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Christoph Quirin Lauter
Associate Professor an der University of Texas at El Paso (UTEP).
Habilitierter Maître de conférences en disponibilité im Projekt PEQUAN am Laboratorium LIP6 der Universität Sorbonne.
Davor Assistant und Associate Professor (Tenured) an der University of Alaska Anchorage (UAA) (2018-2022).
Davor und zwischendurch Software Engineer für Intel Corporation, im Team Numerics (2008-2010 und Januar-Juli 2022).
Ehemals Doktorand im Projekt
Arénaire, am
LIP unter der Betreuung von
Florent de Dinechin.
Verheiratet, eine Tochter, einen Sohn.
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:
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.
In den letzten Jahren habe ich mich in meiner Forschung, die
ich unter anderem mit meiner Habilitationsschrift veröffentlicht habe,
für Herangehensweisen interessiert, mit denen man die typische IEEE754 Gleitkommaumgebung implementieren und insbesondere erweitern kann:
- Implementierung der heterogenen IEEE754 Operationen ohne spezielle Hardware, nur durch Wiederverwendung von Zivs Rundungstest,
- Implementierung von korrekt gerundetet IEEE754 Dezimal-String-zu-Binärem-Gleitkomma Konversionen mit beschränktem O(1) Speicherverbrauch und einer Zeitkomplexität von O(n),
- als korrekt bewiesene Implementierung in Gleitkomma- und Ganzzahlarithmetik der sogenannten IEEE754-2019 erweiterten Operationen (augmented operations),
- Erweiterung des IEEE754 Standards mit exakten, also nicht von Konversionsfehlern verfälschten, Vergleichen zwischen binären und dezimalen Gleitkommazahlen,
- Erweiterung von IEEE754 mit allgemeinen arithmetischen Operationen mit gemischten Basen, die als Argument und Ausgabe jede mögliche Kombination von binären und dezimalen Gleitkommazahlen zulassen,
- Erweiterung der Gleitkommaumgebung mit auf 1 ulp genau gerundeten Operationen höherer Ordnung, wie euklidschen Normen, die keinen ungebührlichen Über- oder Unterlauf hervorrufen können,
- Erweiterung der Gleitkommaumgebung durch Codegenerierung für mathematische Funktionen, einschließlich Funktionen, für die keine Referenzimplementierung verfügbar ist,
- Erweiterung der Gleitkommaumgebung mit Operationen höherer Ordnung und anpassbarer Rechnengenauigkeit, die eine a priori festgelegten Fehler garantieren, wie z.B. das WCPG-Maß für LTI-Filter.
Kurzer Lebenslauf:
Doktoranden und Praktikanden, mit denen ich zusammenarbeite:
- Olga Kupriianova, die ihre Doktorarbeit zum Thema „Eine moderne Gleitkommaumgebung“ verteidigt hat
- Anastasiia Volkova, die eine Doktorarbeit im Bereich der automatischen Implementierung von digitalen Signalfiltern verteidigt hat
- Clothilde Jeangoudoux, die eine Doktorarbeit im Bereich der Validierung von numerischem Code in der Aeronautik verteidigt hat
Veröffentlichungen:
Artikel in internationalen Zeitschriften:
- Arithmetic approaches for rigorous design of Fixed-Point LTI filters,
mit Thibault Hilaire,
und Anastasiia Volkova, in IEEE Transactions on Computers, 2019.
- MPDI: A Decimal Multiple-Precision Interval Arithmetic Library,
mit Stef Graillat und Clothilde Jeangoudoux, in Reliable Computing Journal, vol. 25, 2017.
- Comparison between binary and decimal floating-point
numbers,
mit Nicolas
Brisebarre, Marc
Mezzarobba
und Jean-Michel
Muller, in IEEE Transactions on Computers, Band 65, Nummer 7, Juli 2016.
- Efficient calculations of faithfully rounded l2-norms of n-vectors,
mit Stef Graillat, Ping Tak Peter Tang, Naoya Yamanaka
und Shin'ichi Oishi, in ACM Transactions on Mathematical Software, Band 41, Nummer 4, Oktober 2015.
- On Ziv's rounding test,
mit Florent de Dinechin,
Jean-Michel
Muller
und Serge
Torres, in ACM Transactions on Mathematical Software, Band 39,
Nummer 4, 2013; Preprint als Forschungsbericht ensl-00693317,
LIP, CNRS/ENS Lyon/INRIA/Université de Lyon, LIP6, PEQUAN, UPMC
Paris 6, Mai 2012.
- Efficient and accurate computation of upper bounds of approximation errors,
mit Sylvain Chevillard,
John Harrison und Mioara
Joldeş, in Theoretical Computer Science, Band 412, Nummer 16, Seiten 1523-1543, 2011, Version des Verlegers; Preprint
als Forschungsbericht 2010-2, LIP, École Normale Supérieure de
Lyon, Juli 2010.
- Certifying the floating-point implementation of an
elementary function using Gappa,
mit Florent
de Dinechin
und Guillaume
Melquiond, in IEEE Transactions on Computers, Band 60, Nummer 2, Seiten 242-253, 2011, Version des Verlegers; Preprint
als Forschungsbericht INRIA inria-00533968, November 2010.
- 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.
Artikel in den Akten internationaler Konferenzen:
- A Framework for Semi-Automatic Precision and Accuracy Analysis for Fast and Rigorous Deep Learning,
mit Anastasiia Volkova, in Proceedings of the 27th IEEE Symposium on
Computer Arithmetic, Online auf Grund von Covid-19, USA.
- Precision Adaptation for Fast and Accurate Polynomial Evaluation Generation,
mit Nicolas Brunie und Guillaume Revy, in Proceedings of the 2019 IEEE 30th International Conference on Application-specific Systems, New York, New York, USA.
- Rigorous Polynomial Approximation,
in Proceedings of
the 2018 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2018.
- A correctly rounded mixed-radix fused-multiply-add,
mit Clothilde Jeangoudoux, in Proceedings of the 2018 IEEE 25th SYMPOSIUM on Computer Arithmetic, Amherst, Massachusetts, USA, Juli 2018.
- Why Taylor models and modified Taylor models are empirically successful: a symmetry-based explanation,
mit Mioara
Joldeş, Martine Ceberio, Olga Kosheleva und Vladik Kreinovich, in Proceedings of the 8th International Workshop on Reliable Engineering Computing REC'2018, Juli 2018.
- A parallel compensated Horner scheme,
mit Stef Graillat, Youness Ibrahimy und Clothilde Jeangoudoux, in Proceedings of CSE 2017, SIAM Conference on Computational Science and Engineering (CSE), 2017.
- An efficient software implementation of correctly rounded operations extending FMA: a + b + c and a * b + c * d,
in Proceedings of
the 2017 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2017.
- Rigorous determination of recursive filter fixed-point implementation with input signal frequency specifications,
mit Anastasiia Volkova, Thibault Hilaire und Marc Mezzarobba,
in Proceedings of
the 2017 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2017.
- Reliable verification of digital implemented filters against frequency specifications,
mit Anastasiia Volkova und Thibault Hilaire,
in Proceedings of
the 2017 IEEE 24th SYMPOSIUM on Computer Arithmetic, London, Vereinigtes Königreich, Juli 2017.
- A new Open-Source SIMD Vector Libm Fully Implemented With High Level Scalar C,
in Proceedings of
the 2016 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2016.
- MPDI: A Decimal Multiple-Precision Interval Arithmetic Library,
mit Stef Graillat und Clothilde Jeangoudoux, in Proceedings of SCAN 2016, Uppsala, Schweden, 2016.
- Easing Development of Precision-Sensitive Applications with a Beyond-Quad-Precision Library,
in Proceedings of
the 2015 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2015.
- Determining Fixed-Point Formats for a Digital Filter Implementation using the Worst-Case Peak Gain Measure,
mit Anastasiia Volkova und Thibault Hilaire,
in Proceedings of
the 2015 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2015.
- Code generators for mathematical functions,
mit Nicolas Brunie, Florent de Dinechin und Olga Kupriianova, in Proceedings of the 22nd IEEE Symposium on
Computer Arithmetic, Seiten 66-73, Lyon, Frankreich,
2015, Preis des besten Artikels der Konferenz.
- Reliable evaluation of the worst-case peak gain matrix in
multiple precision,
mit Thibault Hilaire,
und Anastasiia Volkova,
in Proceedings of
the 22nd IEEE Symposium
on Computer Arithmetic, Lyon, Frankreich, 2015.
- Semi-Automatic Floating-Point Implementation of Special Functions,
mit Marc Mezzarobba,
in Proceedings of
the 22nd IEEE Symposium
on Computer Arithmetic, Lyon, Frankreich, 2015.
- A Domain Splitting Algorithm for the Mathematical Functions Code Generator,
mit Olga Kupriianova,
in Proceedings of
the 2014 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Seiten 1271-1275, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2014.
- Metalibm: Mathematical Functions Code Generator,
mit Olga Kupriianova,
in Proceedings of
the 4th International Congress on Mathematical Software ICMS, Seiten 713-717, Seoul, Südkorea, 2014.
- Radix Conversion for IEEE754-2008 Mixed Radix Floating-Point Arithmetic,
mit Olga Kupriianova und Jean-Michel
Muller,
in Proceedings of
the 2013 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, Seiten 1139-1143, Pacific Grove, Kalifornien, USA, 2013.
- Comparison between binary64 and decimal64 floating-point numbers,
mit Nicolas Brisebarre, Marc Mezzarobba und Jean-Michel
Muller, in Proceedings of the 21st IEEE Symposium on
Computer Arithmetic, Seiten 145-152, Austin, Texas, USA,
April
2013, Preprint
als Forschungsbericht ARIC, LIP, PEQUAN, LIP6, Nummer ensl-00737881, Slides.
- Sollya: an environment for the development of numerical codes,
mit Sylvain
Chevillard
und Mioara
Joldeş, in Proceedings of the Third international congress conference on Mathematical Software, ICMS'10, Seiten 28-31, Kobe, Japan,
September 2010, LNCS, Springer, Version des Verlegers.
- 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:
- On Ziv's rounding test,
mit Florent de Dinechin,
Jean-Michel
Muller
und Serge
Torres, Forschungsbericht ensl-00693317,
LIP, CNRS/ENS Lyon/INRIA/Université de Lyon, LIP6, PEQUAN, UPMC
Paris 6, Mai 2012.
- 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, sowie Habilitationsschrift:
- Beyond IEEE754 Floating-Point Arithmetic,
Habilitationsschrift (HDR),
Sorbonne Université, Mai 2019.
- 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:
- Conception d’un algorithme numérique correct, mit Guillaume
Melquiond, Sommerschule des CNRS: Précision et Reproductibilité en Calcul Numérique, Fréjus, Frankreich, March 2013, Slides.
- The libieee754 compliance library for the IEEE 754-2008 standard,
mit Olga Kupriianova, 15th GAMM - IMACS International Symposion on Scientific Computing, Computer Arithmetic and Validated Numerics, Novosibirsk, Russland, September 2012.
- There's no Reliable Computing without Reliable Access to Rounding Modes,
mit Valérie Ménissier-Morain,
15th GAMM - IMACS International Symposion on Scientific Computing, Computer Arithmetic and Validated Numerics, Novosibirsk, Russland, September 2012.
- De l'implantation de fonctions correctement arrondies aux bibliothèques LIBM IEEE 754-2008 clef en main,
Präsentation für das Seminar des Teams PEQUAN,
Paris, Frankreich, Februar 2011, Slides.
- L'implantation d'une fonction correctement arrondie, ou : CRLibm for dummies,
Präsentation im Rahmen des ANR TaMaDi Projekts,
Lyon, Frankreich, Oktober 2010, Slides.
- 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.
- 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 7.0,
mit Sylvain
Chevillard und Mioara
Joldeş, Benutzerhandbuch.
- Users' manual for the Sollya tool, Release 6.0,
mit Sylvain
Chevillard und Mioara
Joldeş, Benutzerhandbuch.
- Users' manual for the Sollya tool, Release 5.0,
mit Sylvain
Chevillard und Mioara
Joldeş, Benutzerhandbuch.
- Users' manual for the Sollya tool, Release 4.0,
mit Sylvain
Chevillard und Mioara
Joldeş, Benutzerhandbuch.
- Users' manual for the Sollya tool, Release 3.0,
mit Sylvain
Chevillard und Mioara
Joldeş, Benutzerhandbuch.
Entwicklung freier Software:
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
- Übungen zu Einführung in die Aufgabenautomatisierung (LI218), Bachelor-Studiengang L2, UPMC Paris 6
- Übungen zu Einführung in die imperative Programmierung in C (LI115), Bachelor-Studiengang L1, UPMC Paris 6
- Übungsprojekt zu "Planungsforschung und Optimisierung", Master-Studiengang M2, UPMC Paris 6
- Übungen zu Programmparallelisierung, Kurs ELI4, École Polytech UPMC, Paris 6
- Vorlesung und Übungen zu Einführung in die imperative Programmierung in C (LI115), Bachelor-Studiengang L1, UPMC Paris 6
- Übungen zu Wissenschaftliches Rechnen (LI217), Bachelor-Studiengang L2, UPMC Paris 6
- Vorlesung und Übungen zu Computerarithmetik (AROR), Master-Studiengang, UPMC Paris 6
- Vorlesung und Übungen zu Numerische Darstellungen und Methoden (2I011)", Bachelor-Studiengang L2, UPMC Paris 6
- Vorlesung und Übungen zu Fehleranalyse und Gleitkommaarithmetik (AFAE), Master-Studiengang, UPMC Paris 6
- Vorlesung und Übungen zu Numerische Darstellungen und Methoden (2I011)", Bachelor-Studiengang L2, UPMC Paris 6
- Vorlesung zu Betriebssystemen - CSCE A321, Bachelor-Studiengang, University of Alaska Anchorage
- Vorlesung zu Automatentheorie, Algorithmen und Komplexität - CSCE A351, Bachelor-Studiengang, University of Alaska Anchorage
- Vorlesung zu Computer-Programmierung I (Java) - CSCE A201, Bachelor-Studiengang, University of Alaska Anchorage
Kontaktdaten:
Email: |
christoph.lauter@christoph-lauter.org |
Öffentlicher OpenPGP Schlüssel: |
OpenPGP |
S/MIME Zertifikat: |
S/MIME Zertifikat (PEM), S/MIME Zertifikatskette (PEM) und S/MIME Zertifikatskette (P7B) |
Adresse: |
University of Texas at El Paso
Computer Science Department
CCSB Room 3.0610
500 W University Ave.
El Paso, Texas, 79968
Vereinigte Staaten von Amerika - USA |
Telefon: |
+1 915 747 5939
+33 1 82 52 17 77
+1 915 229 2404
+1 907 519 0505
+49 9621 16590 73 |
CNET: |
+49 9621 773 und +37 51 1273 |
Telefonsammlung:
Als Hobby sammle ich alte Telefonapparate und die dazu gehörige Technik. Ein paar Informationen zu diesem Thema sind auf dieser Seite zu finden.
Letztes Update: 05.02.2024.