Thesis (M.Arch.(Prof.))--University of Pretoria, 2005. / Includes summary. Includes bibliographical references. Available on the Internet via the World Wide Web.

Multiagent simulation is gaining popularity due to its intuitiveness and ability in coping with domain complexity. HLA, being a distributed simulation architecture standard, is a good candidate for implementing a multiagent simulation infrastructure on, provided that agent communication can be implemented. HLA, being a standard designed towards a wide coverage of simulation system architectures and styles, is not an easy system to master. In this thesis, an abstraction layer called the Federate Abstraction Layer (FAL) is described for better engineering of software systems participating in an HLA simulation, providing lower project risks for the project manager and ease of use for the C++ programmers. The FAL is in use in project SAVMOS in Modelling and Simulation Laboratory. Discussion of FAL is followed by discussion of the study for realizing KQML for use in multiagent architectures to be built on top of HLA as the data transfer medium. The results are demonstrated with 10 federates implemented using the FAL.

Thesis (M.C.S.) Carleton University, 2005. / Includes bibliographical references (p. 133-145). Also available in electronic format on the Internet.

Le modèle IP multipoint actuel rend particulièrement difficile le déploiement à grande-échelle d'Environnements Virtuels Partagés (EVPs) sur l'Internet. Cependant les concepteurs de ce type d'applications désirent permettre la connexion simultanée d'un nombre toujours plus important d'utilisateurs. Nous avons défini SCORE, une architecture de communication permettant d'améliorer la scalabilité et de déployer à grande-échelle des EVPs. Dans cette architecture, nous avons élaboré des mécanismes de filtrage et des protocoles au niveau de la couche transport, s'appuyant sur plusieurs agents et sur un ensemble de groupes multipoints. Afin d'évaluer les coûts introduits par SCORE ainsi que sa capacité à améliorer les performances, nous avons réalisé plusieurs séries d'expérimentations. Nos résultats montrent les situations dans lesquelles notre architecture de communication permet d'offrir un haut degré de scalabilité.

Les progrès récents dans le domaine des technologies de communications ont ouvert la voie à de nouveaux réseaux et les applications multimédias distribuées se sont développées. Elles ont pour principales caractéristiques des débits élevés, des flux continus avec de fortes contraintes temporelles, et des besoins en synchronisation pour préserver la cohérence de leur présentation. Les réseaux de communication actuels ne pouvant tout offrir à la fois (hauts débits, qualité et respect des contraintes temporelles), la multiplicité des supports de communication et des services permet d'envisager une nouvelle voie : le choix du support de communication en fonction des contraintes de l'application. Si cette multiplicité possède des attraits, elle recèle aussi de nombreuses difficultés qu'il faut maîtriser comme l'hétérogénéité des services de bout en bout. Ceci nous a conduit à concevoir et à réaliser une nouvelle architecture de communication " multi-réseaux " prenant en compte les besoins spécifiques des applications multimédias. D'une part, lorsque plusieurs réseaux sont accessibles, un protocole permettant de sélectionner la meilleure interface de communication en fonction des besoins spécifiques des flux multimédias a été défini. Afin de préserver la synchronisation multimédia, des mécanismes d'ordres partiels sont intégrés au protocole. D'autre part, lorsque des domaines très hétérogènes doivent être traversés par un flux, une solution qui permet de préserver la qualité de service des protocoles de transport est proposée. Elle est basée sur le principe de la rupture des connexions transport par des proxys situés en bordure de domaine. Un modèle de flux associant un langage de spécification des flux multimédias à des mécanismes de traitement de ces flux par le protocole est proposé pour formaliser les spécifications de qualité de service. Enfin, cette thèse a contribué à développer des mécanismes de déploiement dynamique de protocoles de t ransport.

Cette thèse considère les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) de grande dimension (de l'ordre du million de noeuds). Les questions posées sont les suivantes : comment prédire le bon fonctionnement et calculer avant déploiement les performances d'un tel réseau, sachant qu'aucun simulateur ne peut simuler un réseau de plus de 100 000 noeuds ? Comment assurer sa configuration pour garantir performance, passage à l'échelle, robustesse et durabilité ? La solution proposée dans cette thèse s'appuie sur une architecture de RCSF hétérogène à deux niveaux, dont le niveau inférieur est composé de capteurs et le niveau supérieur de collecteurs. La première contribution est un algorithme d'auto-organisation multi-canal qui permet de partitionner le réseau inférieur en plusieurs sous-réseaux disjoints avec un collecteur et un canal de fréquence par sous-réseau tout en respectant le principe de réutilisation de fréquence. La seconde contribution est l'optimisation du déploiement des collecteurs car leur nombre représente celui des sous-réseaux. Les problèmes traités ont été : l'optimisation des emplacements des puits pour un nombre prédéfini de puits et la minimisation du nombre de puits ou du coût pour un nombre prédéfini de sauts dans les sous-réseaux. Une solution intuitive et appropriée pour assurer à la fois performances réseaux et coût, est de partitionner le réseau inférieur en sous-réseaux équilibrés en nombre de sauts. Pour ce faire, la topologie physique des puits est une répartition géographique régulière en grille (carrée, triangulaire, etc.). Des études théoriques et expérimentales par simulation des modèles de topologie montrent, en fonction des besoins applicatifs et physiques, la méthodologie de choix et le calcul des meilleures solutions de déploiement. / This thesis considers the large-scale wireless sensor network (LSWSN) consisting of million nodes. The questions are: how to predict the good working and to compute before deployment the performances of such a network, knowing that no simulator can simulate a network of more than 100000 nodes? How to ensure its configuration to ensure performance, scalability, robustness and longevity? The solution proposed in this thesis is based on a two-tiered heterogeneous architecture of WSN in which the level 1 is composed of sensors and the level 2 of collectors. The first contribution is a multi-channel self-organization algorithm, which allows partitioning the network of level 1 into several disjointed sub-networks with one collector and one frequency channel while respecting the principle of frequency reuse. The second contribution is to optimize the deployment of collectors because their number represents that of sub-networks. The problems addressed were: the optimization of sinks locations for a predetermined number of sinks, and the minimization of financial cost related of the sinks? number, for a predetermined number of hops in the sub-networks. An intuitive and appropriate solution to ensure both network performance and cost is to partition the network of level 1 into balanced sub-networks in number of hops. To do this, the physical topology of sinks is a regular geographical grid (square, triangular, etc.). Theoretical studies and simulation of topology models show, depending on application requirements (node density, charge application, etc.) and physical (radio range, surveillance zone), the methodology of choice and the computation of the best deployment solutions.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour cadre la recherche de nouveaux services et protocoles de Transport, aptes à supporter le transfert de données multimédia en tenant compte des exigences applicatives en termes de hauts débits et de synchronisation. L'approche proposée repose sur la définition et le développement d'un nouveau concept: la connexion d'ordre partiel (POC - Partial Order Connection), établissant un lien conceptuel entre les modes de service/protocole orientés-connexion tels que TCP, et sans connexion tels que UDP. Une POC est une connexion de bout en bout permettant de définir et de mettre en œuvre tous les services et protocoles d'ordre partiel entre deux entités communicantes ; dans une POC, la délivrance des données à l'utilisateur récepteur peut être effectuée dans un ordre différent de l'ordre de soumission de ces données par l'utilisateur émetteur: la différence (acceptable) entre ces deux ordres résulte de la définition, par l'utilisateur, d'un ordre partiel de délivrance lors de l'ouverture de la connexion. Une formalisation des mécanismes correspondants est proposée au moyen de la technique de description formelle Estelle. Les caractéristiques intrinsèques des différents média d'un flux multimédia ont conduit ces dernières années au développement d'architectures de communication intégrant la prise en compte des contraintes applicatives à différents niveaux conceptuels, et notamment au niveau Transport du modèle OSI ; à partir d'une modélisation de ces contraintes utilisant le formalisme des réseaux de Petri (le modèle TSPN), l'auteur propose d'intégrer le concept de POC dans une architecture de Transport multimédia autorisant une prise en compte globale des contraintes d'ordre et de fiabilité d'un flux multimédia. Les mécanismes de gestion de l'ordre et de la fiabilité qui sont proposés permettent de définir un service de Transport multimédia offrant une hypothèse nouvelle aux utilisateurs vis à vis de la problématique de la synchronisation. Une étude de la faisabilité d'un protocole multimédia d'ordre partiel à l'aide des procédures XTP est finalement présentée: elle conclut en la possibilité d'une telle réalisation

Cette thèse considère les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) de grande dimension (de l'ordre du million de noeuds). Les questions posées sont les suivantes : comment prédire le bon fonctionnement et calculer avant déploiement les performances d'un tel réseau, sachant qu'aucun simulateur ne peut simuler un réseau de plus de 100 000 noeuds ? Comment assurer sa configuration pour garantir performance, passage à l'échelle, robustesse et durabilité ? La solution proposée dans cette thèse s'appuie sur une architecture de RCSF hétérogène à deux niveaux, dont le niveau inférieur est composé de capteurs et le niveau supérieur de collecteurs. La première contribution est un algorithme d'auto-organisation multi-canal qui permet de partitionner le réseau inférieur en plusieurs sous-réseaux disjoints avec un collecteur et un canal de fréquence par sous-réseau tout en respectant le principe de réutilisation de fréquence. La seconde contribution est l'optimisation du déploiement des collecteurs car leur nombre représente celui des sous-réseaux. Les problèmes traités ont été : l'optimisation des emplacements des puits pour un nombre prédéfini de puits et la minimisation du nombre de puits ou du coût pour un nombre prédéfini de sauts dans les sous-réseaux. Une solution intuitive et appropriée pour assurer à la fois performances réseaux et coût, est de partitionner le réseau inférieur en sous-réseaux équilibrés en nombre de sauts. Pour ce faire, la topologie physique des puits est une répartition géographique régulière en grille (carrée, triangulaire, etc.). Des études théoriques et expérimentales par simulation des modèles de topologie montrent, en fonction des besoins applicatifs (densité de noeuds, charge applicative, distribution des envois, délai en nombre de saut) et physiques (portée radio, zone de surveillance), la méthodologie de choix et le calcul des meilleures solutions de déploiement.

Les réseaux sur puce (NoC : Network on Chip) et les architectures GALS (Globalement Asynchrone – Localement Synchrone) sont deux nouveaux paradigmes de communication pour les systèmes sur puce (SoC : System on Chip). Ces paradigmes ont conduit à la création de réseaux sur puce asynchrones. Cependant, faute de méthodologies et d'outils de test adaptés, le test de production des réseaux sur puce asynchrones constitue un grand défi pour la mise sur le marché de ces systèmes. L'objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle méthode de test pour les réseaux sur puce asynchrones. Afin de faciliter le test de l'infrastructure du réseau, nous avons tout d'abord proposé une architecture DfT (Design-for-Test) dans laquelle chaque routeur du réseau est entouré d'un wrapper de test asynchrone qui améliore sa contrôlabilité et son observabilité. Cette architecture DfT a été modélisée, implémentée en logique asynchrone QDI (Quasi-Delay Insensitive), et validée avec un réseau sur puce asynchrone ANOC développée au CEA-LETI. La génération des vecteurs de test a été alors faite en analysant les fonctionnalités et l'implémentation structurelle du routeur et de ses interconnexions. Ensuite, nous avons également introduit une stratégie pour tester un réseau complet. La méthode de test complète développée dans cette thèse permet une couverture de faute de 99,86% pour le réseau ANOC en utilisant un modèle de faute de collage simple.

Der Aufbau der Sifa-Community, einer virtuellen Gemeinschaft für Fachkräfte für Arbeitssicherheit (Sifas), findet im Rahmen der vom Hauptverband der Berufsgenossenschaften beauftragten „Langzeitstudie zur Wirksamkeit der Tätigkeit von Fachkräften für Arbeitssicherheit“ (Sifa-Langzeitstudie) statt. Diese Langzeitstudie ist angelegt als 8-Jahres-Längsschnitt in Form einer repräsentativen Online-Befragung von Sifas aus allen Wirtschaftszweigen der gesetzlichen Unfallversicherungen und wird durch eine vertiefende Befragung in ausgewählten Unternehmen begleitet. Zwischen 2005 und 2011 werden über 4000 Sifas zu vier Erhebungszeitpunkten mit einem Online-Fragebogen über ihre Einstellungen und Erfahrungen in ihrem Tätigkeitsgebiet als Sifa befragt. Die Längsschnittstudie ist unter www.Sifa-langzeitstudie.de erreichbar. Die Sifa-Community, die seit Juni 2005 im Testbetrieb online ist, soll in erster Linie den Erhalt und die Motivation der Stichprobe über die Laufzeit der Studie hinweg unterstützen. Durch die exklusiv angebotenen Möglichkeiten der Information und Kommunikation haben die 4000 Studien-Teilnehmer die Möglichkeit, berufsbezogene Informationen individualisiert abzurufen und über berufsbezogene Fragen und Probleme mit räumlich entfernten Arbeitskollegen zu diskutieren. In der Ausschreibung der Langzeitstudie wurde darüber hinaus die Entwicklung von Konzepten gefordert, die die Fortführung der projektbezogenen Internetplattform über die Förderdauer hinaus sichern können. Dem versuchen die Autoren Rechnung zu tragen, indem eine funktionierende, zu großen Teilen selbst verwaltete virtuelle Gemeinschaft entwickelt wird, die auch nach Abschluss der Befragungen alle Fachkräfte für Arbeitssicherheit zur Verfügung stehen kann (Kahnwald & Köhler, 2005). Die Community ist unter www.Sifacommunity. de erreichbar.