorithme génétique (GA). Dans notre expérimentation, nous avons obtenu une amélioration de la fonction objectif et aussi une grande amélioration de la minimisation de temps de calcul. Cependant, notre hybridation est une idée originale, car elle est différente des travaux existants. Concernant l'avantage de l'hybridation, il s'agit généralement de trois méthodes : l'hybridation en série, l'hybridation en parallèle et l'hybridation par insertion. Nous avons opté pour l'hybridation par insertion par ce qu'elle est nouvelle et efficace. En effet, les algorithmes génétiques se composent de trois étapes principales : la sélection, le croisement et la mutation. Dans notre cas, nous remplaçons les opérateurs de mutation par l'optimisation par essaim de particules. Le but de cette hybridation est de réduire le temps de calcul ainsi que l'amélioration la solution optimale.

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Violich, Stephen Scott. "Fusing Loopless Algorithms for Combinatorial Generation." Thesis, University of Canterbury. Computer Science and Software Engineering, 2006. http://hdl.handle.net/10092/1075.

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Abstract:

Loopless algorithms are an interesting challenge in the field of combinatorial generation. These algorithms must generate each combinatorial object from its predecessor in no more than a constant number of instructions, thus achieving theoretically minimal time complexity. This constraint rules out powerful programming techniques such as iteration and recursion, which makes loopless algorithms harder to develop and less intuitive than other algorithms. This thesis discusses a divide-and-conquer approach by which loopless algorithms can be developed more easily and intuitively: fusing loopless algorithms. If a combinatorial generation problem can be divided into subproblems, it may be possible to conquer it looplessly by fusing loopless algorithms for its subproblems. A key advantage of this approach is that is allows existing loopless algorithms to be reused. This approach is not novel, but it has not been generalised before. This thesis presents a general framework for fusing loopless algorithms, and discusses its implications. It then applies this approach to two combinatorial generation problems and presents two new loopless algorithms. The first new algorithm, MIXPAR, looplessly generates well-formed parenthesis strings comprising two types of parentheses. It is the first loopless algorithm for generating these objects. The second new algorithm, MULTPERM, generates multiset permutations in linear space using only arrays, a benchmark recently set by Korsh and LaFollette (2004). Algorithm MULTPERM is evaluated against Korsh and LaFollette's algorithm, and shown to be simpler and more efficient in both space and time.

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Lavault, Christian. "Algorithmique et complexité distribuées : applications à quelques problèmes fondamentaux de complexité, protocoles distribués à consensus, information globale, problèmes distribués d'élection et de routage." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112392.

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Abstract:

Présentation d'un cadre général pour l'étude et l'analyse des algorithmes répartis et résolution de plusieurs problèmes de fond relatifs à la complexité dans les systèmes répartis. Développement de divers outils d'analyse en moyenne de la complexite en messages de protocoles généraux à consensus. Résolution par l'analyse mathématique d'un problème ouvert sur les performances comparées des anneaux uni et bidirectionnels pour la complexité en moyenne en messages d'algorithmes d'élection déterministes. Un algorithme probabiliste de construction d'un arbre couvrant sur un système distribué anonyme et quelconque est développé. Deux théorèmes sont proposés qui bornent la faille des messages en fonction de la complexite en messages des algorithmes distribués asynchrones du point de vue de la quantité d'information.

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Lashermes, Ronan. "Etude de la sécurité des implémentations de couplage." Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0021/document.

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Abstract:

Les couplages sont des algorithmes cryptographiques qui permettent de nouveaux protocoles de cryptographie à clé publique. Après une décennie de recherches sur des implémentations efficaces, ce qui permet maintenant d’exécuter un couplage en un temps raisonnable, nous nous sommes concentrés sur la sécurité de ces mêmes implémentations.Pour cela nous avons évalué la résistance des algorithmes de couplage contre les attaques en faute. Nous avons envoyé des impulsions électromagnétiques sur la puce calculant le couplage à des moments choisis. Cela nous a permis de remonter au secret cryptographique qu’est censé protéger l’algorithme de couplage. Cette étude fut à la fois théorique et pratique avec la mise en œuvre d’attaques en faute. Finalement, des contremesures ont été proposées pour pouvoir protéger l’algorithme dans le futur
Pairings are cryptographic algorithms allowing new protocols for public-key cryptography. After a decade of research which led to a dramatic improvement of the computation speed of pairings, we focused on the security of pairing implementations.For that purpose, we evaluated the resistance to fault attacks. We have sent electromagnetic pulses in the chip computing a pairing at a precise instant. It allowed us to recover the cryptographic secret which should be protected in the computation. Our study was both theoretical and practical; we did implement actual fault attacks. Finally, we proposed countermeasures in order to protect the algorithm in the future

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Tchvagha, Zeine Ahmed. "Contribution à l’optimisation multi-objectifs sous contraintes : applications à la mécanique des structures." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMIR13/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est le développement de méthodes d’optimisation multi-objectif pour la résolution de problèmes de conception des structures mécaniques. En effet, la plupart des problèmes réels dans le domaine de la mécanique des structures ont plusieurs objectifs qui sont souvent antagonistes. Il s’agit, par exemple, de concevoir des structures en optimisant leurs poids, leurs tailles, et leurs coûts de production. Le but des méthodes d’optimisation multi-objectif est la recherche des solutions de compromis entre les objectifs étant donné l’impossibilité de satisfaire tout simultanément. Les métaheuristiques sont des méthodes d’optimisation capables de résoudre les problèmes d’optimisation multi-objective en un temps de calcul raisonnable sans garantie de l’optimalité de (s) solution (s). Au cours des dernières années, ces algorithmes ont été appliqués avec succès pour résoudre le problème des mécaniques des structures. Dans cette thèse deux métaheuristiques ont été développées pour la résolution des problèmes d’optimisation multi-objectif en général et de conception de structures mécaniques en particulier. Le premier algorithme baptisé MOBSA utilise les opérateurs de croisement et de mutation de l’algorithme BSA. Le deuxième algorithme nommé NNIA+X est une hybridation d’un algorithme immunitaire et de trois croisements inspirés de l’opérateur de croisement original de l’algorithme BSA. Pour évaluer l’efficacité et l’efficience de ces deux algorithmes, des tests sur quelques problèmes dans littérature ont été réalisés avec une comparaison avec des algorithmes bien connus dans le domaine de l’optimisation multi-objectif. Les résultats de comparaison en utilisant des métriques très utilisées dans la littérature ont démontré que ces deux algorithmes peuvent concurrencer leurs prédécesseurs
The objective of this thesis is the development of multi-objective optimization methods for solving mechanical design problems. Indeed, most of the real problems in the field of mechanical structures have several objectives that are often antagonistic. For example, it is about designing structures by optimizing their weight, their size, and their production costs. The goal of multi-objective optimization methods is the search for compromise solutions between objectives given the impossibility to satisfy all simultaneously. Metaheuristics are optimization methods capable of solving multi-objective optimization problems in a reasonable calculation time without guaranteeing the optimality of the solution (s). In recent years, these algorithms have been successfully applied to solve the problem of structural mechanics. In this thesis, two metaheuristics have been developed for the resolution of multi-objective optimization problems in general and of mechanical structures design in particular. The first algorithm called MOBSA used the crossover and mutation operators of the BSA algorithm. The second one named NNIA+X is a hybridization of an immune algorithm and three crossover inspired by the original crossover operator of the BSA algorithm. To evaluate the effectiveness and efficiency of these two algorithms, tests on some problems in literature have been made with a comparison with algorithms well known in the field of multi-objective optimization. The comparison results using metrics widely used in the literature have shown that our two algorithms can compete with their predecessors

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Mhedhbi, Imen. "Ordonnancement d'ateliers de traitements de surfaces pour une production mono-robot/multi-produits : Résolution et étude de la robustesse." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2011. http://www.theses.fr/2011ECLI0004/document.

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Abstract:

Les travaux de recherche de ce mémoire portent sur la contribution à l’ordonnancement et à la robustesse d’ateliers de traitement de surface pour une production mono-robot/multi-produits.Une ligne de traitement de surface est constituée d’une succession de cuves dans lesquelles une opération chimique, de durée définie sur un intervalle de temps, appelé fenêtre, doit être réalisée. Ce type de ligne est en particulier contraint par un robot, se déplaçant sur un rail au dessus des cuves et assurant le transport du produit à traiter. Ce problème d’ordonnancement traité, appelé SHMP (Single-Hoist/Multi-Products) est connu pour être NP-difficile, même avec un seul produit et une seule ressource de transport. Basé sur les techniques de satisfaction de contraintes, un algorithme a été développé et mis en œuvre avec succès pour l’atelier de traitement de surfaces étudié. L’utilisation de l’hybridation de ce même algorithme avec d’autres méthodes s’est avérée intéressante et efficace pour déterminer des solutions de meilleure qualité. Nous avons également montré que le recours aux algorithmes génétiques pour l’optimisation du problème job shop mono-robot/multi-produits étudié conduit à des résultats encore plus intéressants et significatifs.La robustesse a aussi été considérée pour l’étude de l’influence des perturbations sur l’ordonnancement. Pour cela, la distinction de divers scénarii a été nécessaire pour l’étude de l’influence d’une perturbation au niveau du chariot. La détermination systématique d’un ordonnancement robuste a été ensuite menée, avec succès, par application d’une méthode d’évaluation multi-critères
In this thesis we study the automated electroplating lines. In these lines, the products are immerged in different tanks. The processing times are bounded. The lower bound represents the minimum time to treat the product while the upper bound depends on the treatment.A classical objective is to ﬁnd the robot moves which minimize the cycle time, this is called ”hoist scheduling problem” (HSP). In this thesis, we study particularly the single-hoist/multi-products.In this direction, three approaches are presented to solve the single-hoist/multi-products problem with introducing the hoist moves time: constraints satisfaction algorithm based on non standard criteria witch the hoist wait time, hybridization with classical heuristics improving the obtained results, and finally the genetic algorithm to optimize the cycle time. Robustness’ notions are finally exploited in the presence of a disturbance at the critical resource of the workshop which is the hoist.The systematic determination of a robust scheduling has been conducted successfully introducing new performance indicators and by applying a multicriteria evaluation method

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Pelikan, Martin. "Hierarchical Bayesian optimization algorithm : toward a new generation of evolutionary algorithms /." Berlin [u.a.] : Springer, 2005. http://www.loc.gov/catdir/toc/fy053/2004116659.html.

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Sigrist, Zoé. "Contribution à l'identification de systèmes non-linéaires en milieu bruité pour la modélisation de structures mécaniques soumises à des excitations vibratoires." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14655/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la caractérisation de structures mécaniques, au travers de leurs paramètres structuraux, à partir d'observations perturbées par des bruits de mesure, supposés additifs blancs gaussiens et centrés. Pour cela, nous proposons d'utiliser des modèles à temps discret à parties linéaire et non-linéaire séparables. La première permet de retrouver les paramètres recherchés tandis que la seconde renseigne sur la non-linéarité présente. Dans le cadre d'une modélisation non-récursive par des séries de Volterra, nous présentons une approche à erreurs-dans-les-variables lorsque les variances des bruits ne sont pas connues ainsi qu'un algorithme adaptatif du type LMS nécessitant la connaissance de la variance du bruit d'entrée. Dans le cadre d'une modélisation par un modèle récursif polynomial, nous proposons deux méthodes à partir d'algorithmes évolutionnaires. La première inclut un protocole d'arrêt tenant compte de la variance du bruit de sortie. Dans la seconde, les fonctions fitness sont fondées sur des fonctions de corrélation dans lesquelles l'influence du bruit est supprimée ou compensée
This PhD deals with the caracterisation of mechanical structures, by its structural parameters, when only noisy observations disturbed by additive measurement noises, assumed to be zero-mean white and Gaussian, are available. For this purpose, we suggest using discrete-time models with distinct linear and nonlinear parts. The first one allows the structural parameters to be retrieved whereas the second one gives information on the nonlinearity. When dealing with non-recursive Volterra series, we propose an errors-in-variables (EIV) method to jointly estimate the noise variances and the Volterra kernels. We also suggest a modified unbiased LMS algorithm to estimate the model parameters provided that the input-noise variance is known. When dealing with recursive polynomial model, we propose two methods using evolutionary algorithms. The first includes a stop protocol that takes into account the output-noise variance. In the second one, the fitness functions are based on correlation criteria in which the noise influence is removed or compensated

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Douib, Ameur. "Algorithmes bio-inspirés pour la traduction automatique statistique." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0005/document.

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Abstract:

Différentes composantes des systèmes de traduction automatique statistique sont considérées comme des problèmes d'optimisations. En effet, l'apprentissage du modèle de traduction, le décodage et l'optimisation des poids de la fonction log-linéaire sont trois importants problèmes d'optimisation. Savoir définir les bons algorithmes pour les résoudre est l'une des tâches les plus importantes afin de mettre en place un système de traduction performant. Plusieurs algorithmes d'optimisation sont proposés pour traiter les problèmes d'optimisation du décodeur. Ils sont combinés pour résoudre, d'une part, le problème de décodage qui produit une traduction dans la langue cible d'une phrase source, d'autre part, le problème d'optimisation des poids des scores combinés dans la fonction log-linéaire pour d'évaluation des hypothèses de traduction au cours du décodage. Le système de traduction statistique de référence est basé sur un algorithme de recherche en faisceau pour le décodage, et un algorithme de recherche linéaire pour l'optimisation des poids associés aux scores. Nous proposons un nouveau système de traduction avec un décodeur entièrement basé sur les algorithmes génétiques. Les algorithmes génétiques sont des algorithmes d'optimisation bio-inspirés qui simulent le processus de l'évolution naturelle des espèces. Ils permettent de manipuler un ensemble de solutions à travers plusieurs itérations pour converger vers des solutions optimales. Ce travail, nous permet d'étudier l'efficacité des algorithmes génétiques pour la traduction automatique statistique. L'originalité de notre proposition est de proposer deux algorithmes : un algorithme génétique, appelé GAMaT, comme décodeur pour un système de traduction statistique à base de segments, et un algorithme génétique, appelé GAWO, pour l'optimisation des poids de la fonction log-linéaire afin de l'utiliser comme fonction fitness pour GAMaT. Nous proposons également, une approche neuronale pour définir une nouvelle fonction fitness pour GAMaT. Cette approche consiste à utiliser un réseau de neurones pour l'apprentissage d'une fonction qui combine plusieurs scores, évaluant différents aspects d'une hypothèse de traduction, combinés auparavant dans la fonction log-linéaire, et qui prédit le score BLEU de cette hypothèse de traduction. Ce travail, nous a permis de proposer un nouveau système de traduction automatique statistique ayant un décodeur entièrement basé sur des algorithmes génétiques
Different components of statistical machine translation systems are considered as optimization problems. Indeed, the learning of the translation model, the decoding and the optimization of the weights of the log-linear function are three important optimization problems. Knowing how to define the right algorithms to solve them is one of the most important tasks in order to build an efficient translation system. Several optimization algorithms are proposed to deal with decoder optimization problems. They are combined to solve, on the one hand, the decoding problem that produces a translation in the target language for each source sentence, on the other hand, to solve the problem of optimizing the weights of the combined scores in the log-linear function to fix the translation evaluation function during the decoding. The reference system in statistical translation is based on a beam-search algorithm for the decoding, and a line search algorithm for optimizing the weights associated to the scores. We propose a new statistical translation system with a decoder entirely based on genetic algorithms. Genetic algorithms are bio-inspired optimization algorithms that simulate the natural process of evolution of species. They allow to handle a set of solutions through several iterations to converge towards optimal solutions. This work allows us to study the efficiency of the genetic algorithms for machine translation. The originality of our work is the proposition of two algorithms: a genetic algorithm, called GAMaT, as a decoder for a phrase-based machine translation system, and a second genetic algorithm, called GAWO, for optimizing the weights of the log-linear function in order to use it as a fitness function for GAMaT. We propose also, a neuronal approach to define a new fitness function for GAMaT. This approach consists in using a neural network to learn a function that combines several scores, which evaluate different aspects of a translation hypothesis, previously combined in the log-linear function, and that predicts the BLEU score of this translation hypothesis. This work allowed us to propose a new machine translation system with a decoder entirely based on genetic algorithms

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Delaplace, Claire. "Algorithmes d'algèbre linéaire pour la cryptographie." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S045/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous discutons d’aspects algorithmiques de trois différents problèmes, en lien avec la cryptographie. La première partie est consacrée à l’algèbre linéaire creuse. Nous y présentons un nouvel algorithme de pivot de Gauss pour matrices creuses à coefficients exacts, ainsi qu’une nouvelle heuristique de sélection de pivots, qui rend l’entière procédure particulièrement efficace dans certains cas. La deuxième partie porte sur une variante du problème des anniversaires, avec trois listes. Ce problème, que nous appelons problème 3XOR, consiste intuitivement à trouver trois chaînes de caractères uniformément aléatoires de longueur fixée, telles que leur XOR soit la chaîne nulle. Nous discutons des considérations pratiques qui émanent de ce problème et proposons un nouvel algorithme plus rapide à la fois en théorie et en pratique que les précédents. La troisième partie est en lien avec le problème learning with errors (LWE). Ce problème est connu pour être l’un des principaux problèmes difficiles sur lesquels repose la cryptographie à base de réseaux euclidiens. Nous introduisons d’abord un générateur pseudo-aléatoire, basé sur la variante dé-randomisée learning with rounding de LWE, dont le temps d’évaluation est comparable avec celui d’AES. Dans un second temps, nous présentons une variante de LWE sur l’anneau des entiers. Nous montrerons que dans ce cas le problème est facile à résoudre et nous proposons une application intéressante en re-visitant une attaque par canaux auxiliaires contre le schéma de signature BLISS
In this thesis, we discuss algorithmic aspects of three different problems, related to cryptography. The first part is devoted to sparse linear algebra. We present a new Gaussian elimination algorithm for sparse matrices whose coefficients are exact, along with a new pivots selection heuristic, which make the whole procedure particularly efficient in some cases. The second part treats with a variant of the Birthday Problem with three lists. This problem, which we call 3XOR problem, intuitively consists in finding three uniformly random bit-strings of fixed length, such that their XOR is the zero string. We discuss practical considerations arising from this problem, and propose a new algorithm which is faster in theory as well as in practice than previous ones. The third part is related to the learning with errors (LWE) problem. This problem is known for being one of the main hard problems on which lattice-based cryptography relies. We first introduce a pseudorandom generator, based on the de-randomised learning with rounding variant of LWE, whose running time is competitive with AES. Second, we present a variant of LWE over the ring of integers. We show that in this case the problem is easier to solve, and we propose an interesting application, revisiting a side-channel attack against the BLISS signature scheme

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Niedermeier, Rolf. "Invitation to fixed-parameter algorithms /." Oxford [u.a.] : Oxford Univ. Press, 2006. http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/500666768niede.PDF.

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Guedj, Michaël. "BSP algorithms for LTL & CTL model checking of security protocols." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1081.

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Abstract:

Dans un monde fortement dépendant de la communication de données distribuées, la conception d’infrastructures sécurisées est une tâche cruciale. Les systèmes et réseaux distribués prennent de plus en plus d’importance, car la plupart des services et des possibilités qui caractérisent la société moderne sont basés sur ces technologies.La communication entre les agents sur les réseaux a donc suscité un grand intérêt pour la recherche. Afin de fournir des moyens de communication efficaces et fiables, de plus en plus de protocoles de communication sont inventés, et pour la plupart d’entre eux, la sécurité est un objectif important
In a world strongly dependent on distributed data communication, the design of secure infrastructures is a crucial task. Distributed systems and networks are becoming increasingly important, as most of the services and opportunities that characterise the modern society are based on these technologies. Communication among agents over networks has therefore acquired a great deal of research interest. In order to provide effective and reliable means of communication, more and more communication protocols are invented, and for most of them, security is a significant goal

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Kostrygin, Anatolii. "Precise Analysis of Epidemic Algorithms." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX042/document.

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Abstract:

La dissémination collaborative d'une information d'un agent à tous les autres agents d'un système distribué est un problème fondamental qui est particulièrement important lorsque l'on veut obtenir des algorithmes distribués qui sont à la fois robustes et fonctionnent dans un cadre anonyme, c'est-à-dire sans supposer que les agents possèdent des identifiants distincts connus. Ce problème, connu sous le nom de problème de propagation de rumeur , est à la base de nombreux algorithmes de communication sur des réseaux de capteurs sans-fil [Dimakis et al. (2010)] ou des réseaux mobiles ad-hoc. Il est aussi une brique de base centrale pour de nombreux algorithmes distribués avancés [Mosk-Aoyama et Shah (2008)].Les méthodes les plus connues pour surmonter les défis de robustesse et d'anonymat sont les algorithmes basés sur les ragots ( gossip-based algorithms ), c'est-à-dire sur la paradigme que les agents contact aléatoirement les autres agents pour envoyer ou récupérer l'information. Nousproposons une méthode générale d'analyse de la performance des algorithmes basés sur les ragots dans les graphes complets. Contrairement aux résultats précédents basés sur la structure précise des processus étudiés, notre analyse est basée sur la probabilité et la covariance des évènements correspondants au fait qu'un agent non-informé s'informe. Cette universalité nous permet de reproduire les résultats basiques concernant les protocoles classiques de push, pull et push-pull ainsi qu'analyser les certaines variantions telles que les échecs de communications ou les communications simultanés multiples réalisées par chaque agent. De plus, nous sommescapables d'analyser les certains modèles dynamiques quand le réseaux forme un graphe aléatoire échantillonné à nouveau à chaque étape [Clementi et al. (ESA 2013)]. Malgré sa généralité, notre méthode est simple et précise. Elle nous permet de déterminer l'espérance du temps de la diffusion à une constante additive près, ce qu'il est plus précis que la plupart des résultatsprécédents. Nous montrons aussi que la déviation du temps de la diffusion par rapport à son espérance est inférieure d'une constante r avec la probabilité au moins 1 − exp(Ω(r)).À la fin, nous discutons d'une hypothèse classique que les agents peuvent répondre à plusieurs appels entrants. Nous observons que la restriction à un seul appel entrant par agent provoque une décélération importante du temps de la diffusion pour un protocole de push-pull. En particulier, une phase finale du processus prend le temps logarithmique au lieu du temps double logarithmique. De plus, cela augmente le nombre de messages passés de Θ(n log log n) (valeur optimale selon [Karp et al. (FOCS 2000)]) au Θ(n log n) . Nous proposons une variation simple du protocole de push-pull qui rétablit une phase double logarithmique à nouveau et donc le nombre de messages passés redescend sur sa valeur optimal
Epidemic algorithms are distributed algorithms in which the agents in thenetwork involve peers similarly to the spread of epidemics. In this work, we focus on randomized rumor spreading -- a class of epidemic algorithms based on the paradigm that nodes call random neighbors and exchange information with these contacts. Randomized rumor spreading has found numerous applications from the consistency maintenance of replicated databases to newsspreading in social networks. Numerous mathematical analyses of different rumor spreading algorithms can be found in the literature. Some of them provide extremely sharp estimates for the performance of such processes, but most of them are based on the inherent properties of concrete algorithms.We develop new simple and generic method to analyze randomized rumor spreading processes in fully connected networks. In contrast to all previous works, which heavily exploit the precise definition of the process under investigation, we only need to understand the probability and the covariance of the events that uninformed nodes become informed. This universality allows us to easily analyze the classic push, pull, and push-pull protocols both in their pure version and in several variations such as when messages fail with constant probability or when nodes call a random number of others each round. Some dynamic models can be analyzed as well, e.g., when the network is a random graph sampled independently each round [Clementi et al. (ESA 2013)]. Despite this generality, our method determines the expected rumor spreading time precisely apart from additive constants, which is more precise than almost all previous works. We also prove tail bounds showing that a deviation from the expectation by more than an additive number of r rounds occurs with probability at most exp(−Ω(r)).We further use our method to discuss the common assumption that nodes can answer any number of incoming calls. We observe that the restriction that only one call can be answered leads to a significant increase of the runtime of the push-pull protocol. In particular, the double logarithmic end phase of the process now takes logarithmic time. This also increases the message complexity from the asymptotically optimal Θ(n log log n) [Karp, Shenker, Schindelhauer, Vöcking (FOCS 2000)] to Θ(n log n). We propose a simple variation of the push-pull protocol that reverts back to the double logarithmic end phase and thus to the Θ(n log log n) message complexity

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Gambardella, Luca Maria. "Coupling ant colony system with local search." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2015. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209045.

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Abstract:

In the last decades there has been a lot of interest in computational models and metaheuristics algorithms capable to solve combinatorial optimization problems. The recent trend is to define these algorithms taking inspiration by the observation of natural systems. In this thesis the Ant Colony System (ACS) is presented which has been inspired by the observation of real ant colonies. ACS is initially proposed to solve the symmetric and asymmetric travelling salesman problems where it is shown to be competitive with other metaheuristics. Although this is an interesting and promising result, it was immediately clear that ACS, as well as other metaheuristics, in many cases cannot compete with specialized local search methods. An interesting trend is therefore to couple metaheuristics with a local optimizer, giving birth to so-called hybrid methods. Along this line, the thesis investigates MACS-VRPTW (Multiple ACS for the Vehicle Routing Problem with Time Windows) and HAS-SOP: Hybrid Ant System for the Sequential Ordering Problem (SOP). In the second part the thesis introduces some modifications of the original ACS algorithm. These modifications are able to speed up the method and to make it more competitive in case of large problem instances. The resulting framework, called Enhanced Ant Colony System is tested for the SOP. Finally the thesis presents the application of ACS to solve real-life vehicle routing problems where additional constraints and stochastic information are included.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Vialette, Stéphane. "Algorithmic Contributions to Computational Molecular Biology." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00862069.

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Godichon-Baggioni, Antoine. "Algorithmes stochastiques pour la statistique robuste en grande dimension." Thesis, Dijon, 2016. http://www.theses.fr/2016DIJOS053/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'étude d'algorithmes stochastiques en grande dimension ainsi qu'à leur application en statistique robuste. Dans la suite, l'expression grande dimension pourra aussi bien signifier que la taille des échantillons étudiés est grande ou encore que les variables considérées sont à valeurs dans des espaces de grande dimension (pas nécessairement finie). Afin d'analyser ce type de données, il peut être avantageux de considérer des algorithmes qui soient rapides, qui ne nécessitent pas de stocker toutes les données, et qui permettent de mettre à jour facilement les estimations. Dans de grandes masses de données en grande dimension, la détection automatique de points atypiques est souvent délicate. Cependant, ces points, même s'ils sont peu nombreux, peuvent fortement perturber des indicateurs simples tels que la moyenne ou la covariance. On va se concentrer sur des estimateurs robustes, qui ne sont pas trop sensibles aux données atypiques. Dans une première partie, on s'intéresse à l'estimation récursive de la médiane géométrique, un indicateur de position robuste, et qui peut donc être préférée à la moyenne lorsqu'une partie des données étudiées est contaminée. Pour cela, on introduit un algorithme de Robbins-Monro ainsi que sa version moyennée, avant de construire des boules de confiance non asymptotiques et d'exhiber leurs vitesses de convergence $L^{p}$ et presque sûre.La deuxième partie traite de l'estimation de la "Median Covariation Matrix" (MCM), qui est un indicateur de dispersion robuste lié à la médiane, et qui, si la variable étudiée suit une loi symétrique, a les mêmes sous-espaces propres que la matrice de variance-covariance. Ces dernières propriétés rendent l'étude de la MCM particulièrement intéressante pour l'Analyse en Composantes Principales Robuste. On va donc introduire un algorithme itératif qui permet d'estimer simultanément la médiane géométrique et la MCM ainsi que les $q$ principaux vecteurs propres de cette dernière. On donne, dans un premier temps, la forte consistance des estimateurs de la MCM avant d'exhiber les vitesses de convergence en moyenne quadratique.Dans une troisième partie, en s'inspirant du travail effectué sur les estimateurs de la médiane et de la "Median Covariation Matrix", on exhibe les vitesses de convergence presque sûre et $L^{p}$ des algorithmes de gradient stochastiques et de leur version moyennée dans des espaces de Hilbert, avec des hypothèses moins restrictives que celles présentes dans la littérature. On présente alors deux applications en statistique robuste: estimation de quantiles géométriques et régression logistique robuste.Dans la dernière partie, on cherche à ajuster une sphère sur un nuage de points répartis autour d'une sphère complète où tronquée. Plus précisément, on considère une variable aléatoire ayant une distribution sphérique tronquée, et on cherche à estimer son centre ainsi que son rayon. Pour ce faire, on introduit un algorithme de gradient stochastique projeté et son moyenné. Sous des hypothèses raisonnables, on établit leurs vitesses de convergence en moyenne quadratique ainsi que la normalité asymptotique de l'algorithme moyenné
This thesis focus on stochastic algorithms in high dimension as well as their application in robust statistics. In what follows, the expression high dimension may be used when the the size of the studied sample is large or when the variables we consider take values in high dimensional spaces (not necessarily finite). In order to analyze these kind of data, it can be interesting to consider algorithms which are fast, which do not need to store all the data, and which allow to update easily the estimates. In large sample of high dimensional data, outliers detection is often complicated. Nevertheless, these outliers, even if they are not many, can strongly disturb simple indicators like the mean and the covariance. We will focus on robust estimates, which are not too much sensitive to outliers.In a first part, we are interested in the recursive estimation of the geometric median, which is a robust indicator of location which can so be preferred to the mean when a part of the studied data is contaminated. For this purpose, we introduce a Robbins-Monro algorithm as well as its averaged version, before building non asymptotic confidence balls for these estimates, and exhibiting their $L^{p}$ and almost sure rates of convergence.In a second part, we focus on the estimation of the Median Covariation Matrix (MCM), which is a robust dispersion indicator linked to the geometric median. Furthermore, if the studied variable has a symmetric law, this indicator has the same eigenvectors as the covariance matrix. This last property represent a real interest to study the MCM, especially for Robust Principal Component Analysis. We so introduce a recursive algorithm which enables us to estimate simultaneously the geometric median, the MCM, and its $q$ main eigenvectors. We give, in a first time, the strong consistency of the estimators of the MCM, before exhibiting their rates of convergence in quadratic mean.In a third part, in the light of the work on the estimates of the median and of the Median Covariation Matrix, we exhibit the almost sure and $L^{p}$ rates of convergence of averaged stochastic gradient algorithms in Hilbert spaces, with less restrictive assumptions than in the literature. Then, two applications in robust statistics are given: estimation of the geometric quantiles and application in robust logistic regression.In the last part, we aim to fit a sphere on a noisy points cloud spread around a complete or truncated sphere. More precisely, we consider a random variable with a truncated spherical distribution, and we want to estimate its center as well as its radius. In this aim, we introduce a projected stochastic gradient algorithm and its averaged version. We establish the strong consistency of these estimators as well as their rates of convergence in quadratic mean. Finally, the asymptotic normality of the averaged algorithm is given

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Jartoux, Bruno. "On combinatorial approximation algorithms in geometry." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1078/document.

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Abstract:

L'analyse des techniques d'approximation est centrale en géométrie algorithmique, pour des raisons pratiques comme théoriques. Dans cette thèse nous traitons de l'échantillonnage des structures géométriques et des algorithmes d'approximation géométriques en optimisation combinatoire. La première partie est consacrée à la combinatoire des hypergraphes. Nous débutons par les problèmes de packing, dont des extensions d'un lemme de Haussler, particulièrement le lemme dit de Shallow packing, pour lequel nous donnons aussi un minorant optimal, conjecturé mais pas établi dans les travaux antérieurs. Puis nous appliquons ledit lemme, avec la méthode de partition polynomiale récemment introduite, à l'étude d'un analogue combinatoire des régions de Macbeath de la géométrie convexe : les M-réseaux, pour lesquels nous unifions les résultats d'existence et majorations existants, et donnons aussi quelques minorants. Nous illustrons leur relation aux epsilon-réseaux, structures incontournables en géométrie combinatoire et algorithmique, notamment en observant que les majorants de Chan et al. (SODA 2012) ou Varadarajan (STOC 2010) pour les epsilon-réseaux (uniformes) découlent directement de nos résultats sur les M-réseaux. La deuxième partie traite des techniques de recherche locale appliquées aux restrictions géométriques de problèmes classiques d'optimisation combinatoire. En dix ans, ces techniques ont produit les premiers schémas d'approximation en temps polynomial pour divers problèmes tels que celui de calculer un plus petit ensemble intersectant pour un ensemble de disques donnés en entrée parmi un ensemble de points donnés en entrée. En fait, il a été montré que pour de nombreux tels problèmes, la recherche locale de rayon Θ (1/epsilon²) donne une (1 + epsilon)-approximation en temps n^{O(1/epsilon²)}. Savoir si l'exposant de n pouvait être ramené à o (1/epsilon²) demeurait une question ouverte. Nous répondons par la négative : la garantie d'approximation de la recherche locale n'est améliorable pour aucun desdits problèmes
The analysis of approximation techniques is a key topic in computational geometry, both for practical and theoretical reasons. In this thesis we discuss sampling tools for geometric structures and geometric approximation algorithms in combinatorial optimization. Part I focuses on the combinatorics of geometric set systems. We start by discussing packing problems in set systems, including extensions of a lemma of Haussler, mainly the so-called shallow packing lemma. For said lemma we also give an optimal lower bound that had been conjectured but not established in previous work on the topic. Then we use this lemma, together with the recently introduced polynomial partitioning technique, to study a combinatorial analogue of the Macbeath regions from convex geometry: Mnets, for which we unify previous existence results and upper bounds, and also give some lower bounds. We highlight their connection with epsilon-nets, staples of computational and combinatorial geometry, for example by observing that the unweighted epsilon-net bound of Chan et al. (SODA 2012) or Varadarajan (STOC 2010) follows directly from our results on Mnets. Part II deals with local-search techniques applied to geometric restrictions of classical combinatorial optimization problems. Over the last ten years such techniques have produced the first polynomial-time approximation schemes for various problems, such as that of computing a minimum-sized hitting set for a collection of input disks from a set of input points. In fact, it was shown that for many of these problems, local search with radius Θ(1/epsilon²) gives a (1 + epsilon)-approximation with running time n^{O(1/epsilon²)}. However the question of whether the exponent of n could be decreased to o(1/epsilon²) was left open. We answer it in the negative: the approximation guarantee of local search cannot be improved for any of these problems. The key ingredient is a new lower bound on locally expanding planar graphs, which is then used to show the impossibility results

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Kang, Seunghwa. "On the design of architecture-aware algorithms for emerging applications." Diss., Georgia Institute of Technology, 2011. http://hdl.handle.net/1853/39503.

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Abstract:

This dissertation maps various kernels and applications to a spectrum of programming models and architectures and also presents architecture-aware algorithms for different systems. The kernels and applications discussed in this dissertation have widely varying computational characteristics. For example, we consider both dense numerical computations and sparse graph algorithms. This dissertation also covers emerging applications from image processing, complex network analysis, and computational biology. We map these problems to diverse multicore processors and manycore accelerators. We also use new programming models (such as Transactional Memory, MapReduce, and Intel TBB) to address the performance and productivity challenges in the problems. Our experiences highlight the importance of mapping applications to appropriate programming models and architectures. We also find several limitations of current system software and architectures and directions to improve those. The discussion focuses on system software and architectural support for nested irregular parallelism, Transactional Memory, and hybrid data transfer mechanisms. We believe that the complexity of parallel programming can be significantly reduced via collaborative efforts among researchers and practitioners from different domains. This dissertation participates in the efforts by providing benchmarks and suggestions to improve system software and architectures.

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Lin, Han-Hsuan. "Topics in quantum algorithms : adiabatic algorithm, quantum money, and bomb query complexity." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2015. http://hdl.handle.net/1721.1/99300.

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Abstract:

Thesis: Ph. D., Massachusetts Institute of Technology, Department of Physics, 2015.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 111-115).
In this thesis, I present three results on quantum algorithms and their complexity. The first one is a numerical study on the quantum adiabatic algorithm( QAA) . We tested the performance of the QAA on random instances of MAX 2-SAT on 20 qubits and showed 3 strategics that improved QAA's performance, including a counter intuitive strategy of decreasing the overall evolution time. The second result is a security proof for the quantum money by knots proposed by Farhi et. al. We proved that quantum money by knots can not be cloned in a black box way unless graph isomorphism is efficiently solvable by a quantum computer. Lastly we defined a modified quantum query model, which we called bomb query complexity B(J), inspired by the Elitzur-Vaidman bomb-testing problem. We completely characterized bomb query complexity be showing that B(f) = [Theta](Q(f)2 ). This result implies a new method to find upper bounds on quantum query complexity, which we applied on the maximum bipartite matching problem to get an algorithm with O(n1.75) quantum query complexity, improving from the best known trivial O(n2 ) upper bound.
by Han-Hsuan Lin.
Ph. D.

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Renaud, Yoan. "Quelques aspects algorithmiques sur les systèmes de fermeture." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731341.

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Abstract:

Nous présentons dans cette thèse les définitions et notations liées aux systèmes de fermeture et montrons leur relation avec les théories de Horn. Nous nous intéressons ensuite à trois opérations sur les systèmes de fermeture : la borne supérieure, la borne inférieure et la différence. Nous proposons une caractérisation de ces différentes opérations selon la représentation des systèmes de fermeture que nous considérons. On s'intéresse ensuite au problème de génération d'une base d'implications mixtes d'un contexte formel. Nous étudions ce problème lorsque la donnée prise en considération est constituée des bases d'implications génériques positives et négatives de ce contexte. Trois résultats majeurs sont présentés : l'apport de propriétés et de règles d'inférence pour déduire des implications mixtes, l'impossibilité de générer une base d'implications mixtes juste et complète à partir de ces données dans le cas général, et la faisabilité dans le cas où le contexte est considéré réduit.

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Grishchenko, Dmitry. "Optimisation proximale avec réduction automatique de dimension." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALM055.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous proposons des algorithmes proximaux, avec réduction de dimension automatique, pour des problèmes d’optimisation avec solutions parcimonieuses. Dans un premier temps, nous proposons une méthode générale de réduction de dimension, exploitant la propriété d’identification proximale, par des projections adaptées à la structure de l’itéré courant. Dans le cas parcimonieux, cet algorithme permet de travailler dans des sous-espaces aléatoires de petites dimensions plutôt que dans l’espace entier, possiblement de très grande dimension. Dans un deuxième temps, nous nous plaçons dans un cadre d’optimisation distribuée asynchrone et utilisons la méthode précédente pour réduire la taille des communications entre machines. Nous montrons tout d’abord, que l’application directe de notre méthode de réduction dimension dans ce cadre fonctionne si le problème est bien conditionné. Pour attaquer les problèmes généraux, nous proposons ensuite un reconditionnement proximal donnant ainsi un algorithme avec garanties théorétiques de convergence et de réduction de communications. Des experiences numériques montrent un gain important pour des problèmes classiques fortement parcimonieux
In this thesis, we develop a framework to reduce the dimensionality of composite optimization problems with sparsity inducing regularizers. Based on the identification property of proximal methods, we first develop a ``sketch-and-project'' method that uses projections based on the structure of the correct point. This method allows to work with random low-dimensional subspaces instead of considering the full space in the cases when the final solution is sparse. Second, we place ourselves in the context of the delay-tolerant asynchronous proximal methods and use our dimension reduction technique to decrease the total size of communications. However, this technique is proven to converge only for well-conditioned problems both in theory in practice.Thus, we investigate wrapping it up into a proximal reconditioning framework. This leads to a theoretically backed algorithm that is guaranteed to cost less in terms of communications compared with a non-sparsified version; we show in practice that it implies faster runtime convergence when the sparsity of the problem is sufficiently big

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Liu, Yong Chun. "Un détecteur perceptif de la hauteur tonale pour la parole téléphonique /." Thèse, Chicoutimi : Université du Québec à Chicoutimi, 1992. http://theses.uqac.ca.

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Zois, Georgios. "Algorithmic problems in power management of computing systems." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066462/document.

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Abstract:

Cette thèse se focalise sur des algorithmes efficaces en énergie pour des problèmes d'ordonnancement de tâches sur des processeurs pouvant varier la vitesse d'exécution ainsi que sur des processeurs fonctionnant sous un mécanisme de réchauffement-refroidissement, où pour un budget d'énergie donné ou un seuil thermique, l'objectif consiste à optimiser un critère de Qualité de Service. Une partie de notre recherche concerne des problèmes d'ordonnancement de tâches apparaissant dans des environnements de traitement de grandes données. Dans ce contexte, nous nous focalisons sur le paradigme MapReduce en considérant des problèmes d'ordonnancement efficaces en énergie sur un ensemble de processeurs, ainsi que pour la version classique.Premièrement, nous proposons des résultats de complexité, des algorithmes optimaux et approchés pour différentes variantes du problème de la minimisation du retard maximal d'un ensemble de tâches sur un processeur pouvant varier la vitesse d'exécution. Ensuite, nous considérons le problème d'ordonnancement MapReduce dans les versions énergétique et classique sur des processeurs non-reliés où le but est de minimiser le temps d'achèvement pondéré. Nous étudions deux cas spéciaux et les généralisations de ces deux problèmes en proposant des algorithmes d'approximation constante. Enfin, nous étudions le problème d'ordonnancement dans lequel la température du processeur est en-dessous un seuil donné où chaque tâche contribue au réchauffement et le but est de maximiser le nombre de tâches exécutées. Nous considérons le cas où les tâches ont des durées unitaires et ayant la même date d'échéance et nous étudions le rapport d'approximation de ce problème
This thesis is focused on energy-efficient algorithms for job scheduling problems on speed-scalable processors, as well as on processors operating under a thermal and cooling mechanism, where, for a given budget of energy or a thermal threshold, the goal is to optimize a Quality of Service criterion. A part of our research concerns scheduling problems arising in large-data processing environments. In this context, we focus on the MapReduce paradigm and we consider problems of energy-efficient scheduling on multiple speed-scalable processors as well as classical scheduling on a set of unrelated processors.First, we propose complexity results, optimal and constant competitive algorithms for different energy-aware variants of the problem of minimizing the maximum lateness of a set of jobs on a single speed-scalable processor. Then, we consider energy-aware MapReduce scheduling as well as classical MapReduce scheduling (where energy is not our concern) on unrelated processors, where the goal is to minimize the total weighted completion time of a set of MapReduce jobs. We study special cases and generalizations of both problems and propose constant approximation algorithms. Finally, we study temperature-aware scheduling on a single processor that operates under a strict thermal threshold, where each job has its own heat contribution and the goal is to maximize the schedule's throughput. We consider the case of unit-length jobs with a common deadline and we study the approximability of the problem

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Mirzazadeh, Mehdi. "Adaptive Comparison-Based Algorithms for Evaluating Set Queries." Thesis, University of Waterloo, 2004. http://hdl.handle.net/10012/1147.

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Abstract:

In this thesis we study a problem that arises in answering boolean queries submitted to a search engine. Usually a search engine stores the set of IDs of documents containing each word in a pre-computed sorted order and to evaluate a query like "computer AND science" the search engine has to evaluate the union of the sets of documents containing the words "computer" and "science". More complex queries will result in more complex set expressions. In this thesis we consider the problem of evaluation of a set expression with union and intersection as operators and ordered sets as operands. We explore properties of comparison-based algorithms for the problem. A proof of a set expression is the set of comparisons that a comparison-based algorithm performs before it can determine the result of the expression. We discuss the properties of the proofs of set expressions and based on how complex the smallest proofs of a set expression E are, we define a measurement for determining how difficult it is for E to be computed. Then, we design an algorithm that is adaptive to the difficulty of the input expression and we show that the running time of the algorithm is roughly proportional to difficulty of the input expression, where the factor is roughly logarithmic in the number of the operands of the input expression.

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Dutta, Himanshu Shekhar. "Survey of Approximation Algorithms for Set Cover Problem." Thesis, University of North Texas, 2009. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc12118/.

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Abstract:

In this thesis, I survey 11 approximation algorithms for unweighted set cover problem. I have also implemented the three algorithms and created a software library that stores the code I have written. The algorithms I survey are: 1. Johnson's standard greedy; 2. f-frequency greedy; 3. Goldsmidt, Hochbaum and Yu's modified greedy; 4. Halldorsson's local optimization; 5. Dur and Furer semi local optimization; 6. Asaf Levin's improvement to Dur and Furer; 7. Simple rounding; 8. Randomized rounding; 9. LP duality; 10. Primal-dual schema; and 11. Network flow technique. Most of the algorithms surveyed are refinements of standard greedy algorithm.

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Dodo, Meva. "Etude de l'apport de la visualisation 3D interactive pour l'administration de systèmes complexe." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/358/.

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Abstract:

Cette thèse propose de nouvelles méthodes qui permettent de faciliter l'analyse et la compréhension de la structure des systèmes complexes ainsi que les différents événements générés par les ressources. Des techniques de représentation 3D sont proposées afin de permettre la visualisation de tout type de structure de systèmes complexes. Notre approche est matérialisée par un nouvel algorithme d'affichage 3D de larges graphes. Cette algorithme est basé sur une nouvelle approche d'optimisation de l'algorithme force-attraction-répulsion (FDP) afin mieux de distribuer les nœuds d'un graphe dans un espace 3D, et nous l'avons associé à des méthodes d'optimisation afin d'améliorer sa performance. La deuxième approche se propose d'associer à la représentation 3D du graphe des mondes 3D qui facilitent l'analyse et l'exploration de la structure du système à étudier
The aim of this thesis is to study new methods which allow to improve the understanding of complex systems' structure and to analyze the various events generated by its resources. Three-dimensional techniques are proposed to easy the analysis of the structure of complex systems. A new algorithm for drawing, in 3D, large graphs is proposed in order to optimize the layout of a complex structure. Our method is based on the optimization of the force-directed placement algorithm (FDP) that allows effectively and aesthetically displaying large graphs. Our second approach is to propose metaphors that allow to easily understand the different events generated by devices. This approach is based on the three attributes that define an event: "what, when, where", and it is associated with filtering techniques that choose interesting events according to the management needs

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Bedrat, Amina. "G4-Hunter : un nouvel algorithme pour la prédiction des G-quadruplexes." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0197/document.

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Abstract:

Des séquences compatibles avec la formation de G4 sont présentes au niveau de certaines régions clés du génome telles que les extrémités des chromosomes, mais également les régions de commutation de classe des immunoglobulines, les promoteurs de certains gènes dont des oncogènes et des séquences transcrites. Plus de 370 000 cibles potentielles ont été prédites lors des analyses bioinformatiques du génome humain. Cependant, ces prédictions ne sont pas exhaustives étant limitées par la formulation des algorithmes de prédiction utilisés. En effet, les séquences recherchées suivent la formule consensus suivante G3+N(1−7)G3+N(1−7)G3+N(1−7)G3+. Ainsi, en apportant plus de souplesse dans la description du quadruplex nous pourrons identifier et localiser plus de cibles potentielles. C’est pourquoi, nous proposons un nouvel algorithme G4-Hunter qui permettra l’identification la plus exhaustive possible de séquences cibles en prenant en compte la totalité de la région et non plus uniquement la cible potentielle. Par ailleurs, une étude expérimentale à grande échelle (sur une centaine de séquences cibles) a été menée afin de valider et tester la robustesse de G4-Hunter. A l’aide de ce nouvel outil, nous avons pu identifier de nouvelles séquences cibles non identifiées par les approches déjà existantes au sein des génomes humain, HIV et Dictyostelium discoideum
Biologically relevant G4 DNA structures are formed throughout the genome including immunoglobulin switch regions, promoter sequences and telomeric repeats. They can arise when single-stranded G-rich DNA or RNA sequences are exposed during replication, transcription or recombination. Computational analysis using predictive algorithms suggests that the human genome contains approximately 370 000 potential G4-forming sequences. These predictions are generally limited to the standard G3+N(1−7)G3+N(1−7)G3+N(1−7)G3+ description. However, many stable G4s defy this description and escape this consensus; this is the reason why broadening this description should allow the prediction of more G4 loci. We propose an objective score function, G4- hunter, which predicts G4 folding propensity from a linear nucleic acid sequence. The new method focus on guanines clusters and GC asymmetry, taking into account the whole genomic region rather than individual quadruplexes sequences. In parallel with this computational technique, a large scale in vitro experimental work has also been developed to validate the performance of our algorithm in silico on one hundred of different sequences. G4- hunter exhibits unprecedented accuracy and sensitivity and leads us to reevaluate significantly the number of G4-prone sequences in the human genome. G4-hunter also allowed us to predict potential G4 sequences in HIV and Dictyostelium discoideum, which could not be identified by previous computational methods

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Neou, Both Emerite. "Permutation pattern matching." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1239/document.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse au problème de la recherche de motif dans les permutations, qui a pour objectif de savoir si un motif apparaît dans un texte, en prenant en compte que le motif et le texte sont des permutations. C'est-à-dire s'il existe des éléments du texte tel que ces éléments sont triés de la même manière et apparaissent dans le même ordre que les éléments du motif. Ce problème est NP complet. Cette thèse expose des cas particuliers de ce problème qui sont solvable en temps polynomial.Pour cela nous étudions le problème en donnant des contraintes sur le texte et/ou le motif. En particulier, le cas où le texte et/ou le motif sont des permutations qui ne contiennent pas les motifs 2413 et 3142 (appelé permutation séparable) et le cas où le texte et/ou le motif sont des permutations qui ne contiennent pas les motifs 213 et 231 sont considérés. Des problèmes dérivés de la recherche de motif et le problème de la recherche de motif bivinculaire sont aussi étudiés
This thesis focuses on permutation pattern matching problem, which askswhether a pattern occurs in a text where both the pattern and text are permutations.In other words, we seek to determine whether there exist elements ofthe text such that they are sorted and appear in the same order as the elementsof the pattern. The problem is NP-complete. This thesis examines particularcases of the problem that are polynomial-time solvable.For this purpose, we study the problem by giving constraints on the permutationstext and/or pattern. In particular, the cases in which the text and/orpattern are permutations in which the patterns 2413 and 3142 do not occur(also known as separable permutations) and in which the text and/or patternare permutations in which the patterns 213 and 231 do not occur (also known aswedge permutations) are also considered. Some problems related to the patternmatching and the permutation pattern matching with bivincular pattern arealso studied

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Dissertations / Theses on the topic 'Algorithems'

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