Abstractions Logicielles pour Architectures Parallèles

Performing large, intensive or non-trivial computing on array like datastructures is one of the most common task in scientific computing, video gamedevelopment and other fields. This matter of fact is backed up by the large numberof tools, languages and libraries to perform such tasks. If we restrict ourselves toC++ based solutions, more than a dozen such libraries exists from BLAS/LAPACKC++ binding to template meta-programming based Blitz++ or Eigen.If all of these libraries provide good performance or good abstraction, none ofthem seems to fit the need of so many different user types. Moreover, as parallelsystem complexity grows, the need to maintain all those components quicklybecome unwieldy. This thesis explores various software design techniques - likeGenerative Programming, MetaProgramming and Generic Programming - and theirapplication to the implementation of various parallel computing libraries in such away that abstraction and expressiveness are maximized while efficiency overhead isminimized.Un nombre croissant de domaines applicatifs allant du calcul scientifiqueau jeu vidéo reposent sur la manipulation efficace et non triviale de structurede données de type tableau. Cet état de fait est d’autant plus criant au vu dunombre d’outils libres ou propriétaires visant á simplifier le développement de tellesapplications. En se limitant á C++ , plus d’une douzaine de telles bibliothèquessont disponibles comme Blitz ou Eigen.Si toutes ces bibliothèques fournissent ou un bon niveau d’abstraction ou desperformances élevées, il leur est difficile d’accommoder un tel spectre d’utilisateurs.De plus, devant la multiplication et la complexification des systèmes de calculs par-allèles, il devient difficile de maintenir et de développer de nouvelles fonctionalistestirant parties de ce matériel.Cette thèse explore comment des techniques de développement logiciel comme laprogrammation generative, la programmation générique et la méta-programmationpeuvent être utilisées afin de proposer une nouvelle méthode de développe-ment adaptées á ce type de contraintes et permettant de concilier haut niveaud’abstraction et haut niveau de performance