Topic description
Ce projet de thèse porte sur la conception de protocoles de communication dans des réseaux de processus finis interconnectés par des canaux de capacité limitée. L'objectif est d'étudier comment concevoir, de manière automatique, des systèmes distribués qui réalisent un comportement global spécifié tout en respectant des contraintes de bande passante. La question est abordée dans un cadre formel, fondé sur la théorie des automates et des jeux sur graphes infinis.
Le travail se concentre sur la modélisation et la synthèse de processus finis : chaque composant est décrit par une machine de Mealy, et le comportement global doit satisfaire une spécification régulière. Les contraintes de bande passante sont exprimées en termes de taille d'alphabet sur les canaux internes, et l'on cherche à déterminer le taux minimal de communication nécessaire à la réalisabilité de la spécification. Des extensions avec latence sont également considérées, permettant aux processus de différer leurs sorties.
Les méthodes utilisées combinent des techniques issues de la théorie des automates, de la synthèse distribuée et des jeux à information partielle, avec des outils d'inspiration information-théorique pour évaluer les limites fondamentales de communication. Les travaux antérieurs des encadrants sur la représentation de l'information, ainsi que la mémoire dans les jeux quantitatifs, fournissent les bases conceptuelles et algorithmiques du projet. Les résultats attendus incluent une caractérisation des cas décidables, des bornes quantitatives sur la bande passante minimale et une compréhension approfondie des compromis entre mémoire, latence et capacité de communication.
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This thesis project focuses on the design of communication protocols in networks of finite processes interconnected by channels with limited capacity. The goal is to study how to automatically design distributed systems that achieve a specified global behavior while adhering to bandwidth constraints. The problem is addressed within a formal framework based on automata theory and games on infinite graphs.
The work focuses on the modeling and synthesis of finite processes: each component is described by a Mealy machine, and the global behavior must satisfy a regular specification. Bandwidth constraints are expressed in terms of alphabet size on internal channels, and we seek to determine the minimum communication rate required for the specification to be realizable. Extensions involving latency are also considered, allowing processes to defer their outputs.
The methods employed combine techniques from automata theory, distributed synthesis, and partial-information games with information-theoretic tools to assess fundamental communication limits. The supervisors' prior work on information representation and memory in quantitative games provides the conceptual and algorithmic foundations for the project. Expected results include a characterization of decidable cases, quantitative bounds on minimum bandwidth, and a deep understanding of the trade-offs between memory, latency, and communication capacity.
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Début de la thèse : 01/10/
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Contrats ED : Programme blanc GS-ISN*
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