Master Calcul Haute Performance et Simulation - parcours Calcul Haute Performance et Simulation (CHPS)

Présentation de la formation

Durée de la formation

Face-à-face pédagogique
(CM/TD/TP)
Évaluations Projet(s) et/ou TER Durée de la formation
CHPS 4 406h 43 1 427h
CHPS 5 300h 29 1 307h

Organisation semestre 7 à semestre 10

Programme semestre 7

Code matière Intitulé matière
CHPS0701Algorithmique et programmation parallèle
CHPS0702Technologies des supercalculateurs
CHPS0703Traitement d'images
CHPS0704Informatique graphique et réalité virtuelle
CHPS0705Génie Logiciel
CHPS0706Introduction aux éléments finis
AN0711Anglais

Programme semestre 8

Code matière Intitulé matière
CHPS0801Modèles de programmation parallèle
CHPS0802Programmation GPU
CHPS0803Architecture des processeurs et optimisation
CHPS0804Inférence statistique et modélisation
CHPS0805Optimisation et recherche opérationnelle
CHPS0806Etude bibliographique
CHPS0807Stage
AN0811Anglais
DI0801Droit et Informatique

Programme semestre 9

Code matière Intitulé matière
CHPS0901Programmation cluster
CHPS0902Virtualisation et cloud pour le HPC
CHPS0903 Accélérateurs & HPC
CHPS0904Captation, génération et transformation d'images
CHPS0905IA & HPC
AN0911Anglais
CHPS0906Gestion de projets
CHPS0907 Conférences professionnelles

Programme semestre 10

Code matière Intitulé matière
CHPS1001Eléments de bioinformatique ; HPC pour la biologie
CHPS1002Eléments de chimie théorique ; HPC pour la chimie
CHPS1003Visualisation haute performance interactive
CHPS1004Projet
CHPS1005Stage

Fiches matières

Algorithmique et programmation parallèle

CHPS0701

Semestre : 7
ECTS : 5
0 points
Responsables :
Christophe JAILLET (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée20h10h10h40h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session40600 100%
2ème session40060 100%
Dispense contrôle continu 1ère session40600 100%
2ème session40060 100%
Objectifs :
  • Acquérir les connaissances de base permettant d?appréhender l?utilisation du calcul haute performance pour la résolution de problèmes informatiques
  • Se familiariser avec les différents paradigmes algorithmiques et modèles de programmation associés au calcul parallèle
  • Développer une application permettant de résoudre un problème donné en utilisant une architecture de calcul haute performance

Compétences spécifiques visées :
  • Résolution de problèmes par des méthodes parallèles efficaces
  • Développement d?applications parallèles avec MPI et OpenMP
  • Analyse de la performance d?un algorithme ou d?un programme parallèles

Compétences générales visées :
  • Principaux paradigmes du parallélisme : architectures, algorithmes, programmation
  • Problématiques conceptuelles et technologiques associées au calcul haute performance
  • Algorithmique parallèle, conception, analyse de performance
  • Modèles et environnements de programmation parallèle

Connaissances requises :
  • Algorithmique et structures de données élémentaires (tas, piles, files, listes, arbres, graphes)
  • Notions de base en programmation multi-threadée (verrous, synchronisations) 
  • Programmation C/C++ 
Programme :
  • Architecture des ordinateurs parallèles :
    • machines à mémoire distribuée / à mémoire partagée, architectures hybrides
    • plateformes de calcul : clusters, processeurs multi-c?ur, accélérateurs matériels
    • réseaux d?interconnexion : arbre, étoile , anneau, grille, hypercube ; simulations d?une architecture sur une autre
  • Algorithmique parallèle : tâche-canal, modèle PRAM et DRAM
  • Algorithmique sur l?hypercube
  • Mesures de performance des algorithmes parallèles : accélération, efficacité, iso-efficacité
  • Environnements de programmation parallèle : MPI, OpenMP

Technologies des supercalculateurs

CHPS0702

Semestre : 7
ECTS : 5
0 points
Responsables :
Arnaud RENARD (Responsable)
Christophe JAILLET (Coresponsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée14h16h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Cet enseignement présente les technologies de pointe et l'innovation en calcul haute performance.
Les principaux composants de l'infrastructure informatique sont analysés et discutés.


Compétences spécifiques visées :
  • Compréhension du contexte national et international du HPC et de ses enjeux futurs
  • Installation et configuration d’un cluster Linux HPC ; utilisation de gestionnaires de packages (module, spack)
  • Infrastructures cloud et grilles

Compétences générales visées :
  • Utilisation de supercalculateurs
  • Veille technologique sur la base de présentations en langue anglaise (participation à des workshops / ...)

Connaissances requises :

Notions de base sur l’utilisation et l’administration d’une machine Linux

Programme :
  • Introduction au calcul haute performance et présentation du contexte international
  • Présentation d’un centre de calcul, et en particulier du mésocentre de calcul régional ROMEO
  • Utilisation d’un supercalculateur moderne
  • Composantes principales d'un supercalculateur
    => Cette partie sera traitée sous la forme de recherche personnelle, qui donnera lieu à une présentation orale devant le groupe
  • Détail et mise en œuvre des différentes briques logicielles constituant les supercalculateurs ; administration, maintenance
    => Cette partie fera l’objet d’une évaluation sous forme de projet.
  • Les enjeux futurs du calcul haute performance
    => Cette partie donnera lieu à l'étude de présentations technologiques en langue anglaise, et pourra impliquer la participation à des événements internationaux.

Traitement d'images

CHPS0703

Semestre : 7
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Nicolas PASSAT (Responsable) - département Informatique IUT (IUT RCC - Reims)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée8h8h10h26h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureCRTPDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session50500 100%
2ème session50050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session50500 100%
2ème session50050 100%
Objectifs :

L’objectif de ce cours est d’acquérir les notions fondamentales et les principes de bases pour l'étude, l'analyse et le traitement des images numériques.


Compétences spécifiques visées :
  • Compréhension et mise en œuvre des algorithmes classiques de traitement d’images
  • Connaissances de base sur une chaîne de traitement d’images, le filtrage, les notions de contour et de région et la classification de données pour le traitement des images

Compétences générales visées :

Traitement et analyse d'images


Connaissances requises :

Notions de base de Mathématiques ; algorithmique et complexité ; programmation

Programme :
  • Acquisition et caractéristiques des images numériques (histogramme, propriétés spatiales, connexité, propriétés liées à l’intensité, notion de bruit)
  • Prétraitement : statistiques et débruitage ; anamorphose et filtrage linéaire et non linéaire (gaussien discret, binomial, filtre médian …), transformée de Fourier et filtrage fréquentiel
  • Restitution et comparaison : morphologie mathématique binaire et niveaux de gris
  • Géométrie et topologie discrètes : approches cartésiennes, graphes, et modèles simpliciaux ; notions de transformations digitales topologiquement invariantes
  • Segmentation
  • Approche contours (level-sets, …)
  • Approche régions (watershed, croissance de régions, split and merge, …)
  • Méthodes d'optimisation (Random walkers, graph cuts, approches markoviennes, FCM, ...)
  • Approches hiérarchiques : arbres de coupes, arbres de formes, arbres binaires de partitions

Informatique graphique et réalité virtuelle

CHPS0704

Semestre : 7
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Stéphanie PREVOST (Responsable) - département Informatique IUT (IUT RCC - Reims)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée10h10h10h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureCRTPCRTPDSTDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session252525250 100%
2ème session25250050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session252525250 100%
2ème session25250050 100%
Objectifs :

L'objet de ce cours est de présenter :

  • les différentes étapes de la génération d'une image de synthèse à partir d'un modèle 3D 
  • un état de l'art sur les concepts fondamentaux, les principaux modèles et les différents matériels existants autour de la réalité virtuelle et/ou augmentée
  • ainsi qu'une mise en pratique des principaux concepts avec quelques outils dédiés

Compétences spécifiques visées :
  • Maîtriser les différentes étapes de la génération d'une image de synthèse à partir d'objets 3D
  • Implémenter une application de rendu 3D
  • Comprendre et maîtriser les différents aspects matériels et logiciels de la réalité virtuelle
  • Connaître, comprendre, et évaluer les différentes techniques de la réalité virtuelle et augmentée
  • Concevoir et évaluer un projet d'environnement virtuel à partir d'objectifs définis

Compétences générales visées :

Aspects conceptuels, matériels et logiciels de la réalité virtuelle et augmentée


Connaissances requises :

Notions de base de Mathématiques ; algorithmique et complexité ; programmation en C++ et en Python

Programme :
  • Informatique graphique :
    • Représentation, modélisation d’objet 3D et traitement algorithmique pour la synthèse d’images
    • Graphe de scène et représentation hiérarchique
    • Z-Buffer, ray-tracing
    • Rendu réaliste (radiométrie, méthodes de Monte-Carlo, modèles de matériaux)
    • OpenGL et shader, ...
  • Réalité virtuelle et Réalité augmentée :
    • Aspects généraux ; historique
    • Concepts de base et définitions
    • Interfaces et technologies : différents types d’interfaces
    • Techniques associées à la réalité virtuelle et à la réalité augmentée
    • Visualisation immersive et interaction

Génie Logiciel

CHPS0705

Semestre : 7
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Jean-Charles BOISSON (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée10h10h10h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetCRDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session2020600 100%
2ème session2020060 100%
Dispense contrôle continu 1ère session2020600 100%
2ème session2020060 100%
Objectifs :

Etre capable de définir et de gérer la politique de développement d’un projet dans un contexte hautement collaboratif


Compétences spécifiques visées :
  • Acquisition/renforcement de la modélisation UML
  • Maîtrise des patrons de conception objet
  • Prise en main d'un gestionnaire de versions décentralisé

Compétences générales visées :
  • Appréhension des modèles à objet
  • Compréhension des enjeux d'un développement industriel dans un contexte Agile
  • Gestion de projet collaborative

Connaissances requises :

Programmation orientée objet

Programme :
  • Présentation des modèles à objet
  • Les relations entre objets : étude des différents types de couplage
  • La modélisation UML : présentation, étude des principaux diagrammes et écueils à éviter
  • Les patrons de conceptions : présentation et mise en œuvre
  • Modèle Vue Contrôleur (MVC) : présentation et étude de cas
  • Gestion de projet Agile : manifeste Agile, bonnes pratiques et détails autour de l’Extreme Programming (XP)

Introduction aux éléments finis

CHPS0706

Semestre : 7
ECTS : 4
0 points
Responsables :
François LEFÈVRE (Responsable) - département Mathématiques (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée14h6h10h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session50500 100%
2ème session50050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session50500 100%
2ème session50050 100%
Objectifs :

Appliquer sur ordinateur la méthode des éléments finis et les méthodes numériques associées


Compétences spécifiques visées :

Mise en œuvre informatique de la méthode des éléments finis


Compétences générales visées :

Simulation numérique


Connaissances requises :

Bases de calcul différentiel et intégral ; intégration numérique. Algorithmique/Programmation.

Programme :
  • Maillages : triangulation, qualité, structures de données
  • Modélisation de la diffusion et du transfert thermique
  • Méthode des Eléments Finis en 2D : formulation variationnelle, méthode de Galerkine, discrétisation EF-P1, coefficients élémentaires, intégration numérique, algorithme d'assemblage du système linéaire
  • Systèmes linéaires creux : méthodes numériques ; préconditionnement ; stockage creux
  • Mise en oeuvre en Octave/Matlab et FreeFem++

Anglais

AN0711

Semestre : 7
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Aline LELARGE (Responsable) - département Langues (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureTDTotal
Durée20h20h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h15
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Acquérir les compétences de base de l'anglais technique dans le domaine de l'informatique.


Compétences spécifiques visées :
  • Faire une présentation orale convaincante d’un thème/document étudié (méthodologie de la communication)
  • Ecrire un texte argumentatif (méthodologie de l’essay)
  • Elargir sa connaissance du lexique relatif à l’Informatique et aux TIC à travers les documents étudiés

Compétences générales visées :

Compétences relatives à l’apprentissage d’une langue étrangère au niveau B2 du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL) : compréhension de l’oral, compréhension de l’écrit, expression orale en continu et en interaction, expression écrite


Connaissances requises :

Etude de la langue anglaise dans l’enseignement secondaire et supérieur

Programme :

L’ordinateur et les TIC : matériel et logiciels ; les systèmes d’exploitation ; les langages de programmation ; Informatique, Internet et société (programme non exhaustif)

Remarque : étant donné le niveau attendu en fin de diplôme de Master (B2/C1), il est vivement recommandé de compléter les enseignements et apprentissages en TD d’Anglais par un travail personnel au CRL (Centre de Ressources en Langues) du campus, bâtiment 5ter. Ce travail se fera en autonomie mais l'étudiant pourra bénéficier du guidage et de l’accompagnement de son enseignant d'Anglais.

Modèles de programmation parallèle

CHPS0801

Semestre : 8
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Adrien ROUSSEL (Responsable)
Christophe JAILLET (Coresponsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée12h6h12h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :
  • Analyse fine d’un programme en vue de sa parallélisation
  • Choix du modèle de programmation le mieux adapté au besoin de performance
  • Mise en pratique sur des applications réalistes (charge équilibrée ou non)
  • Analyse et compréhension de troubles de performances selon le modèle de programmation

Compétences spécifiques visées :
  • Maitriser différents modèles de programmation parallèle
  • Choisir le mieux adapté vis-à-vis de l’application et de la machine cible
  • Comprendre les challenges liés aux modèles de programmation sur les machines actuelles et futures
  • Maitriser des technologies avancées (potentiellement encore au stade recherche)

Compétences générales visées :

Programmation parallèle avancée


Connaissances requises :

Programmation C/C++. Programmation parallèle (mémoire partagée / mémoire distribuée).

Programme :
  • Présentation de modèles de programmation avancés : Bulk synchronous, multi-threading, modèle de programmation par tâche
  • Mise en pratique sur des cas concrets rencontrés en situation réelle
  • Profiling d’application
  • Mise en évidence des problèmes de portabilité de performances (mise en pratique avec Kokkos)

Programmation GPU

CHPS0802

Semestre : 8
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Michaël KRAJECKI (Responsable)
Christophe JAILLET (Coresponsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée16h14h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Fournir aux étudiants une introduction à la programmation massivement parallèle sur GPU, au travers de l’étude approfondie de cas d’applications concrets


Compétences spécifiques visées :
  • Programmation graphique 3D en temps réel
  • Programmation parallèle sur GPU
  • Programmation en CUDA et OPENCL

Compétences générales visées :

Programmation hétérogène sur architecture GPU et manycore


Connaissances requises :

Programmation C/C++. Programmation parallèle (mémoire partagée / mémoire distribuée).

Programme :
  • Modèles de programmation (architecture, modèle mémoire, programmation parallèle)
  • Programmation graphique avancée (tracé de rayons temps réel, ...)
  • Méthode et outils de débogage et d’optimisation (NSIGHT, …)
  • Programmation GPGPU / manycore (portage d’algorithmes sur architectures massivement parallèles, localité mémoire, stratégie de cache, vectorisation ...)
  • Algorithmique manycore (tri parallèle, résolution de systèmes linéaires, générateurs de nombres aléatoires, …)
  • Rendu avec OptiX

Architecture des processeurs et optimisation

CHPS0803

Semestre : 8
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Clément FOYER - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée12h18h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Connaissances sur le fonctionnement interne des processeurs, et prise en compte pour le développement de programmes efficaces


Compétences spécifiques visées :
  • Connaissance des architectures scalaires et superscalaires des processeurs
  • Connaissance des mémoires caches et de leur fonctionnement
  • Connaissance des spécificités des architectures x86 (SMT, AVX, ...)
  • Connaissance des métriques d’optimisation (roofline model, taux de vectorisation)

Compétences générales visées :
  • Connaissance avancée des processeurs et de leur fonctionnement interne, permettant leur meilleure exploitation dans un objectif de calcul haute performance
  • Connaissance et pratique des techniques d’optimisation classiques (blocking, double buffering, vectorisation)

Connaissances requises :

Programmation C/C++. Programmation parallèle (mémoire partagée / mémoire distribuée).

Programme :
  • Découverte des architectures des processeurs (ARM, x86) et des jeux d’instructions spécifiques
  • Mise en pratique des méthodes d’optimisation (résolution des partages de données, utilisation de la vectorisation, déroulage de boucles, double buffering, utilisation de halos, algorithmes bloqués)

Inférence statistique et modélisation

CHPS0804

Semestre : 8
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Djamal LOUANI (Responsable) - département Mathématiques (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée16h10h4h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session50500 100%
2ème session50050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session50500 100%
2ème session50050 100%
Objectifs :
  • Maîtrise des différentes étapes de la mise en œuvre d’une analyse statistique dans un objectif de modélisation
  • Maîtrise des tests paramétriques usuels
  • Mise en application avec le logiciel R

Compétences spécifiques visées :
  • Modélisation par des méthodes de régression linéaire

Compétences générales visées :

Analyse statistique des données


Connaissances requises :
  • Probabilités et statistique niveau Licence de Mathématiques, Econométrie ou Informatique
  • Connaissances de base du logiciel R. 
Programme :
  • Estimation empirique
  • Estimation par des méthodes élaborées :
    • méthode des moments
    • méthode du maximum de vraisemblance
  • Intervalle de confiance
  • Introduction au test ; tests paramétriques usuels
  • Modélisation :
    • modélisation linéaire
    • ANOVA

Optimisation et recherche opérationnelle

CHPS0805

Semestre : 8
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Pierre DELISLE (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée20h10h10h40h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session40600 100%
2ème session40060 100%
Dispense contrôle continu 1ère session40600 100%
2ème session40060 100%
Objectifs :
  • Acquérir les connaissances de base permettant d’appréhender la résolution d’un problème d’optimisation
  • Se familiariser avec les différentes méthodes d’optimisation et leurs implémentations logicielles
  • Développer une application permettant de résoudre un problème d’optimisation donné

Compétences spécifiques visées :
  • Programmation linéaire
  • Programmation dynamique
  • Résolution exacte ou approchée de problèmes d’optimisation
  • Implémentation logicielle de méthodes d’optimisation, utilisation d’outils libres et commerciaux

Compétences générales visées :
  • Domaines d’application de l’optimisation et de la recherche opérationnelle
  • Modélisation de problèmes d’optimisation dans un paradigme donné
  • Méthodes d’optimisation exactes, heuristiques et méta-heuristiques

Connaissances requises :

Algorithmique et structures de données élémentaires (tas, piles, files, listes, arbres, graphes). Programmation C/C++.

Programme :
  • Programmation linéaire : méthode du simplexe, dualité
  • Programmation dynamique : modélisation sous forme de problèmes de plus courts chemins
  • Problèmes d’optimisation : voyageur de commerce, sac à dos, ordonnancement, flot
  • Programmation linéaire en nombres entiers : méthodes branch and bound
  • Notion de voisinage, méthodes de recherche locale, heuristiques
  • Méta-heuristiques : algorithmes génétiques, optimisation par colonie de fourmis, recherche taboue

Etude bibliographique

CHPS0806

Semestre : 8
ECTS : 2
0 points
Responsables :
Pierre DELISLE (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTotal
Durée4h6h10h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureCROral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session6040 100%
2ème session6040 100%
Dispense contrôle continu 1ère session6040 100%
2ème session6040 100%
Objectifs :

Initier à la recherche bibliographique et à la synthèse de l'information scientifique


Compétences spécifiques visées :
  • Savoir utiliser un logiciel de gestion bibliographique (Zotero, EndNote, BibTeX, …)
  • Rédiger un rapport de synthèse bibliographique dans un style scientifique
  • Présenter oralement le résultat d’une étude bibliographique

Compétences générales visées :
  • Réaliser un état de l’art scientifique sur un thème associé à l’Informatique
  • Rechercher, analyser et comparer des informations provenant de sources scientifiques variées
  • Appréhender les questions scientifiques nouvelles et l’innovation en Informatique

Connaissances requises :
Programme :
  • Description et fonctionnement des bases de données scientifiques
  • Description d’un article scientifique et de la notion de bibliographie
  • Réalisation d’une d’étude bibliographique : recherche des informations, analyse et synthèse des informations, rédaction et présentation orale

Stage

CHPS0807

Semestre : 8
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Luiz-Angelo STEFFENEL (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Christophe JAILLET (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureTotal
Durée0h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureOralCRStage Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session303040 100%
2ème session303040 100%
Dispense contrôle continu 1ère session303040 100%
2ème session303040 100%
Objectifs :

Traiter en entreprise d’un sujet préalablement étudié dans le cursus


Compétences spécifiques visées :

Compétences générales visées :
  • Connaître la vie de l'entreprise
  • Maitriser les codes et usages du travail en entreprise

Connaissances requises :
Programme :

Le stage peut être à visée industrielle ou académique.
Le sujet est fixé en accord avec les responsables de la formation.

Organisation :

  • pour les apprenants en contrat d’apprentissage ou en contrat de professionnalisation, le stage commence au début de l’année universitaire, ou dès la signature du contrat
  • le calendrier d’alternance est disponible sur le site Web de la formation
  • pour les apprenants en formation initiale sous statut étudiant, le stage suit le rythme de l’alternance ; il a une durée cumulée de 8 semaines (minimum) à 6 mois, entre janvier et fin août

Anglais

AN0811

Semestre : 8
ECTS : 3
0 points
Responsables :
Aline LELARGE (Responsable) - département Langues (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureTDTotal
Durée20h20h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h15
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Consolider ses connaissances de l’Anglais technique dans le domaine de l’Informatique
Pour obtenir 10/20, les étudiants devront avoir le niveau B2 dans les compétences évaluées par l'enseignant.


Compétences spécifiques visées :
  • Extraire des informations pertinentes dans un texte ou un dossier de textes
  • Prendre part à une discussion contradictoire
  • Elargir sa connaissance du lexique relatif à l’Informatique et aux TIC à travers les documents étudiés

Compétences générales visées :

Compétences relatives à l’apprentissage d’une langue étrangère au niveau B2 du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL) : compréhension de l’oral, compréhension de l’écrit, expression orale en continu et en interaction, expression écrite


Connaissances requises :

Étude de la langue anglaise dans l’enseignement secondaire et supérieur

Programme :

La sécurité des données et des réseaux, le cloud, la technologie portable, l’Internet des objets, le Big Data (programme non exhaustif)

Remarque : étant donné le niveau attendu en fin de diplôme de Master (B2/C1), il est vivement recommandé de compléter les enseignements et apprentissages en TD d’Anglais par un travail personnel au CRL (Centre de Ressources en Langues) du campus, bâtiment 5ter. Ce travail se fera en autonomie mais l'étudiant pourra bénéficier du guidage et de l’accompagnement de son enseignant d'Anglais.

Droit et Informatique

DI0801

Semestre : 8
ECTS : 1
0 points
Responsables :
Geoffray BRUNAUX (Responsable)
Christophe JAILLET (co-responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTotal
Durée10h10h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureDSTEOT Total
Durée1h0h30
Points Cas général 1ère session1000 100%
2ème session0100 100%
Dispense contrôle continu 1ère session1000 100%
2ème session0100 100%
Objectifs :

Connaître la réglementation en vigueur liée à l'informatique


Compétences spécifiques visées :
  • Connaître les niveaux de responsabilités des différents postes
  • Connaître les impératifs législatifs liés aux données informatiques

Compétences générales visées :

Appréhender les obligations liées aux règlementations en vigueur


Connaissances requises :
Programme :
  • Lois classiques sur l’Informatique
  • Règles européennes
  • Nouvelles réglementations

Programmation cluster

CHPS0901

Semestre : 9
ECTS : 5
0 points
Responsables :
Clément FOYER (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée14h16h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Tirer parti d'un environnement HPC complet : cluster et environnement logiciel


Compétences spécifiques visées :
  • Développement d’applications sur architectures HPC dans un environnement Unix
  • Programmation parallèle avancée : hybridation OpenMP / MPI ; programmation multi-GPU OpenMP/CUDA et MPI/OpenMP/CUDA
  • Évaluation et optimisation des performances de codes parallèles
  • Placement des tâches et des données

Compétences générales visées :
  • Conception d’applications parallèles sur architectures HPC
  • Connaissance de l’environnement technologique HPC actuel
  • Utilisation des moyens de calcul haute performance généralistes et spécialisés

Connaissances requises :

Programmation C/C++. Programmation parallèle (mémoire partagée / mémoire distribuée) et accélérée.

Programme :
  • Architectures HPC : clusters de calcul, SMP, processeurs graphiques, cloud-computing
  • Algorithmique parallèle et modèles de mémoires : mémoires distribuées, mémoire partagée, mémoire interne à l’accélérateur de calcul
  • Systèmes d’exploitation HPC : Linux, Red Hat Cluster
  • Environnements de développement HPC : OpenMP, MPI, OpenACC, OpenStack
  • Panorama du calcul haute performance actuel (Top500, constructeurs, utilisateurs)

Virtualisation et cloud pour le HPC

CHPS0902

Semestre : 9
ECTS : 5
0 points
Responsables :
Luiz-Angelo STEFFENEL (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée14h16h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Connaître, appréhender et mettre en œuvre les différents types de virtualisation


Compétences spécifiques visées :
  • Création d’une architecture virtualisée
  • Gestion de conteneurs Docker / Singularity
  • Utilisation des gestionnaires Docker Swarm / Kubernetes

Compétences générales visées :
  • Comprendre les problématiques liées à la virtualisation (accès aux éléments virtualisés, configuration du réseau, partage de ressources …)
  • Maîtriser la configuration et le déploiement de machines virtuelles et de conteneurs
  • Mettre en œuvre des environnements virtualisés sur des plateformes HPC et cloud

Connaissances requises :
Programme :
  • Les solutions de virtualisation
    • isolation et conteneurs
    • hyperviseurs de types 1 & 2
  • Gestion des architectures virtuelles
    • installation des plates-formes d’exécution
    • création et configuration d’invités
    • exécution et gestion des invités
  • Gestion des ressources et déploiement d’applications
    • sur une plateforme HPC
    • sur un environnement cloud

Accélérateurs & HPC

CHPS0903

Semestre : 9
ECTS : 5
0 points
Responsables :
Arnaud RENARD (Responsable)
Christophe JAILLET (Co-responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée10h6h14h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Comprendre et mettre en œuvre à la bonne échelle la programmation hétérogène à l’aide des accélérateurs de calcul (GPU, FPGA) au sein de supercalculateurs


Compétences spécifiques visées :
  • Programmation CUDA, OpenACC, OpenMP pour accélérateurs, OpenCL,
  • Architectures des accélérateurs GPU et FPGA, modèle de programmation
  • Utilisation des architectures CPU x86 et ARM
  • Programmation multi-GPU
  • Programmation MPI mono-nœud et multi-noeud

Compétences générales visées :

Architectures des processeurs et accélérateurs ; programmation hétérogène


Connaissances requises :

Programmation C/C++, programmation parallèle, programmation GPU

Programme :
  • Les différents types d'accélérateurs
    • architectures, analyse des hiérarchies mémoire
    • performances théoriques
    • modèles d'exécution, modèles de programmation
  • Les différentes API de programmation
  • Benchmarks, performances réelles
  • Résolution accélérée de problèmes concrets

Captation, génération et transformation d'images

CHPS0904

Semestre : 9
ECTS : 4
0 points
Responsables :
Bart LAMIROY (Responsable) - département Informatique IUT (IUT RCC - Reims)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée14h14h12h40h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session60400 100%
2ème session60040 100%
Dispense contrôle continu 1ère session60400 100%
2ème session60040 100%
Objectifs :
  • Etre capable d’identifier et mettre en œuvre les algorithmes principaux de génération et de transformation d’images sous une forme qui relève du HPC
  • Savoir mettre en place des architectures de réseaux neuronaux profonds adéquates et optimisées pour les problèmes liés à la captation de flux denses d’images, la génération d’images et leur transformation et analyse

Compétences spécifiques visées :

Compétences générales visées :

Connaître et savoir évaluer les architectures de réseaux de neurones profonds pour l’analyse et la transformation d’images


Connaissances requises :

Python NumPy

Programme :
  • Réseaux convolutifs
  • Réseaux temporels
  • Autoencodeurs
  • Transformeurs
  • GAN
  • Apprentissage supervisé et auto-supervisé

IA & HPC

CHPS0905

Semestre : 9
ECTS : 5
0 points
Responsables :
Luiz-Angelo STEFFENEL (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée20h20h40h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Résolution de problèmes de modélisation et de classification à l’aide des méthodes de l’intelligence artificielle, et plus particulièrement de l’apprentissage profond


Compétences spécifiques visées :
  • Les applications industrielles et scientifiques du Deep Learning (traitement du signal, médecine, reconnaissance d’image, reconnaissance de la parole)
  • Développement dans des environnements matériels fortement parallèles (HPC, GPU, TPU, …)
  • Traitement de grandes masses de données (HPDA, Big Data)

Compétences générales visées :
  • Maîtrise de la constitution d’un jeu d’apprentissage
  • Principaux algorithmes du Machine Learning
  • Connaissance des principaux modèles de réseaux de neurones et leurs domaines d’application
  • Caractérisation de la performance et optimisation

Connaissances requises :

Algorithmique et structures de données élémentaires ; programmation Python

Programme :
  • Les différentes approches du Machine Learning :
    • apprentissage supervisé
    • apprentissage non supervisé
    • apprentissage par renforcement
  • Méthodes et algorithmes usuels :
    • régression linéaire, arbres de décisions, K-means, …
    • méthodes stochastiques ; réseaux de neurones
  • Apprentissage profond
    • architectures des réseaux de neurones (réseaux de convolution, récurrents, …)
    • les différentes couches constitutives d’un réseau de neurones : convolutional, pooling, fully connected, drop
    • différentes fonctions d’activation
    • méthode de rétro-propagation du gradient
  • Applications du Deep Learning dans des problèmes industriels et scientifiques

Anglais

AN0911

Semestre : 9
ECTS : 3
0 points
Responsables :
Aline LELARGE (Responsable) - département Langues (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureTDTotal
Durée30h30h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h15
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Consolider ses connaissances de l’Anglais technique et professionnel
Pour obtenir 10/20, les étudiants devront avoir le niveau B2 dans les compétences évaluées par l'enseignant.


Compétences spécifiques visées :
  • Savoir parler de son parcours universitaire et/ou professionnel, décrire ses missions et responsabilités
  • Elaborer CV et lettre de motivation en Anglais
  • Répondre aux questions types d’un entretien d’embauche en Anglais
  • Conduire et participer à une réunion professionnelle/scientifique ou technique

Compétences générales visées :

Compétences relatives à l’apprentissage d’une langue étrangère au niveau B2/C1 du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL) : compréhension de l’oral, compréhension de l’écrit, expression orale en continu et en interaction, expression écrite


Connaissances requises :

Avoir étudié et pratiqué la langue anglaise dans l’enseignement secondaire et universitaire

Programme :
  • Présentation à l’oral et à l’écrit d’un stage / d’un projet de recherche
  • Elaboration d’un dossier de candidature (recherche d’une offre d’emploi, étude et élaboration du CV vidéo et papier et d’une lettre de motivation en fonction de l’offre)
  • Entraînement à l’entretien d’embauche en Anglais
  • Participation à une réunion : bref exposé, argumentation, analyse critique, prise de décision
  • Conduite de réunion : donner et prendre la parole, synthétiser, réguler
  • Présentation du TOEIC et des ressources possibles pour le travailler

Remarque : étant donné le niveau attendu en fin de diplôme de Master (B2/C1), il est vivement recommandé de compléter les enseignements et apprentissages en TD d’Anglais par un travail personnel au CRL (Centre de Ressources en Langues) du campus, bâtiment 5ter. Ce travail se fera en autonomie mais l'étudiant pourra bénéficier du guidage et de l’accompagnement de son enseignant d'Anglais.

Gestion de projets

CHPS0906

Semestre : 9
ECTS : 2
0 points
Responsables :
Christophe JAILLET (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTDTotal
Durée12h8h20h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjet Total
Durée
Points Cas général 1ère session100 100%
2ème session100 100%
Dispense contrôle continu 1ère session100 100%
2ème session100 100%
Objectifs :

Maitriser les techniques de gestion et d'organisation des projets informatiques


Compétences spécifiques visées :
  • Connaître les méthodes de gestion de projet
  • Savoir exprimer un besoin : comprendre l’organisation d’un projet et le rôle des parties prenantes ; gérer la complexité
  • Savoir planifier des tâches et quantifier le travail associé

Compétences générales visées :
  • Rédaction de documents techniques
  • Organisation des équipes

Connaissances requises :
Programme :
  • Etat des lieux et évolution de la gestion de projet en entreprise
  • Le contenu et la rédaction d'un cahier des charges
  • Les outils de la gestion de projet (cycle en V, user story, epic, instances de Scrum, outils de testing)
  • Méthodes agiles (focus SCRUM, acculturation à Kanban, Extreme Programming …)
    • expression d’un besoin
    • notion de mvp
  • Estimation et planification des tâches à réaliser dans un projet

Conférences professionnelles

CHPS0907

Semestre : 9
ECTS : 1
0 points
Responsables :
Christophe JAILLET (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTotal
Durée20h20h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureCR Total
Durée
Points Cas général 1ère session100 100%
2ème session100 100%
Dispense contrôle continu 1ère session100 100%
2ème session100 100%
Objectifs :

Découvrir différents aspects de la vie professionnelle dans le domaine du HPC et de la simulation, de l’imagerie numérique, de l’IA, …


Compétences spécifiques visées :

Compétences générales visées :

Connaissances requises :
Programme :

Différents intervenants présentent leurs activités ou un projet particulier développé au sein de leur entreprise.

Eléments de bioinformatique ; HPC pour la biologie

CHPS1001

Semestre : 10
ECTS : 3
0 points
Responsables :
Jessica JONQUET (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Jean-Marc CROWET (Coresponsable) - département Biologie-Biochimie (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée8h12h20h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureCRTPCRTPCRTPProjet Total
Durée
Points Cas général 1ère session16.6716.6716.6650 100%
2ème session16.6716.6716.6650 100%
Dispense contrôle continu 1ère session16.6716.6716.6650 100%
2ème session16.6716.6716.6650 100%
Objectifs :

Les objectifs sont de montrer comment les informations physiques, chimiques et biologiques sont intégrées dans la mise au point de méthodes informatiques permettant de répondre à des questions biologiques, et comment différentes approches et ressources informatiques sont mises en oeuvre en bio-informatique, avec un focus sur les aspects HPC.
Différents niveaux de complexité de la biologie seront succinctement présentés avec les méthodologies utilisées pour générer les données qui seront traitées informatiquement. Les approches de bioinformatique seront alors déclinées selon chacun des niveaux considérés. Les travaux pratiques associés présenteront les méthodes utilisées, et la validation sera effectuée par la déclinaison de projets individuels et/ou en équipe.


Compétences spécifiques visées :

S’insérer dans des projets multidisciplinaires et exploiter pleinement les approches HPC pour le traitement des données biologiques dans un contexte scientifique


Compétences générales visées :

Connaissances requises :
Programme :

Cours magistraux (4x2h) :

  • Données biologiques, méthodes informatiques en bioinformatique et bases de données
  • Traitements informatiques des séquences et prédictions structure-fonction
  • Modélisation des structures moléculaires et des leurs interactions
  • Visualisations dédiées aux données bio-informatiques et aux objets biologiques

Travaux pratiques (3x4h) :

  • Problématique de visualisation et de représentation spatiale de données informatiques
  • Traitement des séquences et utilisation des bases de données biologiques
  • Structure/fonction/dynamique d’interactions moléculaires

Projets :

  • Projet de groupe sur une thématique d’intérêt scientifique en bioinformatique

Eléments de chimie théorique ; HPC pour la chimie

CHPS1002

Semestre : 10
ECTS : 3
0 points
Responsables :
Jean-Charles BOISSON (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Eric HENON (Coresponsable) - département Chimie (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureCMTPTotal
Durée12h8h20h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureCRTPDSTEOT Total
Durée2h0h30
Points Cas général 1ère session40600 100%
2ème session40060 100%
Dispense contrôle continu 1ère session40600 100%
2ème session40060 100%
Objectifs :

Acquérir une base minimale de connaissances sur les algorithmes majeurs rencontrés dans les méthodes de la Chimie théorique, en particulier en Chimie quantique


Compétences spécifiques visées :
  • Comprendre les concepts de Chimie théorique et les grandes lignes d’une simulation moléculaire quantique sur des ressources HPC
  • Connaître la notion de densité électronique et son exploitation en vue d’identifier et quantifier les interactions chimiques au sein des systèmes moléculaires
  • Savoir programmer en Fortran (langage rencontré en majorité dans ce domaine)

Compétences générales visées :

Acquérir les éléments nécessaires pour un travail à l’interface Chimie théorique – Informatique


Connaissances requises :

Niveau de Terminale en Chimie (atome, électron). Niveau 1er cycle scientifique en Mathématiques (diagonalisation de matrice, vecteur propre, déterminant, opérateur).

Programme :
  • Langage Fortran :
    • les bases du langage
    • spécificités du langage dans le cadre du HPC (stockage mémoire, parallélisation OpenMP, …)
  • Surface d’Énergie Potentielle (SEP) : gradient, point stationnaire, point selle d’ordre 1 et liens en Chimie
  • Notion centrale d’orbitale en Chimie quantique
  • Notion de densité électronique : calcul et exploitation
  • Mises en oeuvre à travers le logiciel IGMPlot
    • installation du paquet
    • notions d’input/ouput
      • logiciel associé de post-visualisation des résultats (VMD)

Visualisation haute performance interactive

CHPS1003

Semestre : 10
ECTS : 3
0 points
Responsables :
Laurent LUCAS (Responsable) - département Informatique IUT (IUT RCC - Reims)
Volume horaire :
NatureCMTDTPTotal
Durée8h6h6h20h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetOral Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Dispense contrôle continu 1ère session5050 100%
2ème session5050 100%
Objectifs :

Comprendre les stratégies de visualisation de données massives


Compétences spécifiques visées :
  • Gestion de mémoire et modèles out-of-core
  • Modèles de rendu (lancer de rayons vs rasterisation)
  • Visualisation multi-GPU

Compétences générales visées :

Visualisation interactive de données massives


Connaissances requises :
Programme :
  • Motivations, contexte scientifique
  • Visualisation volumique haute performance
    • représentations volumiques
    • visualisation de données volumiques massives
  • Visualisation scientifique de données volumiques
    • microscopie virtuelle 2D
    • stéréoscopie et multiscopie
    • rendu volumique direct
  • Rendu volumique temps-réel sur GPU
    • méthodes basées texture
    • lancer de rayon
    • rendu distribué
  • Gestion de données out-of-core pour le rendu volumique
  • Vers un pipeline de virtualisation de très grands volumes de données entièrement gérée sur GPU

Projet

CHPS1004

Semestre : 10
ECTS : 6
0 points
Responsables :
Luiz-Angelo STEFFENEL (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Christophe JAILLET (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureTotal
Durée0h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureProjetCR Total
Durée
Points Cas général 1ère session6040 100%
2ème session6040 100%
Dispense contrôle continu 1ère session6040 100%
2ème session6040 100%
Objectifs :

Exploiter l'ensemble des compétences et connaissances acquises afin de réaliser un projet répondant aux critères industriels


Compétences spécifiques visées :

Compétences générales visées :

Connaissances requises :
Programme :

Le sujet est proposé :

  • soit par un membre de l’équipe pédagogique du Master CHPS
  • soit par l’entreprise dans laquelle l’étudiant effectue son alternance, quel que soit le contrat

Le travail demandé doit représenter l’équivalent d’un mois de travail à temps plein

Stage

CHPS1005

Semestre : 10
ECTS : 15
0 points
Responsables :
Luiz-Angelo STEFFENEL (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Christophe JAILLET (Responsable) - département Informatique (UFR SEN)
Volume horaire :
NatureTotal
Durée0h
Modalités de contrôle des connaissances :
Épreuves NatureOralCRStage Total
Durée0h20
Points Cas général 1ère session404020 100%
2ème session404020 100%
Dispense contrôle continu 1ère session404020 100%
2ème session404020 100%
Objectifs :

Traiter en entreprise d’un sujet préalablement étudié dans le cursus


Compétences spécifiques visées :

Compétences générales visées :
  • Connaître la vie de l'entreprise
  • Maitriser les codes et usages du travail en entreprise

Connaissances requises :
Programme :

Le stage peut être à visée industrielle ou académique.
Le sujet est fixé en accord avec les responsables de la formation.

Organisation :

  • pour les apprenants en contrat d’apprentissage ou en contrat de professionnalisation, le stage commence au début de l’année universitaire, ou dès la signature du contrat
  • le calendrier d’alternance est disponible sur le site Web de la formation
  • pour les apprenants en formation initiale sous statut étudiant, le stage suit le rythme de l’alternance ; il a une durée cumulée de 4 mois (minimum) à 6 mois, entre janvier et septembre (la date limite de fin est la date officielle de la fin de l’année universitaire)