• Comment le numérique a transformé l’informatique

    Dans le cadre des « Entretiens autour de l’informatique », Serge Abiteboul et Marie Jung ont rencontré Yves Caseau, responsable de l’Agence Digitale du Groupe Axa. Son objectif : moderniser les méthodes de travail des équipes chargées de concevoir les applications mobiles et les sites web. Nous nous sommes habitués à voir l’informatique construire un nouveau monde, le monde numérique. Yves Caseau raconte à Binaire comment, dans un retour de service éblouissant, ce monde numérique a véritablement transformé l’informatique.

    Yves Caseau, photo © M. Jung
    Yves Caseau, photo © M. Jung

    Une autre manière de développer du logiciel

    B : Quels sont les changements récents les plus importants dans le développement de logiciel ?

    YC : Le premier élément de changement important, c’est la manière de coder. Avant pour un problème complexe, on se lançait dans une analyse poussée et le développement d’un logiciel monolithique. Les jeunes actuels commencent par chercher avec Google si un bout de programme existe déjà quelque part qui résout une partie du problème. Du coup, avant on essayait d’avoir les développeurs les plus compétents. Maintenant, on préfère avoir des profils capables de manipuler avec brio des bouts de codes, de les combiner, et de vérifier ce qu’ils font, sans nécessairement comprendre leurs mécanismes intimes. C’est le rêve de l’approche composant où on réutilise sans arrêt des fragments.

    Des rythmes de développement effrénés

    B : Du coup, cela raccourci les cycles de développement ?

    YC. Oui, c’est le deuxième changement important. Les géants du web comme Google, Amazon ou Facebook sont des experts en la matière. Google modifie 50 % de ses modules tous les mois. Du code est fabriqué sans arrêt. Et la façon dont le code est fait importe autant que le résultat. Quand je travaillais chez Bouygues Telecom sur les « box », nous avions à faire face à des composants matériels instables et incomplets.  Ce n’est pas une question de compétence, nous avions d’excellents fournisseurs, mais le rythme d’adaptation du silicium pour suivre les évolutions des protocoles tels que HDMI était infernal. La partie logicielle devait cacher les limites du matériel et s’adapter au rythme très rapide de mises à disposition du matériel. Pour réussir dans ce monde de l’électronique grand-public, il est vital de savoir reconstruire son logiciel tous les jours.

    The lean startup, Eric Ries
    The lean startup, Eric Ries

     

    Avec les clients au centre des préoccupations

    B : Pour raccourcir les cycles de développement, vous essayez de faire passer vos équipes au « lean startup ». Qu’est-ce que ce signifie ?

    YC : C’est une manière de faire des applications en mode « centré client » et « incrémental ». Cela revient à sortir un produit minimal le plus vite possible, le mettre entre les mains des clients, regarder comment ils l’utilisent, et adapter le produit pour en proposer une nouvelle version rapidement. Ce type d’agilité n’est pas naturel pour des grands groupes. J’essaie de mettre cela en place dans les projets que je dirige. C’est une centaine de personnes qui travaillent ensemble avec des profils très différents : spécialistes du marketing, développeurs, designers. Nous essayons de mélanger tout ça.Le livre d’Octo Les géant du web m’a beaucoup inspiré. Avec l’informatique agile, le logiciel est vivant, il bouge sans arrêt tout en étant au cœur du processus de valeur de l’entreprise et en mettant le client au centre de ses préoccupations.

    Les Géants du Web : Culture – Pratiques, Octo Technology
    Les Géants du Web : Culture – Pratiques, Octo Technology

    Redécouvrir l’amour du code

    B : Cela sonne comme le début d’une nouvelle ère ?

    YC : On se retrouve comme à la belle époque de l’informatique. Il faut aimer le code ! Au début de l’informatique, les développeurs vivaient dans leur code et ils aimaient ça. Puis on a changé de modèle. Quelqu’un écrivait des spécifications d’une application (N.D.L.R. une description détaillée de ce qu’il fallait réaliser), et des développeurs, peut-être à l’autre bout du monde, écrivaient les programmes. Ce modèle, très à la mode entre 1980 et 2000, est un modèle qui se meurt. En éloignant le concepteur de l’application du développeur, on avait perdu l’artisanat du développement de code. Aujourd’hui, avec le développement agile, on a retrouvé la proximité, le contact, l’amour du code.

    On maitrise le code avec des pratiques qui reviennent à la mode comme le pair programming (N.D.L.R. le développement d’un programme en binôme sur le même ordinateur). Les développeurs ont besoin d’une unité de lieu, de contact constant. Cela dit, l’agence digitale d’Axa travaille avec des développeurs basés à Barcelone. Nous faisons de l’agile distribué, autrement dit nous travaillons comme si nous étions dans la même pièce. Les réunions quotidiennes se font via Skype, debout pour éviter qu’elles trainent en longueur. Faire de l’agile à distance est compliqué. Ce n’est bien sûr pas comparable à l’alchimie d’une équipe qui vit ensemble, mais c’est possible.

    B : Qu’est-ce que ces changements impliquent pour les développeurs ?

    YC : Le changement quotidien des applications revalorise le travail des développeurs. Ils sont invités à apporter plus d’eux-mêmes dans le produit, mais ce n’est pas toujours évident. Dans le fonctionnement de l’Agence Digitale, nous avons créé un budget « exploration » pour les développeurs, mais il faut faire attention à ne pas le voir absorber pas les besoins opérationnels courants.

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    B : Quel est le profil type du développeur que vous recherchez ?

    YC : Le profil type du développeur dans les startups modernes, c’est celui de l’étudiant américain, moitié codeur, moitié généraliste. Je pense, qu’il y a eu un retournement dans les compétences recherchées. À la fin des années 90, la startup idéale de la Silicon Valley était très technique, avec par exemple des développeurs Russes ou Israéliens. À l’heure actuelle, les startups sont moins techniques car elles sont passées du B2B au B2C (N.D.L.R, de la vente vers d’autres entreprise à la vente au grand public), et font appel à un ensemble plus large de compétences. Leurs développeurs ont moins besoin d’être des informaticiens brillants. Il faut par contre qu’ils comprennent bien les aspects métiers de l’application, l’expérience client, qu’ils puissent imaginer ce qui plaira.

    B : Vous devez quand même innover en permanence ; comment faites-vous ?

    YC : Il est difficile de concurrencer les plus grands qui innovent sans arrêt. Pour innover en permanence dans un monde très concurrentiel, nous ne pouvons pas nous permettre de le faire seul. Nous sommes emmenés à faire de l’innovation ouverte (open innovation en anglais) au sens logiciel du terme, c’est-à-dire en nous appuyant sur une plateforme ouverte à nos partenaires et des API (*). Développer seul est épuisant, la seule façon d’y arriver est de participer à un écosystème, avec des sociétés qui ont choisi de développer des logiciels ensemble.

    Le Big data s’installe au cœur de l’informatique

    B : Vous n’avez pas mentionné le sujet à la mode, le Big Data ?

    YC : Ce qui se passe autour de la donnée à l’heure actuelle est un changement que je pressens mais que je ne vis pas encore contrairement aux changements que j’ai déjà mentionnés. Coder et construire des algorithmes nécessitent maintenant de « penser données ». Pour résoudre des problèmes, avant, on cherchait des algorithmes très complexes sur peu de données. Aujourd’hui, on revisite certains problèmes en se focalisant sur des algorithmes simples, mais s’appuyant sur des données massives. On découvre de nouveaux problèmes sans arrêt, où la valeur est plus dans la donnée que dans l’algorithme. Quand Google achète une startup à l’heure actuelle, il s’intéresse surtout aux données qu’elle possède.

    B : Quelles conséquences ce recentrage sur les données aura sur Axa ?

    YC : Dans le futur, je vois Axa faire du machine learning à haute dose. La mission d’Axa est de protéger ses clients dans des domaines comme la santé ou la maison. Cela signifie donner des conseils personnalisés à nos assurés. Si vous avez 50 ans et que vous allez faire du ski, Axa pourra analyser les risques que vous courrez selon votre profil et partager l’information avec vous en allant jusqu’au coaching. Pour l’instant, notre application de coaching pour la santé est simple. Les conseils qu’elle propose sont limités, avec une personnalisation rudimentaire. Mais nous pensons qu’elle marchera nettement mieux avec un réseau social et un moteur de recommandations.

    Toutes nos passions reflètent les étoiles, Victor Hugo
    Toutes nos passions reflètent les étoiles, Victor Hugo

    Les objets connectés

    B : Vous croyez aussi aux objets connectés ?

    YC : Je suis arrivé chez Axa au moment où tout le monde ne parlait que de ça, mais la plupart du temps le problème est envisagé à l’envers à partir des données sans se demander si le client a envie d’en générer et d’en partager. Pour le grand public, il n’y a qu’un petit nombre de cas où ces objets sont vraiment sympas, comme la balance Withings que j’adore. J’ai un cimetière d’objets connectés chez moi qui n’ont pas tenu leur promesse.

    B : Pourquoi ne tiennent-ils pas leur promesse ?

    YC : Les objets connectés ne deviennent vraiment intéressants que quand ils sont contextualisés, qu’ils fournissent la bonne information à la bonne personne au bon moment. Je suis fan du tracker Pulse de Whithings et j’en ai offert quelques uns autour de moi. Ma fille a adoré jouer avec pendant 15 jours, puis elle a trouvé l’objet limité. Par certain côté, son smartphone avait une meilleure connaissance d’elle rien qu’en étant connecté à son agenda.

    B : N’y a-t-il pas un risque avec l’utilisation de toutes ces données ? Dans le cadre d’une assurance par exemple, qui me garantit qu’elles ne seront pas utilisées contre moi, par exemple pour décider l’augmentation du prix de ma police d’assurance ?

    YC : Je pense qu’il y aura à la fois des barrières légales et sociétales pour garantir que n’importe quelle donnée ne sera pas récupérée, utilisée à mauvais escient. Il est indispensable que de telles barrières soient établies.

    B : Après des années dans la R&D autour de l’informatique, vous avez l’air d’aimer toujours autant ce que vous faites ? Qu’est-ce qui vous passionne vraiment aujourd’hui ?

    YC : J’ai une mère qui vit seule dans sa maison à 80 ans. Comme beaucoup d’entre nous, je me sens donc très concerné par le devenir des personnes âgées. Nous sommes en train de développer un mini réseau social destiné aux séniors isolés et à leurs proches. Appelée « AreYouOk ? », cette application sortira d’abord au Japon. Je pense qu’il y a beaucoup de choses à faire pour les adultes dépendants. Notre application se servira des signaux d’objets connectés comme des téléphones portables avec ses senseurs comme l’accéléromètre, des montres. Il est assez simple de détecter un incident, une chute. Bientôt, nous pourrons aussi détecter une baisse de tonus, qui peut être le symptôme d’un problème de santé sérieux. Il suffit d’analyser les déplacements, leur vitesse… Dans les années qui viennent, nous allons pouvoir améliorer considérablement la manière de vivre des personnes âgées. C’est le genre de chose qui me donne vraiment envie chaque matin d’aller travailler…

    Propos recueillis par Serge Abiteboul et Marie Jung

    (*) API : Une interface de programmation, API pour Application Programming Interface, est une façade par laquelle un logiciel offre des services à d’autres logiciels. Elle consiste en une description détaillée qui explique comme des programmes consommateurs peuvent utiliser les fonctionnalités d’un programme fournisseur, par exemple un service Web ou une bibliothèque de programmes.

  • Complexité ? Même pas mal !

    En informatique, des mots de la vie courante prennent un sens particulier, précis, peut-être inattendu. Nous allons expliquer ici  « complexité ». Thierry Viéville.

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    © INRIA / Projet VASY- Univ de Eindhoven

    Le terme  complexité a un sens très précis en informatique, en fait plusieurs sens.

    il y a la théorie de la complexité qui étudie la quantité de ressources (par exemple en temps, en espace, en communication) nécessaire pour la résolution de problèmes au moyen de l’exécution d’un algorithme. Ainsi, on dira par exemple d’un algorithme qu’il a une “complexité en temps élevée” non pas parce qu’il est compliqué à comprendre, mais parce qu’il demande un grand nombre d’opérations pour une instance du problème.

    Certains problèmes peuvent être résolus extraordinairement vite. Par exemple, chercher un mot dans un dictionnaire d’un milliard de mots peut se faire en … un petit nombre d’opérations élémentaires ! D’autres ont une complexité qui explose avec la taille des données. Par exemple, pour remplir au maximum un sac à dos, sans dépasser une borne fixée, avec des objets de poids différents, cela peut nécessiter d’explorer plus d’un milliard de configurations pour une trentaine d’objets. Pour bien comprendre un problème, il est important d’étudier la complexité des algorithmes qui permettent de le résoudre, voire de découvrir des bornes théoriques qui montrent qu’il est impossible de le résoudre avec des ressources trop limitées.

    Une autre notion importante est la mesure de complexité d’un message ou d’une information. C’est la forme “algorithmique” de la mesure de l’information, dite de Kolmogorov. Un message est complexe si le plus petit programme qui génère ce message est obligatoirement de grande taille. Il y aussi une forme “probabiliste”, de Shannon, qui fonde une théorie de l’information plus mathématique. Il est important de connaitre la complexité d’un message quand on veut le transmettre, le compresser ou le chiffrer. Il est aussi amusant de savoir que parmi tous les messages sans fin (de longueur infinie) très peu peuvent être générés par un algorithme. Une infinité non-dénombrable d’entre eux sont complètement imprédictibles.

    On voit donc que la notion de complexité s’applique à la fois aux données et aux traitements sur ces données. Elle permet de comprendre les limites de ce que l’on peut faire avec des algorithmes. Avec elle, l’informatique propose des fondements théoriques qui permettent de mieux comprendre les programmes informatiques et les données numériques.

    L’article original est à consulter sur le site de pixees.fr. Éléments recueillis grâce à Sylvie Boldo,  Florent Masseglia et Pierre Bernhard.

  • Nos ordinateurs ont-ils la mémoire courte ?

    Quelles images, quels sons, quels écrits de notre société numérique restera‐t‐il, quand  les archéologues du futur, dans quelques siècles, chercheront à reconstituer nos données, désormais de moins en moins « ancrées » dans la matière ? Notre civilisation est-elle encore capable de produire de la mémoire ? Une réponse, positive, est donnée à travers ce reportage vidéo de 52 mn de Zed distribution Télévision.

    Depuis que s’est développée l’informatique de masse, nos informations et tout notre patrimoine collectif est codé en binaire sur des supports dont la pérennité semble dérisoire par rapport à la mémoire de papier de nos bibliothèques ou à ce que l’antiquité nous a laissé gravé dans la pierre. Or, nous allons laisser aux enfants de nos enfants pour des siècles et des siècles, un héritage culturel, mais aussi un monstrueux héritage de déchets radioactifs. Il faut arriver à faire que toute cette mémoire ne se perde pas.

    Le film chez Zed
    Le film chez Zed distribution télévision

    En réaction à ce problème majeur, ce reportage montre comment des chercheurs se livrent à une véritable course, une course contre l’oubli. Au-delà des solutions par recopie de nos données à travers la vis sans fin des mutations technologiques de notre monde numérique dans des centres de données, c’est en revenant vers l’encre et le papier que des données qui doivent traverser le temps sont archivées, à côté de véritables message gravés dans la géologie de notre sol, sur du quartz. On se tourne aussi vers un support bien plus fragile mais prodigieusement miniaturisé et pérenne : l’ADN.

    Standards pour le codage des données ? Mécanismes de codes correcteurs d’erreurs et de duplication des données pour les rendre robustes aux altérations ? Prise en compte du fait que ces données sont mouvantes pour garder aussi la mémoire de l’histoire de l’évolution de ces données ? Outils informatiques efficaces pour exploiter et garder ce qui est noyé dans la masse des informations humaines ? Ce sont ces questions que le reportage nous offre en partage.

    Se pose alors, au-delà de ce reportage, le problème de la pertinence des données, dans une société où la mémoire collective explose. Quelle information pertinente devons-nous collecter ? Que devons nous conserver pour ne pas nous noyer dans un océan de mémoire ? De quel droit à l’oubli disposons-nous face à cette hypermnésie ? Ce qu’il restera se fera-t-il à l’insu de notre plein gré ou thésauriserons-nous ce que nous pensons être de plus précieux ? Et qui peut dire ce qu’il faut garder dans cette arche de Noé de la mémoire humaine ?

    Serge Abiteboul, Thierry Viéville.

  • Le sens de la ville numérique

    Dans le cadre des « Entretiens autour de l’informatique », Binaire a choisi de parler d’architecture. Spécialiste de l’histoire des technologies de l’architecture du 18e à la ville numérique, Antoine Picon nous apporte le recul indispensable pour adresser un sujet complexe. Entre deux séjours aux Etats-Unis où il enseigne, il a rencontré Serge Abiteboul et Claire Mathieu.

    Antoine Picon
    Antoine Picon

    L’informatique a révolutionné l’architecture

    B : Vous êtes à la fois ingénieur et architecte, et vous avez une thèse d’histoire. Qui êtes vous vraiment ? Entre les sciences et les lettres, où vous situez vous ?

    Antoine Picon (AP) : Je m’intéresse à la culture numérique, à la ville, à l’architecture. Je suis plutôt un historien et spécialiste des techniques de la ville, d’architecture, mais avec quand même à la base une formation de scientifique. J’ai plutôt choisi les humanités – j’ai toujours eu envie d’écrire – mais avec une certaine sensibilité scientifique. Je m’intéresse aux sciences et techniques d’un côté, à la ville et à l’architecture de l’autre.

    B : En quoi le numérique a-t-il changé le métier d’architecte ?

    AP : C’est un peu compliqué. Il y a d’abord eu l’influence, depuis les années 50, d’une perspective « calculatoire» sur l’architecture. Puis, depuis les années 90, la profession s’est informatisée. A l’école d’architecture de Harvard (aux USA), il y a peut-être plus d’ordinateurs qu’au département de physique ! L’informatique a complètement transformé la profession. Aujourd’hui, par exemple, on ne dessine quasiment plus à la main ; on fait presque tout avec l’informatique.

    B : Mais, l’ordinateur reste un outil. Est-ce que cela change fondamentalement ce qu’on construit ? Est-ce véritablement révolutionnaire ?

    AP : Ça l’est de trois façons. Premièrement, il y a des géométries de formes nouvelles, qui étaient très difficiles à concevoir avec des outils traditionnels. Cela a changé toute une série d’objets. Ainsi, on assiste actuellement à un retour de l’ornemental en architecture, grâce à la possibilité de jouer sur des « patterns ». Deuxièmement, cela modifie aussi des aspects plus profonds du métier. Les choses sont plus faciles au quotidien car en pratique on peut modifier et mettre à jour nos projets beaucoup plus facilement, mais du coup cela remet en question le « pourquoi », la finalité de ces modifications, qui devient une considération beaucoup plus importante. Enfin, les structures professionnelles changent. On voit l’émergence de pratiques transcontinentales, de nouvelles collaborations, ce qui finit par donner une prime aux grosses agences, d’où un effet de concentration ; la taille des agences croît partout dans le monde. Tout cela transforme véritablement le métier d’architecte.

    Actuellement, avec les « BIM » (Building Information Models), on va vers la constitution d’outils qui permettent de rentrer toutes les données constitutives du projet dans une base de données ; mais alors se pose la questions de déterminer qui possède cette information et qui a lieu de modifier quoi. Ce ne sont plus les architectes tout seuls, mais les architectes avec leurs clients, qui se disent que c’est peut-être maintenant l’occasion pour eux de reprendre la main. Bien sûr, l’architecture ne se produit pas dans le vide : il y a des ingénieurs, tout un contexte, et l’informatique a transformé les interactions.

    Par ailleurs l’informatique est quand même liée à une culture, la culture numérique, qui induit des changements sociétaux, anthropologiques, politiques, dont l’architecture est partie prenante. Ville et architecture sont affectées. L’intérêt du numérique, pour moi, c’est que l’informatique est l’un des vecteurs d’un changement social et culturel beaucoup plus général.

    Le rapport avec la matière

    B : Pouvez-vous être plus concret ?

    AP : Cela a commencé dès les années 50, quand la cybernétique a reposé la question : qu’est ce qu’un sujet humain ? L’architecture travaille à partir d’une certaine vision de l’homme. Qu’est ce que c’est que construire pour un homme à l’âge de l’information ? Dans les années 50, y a eu le courant des « méga-structures ». Dans ce courant, la pensée dominante était la pensée des connections. Tout est dans les connections. L’architecture est pensée en liaison avec les modèles du cerveau. Maintenant, le postmodernisme est hanté par l’idée de revenir à un vocabulaire traditionnel tel que colonnes, fronton, etc.

    B : Où trouve-t-on ce type d’architecture ?

    AP : Dans une série de projets par exemple dans l’architecture « corporate » aux USA par exemple. Un peu plus tard, le centre Pompidou est décrit par ses auteurs entre autres comme croisement entre le British Museum et un Times Square informatisé. Il montre comment technologie et société fonctionnent ensemble.

    Centre Pompidou, Paris, Wikipedia
    Centre Pompidou, Paris, Wikipedia

    B : Est-ce au niveau fantasmatique ou réel ?

    AP : Il y a des deux. Le rapport de l’architecture à la science. Les architectes travaillent sur la métaphore et arrivent parfois à saisir des choses essentielles sur la signification des choses.

    Le Corbusier, dans les années 20, faisait des constructions qui se prétendaient industrielles, mais maintenant encore la Villa Savoye paraît bien plus moderne que l’automobile des années 20. Il avait une incroyable capacité à se saisir de et à donner forme à l’imaginaire de l’époque. Il y a eu un travail similaire autour de la montée en puissance des réseaux.

    Villa Savoy, Le Corbusier, Yo Gomi @ Flickr
    Villa Savoy, Le Corbusier, Yo Gomi @ Flickr

    L’ordinateur, lorsqu’il est apparu, était vu comme une machine à calculer, puis on s’est rendu compte qu’il pouvait simuler le raisonnement, et aujourd’hui, on se dit qu’on peut s’en servir pour ressentir le monde. Les architectes travaillent sur la façon dont les gens sont en contact avec le monde physique, et cela est en mutation. Par exemple, zoomer et dé-zoomer, ce sont des actions qui nous paraissent actuellement complètement naturelles, parce que nous vivons dans une culture numérique. Les architectes travaillent sur cette question de sensibilité, du rapport que nous entretenons avec la matière. Ils essaient de capturer l’évolution de la matérialité due au numérique et de comprendre comment cela joue.

    C’est une chose que font les sciences en collaboration avec la culture, proposer une interprétation de ce que sont l’homme, le monde physique, et la relation entre eux. Par exemple, lors de la Renaissance, la compréhension de la perspective a changé le rapport des hommes au monde. Aujourd’hui, l’informatique réforme encore plus puissamment le rapport entre l’homme et le monde. L’informatique change l’audition, les distances, la mobilité, la gestuelle. On observe une place croissante du pouce dans les cartographies cérébrales. L’informatique modifie notre rapport au corps physique.

    NOX/Lars Spuybroek, HtwoOexpo appelé également Water Pavilion, Neeltje Jans, Pays-Bas, 1993-1997, vue intérieure
    NOX/Lars Spuybroek, HtwoOexpo appelé également Water Pavilion, Neeltje Jans, Pays-Bas, 1993-1997, vue intérieure

    La ville intelligente est un nouvel idéal urbain

    B : Est-ce ce changement qu’on voit dans les villes intelligentes ?

    AP : Nous allons vers une révolution urbaine tout à fait considérable. La ville intelligente est un nouvel idéal urbain. Les technologies numériques dans la ville, ce n’est pas récent, mais il y a eu une prise de conscience qu’on est peut-être à la veille d’une mutation. La ville est comme une mine à creuser pour en extraire le nouvel or moderne : les data. Et puis il y a des « civic hackers » qui essaient de promouvoir l’idée d’une plate-forme collaborative, toute une floraison d’initiatives sur le modèle de Wikipedia. Tout cela s’accompagne d’une prise de conscience par les élus municipaux.

    Preston Scott Cohen, musée d'art de Tel Aviv, vue informatique de la rampe centrale
    Preston Scott Cohen, musée d’art de Tel Aviv, vue informatique de la rampe centrale

    Dans mon interprétation, je distingue trois dimensions à ce changement. Premièrement, l’information est événementielle (pensez à Paris Plage, aux festivals, et aussi à tous les micro-événements). On va passer d’une ville envisagée comme ensemble de flux à une ville d’événements, de scénarios. Deuxièmement, il y aura une composition entre intelligences humaine et artificielle. Nous vivons déjà entourés d’algorithmes. Ainsi, ceux qui gouvernent les cartes bancaires peuvent décider de bloquer la carte en cas de comportement suspect. Il faut peut-être concevoir l’intelligence de la ville d’une façon plus littérale. Il y a actuellement une montée des droits des animaux. Peut-être qu’un jour il faudra reconnaître les droits et devoirs des algorithmes ! Cependant, reconnaissons que pour les hommes le fait d’avoir un corps fait une énorme différence. Si on admet un peu de futurisme, la ville ne sera plus seulement occupée par des hommes mais peut-être aussi par des cyborgs ! Troisièmement, le numérique est profondément spatialisé. Au début, l’informatique s’est construite comme non spatiale mais aujourd’hui, les informations relatives à l’espace et au lieu ont de plus en plus d’importance. La civilisation du numérique n’a d’ailleurs pas empêché la croissance extravagante des prix de l’immobilier dans certaines zones.

    B : Une révolution, vraiment ? Chez nous, dans nos logements, dans nos bureaux, nous ne voyons pas vraiment la révolution…

    AP : Les incidences sur l’espace physique ne sont pas immédiates. Ainsi de l’électricité. Au début, elle n’a rien changé à la forme physique des villes, mais lorsqu’elle a permis les ascenseurs, l’éclairage électrique (donc des bâtiments plus épais), l’architecture a changé. Les villes de l’avenir ne seront pas forcément comme celles qu’on connait.

    Dans les bidonvilles indiens les gens ont maintenant des smart phones. Le fait d’être connecté est devenue vital, même dans les bidonvilles, autant ou plus que les égouts. Il y a d’autres formes d’intelligence qui se développent. À terme, cela posera des problèmes de gouvernance. Les procédures démocratiques traditionnelles risquent de rencontrer leurs limites dans une vile où tous sont connectés à tous. Je crois que la démocratie et la politique vont évoluer. Nous avons maintenant une occasion historique de permettre aux individus de s’exprimer. Comment construire du collectif à partir de l’individuel ? Actuellement, pour moi un des grands laboratoires de la ville de l’avenir, c’est l’enseignement supérieur avec les MOOCs. Ça va bouger très vite, et ce n’est pas forcément rassurant.

    Centre opérationnel de Rio de Janeiro, conçu par IBM
    Centre opérationnel de Rio de Janeiro, conçu par IBM

    Toutes les transformations ne sont pas forcément visibles, internet par exemple. « Spatial » ne signifie pas forcément des formes spectaculaires, mais l’informatique change notre perception de l’espace urbain. L’architecture n’a pas nécessairement comme fonction de sauver le monde mais de lui donner un sens. Les enjeux sur l’urbain sont beaucoup plus massifs que sur l’architecture.

    Antoine Picon, Harvard Graduate School of Design

     

  • Au risque de devenir parano

    Black hat contre white hat … Contre les démons du cyberespace, des anges sont là pour nous défendre.  Nous ne plongeons pas dans un roman de Dan Brown mais dans un article de Serge Abiteboul et Marie Jung. Ils ont rencontré, à la Pépinière 27, Erwan Keraudy, PDG de Cybelangel, une startup dans le domaine de la sécurité informatique.

    ©Ray Clid
    ©Ray Clid

    Pour les entreprises, le Web est source de tous les dangers. Le plus classique d’entre eux : une personne mal intentionnée s’introduit dans leurs bases de données et dérobe des masses d’information sur leurs clients, par exemple, leur numéro de carte bancaire. Le plus embarrassant : un pirate obtient toutes les informations sur leur système de téléconférence et invite des concurrents à leurs réunions techniques ou à leurs conseils stratégiques. Le plus flippant : un escroc découvre les plans d’agences bancaires avec les emplacements des systèmes de sécurité.

    © Cybelangel
    © Cybelangel

    Surveiller ce que disent et font les pirates

    cybel2Improbable ? Pas du tout. Ce sont des exemples d’informations que Cybelangel a trouvées en fouillant le Web pour ses clients. Créée en 2013, cette startup aide les entreprises à détecter leurs problèmes de sécurité. Mais au lieu de s’intéresser à leur système informatique, Cybelangel surveille les informations accessibles sur le Web.

    Le premier champ d’activité pour Cybelangel est la partie sombre du Web, en particulier les sites criminels où tout se vend, par exemple, les informations confidentielles dérobées dans les bases de données d’une entreprise. Dès qu’un de ses clients est concerné, Cybelangel lance une alerte pour le prévenir. L’imagination des crackers (voir glossaire en fin d’article) est sans limite. Ces sites sont parfois hébergés dans des paradis pour pirates comme la Russie ; ils ne sont le plus souvent ni cryptés, ni protégés par mot de passe, pour ne pas attirer l’attention de la police. Nous sommes dans la high tech, mais cela n’empêche pas d’utiliser les techniques les plus éculées comme la « boîte aux lettres morte ». Une boite aux lettres morte est un lieu où on s’échange des messages sans se rencontrer. Rien de plus simple à mettre en place sur le Web. Et bien sûr, Cybelangel surveille aussi ce qui se dit sur un outil très prisé des hacktivists, comme des islamistes du net : Twitter. (Les islamistes se servent par exemple de Twitter pour se vanter de leurs exploits et communiquent les url où trouver plus de détails, des sites Web évidemment à surveiller.)

    © Marie Jung
    © Marie Jung

    Scanner l’ensemble du Web, même profond

    Cybelangel, qui scanne depuis longtemps le Web visible, a récemment ouvert un nouveau front : le « Deep net », le Web profond. A côté du Web public connu des moteurs de recherche et indexé par eux, fleurit le Web sur lequel on navigue moins facilement, notamment parce qu’il est protégé par des mots de passe ou parce qu’il propose des requêtes. Cyberangel s’intéresse à une autre facette du Deep net, les ordinateurs et autres systèmes informatiques connectés qui disposent d’une adresse IP – une adresse sur Internet – mais qui ne sont pas référencés sur le Web. Cybelangel essaie de découvrir ces systèmes, de les scanner et de trouver toutes les informations qui sont accessibles alors qu’elles ne devraient pas l’être. C’est un travail de titan (même en ipv4… et les spécialistes auront une petite pensée pour les difficultés introduites par ipv6 et ses, approximativement, 3.4×1038 adresses IP (*)).

    Est-ce vraiment utile de scanner tous ces sites invisibles ? Sans aucun doute. C’est par exemple par ce biais que Cybelangel a découvert des contrats des confidentiels que les avocats d’un de ses clients étaient en train de finaliser. Ces documents n’ont pas forcément été exposés dans des buts criminels, mais ils n’en sont pas moins accessibles. Il suffit qu’un prestataire externe de l’entreprise, ici un avocat, ou l’un des dirigeants travaille de chez lui et installe quelques fichiers sur son « Nas » privé pour que le mal soit fait. Et un Nas s’achète à la Fnac, ce n’est rien de plus qu’un système de stockage accessible du réseau. Vous en avez peut-être un chez vous, sur votre votre box d’accès à internet ou votre box télé. Qui se soucie de savoir si son Nas est sécurisé ? Et s’il ne l’est pas, ce qui est fréquent, tout ce qui y est stocké est alors accessible au monde entier : musique, films, photos de vacances ou fichiers confidentiels de son employeur ! Et ces fichiers risquent fort de se retrouver en vente sur le Dark Web… et d’être utilisés, par la suite, à des fins criminelles.

    © Marie Jung
    © Marie Jung

    Analyser de gigantesque volume de données

    Cybelangel se définit comme une startup spécialisée dans « la recherche d’information contextualisée ». Ses clusters de machines surveillent le Web en permanence pour ses clients qui fournissent le « contexte », définissant ainsi ce que les machines doivent chercher. Les machines surveillent (scannent en permanence), des sites qui disparaissent souvent (fermés par des autorités) pour renaitre immédiatement ailleurs. Cybelangel doit scanner très vite et récupérer des tonnes de données, tout ceci sans trop se faire repérer – les sites malveillants aiment encore moins que les autres être fouillés. Une fois que ces données ont été obtenues, il faut les analyser ! Nous sommes dans la fouille de très gros volumes de données (du big data). Une aiguille dans une botte de foin. Il faut croiser ces données avec les données, peut-être confidentielles, fournies par les clients. Une des techniques évidemment à l’honneur est l’apprentissage automatique (machine learning) pour pouvoir réaliser des analyses statistiques sur de tels volumes de données.

    Lors de l’interview, nous n’obtiendrons aucun chiffre : ni sur le nombre de sites, ni sur le nombre de machines, ni sur la quantité de données stockée par Cybelangel. Nous n’obtiendrons pas de réponse sur le nom des clients, seulement que ce sont souvent des entreprises du CAC40. Nous n’espérions pas vraiment obtenir de réponses à ces questions. Dans ce business, le secret est nécessaire.

    Quand on visite Cybelangel, on peut rencontrer des scientifiques, des techniciens à la pointe des avancées en informatique en termes de sécurité et de cryptographie. On peut vous présenter des cryptanalystes qui font tourner leurs algorithmes sur les masses de données à leur disposition, cherchant à y découvrir non pas l’information populaire, la dernière tendance du Web, mais quelques octets au fond d’un disque qui représentent une menace potentielle pour un client.

    © Cybelangel
    © Cybelangel

    Une menace de plus en plus étendue

    On ne ressort pas indemne d’une rencontre avec Cybelangel. Les PME qui n’ont pas les moyens de se protéger en se payant un spécialiste de sécurité, ou en devenant clients de boîte comme Cybelangel, sont-elles des proies faciles ? Et nous ? Sommes-nous suffisamment petits pour ne pas intéresser des pirates ?

    Le monde hyper-connecté avec notamment l’internet des objets étend sans cesse le champ des possibilités malveillantes. Il est maintenant possible, à distance, de prendre le contrôle d’une usine, éteindre un réseau de distribution d’électricité intelligent (smart grid) ou détourner un tanker. On trouve toutes sortes d’attaquants (voir figure) : ceux qui se battent contre la chasse au dauphin, les associations criminelles qui font chanter de grandes entreprises, les groupes religieux qui transposent le terrorisme sur Internet, mais aussi des gouvernements qui cherchent de nouvelles dimensions à leurs combats.

    Faut-il devenir parano ? Nous préférons croire que la société va apprendre à nous protéger. Reste à savoir si nous pouvons l’espérer.

    Serge Abiteboul, Marie Jung

    © Marie Jung
    © Marie Jung

     

    Glossaire (à partir de Wikipédia)

    • Hacker, spécialiste de la sécurité informatique, personne qui aime comprendre le fonctionnement interne d’un système, en particulier des ordinateurs et réseaux informatiques.
    • Cracker, un pirate informatique spécialisé dans le cassage des protections de sécurité.
    • Un white hat (en français : « chapeau blanc ») est un hacker éthique ou un expert en sécurité informatique qui réalise par exemple des tests d’intrusion et d’autres méthodes de test afin de détecter des failles dans la sécurité des systèmes d’information d’une organisation. Par définition, les « white hats » avertissent les organisations menacées lors de la découverte de vulnérabilités. Ils s’opposent aux black hats, qui sont des hackers mal intentionnés.
    • L’hacktivisme est une utilisation subversive des ordinateurs et des réseaux d’ordinateurs dans un but politique.
    • Le Web profond, en anglais deep Web, est la partie de la Toile accessible en ligne, mais non indexée par des moteurs de recherche classiques.

    (*) L’article publié incluait une typo ; il parlait d’URL au lieu d’adresse IP. Merci aux lecteurs qui l’ont détectée.

  • Opération (R)Enseignement

    Comme nombre d’entre nous, OpenClassrooms a assisté au vote de la loi sur le renseignement cette semaine à l’Assemblée. Donnons leur la parole ici, reprenant leur texte car ils ont une explication à partager et … une vraie solution à nous proposer. Serge Abiteboul et toute l’équipe de Binaire.

    Opération (R)EnseignementElle a été largement critiquée dans la presse étrangère et comparée au Patriot Act post-11 septembre des États-Unis. Ce même Patriot Act dont les Américains souhaiteraient aujourd’hui sortir.

    Au-delà de la loi elle-même, deux points ont particulièrement retenu notre attention :

    • les députés ne maîtrisent pas suffisamment les impacts technologiques de cette loi et ses répercussions sur l’écosystème numérique
    • les citoyens ne perçoivent pas les enjeux de cette loi

    les gens ne comprennent pas ce que cette loi implique

    Ces deux sujets ont un point commun : les gens ne comprennent pas ce que cette loi implique. « Pourquoi devrais-je m’en préoccuper ? », « En quoi est-ce que ça me concerne ? », « Quelles peuvent en être les dérives ? »

    Lorsque tant de personnes ne comprennent pas, cela renvoie à la mission de rendre la connaissance accessible à tous, et pas seulement à une élite. Parce que nous croyons fermement que l’éducation est le plus fort levier pour améliorer notre niveau de vie à tous. La solution existe : elle passe par plus de partage, plus de transmission des savoirs. À commencer par celui qui vient d’être le plus violemment attaqué : la protection de notre vie privée.

    Pour tout savoir sur la proposition éducative d’Openclassrooms c’est par ICI.

  • Écouter pour voir un objet vibrer

    Pixees nous propose en partage:

    ecouter-pour-voirComment visualiser les déformations microscopiques d’un objet en vibration ? Les techniques actuelles sont souvent complexes et coûteuses.

    Rien de tel qu’un dessin animé pour mieux comprendre les travaux de chercheurs du projet ECHANGE ; ils ont croisé leurs compétences en acoustique, mathématique et informatique pour trouver une nouvelle méthode peu coûteuse et plus rapide : l’holographie acoustique compressée. On écoute le son produit par l’objet pour mieux le voir vibrer…

    une production d’Inria.

    durée : 7 min 25

    date de production : 2014

  • Wandercraft et son exosquelette

    Faire marcher les paraplégiques sans béquille, sans implants, sans joystick. C’est ce que cherche à réaliser la startup Wandercraft avec son exosquelette. Créée en 2012, Wandercraft emploie 14 personnes essentiellement des ingénieurs et des docteurs. Marie Jung a rencontré pour nous Alexandra Rehbinder, responsable développement de la startup.

    Un seul impératif pour utiliser cet exosquelette : avoir conservé l’usage de son buste. C’est l’inclinaison du buste vers l’avant ou sur le côté qui indique s’il faut se mettre en marche ou bien tourner. L’un des avantages du dispositif est de laisser totalement libre les bras de celui qui le porte. Utile pour se déplacer avec un objet à la main, ouvrir une porte ou se tenir à une rambarde.

    Des algorithmes pour stabiliser la marche

    Concrètement, l’exosquelette ressemble un peu à un robot qui marche… avec une personne à l’intérieur. L’équipe de Wandercraft a d’ailleurs commencé par travailler sur un robot bipède pour simuler la marche (voir la vidéo ci-dessous). L’exosquelette intègre en plus les contraintes de la personne qui le porte pour le stabiliser. Quand il détecte un déséquilibre causé par des mouvements du buste, il le compense par des pas. Autrement dit, avancer évite de tomber, ce que l’on expérimente régulièrement quand on perd l’équilibre. La trajectoire idéale est modélisée, et la personne est stabilisée en rapprochant les pas le plus possible de cette trajectoire.

    https://www.youtube.com/watch?v=-7U7NdyPXes&feature=youtu.be

    De base, l’exosquelette embarque un ensemble de fonctions basiques comme marcher, changer de direction ou monter un perron. Il est ensuite possible d’étendre ses fonctionnalités avec des algorithmes supplémentaires. La startup pourra ainsi faire bénéficier aux patients des derniers algorithmes développés. La première version ne fonctionnera par exemple que sur un sol plat et la vitesse se réglera une fois pour toute avant de commencer à avancer. Les versions suivantes permettront de marcher plus ou moins vite selon l’angle d’inclinaison du buste du marcheur. Un boîtier sera nécessaire uniquement pour préciser si on part d’une position assise et qu’il faut d’abord se lever.

    Le dispositif  n’a pas encore été testé sur des patients. Le prototype est encore en cours de fabrication (voir la vidéo ci-dessous pour une présentation d’un premier prototype)  et les premiers essais cliniques interviendront mi-2016. La première version de l’exosquelette de jambe sera destinée aux centres de soin, réglable pour s’adapter à chaque personne. D’autres versions viendront ensuite pour les particuliers.

    La concurrence

    Certains exosquelettes sont destinés à améliorer les performances physiques de ceux qui les portent, pour porter des charges plus lourdes notamment. D’autres cherchent à palier un handicap, les pistes technologiques suivies sont alors nombreuses.

    D’abord, il y a ceux qui utilisent l’information du cerveau. Mais ces exosquelettes neuronaux nécessitent un apprentissage pour savoir quelle zone du cerveau activer. Pour Wandercraft, cette approche en est encore à un stade trop précoce pour être utilisée.

    Ensuite, les exosquelettes avec des béquilles. L’handicapé avance sans qu’il n’y ait jamais de stabilisation. Toujours selon Wandercraft, l’inconvénient est que cela nécessite beaucoup d’effort dans les bras, ce que tout le monde ne peut pas faire. Et l’autonomie gagnée par rapport à un fauteuil roulant est discutable puisque l’on perd l’usage de ses mains tout en avançant plus lentement.

    Enfin, certains exosquelettes utilisent des joysticks pour guider la marche. Là encore, l’analyse de Wandercraft est négative : cela nécessite pas mal de puissance moteur et, au final, la marche résultante est trop lente pour traverser une rue.


    https://player.vimeo.com/video/125367459

    Plus d’autonomie pour les personnes paraplégiques

    Le but de Wandercraft est d’apporter le plus d’autonomie possible à ses utilisateurs. La startup compte proposer un exosquelette à un prix abordable (entre 30 000 et 50 000 euros visés) et avec une batterie de trois heures d’autonomie, ce qui correspond à une journée moyenne de marche d’une personne. Cela n’est possible qu’en s’appuyant sur les progrès techniques les plus récents.

    https://www.youtube.com/watch?v=wBlwmc78was&feature=youtu.be

    Après une levée de fonds de 700 000 euros en juin 2013, Wandercraft vient de lancer une campagne de crowdfunding sur la plateforme Anaxago pour récupérer 1,5 millions d’euros. Il vous reste trois semaines pour investir dans le projet.

    Marie Jung

  • Françoise en Angleterre

    Le sujet de la formation à l’informatique a été beaucoup débattu en France récemment. Mais en dehors de l’hexagone ? On se pose les mêmes questions ? D’autres pays auraient-ils eu l’audace de prendre de l’avance sur nous ? Binaire a proposé à Françoise Tort, chercheuse à l’ENS Cachan et co-responsable en France du concours CASTOR informatique, d’interroger des collègues à l’étranger. Leurs réponses apportent beaucoup à nos débats parfois trop franchouillards.

    FT_AngleterreTour d’horizon de l’enseignement de l’informatique… Après la Bavière, Israël, et l’Inde, Françoise nous emmène en Angleterre.

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    Note sur le système scolaire anglais : L’Angleterre est l’une des 4 nations constitutives du Royaume-Uni, avec l’Écosse, le pays de Galles et l’Irlande du Nord. Chacune a son propre système scolaire.  En Angleterre, la scolarité comporte 3 niveaux. L’école primaire, dès 5 ans, dure 6 années, et comporte deux cycles (key stage 1 & KS2). Le secondaire, à partir de 11 ans, dure 5 ans, et comporte aussi deux cycles (KS3 & KS4). À ce niveau, la grande majorité des écoles sont des « comprehensive schools » (publiques), il y a aussi des « public schools » (privées) et quelques « grammar schools« . Ces 11 années constituent la scolarité obligatoire, et se concluent par un examen  (GCSE) dans toutes les matières étudiées. Le dernier niveau dure 2 ans, et permet de préparer le A-Level (équivalent du Baccalauréat) pour ceux qui souhaitent poursuivre des études supérieures.
    sue.sentance
    Crédit photo Sue Sentance

    Entretien avec Sue Sentance, enseignant-chercheur en didactique de l’informatique au King’s College à Londres et coordinatrice académique nationale pour le CAS (Computer at school). Elle travaille avec de futurs enseignants en formation pour enseigner l’informatique  à l’école, et des enseignants déjà en poste ayant commencé à enseigner les nouveaux programmes.

     Des cours de TIC rébarbatifs et sans enjeu

    Dans les années 90, nous avons enseigné au secondaire l’utilisation des ordinateurs et leurs applications, il y avait aussi de la programmation. En fait, elle était rarement enseignée dans la mesure où une certaine flexibilité dans l’application des programmes était permise, et que la programmation était la partie qui était plus facilement abandonnée. Ainsi dans les années 2000, les TIC étaient prévalentes à l’école et l’informatique (en tant que science) n’apparaissait qu’à la fin du lycée (au A-level). L’enseignement des TIC souffrait d’une mauvaise image : les enfants trouvaient cela rébarbatif et peu motivant. Les décideurs n’y voyaient pas d’enjeu, comparé aux disciplines scientifiques. Un véritable cercle vicieux s’est installé : les opportunités d’emplois mieux rémunérés dans ce domaine et la mauvaise image de l’enseignement rendaient le recrutement de plus en plus difficile. Du coup, les écoles recrutaient des enseignants peu formés, non spécialistes, et cela contribuait à la baisse de réputation de la discipline. Dans le même temps, les élèves obtenaient de bonnes notes, cela à laissé croire que cet enseignement atteignait ses objectifs.

    Pressions pour un changement …

    Dès 2008, le CAS (Computer At School) a été créé à l’initiative de différents acteurs académiques et économiques, afin de promouvoir l’enseignement d’informatique et dénoncer cette situation. S’il était assez seul au départ, à partir de 2011, plusieurs organisations ont relayé le message. L’agence nationale pour la science, la technologie et les arts a publié un rapport sur les compétences et talents dont avait impérativement besoin l’industrie britannique et concluait à la nécessité d’enseigner l’informatique. Ce rapport a été plusieurs fois cité publiquement, notamment, par Eric Schmidt, ex-PDG de Google. En 2012, l’enseignement de l’informatique était souvent discuté dans les medias grands publics et dans plusieurs discours de décideurs politiques. L’académie des sciences britannique, la Royal Society, publia « Shutdown or restart: The way forward for computing in UK schools », recommandant de ré-introduire l’enseignement d’informatique à l’école. La même semaine, Michael Gove, le secrétaire d’état à l’éducation « annulait » le programme en vigueur pour l’enseignement des TIC et le département de l’éducation annonçait la ré-introduction de cours rigoureux de science informatique.

    Développer la pensée algorithmique et pas juste programmer

    Le gouvernement a fait suivre ses annonces de deux changements importants. D’une part, l’informatique a été introduite au baccalauréat dans la catégorie des sciences. D’autre part, l’enseignement obligatoire de TIC a été remplacé par une matière intitulée « computing » (informatique) composée de trois champs : littératie numérique, technologie de l’information, et science informatique. Le programme vise à encourager la dimension créative de l’utilisation de la technologie ainsi que le développement de la pensée computationnelle et de la compréhension du fonctionnement des technologies numériques. Dès le primaire, les élèves devraient être familiarisés à la pensée algorithmique, savoir ce que sont un algorithme et un programme. D’abord au moyen d’exercices « débranchés » tel que ceux proposés par Tim Bell puis, vers 7 ans, avec l’introduction d’un langage visuel comme Scratch. À partir de 11 ans, ils apprendront à utiliser un langage de programmation textuel. Le programme comporte aussi une progression sur la représentation des informations, les réseaux d’ordinateurs, les logiciels. Ce programme ne porte pas seulement sur des compétences dans l’utilisation des ordinateurs mais aussi, et surtout, sur les concepts et principes de l’informatique.

    Première urgence : former les enseignants et recruter des diplômés

    Les enseignants britanniques ont, le plus souvent, un diplôme universitaire dans leur discipline et un certificat obtenu après une année de formation en éducation. Concernant l’enseignement d’informatique, deux enjeux fondamentaux nous préoccupent. Tout d’abord, il est important que les nouveaux enseignants recrutés soient diplômés en informatique. Le gouvernement a lancé une campagne d’information des professionnels pour les inciter à devenir enseignants. D’autre part, il est impératif de former les enseignants en poste, la plupart n’enseignaient que les TIC et seulement 35% d’entre eux avaient une réelle  qualification en informatique. Ils auront besoin non seulement d’une formation pédagogique, mais aussi d’une mise à niveau de leurs propres connaissances et compétences. Un réseaux a été créé, sous l’égide du CAS/BCS et impliquant des universités, des employeurs, des groupes d’intérêts, dans le but de soutenir l’effort de formation des enseignants. Le ministère de l’éducation a alloué un budget permettant de libérer pendant 1 jour par semaine, 600 enseignants volontaires afin que le réseau les forme pour devenir formateurs. Le système envisagé repose sur 3 principes : la formation locale, en présentiel, par des formateurs eux-mêmes enseignants.

    La transition est plus lente que prévue

    Tout le monde était censé commencer l’enseignement d’informatique au 1er septembre 2014. En fait, certains établissements le font déjà depuis 2012, après l’annulation des cours de TIC, d’autres étaient tout juste prêts à la rentrée 2014 et d’autres enfin ne le feront que petit à petit. Par exemple, à Londres, certains collèges ont commencé uniquement sur les classes équivalentes à la 5e (11 ans) parce que l’équipe pédagogique ne se sentait pas suffisamment prête pour des niveaux plus élevés. Certains établissements appelées « academies » ont une plus grande autonomie dans l’application des programmes nationaux, on peut supposer qu’elles prendront plus de temps. Enfin, au primaire, les écoles auront certainement besoin de faire appel à des intervenants extérieurs, et d’autres utiliseront leur coordinateur informatique pour intervenir sur toutes les classes.

    Les progressions et l’évaluation doivent encore être améliorées

    Une partie des travaux menés au CAS porte sur la question de l’évaluation de l’informatique à l’école. C’est une question nouvelle dont la résolution prendra du temps. Il nous faut nous concentrer sur la progression des apprentissages aux différents niveaux. Nous y travaillons en ce moment en faisant le lien avec des étapes de la pensée computationnelle, le document est en ligne. Tout ceci est passionnant, et résulte du grand succès qu’a eu l’introduction de l’enseignement de l’informatique à l’école.

    Rester vigilants pour centrer cet enseignement sur les concepts et principes

    La couverture médiatique de ce changement a beaucoup mis l’accent sur le « code ». Cela inspire l’image, plutôt négative, de séances de cours pendant lesquelles les enfants restent  assis devant des ordinateurs essayant de comprendre des lignes de programme arides. Or le curriculum ne porte pas que sur la programmation, il porte sur les principes de la pensée computationnelle, la façon dont fonctionnent les ordinateurs, et la façon dont nous devons comprendre les processus pour pouvoir les automatiser. Pour cela, on doit passer du temps à penser, plus que du temps à coder. L’informatique est une matière qui doit être enseignée sans dépendance aux outils et des environnements technologiques et aux langages de programmation. Les méthodes d’enseignement actives et débranchées sont particulièrement adaptées pour cela.

    Pour en savoir plus….

    Restart: The Resurgence of Computer Science in UK Schools. Brown N.,
    Sentance S., Crick T., Humphreys S. (2013) ACM Trans. Comput. Educ
    1(1): 32. [ http://kar.kent.ac.uk/42486/1/toce-uk.pdf]

    Les documents de travail en cours d’élaboration par le CAS sont en
    ligne [ http://community.computingatschool.org.uk/resources/2324 ], tout
    particulièrement : A computational thinking guide & Progression Pathways assessment framework including computational thinking: KS1 (Y1) to KS3 (Y9).

  • Deux associations pionnières d’un musée informatique en France

    Nous avons rencontré deux associations actuellement très impliquées dans le projet #MINF (Projet de Musée Informatique et de la Société Numérique et France). Ce sont ACONIT à Grenoble et la FEB (Fédération des Equipes Bull). Pierre Paradinas, par ailleurs impliqué dans le projet #MINF a mené pour Binaire cette interview croisée.

    B: Dan Humblot, en tant que président de la FEB, peux-tu nous dire, ce qu’est la FEB ?

    DH : La « Fédération des Equipes Bull » (FEB) est une association de type loi 1901, créée en 1986. Elle a été créée à l’initiative de certains collaborateurs de Bull et a été soutenue par Jacques STERN, alors PDG du groupe Bull, qui a décidé que Bull soit le sponsor de cette association. Sa vocation est la sauvegarde et la mise en valeur du patrimoine technologique matériel, immatériel et historique de l’ensemble des sociétés qui ont constitué le Groupe Bull depuis sa création en 1931 et plus généralement de l’ensemble des acteurs de la filière informatique mondiale.

    B: Philippe Duparchy et Philippe Denoyelle, respectivement Président et chargé de collection informatique d’ACONIT, dites nous : c’est quoi ACONIT ?

    PhD: ACONIT est l’association pour un conservatoire de l’informatique et la télématique créée en 1985 à Grenoble. Elle a été encouragée par le professeur Jean Kuntzmann et par François-Henri Raymond (ex directeur de SEA). Notre but, un conservatoire de l’informatique, et pour cela nous sauvegardons, conservons le patrimoine informatique et diffusons les connaissances et les savoir-faire liées à ce patrimoine.

    B: Vous parlez de patrimoine informatique, mais vous avez quoi, 2/3 vieux ordinateurs et 4 vieux PCs ? Que « cachent » vos réserves ?

    PhD : En fait, nous en avons quelques uns de plus ! Inventoriées à ce jour, dans nos réserves on trouve plus de 2 500 machines, 4 700 documents sans oublier plus de 2 600 logiciels. Et il en reste à inventorier… L’ensemble couvre de façon homogène la période 1950 à 2010 et les principaux constructeurs européens et américains, avec une attention particulière aux machines françaises. De beaux objets qui constituent une très belle collection !

    DH : La FEB gère une collection de plus de 750 machines : unités centrales d’ordinateurs et leurs périphériques associés, soit près de 75% des machines qui ont figuré au catalogue commercial de Bull, ainsi que des machines appartenant à d’autres constructeurs comme : IBM, ICL, HONEYWELL, Burroughs, Control Data, Olivetti, NCR, UNIVAC etc. Ceci sur une période de 1923 à 2010.

    T30 detourée

    Tabulatrice T30-Bull; Crédit Photo: FEB

    Bien sûr aussi un ensemble de PC’s de nombreux constructeurs, vient compléter la collection. Il est à noter que la collection comporte la machine de traitement de l’information classée monument historique : la tabulatrice T30 première machine construite dans les ateliers de la Cie des Machines Bull en 1931. Près de 3 500 sous-ensembles, composants et pièces détachées font partie du fond et permettent d’illustrer toutes les étapes de l’histoire technologique et industrielle de Bull. Des prototypes uniques, du type « concept-design » ainsi qu’un exemplaire du fameux « transistron », font partie de notre collection. Un MICRAL N de conception française en 1974 –qui est le premier ordinateur personnel construit au monde- en parfait état est un des fleurons de la collection.

    Parmi les « bijoux » de la collection, une perforatrice et une trieuse SAMAS à cartes 40 colonnes à trous ronds (!) en état de marche.

    En outre, la FEB possède, maintient et fait visiter à Massy, un atelier mécanographique des années 50 complètement opérationnel.

    Sea OME P2

    Crédit Photo: ACONIT

    PhD : Dans les collections de ACONIT, il a une machine classée au titre des monuments historiques en 2005, c’est un calculateur analogique de la SEA. Deux machines de ce type ont été utilisées par l’université de Grenoble vers 1960. Dans le secteur micro-ordinateur, en dehors du Micral S de 1973, nous avons un très rare Alcyane français de 1976. Une machine à faire classer rapidement !

    B : Dan où sont aujourd’hui vos collections ?

    DH : La majeure partie de la collection, surtout les gros objets, est abritée et mise en valeur dans les sous-sols de l’Etablissement Industriel Bull d’Angers. Le reste se trouve au centre Bull de Massy. Certains objets sont en prêt dans d’autres sites (Universcience à la Villette, Pleumeur-Bodou, site Amésys Aix en Provence, PB2I Belfort).

    PhD : Les collections informatiques sont stockées dans nos locaux à Grenoble, nos réserves sont visitables mais ne peuvent offrir un large accès comme le ferait un musée.

    B : Entre nous sont-elles bien conservées ?

    PhD : C’est un équilibre périlleux, nous faisons notre meilleur pour que les objets soient conservés correctement, mais la simplicité des locaux, le manque d’espace et de moyens rendent cette tâche difficile.

    DH : Néanmoins, les machines sont correctement protégées, filmées et répertoriées. Les réserves d’Angers sont visitables et font partie du cycle de visite des clients Bull/Atos. Les machines de l’atelier mécanographiques de Massy sont entretenues et maintenues en état de fonctionnement.

    B :Vous ne collectionnez que des ordinateurs ?

    DH : En ce qui concerne les machines conçues et commercialisées par Bull, la documentation technique est associée aux machine. Notre faiblesse concerne le volet logiciel.

    PhD : Comme je l’ai dit nous conservons l’éphémère, photographies, enregistrements et vidéos, et documents d’archive qui retracent l’histoire de l’informatique…  et de l’informatique à Grenoble. Ajoutez autour de ce trésor nos bénévoles experts, découvreurs, membres ou partenaires d’Aconit qui sont des passionnés. Ces pionniers de l’informatique transmettent en puisant en leur mémoire pour intéresser les jeunes et moins jeunes, en utilisant les objets comme support.

    B : Ça a vraiment de la valeur ces vieilleries ?

    PhD : Bonne question !

    B : Merci☺

    PhD : Où est la valeur ? On ne peut pas construire le futur sans connaître le passé. Peut-on aborder l’ère digitale sans avoir conscience de l’investissement humain, du prix de l’évolution de l’informatique, de la valeur ajoutée des réussites comme des échecs ? Les collections, les objets d’Aconit permettent à chacun des parcours pour prendre la mesure des liens entre passé et avenir.

    DH : C’est une question incongrue, car chacun des objets est un jalon de l’histoire de l’informatique et n’a sa place que dans un musée. Pour des raisons d’assurance, nous avons procédé à une évaluation forfaitaire de la valeur de chaque machine sur la base d’une remise en état sommaire ou de la reconstruction d’une maquette d’aspect équivalent.

    B : Comment sont financées vos associations ?

    DH : Notre association est sponsorisée par Bull/Atos à travers une dotation annuelle pour le fonctionnement et la mise à disposition des locaux et bureaux. Par ailleurs l’association collecte 30% de son budget auprès de ses membres.

    PhD : Depuis dix ans nous avons le triple soutien de la ville de Grenoble, de la Metro et du Conseil Général ce qui permet de couvrir le loyer des locaux, ajoutez à cela une subvention du Cnam pour la mission PATSTEC (http://www.patstec.fr) de sensibilisation des acteurs du territoire à la sauvegarde du patrimoine scientifique et technique. À part ça, les adhésions et les dons de personnes morales et physiques sont notre seul revenu. Autant dire que ça “craint ». Comment financer alors, la pérennité de « notre mémoire » ?

    B : Vous exposez ces machines où ? Menez vous d’autres activités autour des objets ?

    DH : La FEB, depuis sa création, a organisé plus de 250 expositions valorisant le patrimoine et le savoir-faire de Bull, ainsi que des thématiques spécifiques à l’informatique et au monde numérique. Par ailleurs, FEB entretient des contacts permanents avec d’autres organismes opérant dans les domaines de la conservation et de l’enseignement.

    Journées Européennes du Patrimoine - JEP 2011 - 684

    PhD : Les machines sont « exposés » dans nos réserves, à deux pas de la gare de Grenoble. Les visites sont guidées selon l’intérêt des groupes par nos bénévoles « experts » qui se font un plaisir de raconter la petite histoire de chacune de nos machines. L’objet suscite curiosité, intérêt, questionnement, et on peut aussi continuer la visite virtuellement dans les Galeries du site web de l’association.

    Un apport de médiation, d’ateliers scientifiques, de conférences, d’expositions hors les murs prolonge ou conforte l’accès à la connaissance. Les évènements nationaux, Journées du Patrimoine, Fête de la Science sont des temps de mutualisation lors d’actions co-construites pour valoriser ce patrimoine et en faciliter l’approche aux nouvelles générations.

    B : C’est quoi le rêve pour des associations comme les votre?

    DH: Le rêve, c’est de fusionner notre association dans le futur Musée de l’informatique et du Numérique, et la FEB se bat d’ors et déjà pour qu’il devienne réalité. Nos membres actifs sont très vieux, certains sont touchés par la maladie et il est indispensable qu’ils puissent, dans les toutes prochaines années, transmettre à d’autres plus jeunes, leur vécu professionnel et leurs connaissances des machines et des objets de la collection.

    PhD : Notre rêve ! C’est la création d’un Musée de l’informatique et du Numérique en France par exemple sous le #MINF. Un musée innovant accessible du fonds des territoires, collaboratif afin que chaque acteur puisse, à partir d’un objet, trouver un parcours de connaissance, tester son esprit critique. Nous partageons cette volonté, avec les partenaires du projet. Le comment atteindre cet objectif résulte d’une analyse économique et politique, d’où le projet de création d’un musée distribué ou chaque centre expose des collections en lien avec l’histoire et les écosystèmes numériques actuels du territoire. Avec en support un centre unique de collections et d’études coordonnant la diffusion, accueillant les chercheurs.

    DH : Je forme des vœux pour que le projet #MINF sorte de terre le plus rapidement possible !

    B: Nous aussi.

    Liens pour aller à la rencontre des objets et acteurs :

    http://www.aconit.org

    http://feb-patrimoine.com

    http://www.musee-informatique-numerique.fr/

    http://www.patstec.fr

  • Les limites de la calculabilité

    Entretien autour de l’informatique : David Harel

    Le Professeur David Harel de l’Institut Weisman a accordé un entretien à Serge Abiteboul et Maurice Nivat. David Harel est une des étoiles de l’informatique. Il a démontré des résultats théoriques éblouissants, apporté des contributions essentielles à l’ingénierie du logiciel et écrit un livre de vulgarisation qui est un point d’entrée exceptionnel sur le domaine. David Harel est aussi très engagé politiquement en Israël dans les mouvements pour la paix.

    David Harel
    David Harel

    Choisir entre sciences et technologie ?

    B : David, quel est celui de tes résultats dont tu es le plus fier ?
    DH : si je mets à part mes cinq enfants et cinq petits-enfants, si je ne parle que de mes contributions professionnelles, il m’est difficile ce choisir entre deux : un théorème que j’ai démontré avec Ashok Chandra et le formalisme graphique des « state charts » (diagrammes états-transitions).

    Le théorème établi avec Ashok étend la notion de calculabilité de Turing à des structures arbitraires. Dans un premier temps, il a été énoncé pour des structures de bases de données, ensuite il a été étendu à d’autres structures, en particulier par toi, Serge.

    Les diagrammes états-transitions ne recèlent en fait aucune théorie ; il s’agit d’un langage visuel pour décrire des systèmes réactifs, riches d’interactions entre leurs composants. Le succès d’un langage se mesure au nombre de gens qui l’utilise. Comme le dit un proverbe anglais, « the proof of the pudding is in the eating » (c’est l’appétit avec lequel on le mange qui démontre la qualité du pudding). Le langage des diagrammes états-transitions a été adopté par de nombreuses personnes et est utilisé couramment dans de nombreuses industries. Il fait aussi partie de normes reconnues et populaires comme UML. L’article originel qui introduit ce langage a été cité plus de huit mille fois. Ce succès est sans doute dû au fait que c’est un langage visuel très clair qui s’inspire de la topologie.

    State chart
    Diagramme états-transitions d’une petite partie d’une bactérie dans son état de nage

    B : cela t’a-t-il pris longtemps de concevoir ce concept de diagramme états-transitions ?
    DH : non, non, j’étais consultant auprès d’industries de l’aéronautique un jour par semaine, et l’idée de ce langage m’est venue après quelques semaines de discussion avec les ingénieurs. Une représentation graphique m’est apparue comme le meilleur moyen de décrire les genres de comportements que nous cherchions à formaliser. J’en ai parlé à Amir Pnueli, en lui présentant la chose comme une extension très simple de la notion d’automate fini, rien de bien profond. Mais Amir a trouvé cela intéressant et m’a encouragé à en faire un article scientifique, ce que j’ai fait. Cet article a été rejeté à plusieurs reprises par des revues auxquelles je l’avais soumis et il a fallu trois ans avant qu’il ne soit publié. Cela veut bien dire, entre autres choses, qu’il ne faut pas abandonner une idée que l’on croit bonne juste parce que des revues rejettent l’article qui l’expose.

    David with a statechart (and a little temporal logic), 1984.
    David avec un diagramme d’états-transitions et un peu de logique temporelle. 1984.

    Culture informatique

    B : nous sommes des admirateurs de ton livre de 1987 intitulé « Algorithmics : the spirit of computing » (Algorithmique : l’esprit du calcul). Tu n’as pas cité cet ouvrage comme une de tes plus importantes contributions ?
    DH : il fallait que je choisisse, mais je suis content que vous me parliez de ce livre. C’est une tentative de présenter les idées fondamentales de l’informatique au grand public, aux masses dirait un politicien. Le plus difficile était de choisir ce que j’allais mettre dedans. Notre discipline est toujours jeune, nous manquons de recul. Ce n’est pas facile de distinguer ce qui est vraiment fondamental et qui ne s’effacera pas avec le temps. Il y a eu plusieurs éditions successives mais en fait elles ne sont pas très différentes de la première.

    Une expérience très riche pour moi a aussi été une émission de radio, en hébreu, en 1984, au cours de laquelle je devais expliquer, à une heure de grande écoute, ce qu’était l’informatique. Ce n’est pas simple, à la radio, on a les mains liées, on ne peut rien montrer, ni graphique, ni schéma, ni dessein. C’est quand même possible, même si c’est difficile. Beaucoup d’auditeurs ont compris et ont aimé ce que j’ai raconté.

    ©Addison-Wesley 1987
    ©Addison-Wesley 1987
    ©Pearson 2004
    ©Pearson 2004
    ©Springer 2012
    ©Springer 2012

    B : qui peut lire ton livre ?
    DH : tous ceux qui ont un petit bagage scientifique peuvent comprendre. Quelques connaissances de mathématiques aident et surtout une façon de penser logique ou structurée. Si vous n’avez pas ça, vous risquez de passer à côté de certaines notions, par exemple de la notion de réductibilité d’un problème à un autre. Vous pouvez « réduire » un problème donné A à un autre problème B, en d’autres termes, si vous savez résoudre le problème B, alors vous pouvez aussi résoudre A. Cette technique permet de hiérarchiser la difficulté des problèmes, y compris ceux qui ne sont pas résolubles par une machine, les problèmes que l’on nomme indécidables. La même technique permet de hiérarchiser les algorithmes en fonction de leur efficacité.

    Voici que nous avons parlé de trois de mes contributions, l’une scientifique, la seconde plutôt technique et la troisième culturelle, si j’appelle culturelle la partie de la connaissance qui est accessible au plus grand nombre !

    Enseignement de l’informatique

    B : un des sujets favoris de Binaire est l’enseignement de l’informatique. Penses-tu que l’informatique doit être enseignée à l’école ?
    DH : Je n’ai aucun doute là dessus ! Oui ! Mais pas seulement les ordinateurs, ou le « code », ce qu’il faut enseigner c’est vraiment la science informatique. J’ai participé il y a quelques années à la définition d’un programme d’enseignement de l’informatique au lycée dans mon pays, Israël. Jusque là on enseignait seulement une peu de code, c’est-à-dire très peu de raisonnement, très peu d’esprit du calcul. Nous avons proposé le principe de la « fermeture éclair », un principe d’alternance : un peu de théorie, un peu de pratique, un peu de théorie, etc. Le programme israélien actuel comporte deux niveaux, un pour les élèves ordinaires, bases de la notion de calcul et un peu de programmation (je crois qu’elle se fait en Java) et un niveau plus avancé comportant des notions plus approfondies d’algorithmique, y compris les automates finis.

    David Harel et Maurice Nivat
    David Harel et Maurice Nivat

    C’est important d’enseigner la pensée informatique, (ce que Jeannette Wing appelle « computational thinking ») car cela devient indispensable dans la vie moderne, et pas seulement pour se servir d’un ordinateur ou d’une autre machine plus ou moins électronique. C’est indispensable pour organiser sa vie, par exemple, son emploi du temps, et planifier ses actions.

    Un simple exemple est quand vous déménagez avec l’aide de copains qui arrivent tous avec des véhicules de tailles diverses, une berline, une jeep, une camionnette. Il faut placer toutes vos affaires, meubles, cartons dans ces véhicules sans les surcharger. Pour bien comprendre ce problème, il faut savoir qu’il est ce que l’on appelle « NP-difficile », et évidemment comprendre ce que NP-difficile veut dire. Mettre des petites boites dans des grandes est un problème algorithmique, c’est de l’informatique.

    En fait, il ne suffit pas d’enseigner l’algorithmique « classique » ; les élèves doivent aussi apprendre ce qu’est un système réactif (cette expression a été proposée par Amir Pnueli et moi-même en 1980) dans lesquels des composants réagissent entre eux et aussi à des sollicitations extérieures venues d’opérateurs humains ou de capteurs. C’est une autre facette de l’informatique qui doit aussi être enseignée.

    Elephant, Wikipedia
    Elephant, Wikipedia

    Le test de l’éléphant

    B : nous t’avons entendu poser la question suivante sur le net : quand peut-on dire que l’on a construit un modèle de la nature ?
    DH : l’idée est d’étendre le test de Turing à la simulation de systèmes naturels, comme le temps qu’il fait, ou un organisme vivant. Supposons par exemple que nous voulions modéliser un éléphant ? Quand saurons-nous que nous comprenons tout de l’éléphant ? Quand nous aurons fabriqué un modèle exécutable dont le comportement ne se distingue pas de celui d’un éléphant naturel, un éléphant de laboratoire dont personne, quand même les personnes qui connaissent le mieux les éléphants ne peuvent faire de différence au niveau du comportement et des réactions aux sollicitations extérieures entre l’éléphant artificiel et un véritable éléphant. C’est seulement dans ce cas que nous pouvons dire que notre modèle est une théorie de l’éléphant.

    Maintenant comparons cela au test de Turing. Si l’ordinateur de Serge, par exemple, passe avec succès le test de Turing, nous pouvons dire qu’il est intelligent et le restera pour toujours. Si mon éléphant de laboratoire passe avec succès le test de l’éléphant que je viens de décrire, cela signifie seulement qu’aujourd’hui les meilleurs connaisseurs des éléphants considèrent mon éléphant comme un modèle valide. Mais si quelqu’un demain découvre quelque nouvelle propriété de l’éléphant que mon modèle d’éléphant ne possède pas, alors mon modèle cesse d’être valide. Ce qui n’est pas une nouvelle catastrophique, bien au contraire ; c’est ça qui est fantastique car c’est comme ça que la science progresse, des modèles nouveaux plus riches viennent se substituer aux anciens. Einstein va plus loin que Newton ; et la mécanique quantique va plus loin qu’Einstein.

    A un échelle beaucoup plus modeste, j’ai rencontré ce genre de situation. Nous avions construit un modèle de cellules biologiques. Des biologistes n’aimaient pas un aspect particulier de notre model. Cela les a amenés à poursuivre leurs recherches et en quelques mois ils ont découvert le véritable mécanisme déterminant le comportement de ces cellules ! Un nouveau défi et la science avance !

    Quand on essaye de modéliser le vivant, des objets biologiques, ou bien des systèmes extrêmement complexes comme la météo, je pense qu’on ne peut pas espérer la complétude.

    Le « Wise computing »

    B : peux-tu nous dire sur quoi tu travailles ou réfléchis en ce moment ?
    DH : j’appelle cela « wise computing » (calcul sage). Il ne s’agit pas seulement d’écrire que l’ordinateur écrive des programmes intelligents à notre place, il s’agit de développer du logiciel avec la machine, en collaboration avec la machine. Nous sommes déjà habitués à dire à la machine, sous une forme ou une autre, ce que nous voulons qu’elle fasse. Je voudrais que la machine participe aussi activement au processus de développement, comme un partenaire, sur un pied d’égalité ! La machine pourrait vérifier ce que je propose, le clarifier et le préciser, en corriger les erreurs aussi. Mais je voudrais aussi qu’elle en comprenne les intentions, qu’elle pose des questions, qu’elle fasse des suggestions, tout ceci en utilisant les moyens les plus sophistiqués. Ce que moi et mes collaborateurs avons déjà réalisé est encore bien limité mais nous progressons.

    Un nain sur les épaules d’un géant

    Le géant Orion portant sur ses épaules son serviteur Cedalion (Wikipedia)
    Le géant Orion portant sur ses épaules son serviteur Cedalion (Wikipedia)

    B : qu’as-tu envie de dire, David, pour conclure cet entretien ?
    DH : je voudrais revenir à Turing. C’est un géant. J’ai travaillé sur la calculabilité à la Turing, sur le test de Turing, sur des problèmes de biologie, liés au travail de Turing sur la morphogenèse. Et je me suis toujours senti comme un nain sur les épaules d’un géant. Cela prend des années de construire une science. Il y a encore des gens qui croient que l’informatique n’en est pas une ou que c’est une science sans profondeur, mais il y en a de moins en moins. Il va falloir encore des années pour qu’il n’y en ait plus du tout. Je n’ai aucun doute qu’un jour Turing parviendra au sommet du panthéon des grands penseurs, pour y rejoindre Newton, Einstein, Darwin et Freud.

    David Harel, Institut Weizman

    A la mémoire de Ashok Chandra

    Ashok Chandra
    Ashok Chandra

    David Harel et Binaire dédient cet interview à la mémoire de Ashok Chandra, collègue et ami de David, décédé en 2014 Ashok était informaticien dans la compagnie Microsoft. Il dirigeait le Centre de recherche sur les services Internet à Mountain View. Précédemment il avait dirigé l’unité « Bases de Données et Systèmes Distribués » du Centre de recherche de la compagnie IBM à Almaden. Il a été le coauteur de plusieurs articles fondamentaux en Informatique théorique. Entre autres choses, il a introduit les machines de Turing alternées en théorie du calcul (avec Dexter Kozen et Larry Stockmayer), les requêtes conjonctives dans les bases de données (avec Philip Merlin), les requêtes calculables (avec David Harel) et la complexité de communication (avec Merrick Furst et Richard Lipton).

  • Prix Turing : les bases de données à l’honneur

    Après avoir beaucoup parlé de Turing, nous ne pouvions pas faire l’impasse sur le prestigieux prix décerné en mars dernier mettant à l’honneur un chercheur pour ses travaux dans le domaine de l’informatique. C’est Michael Stonebraker qui a remporté cette distinction pour ses contributions dans le domaine des bases de données. Pour nous en parler, Patrick Valduriez, spécialiste mondial du domaine et primé en 2014 pour son expertise dans ce domaine (Prix de l’Innovation, Inria, Académie des sciences, Dassault Systèmes), nous présente le lauréat et nous éclaire sur les enjeux des fameux SGBD.

    Stonebraker credit M. Scott Brauer 2
    crédit photo M. Scott Brauer

    Michael Stonebraker, chercheur au Massachusetts Institute of Technology (USA), vient de remporter le prestigieux Prix Turing de l’ACM, souvent considéré comme « le prix Nobel de l’informatique ». Dans son annonce du 25 mars 2015, l’ACM précise que Stonebraker « a inventé de nombreux concepts qui sont utilisés dans presque tous les systèmes de bases de données modernes… ». Cette reconnaissance au plus haut niveau international me donne l’occasion de donner un éclairage sur la place singulière du domaine de la gestion de données dans la recherche en informatique.

    La gestion de données se préoccupe du stockage, de l’organisation, de la recherche et de la manipulation de données de toutes sortes, souvent très grandes et complexes. Le principe fondateur de la gestion de données est l’indépendance des données, qui permet de travailler avec les données à un niveau conceptuel, tout en ignorant les détails d’implémentation. Le modèle relationnel, en s’appuyant sur une théorie simple et solide (ensembles, logique du 1er ordre) a révolutionné la façon de concevoir les SGBD.

    C’est un domaine où le transfert continu de résultats de labos de recherche vers l’industrie a été depuis les débuts remarquable, conduisant notamment au développement des systèmes de gestion de bases de données (SGBD), au cœur de la plupart des systèmes d’information modernes. C’est aujourd’hui un domaine majeur de l’informatique, avec à la fois une grande communauté de recherche et une industrie forte.

    L’innovation majeure des SGBD relationnels a été de permettre la manipulation de données avec des langages de requêtes déclaratifs (on définit les données qui nous intéressent et on laisse le système décider comment les calculer) intégrant des concepts puissants comme les transactions qui garantissent que notre travail ne peut pas être compromis par une panne ou un autre utilisateur de la même base de données. Arrivés sur le marché dans les années 1980, les SGBD relationnels ont remarquablement réussi le test du temps, par l’ajout régulier de nouvelles fonctionnalités (par ex. sécurité), de nouveaux types de données (ex. objet, XML ou JSON) et en s’adaptant à toutes sortes de plateformes, depuis les appareils mobiles (par ex. smartphones) jusqu’aux très grands clusters dans des environnements distribués.

    Aujourd’hui, avec les nouveaux défis du big data et du cloud, la gestion de données doit être réinventée, tant les besoins des utilisateurs et des applications sont divers et ne peuvent plus s’accommoder de l’aspect « taille unique » des SGBD relationnels. La recherche en gestion de données devient alors pluridisciplinaire, associant notamment chercheurs et grands producteurs de données pour mieux étudier leurs données (analyse de « big data »). En France, ces défis sont au cœur d’initiatives pluridisciplinaires récentes comme le défi CNRS Mastodons (grandes masses de données scientifiques) et le GdR MaDICS (Masses de Données, Informations et Connaissances en Sciences).

    En 40 ans de carrière, Stonebraker a profondément marqué le domaine des SGBD, depuis le relationnel au big data. Sa récompense s’ajoute à celles de trois autres prix Turing du domaine : Charles Bachman (1973) pour ses contributions aux SGBD navigationnels, Edgard Frank Codd (1981) pour l’invention du modèle relationnel et James Gray (1998) pour ses contributions aux SGBD et au transactionnel.

    Stonebraker a d’abord été un pionnier dans la conception de SGBD relationnels, en dirigeant des projets de recherche influents comme Ingres et Postgres. Il a aussi été un entrepreneur exceptionnel, en créant neuf startups autour de ses projets. Aujourd’hui, Stonebraker poursuit ses travaux au MIT autour des systèmes NoSQL.

    Patrick Valduriez, Inria

     

  • David Harel: The limits of computability

    Refusing to choose between science and engineering?

    B: David, what is the result you are the most proud of?

    DH: Besides my five children and five grandchildren, in terms of scientific contribution, I cannot choose between two: a theorem with Ashok Chandra and the software engineering notion of “statechart”.

    The theorem with Ashok in 1979 extends the notion of Turing computability to arbitrary structures. It was coined in database terms originally, but it has been extended by a number of persons, for instance Serge, since then.

    State charts on the other hand are no deep theory. It is a language. State charts are meant for describing complex systems with rich interactions. For languages, the test is in the adoption by people. As they say: “The proof of the pudding is in the eating”. Well, statecharts have been adopted; they are used very broadly, in particular, in popular standards such as UML. The original article I wrote has more than 8000 citations. I believe it worked because it is a simple notion, clean, with some sound inspiration from topology.

    State chart
    Statechart: a small part of a swimming bacteria

    B: Did it take you long to come up with statecharts?

    DH: No! I was consulting for the aircraft industry one day a week. It came out from discussions with engineers in a few weeks. I explained what I understood to Amir Pnueli. I told him this was a simple extension of finite state automaton, nothing deep. He believed it was interesting. He encouraged me to write an article, which I did. It got rejected several times and it took three years before he got published. The lesson: If you think an idea is good, do not give up because they reject your papers. (Laugh of David.)

    David with a statechart (and a little temporal logic), 1984.
    David with a statechart and some temporal logic. 1984.

    Computer science culture

    B: We are big fans of your book “Algorithmics” (in English). Why didn’t you choose that book that is extremely popular as your main contribution?

    DH: I had to choose. But I am happy you brought it up. This is a book that attempts to bring the beauty of algorithms to the masses. The most difficult was to choose what goes in and what not. Our field is still young. It is not easy to see what is fundamental, what will support the test of time. There have been several editions but most of the book did not change much.

    ©Addison-Wesley 1987
    ©Addison-Wesley 1987
    ©Pearson 2004
    ©Pearson 2004
    ©Springer 2012
    ©Springer 2012

    One great experience was also a radio program (in Hebrew) where I explained algorithms in prime time. On radio, your hands are tied. You cannot show diagrams. Still it works. It is possible to explain. People understood; they liked it. Don’t believe those who tell you that explaining computer science is impossible. It is not easy but it can be done.

    B: Who can read your book?

    DH: Anyone with a decent scientific background can understand it. It helps if you know some math such as the polynomials. Otherwise you will miss some of it. But you can understand the main points. For instance, there is the notion of reducibility. You can reduce a problem A to a problem B, or in other words, if I give you an algorithm for A, you can use it to design an algorithm for B. In some sense, I can push reducibility to undecidable problems by some simple logical argument. This sounds crazy: How can you compare undecidable problems? How can you say that an undecidable problem B isn’t more complex than A? They are both undecidable! Well this is not so complicated. If God gives you a solver for A, then with the help of God, you can solve B.

    One contribution in theory, one in engineering, and one for cultural education! This is another form of completeness? (Laugh of David.)

    David Harel et Maurice Nivat
    David Harel and Maurice Nivat

    Computer science education

    Computer science education is one favorite topic of Binaire. Do you think computer science should be taught in school?

    I was involved in the Israel curriculum. In Israel, all kids have to learn computer science in school. We used to teach them only to write code and it was not satisfactory. We came up with the concept of “zipper”: one bit of theory, one bit of practice, one bit of theory, and so on. There are two levels. The first one is for every student, the basis of computing and practice by programming – now I think it is in Java. The second one, more advanced, develops notions such as finite state automata.

    It is important to teach them what Janet Wing calls “computational thinking”. This is becoming an essential way of thinking. You need it all the time, for instance to organize your life, to schedule your activities.

    Suppose you are moving. You ask your friends to come and help you. They come with cars of different sizes, some minibus perhaps. You have to optimize placing your boxes in the car. I don’t know whether it helps you to know that the problem is NP-hard. But it does help to know dynamic programming. This is not mathematics! You have to perform intellectual activities that are possibly very complex. This is computer science!

    By the way, classical algorithms do not suffice. You have to understand complex systems, with rich interactions between them, with interaction with humans. We also have to teach that in school.

    Elephant, Wikipedia
    Elephant, Wikipedia

    The elephant test and the completeness of natural systems

    B: We heard you ask the question in a talk on the Web (URL) “When can we say that we have built a model of nature”. Can you explain that question to Binaire audience?

    DH: This is the idea of extending the Turing test to the simulation of complex systems such as the weather, or a heart. For instance, let us consider an elephant. Say you want to model an elephant. When can you say you understand everything about the elephant? When you have built a model that cannot be distinguished from the real thing. But who cannot distinguish? The best experts in the field. You have to decide a level of details. You also decide the lab environment because the goal is not to build an elephant but to simulate it. Then I implement a simulator. At some point, I am done, for this level of details! Suppose my simulator passes the test.

    Now compare that to the Turing test. Suppose Serge’s laptop passes the Turing test. Then his laptop is intelligent, forever. Now, if my program passes the Elephant test, it just means that the best scientists today consider this is a perfect model of an elephant. But if someone tomorrow produces some new knowledge about elephants, this may change the story. My program may fail. This is fantastic. This is the progress of science. This is Einstein reaching beyond Newton, and other scientists reaching beyond Einstein.

    I have encountered that very situation. For example, we built a model of some biological cells. A researcher didn’t like some particular aspect of our model. He did some research and showed some shortcomings. Awesome! A new challenge, and science progresses! When you want to model complex biological objects, or very complex systems such as the weather, there is no way to completeness that we can foresee.

    Wise computing

    B: Now tell us about what you are currently working on?

    DH: I call it “wise computing”. It is not just writing programs. It is not just intelligent computers writing programs for you. It is you developing software together with the machine. We are used to tell the machine what to do. I would like the machine to participate! The computer can verify what I propose, clean up, and fix bugs. But I would like it to also detect issues, ask questions, and make suggestions. What we achieve is still limited but we are making progress.

    Le géant Orion portant sur ses épaules son serviteur Cedalion (Wikipedia)
    The giant Orion carrying his servant Cedalion (Wikipedia)

    A dwarf on the shoulder of a giant

    B: What would you like to say, David, as conclusion?

    DH: I would like to come back to Turing. He is a giant. I worked on extensions of Turing computability, of the Turing test, on some biology problems following his works on morphogenesis. I felt all my life as a dwarf on the shoulder of a giant. It takes years to establish a science. Some people still believe that computer science is not a deep science, fewer and fewer though. Just wait some more years… Turing will reach the pantheon of sciences, with icons such as Einstein, Darwin or Freud.

    David Harel (URL), Weizmann Institute

     

    In memory of Ashok Chandra

    Ashok Chandra
    Ashok Chandra

    David Harel and Binaire are dedicating this interview to the memory of David’s colleague and friend Ashok Chandra who passed away in 2014.

    Ashok K. Chandra was a computer scientist at Microsoft Research, where he was a general manager at the Internet Services Research Center in Mountain View, after having been Director of Database and Distributed Systems at IBM Almaden Research Center. Chandra co-authored several key papers in theoretical computer science. Among other contributions, he introduced alternating Turing machines in computational complexity (with Dexter Kozen and Larry Stockmeyer), conjunctive queries in databases (with Philip M. Merlin), computable queries (with David Harel), and multiparty communication complexity (with Merrick L. Furst

  • La publication scientifique : Le temps des dérives

    Pascal Guitton nous a expliqué les principes de la publication scientifique et son passage au numérique dans un premier article. Il aborde maintenant pour nous des dérives récentes du système. Il nous parle d’un futur souhaitable fait de publications ouvertes et d’épi-journaux. Serge Abiteboul et Thierry Viéville.

    Le numérique a contribué à améliorer le travail des chercheurs en enrichissant le contenu des publications numériques, en favorisant la recherche d’un article dans la masse gigantesque de documents disponibles, et en optimisant les modalités et le temps d’accès à l’information. Malheureusement, dans le même temps, ces évolutions se sont accompagnées de dérives qui pourrissent la vie des scientifiques.

    Dérive 1 : Le spam dans l’édition scientifique

    ©Hormel à l’origine le mot SPAM* désignait de la « fake meat »

    Certains ont cru détecter la poule aux œufs d’or dans l’évolution numérique de l’édition scientifique. Sont apparues de nulle part des sociétés « expertes» de la création de revues (et de conférences) traitant de tous les sujets et ouvertes à tous. Concrètement, un chercheur reçoit très souvent (plusieurs fois par mois) des messages d’invitation à soumettre ses travaux dans des revues ou des conférences « SPAM (*) » ou alors à participer à leurs comités de lecture qui n’en possèdent que le nom. Certains se laissent abuser, le plus souvent par négligence en n’étant pas assez critique sur la qualité de la revue, parfois par malhonnêteté en espérant augmenter leur visibilité.

    L’évaluation par les pairs, comme tout processus humain, peut faillir et conduire à des publications erronées, voire totalement loufoques. Il ne s’agit pourtant là que de dysfonctionnements non représentatifs de la qualité générale du travail de publication. Une évaluation un tant soit peu sérieuse détectera ce type de publication. Il convient toutefois pour les scientifiques de rester vigilants devant l’augmentation récente de ce nombre de situations qui est directement reliée à l’augmentation du nombre de revues et de conférences « parasites ».

    Dérive 2 : L’évaluation mal réalisée

    guitton2-2
    ©Binaire

    Au delà de ces dérives mercantiles, le principal problème résulte de la culture de l’évaluation à outrance qui a progressivement envahi le monde de l’enseignement et la recherche que ce soit au niveau des individus (recrutement, promotions), des laboratoires (reconnaissance, financements) ou des universités/écoles/organismes (visibilité, attractivité).

    Entendons-nous bien, ce n’est pas la nécessité d’une évaluation qui est ici remise en cause mais les façons dont elle est trop souvent mise en œuvre. Illustration : dans un premier temps, le nombre de publications d’un chercheur est devenue la référence principale de jugement ; bien que simple et naturel, un comptage brutal ne tient pas compte de leur qualité et de leur ampleur, produisant des « spécialistes » de la production à la chaîne d’articles sans réel impact. (Il est quasiment impossible de s’accorder sur le nombre des articles jamais cités par d’autres scientifiques mais il est élevé). On observe aussi des équipes qui alignent leurs thématiques de recherche sur les sujets « chauds » des revues et/ou synchronisent leurs activités sur le calendrier des conférences importantes, délaissant leur libre arbitre et le propre pilotage de leur recherche.

    Dans un deuxième temps, sont apparus des indicateurs numériques sensés remédier à ce problème, en calculant des scores basés sur le nombre de citations que recueille un article. L’idée a d’autant plus de sens que les explosions conjointes au niveau mondial des nombres de chercheurs et de revues ont conduit à une inflation jamais connue jusque là de la production d’articles scientifiques ; s’interroger sur l’impact réel d’une publication est légitime et a suscité de nombreuses méthodes dont les plus connues sont la famille des h-index apparue en 2005 pour les articles et les facteurs d’impact en 2006 pour les revues.

    Malheureusement, cette bonne idée souffre de nombreux défauts : tout d’abord, le mélange incroyable entre citations positives (pour mettre en exergue un résultat) et négatives (pour critiquer tout ou partie du travail) ! Ensuite, la taille des communautés qui est le plus souvent oubliée dans l’exploitation de ces indicateurs ; comment raisonnablement comparer des index si le nombre de chercheurs d’un domaine est très différent d’un autre ; pensons par exemple à une thématique émergente qui ne concerne initialement qu’un petit cercle : faut-il l’ignorer parce qu’elle arrive loin dans les classements ? Ce n’est surement pas de cette façon que nous produirons les innovations tant attendues. Par ailleurs, les bases de données utilisées pour calculer ces taux de citation ne couvrent qu’une partie de la littérature scientifique ; en informatique par exemple, moins de la moitié de la production est référencée dans les plus célèbres d’entre elles. Et puis, des esprits malintentionnés ont dévoyé cette bonne idée en mettant en œuvre des pratiques frauduleuses : autocitations abusives, « découpage » artificiel d’un résultat en plusieurs articles pour augmenter le nombre de publications et de citations, cercles de citations réciproques entre auteurs complices, « recommandation appuyée » de certains éditeurs de citer des articles de leur propre revue, etc.

    En résumé, ces indicateurs ne devraient fournir qu’un complément d’information à une évaluation plus qualitative et donc plus fine. Malheureusement, une telle analyse nécessite plus de temps et aussi de mobiliser de vrais experts. Il est infiniment plus « facile » de la remplacer par l’examen de quelques chiffres dans un tableur sensés représenter une activité scientifique dont il est bien entendu impossible de réduire ainsi la richesse et la diversité. On peut faire l’analogie avec la qualité d’un livre qui ne serait jugée qu’à travers son nombre de lecteurs ou celle d’une chaîne de télévision qu’à travers son Audimat.

    Terminons en rappelant encore une fois qu’il ne s’agit pas d’ignorer ces indicateurs mais bien de les exploiter pour ce qu’ils sont et de les associer systématiquement à des analyses qualitatives réalisées par des experts.

    Dérive 3 : le modèle économique

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    ©Binaire

    Initialement gérée par les sociétés savantes, l’édition scientifique a progressivement été envahie par une grande diversité d’éditeurs privés. Comme beaucoup d’autres secteurs économiques, elle a connu une forte concentration autour de quelques grands acteurs : Elsevier, Springer, Wiley etc. Depuis sa création, ses ressources provenaient des abonnements que lui payaient les structures académiques pour recevoir les exemplaires des revues souhaitées. Ce système a fonctionné pendant longtemps mais connaît de très grandes difficultés depuis quelques années à cause des augmentations de prix constantes imposées sans réelle justification par ces acteurs dominants. La combinaison de ces hausses avec les baisses que connaissent les budgets de la recherche un peu partout dans le monde a produit un mélange détonnant qui est en train d’exploser. L’attitude intransigeante de ces grands acteurs qui refusent de prendre en compte ces réductions budgétaires et, au contraire, augmentent leurs tarifs et leurs profits est assez surprenante et le changement de modèle économique induit par la transition achat d’exemplaires papier-droit d’accès à des ressources en ligne ne suffit pas à l’expliquer.

    Face à cet abus de position dominante, les chercheurs s’organisent pour tenter de résister. En France par exemple, le monde académique s’est mis d’accord pour, d’une part, échanger des informations sur les pratiques respectives vis à vis des éditeurs, et d’autre part, présenter un front uni lors de négociations collectives face à ces sociétés. Certaines communautés, notamment mathématiciennes, françaises et étrangères, se sont mobilisées pour lutter contre ces monopoles en appelant au boycott, non seulement des abonnements, mais également de l’ensemble des processus éditoriaux. En effet, il faut rappeler que sans l’implication primordiale des chercheurs – qui font la recherche, rédigent des articles et les expertisent – offerte gratuitement à ces sociétés privées, elles n’existeraient plus.

    Début de solution : l’accès ouvert

    Le logo Open Access

    C’est notamment pour lutter contre ces dérives en offrant un modèle alternatif que des solutions de type libre accès (Open Access) aux ressources documentaires ont été développées. Initialement, il s’agissait d’offrir un accès gratuit aux publications stockées sur des sites de dépôts gérés par des organisations scientifiques. En France, c’est l’archive ouverte HAL qui joue depuis 2001 un rôle central dans cette démarche en liaison étroite avec les autres grandes archives internationales comme ArXiv créée en 1991. Outre la maîtrise des coûts, l’accès ouvert renforce la visibilité des articles déposés sur une archive ouverte comme le montre plusieurs études.

    Ce mouvement en faveur des archives ouvertes est soutenu par de nombreux pays (Canada, Chine, Etats-unis, Grande Bretagne…). Récemment, l’Union européenne et en particulier la France ont pris des positions encore plus nettes en faveur du libre accès. Par exemple, depuis 2013, la direction d’Inria a rendu obligatoire le dépôt des publications sur HAL et seules ces publications sont communiquées aux experts lors des évaluations ou affichées sur le site web de l’Institut.

    Les grands éditeurs ont très vite compris le danger pour leurs profits que représentaient ces initiatives ; ils ont donc commencé par adopter des politiques de dénigrement systématique en les moquant, puis, devant l’échec relatif de cette posture, ils ont transformé ce risque en opportunité en se présentant comme les chantres, voire même les inventeurs, de l’accès ouvert et l’expression Open Access fleurit aujourd’hui sur la plupart des sites de ces éditeurs.

    Il convient de préciser qu’il existe deux approches principales d’accès ouvert :

    • la voie verte (green access) où le dépôt par l’auteur et l’accès par le lecteur sont gratuits ;
    • la voie dorée (gold access), dite aussi auteur-payeur, où l’auteur finance la publication (de quelques centaines à quelques milliers d’euros) qui est ensuite accessible en ligne gratuitement.

    Le green est aujourd’hui la solution la plus vertueuse mais n’oublions pas que la gratuité n’est qu’apparente car ces infrastructures et ces services représentent un coût non négligeable supporté pour HAL principalement par le CNRS à travers le CCSD. Par ailleurs, certains éditeurs imposent un délai avant le dépôt d’une publication sur une archive ouverte publique (par exemple, 6 mois après sa parution). Outre la légalité parfois discutable de cet embargo, il faut rappeler qu’il est possible de déposer des versions dites preprint, sur des archives ouvertes comme HAL, pour remédier temporairement à ce problème.

    Le gold quant à lui présente l’avantage de déplacer en amont et de rendre explicite le coût d’une publication. Cependant, il comporte des inconvénients majeurs, principalement le coût souvent élevé et donc le risque d’accroitre le fossé entre les établissements, voire pays, « riches » et « pauvres ».

    Malheureusement, la qualité et la puissance économique du lobbying des grands éditeurs ont réussi à pénétrer beaucoup de cercles de décision nationaux comme européens et à faire confondre l’open access et le gold. Nous entendons et lisons donc des charges contre le libre accès qui n’évoquent que le modèle auteur-payeur et contre lesquelles il est indispensable de faire preuve de pédagogie pour démonter l’artifice.

    Encore mieux : les epi-journaux

    Le logo http://episciences.org

    Au delà du dépôt des articles, il convient de s’interroger sur leur éditorialisation si l’on souhaite proposer une alternative de qualité, et par conséquent crédible, aux revues commerciales. La notion d’epi-journal a donc vu le jour ; il s’agit de construire « au dessus » d’une archive ouverte des structures éditoriales de type revues ou actes. La démarche est tout à fait similaire à celle de l’édition classique : diffusion des règles éditoriales, dépôt des propositions sur un site dédié, expertise par un comité de lecture dont la composition est publique, annonce des résultats aux auteurs, mise en ligne des articles retenus après réalisation des corrections demandées et en respectant une charte graphique, référencement par les moteurs de recherche après saisie des méta-données associées.

    Basée sur le projet Episciences, développé et hébergé par le CCSD, il existe dans le domaine Informatique et Mathématiques appliquées une structure qui propose des services pour gérer des épi-journaux :

    • les articles sont déposés dans une archive ouverte (HAL, ArXiv, CWI, etc.),
    • après lecture et analyse par les éditeurs, les articles soumis reçoivent la validation du comité de lecture,
    • ils sont alors publiés en ligne et identifiés exactement comme dans une revue classique (ISSN, DOI, etc.),
    • ils sont référencés par les principales plateformes (DOAJ, DBLP, Google scholar…),
    • l’epi-journal respecte des règles éthiques,
    • il assure un travail de visibilité à travers les conférences et les réseaux sociaux.

    Vous pouvez par exemple consulter la revue JDMDH qui vient de démarrer sur ce principe.

    Et en conclusion

    Ces epi-journaux sont la dernière évolution importante dans le domaine de la publication scientifique. S’ils offrent une réponse potentielle particulièrement adaptée aux problèmes causés par l’augmentation déraisonnable du coût des abonnements aux grands éditeurs, ils sont aujourd’hui encore balbutiants. La principale interrogation provient de leur jeunesse et de leur manque de reconnaissance par les communautés scientifiques. Concrètement, si un jury doit expertiser un dossier individuel ou collectif (équipe, laboratoire), il attachera plus de poids à des publications parues dans des revues installées depuis longtemps et donc plus reconnues.

    La seule motivation « militante » pour publier de cette façon ne suffit pas, notamment si l’on pense aux jeunes chercheurs qui sont à la recherche d’un emploi : il est aujourd’hui très difficile de leur faire prendre ce risque sans concertation et réflexion préalables de la part de leurs encadrants qui sont souvent des scientifiques établis qui n’ont plus de souci majeur de carrière. C’est pourquoi il est absolument indispensable que les chercheurs les plus seniors s’impliquent clairement en faveur de ces initiatives : en participant aux comités de lecture de ces épi-journaux afin de les faire bénéficier de leur visibilité individuelle, en contribuant à en créer de nouveaux et surtout en expliquant dans toutes les instances d’évaluation et de recrutement (jurys, comités de sélection, CNU…), la qualité de ces premiers epi-journaux et du crédit que l’on peut leur accorder.

    Là encore, ne tombons pas dans l’angélisme, un épi-journal n’est pas un gage de qualité en lui même, mais au moins laissons lui la chance de prouver sa valeur de la même façon qu’une revue papier et évaluons le avec les mêmes critères.

    Il s’agit vraiment de bâtir une nouveau paradigme de publication et nous, scientifiques, en sommes tous les premiers responsables avant d’en devenir les bénéficiaires dans un futur proche.

    Pascal Guitton, Professeur Université de Bordeaux et Inria

    (*) Le spam, courriel indésirable ou pourriel (terme recommandé au Québec) est une communication électronique non sollicitée, en premier lieu via le courrier électronique. Il s’agit en général d’envois en grande quantité effectués à des fins publicitaires. [Wikipedia]. À l’origine le mot SPAM désignait de la « fake meat« .

  • J’ai deux passions, la musique et l’informatique

    Un nouvel « entretien autour de l’informatique ». binaire interviewe Arshia Cont, chercheur en informatique musicale. Arshia a placé sa recherche à la frontière entre ses deux passions, l’informatique et la musique. Il nous les fait partager. Claire Mathieu  et Serge Abiteboul.  

    Arshia Cont © Arshia
    Arshia Cont © Arshia

    La musique mixte : musiciens et ordinateurs

    B : Arshia, en quoi consiste ta recherche ?
    AC : Nous travaillons dans le domaine de l’informatique musicale. Les gens ont commencé à faire de la musique avec des ordinateurs depuis les débuts de l’informatique. Déjà Ada Lovelace parlait explicitement de la musique dans ses textes. Nous nous intéressons à ce qu’on ne sait pas encore bien faire. Quand plusieurs musiciens jouent ensemble, chaque musicien a des tâches précises à réaliser en temps réel, mais doit coordonner ses actions avec les autres musiciens. Ils arrivent à s’écouter et à se synchroniser, pour jouer un quatuor de Mozart par exemple. L’œuvre est écrite sur une partition, et c’est toujours la même œuvre qu’on écoute, mais à chaque exécution, c’est toujours différent et pourtant c’est sans faute. Et même s’il y a des fautes, le concert ne va pas s’arrêter pour autant. Cette capacité à s’écouter les uns les autres, se coordonner et se synchroniser, avec une tolérance incroyable aux variantes, aux erreurs mêmes, c’est une capacité humaine extraordinaire qu’on aimerait donner à la machine.
    Prenons trois musiciens qui ont l’habitude de jouer ensemble. On leur ajoute un quatrième musicien, à savoir, un ordinateur qui va jouer avec eux, et qui, pour cela, doit écouter les autres et s’adapter à eux. L’ordinateur doit être capable d’interagir, de communiquer avec les humains. Cette association de musiciens humains et de musiciens ordinateurs est une pratique musicale qu’on appelle la musique mixte, et qui est répandue aujourd’hui dans le monde entier.
    Le dialogue se passe pendant l’exécution, mais il faut aussi un langage pour décrire la richesse de tels scénarios qui sont à la fois attendus (puisqu’on connaît la partition) et en même temps à chaque fois différents.

    Arshia Cont devant un violon « bricolé » Un capteur et un excitateur sont placés directement à l’intérieur de la caisse du violon pour amplifier les sons existants mais aussi créer de sons nouveaux. ©Serge Abiteboul
    Arshia Cont devant un  violon intelligent de l’Ircam. Un capteur et un excitateur sont placés directement à l’intérieur de la caisse du violon pour amplifier les sons existants mais aussi créer de sons nouveaux. ©Serge Abiteboul

    Le langage de la musique

    B : Vous travaillez sur des langages pour la musique mixte ?
    AC : Oui. Prenez des œuvres écrites pour de grands orchestres, avec vingt ou trente voix différentes en parallèle. Le compositeur qui a écrit cela n’avait pas accès à un orchestre dans sa salle à manger pendant qu’il l’écrivait. Pendant des siècles, les musiciens ont été obligés d’inventer un langage, un mode de communication, qui soit compréhensible par les musiciens, qui puisse être partagé, et qui soit suffisamment riche pour ne pas rendre le résultat rigide. Mozart, Beethoven ou Mahler ont été obligés d’écrire sur de grandes feuilles de papier, des partitions d’orchestre, en un langage compris par les musiciens qui allaient jouer ces morceaux. Ce langage, avec des éléments fixes et des éléments libres, permet un passage direct de l’écriture à la production de l’œuvre. On rejoint ici un but essentiel en informatique de langages de programmation qui permettent de réaliser des opérations complexes, avec des actions à exécuter, parfois plusieurs en même temps, avec des contraintes temporelles imposées par l’environnement.
    Prenez l’exemple d’un avion. On voudrait que l’avion suive son itinéraire à peu près sans faute mais là encore ça ne se passe pas toujours pareil. Il faut un langage qui permette d’exprimer ce qu’on voudrait qu’il se passe quelle que soit la situation.
    Pour la musique, le langage doit permettre un passage immédiat à l’imaginaire. Pour cela, nous travaillons avec des musiciens, et ce qui est particulièrement intéressant, c’est quand ils ont en tête des idées très claires mais qu’ils ont du mal à les exprimer. Nous développons pour eux des langages qui leur permettent d’exprimer la musique qu’ils rêvent et des environnements pour la composer.

    B : Ça semble avoir beaucoup de liens avec les langages de programmation en informatique. Tu peux nous expliquer ça ?
    AC : La musique, c’est une organisation de sons dans le temps. Une partition avec trente voix, c’est un agencement d’actions humaines qui ont des natures temporelles très variées mais qui co-existent. Ce souci de faire “dialoguer” différentes natures temporelles, on le retrouve beaucoup dans des systèmes informatiques, notamment dans des systèmes temps réel. Il y a donc beaucoup de liens entre ce que nous faisons et les langages utilisés pour les systèmes temps-réel critiques, les langages utilisés par exemple dans les avions d’Airbus ou dans des centrales nucléaires. C’est d’ailleurs un domaine où la France est plutôt leader.

    Démonstration d’Antescofo, @Youtube

    B : Tu parles de temps-réel. Dans une partition il y a un temps quasi-absolu, celui de la partition, mais quand l’orchestre joue, il y a le temps de chaque musicien, plus complexe et variable ?
    AC : Plutôt que d’un temps absolu, je préfère parler d’une horloge. Par exemple le métronome utilisé en musique occidentale peut battre au rythme d’un battement par second, et c’est le tempo “noire = 60” qui est écrit sur la partition, mais il s’agit juste d’une indication. En fait, dans l’exécution aucune musique ne respecte cette horloge, même pas à 90%. Le temps est toujours une notion relative (contrairement à la hauteur des notes, qui dans certaines traditions musicales est absolue). Dans un quatuor a cordes, il n’y a pas un temps unique idéal, pas une manière unique idéale de se synchroniser. En musique, il y a la notion de phrase musicale, et quand vous avez des actions qui ont une étendue temporelle, on peut avoir des relations temporelles variées. Par exemple on veut généralement finir les phrases ensemble. Dans certaines pratiques de musique indienne, il y a des grilles rythmiques que les musiciens utilisent quand ils jouent ensemble : ils les ont en tête, et un musicien sait quand démarrer pour que dix minutes plus tard il finisse ensemble avec les autres ! Ce type de condition doit être dans le langage. C’est cela qui est très difficile. Les musiciens qui arrivent à finir ensemble ont une capacité d’anticipation presque magique. Ils savent comment jouer au temps t pour pouvoir finir ensemble au temps t+n. C’est le « Ante » de Antescofo, notre logiciel. Comme les musiciens qui savent anticiper d’une façon incroyable, Antescofo essaie d’anticiper.


    Antescofo par Ircam-CGP

    B : Et le chef d’orchestre, là-dedans. Son rôle est de synchroniser tout le monde ?
    AC : Les musiciens travaillent avec l’hypothèse que la vitesse du son est infinie, qu’ils entendent un son d’un autre musicien à l’instant où ce son est émis. Mais dans un grand orchestre cette hypothèse ne marche pas. Le son de l’autre bout de l’orchestre arrive après un délai et, si on s’y fie, on ralentit les autres. Pour remédier à ça, on met un chef d’orchestre que chacun peut voir et la synchronisation se fait à la vue, avec l’hypothèse que la vitesse de la lumière est infinie. Nous avons d’ailleurs un projet en cours sur le suivi de geste, afin que le musicien-ordinateur puisse aussi suivre le geste du chef d’orchestre. Mais c’est compliqué. Il faut s’adapter aux chefs d’orchestre qui utilisent des gestuelles complexes.

    La machine doit apprendre à écouter

    B : Tu utilises beaucoup de techniques d’apprentissage automatique . Tu peux nous en parler ?
    AC : Nous utilisons des méthodes d’apprentissage statistique. Nous apprenons à la machine à écouter la musique. La musique est définie par des hauteurs, des rythmes, plusieurs dimensions que nous pouvons capter et fournir à nos programmes informatiques. Mais même la définition de ces dimensions n’est pas simple, par exemple, la définition d’une « hauteur » de son qui marche quel que soit l’instrument. Surtout, nous sommes en temps-réel, dans une situation d’incertitude totale. Les sons sont complexes et « bruités ». Nous humains, quand nous écoutons, nous n’avons pas une seule machine d’écoute mais plusieurs que nous utilisons. Nous sommes comme une machine multi-agents, une par exemple focalisée sur la hauteur des sons, une autre sur les intervalles, une autre sur les rythmes pulsés. Toutes ces machines ont des pondérations différentes selon les gens et selon la musique. Si nous humains pouvons avoir une écoute quasi-parfaite, ce n’est pas le résultat d’une machine parfaite mais parce que notre cerveau sait analyser les résultat de plusieurs machines faillibles. C’est techniquement passionnant. Vous avez plusieurs machines probabilistes en compétition permanente, en train d’essayer d’anticiper l’avenir, participant à un système hautement dynamique d’apprentissage en ligne adaptatif. C’est grâce à cela qu’Antescofo marche si bien. Antescofo sait écouter et grâce à cela, réagir correctement. Réagir, c’est presque le coté facile.

    Des sentiments des machines

    B : Il y a des musiques tristes ou sentimentales. Un musicien sait exprimer des sentiments. Peut-on espérer faire rentrer des sentiments dans la façon de jouer de l’ordinateur ?
    AC : C’est un vieux rêve. Mais comment quantifier, qualifier, et contrôler cet effet magique qu’on appelle sentiment ? Il y a un concours international, une sorte de test de Turing des sentiments musicaux, pour qu’à terme les machines gagnent le concours Chopin. Beaucoup de gens travaillent sur l’émotion en musique. Là encore, on peut essayer de s’appuyer sur l’apprentissage automatique. Un peu comme un humain apprend pendant des répétitions, on essaie de faire que l’ordinateur puisse apprendre en écoutant jouer. En termes techniques, c’est de l’apprentissage supervisé et offline. Antescofo apprend sur scène, et à chaque instant il est en train de s’ajuster et de réapprendre.

    La composition de musique mixte ©Arshia Cont
    La composition de musique mixte ©Arshia Cont

    B : Y a-t-il d’autres questions que tu aurais aimé que nous te posions ?
    AC : Il y a une dimension collective chez l’homme qui me passionne. Cent cinquante musiciens qui jouent ensemble et produisent un résultat harmonieux, c’est magique ! C’est une jouissance incroyable. Peut-on arriver à de telles orchestrations, de tels niveaux de collaboration, avec l’informatique ? C’est un vrai challenge.
    Autre question, la musique est porteuse de beaucoup d’éléments humains et touche aussi à notre vie privée. Aujourd’hui tout le monde consomme de la musique – comment peut-on rendre cela plus disponible à tous via l’informatique ? Récemment on a commencé à travailler sur des mini ordinateurs à 50 euros. Comment rendre le karaoké disponible pour tout le monde ? Comment faire pour que tous puissent faire de la musique même sans formation musicale ? Peut-être que cela donnerait aux gens un désir de développement personnel – quand un gamin peut jouer avec l’orchestre de Paris, c’est une perspective grisante, et l’informatique peut rendre ces trésors accessibles.

    La passion de la musique et de l’informatique

    B : Pour conclure, tu peux nous dire pourquoi tu as choisi ce métier ?
    AC : Je suis passionné de création musicale depuis l’adolescence, mais j’étais aussi bon en science, alors je me posais la question : musique ou science ? Avec ce métier, je n’ai pas eu à choisir : je fais les deux. Je ne pourrais pas être plus heureux. C’est un premier message aux jeunes : si vous avez une passion, ne la laissez pas tomber. Pour ce qui est de l’informatique, je l’ai découverte par hasard. Pendant mes études j’ai fait des mathématiques, du traitement du signal. Après ma thèse, en explorant la notion de langage, je me suis rendu compte qu’il me manquait des connaissances fondamentales en informatique. L’informatique, c’est tout un monde, c’est une science fantastique. C’est aujourd’hui au cœur de ma recherche. Mon second message serait, quelle que soit votre passion, à tout hasard, étudiez aussi l’informatique…

    Arshia Cont, Ircam
    Directeur de recherche dans une équipe Inria/CNRS/Ircam
    Directeur du département Recherche/Créativité des Interfaces

    En découvrir plus avec deux articles d’Interstices sur ce sujet :

    https://interstices.info/interaction-musicale
    https://interstices.info/antescofo

    Séances de travail Antescofo ©inria
    Séances de travail d’Antescofo ©inria

  • Le renseignement numérique pour les nuls

    Le projet de loi relatif au renseignement, ou Loi Renseignement, est un projet de loi français dont une première version a été publiée officiellement le 19 mars 2015. Visant à renforcer le renseignement en France, il prévoit la mise en place de plusieurs mesures controversées, telles que la présence de boîtes noires chez les opérateurs de télécommunications, visant à détecter les comportements suspects à partir des métadonnées, sur la base d’un algorithme propriétaire ; mais aussi des dispositions sur l’utilisation de mécanismes d’écoute, logiciels espions ou encore IMSI-catchers(*).

    On ne parle pas assez de ce projet de loi. Ses enjeux sont finalement moins techniques que véritablement politiques :

    • Que deviennent les libertés quand l’état peut surveiller massivement ses citoyens ?
    • Que deviendraient-elles si un parti totalitaire gagnait les élections dans cinq ans, dans dix, dans vingt ?
    •  Comment évoluerait le comportement du citoyen s’il se savait observé en permanence ?

    D’autres en ont expliqué les dérives comme Tristan Nitot ou La quadrature du Net. Tout ce que nous pouvons faire c’est expliquer quelques aspects techniques pour que tout le monde puisse comprendre un peu mieux de quoi on parle, enfin ce que nous en comprenons car les textes sont très flous.

    Rappelons ce qui se passait avant. Un juge ordonnait à un fournisseur de service Internet de lui donner des données d’une personne précise – une personne suspectée d’un délit précis. Donc il s’agissait de vérifier des faits.

    Maintenant, il s’agit de surveiller massivement toute la population pour découvrir des suspects, qui seront ensuite surveillés individuellement de manière plus spécifique. L’idée est que comme tout le monde, y compris les gens louches, utilise des Fournisseurs de Services Internet (FSI), les serveurs de ces derniers contiennent sans doute des informations qui intéressent la justice.
    Osons une analogie : les gens louches écrivaient des lettres au 20e siècle ; on aurait dû demander à la poste d’envoyer aux services de renseignement des copies de toutes les lettres. Mais, on n’aurait jamais pu alors « traiter » toute la masse de ces lettres. Aujourd’hui grâce aux ordinateurs et au « Big data » on peut le faire ! Est-ce qu’on veut le faire ?

    L’article 851-4 du Code de la sécurité intérieure dans le projet de loi : … le Premier ministre peut ordonner aux opérateurs de communications électroniques et aux fournisseurs de services de détecter, par un traitement automatique, une succession suspecte de données de connexion, dont l’anonymat ne sera levé qu’en cas de révélation d’une menace terroriste…

    L’exemple donné est de pouvoir repérer les internautes qui se connectent pour voir une vidéo de décapitation, et de pouvoir surveiller ces terroristes potentiels (qu’il faudra séparer du curieux en quête de sensations fortes). Vous avez la liberté de consulter les sites que vous voulez et ils ont le droit de surveiller ce que vous regardez ?

    FullSizeRenderLe principe est donc celui de la surveillance de masse. A priori, tout le monde est suspect. On cherche à extraire de la population des personnes ayant des comportements louches, par exemple un terroriste qui serait assez naïf pour commander ses kalachnikovs à un vendeur patenté, ou un individu qui consulterait depuis son ordinateur personnel des agences de voyage pédophiles sans passer par un proxy anonymiseur (un service permettant de naviguer sur le web anonymement). Vous allez me dire que ceux-là, on les aurait déjà captés par la surveillance classique d’individus suspects. Certes.

    Mais la beauté de l’analyse de données, c’est qu’on découvrira aussi de nouveaux suspects, juste avec des techniques d’apprentissage automatique (machine learning) super pointues. Les résultats des maitres américains en la matière sont (suivant la rumeur) pour le moins décevants. Tant pis, on y croit !

    boite-noire-rayclidComment cela se fera en pratique ? Une personne « habilitée » (l’exécutif sous vague contrôle d’un juge et d’une commission), pour répondre à des besoins de renseignements comme la lutte contre le terrorisme ou suivant d’autres critères assez vagues, pourra demander l’installation

    d’une boite noire qui filtre les flux
    d’informations du FSI    .

    D’un point de vue technique, tout est dans la petite boite noire représentée dans la figure.

    Numerique et renseignement

    Expliquons ces termes :

    Une « boite noire qui filtre les données » c’est un logiciel à priori secret qui examine ce qui passe sur la connexion Internet et en sélectionne une partie qu’il envoie au serveur des renseignements.

    Le flux d’information : on regarde les données qui passent plutôt que les données des serveurs du FSI.

    Le serveur peut même être situé en Papouasie, si vous êtes en France, votre message va passer par un serveur en France et traverser une boite noire.

    Le filtre dans la boite noire doit sélectionner un maximum de données sinon il y a toutes les chances qu’il rate des données intéressantes – puisque rappelons-le on ne peut savoir ce qui est intéressant ou pas. À priori, on ne peut savoir si vous avez un comportement suspect, donc on vous surveillera aussi.

    Le serveur du service de renseignement fera des analyses statistiques sur les données (on dit Big data pour faire branché). Là on vous parle d’algorithmes. Vous ne savez pas ce que feront ces algorithmes. Normal, personne ne sait. Ils feront des tas de calculs sur des montagnes de données pour extraire des connaissances intéressant les services de renseignement. Votre nom, l’emplacement de votre domicile, les personnes avec qui vous correspondez, les films que vous regardez, la musique que vous écoutez… Vous serez qualifié par des tonnes de variables, qui feront dire aux algorithmes si vous êtes suspects ou pas. Nous ne pouvons vous garantir que vous ne vous retrouverez pas suspect juste par le mauvais hasard des statistiques. Mais supposons même que les algorithmes décident que vous êtes un bon citoyen. Des tas de vos informations les plus personnelles se retrouveront sur les serveurs des services de renseignement. Vous me promettez qu’elles ne seront jamais utilisées ?

    Petites consolations ?

    • On ne récupère que les métadonnées. Prenons un exemple : un courriel. Les méta-données indiquent l’expéditeur, le destinataire, la date, le sujet du courriel. Les contenus ne font techniquement pas partie des méta-données. Cela sera bien sûr compliqué de vérifier systématiquement que la boite noire ne les examine pas. Et puis à partir de ça, on peut déjà apprendre tant de choses sur vous…
    • Les données de masses récoltées sont anonymes ? Au secours, l’adresse IP de votre téléphone ou votre adresse mail vous identifient. On pourrait les cacher. Ce n’est pas dit. Mais même si les trucs les plus évidents sont cachés, c’est techniquement très compliqué d’anonymiser vraiment des données. Des algorithmes assez simples peuvent permettre de retrouver les identités. Donc les données n’ont rien de vraiment anonyme !

    Sans être parano, nous sommes hyper inquiets. Nous pensons qu’une telle surveillance de masse serait liberticide. Nous ne pouvons nous empêcher de penser qu’elle serait une victoire pour ces malades qui attaquent notre démocratie.

    Maintenant vous ne pourrez plus dire que vous ne compreniez pas.

    Serge Abiteboul, Directeur de recherche INRIA, Professeur ENS Cachan, avec le soutien de tous les éditeurs de Binaire, Colin de la Higuera, Marie-Agnès Enard, Pierre Paradinas, Sylvie Boldo, Thierry Viéville.

     

    (*) IMSI-catchers : c’est un matériel qui permet d’espionner les communications des téléphones mobiles en se faisant passer pour un relai de téléphone mobile.

     

  • Une complète incomplétude

    Kurt Gödel. Il démontre que n’importe quel système logique suffisamment puissant (par exemple pour décrire l’arithmétique) a forcément des propositions qui ne peuvent être ni infirmées, ni confirmées: elles sont indécidables. Ce résultat fut une surprise pour les mathématiciens de l’époque et reste un choc pour qui croit à l’absence de limite en science.

    J’ai expliqué l’informatique à ma famille, mon médecin, à mes voisins de train ou d’avion, à des collégiens, des lycéens… J’ai raconté des algorithmes, des histoires, des mots. Pourtant, il y a des concepts que je n’ai jamais osé tenter d’expliquer à des non-informaticiens. Parce que je pensais avoir besoin de trop de pré-requis, parce que c’est trop technique, parce que je ne pensais pas que c’était raisonnablement faisable en un billet de blog.

    Eh bien parfois j’ai tort et ça me fait plaisir. Chapeau donc à mon estimé collègue David Monniaux qui tient le blog La vie est mal configurée. Il a écrit un billet

    Le théorème de Gödel pour les nuls

    où il explique rien moins que les théorèmes d’incomplétude de Gödel, et ce qu’ils ne veulent pas dire (Bogdanov inside). Un peu long, mais logiquement instructif.

    Sylvie Boldo

  • Comment les chercheurs en informatique partagent leur culture scientifique

    Fête de la Science 2014 Inria Grenoble - Rhône-AlpesLes annonces de « grands plans éducatifs au numérique » où les enfants apprendront le « code » (c’est à dire le codage numérique de l’information, comment construire un algorithme et le programmer) se multiplient. Et l’on ne peut que se réjouir que tous nos enfants aient enfin la chance de s’approprier les éléments essentiels pour comprendre et surtout façonner la société dans laquelle ils sont appelés à vivre.  Si notre système éducatif a mis du temps à prendre conscience du besoin de transmettre une réelle connaissance de la science informatique et non seulement de ses usages, d’autres n’ont pas tant attendu. Une des nombreuse facettes des métiers de la recherche est de partager l’information scientifique avec chacune et chacun, pour faire de nous et de nos enfants des citoyen-ne-s  éclairé-e-s sur ces sujets. Depuis des années déjà, les chercheurs en informatique se sont emparés de ces questions et sont à l’origine de nombreuses initiatives qui visent à mettre à portée de tous, de manière souvent originale et ludique, des éléments de science informatique. Il ne s’agit pas ici d’enseigner mais bien de susciter la réflexion, de semer des grains de science qui pourront ensuite germer, par exemple à l’occasion de formations ou d’échanges plus approfondis.

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    Activités débranchées: pour comprendre ce qui se passe dans un ordinateur, on joue avec des objets du quotidien qui en reproduisent certains mécanismes.

    Pour témoigner de ce travail, ou plutôt de cette passion au quotidien, la Société Informatique de France, sort un numéro spécial de son bulletin 1024 sur la médiation scientifique en science informatique.  Pourquoi et comment partager une culture scientifique en science informatique ? Comment parler d’informatique à chacune et chacun ? Concrètement comment aller de l’avant au niveau de cette médiation scientifique ?

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    Activités InriRobot, des chercheurs en informatique et didactique proposent des activités d’initiation dès le primaire.

    Témoignages d’actions concrètes pour découvrir quelques unes de ces activités, mettre en valeur des partenariats forts avec le monde associatif, et tenter d’évaluer l’impact de ce service public.
    Parole donnée aux institutions pour réaffirmer l’importance de la mission de médiation dans les métiers de la recherche. Mise en perspective de ces actions pour que la communauté scientifique regarde vers l’avenir sur ces sujets. Voici ce que ce numéro spécial de la revue 1024 nous offre en partage.

    Cliquer sur ce lien pour accéder à la revue en ligne.

    Il est urgent de ne plus attendre, en ce qui concerne l’enseignement de l’informatique en France. Les actions de médiation scientifiques, si elles peuvent être un tremplin, ne doivent pas être perçues comme une rustine pour pallier  l’absence d’enseignement,  seule voie pour assurer un accès réellement démocratique à la culture informatique.  Pour autant, relever ce défi de l’éducation est aujourd’hui à portée de main. De la formation des enseignants et des animateurs péris-scolaires à la production de ressources, la communauté scientifique est déjà en marche pour contribuer à cette grande cause nationale.

    Sylvie Alayrangues, Enseignante- Chercheure, Vice-présidente médiation de la Société Informatique de France.
    Thierry Viéville, Chercheur Inria en membre de la SIF, Chargé de mission médiation scientifique Inria.

  • Hacking en noir ou blanc

    À binaire, nous aimons proposer des critiques des films qui parlent d’informatique. Pour Hacker,  nous avons demandé à François Bancilhon (i) parce que c’est un super informaticien, (ii) parce que c’est un critique de film dont nous sommes nombreux à suivre les avis sur twitter (et surtout ceux plus sûrs de son épouse Chantal), (iii) parce que nous apprécions son sens critique en informatique aussi, (iv) parce qu’il a une belle plume, et (v) parce que c’est un copain. OK, ça va faire overkill… D’ailleurs, François est loin d’être parfait. Je lui demande depuis des mois un article sur les données ouvertes – c’est le grand spécialiste français – et nous attendons encore. Serge Abiteboul

    Blackhat poster, Wikipedia
    Blackhat poster, Wikipedia

    Je vais assez souvent au cinéma, en moyenne 2 à 4 fois par semaine. Après chaque séance, je tweete une critique en 140 caractères. L’exercice de concision est intéressant (sachant que j’essaie en général de modérer ma critique par l’opinion de ma femme et que “ma femme a dormi” prend 16 précieux caractères et “ma femme a aimé” en prend autant). Donc je suppose que c’est ce flot de tweets qui m’a valu la demande de Serge Abiteboul de faire ce post de blog. Je suis donc allé voir le film. J’ai mis un peu de temps car il est peu distribué par le réseau Pathé Gaumont auquel je suis abonné. Je n’y serai pas allé normalement, après lecture des critiques (je triangule à partir de 3 sources classiques).

    Le titre américain de “Blackhat” a été traduit par “Hacker”. Les traductions de titres de film restent un sujet de fascination pour moi. Le meilleur de l’année étant le film norvégien dont le titre original était “Force majeure” (en norvégien) et qui a été traduit en Français par “Snow therapy”. Mais revenons à nos moutons (noirs) : blackhat fait référence au méchant black hat hacker qui pénètre dans un système informatique avec des intentions malveillantes, par opposition au white hat hacker qui le fait pour des raisons respectables (par exemple pour tester un système). Cette séparation entre les blancs et les noirs, les gentils et les méchants, sied bien sûr parfaitement à Hollywood qui a une vision binaire du monde (allusion limpide au blog pour lequel j’écris). J’analyse la traduction de blackhat par hacker par le fait que le distributeur pense que le public français ne peut pas comprendre les termes techniques et sophistiqués et doit se contenter de hacker.

    Michael Mann a réalisé plusieurs films de grande qualité : Heat, The last of the Mohicans, Collateral, the insider, tous intelligents et bien mis en scène. Globalement, le film est plutôt mauvais, ce qui est donc une déception, mais mais il n’est pas inintéressant à commenter.

    Le scénario est sans grand intérêt : en Chine, un hacker (méchant) pénètre dans le logiciel d’une centrale nucléaire et fait exploser le réacteur. Le responsable chinois chargé de l’enquête reconnait le logiciel qu’il a co-écrit avec un hacker (gentil) quand il était au MIT avec lui. Lequel gentil hacker est en prison pour diverses bêtises. Les Chinois convainquent alors les Américains de faire libérer le gentil hacker et le responsable Chinois et son ancien copain partent en chasse pour trouver et mettre hors d’état de nuire le hacker méchant avant qu’il ne commette son prochain méfait.

    Le film est directement positionné dans la mondialisation. Deux puissances dominent le monde : les États Unis d’Amérique et la Chine, les autres pays ne comptent pas, ni Europe, ni Russie n’apparaissent. Quelques autres pays apparaissent (Jakarta), mais plutôt au titre d’attraction touristique servant de décor exotique au tribulations de nos héros. USA et Chine sont concurrents et ennemis, mais quand une menace supérieure comme un black hat hacker se manifeste, ils sont assez intelligents pour collaborer, même si de chaque côté les gens raisonnables doivent batailler contre des sectaires (donc contre la NSA du côté américain).

    Un des avantages de la mondialisation est qu’elle permet d’offrir un casting politiquement correct sur le plan ethnique : blanc, black et asiatique (il y a même un Chrétien Libanais, qui est vraiment très méchant). Sur le plan des acteurs, rien à signaler : Chris Hemsworth livre une prestation d’acteur qui confirme qu’il devrait continuer à focaliser sa carrière sur les personnages de super héros et éviter les autres.

    Sur le plan de la parité des sexes, le résultat est plus mitigé. Le test de Bechdel a été conçu pour noter le traitement des deux sexes dans les films. Il pose 3 questions :

    1. Y a-t-il deux femmes au moins dans le film, identifiées par leur nom ?
    2. Y a-t-il une scène où elles parlent entre elles ?
    3. Dans cette scène, parlent elles d’autre chose que d’un homme ?

    Le film est noté 1/3 : il y a deux femmes identifiées (et seulement deux), mais ça s’arrête là.

    La partie la plus intéressante est bien sûr le traitement du hacking donc des pénétrations (blanches et noires) dans les système informatique. Ce traitement cinématographique m’a rappelé les difficultés qu’avaient les chercheurs en système d’exploitation à faire des démos un tant soit peu intéressantes et spectaculaires. C’est dur de visualiser le parcours des octets dans un système et ce n’est pas très folichon. Les ordinateurs sont devenus de plus en plus immobiles, donc durs à filmer. Jusqu’aux années 80 on pouvait encore vaguement faire s’agiter des bandes magnétiques, mais maintenant, plus rien, à peine une lumière qui clignote. Dans l’introduction du film on assiste au parcours d’un réseau informatique, la représentation graphique en 3D est plutôt esthétiquement réussie (bien que j’avoue ne pas savoir exactement comment est fait l’intérieur d’un routeur). Ensuite dans le film un peu de discours technique (mais très modéré) émaille les dialogues : on parle de “memory dump”, de “remote call”, mais le tout de façon assez peu convaincante. On en arrive enfin à “black widow” un programme de la NSA qui peut reconstituer une image mémoire à moitié effacée grâce à un “super computer” : une histoire réaliste d’après certain…

    Cinématographiquement, le film a une écriture très typée : gros plans floutés ou pas sur des détails, caméra saccadée à l’épaule, cadrage avec des angles particuliers (par dessous ou par dessus), plans courts. Le tout soutenu par une bande son très intense soulignant à chaque instant l’action : attention il se passe quelque chose d’important ici. L’effet global est plutôt réussi.

    On appréciera enfin l’absence de course poursuite ou d’explosion spectaculaire (hors le nécessaire traitement de la centrale nucléaire).

    Je termine par la version twitter de cette chronique :

    Vu “Blackhat” (hacker en Français), film d’action relativement efficace et sans grand intérêt. Michael Mann a fait mieux. (Ma femme n’était pas avec moi)

    François Bancilhon, PDG de Data Publica
    twitter.com/fbancilhon

  • Poésie et esthétisme du logiciel

    Un nouvel « entretien autour de l’informatique  ». Serge Abiteboul  et Claire Mathieu interviewent Gérard Huet , Directeur de recherche émérite à Inria. Gérard Huet a apporté des contributions fondamentales à de nombreux sujets de l’informatique, démonstration automatique, unification, édition structurée, réécriture algébrique, calcul fonctionnel, langages de programmation applicatifs, théorie des types, assistants de preuve, programmation relationnelle, linguistique computationnelle, traitement informatique du sanskrit,  lexicologie, humanités numériques, etc. Ses travaux sur CAML et Coq (voir encadrés en fin d’article) ont notamment transformé de manière essentielle l’informatique.

    Gérard
    Gérard Huet pendant l’entretien ©Serge A.

    B : Tu as eu un parcours de chercheur singulier, avec des contributions fondamentales dans un nombre incroyable de sujets de l’informatique. Est-ce qu’il y a des liens entre tous tes travaux ?
    G : Il existe des liens profonds entre la plupart de ces sujets, notamment une vision du cœur de la discipline fondée sur l’algèbre, la logique et les mathématiques constructives. Le calcul fonctionnel (le lambda-calcul dans le jargon des théoriciens) sous-tend nombre d’entre eux. Le calcul fonctionnel, pour simplifier, c’est une théorie mathématique avec des fonctions qui ne s’appliquent pas juste à des réels comme celles que vous avez rencontrées en cours de maths. Ces fonctions, ou plus précisément ces algorithmes, peuvent s’appliquer à d’autres objets et notamment à des objets fonctionnels. Vous pouvez avoir une fonction qui trie des objets. Vous allez passer comme argument à cette fonction une autre fonction qui permet de comparer l’âge de deux personnes et vous obtenez une fonction qui permet de trier un ensemble de personnes par ordre d’âge.

    Ce qui montre que ce calcul fonctionnel est une notion fondamentale, c’est à la fois l’ossature des programmes informatiques, et dans sa version typée la structure des démonstrations mathématiques  (la déduction naturelle dans le jargon des logiciens). Vous n’avez pas besoin de comprendre tous les détails. La magie, c’est que le même objet mathématique explique à la fois les programmes informatiques et les preuves mathématiques. Il permet également les représentations linguistiques à la fois de la syntaxe, du discours, et du sens des phrases de la langue naturelle  (les grammaires de Lambek et les grammaires de Montague dans le jargon des linguistes).  Reconnaître cette unité est un puissant levier pour appliquer des méthodes  générales à plusieurs champs applicatifs.

    Je suis tombé sur d’autres sujets au fil de hasards et de rencontres parfois miraculeuses.

    Les programmes sont des preuves constructives

    B : Les programmes sont des preuves. Ça te paraît évident mais ça ne l’est pas pour tout le monde. Pourrais-tu nous expliquer comment on est arrivé à ces liens entre programmes et preuves ?
    G : Tout commence avec la logique mathématique.  En logique, il y a deux grandes familles de systèmes de preuves.  La première, la déduction naturelle, avec des arbres de preuves, c’est comme le lambda-calcul typé, et les propositions de la logique sont les types des formules de lambda-calcul. Ce n’est pas quelque chose qui a été compris au début. Le livre standard sur la déduction naturelle, paru en 1965, ne mentionne même pas le  λ calcul, car l’auteur n’avait pas vu le rapport. C’est dans les années 70, qu’on a découvert qu’on avait développé deux théories mathématiques équivalentes, chacun des deux domaines ayant développé des théorèmes qui en fait étaient les mêmes. Quand on fait le pont entre les deux, on comprend que, les programmes, ce sont des preuves.

    Un arbre de preuve
    Un arbre de preuve

    En mathématiques, on raisonne avec des axiomes et des inférences pour justifier la démonstration des théorèmes, mais souvent on évacue un peu la preuve elle-même en tant qu’objet mathématique en soi. La preuve, pour un mathématicien, c’est comme un kleenex : on la fait, et puis ça se jette. La preuve passe, le théorème reste. D’ailleurs, on donne aux théorèmes des noms de mathématiciens, mais, les preuves, on s’en moque.  Ça, c’est en train de changer grâce à l’informatique. Pour nous, les preuves sont des objets primordiaux. Plus précisément, ce qui est important pour nous, ce sont les algorithmes. En effet, un théorème peut avoir plusieurs preuves non équivalentes. L’une d’entre elles peut ne pas être constructive, c’est à dire par exemple montrer qu’un objet existe sans dire comment le construire. Ça intéresse moins l’informaticien. Les autres preuves donnent des constructions. Ce sont des algorithmes. Un théorème dit par exemple que si on a un ensemble d’objets que l’on peut trier, alors on peut construire une séquence triée de ces objets. C’est un théorème – il est complètement trivial pour un mathématicien. Mais pour nous pas du tout. Si vous voulez trier un million d’enregistrements, vous aimeriez que votre algorithme soit rapide. Alors les informaticiens ont développé de nombreux algorithmes pour trier des objets qu’ils utilisent suivant les contextes, des preuves différentes de ce théorème trivial qui sont plus utiles qu’une preuve non constructive. Et ce sont de beaux objets !

    Voilà, quand on a compris qu’un algorithme c’est une preuve, on voit bien que plusieurs algorithmes peuvent avoir la même spécification et donc que la preuve importe.

    B : La mode aujourd’hui est d’utiliser le mot « code » pour parler de programmes informatiques. Tu ne parles pas de code ?
    G : Au secours ! Le mot « code » est une insulte à la beauté intrinsèque de ces objets. La représentation d’un entier sous forme de produit de nombres premiers, on ne doit pas appeler cela un « codage » ! Non, cette représentation des entiers est canonique, et découle du Théorème Fondamental de l’Arithmétique. C’est extrêmement noble. Dans le terme « codage », il y a l’idée de cacher quelque chose, alors qu’au contraire, il s’agit de révéler la beauté de l’objet en exhibant l’algorithme.

    L’esthétique des programmes

    B : Les gens voient souvent les programmes informatiques comme des suites de symboles barbares, des trucs incompréhensibles. C’est beaucoup pour cela que le blog binaire milite pour l’enseignement de l’informatique, pour que ces objets puissent être compris par tous. Mais tu as dépassé l’état de le compréhension. Tu nous parles d’esthétique : un programme informatique peut-il être beau ?
    GH : Bien sûr. Son rôle est d’abord d’exposer la beauté de l’algorithme sous-jacent. L’esthétique, c’est plus important qu’il n’y paraît.  Elle a des motivations pratiques, concrètes. D’abord, les programmes les plus beaux sont souvent les plus efficaces. Ils vont à l’essentiel sans perdre du temps dans des détails, des circonvolutions inutiles. Et puis un système informatique est un objet parfois très gros qui finit par avoir sa propre vie. Les programmeurs vont et viennent. Le système continue d’être utilisé. La beauté, la lisibilité des programmes est essentielle pour transmettre les connaissances qui s’accumulent dans ces programmes d’une génération de programmeurs à l’autre qui ont comme mission de pérenniser le fonctionnement du système.

    Pour les programmes, de même que pour les preuves, il ne faut jamais se satisfaire du premier jet. On est content quand ça marche, bien sûr, mais c’est à ce moment là que le travail intéressant commence, qu’on regarde comment nettoyer, réorganiser le programme, et c’est souvent dans ce travail qu’on découvre les bonnes notions. On peut avoir à le réécrire tout ou en partie, l’améliorer, le rendre plus beau.

    Vaughan Pratt, Wikipedia
    Vaughan Pratt, Wikipedia

    Prenez le cas d’Unix (*). Unix, c’est beau, c’est très beau ! Il faut savoir voir Unix comme une très grande œuvre d’art. Unix a été réalisé dans le laboratoire de recherche de Bell, par une équipe de chercheurs. Vaughan Pratt (+) disait dans les années 80 :« Unix, c’est le troisième Testament ». Vaughan Pratt, c’est quelqu’un d’incroyable ! Il ne dit pas n’importe quoi (rire de Gérard). Eh bien, Unix a été fait dans une équipe de spécialistes de théorie des langages et des automates. C’est une merveille de systèmes communiquant par des flots d’octets, tout simplement.  C’est minimaliste. Ils ont pris le temps qu’il fallait, ils ont recherché l’élégance, la simplicité, l’efficacité. Ils les ont trouvées !

    B : Parmi tes nombreux travaux, y en a-t-il un qui te tient particulièrement à cœur ?
    GH : Je dirais volontiers que mon œuvre préférée, c’est le « zipper ». C’est une technique de programmation fonctionnelle. Elle permet de traverser des structures de données les plus utilisées en informatique comme des listes et des arbres  pour mettre à jour leur contenu.

    Le zipper (voir aussi la page), je suis tombé dessus pour expliquer comment faire des calculs applicatifs sur des structures de données, sans avoir cette espèce de vision étroite de programmation applicative où, pour faire des remplacements dans une structure de données, tu gardes toujours le doigt sur le haut de ta structure, ton arbre, et puis tu te balades dedans, mais tu continues à regarder ta structure d’en haut. Le zipper, au lieu de cela, tu rentres dans la structure, tu vis à l’intérieur, et alors, ce qui compte, c’est d’une part l’endroit où tu es, et d’autre part le contexte qui permet de te souvenir de comment tu es arrivé là. C’est une structure fondamentale qui avait totalement échappé aux informaticiens. Des programmeurs faisaient peut-être bien déjà du zipper sans le savoir comme M. Jourdain faisait de la prose. J’ai su formaliser le concept en tant que structure de donnée et algorithmes pour la manipuler. Maintenant, on peut enseigner le zipper, expliquer son essence mathématique.

    La mystique de la recherche

    B : Qu’est-ce qui est important pour réussir une carrière en recherche ?
    GH : Le plus important finalement, dans le choix du sujet de recherche, ce sont trois choses : le hasard, la chance, et les miracles. Je m’explique. Premièrement, le hasard. Il ne se contrôle pas. Deuxièmement, la chance. C’est d’être au bon moment au bon endroit, mais surtout de savoir s’en apercevoir et la saisir.

    Par exemple, dans le Bâtiment 8 (++) où je travaillais à l’INRIA Rocquencourt, il passait beaucoup de visiteurs. Le hasard c’est un jour la visite de Corrado Böhm , un des maîtres du lambda-calcul, une vraie encyclopédie du domaine. Je lui explique ce que je fais, et il me conseille de lire un article qui était alors, en 1975, inconnu de presque tous les informaticiens : c’était l’algorithme de Knuth-Bendix. C’est un résultat majeur  d’algèbre constructive permettant de reformuler des résultats d’algèbre de manière combinatoire. La chance, j’ai su la saisir. J’ai vu tout de suite que c’était important. Cela m’a permis d’être un précurseur des systèmes de réécriture  un peu par ce hasard. Voilà, j’ai su saisir ma chance. On se rend compte qu’il y a quelque chose à comprendre, et on creuse. Donc il faut être en éveil, avoir l’esprit assez ouvert pour regarder le truc et y consacrer des efforts.
    À une certaine époque, j’étais un fréquent visiteur des laboratoires japonais. Une fois, je suis resté une quinzaine de jours dans un laboratoire de recherche.  Je conseillais aux étudiants japonais d’être en éveil, d’avoir l’esprit ouvert. Je leurs répétais : « Be open-minded! ». Ils étaient étonnés, et mal à l’aise de questionner les problèmes qui leur avaient été assignés par leur supérieur hiérarchique. Un an plus tard, je suis repassé dans le même labo.  Ils avaient gardé ma chaise à une place d’honneur, et ils l’appelaient (rire de Gérard) « the open-mindedness chair » !

    B : Esthétique, miracle, troisième testament… Il y aurait une dimension mystique à ton approche de la recherche ?
    GH : En fait, souvent, derrière les mystères, il y a des explications.  Un exemple : je suis parti aux USA sur le mirage de l’intelligence artificielle. Une fois là-bas, quelle déception. J’ai trouvé qu’en intelligence artificielle, la seule chose qui à l’époque avait un peu de substance, c’était la démonstration automatique. J’ai essayé.  Et puis, j’ai fait une croix dessus car cela n’aboutissait pas. Cela semblait inutile, et je voulais faire des choses utiles. Alors j’ai regardé ailleurs, des trucs plus appliqués comme les blocages quand on avait des accès concurrents à des ressources. Par hasard, je suis tombé sur deux travaux. Le premier, un article de Karp et Miller, m’a appris ce que c’était que le Problème de Correspondance de Post (PCP), un problème qui est indécidable – il n’existe aucun algorithme pour le résoudre.  Le second était une thèse récemment soutenue à Princeton qui proposait un algorithme pour l’unification d’ordre supérieur. Je ne vais pas vous expliquer ces deux problèmes, peut-être dans un autre article de Binaire. L’algorithme de la thèse, je ne le comprenais pas bien. Surtout, ça ne m’intéressait pas trop, car c’était de la démonstration automatique et je pensais en avoir fini avec ce domaine. Eh bien, un ou deux mois plus tard, je rentre chez moi après une soirée, je mets la clé dans la serrure de la porte d’entrée, et, paf ! J’avais la preuve de l’indécidabilité de l’unification d’ordre supérieur en utilisant le PCP. J’avais établi un pont entre les deux problèmes. Bon ça montrait aussi que le résultat de la thèse était faux. Mais ça arrive, les théorèmes faux. Pour moi, quel flash !  J’avais résolu un problème ouvert important. Quand je parle de miracle, c’est quelque chose que je ne sais pas expliquer. J’étais à mille lieues de me préoccuper de science, et je ne travaillais plus là dessus. C’est mon inconscient qui avait ruminé sur ce problème du PCP, et c’est un cheminement entièrement inconscient qui a fait que la preuve s’est mise en place. Mais il faut avoir beaucoup travaillé pour arriver à ça, avoir passé du temps à lire, à comprendre, à essayer des pistes infructueuses, à s’imprégner de concepts que l’on pense important, à comprendre des preuves.  C’est beaucoup de travail. La recherche, c’est une sorte de sacerdoce.

    Bon, il faut aussi savoir s’arrêter, ne pas travailler trop longtemps sur un même problème. Faire autre chose. Sinon, eh bien on devient fou.

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    Caml (prononcé camel, signifie Categorical Abstract Machine Language) est un langage de programmation généraliste conçu pour la sécurité et la fiabilité des programmes. Descendant de ML, c’est un langage de programmation directement inspiré du calcul fonctionnel, issu des travaux de Peter Landin et Robin Milner. À l’origine simple langage de commandes d’un assistant à la preuve (LCF), il fut développé à l’INRIA dans l’équipe Formel sous ses avatars de Caml puis d’OCaml. Les auteurs principaux sont Gérard Huet, Guy Cousineau, Ascánder Suárez, Pierre Weis, Michel Mauny pour Caml ; Xavier Leroy, Damien Doligez et Didier Rémy et Jérôme Vouillon pour OCaml.
    Coq est un assistant de preuve fondé au départ sur le Calcul des Constructions (une variété de calcul fonctionnel typé) introduit par Thierry Coquand et Gérard Huet. Il permet l’expression d’assertions mathématiques, vérifie automatiquement les preuves de ces affirmations, et aide à trouver des preuves formelles. Thierry Coquand, Gérard Huet, Christine Paulin-Mohring, Bruno Barras, Jean-Christophe Filliâtre, Hugo Herbelin, Chet Murthy, Yves Bertot, Pierre Castéran ont obtenu le prestigieux 2013 ACM Software System Award pour la réalisation de Coq.

    (*) Unix : Unix est un système d’exploitation multitâche et multi-utilisateur créé en 1969. On peut le voir comme l’ancêtre de systèmes aussi populaires aujourd’hui que Linux, Android, OS X et iOS.

    (+) Vaughan Pratt est avec Gérard Huet un des grands pionniers de l’informatique. Il a notamment dirigé le projet Sun Workstation, à l’origine de la création de Sun Microsystems.

    (++) Bâtiment 8 ; Bâtiment quasi mythique d’Inria (de l’IRIA ou de l’INRIA) Rocquencourt pour les informaticiens français, qui a vu passer des chercheurs disparus comme Philippe Flajolet et Gilles Kahn, et de nombreuses autres stars de l’informatique française toujours actifs, souvent à l’instigation de Maurice Nivat. Gilles Kahn sur la photo était une sorte de chef d’orchestre, parmi un groupe de chercheurs plutôt anarchistes dans leur approche de la recherche.

    Gérard Huet avec Gilles Kahn (à droite) © David MacQueen au Bât 8 de Rocquencourt, 1978
    Gérard Huet avec Gilles Kahn (à droite) © David MacQueen au Bât 8 de Rocquencourt, 1978