Anmerkungen:
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Beschreibung:
Le non-déterminisme et le parallélisme à grande échelle sont deux propriétés importantes des systèmes biologiques et écologiques. Il est donc naturel qu’elles soient héritées par les modèles de calculs bio-inspirés. Pour utiliser ces modèles en pratique il est important de pouvoir simuler leur fonctionnement. L’approche standard pour le faire consiste dans la réalisation des simulateurs logiciels, exécutées sur des ordinateurs conventionnels ce que met de côté les propriétés essentielles des systèmes visés, plus particulièrement le parallélisme à grande échelle.Une autre approche consiste dans la construction d’une plateforme matérielle in silico dont les circuits vont correspondre aux composants du modèle tout en gardant le fonctionnement parallèle à grande échelle. Pour faciliter le développement on utilise généralement des circuits logiques matériels reconfigurables, appelés FPGA, qui permettent un prototypage rapide des circuits matériels.Cette thèse s’articule autour de l’implémentation matérielle de deux modèles de calcul bio-inspirés : systèmes à réaction (RS) et des systèmes à membranes numériques (NPSLes systèmes à réaction sont une formalisation théorique des réactions biochimiques. Dans cette thèse on s’est intéressé à l’implémentation matérielle des systèmes à réaction à l’aide des FPGA. Pour tester notre approche nous avons implémenté des systèmes à réaction proposés pour la modélisation de la croissance des filaments intermédiaires, de la réponse au choc thermique dans les bactéries et du modèle du transduction du signal du récepteur ErbB dans les cellules épithéliales humaines. Ces implémentations ont permis d’atteindre la vitesse de calcul de 10^8 étapes/seconde et d’avoir une accélération de l’ordre 2,5x105 par rapport aux meilleurs simulateurs GPU existants.Les autres modèles de calcul considérés dans ce mémoire relèvent du domaine du calcul à membranes qui est un paradigme de calcul parallèle et quantitatif inspiré par la structure et le fonctionnement des cellules vivantes. Le fonctionnement ...