Contribution à la théorie des langages de tuiles

Contribution to the theory of tile languages

• Auteur / Autrice : Etienne Dubourg
• Direction : David Janin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/07/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire bordelais de recherche en informatique
• Jury : Président / Présidente : Géraud Senizergues
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mark V. Lawson, Marc Zeitoun
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Olivier Serre, Florent Jacquemard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Morphismes (mathématiques)

Automates

Semigroupes inversés

Langages de tuiles (mathématiques)

Mots clés libres

Tuiles

Arbres à deux racines

Langages

Monoïdes inversifs

Prémorphismes

Monoïdes d’Ehresmann

Automates de tuiles

Tiles

Birooted trees

Languages

Inverse monoids

Premorphisms

Ehresmann monoids

Tile automata

Résumé

Les tuiles sont des structures finies, linéaires ou arborescentes, possédantune notion de chevauchement. Elles sont utiles en informatique pourreprésenter des objets musicaux, comme étudié par Janin [2016]. Nous étudieronsles ensembles de tuiles, en particulier comme représentations d’objetsalgébriques, en se basant sur la théorie des semigroupes inversifs.Nos principaux objets d’étude seront les langages de tuiles, et les reconnaisseursappropriés, que l’on peut définir en adaptant aux tuiles des notionsbien connues sur les langages de mots. Nous nous intéresserons à la reconnaissancepar automate, en présentant des automates sur les tuiles linéaires etarborescentes. Nous remarquerons les limites de la puissance de tels automates.Tandis que la notion de reconnaissance par morphisme de monoïdes estinadaptée aux langages de tuiles, nous définirons celle de reconnaissabilité parprémorphisme, ou quasi-reconnaissabilité. Nous étudierons les liens entre quasireconnaissabilitéet reconnaissabilité par automate de tuile.Nous explorerons enfin les propriétés de clôtures de l’ensemble de langagesde tuiles reconnus par automate, et de ceux reconnus par prémorphisme. Ladernière partie sera essentiellement consacrée aux tuiles linéaires, et présenterale monoïde des décompositions restreintes, un outil pour le produit de langagesde tuiles linéaires.

Tiles are finite, linear or tree-like structures, with a notion of overlapping.In computer science, they offer a useful way to represent musical objects,as studied by Janin [2016]. We will study the sets of tiles, especially asrepresentations of algebraic objects, based on the theory of inverse semigroups.Our main focus will be languages of tiles, and the appropriate recognizers,than can be defined by the adaptation to tiles of well-known notions over languagesof words. We will look into the recognition by automata, by presentingautomata over linear and tree-like tiles. We will remark the limits of the powerof such automata.While the notion of recognizability by morphisms is unsuitable to languagesof tiles, we will define recognizability by premorphisms, or quasi-recognizability.We will study the links between quasi-recognizability and recognizability bytile automata.We will finally look into the closure properties of the set of tile languages recognizedby automata, and of the set of quasi-recognizable languages. The lastpart will be dedicated to linear tiles, and will present the monoid of restricteddecompositions, a tool for the product of linear tile languages.