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We present a novel automatic parallelization approach that uses traces. Our approach uses a binary representation of a program, allowing for the parallelization of programs even if their full source code is not available. Furthermore, traces can represent both iteration and recursion. We use hardware transactional memory (HTM) to ensure correct execution in the presence of dependences. We describe a parallel trace execution model that allows sequential programs to execute in parallel. In the model, traces are identified by a trace collection system (TCS), the program is transformed to allow the traces to execute on multiple processors, and the traces are executed in parallel. We present a framework with four components that, with a TCS, realizes our execution model. The grouping component groups traces into tasks to reduce overhead and make identification of successor traces easier. The packaging component allows tasks to execute on multiple processors. The dependence component deals with dependences on reduction and induction variables. In addition, transactions are committed in sequential program order on an HTM system to deal with dependences that are not removed. Finally, the scheduler assigns tasks to processors. We create a prototype that parallelizes programs and uses an HTM simulator to deal with dependences. To overcome the limitations of simulation, we also create another prototype that automatically parallelizes programs on a real system. Since HTM is not used, only dependences on induction and reduction variables are handled. We demonstrate the feasibility of our trace-based parallelization approach by performing an experimental evaluation on several recursive and loop-based Java programs. On the HTM system, the average speedup of the computational phase of the benchmarks on four processors is 2.79. On a real system, the average speedup on four processors is 1.83. Therefore, the evaluation indicates that trace-based parallelization can be used to effectively parallelize recursive and loop-based Java programs based on their binary representation.

Depuis de nombreuses années, les métaux traces ont fait l’objet de recherches importantes dans les domaines de l’environnement et de l’écotoxicologie. Le mercure (Hg), élément trace, a été étudié depuis l’époque où sa responsabilité dans la contamination de la baie de Minamata au sud-ouest du japon a été mise en évidence. Il est le seul élément chimique dont l’introduction dans le milieu marin par l’activité humaine ait entraîné mort d’homme. Les sédiments jouent un rôle important dans le cycle biogéochimique du mercure en milieu aquatique, qui sont considérés comme piège de la contamination par le mercure, les sulfures jouent un rôle important dans le contrôle de sa spéciation et les risques environnementaux générés dans les milieux aquatiques. Le mercure peut être transformé sous ses formes methylées et être remobilisé ou encore transféré dans la chaine trophique. Dans certaines conditions les sédiments peuvent être aussi une source de contamination par le mercure. La première partie de cette étude est axée sur la mise au point d’une nouvelle méthode de mesure et de spéciation du mercure dans les sédiments en utilisant, le couplage éthylation en solution du mercure et du methylmercure avec la méthode Headspace et Headspace avec Trap (piège Tenax), séparation par Chromatographie Gaz et détection par la technique de spectroscopie de fluorescence atomique à vapeur froide (CV-AFS : Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectroscopy). L’étude de terrain été réalisée dans les canaux « Deûle et Lys » de la région Nord-Pas de Calais, côté français et dans deux fleuves côté République Tchèque « le Morava et le Jihlava ». Les techniques d´échantillonnages classiques des sédiments par carottage et à l´aide des méthodes de diffusion sur gel DGT (Diffusion Gradient Thin film) pour la mesure du mercure in situ ont été utilisées. La méthode DGT permet de déterminer le métal dissous labile (ion libre, complexes minéraux et complexes organiques peu stables) et dépend du type de capteur DGT utilisé. Différents gels ont été utilisés et comparés pour la détermination du mercure: Spheron-Thiol, Duolit GT-73 et TiO2. Les résultats obtenus montrent que le Canal de la Deûle est un site caractérisé par une contamination très forte et ancienne. Les transformations et la partition des espèces du mercure ont été évaluées grâce à l´utilisation de traceurs isotopiques (199IHg et 201MeHg) en même temps que la réactivité biogéochimique du sédiment. Les comportements respectifs des espèces naturelles (endogènes) et ajoutées (exogènes) du mercure ont été comparés pour chaque couche du sédiment. / Mercury (Hg) is naturally occurring toxic element; however global mercury emissions are dominated by anthropogenic sources. The global cycle of mercury has seen an increase in mercury deposition, especially in aquatic ecosystems, since the beginning of the industrial revolution. First part of the thesis summarizes the source of mercury, its properties and toxicity from the general point of view, but also the current state of knowledge on the biogeochemical cycle of mercury and in particular behaviour of mercury inside the sediments of the aquatic environment and factors influencing its transformation into methylated form. The sediment in aquatic systems may acts as the ultimate sink, where mercury in its various complexes is deposited. The mercury in sediments can then be converted to its more toxic organic form, methylmercury (MeHg), by the transformation processes controlled by various physical, chemical and biological factors. More over remobilization of mercury species from sediments is possible due to diffusion and resuspension and so sediments may act as potential source of mercury for aquatic biota. Bioaccumulation and biomagnifications can then continue up the food chain where humans, among other animals, consume the organic mercury. It is clear that determination of total mercury is not sufficient to understand its fate in the environment; determination of MeHg provides very useful additional information. The sensitive and precise analytical method for MeHg determination is necessary. The methodological part of the thesis deal with the methods for determination of mercury species in sediments. The method for methylmercury determination in sediments using automated Headspace sampler equipped with Trap and coupled with Gas Chromatography and Atomic Fluorescence Detector was developed and is define. The special attention is also given to the necessity of clean sampling procedures and the proper storage and pre-treatment of the samples and the field study of Hg distribution in sediments. The mercury contamination of sediments from the South Moravia and Northern France are compared. The mercury species and other elements (Fe, Mn, S) were analysed in sediments and/or pore water and/or surface water collected from the sampling sites in the Deûle and Lys River (France) and Jihlava and Morava River (Czech Republic). In order to better assess the mercury contamination of aquatic ecosystem, the pore water concentration could be evaluated to understand the availability of mercury from sediment. The use of diffusive gradient in thin film (DGT) technique is applied to measure pore water mercury concentration in river sediments. Different resins gels for mercury determination are used: Spheron-Thiol, Duolite GT-73 and TiO2. River Deûle act as a sink for enormous anthropogenic Hg from the industrial activities and is considered as a potential significant source of methylmercury to the surrounding environment. The last part of thesis deals with the application of well-established isotope experiments to study methylation/demethylation processes in sediments of Deûle River. For this purpose, species-specific isotopically enriched tracers in the form of inorganic mercury IHg (199Hg) and MeHg (201MeHg) have been added to the sediment slurries. Mercury labelled species were used as the tracers to follow their chemical fate and calculate the extent of the transformation reaction yield occurring during the 24 hours experiment. This experiment methodology is refined by applying advanced matrix algebra to resolve the contributions of several different enriched stable isotope species specific tracers to the isotope pattern found, making the calculation of methylation/demethylation rates possible.

Ce travail s’inscrit dans le cadre du programme Seine-Aval IV projet TOXSEINE et porte sur l’étude de la dynamique, le comportement et la toxicité des éléments traces métalliques à l’interface eau-sédiment dans l’estuaire de la Seine. Notre étude a été menée sur différents sites de Poses à l’amont jusqu’à l’embouchure (Vasière Nord). Cette étude nous a permis de mettre en évidence une contamination relativement importante des sédiments par des composés métalliques principalement le mercure, le cuivre, le plomb, le cadmium, le zinc et le nickel, en particulier l’amont de l’estuaire. Une autre partie du travail a été consacré à l’étude de la disponibilité et la toxicité de ces métaux, en utilisant des bioessais (test microtox) et par la détermination des indices de toxicité et. Toutefois ces éléments traces métalliques accumulés au niveau des sédiments représentent une source de contamination et une menace potentielle pour l’écosystème aquatique, en particulier en cas de remise en suspension lors de leur relargage et leur désorption suite à l’effet de marée, le trafic maritime ou aux activités de dragage. Pour ces raisons la mobilité des ETM a été étudiée tenant en compte les phénomènes d’adsorption, de résorption et la cinétique de relargage des métaux. Les résultats indiquent une labilité importante des métaux (Cd, Pb, Cu) et une bonne corrélation entre contamination chimique et réponse biologique. / The present work is a part of TOXSEINE project included in “Seine-aval IV Program”. The main focal points of the research are: study of the behavior and the toxicity of trace metals at water-sediment interface of the Seine estuary. Our work is conducted on different sites along the estuary reaching the mudflat of the river. The following study has revealed high levels of metal contamination in Seine sediment especially with Hg, Cd, Cu, Pb, Zn particularly in the upstream river. Other part of the work is devoted for the study of the disponibility and toxicity of metals by calculation of toxicity index and the use of bioessay (Microtox test). The accumulated trace metals in sediment represent a source of pollution and a potential threat to aquatic ecosystem especially during their release due to sediment resuspension caused by tide effect, traffic boat and dredging activities. For these reasons, the mobility of ETM is studied taking into consideration: adsorption phenomena, desorption, kinetics of metal release. The results have indicated an important lability of metals (Cd, Pb, Cu) and positive correlation between the chemical contamination and the biological response.

L’augmentation de l’exploitation minières, le développement d’une agriculture intensive et la consommation croissante de médicaments ont conduit à une pollution des écosystèmes aquatiques. Les polluants organiques et métalliques sont susceptibles de développer une toxicité non négligeable pour la santé humaine et le bon fonctionnement des écosystèmes. Cette pollution des milieux aquatiques menace la ressource en eau avec des conséquences grave pour l'approvisionnement en eau potable. Dans le présent travail, on s’intéresse à la bioremédiation des polluants par les algues. Les algues ont des capacités d'absorption particulièrement intéressantes pour la décontamination de milieux pollués et lutter contre les phénomènes d'eutrophisation. Grâce à leurs taux de croissance élevés associés à leurs capacités d'absorption, les algues sont mises à profit pour le traitement des eaux usées. La première partie de notre étude est consacrée à la caractérisation des souches algales utilisées par un suivi des méthodes d’élevage en laboratoire pour la production d’une biomasse à moindre coût pour étudier les processus de bioremédiation. L’élevage des algues sur milieux de cultures provenant des stations de traitement des eaux offre un avantage intéressant dans le traitement tertiaire des effluents à moindre coût. Une seconde partie du travail est consacrée à l’étude de bioaccumulation des polluants organiques et minéraux sur la phase solide algale en dispersion libre et immobilisé dans l’eau. Nos résultats montrent que certaines espèces d’algues comme la Spirulina platensis a un grand potentiel pour éliminer les micropolluants organiques. / The development of intensive agriculture and the increase use of chemicals (Persistent Organic Pollutant, drug residues, hormones and bisphenols) have led to a pollution of the aquatic ecosystems. Organic and metallic pollutants are likely to develop significant toxicity to human health and the functioning of ecosystems. This pollution of the aquatic environment menaces the water resource with serious consequences for drinking water supply. In this work, we are interested to the bioremediation of pollutants by algae. Algae have particularly good absorption capacities for decontamination of polluted environments and to decrease the eutrophication. Their high growth rates combined with their absorption capacity, algae are used for the treatment of wastewater. The first part of our study is devoted to the characterization of the algal strains used by a development of laboratory methods for production of a biomass at least cost for the study of bioremediation processes. Algae breeding on crop media from water treatment plants offer an interesting advantage in the tertiary effluents treatment at lower cost. A second part of the work is devoted to the bioaccumulation study of organic and mineral pollutants on the algal solid phase in free dispersion or immobilized on a support. Our results show that some algal species such as Spirulina platensis have great potential for removing organic pollutants.

We live and we die…that much holds true. What we do in between becomes our TRACES… My thesis exhibition is comprised of acrylic paintings, silkscreen prints, charcoal drawings and a relief panel piece all relating to the lives of twelve residents of an independent living housing facility in Lethbridge, AB. Through interviews with the residents, I obtained images of their past and present which are reflected in this body of work and portrayed as TRACES of their lives. The work is very flat, hard edged, and colorful. I created a system whereby I took an image and broke it down into simple shapes. From this I then produced a painting using many layers of acrylic paint, meticulously executed resulting in a steady hard line as the colors meet. To express my work I utilized canvas, mdf board and paper. Silkscreens also form part of the display, but the breaking down of the image is consistent throughout.

We present a novel automatic parallelization approach that uses traces. Our approach uses a binary representation of a program, allowing for the parallelization of programs even if their full source code is not available. Furthermore, traces can represent both iteration and recursion. We use hardware transactional memory (HTM) to ensure correct execution in the presence of dependences. We describe a parallel trace execution model that allows sequential programs to execute in parallel. In the model, traces are identified by a trace collection system (TCS), the program is transformed to allow the traces to execute on multiple processors, and the traces are executed in parallel. We present a framework with four components that, with a TCS, realizes our execution model. The grouping component groups traces into tasks to reduce overhead and make identification of successor traces easier. The packaging component allows tasks to execute on multiple processors. The dependence component deals with dependences on reduction and induction variables. In addition, transactions are committed in sequential program order on an HTM system to deal with dependences that are not removed. Finally, the scheduler assigns tasks to processors. We create a prototype that parallelizes programs and uses an HTM simulator to deal with dependences. To overcome the limitations of simulation, we also create another prototype that automatically parallelizes programs on a real system. Since HTM is not used, only dependences on induction and reduction variables are handled. We demonstrate the feasibility of our trace-based parallelization approach by performing an experimental evaluation on several recursive and loop-based Java programs. On the HTM system, the average speedup of the computational phase of the benchmarks on four processors is 2.79. On a real system, the average speedup on four processors is 1.83. Therefore, the evaluation indicates that trace-based parallelization can be used to effectively parallelize recursive and loop-based Java programs based on their binary representation.

Th.--Sci.--Montpellier--Université des sciences et techniques, 1984. / Bibliogr. p. 127-138. Résumé en français et en anglais.

Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une problématique liée à la contamination des sols par les éléments traces métalliques (ETM) et à la nécessité de développer des outils d’indication permettant le diagnostic et le suivi de la qualité des milieux terrestres. L’objectif de ce travail de thèse a été de rechercher chez deux modèles biologiques, Oniscus asellus et Porcellio scaber (Crustacea, Isopoda), des paramètres indicateurs de la contamination des sols par des ETM, et spécifiquement des litières, dans le but de contribuer à la mise au point d’un outil écotoxicologique de terrain à destination des gestionnaires de l’environnement et visant à renseigner sur l’état de fonctionnement des écosystèmes et particulièrement des habitats ligneux. Ce travail a portée d’une part, sur des études menées in situ qui ont concerné la caractérisation de populations d’isopodes (abondance, structuration par âge, paramètres liés à la reproduction, paramètres biométriques, bioaccumulation) en lien avec les paramètres physico-chimiques des sols (pH, teneurs en CaCO3 total et en MO, ratio C/N, concentrations en Cd, Pb, Zn et Cu). D’autre part, en parallèle des études de terrain, des études ex situ menées au laboratoire en conditions contrôlées ont été réalisées, dans lesquelles des paramètres tels que la croissance, la bioaccumulation, le comportement d’évitement ou encore la dynamique de population ont été étudiées chez P. scaber exposé à des litières de peuplier collectées sur le terrain et présentant un gradient de contamination en Cd, Pb et Zn. Les études in situ n’ont pas mis en évidence de différence entre des populations issues d’environnement massivement contaminés par des ETM ou non. Bien que les individus issus de sites massivement contaminés soient fortement imprégnés par des ETM, il semblerait que les populations soient physiologiquement adaptées pour tolérer ces éléments. En revanche, les expérimentations menées en conditions contrôlées ont montré l’intérêt de l’utilisation de P. scaber dans des tests d’écotoxicité pour l’évaluation de la qualité des litières, et ceci au travers de la mesure de la croissance ou de tests comportementaux d’évitement. / Soil pollution by metals traces elements (MTE) is a worldwide concern in industrialized countries. For biomonitoring, it is necessary to develop indicator tools to evaluate the quality of terrestrial medias. The aim of this thesis was to research in Oniscus asellus and Porcellio scaber (Crustacea, Isopoda), indicator parameters of soil contamination by MTE, and especially of litter, to contribute to the development of ecotoxicological field tool to assess soil quality and terrestrial ecosystems. First, studies performed in situ, have concerned characterisation of woodlouse populations from ligneous habitats (abundance, age structure, reproduction, biometrical parameters, bioaccumulation) with the regard to physicochemical parameters of soil (pH, CaCO3 and MO contents, ratio C/N, Cd, Pb, Zn and Cu concentrations). Secondly, studies ex situ were also performed in controlled conditions in laboratory. Parameters have concerned growth rate, bioaccumulation, behavioural avoidance or population dynamics in P. scaber exposed to field litter contaminated by Cd, Pb and Zn. Field studies didn’t show any difference between woodlouse populations from contaminated sites or not. Actually, although MTE body burdens in woodlice from massively contaminated sites were high, it seemed that field populations were physiologically adapted to contaminants. In other hand, laboratory investigations were shown the interest of the use of P. scaber in ecotoxicity tests to assess litter quality. These studies have notably shown the sensitivity of growth rate and behavioural avoidance of P. scaber as endpoints in ecotoxicity tests.

We study the complexity of temporal logics over concurrent systems that can be described by Mazurkiewicz traces. We develop a general method to prove that the uniform satisfiability problem of local temporal logics is in PSPACE. We also demonstrate that this method applies to all known local temporal logics.