English version - Version française - Русская Версия

Christoph Quirin Lauter

Dozent (Maître de conférences, assistant professor, lecturer) im Projekt PEQUAN am Laboratorium LIP6 der Universität Pierre et Marie Curie (UPMC).

Davor Software Engineer für Intel Corporation, im Team Numerics.

Ehemals Doktorand im Projekt Arénaire, am LIP unter der Betreuung von Florent de Dinechin.

Verheiratet, keine Kinder.

Forschungsschwerpunkte:

Das Thema meiner Doktorarbeit war die korrekte Rundung von Elementarfunktionen, wie zum Beispiel exp(x), log(x), sin(x), asin(x), power(x,y), in doppelter Genauigkeit gemäß IEEE 754.

Die Maschinenrealisierung einer korrekt gerundeten Elementarfunktion hat mit verschiedenen Problemen unterschiedlicher Gebiete zu kämpfen:

• Theoretischen Problemen wie das Dilemma des Tafelmachers,
• applikativen Problemen wie der Berechnung und dem Beweise von Approximationsfehlerschranken oder dem Filtern von exakten Argumenten,
• Herausforderungen bezüglich der Zertifikation von etwa 100 zeiligen Gleitkommacodesequenzen oder auch mit
• Effizienzproblemen bei der (automatisierten) Implementation für aktuelle Hardware.

Ich habe an der Überarbeitung der Norm IEEE 754 teilgenommen, die die Welt des Gleitkommarechnens beherrscht. Mit Florent de Dinechin und Jean-Michel Muller, habe ich folgende Neuformulierung des Kapitels über elementare Funktionen vorgeschlagen. Der Vorschlag befindet sich hier. Ein weiterer Kommentar zum Draft 1.6.0 vom 10. Januar 2008 befindet sich hier.

Ausgehend vom Problem, wie die Implementierung und Zertifizierung einer mathematischen Funktion automatisiert werden können, habe ich mit sicheren Algorithmen für einige High-level-Probleme auseinandergesetzt. Als Beispiel ist hier die Berechnung der Supremumnorm einer zusammengesetzten Funktion zu nennen. Unter Berechnung ist hier die Unter- und vorallem Oberabschätzung des unbekannten Supremums der Funktion zu verstehen. Die Funktion selbst ist als ein Ausdrucksbaum gegeben. Seine Blätter sind Basisfunktionen oder auch „Black-box-Codes“. Die Auswertung eines solchen Baumes in einem Punkt oder kleinen Intervall mit anpassbarer Genauigkeit ist hier natürlich ein wichtiges Unterproblem. Fragen der Anpassung der Rechengenauigkeit um ein faithful rounding sicherzustellen stellen sich hier sofort...

Ich habe diese Algorithmen in das Software-Tool Sollya eingebunden, das als Unterstützung bei der Entwicklung von Elementarfunktionen gedacht ist. Sollya dient mir dann als Grundlage für mein weiterführendes Metalibm-Projekt, das auf die automatisierte Implementierung von mathematischen Funktionen (in einer libm) abzielt.

Kurzer Lebenslauf:

• Geboren am 24. April 1980 in Amberg, Deutschland
• Bayerisches Abitur 1999, Leistungskurse Mathematik und Französisch
• Beginn des Studiums der Diplominformatik an der Technische Universität München im Jahr 2000
• Erasmus-Austauschjahr an der École Normale Supérieure de Lyon 2002
• Praktikum bei der Intel Numerics Group 2003
• Diplom der Informatik der Technischen Universität München 2005
• Doktorarbeit im Team Arénaire an der École Normale Supérieure de Lyon 2005-2008
• Software-Engineer in der Intel Numerics Group 2008-2010

Veröffentlichungen:

Artikel in internationalen Zeitschriften:

• Computing Correctly Rounded Integer Powers in Floating-Point Arithmetic, mit Jean-Michel Muller, Peter Kornerup, Vincent Lefèvre und Nicolas Louvet, in ACM Transactions on Mathematical Software, Band 37, Ausgabe 1, Artikel 4, Januar 2010, Preprint als Forschungsbericht 2008-15, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, Mai 2008.
• An efficient rounding boundary test for pow(x,y) in double precision, mit Vincent Lefèvre, in IEEE Transactions on Computers, 2009, Band 58, Ausgabe 2, Seiten 197-207, Februar 2009. Preprint als Forschungsbericht 2007-36, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, August 2007.
• Fast and correctly rounded logarithms in double-precision, mit Florent de Dinechin und Jean-Michel Muller, in RAIRO, Theoretical Informatics and Applications, 2007, Band 41, Seiten 85-102, Preprint als Forschungsbericht 2005-37, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, September 2005.

Noch zu erscheinende Artikel in internationalen Zeitschriften:

• Certifying the floating-point implementation of an elementary function using Gappa, mit Florent de Dinechin und Guillaume Melquiond, TCSI, Special Issue on Computer Arithmetic, zu erscheinen.

Artikel in den Akten internationaler Konferenzen:

• Certified and fast computation of supremum norms of approximation errors, mit Sylvain Chevillard und Mioara Joldeş, in Proceedings of the 19th IEEE Symposium on Computer Arithmetic, Seiten 169-176, Portland, Oregon, USA, Juli 2009, Preprint als Forschungsbericht 2008-37, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, Oktober 2008.
• Optimizing polynomials for floating-point implementation, mit Florent de Dinechin, in Proceedings of the 8th Conference on Real Numbers and Computers, Seiten 7-16, Santiago de Compostela, Spanien, Juli 2008, Preprint als Forschungsbericht 2008-11, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, März 2008.
• A certified infinite norm for the implementation of elementary functions, mit Sylvain Chevillard, in Proceedings of the Seventh International Conference on Quality Software, Seiten 153-160, Portland, Oregon, USA, Oktober 2007, Preprint und ausführliche Version als Forschungsbericht 2007-26, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, Juni 2007.
• Assisted verification of elementary functions using Gappa, mit Florent de Dinechin und Guillaume Melquiond, in Proceedings of the 21st Annual ACM Symposium on Applied Computing - MCMS Track, Band 2, Seiten 1318-1322, Dijon, Frankreich, April 2006, Preprint und ausführliche Version als Forschungsbericht Nr. 5683, INRIA, September 2005.

Forschungsberichte:

• Efficient and accurate computation of upper bounds of approximation errors, mit Sylvain Chevillard, John Harrison und Mioara Joldeş, Forschungsbericht 2010-2, LIP, CNRS/ENS Lyon/INRIA/Université de Lyon, INRIA, LORIA, CACAO Projekt und Intel Corporation, Hillsboro, Oregon, USA, Januar 2010. Artikel eingereicht bei Theoretical Computer Science; Special Issue on Symbolic and Numeric Computation, 2009.
• Certifying floating-point implementations using Gappa, mit Florent de Dinechin und Guillaume Melquiond, Forschungsbericht arXiv: 0801.0523, LIP, CNRS/ENS Lyon/INRIA/Université de Lyon, Januar 2008.
• Exact and mid-point rounding cases of power(x,y), Forschungsbericht 2006-46, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, Dezember 2006.
• Basic building blocks for a triple-double intermediate format, Forschungsbericht RR-5702, INRIA, September 2005.
• Fast correct rounding of elementary functions in double precision using double-extended arithmetic, mit Florent de Dinechin und David Defour, Forschungsbericht 2004-10, LIP, École Normale Supérieure de Lyon, März 2004.
• A correctly rounded implementation of the exponential function on the Intel Itanium architecture, Forschungsbericht RR-5024, INRIA, Dezember 2003.

Diplom- und Doktorarbeiten:

• Arrondi correct de fonctions mathématiques - Fonctions univariées et bivariées, certification et automatisation, Doktorarbeit, École Normale Supérieure de Lyon, Oktober 2008.
• Effective evaluation of correctly rounded elementary functions using triple-double intermediate representation, Diplomarbeit, Technische Universität München, Fakultät für Informatik, September 2005.
• Ressourcenmanagement über drahtgebundene und drahtlose LAN, Projektarbeit, Technische Universität München, Lehrstuhl für Kommunikationsnetze, 2004.

Präsentationen und Seminare:

• Sollya - a numerical software tool for the semi-automatic implementation of efficient correctly rounded mathematical functions, Präsentation auf Einladung bei der Konferenz ACA 2008, Hagenberg, Österreich, Juli 2008, Kurzzusammenfassung.
• Quand les boucles deviennent des polynômes ou l'implantation automatique de fonctions, Präsentation beim RAIM 2008-Treffen, Lille, Frankreich, Juni 2008, Slides.
• Vers une implémentation automatique de fonctions libm, Präsentation im Rahmen des EVA-Flo Projektes, Perpignan, Frankreich, Oktober 2007, Slides.
• Advancements in (cr)libm development, Präsentation bei Intel Portland, Portland, Orgeon, USA, Oktober 2007, Slides.
• Towards automatic generation of elementary functions, Präsentation für das russische Team der Intel Numerics Group, Nizhny Novgorod, Russland, August 2007, Slides.
• Automatisation du contrôle de précision et de la preuve pour les formats double-double et triple-double, Seminar beim Team CACAO, LORIA, Nancy, Frankreich, Januar 2007, Zusammenfassung.
• A Survey of Multiple-Precision Using Floating-Point Arithmetic, Fourth International Workshop on Taylor Methods, Boca Raton, Florida, USA, Dezember 2006, Zusammenfassung, Slides.
• Certified infinite norm using interval arithmetic, mit Sylvain Chevillard, 12th GAMM - IMACS International Symposion on Scientific Computing, Computer Arithmetic and Validated Numerics, Duisburg, Deutschland, September 2006, Zusammenfassung.
• Normes infinies certifiées par l'arithmétique d'intervalles, Journées Nationales d'Arithmétique des Ordinateurs 2006, Mai-Juni 2006, Slides.
• Correctly rounding elementary functions using triple-double intermediate representation, Journées Arinews, Perpignan, Frankreich, November 2005, Slides.

Sonstiges:

• Users' manual for the Sollya tool, Release 2.0, mit Sylvain Chevillard und Mioara Joldeş, Benutzerhandbuch.

Entwicklung freier Software:

• CR-LIBM, mit Florent de Dinechin, David Defour und anderen: eine Bibliothek für korrekt rundende Elementarfunktionen in doppelter Genauigkeit
• Sollya, mit Sylvain Chevillard: ein Tool für die Handhabung von Daten im automatisierten Entwicklungsprozess von Elementarfunktionen. Eine Dokumentation ist hier verfügbar.
• Metalibm: ein Tool für die automatisierte Implementierung von mathematischen Funktionen (in einer libm).

Lehre:

• Parallel Numerics, Master Computer Science in Engineering, Technische Universität München
• Compilerbau-Übung, Master-Studiengang, ENS Lyon
• Termersetzungssysteme-Übung, Bachelor-Studiengang, ENS Lyon
• Übungen zu Algorithmen für die Arithmetik 2007, Master-Studiengang, ENS Lyon
• Übungen zu Architektur, Systeme, Netzwerke, Bachelor-Studiengang, ENS Lyon
• Übungen zu Algorithmen für die Arithmetik 2008, Master-Studiengang, ENS Lyon

Kontaktdaten:

Letztes Update: 27.08.2010.