Jean-Louis Giavitto | Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique IRCAM (original) (raw)

Papers by Jean-Louis Giavitto

Knowledge Engineering Review, Sep 1, 2016

We present the domain specific programming language MGS and its approach to the specification of ... more We present the domain specific programming language MGS and its approach to the specification of dynamical systems with a dynamical structure or (DS) 2. MGS stands for "encore un Modèle Général de Simulation", that is, "yet another general model of simulation". Its declarative approach is based on the notions of chains and cochains well studied in algebraic topology. A careful discussion of the design goals lead us to relax some of the constraints on these mathematical structures to represent in a uniform way various data structures and transformations. In particular, our computational notion of transformation relies on a rewriting mechanism encompassing the usual notions of set, string and term rewriting. These notions are illustrated on two examples involving the implicit computation of a time varying neighborhood: the simulation of the trajectories of flocking birds and the growth of an epithelial tissue. The second example illustrates also the compositionality achieved by the declarative framework. The MGS concepts have been further validated on several large scale simulations of complex biological systems. fun evolve(tissue) = Division(DiffusionReaction[dt=∆ 1 ](Mechanics[dt=∆ 2 , iter=N] (tissue)))

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 5, 2020

This report summarizes in English the French Rapport Scientifique of my Dossier d'Habilitation. I... more This report summarizes in English the French Rapport Scientifique of my Dossier d'Habilitation. It also includes some additional materials from technical reports that do not appear in the provided publications. This report mainly describe the 81/2 project. Started in 1991, the motivations of the project have evolved from the development of compilation techniques for parallel declarative programs to the declarative dynamic representations of time and space in programming languages. This document outlines the works centered around the 81/2 project and then eludes the researches I have conducted in the areas of • concurrency in object oriented languages [BG86, Gia86b, Gia86a, GDR + 90]; • persistent objects [GDR88b, Lag89, RGD91]; • CASE tools and software engineering environment and methods [GHM86, GHMP87, Gia88, BG89, ttp89, GDRH89, GDR89, GM89, GDRY89, GDR + 90]; • process migration [DG91]; • 3D interconnection network (the MEGA parallel architecture) [BGG90, BGG + 91, BEG + 91, GGB + 93b]; • parallel functional languages and actor languages for MEGA [GGS91, GGF91]; • message routing [GG90b, GG90a]; • static execution model for reconfigurable parallel architecture (the PTAH parallel architecture) [CBG92, CBD + 93, CGBD93, CBD + 94].

Lecture notes series, Institute For Mathematical Sciences, National University of Singapore, Jul 21, 2016

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2008

We present in this chapter the use of MGS, a declarative and rule-based language dedicated to the... more We present in this chapter the use of MGS, a declarative and rule-based language dedicated to the modeling and the simulation of various morphogenetic and developmental processes, like self-assembly processes. The MGS approach relies on the introduction of a topological point of view on various data structures called topological collections. This topological approach enables a uniform handling of theses data structure by a new kind of rewriting rules called transformations. Using (local) rewriting rules to specify self-assembling processes is particularly adequate because it mimics closely the incremental building mechanism of the real phenomena. The MGS approach is illustrated on the fabrication of a fractal pattern, a Sierpinsky triangle, using two approaches: by accretive growth and by carving. More generally, the notions of topological collections and transformations available in MGS enable the easy and concise modeling of cellular automata on various lattice geometries as well as more arbitrary constructions of multi-dimensional objects.

Physica D: Nonlinear Phenomena, Jul 1, 2008

This article appeared in a journal published by Elsevier. The attached copy is furnished to the a... more This article appeared in a journal published by Elsevier. The attached copy is furnished to the author for internal non-commercial research and education use, including for instruction at the authors institution and sharing with colleagues. Other uses, including reproduction and distribution, or selling or licensing copies, or posting to personal, institutional or third party websites are prohibited. In most cases authors are permitted to post their version of the article (e.g. in Word or Tex form) to their personal website or institutional repository. Authors requiring further information regarding Elsevier's archiving and manuscript policies are encouraged to visit:

Cette these propose un modele pour la programmation des applications a comportement previsible su... more Cette these propose un modele pour la programmation des applications a comportement previsible sur les ordinateurs massivement paralleles. L'objectif est d'offrir un environnement permettant de tres grandes simulations digitales en s'appuyant sur l'utilisation efficace des grands calculateurs paralleles. Ce modele est mis en uvre dans un langage experimental, otto e mezzo. Les problemes essentiels resident dans l'expression du parallelisme et dans l'organisation de la masse des traitements paralleles. Pour faire face a ces deux problemes, nous introduisons une nouvelle structure de donnee, le tissu, qui permet l'expression a la fois du parallelisme de donnees et du parallelisme de controle, afin de preserver la simplicite et l'efficacite des modeles d'execution simd tout en gagnant le rendement et la flexibilite des structures de controle offerts par le mimd. Les concepts mis en uvre trouvent leurs origines dans les langages declaratifs synchrones et dans les langages de manipulation de tableaux: le parallelisme de controle est obtenu par la notion de flot markovien et le parallelisme de donnee est obtenue a travers la notion de collection. Le resultat est un langage msimd dans lequel le parallelisme est implicite, statique et a grain tres fin. Nous proposons diverses techniques, basee sur la semantique du langage et des systemes de typages, permettant l'analyse et la compilation des programmes: les taches et leurs communications sont ainsi connues a l'avance et analysees pour optimiser leur repartition. En effet, la gestion de l'activite des taches correspondantes n'est pas realisee par un executif mais reglee des la compilation par un ordonnancement statique de toutes les activites. Cette phase de la compilation permet de repartir les donnees en profitant d'une connaissance tres fine de la structure des calculs et en tenant compte des couts de communication. Ce travail a conduit au developpement, a partir des techniques proposees, d'un interpretre/compilateur d'un sous-ensemble du langage

Technique Et Science Informatiques, 2013

Histoire de l'informatique Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Jump to: navigation, se... more Histoire de l'informatique Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Jump to: navigation, search Cet article présente les avancées majeures dans l'évolution de l'informatique. Pour une chronologie détaillée, voir : Chronologie informatique. Quand on parle, d'informatique on pense tout de suite ordinateur. Pourtant, l'informatique existe depuis plus longtemps. Il s'agit avant tout de méthode technique pour améliorer le calcul.

Dagstuhl Seminar Proceedings, 2007

Traditional models of computation have abstracted out physical locations in space (e.g. the Inter... more Traditional models of computation have abstracted out physical locations in space (e.g. the Internet, superscalar processors, unit delay wires, uniform memory delay) and implementations predominantly perform computations in time (i.e. sequentially). Most of our common data structures are spatially agnostic (e.g. arrays). But: 1. As scaling continues (both as primitive elements shrink to the atomic scale, and the number of elements composed scales up), computations must be distributed in space and location in space impacts the performance and feasibility of the computation. 2. As we couple and embed computing in the physical world (e.g. smart building, reactive surfaces, programmable matter, distributed robotics), position and shape are primary, serving as both the input to computation and a key part of the desired result of the computation. 3. As we understand natural computing systems (e.g. cells, ant colonies, system's biology) location and topology define the computation. Consequently, it is important to make space not an issue to abstract away, but a first-order effect that we optimize. The distinguishing feature of spatial computing then is that computation is performed distributed in space and position and distance metrics matter to the computation.

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 14, 2019

HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Copyright

Bulletin 1024, May 1, 2014

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2011

Comment dépasser les limitations des machines de Turing pour calculer plus, pour calculer autreme... more Comment dépasser les limitations des machines de Turing pour calculer plus, pour calculer autrement, pour calculer plus vite ou pour calculer mieux ? Dans les années 1930, plusieurs notions de calcul sont inventées afin de capturer de manière abstraite l'idée de manipuler mécaniquement des séries de symboles pris dans un ensemble fini. Elles se révèlent toutes équivalentes par traduction d'un formalisme dans un autre. Mieux, il existe une machine universelle abstraite qui peut simuler le fonctionnement de tout calcul. Cette machine universelle représente le calcul à effectuer par un programme, ce programme étant stocké dans la mémoire de la machine, tout comme les données sur lesquelles s'effectue le calcul. Ce calculateur universel abstrait peut se construire physiquement, et depuis les années 1950, les performances des ordinateurs, qui concrétisent cette implantation, doublent à peu près tous les deux ans. Est-ce à dire que nous sommes arrivés à la fin de cette belle histoire ? Bien sûr, nous sommes loin d'avoir fait le tour de la notion de programme, nous continuons notre quête d'ordinateurs plus rapides et il y a peu de risques de se tromper en prédisant que de nouvelles utilisations utiles et surprenantes de nos systèmes informatiques restent encore à inventer. Mais avons-nous fait le tour de la notion de calcul ? Tout se ramène-t-il toujours au calculateur universel ? Les frontières du continent qu'Alan Turing a ouvert pour nous sont-elles définitivement figées ? La réponse est non, et les terra incognita qui restent à explorer promettent encore de beaux voyages pour longtemps. Les chercheurs essayent de dépasser les limitations des machines de Turing pour calculer plus, pour calculer autrement, pour calculer plus vite ou pour calculer mieux. Au-delà du calculable : calculer plus Peut-on proposer une procédure effective, que tout le monde reconnaîtra comme bien déterminée et sans ambiguïté, et qui permette de résoudre un problème insolvable par une machine de Turing ? Un tel dispositif généraliserait la notion de calcul.

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Mar 13, 2019

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Nov 21, 2019

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 5, 2020

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 1, 2021

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Sep 4, 2020

Knowledge Engineering Review, Sep 1, 2016

We present the domain specific programming language MGS and its approach to the specification of ... more We present the domain specific programming language MGS and its approach to the specification of dynamical systems with a dynamical structure or (DS) 2. MGS stands for "encore un Modèle Général de Simulation", that is, "yet another general model of simulation". Its declarative approach is based on the notions of chains and cochains well studied in algebraic topology. A careful discussion of the design goals lead us to relax some of the constraints on these mathematical structures to represent in a uniform way various data structures and transformations. In particular, our computational notion of transformation relies on a rewriting mechanism encompassing the usual notions of set, string and term rewriting. These notions are illustrated on two examples involving the implicit computation of a time varying neighborhood: the simulation of the trajectories of flocking birds and the growth of an epithelial tissue. The second example illustrates also the compositionality achieved by the declarative framework. The MGS concepts have been further validated on several large scale simulations of complex biological systems. fun evolve(tissue) = Division(DiffusionReaction[dt=∆ 1 ](Mechanics[dt=∆ 2 , iter=N] (tissue)))

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 5, 2020

This report summarizes in English the French Rapport Scientifique of my Dossier d'Habilitation. I... more This report summarizes in English the French Rapport Scientifique of my Dossier d'Habilitation. It also includes some additional materials from technical reports that do not appear in the provided publications. This report mainly describe the 81/2 project. Started in 1991, the motivations of the project have evolved from the development of compilation techniques for parallel declarative programs to the declarative dynamic representations of time and space in programming languages. This document outlines the works centered around the 81/2 project and then eludes the researches I have conducted in the areas of • concurrency in object oriented languages [BG86, Gia86b, Gia86a, GDR + 90]; • persistent objects [GDR88b, Lag89, RGD91]; • CASE tools and software engineering environment and methods [GHM86, GHMP87, Gia88, BG89, ttp89, GDRH89, GDR89, GM89, GDRY89, GDR + 90]; • process migration [DG91]; • 3D interconnection network (the MEGA parallel architecture) [BGG90, BGG + 91, BEG + 91, GGB + 93b]; • parallel functional languages and actor languages for MEGA [GGS91, GGF91]; • message routing [GG90b, GG90a]; • static execution model for reconfigurable parallel architecture (the PTAH parallel architecture) [CBG92, CBD + 93, CGBD93, CBD + 94].

Lecture notes series, Institute For Mathematical Sciences, National University of Singapore, Jul 21, 2016

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2008

We present in this chapter the use of MGS, a declarative and rule-based language dedicated to the... more We present in this chapter the use of MGS, a declarative and rule-based language dedicated to the modeling and the simulation of various morphogenetic and developmental processes, like self-assembly processes. The MGS approach relies on the introduction of a topological point of view on various data structures called topological collections. This topological approach enables a uniform handling of theses data structure by a new kind of rewriting rules called transformations. Using (local) rewriting rules to specify self-assembling processes is particularly adequate because it mimics closely the incremental building mechanism of the real phenomena. The MGS approach is illustrated on the fabrication of a fractal pattern, a Sierpinsky triangle, using two approaches: by accretive growth and by carving. More generally, the notions of topological collections and transformations available in MGS enable the easy and concise modeling of cellular automata on various lattice geometries as well as more arbitrary constructions of multi-dimensional objects.

Physica D: Nonlinear Phenomena, Jul 1, 2008

This article appeared in a journal published by Elsevier. The attached copy is furnished to the a... more This article appeared in a journal published by Elsevier. The attached copy is furnished to the author for internal non-commercial research and education use, including for instruction at the authors institution and sharing with colleagues. Other uses, including reproduction and distribution, or selling or licensing copies, or posting to personal, institutional or third party websites are prohibited. In most cases authors are permitted to post their version of the article (e.g. in Word or Tex form) to their personal website or institutional repository. Authors requiring further information regarding Elsevier's archiving and manuscript policies are encouraged to visit:

Cette these propose un modele pour la programmation des applications a comportement previsible su... more Cette these propose un modele pour la programmation des applications a comportement previsible sur les ordinateurs massivement paralleles. L'objectif est d'offrir un environnement permettant de tres grandes simulations digitales en s'appuyant sur l'utilisation efficace des grands calculateurs paralleles. Ce modele est mis en uvre dans un langage experimental, otto e mezzo. Les problemes essentiels resident dans l'expression du parallelisme et dans l'organisation de la masse des traitements paralleles. Pour faire face a ces deux problemes, nous introduisons une nouvelle structure de donnee, le tissu, qui permet l'expression a la fois du parallelisme de donnees et du parallelisme de controle, afin de preserver la simplicite et l'efficacite des modeles d'execution simd tout en gagnant le rendement et la flexibilite des structures de controle offerts par le mimd. Les concepts mis en uvre trouvent leurs origines dans les langages declaratifs synchrones et dans les langages de manipulation de tableaux: le parallelisme de controle est obtenu par la notion de flot markovien et le parallelisme de donnee est obtenue a travers la notion de collection. Le resultat est un langage msimd dans lequel le parallelisme est implicite, statique et a grain tres fin. Nous proposons diverses techniques, basee sur la semantique du langage et des systemes de typages, permettant l'analyse et la compilation des programmes: les taches et leurs communications sont ainsi connues a l'avance et analysees pour optimiser leur repartition. En effet, la gestion de l'activite des taches correspondantes n'est pas realisee par un executif mais reglee des la compilation par un ordonnancement statique de toutes les activites. Cette phase de la compilation permet de repartir les donnees en profitant d'une connaissance tres fine de la structure des calculs et en tenant compte des couts de communication. Ce travail a conduit au developpement, a partir des techniques proposees, d'un interpretre/compilateur d'un sous-ensemble du langage

Technique Et Science Informatiques, 2013

Histoire de l'informatique Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Jump to: navigation, se... more Histoire de l'informatique Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Jump to: navigation, search Cet article présente les avancées majeures dans l'évolution de l'informatique. Pour une chronologie détaillée, voir : Chronologie informatique. Quand on parle, d'informatique on pense tout de suite ordinateur. Pourtant, l'informatique existe depuis plus longtemps. Il s'agit avant tout de méthode technique pour améliorer le calcul.

Dagstuhl Seminar Proceedings, 2007

Traditional models of computation have abstracted out physical locations in space (e.g. the Inter... more Traditional models of computation have abstracted out physical locations in space (e.g. the Internet, superscalar processors, unit delay wires, uniform memory delay) and implementations predominantly perform computations in time (i.e. sequentially). Most of our common data structures are spatially agnostic (e.g. arrays). But: 1. As scaling continues (both as primitive elements shrink to the atomic scale, and the number of elements composed scales up), computations must be distributed in space and location in space impacts the performance and feasibility of the computation. 2. As we couple and embed computing in the physical world (e.g. smart building, reactive surfaces, programmable matter, distributed robotics), position and shape are primary, serving as both the input to computation and a key part of the desired result of the computation. 3. As we understand natural computing systems (e.g. cells, ant colonies, system's biology) location and topology define the computation. Consequently, it is important to make space not an issue to abstract away, but a first-order effect that we optimize. The distinguishing feature of spatial computing then is that computation is performed distributed in space and position and distance metrics matter to the computation.

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 14, 2019

HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Copyright

Bulletin 1024, May 1, 2014

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2011

Comment dépasser les limitations des machines de Turing pour calculer plus, pour calculer autreme... more Comment dépasser les limitations des machines de Turing pour calculer plus, pour calculer autrement, pour calculer plus vite ou pour calculer mieux ? Dans les années 1930, plusieurs notions de calcul sont inventées afin de capturer de manière abstraite l'idée de manipuler mécaniquement des séries de symboles pris dans un ensemble fini. Elles se révèlent toutes équivalentes par traduction d'un formalisme dans un autre. Mieux, il existe une machine universelle abstraite qui peut simuler le fonctionnement de tout calcul. Cette machine universelle représente le calcul à effectuer par un programme, ce programme étant stocké dans la mémoire de la machine, tout comme les données sur lesquelles s'effectue le calcul. Ce calculateur universel abstrait peut se construire physiquement, et depuis les années 1950, les performances des ordinateurs, qui concrétisent cette implantation, doublent à peu près tous les deux ans. Est-ce à dire que nous sommes arrivés à la fin de cette belle histoire ? Bien sûr, nous sommes loin d'avoir fait le tour de la notion de programme, nous continuons notre quête d'ordinateurs plus rapides et il y a peu de risques de se tromper en prédisant que de nouvelles utilisations utiles et surprenantes de nos systèmes informatiques restent encore à inventer. Mais avons-nous fait le tour de la notion de calcul ? Tout se ramène-t-il toujours au calculateur universel ? Les frontières du continent qu'Alan Turing a ouvert pour nous sont-elles définitivement figées ? La réponse est non, et les terra incognita qui restent à explorer promettent encore de beaux voyages pour longtemps. Les chercheurs essayent de dépasser les limitations des machines de Turing pour calculer plus, pour calculer autrement, pour calculer plus vite ou pour calculer mieux. Au-delà du calculable : calculer plus Peut-on proposer une procédure effective, que tout le monde reconnaîtra comme bien déterminée et sans ambiguïté, et qui permette de résoudre un problème insolvable par une machine de Turing ? Un tel dispositif généraliserait la notion de calcul.

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Mar 13, 2019

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Nov 21, 2019

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 5, 2020

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 1, 2021

HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Sep 4, 2020

Antescofo is a coupling of a real-time listening machine with a reactive and timed synchronous la... more Antescofo is a coupling of a real-time listening machine with a reactive and timed synchronous language. The language is used for authoring of music pieces involving live musicians and computer processes, and the real-time system assures its correct performance and synchronization despite listening or performance errors. This document is a reference for the language starting from version 0.5. The presentation is mainly syntax driven and it supposes that you are familiar with Antescofo. The objective is to give enough syntax to upgrade the old Antescofo score in the few place where it is needed and to enable the reader to start experimenting with the new features. Please refer to the examples and tutorial to have sensible illustrations of the language. Additional information on Antescofo can be found at: • Antescofo home page http://repmus.ircam.fr/antescofo • on Antescofo's Ircam Forum User Group http://forumnet.ircam.fr/user-groups/antescofo/ where you can find tutorials to download with bundles for MAX and PureData • on Project Development Forge http://forge.ircam.fr/p/antescofo/ • on the web site of the MuTAnt team-project http://repmus.ircam.fr/mutant where you can find the scientific and technical publications on Antescofo.

La pluralité des recherches en musique en France aujourd’hui invite à en dresser un panorama pour... more La pluralité des recherches en musique en France aujourd’hui invite à en dresser un panorama pour envisager les perspectives à venir de ce domaine si singulier. Structurées à l’origine au sein de laboratoires académiques, menées sous l’impulsion de sociétés savantes, ces recherches se déploient également depuis quelques années dans les établissements d’enseignement supérieur de la musique accrédités par le ministère de la Culture, ainsi qu'au travers de nombreux acteurs de la création et de la diffusion, des centres nationaux de création musicale jusqu’aux artistes indépendants.

Ces rencontres s'adressent à une large audience : chercheuses et chercheurs, musiciennes et musiciens, pédagogues, étudiantes et étudiants… Elles auront lieu à la Maison des Sciences de l'Homme Paris Nord, les 19 et 20 mars 2025.

Toutes thématiques de recherche liées à la musiques sont bienvenues. Toutefois, trois sujets sociétaux seront mis en évidence, au regard des défis et perspectives qui s’annoncent pour les recherches en musique :

a) le développement de l’intelligence artificielle et ses effets aussi bien sur la création que sur la recherche, notamment en terme d’auctorialité, d’apprentissage automatique (machine learning), d’interactions homme-machine, ou encore de constitution et de fouille de données (big data et data mining), et ses articulations avec les objectifs de science ouverte ;

b) les apports de l’interculturalité dans un contexte de décentrement des savoirs (études postcoloniales, sortie de l’européocentrisme) et d’ouverture des répertoires et aires culturelles étudiées et diffusées ;

c) les enjeux écologiques, et notamment les liens à la matière sonore vivante non humaine, les paysages sonores, l’écologie de l’écoute, la sobriété technologique (low tech), et les logiciels libres.

Page du colloque : https://rnrm25.sciencesconf.org/