Quid d’un principe constitutionnel concernant l’organisation institutionnelle de l’État, tel que la séparation des pouvoirs, dans la jurisprudence d’une cour internationale des droits de l’homme, telle que la Cour européenne des droits de l’homme ? S’il serait audacieux de prouver que le juge de Strasbourg applique une certaine théorie de séparation des pouvoirs, il est pourtant pertinent de répondre à la question de savoir si les solutions adoptées par le juge européen des droits de l’homme dessinent une vision cohérente de ce que doivent, selon lui, être les relations entre les pouvoirs. En outre, il ne faut pas faire abstraction du fait que la théorie de la séparation des pouvoirs telle qu’elle est conçue dans l’État libéral contemporain n’implique la consécration que d’un socle minimal de solutions soit acquis. / What of the idea that a constitutional principle concerning the institutional organization of the State, such as the separation of powers, could be found in the jurisprudence of an international court of human rights, namely the European Court of Human Rights ? Even if it were to be audacious to prove that the judges of the Strasbourg Court apply a precise theory of separation of powers, it, nonetheless remains relevant to answer the question whether the solutions adopted by the aforementioned judges outline a coherent vision of what should be, in their view, the relations between the branches of government. Yet, one should always bear in mind that the theory of the separation of powers, as conceived in the contemporary liberal State, implies the consecration of only a minimum nucleus of solutions.

Wireless communications are important in our highly connected world. The amount of data being transferred in cellular networks is steadily growing, and consequently more capacity is needed. This thesis considers the problem of downlink capacity improvement from the perspective of multicell coordination. By employing multiple antennas at the transmitters and receivers of a multicell network, the inherent spatial selectivity of the users can be exploited in order to increase the capacity through linear precoding and receive filtering. For the coordination between cells, distributed algorithms are often sought due to their low implementation complexity and robustness. In this context, the thesis considers two problem domains: base station clustering and coordinated precoding. Base station clustering corresponds to grouping the cell base stations into disjoint clusters in order to reduce the coordination overhead. This is needed in intermediate-sized to large networks, where the overhead otherwise would be overwhelmingly high. Two solution methods for the clustering problem are proposed: an optimal centralized method, as well as a heuristic distributed method. The optimal method applies to a family of throughput models and exploits the structure of the model to find bounds that can be used to focus the search for the optimal clustering into promising territories. The distributed method instead uses notions from coalitional game theory, where the base stations are modelled as rational and intelligent players in a game. By letting the players make individual deviations that benefit them in the game, i.e.\@ switching clusters, a distributed coalition formation algorithm is obtained. Coordinated precoding is the act of finding the linear precoders and receive filters that maximize the network performance, given a base station clustering. Four specific challenges are studied in this problem domain. First, coordinated precoding under intercluster interference is considered. The channels of the intercluster links are not explicitly estimated due to overhead reasons, and these links thus lead to intercluster interference. By exploiting the known statistics of the intercluster channels, a robust and distributed coordinated precoding algorithm is developed. Second, coordinated precoding under imperfect channel state information is considered. Relying on the channel reciprocity under time-division duplex operation, a distributed estimation framework is proposed. Given the estimated channels, a robust and distributed coordinated precoding algorithm is then derived. Third, coordinated precoding under imperfect radio hardware is considered. By modelling the radio frequency distortion noises, a distributed coordinated precoding method that accounts for the imperfections is proposed. Fourth, joint coordinated precoding and discrete rate selection is considered. By bounding and linearizing an originally intractable optimization problem, a heuristic algorithm is derived which selects the transmit rate from a finite set and simultaneously forms the linear precoders and receive filters. / Trådlös kommunikation är ett viktigt verktyg i dagens ständigt uppkopplade värld. Datamängden som överförs i mobilnätverk ökar stadigt och därmed behovet av mer kapacitet. För att öka kapaciteten i nedlänken så utvecklar denna avhandling nya metoder för koordinering av multicellnätverk. Med flerantenniga sändare och mottagare så kan den spatiala selektiviteten hos mottagarna utnyttjas för att separera dem, vilket ger en ökad kapacitet. För denna koordinering är distribuerade algoritmer ofta att föredra eftersom de är robusta och har låg implementeringskomplexitet. I detta sammanhang undersöker denna avhandling två problemområden: basstationsgruppering och samordnad förkodning. Basstationsgruppering innebär att basstationerna delas in i disjunkta grupper, vilket minskar overheadkostnaden för samordningen. Detta är framför allt nödvändigt i medelstora till stora nätverk, eftersom overheadkostnaden för koordineringen av dessa annars skulle bli för stor. Två lösningar för basstationsgruppering presenteras: dels en optimal och centraliserad metod samt dels en heuristisk och distribuerad metod. Den optimala och centraliserade metoden kan hantera en familj av modeller för den totala datatakten och utnyttjar strukturen i modellen för att fokusera sökandet efter den optimala grupperingen mot lovande områden. Den heuristiska och distribuerade metoden bygger på spelteori för koalitioner och modellerar basstationerna som rationella och intelligenta spelare i ett spel. En distribuerad algoritm för koalitionsformering härleds genom att låta spelarna göra individuella förflyttningar, dvs. byta grupp, när det gynnar dem under spelets regler. Vid samordnad förkodning använder de flerantenniga sändarna och mottagarna linjära förkodare och mottagningsfilter för att maximera nätverkets prestanda. Inom detta problemområde undersöks fyra olika specifika problem. Först undersöks problemet när det finns störningar mellan basstationsgrupperna. För att hålla nere mängden overhead så skattas inte kanalerna mellan grupperna, vilket ger upphov till störningar hos mottagarna. Genom att utnyttja den kända statistiska informationen för dessa okända kanaler kan en robust och distribuerade samordningsmetod för förkodningen utvecklas. Därnäst undersöks problemet då kanalkännedomen är bristfällig i allmänhet. Reciprociteten som uppstår vid tidsdelningsduplexning utnyttjas och flera distribuerade skattningsmetoder härleds. Givet den skattade kanalkännedomen föreslås en robust metod för samordnad förkodning. Därnäst undersöks problemet med samordnad förkodning då radiohårdvaran är bristfällig. En modell för det distortionsbrus som skapas av den bristfälliga hårdvaran används för att föreslå en robust distribuerad metod för samordnad förkodning för detta scenario. Slutligen undersöks valet av diskret datatakt med simultan samordnad förkodning. En heuristisk algoritm utvecklas som löser ett begränsat optimeringsproblem. Algoritmen väljer sänddatatakten från en ändlig mängd och bestämmer simultant de linjära förkodarna och mottagningsfiltrena. / <p>QC 20160407</p>

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2013. / ENGLISH ABSTRACT: Supply-demand analysis (SDA) is a tool that allows for the control, regulation and behaviour of metabolic pathways to be understood. In this framework, reactions are grouped into reaction blocks that represent the supply and demand of a metabolic product. The elasticities of these supply and demand blocks can be used to determine the degree of control either block has over the flux in the pathway and the degree of homoeostasis of the metabolic product that links the blocks. Rate characteristic plots, on which the rates of supply and demand blocks are plotted as functions of the concentration of the linking metabolite, represent a powerful visual tool in this framework. Generalised supply-demand analysis (GSDA) allows for the analysis of metabolic models of arbitrary size and complexity without prior knowledge of the regulatory structure of the pathway. This is achieved by performing SDA on each variable metabolite in a pathway instead of choosing a single linking metabolite. GSDA also provides other benefits over SDA as it allows for potential sites of regulation and regulatory metabolites to be identified. Additionally it allows for the identification and quantification of the relative contribution of di erent routes of regulation from an intermediate to a reaction block. Moiety-conserved cycles present a challenge in performing in silico SDA or GSDA, as the total concentration of a moiety must remain constant, thereby limiting the range of possible concentrations of the metabolites between which it cycles. The first goal of this thesis was to develop methods to perform GSDA on two-membered and interlinked moiety-conserved cycles. We showed that by expressing the members of a moiety-conserved cycle as a ratio, rather than individual metabolite concentrations, we can freely vary the ratio without breaking moiety conservation in a GSDA. Furthermore, we showed that by linking the concentrations of the members of two interlinked two-membered moiety-conserved cycles to a “linking metabolite”, we could vary the concentration of this metabolite, within constraints, without breaking moiety conservation. The Python Simulator for Cellular Systems (PySCeS) is a software package developed within our group that provides a variety of tools for the analysis of cellular systems. The RateChar module for PySCeS was previously developed as a tool to perform GSDA on kinetic models of metabolic pathways by automatically generating rate characteristic plots for each variable metabolite in a pathway. The plots generated by RateChar, however, were at times unclear when the models analysed were too complex. Additionally, invalid results where steady-states could not be reached were not filtered out, and therefore appeared together with valid results on the rate characteristic plots generated by RateChar. We therefore set out to improve upon RateChar by building plotting interface that produces clear and error-free rate characteristics. The resulting RCFigure class allows users to interactively change the composition of a rate characteristic plot and it includes automatic error checking. It also provides clearer rate characteristics with e ective use of colour. Using these tools two case studies were undertaken. In the first, GSDA was used to investigate the regulation of aspartate-derived amino acid synthesis in Arabidopsis thaliana. A central result was that the direct interaction of aspartate-semialdehyde (ASA), a metabolite at a branch point in the pathway, with the enzyme that produces it only accounts for 7% of the total response in the flux of supply. Instead, 89% of the observed flux response was due to ASA interacting with of the downstream enzymes for which it is a substrate. This result was unexpected as the ASA producing enzyme had a high elasticity towards ASA. In a second case study moiety-conserved cycles in a model of the pyruvate branches in lactic acid bacteria were linearised using the above mentioned method. This served to illustrate how multiple reaction blocks are connected by these conserved moieties. By performing GSDA on this model, we demonstrated that the interactions of these conserved moieties with the various reaction blocks in the pathway, led to non-monotonic behaviour of the rate characteristics of the supply and demand for the moiety ratios. An example of this is that flux would increase in response to an increase in product for certain ranges. This thesis illustrates the power of GSDA as an entry point in studying metabolic pathways, as it can potentially reveal properties of the regulation and behaviour of metabolic pathways that were not previously known, even if these pathways were subjected to previous analysis and a kinetic model is available. In general it also demonstrates how e ective analysis tools and metabolic models are vital for the study of metabolism. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Vraag-en-aanbod analise (VAA) is ’n analisemetode wat mens in staat stel om die beheer, regulering en gedrag van metaboliese paaie beter te verstaan. In hierdie raamwerk word reaksies gegroepeer as reaksieblokke wat die aanbod (produksiestappe) en die aanvraag (verbruik-stappe) van ’n metaboliese produk verteenwoordig. Vanaf die elastisiteite van hierdie aanbod- en aanvraag-blokke kan die graad van beheer van elkeen van die blokke oor die fluksie, asook die graad van homeostase van die metaboliese koppelingsintermediaat, bereken word. Snelheidskenmerk-grafieke, waarop die snelhede van die vraag- en aanbod-blokke as funksies van die konsentrasie van die koppelingsmetaboliet uiteengesit word, verteenwoordig ’n kragtige visuele hulpmiddel in hierdie raamwerk. Veralgemeende vraag-aanbod analise (VVAA), die veralgemeende vorm van VAA, maak dit moontlikommetaboliese modelle van arbitrêre grootte en kompleksiteit te analiseer sonder enige vooraf-kennis van die regulatoriese struktuur van die paaie. Die prosedure is om VAA op elk van die veranderlike metaboliete in die pad uit te voer, eerder as om ’n enkele koppelingsmetaboliet te kies. VVAA het ook ander voordele bo VAA aangesien dit potensiële setels van regulering en regulatoriese metaboliete kan identifiseer. Daarbenewens kan dit die relatiewe bydrae van verskillende regulerings-roetes van vanaf ’n intermediaat na ’n reaksieblok identifiseer en hulle kwantifiseer. Groep-gekonserveerde siklusse bied ’n uitdaging vir in silico VAA of VVAA, aangesien die totale konsentrasie van die gekonserveerde groep konstant moet bly. Dit beperk die waardes van moontlike konsentrasies van die metaboliete wat die siklus uitmaak. Die eerste doelstelling van hierdie tesis was dus om metodes te ontwikkel waarmee VVAA op tweeledige en saamgebonde groep-gekonserveerde siklusse uitgevoer kan word. Deur die lede van groep-gekonserveerde siklusse eerder as verhoudings uit te druk in plaas van as individuele metabolietkonsentrasies, het ons gewys dat ons hierdie verhouding vrylik kan varieer sonder om die groep-konservering te breek in ’n VVAA. Ons het ook gewys dat die konsentrasies van die lede van ’n saamgebonde groep-gekonserveerde siklus gekoppel kan word aan ’n “koppelingsmetaboliet”, waarvan die konsentrasie dan binne perke gevarieer kan word sonder om die groep-konservering te breek. Die “Python Simulator for Cellular Systems” (PySCeS) is ’n programmatuur-pakket wat binne ons navorsingsgroep ontwikkel is met die doel om sellulêre sisteme numeries te analiseer. Die RateChar module vir PySCeS was reeds voor die aanvang van hierdie projek ontwikkel om VVAAop kinetiese modelle van metaboliese paaie uit te voer deur outomaties snelheidskenmerke vir elke veranderlikke metaboliet te genereer. Die grafieke wat deur RateChar gegenereer is, was egter soms onduidelik wanneer die modelle te groot of kompleks geraak het. Daarbenewens is ongeldige resultate, waar ’n bestendige toestand nie bereik kon word nie, nie uitgefiltreer nie, en het dus saam met geldige resultate op die snelheidskenmerke verskyn. Een van die doelstellings was dus om RateChar te verbeter deur ’n koppelvlak vir grafieke te ontwikkel wat duidelike en foutlose snelheidskenmerke kon produseer. Dit het gelei tot die RCFigure klas wat outomatiese foutopsporing uitvoer en gebruikers in staat stel om op ’n interaktiewe wyse die samestelling van ’n snelheidskenmerkgrafiek te verander. Dit bied ook duideliker snelheidskenmerke deur e ektief van kleur gebruik te maak. Met hierdie ontwikkelde gereedskap is twee gevallestudies onderneem. In die eerste is VVAA gebruik om die regulering van aspartaat-afgeleide aminosuursintese in Arabidopsis thaliana te bestudeer. Die belangrikste resultaat was dat die direkte interaksie van aspartaat-semialdehied (ASA), ’n metaboliet by ’n vertakkingspunt in die pad, met die ensiem wat dit produseer, slegs vir 7% van die totale respons in die aanbod-fluksie verantwoordelik was. Daarteen was 89% van die waargenome fluksierespons die gevolg van die interaksie van ASA met drie van die stroomafensieme, waarvoor dit ’n substraat is. Hierdie resultaat was onverwag aangesien die ensiem wat ASA produseer ’n hoë elastisiteit teenoor ASA toon. In ’n tweede gevallestudie is die groep-gekonserveerde siklusse in ’n model van die pirovaat-takke in melksuurbakterie-metabolisme gelineariseer deur gebruik te maak van die bo beskrewe metode. Dit illustreer hoe verskeie reaksieblokke verbind word deur hierdie gekonserveerde groepe. M.b.v. ’n VVAA van hierdie model het ons gedemonstreer dat die interaksies van die gekonserveerde groepe met die verskeie reaksieblokke in die pad kan lei tot nie-monotoniese gedrag van die snelheidskenmerke van die vraag- en aanbod-reaksies vir die verhouding van die gekonserveerde groep-komponente. ’n Voorbeeld hiervan is die onverwagte waarneming dat die fluksie toeneem met toenemende produk-konsentrasie oor sekere gebiede. Hierdie tesis illustreer die krag van VVAA as ’n beginpunt vir die studie van metaboliese paaie, aangesien dit onbekende regulatoriese eienskappe en gedragspatrone kan ontbloot, selfs al is die paaie vantevore m.b.v. kinetiese modelle geanaliseer. Oor die algemeen demonstreer dit die noodsaaklikheid van e ektiewe analisegereedskap en metaboliese modelle vir die bestudering van metabolisme. / National Research Foundation

Ce travail a pour objet la résolution d'un problème combinatoire posé dans le cadre de la régulation court terme (ou dynamique) du trafic aérien. On cherche à déterminer pour chaque vol régulable une trajectoire en 4 dimensions réalisable de manière à respecter les contraintes de capacité des secteurs tout en minimisant la somme des coûts des trajectoires choisies. Le problème est modélisé par un programme linéaire mixte. Une représentation ad hoc du système aérien sert de support à la modélisation fine des trajectoires. Un processus global de résolution basé sur la génération de colonnes couplée à la technique de branch-and-bound est détaillé. Les colonnes du problème représentant des trajectoires, la génération de colonnes par le sous problème de tarification se traduit par la recherche de chemins tridimensionnels sur un réseau continu et dynamique. Un algorithme spécifique basé sur les algorithmes de plus court chemin par marquage et sur la programmation dynamique est développé et testé. Toute la méthode est évaluée sur des instances réelles représentant l'espace aérien géré par la CFMU, l'organisme européen de gestion des flux de trafic aérien. Les résultats obtenus en un temps de calcul compatible avec le contexte opérationnel valident finalement la méthode

Depuis une vingtaine d'années, la résolution de problèmes d'optimisation globale non convexes avec contraintes a connu un formidable essor. Les algorithmes de branch and bound basée sur l'analyse d'intervalles ont su trouver leur place, car ils ont l'avantage de prouver l'optimalité de la solution de façon déterministe, avec un niveau de certitude pouvant aller jusqu'à la précision machine. Cependant, la complexité exponentielle en temps et en mémoire de ces algorithmes induit une limite intrinsèque, c'est pourquoi il est toujours nécessaire d'améliorer les techniques actuelles. - Dans cette thèse, nous avons développé de nouvelles arithmétiques basées sur l'arithmétique d'intervalles et l'arithmétique affine, afin de calculer des minorants et des majorants de meilleure qualité de fonctions explicites sur un intervalle. - Nous avons ensuite développé une nouvelle méthode automatique de construction de relaxations linéaires. Cette construction est basée sur l'arithmétique affine et procède par surcharge des opérateurs. Les programmes linéaires ainsi générés ont exactement le même nombre de variables et de contraintes d'inégalité que les problèmes originaux, les contraintes d'égalité étant remplacées par deux inégalités. Cette nouvelle procédure permet de calculer des minorants fiables et des certificats d'infaisabilité pour chaque sous-domaine à chaque itération de notre algorithme de branch and bound par intervalles. De nombreux tests numériques issus du site COCONUT viennent confirmer l'efficacité de cette approche. - Un autre aspect de cette thèse a été l'étude d'une extension de ce type d'algorithmes en introduisant une limite sur mémoire disponible. L'idée principale de cette approche est de proposer un processus inverse de l'optimisation par le biais d'un principe métaheuristique: plutôt que d'améliorer des solutions locales à l'aide de métaheuristiques telles que les algorithmes Taboo ou VNS, nous partons d'une méthode exacte et nous la modifions en une heuristique. De cette façon, la qualité de la solution trouvée peut être évaluée. Une étude de la complexité de ce principe métaheuristique a également été effectuée. - Enfin, pour finir l'étude, nous avons appliqué notre algorithme à la résolution de problème en géométrie plane, ainsi qu'à la résolution d'un problème de dimensionnement de moteur électrique. Les résultats obtenus ont permis de confirmer l'intérêt de ce type d'algorithme, en résolvant des problèmes ouverts sur les polygones convexes et proposant des structures innovantes en génie électrique.

This business plan has been developed in order to evaluate the feasibility for the start-up of a trading company based in Honduras and a Latin American Cafeteria based in Taipei, Taiwan, Eureka LLC. The present will also serve as an operational framework and plan for the first three years that the company will be in business. According to Taiwanese law, the company needs to have a representative from the home office and a manager that lives in Taiwan. Hence, Eureka LLC will have two founding partners, and will need a start-up capital of $44,347.64 which will be provided jointly in equal parts by the founding partners. While taking advantage of the current FTAs between Taiwan and some Latin American countries, this business plan will also serve to demonstrate the enormous potential that there is for trading between Latin America and Taiwan, not only for the economy of the countries but also for the well-being of Latin American expats living in Taiwan. The forecasts show that the business model works and it can let the company grow organically over time, by adding new products according to the demand or even by entering other Asian markets.

La phylogénie moléculaire fournit un outil complémentaire aux études paléontologiques et géologiques en permettant la construction des relations phylogénétiques entre espèces ainsi que l’estimation du temps de leur divergence. Cependant lorsqu’un arbre phylogénétique est inféré, les chercheurs se focalisent surtout sur la topologie, c'est-à-dire l’ordre de branchement relatif des différents nœuds. Les longueurs des branches de cette phylogénie sont souvent considérées comme des sous-produits, des paramètres de nuisances apportant peu d’information. Elles constituent cependant l’information primaire pour réaliser des datations moléculaires. Or la saturation, la présence de substitutions multiples à une même position, est un artefact qui conduit à une sous-estimation systématique des longueurs de branche. Nous avons décidé d’estimer l‘influence de la saturation et son impact sur l’estimation de l’âge de divergence. Nous avons choisi d’étudier le génome mitochondrial des mammifères qui est supposé avoir un niveau élevé de saturation et qui est disponible pour de nombreuses espèces. De plus, les relations phylogénétiques des mammifères sont connues, ce qui nous a permis de fixer la topologie, contrôlant ainsi un des paramètres influant la longueur des branches. Nous avons utilisé principalement deux méthodes pour améliorer la détection des substitutions multiples : (i) l’augmentation du nombre d’espèces afin de briser les plus longues branches de l’arbre et (ii) des modèles d’évolution des séquences plus ou moins réalistes. Les résultats montrèrent que la sous-estimation des longueurs de branche était très importante (jusqu'à un facteur de 3) et que l’utilisation d'un grand nombre d’espèces est un facteur qui influence beaucoup plus la détection de substitutions multiples que l’amélioration des modèles d’évolutions de séquences. Cela suggère que même les modèles d’évolution les plus complexes disponibles actuellement, (exemple: modèle CAT+Covarion, qui prend en compte l’hétérogénéité des processus de substitution entre positions et des vitesses d’évolution au cours du temps) sont encore loin de capter toute la complexité des processus biologiques. Malgré l’importance de la sous-estimation des longueurs de branche, l’impact sur les datations est apparu être relativement faible, car la sous-estimation est plus ou moins homothétique. Cela est particulièrement vrai pour les modèles d’évolution. Cependant, comme les substitutions multiples sont le plus efficacement détectées en brisant les branches en fragments les plus courts possibles via l’ajout d’espèces, se pose le problème du biais dans l’échantillonnage taxonomique, biais dû à l‘extinction pendant l’histoire de la vie sur terre. Comme ce biais entraine une sous-estimation non-homothétique, nous considérons qu’il est indispensable d’améliorer les modèles d’évolution des séquences et proposons que le protocole élaboré dans ce travail permettra d’évaluer leur efficacité vis-à-vis de la saturation. / Molecular phylogeny provides an additional tool complementary to paleontological and geological studies, allowing the reconstruction of phylogenetic relationships between species and the estimate of their divergence time. Researchers are mainly focusing on the topology of a phylogenetic tree; i.e. the relative connection between different nodes. Whereas, the branch lengths of this phylogeny are often considered as secondary, i.e. as additional parameters containing little information. However, the branch lengths are the primary information for molecular dating. Importantly, saturation, the presence of multiple substitutions at the same position, is an artifact that leads to an underestimation of the branch length. We are therefore interested in estimating the magnitude of this phenomenon and its impact on divergence time. We chose to study the mammalian mitochondrial genome, which is available for many species and displays a high level of saturation. Furthermore, the phylogenetic relationships of mammalians are known, thus allowing us to fix the topology, thus eliminating one of the parameters influencing the branch lengths. We used two main approaches to improve the detection of multiple substitutions: (i) an increase in the number of species breaks the longest branches of the tree, (ii) more realistic models of sequence evolution. The results demonstrate that there is a very pronounced underestimation of branch lengths (up to a factor of 3). Furthermore, the use of a large number of species is the factor that influences most the detection of multiple substitutions, not the improvement of the model of sequence evolution. This suggests that even the most complex evolutionary models currently available, like the CAT+ Covarion model, which takes into account the heterogeneity of the substitution process between sites and the rates of evolution over time, are still far from taking the entire complexity of biological processes into account. Despite the important underestimation of branch lengths, the impact on dating appeared to be relatively limited, because the underestimation is more or less homothetic. This is obviously true for the complex evolutionary models. Since multiple substitutions are most effectively detected when breaking the long internal branches via the addition of species. This raises the problem of bias in the taxonomic sampling, due to the impact of extinction on the history of life on earth. Because this kind of bias leads to a non-homothetic underestimation, we consider it essential to improve models of sequence evolution and suggest that the protocol developed in this work will allow to evaluate their effectiveness towards saturation.

Bien que les champignons soient régulièrement utilisés comme modèle d'étude des systèmes eucaryotes, leurs relations phylogénétiques soulèvent encore des questions controversées. Parmi celles-ci, la classification des zygomycètes reste inconsistante. Ils sont potentiellement paraphylétiques, i.e. regroupent de lignées fongiques non directement affiliées. La position phylogénétique du genre Schizosaccharomyces est aussi controversée: appartient-il aux Taphrinomycotina (précédemment connus comme archiascomycetes) comme prédit par l'analyse de gènes nucléaires, ou est-il plutôt relié aux Saccharomycotina (levures bourgeonnantes) tel que le suggère la phylogénie mitochondriale? Une autre question concerne la position phylogénétique des nucléariides, un groupe d'eucaryotes amiboïdes que l'on suppose étroitement relié aux champignons. Des analyses multi-gènes réalisées antérieurement n'ont pu conclure, étant donné le choix d'un nombre réduit de taxons et l'utilisation de six gènes nucléaires seulement. Nous avons abordé ces questions par le biais d'inférences phylogénétiques et tests statistiques appliqués à des assemblages de données phylogénomiques nucléaires et mitochondriales. D'après nos résultats, les zygomycètes sont paraphylétiques (Chapitre 2) bien que le signal phylogénétique issu du jeu de données mitochondriales disponibles est insuffisant pour résoudre l'ordre de cet embranchement avec une confiance statistique significative. Dans le Chapitre 3, nous montrons à l'aide d'un jeu de données nucléaires important (plus de cent protéines) et avec supports statistiques concluants, que le genre Schizosaccharomyces appartient aux Taphrinomycotina. De plus, nous démontrons que le regroupement conflictuel des Schizosaccharomyces avec les Saccharomycotina, venant des données mitochondriales, est le résultat d'un type d'erreur phylogénétique connu: l'attraction des longues branches (ALB), un artéfact menant au regroupement d'espèces dont le taux d'évolution rapide n'est pas représentatif de leur véritable position dans l'arbre phylogénétique. Dans le Chapitre 4, en utilisant encore un important jeu de données nucléaires, nous démontrons avec support statistique significatif que les nucleariides constituent le groupe lié de plus près aux champignons. Nous confirmons aussi la paraphylie des zygomycètes traditionnels tel que suggéré précédemment, avec support statistique significatif, bien que ne pouvant placer tous les membres du groupe avec confiance. Nos résultats remettent en cause des aspects d'une récente reclassification taxonomique des zygomycètes et de leurs voisins, les chytridiomycètes. Contrer ou minimiser les artéfacts phylogénétiques telle l'attraction des longues branches (ALB) constitue une question récurrente majeure. Dans ce sens, nous avons développé une nouvelle méthode (Chapitre 5) qui identifie et élimine dans une séquence les sites présentant une grande variation du taux d'évolution (sites fortement hétérotaches - sites HH); ces sites sont connus comme contribuant significativement au phénomène d'ALB. Notre méthode est basée sur un test de rapport de vraisemblance (likelihood ratio test, LRT). Deux jeux de données publiés précédemment sont utilisés pour démontrer que le retrait graduel des sites HH chez les espèces à évolution accélérée (sensibles à l'ALB) augmente significativement le support pour la topologie « vraie » attendue, et ce, de façon plus efficace comparée à d'autres méthodes publiées de retrait de sites de séquences. Néanmoins, et de façon générale, la manipulation de données préalable à l'analyse est loin d’être idéale. Les développements futurs devront viser l'intégration de l'identification et la pondération des sites HH au processus d'inférence phylogénétique lui-même. / Despite the popularity of fungi as eukaryotic model systems, several questions on their phylogenetic relationships continue to be controversial. These include the classification of zygomycetes that are potentially paraphyletic, i.e. a combination of several not directly related fungal lineages. The phylogenetic position of Schizosaccharomyces species has also been controversial: do they belong to Taphrinomycotina (previously known as archiascomycetes) as predicted by analyses with nuclear genes, or are they instead related to Saccharomycotina (budding yeast) as in mitochondrial phylogenies? Another question concerns the precise phylogenetic position of nucleariids, a group of amoeboid eukaryotes that are believed to be close relatives of Fungi. Previously conducted multi-gene analyses have been inconclusive, because of limited taxon sampling and the use of only six nuclear genes. We have addressed these issues by assembling phylogenomic nuclear and mitochondrial datasets for phylogenetic inference and statistical testing. According to our results zygomycetes appear to be paraphyletic (Chapter 2), but the phylogenetic signal in the available mitochondrial dataset is insufficient for resolving their branching order with statistical confidence. In Chapter 3 we show with a large nuclear dataset (more than 100 proteins) and conclusive supports that Schizosaccharomyces species are part of Taphrinomycotina. We further demonstrate that the conflicting grouping of Schizosaccharomyces with budding yeasts, obtained with mitochondrial sequences, results from a phylogenetic error known as long-branch attraction (LBA, a common artifact that leads to the regrouping of species with high evolutionary rates irrespective of their true phylogenetic positions). In Chapter 4, using again a large nuclear dataset we demonstrate with significant statistical support that nucleariids are the closest known relatives of Fungi. We also confirm paraphyly of traditional zygomycetes as previously suggested, with significant support, but without placing all members of this group with confidence. Our results question aspects of a recent taxonomical reclassification of zygomycetes and their chytridiomycete neighbors (a group of zoospore-producing Fungi). Overcoming or minimizing phylogenetic artifacts such as LBA has been among our most recurring questions. We have therefore developed a new method (Chapter 5) that identifies and eliminates sequence sites with highly uneven evolutionary rates (highly heterotachous sites, or HH sites) that are known to contribute significantly to LBA. Our method is based on a likelihood ratio test (LRT). Two previously published datasets are used to demonstrate that gradual removal of HH sites in fast-evolving species (suspected for LBA) significantly increases the support for the expected ‘true’ topology, in a more effective way than comparable, published methods of sequence site removal. Yet in general, data manipulation prior to analysis is far from ideal. Future development should aim at integration of HH site identification and weighting into the phylogenetic inference process itself.

L'omniprésence des ordinateurs et la demande de toujours plus de puissance poussent les architectes processeur à chercher des moyens d'augmenter les performances de ces processeurs. La tendance actuelle est de répliquer sur une même puce plusieurs cœurs d'exécution pour paralléliser l'exécution. Si elle se poursuit, les processeurs deviendront massivement multicoeurs avec plusieurs centaines voire un millier de cœurs disponibles. Cependant, la loi d'Amdahl nous rappelle que l'augmentation de la performance séquentielle sera toujours nécessaire pour améliorer les performances globales. Une voie essentielle pour accroître la performance séquentielle est de perfectionner le traitement des branchements, ceux-ci limitant le parallélisme d'instructions. La prédiction de branchements est la solution la plus étudiée, dont l'intérêt dépend essentiellement de la précision du prédicteur. Au cours des dernières années, cette précision a été continuellement améliorée et a atteint un seuil qu'il semble difficile de dépasser. Une autre solution est d'éliminer les branchements et de les remplacer par une construction reposant sur des instructions prédiquées. L'exécution des instructions prédiquées pose cependant plusieurs problèmes dans les processeurs à exécution dans le désordre, en particulier celui des définitions multiples. Les travaux présentés dans cette thèse explorent ces deux aspects du traitement des branchements. La première partie s'intéresse à la prédiction de branchements. Une solution pour améliorer celle-ci sans augmenter la précision est de réduire le coût d'une mauvaise prédiction. Cela est possible en exploitant la reconvergence de flot de contrôle et l'indépendance de contrôle pour récupérer une partie du travail fait par le processeur sur le mauvais chemin sur les instructions communes aux deux chemins pour éviter de le refaire sur le bon chemin. La deuxième partie s'intéresse aux instructions prédiquées. Nous proposons une solution au problème des définitions multiples qui passe par la prédiction sélective de la valeur des prédicats. Un mécanisme de rejeu sélectif est utilisé pour réduire le coût d'une mauvaise prédiction de prédicat. / Computers are everywhere and the need for always more computation power has pushed the processor architects to find new ways to increase performance. The today's tendency is to replicate execution core on the same die to parallelize the execution. If it goes on, processors will become manycores featuring hundred to a thousand cores. However, Amdahl's law reminds us that increasing the sequential performance will always be vital to increase global performance. A perfect way to increase sequential performance is to improve how branches are executed because they limit instruction level parallelism. The branch prediction is the most studied solution, its interest greatly depending on its accuracy. In the last years, this accuracy has been continuously improved up to reach a hardly exceeding limit. An other solution is to suppress the branches by replacing them with a construct based on predicated instructions. However, the execution of predicated instructions on out-of-order processors comes up with several problems like the multiple definition problem. This study investigates these two aspects of the branch treatment. The first part is about branch prediction. A way to improve it without increasing the accuracy is to reduce the coast of a branch misprediction. This is possible by exploiting control flow reconvergence and control independence. The work done on the wrong path on instructions common to the two paths is saved to be reused on the correct path. The second part is about predicated instructions. We propose a solution to the multiple definition problem by selectively predicting the predicate values. A selective replay mechanism is used to reduce the cost of a predicate misprediction.

Energy systems with a high portion of renewable energy from wind and solar power can suffer from fluctuations in production due to weak winds or cloudy weather, which may affect the electricity price. When producing heat and power in a combined heat and power plant, an additional heat storage tank can be used to store the heat surplus which is obtained when the power production is high, and the heat demand is low. To optimize heat and power production economically, short-term planning can be applied. Short-term planning covers the production in the near future of 1-3 days. The optimization in this degree project is based on the district heating production, which means that the heating demand always needs to be fulfilled. The district heating production is based on the weather. Therefore a suitable period for simulation is three days due to the accuracy of the weather forecasts are reasonable. The optimization is performed on the district heat system in Gävle, Sweden. The system comprises several different production units, such as combined heat and power plants, backup plants, and industrial waste heat recovery. Two different models are made, one using linear programming and one using mixed integer non-linear programming. The model stated as a linear programming problem is not as accurate as of the one stated as a mixed integer non-linear programming problem which uses binary variables. Historical input data from Bomhus Energi AB, a company owned together by the local heat and power supplier Gävle Energi AB and the pulp and paper manufacturer BillerudKorsnäs AB, was given to simulate different scenarios. The different scenarios have various average temperatures and in some scenarios are there some issues with the pulp and paper industry affecting the waste heat recovery. In all scenarios is the heat storage tank charged when the demand is low and then discharged when the demand increases to avoid starting some of the more expensive backup plants if possible. The simulation time varies a lot between the two approaches, from a couple of seconds to several hours. Particularly when observing scenarios with a rather high demand since the backup generators use binary variables which take a lot of time to solve.