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@ -16,12 +16,12 @@ howpublished = {\url{https://github.com/scolobb/nsmux}}
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}
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@misc{sympy,
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title = {SymPy homepage},
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title = {{S}ym{P}y homepage},
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howpublished = {\url{http://www.sympy.org}}
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}
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@misc{categories,
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title = {A category theory module for SymPy},
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title = {A category theory module for {S}ym{P}y},
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author = {Sergiu Ivanov},
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howpublished = {\url{https://github.com/scolobb/sympy}}
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}
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@ -51,15 +51,16 @@ longtemps dans la théorie des langages formels, surtout la variante
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sans contexte qui généralise les opérations de concaténation et
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quotient, deux opérations
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fondamentales~\cite{Haussler82,KariPhD}. L'inspiration qui a motivé
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l'introduction de ces opérations vient de la linguistique, car elles
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semblent modéliser assez précisément les procédés de construction des
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phrases dans une langue vivante~\cite{Marcus69,PaunKluwer97}. Il a été
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montré récemment que l'insertion et l'effacement possèdent une
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inspiration biologique et qu'ils formalisent l'hybridation erronée des
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brins d'ADN ({\em mismatched DNA annealing})~\cite{PRSbook}. De plus,
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il a été découvert que même l'édition de l'ARN ({\em RNA editing})
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réalisé par certains protozoaires consiste généralement en des ajouts
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et des suppressions dans des brins d'ARN.
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l'introduction de l'insertion et l'effacement vient de la
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linguistique, car elles semblent modéliser assez précisément les
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procédés de construction des phrases dans une langue
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vivante~\cite{Marcus69,PaunKluwer97}. Il a été montré récemment que
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l'étude de l'insertion de l'effacement est intéressante du point de
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vue biologique, car ses opérations formalisent l'hybridation erronée
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des brins d'ADN ({\em mismatched DNA annealing})~\cite{PRSbook}. De
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plus, il a été découvert que même l'édition de l'ARN ({\em RNA
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editing}) réalisée par certains protozoaires consiste généralement
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en des ajouts et des suppressions dans des brins d'ARN.
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De manière intuitive, une règle d'insertion rajoute une sous-chaîne à
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une chaîne de caractères dans un contexte donné. Une règle
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@ -70,23 +71,23 @@ un ensemble fini de règles d'insertion
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et d'effacement ; il engendre un langage en appliquant ces règles
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séquentiellement à un ensemble fini de mots dits axiomes. La
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complexité d'un système d'insertion/effacement est décrite par le
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6-uplet $(n,m,m'; p,q,q')$ dit taille, où les premiers trois composant
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6-uplet $(n,m,m'; p,q,q')$ dit taille, où les premiers trois composants
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représentent la longueur maximale de la sous-chaîne insérée et la
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taille maximale des contextes à gauche et à droite, alors que les
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trois derniers composants décrivent les mêmes paramètres pour les
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règles d'effacement.
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Dans le cadre de ma thèse nous nous sommes intéressés tout d'abord à
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des systèmes d'insertion/sup\-pres\-sion de taille $(1,m,0; 1,q,0)$,
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des systèmes d'insertion/ef\-face\-ment de taille $(1,m,0; 1,q,0)$,
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c'est-à-dire aux systèmes dans lesquels toutes les règles n'ont pas de
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contexte à droite et insèrent ou suppriment un caractère. Nous avons
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montré que ces systèmes engendrent tous les langages rationnels, et
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même certains langages algébriques. D'un autre côté, nous avons prouvé
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que pour tout système de taille $(1,m,0;1,q,0)$ avec $m\geq 2$ ou
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$n\geq 2$ il existe un système de taille $(1,2,0; 1,1,0)$ et un autre
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de taille $(1,1,0; 1,2,0)$ qui le simulent. Nous nous sommes aussi
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$q\geq 2$ il existe un système de taille $(1,2,0; 1,1,0)$ et un autre
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de taille $(1,1,0; 1,2,0)$ qui le simule. Nous nous sommes
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intéressés aussi aux systèmes de taille $(1,1,0;1,1,0)$ qui, malgré
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leur simplicité apparente, peuvent eux aussi engendrer des langages
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leur simplicité apparente, peuvent engendrer des langages
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non algébriques. Afin de mieux analyser le comportement dynamique de
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ces systèmes, nous avons introduit un outil de représentation
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graphique de leurs dérivations.
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@ -96,9 +97,9 @@ trois mécanismes de contrôle : contrôle par graphe ({\em graph
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control}), contrôle semi-conditionnel ({\em semi-conditional
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control}) et contextes aléatoires ({\em random context
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control}). Nous avons prouvé que les systèmes équipés de ces
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mécanismes étaient Turing complets avec de très petites
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mécanismes sont Turing complets avec de très petites
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règles. Notamment, nous avons prouvé que le contrôle semi-conditionnel
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augmentait la puissance d'expression des systèmes
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augmente la puissance d'expression des systèmes
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d'insertion/effacement de taille $(1,0,0;1,0,0)$, c'est-à-dire des
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systèmes avec des règles sans contexte, est les rend Turing complets.
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@ -119,8 +120,8 @@ La complétude computationnelle des réseaux de processeurs
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introduction~\cite{CMVMS2001,CVS97}. Des variations au modèle ont été
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proposées plus tard et prouvées Turing complètes elles
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aussi~\cite{AMVR2006,CMVMS2003}. Nous nous sommes intéressés plutôt à
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l'universalité et à la minimisation du nombre de règles d'insertion,
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d'effacement et de substitution dans les réseaux universels. Nous
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l'universalité et à la minimisation du nombre de règles
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dans les réseaux universels. Nous
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avons ainsi construit des réseaux universels à 4, 5 et 7 règles
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seulement, avec des fonctions de codage différentes.
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@ -131,8 +132,8 @@ telle machine possède un nombre fini de registres, qui peuvent
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contenir des entiers non négatifs. Le programme d'une machine à
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registres est une liste étiquetée d'instructions élémentaires :
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l'incrément d'un registre, le décrément d'un registre et le teste si
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un registre est vide. Les machines à registres sont ainsi un modèle
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très proche de l'organisation des ordinateurs digitaux habituels.
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un registre est vide. Les machines à registres sont ainsi
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très proches de l'organisation des ordinateurs digitaux habituels.
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Il a été montré que les machines à registres sont Turing complets, et
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qu'en plus n'importe quelle fonction calculable sur les entiers non
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@ -174,7 +175,7 @@ La dernière partie de ma thèse porte sur l'universalité des systèmes
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de réécriture de multiensembles avec des inhibiteurs et aussi des
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réseaux de Petri avec des arcs inhibiteurs --- deux modèles qui sont
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fondamentalement similaires. En effet, un état (marquage) d'un réseau
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de Petri est décrit comme une fonction qui associe à chaque place le
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de Petri est décrit par une fonction qui associe à chaque place le
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nombre de jetons qu'elle contient ; or le marquage est un
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multiensemble sur l'alphabet des symboles qui désignent les
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places. Les transitions de réseaux de Petri correspondent ainsi aux
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@ -188,7 +189,7 @@ d'étendre le pouvoir d'expression de ces modèles, dont l'idée des
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inhibiteurs. Dans les réseaux de Petri, un arc inhibiteur entre une
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place et une transition empêche celle-ci de se déclencher si la place
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n'est pas vide. De la même manière, on peut munir une règle de
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réécriture de multiensembles avec un ensemble de symboles qui ne
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réécriture de multiensembles avec une collection de symboles qui ne
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doivent pas être présents pour que la règle soit applicable. Il a été
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prouvé que les réseaux de Petri avec des arcs inhibiteurs et les
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systèmes de réécriture de multiensembles avec des inhibiteurs sont
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@ -210,7 +211,7 @@ nécessaires pour atteindre la complétude computationnelle : les
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réseaux de Petri avec un seul arc inhibiteur ne sont pas Turing
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complets~\cite{Reinhardt08}.
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Même si les résultats d'universalité présentés dans la dernière partie
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Même si les résultats portant sur l'universalité présentés dans la dernière partie
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de ma thèse apparaissent sous la forme de réseaux de Petri, la
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correspondance directe avec les systèmes de réécriture de
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multiensembles permet de formuler immédiatement les mêmes résultats
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@ -264,7 +265,7 @@ comportement désiré. J'ai participé à ce travail en développant un
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simulateur avec des moteurs des simulations échangeables pouvant être
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réalisés en des langages différents. J'ai notamment fourni un moteur
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de simulation utilisant la technologie OpenCL de programmation
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parallèle sur les cartes graphiques et un autre, plus flexible mais
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pour des architectures parallèles et un autre, plus flexible mais
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moins performant, implémenté en Haskell.
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En ce qui concerne le développement des algorithmes distribués, je me
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@ -275,7 +276,7 @@ de l'horloge globale rapproche le modèle des systèmes parallèles
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composés d'un certain nombre de processus qui interagissent. Dans mon
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travail, j'ai exprimé les mécanismes de synchronisation en termes de
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règles de réécriture de multiensembles et j'ai montré comment ces
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mécanismes pouvaient être utilisés pour la résolution des problèmes de
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mécanismes pouvaient être utilisés pour la résolution de problèmes de
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concurrence classiques.
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Nous avons continué l'exploration des algorithmes distribués en
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@ -286,7 +287,7 @@ avant est une méthode de déduction qui applique des implications
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logiques en partant des prémisses pour en déduire de nouvelles
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conclusions. Le chaînage avant consiste donc à construire toutes les
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conclusions déductibles à partir des axiomes jusqu'à ce que la
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proposition cible est obtenue. Par opposition, le chaînage arrière
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proposition cible soit obtenue. Par opposition, le chaînage arrière
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part des conclusions pour essayer de remonter aux axiomes. Le chaînage
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arrière a souvent tendance à explorer moins de possibilités et est
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préféré dans les cas d'utilisation pratiques. Il est remarquable que
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@ -369,7 +370,7 @@ tableau dans l'espace cartésien à deux dimensions peut contenir un
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nombre fini de cellules non vides disposées dans une configuration
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particulière, les autres cellules étant vides. Une règle de réécriture
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de tableaux qui rajoute une nouvelle cellule peut s'appliquer à un
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motif seulement si cette nouvelle cellule ne correspond pas à un
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motif seulement si cette nouvelle cellule correspond à un
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endroit vide dans le tableau d'origine.
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Ma contribution à l'étude des grammaires de tableaux a consisté à
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@ -433,7 +434,7 @@ et seront disponibles au public dès leur finalisation.
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Finalement, afin de faciliter la conception et la vérification de
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systèmes à réactions, j'ai implémenté un simulateur de ce modèle. Le
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code source du simulateur, ainsi qu'une documentation, est disponible
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code source du simulateur, ainsi que la documentation, est disponible
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en ligne~\cite{brsim}. J'ai aussi réalisé une interface
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Web~\cite{brsimweb} qui permet d'utiliser mon simulateur sans à avoir
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à télécharger et compiler le code.
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