L’efficacité par la généralité Journée Jean-Louis Laurière 22/03/2006 Jean-Luc Dormoy, CEA-DRT 22/03/2006

Comment situer le travail de Jean-Louis Laurière Prendre le monde réel, poser le problème Comment utiliser un ordinateur Comment ne pas le programmer Turing, Machine Intelligence, 1948 : Pas de robots tout de suite Jeu d’échec Cryptarithmétique Puis AI: résolution de problèmes JLL dans cette filiation 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière Seminal paper: ALICE, 1978 The computer will be the most marvellous of all tools as soon as program writing and debugging will be no longer necessary. Today the common informational process may be represented by the following diagram: Real life environment → Statement of a problem Algorithm of solution Computer resolution 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière ALICE paper (cont’d) Each step requires an appropriate language. Very often, since programming languages are not powerful enough, specific programs are put together with great effort to solve quite particular problems. To avoid doing all the process by hand, algorithm description language of a higher level are now sometimes developed; with these languages the verification and the modification of programs becomes much easier. But the best way to attack the global question is probably to begin with the diagram root, at the first arrow. 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Peut-on tout programmer en ALICE ? ALICE permet essentiellement de poser des formules du second ordre restreint Il existe (Trouver) f  R0, ou E  E0 tq (K(f), ou K(E)) Où R0, ou E0 sont énumérables en mémoire Enoncé des pbs NP : Théorème de logique Formidablement déclaratif : plus d’instructions Améliorations « de détail » possibles Langage avec des structures de données Instructions à des contraintes Pas aussi général que la récursion Il existe (Trouver) f : D → A tq (K(f)) et µ(point fixe) Sémantique dénotationnelle, naturelle En fait général sur structures finies Mais étude (que peut-on / ne peut-on pas) pas été conduite 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière « Interpréteur » Accumulation de connaissances, chacune apparemment insignifiante, au total plus puissante que n’importe quel algorithme, parce que générales Possibles grâce à la représentation (langage) Efficacité par la généralité Efficacité = compétence Et même temps singulier de résolution Ressources (mémoire, énergie) 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière SNARK Règles de « production » En fait actions conditionnelles Mais permet une programmation en « encapsulant » des patterns dans un minimum de contrôle Système de production « fonctionnel » (Descartes) Problème restant : gestion de la mémoire dans le programme compilé 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière RABBIT After an initial assessment of NP-complete problems and existing problem solvers, the author goes on to consider all the cases where a propagation + choice approach is not efficient. The system is incapable of finding the symmetries of the problem and either it endlessly studies equivalent situations or it determines a quasi-optimal solution and then wastes time proving this optimality, or else it takes most of the constraints into account but then, when having to deal with an under-constrained problem, wastes time propagating useless information. To overcome these problems, automatic programming would seem to be an ideal solution for the author. Concrete examples are given and RABBIT, a new software deriving from ALICE, is described. This software can generate programs containing thousands of instructions which can be run up to one hundred times faster than a pure CSP 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière RABBIT (Cont’d) R0, ou E0 peuvent être autre chose que énumérables en mémoire. Il existe (Trouver) f  R0, ou E  E0 tq (K(f), ou K(E)) Par exemple : domaines continus Généralité de cela ? On est toujours sûr d’y arriver ? Non ! Est-ce efficace ? Oui. 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Informatique : Science et technologie Fondement scientifique double Logique et sciences cognitives (IA) (cf. Turing) Les deux chez JLL ! Question fondamentale de la « programmation » Qu’est-ce qu’une machine ? Êtes-vous sûr de ne pas être une machine ? Mais aussi formidable développement technologique Développement cumulatif « Objectivation » de la technologie dans la démarche scientifique Rapport entre découverte et invention Entre science de l’artificiel et science naturelle 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière Supercomputer Mainframe Minicomputer Workstation Personal Computer PDA - Phone DVD Smartcard RFID Chip ? ? ? ? $10,000,000 $1,000,000 $100,000 $10,000 $1,000 $100 $10 $1 $0.1 $0.01 From Niels Gershenfled « When things start to think » (1997), in turn inspired by Feinman’s « There’s plenty of room at the bottom » (1959) Moore’s Law + Ubiquitous Networking  Bell’s Law 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

« Fonctionnement » de la technologie Commence par du très spécifique (programmation directement dans les circuits) Puis « logiciélisation » Développement cumulatif Puis « approfondissement » Exemples : Systèmes critiques / Sûreté du logiciel Conception des processeurs Systèmes distribués Vision 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Systèmes critiques / Sûreté du logiciel Aujourd’hui : preuve formelle d’un fonctionnement figé Preuve formelle de l’avion, mais du pilote ? Facteur humain Preuve formelle de la voiture, mais du conducteur ? Radar, alcootest Règle socialement acceptable, i.e. acceptable par la société des agents -> idée ? Humains pas très malins, automobile = un homme marchant devant avec un drapeau Analyse statique (Patrick Cousot) « Huile de coude » -> Tout ce qu’il faut pour que ça marche, mais inavouable Pb. (réel !) de communication de ces résultats JLL était trop fort pour pouvoir « communiquer » Vertu de cette journée ? 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Conception des processeurs Instruction Level Parallelism Retrouve le fonctionnel Retro engineering Vectorialisation (vectoriel, DSP, VLIW) Inverse de la génération de code Prédiction (branchement, prefetch) Au-delà de l’ILP Aujourd’hui : multiprocesseur Il faudra changer le modèle de programmation Retro engineering : on ne sait pas Il faudra monter en généralité pour être efficace 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière Systèmes distribués SNARK : Systèmes d’information (BPL) Demain : intelligence ambiante Approfondissement : « Généricisation » des services Tolérance aux fautes Diagnostic Déploiement Découverte Equilibrage de charge Modèles : ontologie, modèles de soi JIT, raisonnement en dynamique sur le modèle Autonomic computing 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière Vision Remarque : premier papier de propagation de contrainte (Arc Consistency, 1972) ALICE 1976 « AC-4 » : 1986 (AI Journ., Roger Mohr) Représentation : question essentielle Pas « image » ! Capacité de prédiction Avoir un modèle de ce qu’on voit 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Heuristiques d’évolution « en profondeur » : métaconnaissances Déclarativité Langages Modèles de niveau plus abstrait, plus large d’application (intégration de modèles différents), considérés comme seule connaissance fournie à la machine Représentation Doit permettre le raisonnement sur l’énoncé comme pendant la résolution de problème De offline à online Les mêmes connaissances servent sur l’énoncé du problème, et pendant sa résolution 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Heuristiques d’évolution « en profondeur » (Cont’d) Prédiction Heuristiques pour estimer l’intérêt de la direction prise RABBIT = 3 raisons pour ne pas faire de la propagation de contraintes Vision Sûreté Capacités de diagnostic, de monitoring Se rendre compte qu’on se fourvoie Être capable de changer de méthode Comparer à la prédiction 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Heuristiques d’évolution « en profondeur » (Cont’d) Mais la plus puissante Efficacité par la généralité 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière

Journée Jean-Louis Laurière Conclusion Si vous voulez être créatif et innovant… …il vous faut rencontrer un lapin, et le suivre… 22/03/2006 Journée Jean-Louis Laurière