L’un des buts de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) est de considérer les modèles comme des éléments productifs pour le développement d’applications. Dans cette optique, une nouvelle tendance concerne les modèles exécutables où un modèle produit en phase de conception est réutilisé en tant que tel en phase d’exécution grâce aux interpreted Domain-Specific Modeling Language (i DSML) qui sont interprétés par un moteur d’exécution. Cette façon de procéder permet de gagner du temps lors du développement d’un logiciel et est par conséquent moins coûteux. D’autre part, les logiciels peuvent être dotés de capacités adaptatives. Ces applications adaptatives sont généralement confrontées à un contexte qui est plus ou moins connu et susceptible de changer au cours de l’exécution et auquel elles vont devoir faire face en modifiant leur comportement dynamiquement, c’est-à-dire sans interruption de service. De telles adaptations dynamiques et automatiques sont censées éviter une phase de maintenance onéreuse pour le logiciel. Nous avons donc d’un côté les i DSML qui permettent de réduire les coûts de développement d’une application et de l’autre côté l’adaptation logicielle qui permet de réduire les coûts de maintenance d’un programme. Dans cette thèse nous souhaitons prendre le meilleur des deux mondes en fusionnant les deux idées. Le résultat revient in fine à directement adapter l’exécution d’un modèle via des i DSML adaptables. Pour cela, nous proposons une caractérisation des i DSML adaptables, la définition du concept de famille pour gérer l’adaptation des i DSML, puis la création d’un langage exécutable d’orchestration dédié à l’adaptation, aboutissant ainsi au fait particulier d’adapter un i DSML par un autre i DSML. Enfin, un prototype à base de deux moteurs d’exécution est proposé avec son implémentation en Java/EMF. / One of the goals of Model-Driven Engineering (MDE) is to treat models as productive elements for software development. From this point of view, a new trend is about executable models where a model that is produced at design time is reused as such at runtime through interpreted Domain-Specific Modeling Languages (i DSMLs) that are interpreted by an execution engine. This way to proceed allows to save time during the software development and consequently is more cost-effective. On the other hand, software can provide adaptive capabilities. These adaptive applications are often facing a context which is more or less known and which may change during the execution and they will address these various situations by modifying dynamically their own behavior, i.e. without any service disruption. Such dynamic and automatic adaptations ought to avoid a too expensive maintenance stage for the program. We have on one hand the i DSMLs that allow to decrease the development costs of a program and on the other hand the software adaptation that allows to decrease the maintenance costs of an application. In this thesis, we must succeed in having the best of both worlds by merging these two ideas. The result is ultimately to directly adapt the model execution through adaptable i DSMLs. To this end, we propose a characterization of adaptable i DSMLs, the definition of the family concept to manage adaptation of i DSMLs, then the creation of an executable orchestration language for adaptation, thereby leading to the fact that an i DSML is adapted through an other i DSML. Finally, a prototype based on two execution engines is proposed with its implementation in Java/EMF.

La modélisation des événements et de leurs propriétés temporelles concerne des types variés d’utilisateurs et de communautés scientifiques. Nous nous plaçons dans le cadre du paradigme Objet et construisons un méta modèle opérationnel servant de représentation pivot, indépendante du métier pour représenter des événements composites avec leurs propriétés structurelles et temporelles. Le méta modèle PTOM (Periodic Temporal Occurrence Metamodel) prend en compte l’expression de contraintes structurelles sur les événements, ou géométriques, topologiques et relationnelles sur la temporalité de leurs occurrences. Il privilégie la représentation en intension (vs extension) des occurrences d’événements périodiques. PTOM étend la norme ISO 19108 et s’adapte aux standards EventsML G2 et iCalendar. Sur un plan théorique, nous étendons les algèbres d’intervalles d’ALLEN et de LIGOZAT, et proposons un système de relations topologiques entre intervalles non convexes (ALLEN*) dont nous étudions les propriétés. Ces résultats sont intégrés dans PTOM. La première application de PTOM est la spécification de la sémantique du calendrier grégorien. Les éléments calendaires sont réintroduits en tant qu’événements périodiques dans PTOM, ce qui renforce son pouvoir expressif. PTOM a été mis en œuvre lors d’un projet ANR sur des corpus d’événements journalistiques (agences de presse) concernant les loisirs et la culture. L’Ingénierie Dirigée par les Modèles a été utilisée pour la conception et l’exploitation de PTOM. Cela permet de gérer la complexité, d’assurer la maintenabilité et la cohérence de l’ensemble et enfin, de générer automatiquement des interfaces pour les pourvoyeurs ou utilisateurs de données. / Modelling events with their temporal properties concerns many users and scientific communities. We adopted the Object paradigm and designed an operational metamodel which stands as a pivot business independent representation for composite events accompanied with their structural and temporal properties. PTOM metamodel (Periodic Temporal Occurrence Metamodel) accounts for structural constraints upon events and geometric, topologic or relational constraints upon their temporal occurrences. It gives prominence to intensional representations of periodic events occurrences vs extensional ones. PTOM extends ISO 19108 standard and fits EventsML G2 and iCalendar. From a theoretical viewpoint, we extend ALLEN’s and LIGOZAT’s interval algebras and propose a special set of topological relations between non convexintervals (ALLEN*), and study its properties. These results are part of PTOM. The first application of PTOM results in a specification of the Gregorian calendar semantics. Calendar elements are reinserted as periodic events in PTOM thus enhancing its expressiveness. PTOM was also experimented upon a corpus of journalistic (press agencies) events dedicated to leisure and culture at the occasion of an ANR project. Model Driven Engineering was extensively used for PTOM design and use.It allows to manage complexity and to ensure maintainability, consistency and eventually can automatically generate data provider or end user interfaces as well.

Dans cette thèse nous étudions la problématique d’un fournisseur d’électricité qui souhaite à la fois réguler la demande et créer du revenu dans un environnement potentiellement compétitif (PRMDS). Nous proposons des modèles bi-niveaux pour représenter l’interaction hiérarchique entre le fournisseur d’électricité (le meneur) et ses clients (le suiveur). L’objectif du meneur est de maximiser son revenu en décroissant la valeur de pointe de la demande alors que l’objectif du suiveur est de minimiser la somme des coûts des clients. Nous supposons que les clients résidentiels sont inter-connectés entre eux via un réseau de communication bi-directionnel ce qui permet un pilotage de la demande par rapport aux prix par un agrégateur de réseau intelligent. Dans cette thèse nous avons proposé plusieurs modèles de programmation mathématique à deux niveaux bilinéaire bilinéaire pour le PRMDS. Ces modèles peuvent être reformulés sous forme de problèmes linéaire avec variables mixte (MIP) en utilisant les conditions de KKT. Ces modèles sont résolus de façon exacte sur des instances de taille moyenne via un logiciel commercial. Afin de résoudre des instances de plus grande taille, des heuristiques ont été proposées. Deux d’entre elles ont prouvé leur efficacité en terme de qualité de solution obtenue et de temps de calcul. Finalement nous avons considéré une version robuste du problème de programmation mathématique à deux niveaux. Des propriétés préliminaires ont été prouvées. / This thesis is concerned with revenue optimization of an energy provider. A bilevel programming approach is proposed to model the relationship between the energy provider (leader) and power users (follower). The leader intends to achieve an optimal trade-off between revenue and peak load whereas the follower minimizes total cost of users to achieve system optimality. A smart grid structure that allows two-way communication is assumed to interconnect users and to schedule their demand regarding the prices. Day-ahead real-time prices are read by each customer's smart meter and the response is coordinated. In this thesis, we propose several bilinear bilevel programs that are presented and reformulated as single-level mixed integer problems using the KKT conditions of the follower's problem. These MIPs are solved to optimality for randomly generated instances using a commercial software. Different versions of the models are tested and compared. In order to solve large instances, several heuristics are developed. Two of these methods are shown to be efficient and solve large instances that cannot be solved within a reasonable time interval using exact method. Their outputs are compared to the exact solutions for small instances and their performances are evaluated. Finally, we address the robust bilevel optimization problem, discuss existing approaches, give illustrative examples, and propose avenues for future research.

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La conception des systèmes mécatroniques, vu leur complexité, nécessite d'entreprendre une approche systémique. Une approche systémique implique l'utilisation d'une méthodologie permettant, en premier lieu, de considérer le système avec toutes ses composantes (mécanique, électronique, informatique, etc.) et de fournir les moyens de concevoir et de spécifier ce système par la définition de ses composants et des liens qui existent entre eux. D'autre part, cette méthodologie doit aussi donner la possibilité de décrire ces composants avec les outils existants dédiés aux domaines technologiques. Nous nous sommes tournés vers des technologies orientées-objet, en l'occurrence l'ingénierie guidée par les modèles MDE, pour construire une méthodologie permettant d'entreprendre cette approche systémique supportant les activités d'ingénierie décrites dans le standard ISO/IEC/IEEE 15288. Dans cette thèse, nous proposons donc une méthodologie qui répond à ces besoins et que nous avons intitulé MISSyM. Dans MISSyM, les activités de conception sont réalisées sur des modèles SysML étendus par des profiles supportant le standard ISO/IEC/IEEE 15288. De plus, MISSyM intègre le support d'éléments de modélisation spécifiques aux systèmes mécatroniques qui sont le composant mécatronique ainsi que des extensions et des design pattern spécifiques. Nous avons aussi intégré dans MISSyM une extension au langage SysML supportant les Bond Graphs et permettant d'entreprendre une analyse énergétique des systèmes hétérogènes. Nous avons par la suite enrichi la méthodologie MISSyM par une méthode de vérification de la qualité de l'architecture qui repose sur un algorithme utilisant des métriques sur les modèles décrivant l'architecture d'un composant donné ou du système puis appliquant un algorithme de partitionnement de la matrice de dépendances ou DSM (existant) pour proposer une amélioration de cette architecture. Nous avons en plus fourni l'ouverture vers le langage de simulation Modelica par la génération de code. Et finalement, nous avons décrit le processus global de la méthodologie basé sur l'architecture de modèles MDA et en concordance avec le standard d'ingénierie système ISO/IEC/IEEE 15288. Nous avons fourni un exemple d'application pour permettre aux ingénieurs système de mieux utiliser le nouveau langage SysML à travers cette méthodologie.

L'ingénierie logicielle vise à se rationaliser toujours plus et commence à atteindre des niveaux de productivité proches d'autres domaines, mécanique ou électronique par exemple. Notre approche vise la spécification de composants métiers réutilisables et composables dans des contextes (domaines) applicatifs différents. Nous proposons d'en faire des composants de modèles génériques paramétrés eux-mêmes par des ”modèles requis” et fournissant un modèle enrichi. On dépasse ainsi la notion de contrat d'assemblage de composants souvent réduite à une interface de services unitaires. La conception d'un système revient alors à assembler de tels composants par les modèles. Nous proposons pour cela un opérateur d'application de modèles paramétrés. Celui-ci permet de spécifier des assemblages à partir d'un ensemble de composants de modèles. Nous étudions des propriétés d'ordre permettant de garantir la cohérence des alternatives de composition. Ceci conduit à des règles et contraintes au niveau des modèles, afin d'assurer la cohérence de systèmes ainsi construits. Nous formulons une méta-modélisation de l'approche par extension du méta-modèle UML2 et un ensemble de contraintes. Nous proposons également différentes stratégies de mise en œuvre, sous la forme de patron de conception, permettant de préserver, jusqu'à l'exploitation, les qualités de structuration et de généricité obtenues au niveau modèle. Des projections ont été expérimentées sur différentes plates-formes à composants.

Le Cloud Computing est devenu l'un des grands paradigmes de l'informatique et propose de fournir les ressources informatiques sous forme de services accessibles au travers de l'Internet. Ces services sont généralement organisés selon trois types ou niveaux. On parle de modèle SPI pour "Software, Platform, Infrastructure" en anglais. De la même façon que pour les applications ''standard'', les services de Cloud doivent être capables de s'adapter de manière autonome afin de tenir compte de l'évolution de leur environnement. À ce sujet, il existe de nombreux travaux tels que ceux concernant la consolidation de serveur et l'économie d'énergie. Mais ces travaux sont généralement spécifiques à l'un des niveaux et ne tiennent pas compte des autres. Pourtant, comme l'a affirmé Kephart et al. en 2000, même s'il existe des adaptations à priori indépendantes les unes des autres, celles-ci ont un impact sur l'ensemble du système informatique dans lequel elles sont appliquées. De ce fait, une adaptation au niveau infrastructure peut avoir un impact au niveau plate-forme ou au niveau application. L'objectif de cette thèse est de fournir un support pour l'adaptation permettant de gérer celle-ci comme une problématique transverse au différents niveaux afin d'assurer la cohérence et l'efficacité de l'adaptation. Pour cela, nous proposons une abstraction capable de représenter l'ensemble des niveaux et servant de support pour la définition des reconfigurations. Cette abstraction repose sur les techniques de modèle à l'exécution (Model at Runtime en anglais) qui propose de porter les outils utilisés à la conception pour définir, valider et appliquer une nouvelle configuration pendant l'exécution du système lui-même. Afin de montrer l'utilisabilité de cette abstraction, nous présentons trois expérimentations permettant de montrer l'extensibilité et la généricité de notre solution, de montrerque l'impact sur les performances du système est faible, et de montrer que cette abstraction permet de faire de l'adaptation multiniveaux.

O objetivo deste trabalho foi a geração e avaliação de ortoimagens ALOS/PRISM, utilizandose para isso MDEs (Modelos Digitais de Elevação) obtidos através das diferentes combinações de visadas desse sensor de uma imagem com nível de processamento 1B1. Na primeira etapa foram gerados os MDEs a partir das combinações das três visadas, utilizando-se para isso pontos de controle obtidos através de levantamento de campo, onde foram testados a quantidade mínima necessária de pontos de controle para geração de MDE e outros parâmetros tais como nível de processamento, tamanho de janela, entre outros. Na etapa seguinte, comparou-se o resultado da extração com os Modelos Digitais de Elevação do ASTER (GDEM) e o SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), este gerado a partir do Projeto TOPODATA do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). Na etapa final avaliaram-se os MDEs com os pontos de checagem. Através de análises estatísticas selecionaram-se os melhores MDEs para ortorretificação. Os resultados demonstraram que, para este caso específico, todos os MDES da combinação de visada Backward – Foward (gerados a partir de 6 pontos de controle) seriam aprovados por apresentarem os menores valores de RMS (entre 2,94 e 3m) e que, ao se utilizar outros MDEs oriundos de outras combinações, as ortoimagens obtidas também atendem ao Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) Classe A para escala 1:25.000, bem como as ortoimagens geradas com os Modelos de Elevação Globais SRTM e GDEM. A área de estudo escolhida foi uma região rural do município de São Gabriel – RS, que possui relevo com média altimétrica de 160m, podendo ser considerado plano, o que justifica o bom desempenho do SRTM em conjunto com os MDEs gerados a partir do PRISM. / The aim of this work was the generation and evaluation of orthoimages ALOS / PRISM, using the MDEs (Digital Elevation Models) obtained using different combinations of sensor views of an image with 1B1 processing level. In the first step the MDEs were created from combinations of three views, using for it the ground control points obtained by field survey, where the minimum amount necessary of control points for DEM generation and other parameters as processing level, size of the windows, among others were tested. In the further step, the result of extraction was compared to Digital Elevation Models from ASTER (GDEM) and SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission), this one generated from the Project TOPODATA from INPE (National Institute for Space Research). In the final step, the MDEs were evaluated with the checkpoints. Through statistical analysis the best MDEs were selected for orthorectification. The results showed that, for this specific case, all MDEs combination of Backward - Foward (generated from 6 control points) would be approved by submitting the lowest values of RMS (between 2.94 and 3 m) and, when using other MDEs from another combinations, obtained orthoimages also satisfies the Cartographic Accuracy Standard (PEC) for Class A 1:25,000 scale, as the orthoimages generated from the SRTM and GDEM. The chosen study area was a rural region of São Gabriel - RS, which has average altitude of 160 m, can be considered plane, which explains the good performance of the SRTM in conjunction with the MDEs generated from PRISM.

Pour permettre la compréhension et la manipulation d’un système complexe, le découpage en parties séparées est nécessaire. En Ingénierie Dirigée par les Modèles (ou Model Driven Engineering), ces parties sont représentées par des modèles, que nous qualifions de modèles partiels, dans la mesure où ils sont focalisés sur des domaines métiers distincts. Dans ce contexte de multi-modélisation, ces modèles sont dits hétérogènes quand ils sont décrits dans des langages de modélisation distincts dédiés à différents domaines métiers : DSML (Domain Specific Modeling language). La compréhension et l’exploitation efficace des connaissances relatives à un tel système supposent la construction d’un modèle global représentant son fonctionnement. La création du modèle global requiert l’identification des correspondances existant entre les éléments des différents modèles partiels. Dans la pratique, ces correspondances sont soit incomplètement identifiées, soit insuffisamment formalisées pour être maintenues lorsque les modèles partiels évoluent. Ceci limite leur utilisation et ne permet pas de les exploiter pleinement lors de la construction du modèle global ou du traitement de l’évolution des modèles partiels. L’apport de cette thèse est double. La première contribution est celle d’un processus permettant la création d’une vue globale du système par l’intermédiaire d’une composition fondée sur la mise en correspondance des modèles partiels. Les correspondances identifiées entres les éléments des modèles se basent sur des types de relations instanciées à partir d’un métamodèle de correspondance. Ce dernier est extensible (selon les spécificités du domaine d’application considéré) et permet de supporter les concepts relatifs à ce domaine. Les correspondances sont d’abord identifiées entre les méta-éléments des métamodèles respectifs des modèles partiels. Les correspondances entre les éléments de modèles sont ensuite obtenues par un mécanisme de raffinement, supporté par un langage d’expression sémantique ad hoc : SED (Semantic Expression DSL). La composition est dite « virtuelle » dans la mesure où les éléments figurant dans une correspondance ne sont que des références aux éléments appartenant aux modèles partiels. De ce fait, les modèles interconnectés par ces correspondances forment un modèle global virtuel. La seconde contribution est relative au maintien de la cohérence des modèles partiels et du modèle global. En effet, les modèles évoluant dans le temps, le changement d’un élément ou de plusieurs éléments participant à l’expression des correspondances, peut entrainer l’incohérence du modèle global. Pour maintenir la cohérence du modèle global, nous proposons un second processus permettant tout d’abord d’identifier automatiquement les changements réalisés ainsi que leurs classifications et leurs répercussions sur les éléments de modèles concernés. Par la suite, les différents cycles sont gérés à l’aide de l’expert puis une liste de changements est générée en fonction de la stratégie choisie et des coefficients de pondération. Enfin, le traitement des changements est réalisé de façon semi-automatique. Ce travail a été concrétisé par le développement d’un outil support nommé HMCS (Heterogeneous Matching and Consistency management Suite), basé sur la plateforme Eclipse. L’approche a été validée et illustrée à travers un cas d’étude portant sur la gestion du Service d'Urgence d'un hôpital. Ce travail a été mené en collaboration avec le CHU de Montpellier. / To understand and manipulate a complex system, it is necessary to apply the separation of concerns and produce separate parts. In Model Driven Engineering (MDE), these parts are represented by models qualified as partial models. In this context of multi-modeling, these models are called heterogeneous when they are described in separate modeling languages dedicated to different business domains: DSML (Domain Specific Modeling Language). Global model creation requires identifying existing correspondences between the elements of the partial models. However, in practice these correspondences are either incompletely identified or not sufficiently formalized to be maintained when the partial models evolve. This restricts their use and does not allow to fully exploit them for building the global model or for treating partial models evolution. The contribution of this thesis is twofold. The first contribution deals with a process for creating a global view of the system by means of a composition based on partial models matching. Identified correspondences between models elements are based on types of relationship instantiated from a metamodel of correspondences. This latter is extensible, depending on the considered application domain, and allows supporting the concepts related to this domain. Correspondences are firstly identified between meta-elements belonging to metamodels of the respective partial models. Correspondences between model elements are then obtained by a refinement mechanism, supported by an ad hoc Semantic Expression language: SED (Semantic Expression DSL). The composition is called “virtual” since elements represented in a correspondence are only references to elements belonging to partial models. Therefore, models interconnected by this correspondences form a virtual global model. The second contribution relates the consistency of the global model. Indeed, as models evolve over time, changing one or several elements involved in a correspondence, may cause the inconsistency of the global model. To maintain its consistency, we propose a second process enabling to automatically identify the changes, classify them and treat their impacts on the involved model elements. Management of repercussions is performed semi-automatically by the expert by means of strategies and weights. This work has been implemented through a support tool named HMCS (Heterogeneous Matching and Consistency management Suite) based on the Eclipse Platform. The approach has been validated and illustrated through a case study related to the management of a Hospital Emergency Service. This work was led in collaboration with the “CHU of Montpellier”.

Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disorder in which the death of brain cells causes memory loss and cognitive decline. As AD progresses, changes in the electrophysiological brain activity take place. Such changes can be recorded by the electroencephalography (EEG) and magnetoencephalography (MEG) techniques. These are the only two neurophysiologic approaches able to directly measure the activity of the brain cortex. Since EEGs and MEGs are considered as the outputs of a nonlinear system (i.e., brain), there has been an interest in nonlinear methods for the analysis of EEGs and MEGs. One of the most powerful nonlinear metrics used to assess the dynamical characteristics of signals is that of entropy. The aim of this thesis is to develop entropy-based approaches for characterization of EEGs and MEGs paying close attention to AD. Recent developments in the field of entropy for the characterization of physiological signals have tried: 1) to improve the stability and reliability of entropy-based results for short and long signals; and 2) to extend the univariate entropy methods to their multivariate cases to be able to reveal the patterns across channels. To enhance the stability of entropy-based values for short univariate signals, refined composite multiscale fuzzy entropy (MFE - RCMFE) is developed. To decrease the running time and increase the stability of the existing multivariate MFE (mvMFE) while keeping its benefits, the refined composite mvMFE (RCmvMFE) with a new fuzzy membership function is developed here as well. In spite of the interesting results obtained by these improvements, fuzzy entropy (FuzEn), RCMFE, and RCmvMFE may still lead to unreliable results for short signals and are not fast enough for real-time applications. To address these shortcomings, dispersion entropy (DispEn) and frequency-based DispEn (FDispEn), which are based on our introduced dispersion patterns and the Shannon’s definition of entropy, are developed. The computational cost of DispEn and FDispEn is O(N) – where N is the signal length –, compared with the O(N2) for popular sample entropy (SampEn) and FuzEn. DispEn and FDispEn also overcome the problem of equal values for embedded vectors and discarding some information with regard to the signal amplitudes encountered in permutation entropy (PerEn). Moreover, unlike PerEn, DispEn and FDispEn are relatively insensitive to noise. As extensions of our developed DispEn, multiscale DispEn (MDE) and multivariate MDE (mvMDE) are introduced to quantify the complexity of univariate and multivariate signals, respectively. MDE and mvMDE have the following advantages over the existing univariate and multivariate multiscale methods: 1) they are noticeably faster; 2) MDE and mvMDE result in smaller coefficient of variations for synthetic and real signals showing more stable profiles; 3) they better distinguish various states of biomedical signals; 4) MDE and mvMDE do not result in undefined values for short time series; and 5) mvMDE, compared with multivariate multiscale SampEn (mvMSE) and mvMFE, needs to store a considerably smaller number of elements. In this Thesis, two restating-state electrophysiological datasets related to AD are analyzed: 1) 148-channel MEGs recorded from 62 subjects (36 AD patients vs. 26 age-matched controls); and 2) 16-channel EEGs recorded from 22 subjects (11 AD patients vs. 11 age-matched controls). The results obtained by MDE and mvMDE suggest that the controls’ signals are more and less complex at respectively short (scales between 1 to 4) and longer (scales between 5 to 12) scale factors than AD patients’ recordings for both the EEG and MEG datasets. The p-values based on Mann-Whitney U-test for AD patients vs. controls show that the MDE and mvMDE, compared with the existing complexity techniques, significantly discriminate the controls from subjects with AD at a larger number of scale factors for both the EEG and MEG datasets. Moreover, the smallest p-values are achieved by MDE (e.g., 0.0010 and 0.0181 for respectively MDE and MFE using EEG dataset) and mvMDE (e.g., 0.0086 and 0.2372 for respectively mvMDE and mvMFE using EEG dataset) for both the EEG and MEG datasets, illustrating the superiority of these developed entropy-based techniques over the state-of-the-art univariate and multivariate entropy approaches. Overall, the introduced FDispEn, DispEn, MDE, and mvMDE methods are expected to be useful for the analysis of physiological signals due to their ability to distinguish different types of time series with a low computation time.