Terminplaner, Adreßbuch-Anwendungen usw. werden derzeit auf einer Vielzahl unterschiedlicher Plattformen genutzt. Daher sind Abgleichverfahren sowohl für mehrere Rechner zu einer Person (Desktop...PDA) als auch für Team-Koordinierungen nötig. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die existierenden Standards und Lösungen analysiert werden. Aufbauend auf die gefundenen Defizite und Richtungen der Standardisierung (SyncML...) ist ein eigener Prototyp zu realisieren (Plattformen, Werkzeuge und Implementierungssprachen sind mit dem Betreuer abzustimmen).

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Afin d'assurer disponibilité et réactivité, de nombreux systèmes distribués reposent sur des bases de données répliquées qui maintiennent des copies (répliques) des données sur différents serveurs. la cohérence constitue un défi important dans la mise en oeuvre des bases de données répliquées. les concepteurs de bases de données repliquées doivent faire un choix difficile entre une cohérence forte, qui guarantit une large gamme d'invariants applicatifs, mais qui est lente et fragile, et une réplication asynchrone, qui assure un bon niveau de disponibilité et de réactivité, mais laisse le programmeur face à de possibles anomalies liées à la concurrence.pour résoudre ce dilemme, des bases de données commerciales et recherche fournissent une cohérence hybride qui permet au programmeur d'exiger une cohérence forte pour certaines opérations, et d'ainsi permettre une synchronisation.cette thèse étudie l'analyse et la mise en oeuvre d'une application et de la cohérence associée, de manière à assurer les invariants de cette application avec un minimum d'exigences de cohérence. les trois principales contributions de cette thèse sont: 1) nous proposons le premier outil d'analyse statique destiné à prouver la validité d'invariants d'applications de base de données à modèle de cohérence hybride. 2) nous présentons la mise en application de notre outil d'analyse dans le cadre de la conception d'un système de fichiers dont la sémantique permet un comportement similaire à posix et à un coût résonable. 3)nous proposons un ensemble de patterns utiles, susceptibles d'aider les développeurs d'application dans l'implémentation d'invariants les plus communs. / Distributed databases take advantage of replication to bring data close to the client, and to always be available. the primary challenge for such databases is to ensure consistency. recent research provide hybrid consistency models that allow the database supports asynchronous updates by default, but synchronisation is available upon request. to help programmers exploit the hybrid consistency model, we propose a set of useful patterns,proof rules, and tool for proving integrity invariants of applications. in the first part, we study a sound proof rule that enables programmers to check whether the operations of a given application semantics maintain the application invariants under a given amount of parallelism. we have developed a smt-based tool that automates this proof, and verified several example applications using the tool. in the second part, we apply the above methodology to the design of a replicated file system.the main invariant is that the directory structure forms a tree. we study three alternative semantics for the file system. each exposes a different amount of parallelism, and different anomalies. using our tool-assisted rules, we check whether a specific file system semantics maintains the tree invariant, and derive an appropriate consistency protocol. in the third part of this thesis, we present three classes of invariants: equivalence, partial order, and single-item generic. each places some constraints over the state. each of these classes maps to a different storage-layer consistency property: respectively, atomicity, causal ordering, or total ordering.

The basal ganglia form an important structure centrally placed in the brain. They receive input from motor, associative and limbic areas, and produce output mainly to the thalamus and the brain stem. The basal ganglia have been implied in cognitive and motor functions. One way to understand the basal ganglia is to take a look at the diseases that affect them. Both Parkinson's disease and Huntington's disease with their motor problems are results of malfunctioning basal ganglia. There are also indications that these diseases affect cognitive functions. Drug addiction is another example that involves this structure, which is also important for motivation and selection of behaviour. In this licentiate thesis I am laying the groundwork for a detailed model of the striatum, which is the input stage of the basal ganglia. The striatum receives glutamatergic input from the cortex and thalamus, as well as dopaminergic input from substantia nigra. The majority of the neurons in the striatum are medium spiny (MS) projection neurons that project mainly to globus pallidus but also to other neurons in the striatum and to both dopamine producing and GABAergic neurons in substantia nigra. In addition to the MS neurons there are fast spiking (FS) interneurons that are in a position to regulate the firing of the MS neurons. These FS neurons are few, but connected into large networks through electrical synapses that could synchronise their effect. By forming strong inhibitory synapses on the MS neurons the FS neurons have a powerful influence on the striatal output. The inhibitory output of the basal ganglia on the thalamus is believed to keep prepared motor commands on hold, but once one of them is disinhibited, then the selected motor command is executed. This disinhibition is initiated in the striatum by the MS neurons. Both MS and FS neurons are active during so called up-states, which are periods of elevated cortical input to striatum. Here I have studied the FS neurons and their ability to detect such up-states. This is important because FS neurons can delay spikes in MS neurons and the time between up-state onset and the first spike in the MS neurons is correlated with the amount of calcium entering the MS neuron, which in turn might have implications for plasticity and learning of new behaviours. The effect of different combinations of electrical couplings between two FS neurons has been tested, where the location, number and strength of these gap junctions have been varied. I studied both the ability of the FS neurons to fire action potentials during the up-state, and the synchronisation between neighbouring FS neurons due to electrical coupling. I found that both proximal and distal gap junctions synchronised the firing, but the distal gap junctions did not have the same temporal precision. The ability of the FS neurons to detect an up-state was affected by whether the neighbouring FS neuron also received up-state input or not. This effect was more pronounced for distal gap junctions than proximal ones, due to a stronger shunting effect of distal gap junctions when the dendrites were synaptically activated. We have also performed initial stochastic simulations of the Ca2+-calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII). The purpose here is to build the knowledge as well as the tools necessary for biochemical simulations of intracellular processes that are important for plasticity in the MS neurons. The simulated biochemical pathways will then be integrated into an existing model of a full MS neuron. Another venue to explore is to build striatal network models consisting of MS and FS neurons and using experimental data of the striatal microcircuitry. With these different approaches we will improve our understanding of striatal information processing. / QC 20101116

Wireless sensor network (WSN) technology has gained significant importance due to its potential support for a wide range of applications. Most of the WSN applications consist of a large numbers of distributed nodes that work together to achieve common objects. Running a large number of nodes requires an efficient mechanism to bring them all together in order to form a multi-hop wireless network that can accomplish some specific tasks. Even with recent developments made in WSN technology, numbers of important challenges still stand as vulnerabilities for WSNs, including energy waste sources, synchronisation leaks, low network capacity and self-configuration difficulties. However, energy efficiency remains the priority challenging problem due to the scarce energy resources available in sensor nodes. These concerns are managed by medium access control (MAC) layer protocols. MAC protocols designed specifically for WSN have an additional responsibility of managing radio activity to conserve energy in addition to the traditional functions. This thesis presents advanced research work carried out in the context of saving energy whilst achieving the desired network performance. Firstly the thesis contributes by proposing Overlapped Schedules for MAC layer, in which the schedules of the neighbour clusters are overlapped by introducing a small shift time between them, aiming to compensate the synchronisation errors. Secondly, this thesis proposed a modified architecture derived from S-MAC protocol which significantly supports higher traffic levels whilst achieving better energy efficiency. This is achieved by applying a parallel transmission concept on the communicating nodes. As a result, the overall efficiency of the channel contention mechanism increases and leads to higher throughput with lower energy consumption. Finally, this thesis proposed the use of the Adaptive scheme on Border Nodes to increase the power efficiency of the system under light traffic load conditions. The scheme focuses on saving energy by forcing the network border nodes to go off when not needed. These three contributions minimise the contention window period whilst maximising the capacity of the available channel, which as a result increase network performance in terms of energy efficiency, throughput and latency. The proposed system is shown to be backwards compatible and able to satisfy both traditional and advanced applications. The new MAC protocol has been implemented and evaluated using NS-2 simulator, under different traffic loads and varying duty cycle values. Results have shown that the proposed solutions are able to significantly enhance the performance of WSNs by improving the energy efficiency, increasing the system throughput and reducing the communication delay.

The olfactory system is believed to be the oldest sensory system. It developed to detect and analyse chemical information in the form of odours, and its organisation follows the same principles in almost all living animals - insects as well as mammals. Likely, the similarities are due to parallel evolution - the same type of organisation has arisen more than once. Therefore, the olfactory system is often assumed to be close to optimally designed for its tasks. Paradoxically, the workings of the olfactory system are not yet well known, although several milestone discoveries have been made during the last decades. The most well-known is probably the disovery of the olfactory receptor gene family, announced in 1991 by Linda Buck and Richard Axel. For this and subsequent work, they were awarded a Nobel Prize Award in 2004. This achievement has been of immense value for both experimentalists and theorists, and forms the basis of the current understanding of olfaction. The olfactory system has long been a focus for scientific interest, both experimental and theoretical. Ever since the field of computational neuroscience was founded, the functions of the olfactory system have been investigated through computational modelling. In this thesis, I present the basis of a biologically realistic model of the olfactory system. Our goal is to be able to represent the whole olfactory system. We are not there yet, but we have some of the necessary building blocks; a model of the input from the olfactory receptor neuron population and a model of the olfactory bulb. Taking into account the reported variability of geometrical, electrical and receptor-dependent neuronal characteristics, we have been able to model the frequency response of a population of olfactory receptor neurons. By constructing several olfactory bulb models of different size, we have shown that the size of the bulb network has an impact on its ability to process noisy information. We have also, through biochemical modelling, investigated the behaviour of the enzyme CaMKII which is known to be critical for early olfactory adaptation (suppression of constant odour stimuli). / Luktsystemet anses allmänt vara det äldsta sensoriska systemet. Det utvecklades för att upptäcka och analysera kemisk information i form av lukter, och det är organiserat efter samma principer hos nästan alla djurarter: insekter så väl som däggdjur. Troligen beror likheterna på parallell evolution -- samma organisation har uppstått mer än en gång. Därför antas det ofta att luktsystemet är nära optimalt anpassat för sina arbetsuppgifter. Paradoxalt nog är luktsystemets arbetssätt ännu inte väl känt, även om flera banbrytande framsteg gjorts de senaste decennierna. Det mest välkända är nog upptäckten av genfamiljen av luktreceptorer, som tillkännagavs 1991 av Linda Buck och Rikard Axel. För detta och efterföljande arbete belönades de med Nobelpriset år 2004. Upptäckten har varit mycket värdefull för både experimentalister och teoretiker, och formar grunden för vår nuvarande förståelse av luktsystemet. Luktsystemet har länge varit ett fokus för vetenskapligt intresse, både experimentellt och teoretiskt. Ända sedan fältet beräkningsbiologi grundades har luktsystemet undersökts genom datormodellering. I denna avhandling presenterar jag grunden för en biologiskt realistisk modell av luktsystemet. Vårt mål är att kunna representera hela luktsystemet. Så långt har vi ännu inte nått, men vi har några av de nödvändiga byggstenarna: en modell av signalerna från populationen av luktreceptorceller, och en modell av luktbulben. Genom att ta hänsyn till nervcellernas rapporterade variationer i geometriska, elektriska och receptor-beroende karaktärsdrag har vi lyckats modellera svarsfrekvenserna från en population av luktreceptorceller. Genom att konstruera flera olika stora modeller av luktbulben har vi visat att storleken på luktbulbens cellnätverk påverkar dess förmåga att behandla brusig information. Vi har också, genom biokemisk modellering, undersökt beteendet hos enzymet CaMKII, som är kritiskt viktigt för adaptering (undertryckning av ständigt närvarande luktstimuli) i luktsystemet.

Dans cette thèse nous nous sommes principalement concentrés sur les transmissions impulsion radio Ultra Large Bande (UWB-IR) qui a plusieurs avantages grâce à la nature de sa bande très large (entre 3.1GHZ et 10.6GHz) qui permet un débit élevé et une très bonne résolution temporelle. Ainsi, la très courte durée des impulsions émises assure une transmission robuste dans un canal multi-trajets dense. Enfin la faible densité spectrale de puissance du signal permet au système UWB de coexister avec les applications existantes. En raison de toutes ces caractéristiques, la technologie UWB a été considérée comme une technologie prometteuse pour les applications WSN. Cependant, il existe plusieurs défis technologiques pour l'implémentation des systèmes UWB. A savoir, une distorsion différente de la forme d'onde du signal reçu pour chaque trajet, la conception d'antennes très larges bandes de petites dimensions et non coûteuses, la synchronisation d'un signal impulsionnel, l'utilisation de modulation d'onde d'ordre élevé pour améliorer le débit etc. Dans ce travail, Nous allons nous intéresser à l'étude et l'amélioration de la synchronisation temporelle dans les systèmes ULB. / The basic concept of Impulse-Radio UWB (IR-UWB) technology is to transmit and receive baseband impulse waveform streams of very low power density and ultra-short duration pulses (typically at nanosecond scale). These properties of UWB give rise to fine time-domain resolution, rich multipath diversity, low power and low cost on-chip implementation facility, high secure and safety, enhanced penetration capability, high user capacity, and potential spectrum compatibility with existing narrowband systems. Due to all these features, UWB technology has been considered as a feasible technology for WSN applications. While UWB has many reasons to make it a useful and exciting technology for wireless sensor networks and many other applications, it also has some challenges which must be overcome for it to become a popular approach, such as interference from other UWB users, accurate modelling of the UWB channel in various environments, wideband RF component (antennas, low noise amplifiers) designs, accurate synchronization, high sampling rate for digital implementations, and so on. In this thesis, we will focus only on one of the most critical issues in ultra wideband systems: Timing Synchronization.

L’objectif de la thèse est d’étudier les cycles économiques en Tunisie en se centrant principalement sur les questions suivantes : quel est leur degré de synchronisation avec les fluctuations économiques des pays développés et quels sont les mécanismes de transmission de ces fluctuations sur l’économie tunisienne ? Pour répondre à cette problématique, le travail est divisé en trois chapitres. Le premier chapitre cherche à retracer les cycles économiques tunisien comparés aux cycles économiques mondiaux, représentés par quatre pays développés (PDE) : la France, l'Italie, l'Allemagne (qui sont les principaux partenaires commerciaux de la Tunisie) et les Etats-Unis (du fait de leur poids dans l'économie mondiale). Dans le deuxième chapitre, le travail introduit l’extraction des composantes cycliques d’autres variables macro-économiques internes (globales et sectorielles) et externes à l’économie tunisienne, afin d’identifier les sources des chocs et les canaux à travers ces chocs sont transmis. Le dernier chapitre a pour objet une validation économétrique des résultats descriptifs des faits stylisés données au premier et au deuxième chapitre, et de savoir à quel degré la nouvelle synthèse néoclassique peut être appliquée à l'économie tunisienne. Les résultats des faits stylisés montrent que le cycle économique tunisien est sensible aux trois catégories de variables étudiées, réelles, monétaires et financières, confirmant ainsi la théorie de la nouvelle synthèse néoclassique. L'application des modèles, VAR structurel et modèle dynamique à composante inobservable, valide les résultats des faits stylisés. En effet, les estimations du modèle VAR structurel montrent que les trois chocs qui contribuent le plus à la variance du PIB tunisien sont les chocs d'offre, les chocs monétaires et les chocs extérieurs. Concernant l'évaluation de la synchronisation du cycle tunisien avec ceux des PDE à partir du modèle à facteur inobservable de Stock et Watson, les résultats montrent un rôle significatif du facteur commun sur le cycle tunisien. Pour les déterminants de la synchronisation du cycle tunisien avec ceux des PDE, la transmission des fluctuations des pays partenaires commerciaux paraît se faire à travers les demandes intérieures, l'indice des prix des matières premières et le taux du marché monétaire en zone euro. Les exportations et les importations tunisiennes n'ont montré un rôle significatif qu'avec le premier partenaire commercial, la France. Pour les Etats-Unis, les fluctuations sont transmises à travers deux variables "européennes", le taux du marché monétaire en zone euro et les envois de fonds des immigrés, suggérant le rôle intermédiaire des pays partenaires commerciaux européens dans la transmission des fluctuations américaines et internationales à l'économie tunisienne. / The aim of the thesis is to study the Tunisian business cycles. We focus mainly on the following questions: To what extent do they synchronize with the economic fluctuations of the developed countries and what are transmission mechanisms of such fluctuations on the Tunisian business cycles? To tackle this problem, the work is organized into three chapters. The first chapter seeks to compare the Tunisian business cycles to international business cycles, represented by four developed countries: France, Italy, Germany (which are the main trade partners of Tunisia) and the United States (due to their importance in the world economy). In the second chapter, the work introduces the extraction of cyclical components of domestic and external macroeconomic variables (global and sector levels) in order to identify the sources of shocks and channels through which these shocks are transmitted. The last chapter deals with an econometric validation of the stylized facts presented in the first and second chapter and seeks to find out the degree to which the new neoclassical synthesis can be applied to the Tunisian business cycles. The stylized facts show that the Tunisian business cycle is sensitive to three categories of variables, (real, monetary and financial variables), this result confirms the theory of the New Neoclassical Synthesis. The structural VAR model and the dynamic latent factor model validate the stylized facts. Indeed, the estimation of the structural VAR model shows that the three shocks that contribute the most to the variance of the Tunisian GDP are supply shocks, monetary shocks and external shocks. Concerning the synchronization of the Tunisian business cycle with those of developed countries according to unobservable factor model of Stock and Watson, the results show a significant role of the common factor on the Tunisian business cycle. For the determinants of synchronization of the Tunisian business cycle with those of developed countries, the transmission of fluctuations in trading partner countries seems to be carried out through domestic demand, the international price index of raw materials and the money market rates in the Euro zone. Tunisian exports and imports showed a significant role with the first trading partner, France. For the United States, the fluctuations are transmitted through two "European" variables, the money market rates in the euro zone and remittances of immigrants, suggesting the intermediary role of European trade partners in the transmission of American and international fluctuations to the Tunisian economy.

Dans ce travail de thèse, nous développons des méthodes de synchronisation des systèmes chaotiques pour les applications de transmission d'informations. La première méthode de synchronisation que nous proposons est basée sur les observateurs adaptatifs à entrées inconnues pour une classe des systèmes chaotiques présentant des incertitudes paramétriques et des perturbations dans leurs dynamiques et du bruit dans les signaux de sortie (bruit dans le canal de communication). La méthode développée repose sur les techniques adaptatives pour la compensation des non-linéarités et des incertitudes paramétriques et pour la restauration des messages transmis. Elle se base également sur les méthodes de synthèse d'observateurs à entrées inconnues pour supprimer l'influence des perturbations et du bruit. Ensuite, nous développons une deuxième méthode de synchronisation utilisant un observateur adaptatif à ``modes glissants" pour une classe des systèmes chaotiques présentant des entrées inconnues et dont les signaux de sortie sont bruités. La synthèse de l'observateur s'appuie sur la théorie des modes glissants, les techniques de synthèse d'observateurs singuliers et les techniques adaptatives dans le but d'estimer conjointement l'état et les entrées inconnues malgré la présence du bruit dans les équations de sortie. Cette approche de synchronisation est ensuite employée dans un nouveau schéma de communication chaotique sécurisée dont l'objectif est d'augmenter le nombre et l'amplitude des messages transmis, améliorer le niveau de sécurité ainsi que la robustesse aux bruits présents dans le canal de communication. En outre, le scénario de présence des retards de transmission est étudié en élaborant une troisième approche de synchronisation à base d'observateurs adaptatifs pour une classe des systèmes chaotiques de Lur'e avec des non-linéarités à pente restreinte et des signaux de sortie retardés. En se basant sur la théorie de Lyapunov-Krasovskii et en utilisant une hypothèse d'excitation persistante, l'observateur adaptatif proposé garantit la synchronisation maitre-esclave et la restauration des informations transmises malgré l'existence des retards de transmission. Les résultats théoriques obtenus dans ce travail de thèse sont vérifiés à travers des applications de transmission d'informations utilisant différents modèles des systèmes chaotiques tout en étudiant les différents scénarios et cas de figure pouvant se présenter en pratique et en analysant les aspects de sécurité de ces systèmes. / In this thesis, we develop synchronization methods of chaotic systems for information transmission applications. The first proposed method is based on adaptive unknown input observers for a class of chaotic systems subject to parametric uncertainties and perturbations in their dynamics and noise in outputs signals (Channel communication noise). The developed method is based on adaptive techniques to compensate nonlinearities to compensate nonlinearities and parametric uncertainties and to reconstruct the transmitted messages. Furthermore, this approach is based on unknown input observers design to reject the influence of perturbations and noise. Then, we develop a second synchronization method using an adaptive ``sliding mode” observer for a class of chaotic systems subject to unknown inputs and such that the output equations are subject to noise. The observer design is based on sliding modes theory, descriptor observers design and adaptive control in order to join state and unknown input estimation despite the presence of noise in output equations. The latter synchronization approach is then exploited in a new secured communication scheme where the objective is to increase the number and amplitude of the transmitted messages, improve the level of security and the robustness to noise present in the communication channel. Moreover, the case of presence of transmission time-delays was investigated and a synchronization approach based on adaptive observers for a class of Lur’e systems with slope restricted nonlinearities and delayed outputs. Based on the Lyapunov-Krasovskii theory and using a persistency of excitation property, the proposed adaptive observer ensures master-slave synchronization and the reconstruction of the transmitted messages despite the existence of transmission time-delays. The obtained theoretical results in this thesis are verified through transmission information applications using different models of chaotic systems in different scenarios and case-studies which may occur in practice. Cryptanalysis and security aspects of the proposed communication systems are also investigated.

Cette thèse porte sur deux sujets de vision par ordinateur axés sur l’analyse de mouvement dans une scène dynamique vue par une ou plusieurs caméras. En premier lieu, nous avons travaillé sur le problème de la capture de mouvement avec des caméras non synchronisées. Ceci entraı̂ne généralement des erreurs de mise en correspondance 2D et par la suite des erreurs de reconstruction 3D. En contraste avec les solutions matérielles déjà existantes qui essaient de minimiser voire annuler le délai temporel entre les caméras, nous avons proposé une solution qui assure une invariance aux délais. En d’autres termes, nous avons développé une méthode qui permet de trouver la bonne mise en correspondance entre les points à reconstruire indépendamment du délai temporel. En second lieu, nous nous sommes intéressés au problème du flux optique avec une approche différente des méthodes proposées dans l’état de l’art. Le flux optique est utilisé pour l’analyse de mouvement en temps réel. Il est donc important qu’il soit calculé rapidement. Généralement, les méthodes existantes de flux optique sont classées en deux principales catégories: ou bien à la fois denses et précises mais très exigeantes en calcul, ou bien rapides mais moins denses et moins précises. Nous avons proposé une alternative qui tient compte à la fois du temps de calcul et de la précision du résultat. Nous avons proposé d’utiliser les isocontours d’intensité et de les mettre en correspondance afin de retrouver le flux optique en question. Ces travaux ont amené à deux principales contributions intégrées dans les chapitres de la thèse. / In this thesis we focused on two computer vision subjects. Both of them concern motion analysis in a dynamic scene seen by one or more cameras. The first subject concerns motion capture using unsynchronised cameras. This causes many correspondence errors and 3D reconstruction errors. In contrast with existing material solutions trying to minimize the temporal delay between the cameras, we propose a software solution ensuring an invariance to the existing temporal delay. We developed a method that finds the good correspondence between points regardless of the temporal delay. It solves the resulting spatial shift and finds the correct position of the shifted points. In the second subject, we focused on the optical flow problem using a different approach than the ones in the state of the art. In most applications, optical flow is used for real-time motion analysis. It is then important to be performed in a reduced time. In general, existing optical flow methods are classified into two main categories: either precise and dense but computationally intensive, or fast but less precise and less dense. In this work, we propose an alternative solution being at the same time, fast and precise. To do this, we propose extracting intensity isocontours to find corresponding points representing the related optical flow. By addressing these problems we made two major contributions.