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

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This is a study of vocabulary size that examines the numbers of French words that students on different university levels know. It also compares how the vocabulary size differs depending on the students’ levels of acquisition. The method we use is the Vocabulary Size Test “TTV”, (Test de la Taille du Vocabulaire) that measures the number of French words on different levels of frequency, where the maximum number of words to obtain is 10 000. We have created two groups on different levels of acquisition at the University of Stockholm: group 1 consists of first semester students, and group 2 of a mixture of students from third and fourth semester of French. In the results, we can see that group 2 has obtained a significantly higher number of words on the test than group 1, namely 8 224 verses 6 831. Further we have found that not all students follow the predicted pattern when it comes to word frequency, which predicts that the largest amount of words is to be found in the highest frequency word span. We discuss advantages and inconveniences of different vocabulary size tests, and explain the importance of word frequency in this type of study.

L'évolution des systèmes embarqués se traduit aujourd'hui par des ensembles complexes, dits systèmes cyber-physiques, opérant principalement en réseau et interagissant fortement avec leur environnement.Intégrés à des circuits de contrôle et de traitement du signal, les micro-systèmes électromécaniques, ou MEMS, jouent un rôle primordial dans ces ensembles en tant que capteurs ou actionneurs.La conception de tels systèmes requiert des solutions globales et pluri-disciplinaires telles que le prototypage virtuel.Basée sur des modèles haut-niveau, cette technique permet d'anticiper le comportement du système dès les premières phases de conception et de le raffiner lors de phases plus avancées.Ces méthodes ont progressivement été appliquées à la conception de circuits intégrés, notamment avec l'utilisation de langages de description matérielle, tels que VHDL ou Verilog.En adoptant un niveau d'abstraction supérieur, SystemC a largement contribué au développement concourant des parties matérielles et logicielles.Parallèlement, les extensions proposées dans SystemC-AMS répondent au nombre croissant de composants analogiques dans les circuits intégrés et constituent une base prometteuse pour le prototypage virtuel de systèmes hétérogènes.Pour cette raison, cette thèse traite de la modélisation et de la simulation haut-niveau de dispositifs MEMS en SystemC-AMS.Dans un premier temps, nous évaluons les capacités actuelles du standard et des modèles de calcul proposés dans SystemC-AMS.Nous démontrons les limites et la difficulté d'élaborer des modèles équivalents de dispositifs MEMS dont la géométrie et les couplages internes nécessitent des descriptions plus détaillées.Nous proposons donc, dans un deuxième temps, d'intégrer directement dans SystemC-AMS des modèles réduits de dispositifs MEMS.La réduction d'ordre de modèle est une méthode mathématique permettant de créer des représentations compactes de systèmes initialement très larges en termes de degrés de liberté.Ainsi, nous utilisons les modèles générés depuis l'outil d'analyse en éléments finis \emph{MEMS+} et proposons une interface de programmation pour les insérer dans des modèles SystemC-AMS.Après avoir détaillé les principales fonctionnalités de l'interface, nous discutons les améliorations possibles du standard et de la solution présentée.Enfin, nous vérifions notre solution avec l'étude d'un accéléromètre et comparons les résultats avec l'état de l'art en termes de précision des modèles et de performances de simulation.Cette thèse propose ainsi une méthodologie complète pour intégrer des dispositifs MEMS dans un environnement de simulation haut-niveau. / Embedded systems have evolved to more complex assemblies, called Cyber-Physical Systems (CPS), mostly operating through networks and tightly interacting with the environment.As actuators or sensors, micro-electromechanical systems (MEMS) are essential elements in these systems where they are integrated along with control and signal processing units.Designing such solutions requires a multi-domain approach like virtual prototyping.Based on system-level models, this technique allows to anticipate the global behavior in early-design phases and to further refine it in more advanced steps.Integrated circuits were progressively designed with respect to this method, especially through Hardware Description Languages (HDLs) like VHDL or Verilog.By adopting a higher-abstraction degree, SystemC enabled the co-development of hardware/software specific applications.In parallel, the Analog and Mixed-Signal (AMS) extensions proposed in SystemC-AMS partly addressed the increasing amount of analog components and are considered as a promising alternative for the virtual prototyping of heterogeneous systems.To that end, this thesis addresses the system-level modeling and simulation of MEMS devices in SystemC-AMS.First, we evaluate the current capabilities of the standard and supported models of computation in SystemC-AMS.We demonstrate the limitations and the the difficulty to elaborate equivalent models of MEMS devices whose geometry and internal coupling require more detailed descriptions.Second, we propose to directly integrate MEMS reduced models in SystemC-AMS.Model-order reduction is a mathematical technique to decrease the number of degrees of freedom and generate compact models from large-scale systems.We thus integrate the reduced models exported from the finite-element analysis tool \emph{MEMS+} and propose an Application Programmable Interface (API) to insert these \textit{ad hoc} models in SystemC-AMS.After reviewing the main API features, we discuss some improvements of both the standard and the presented solution.Finally, we verify our solution through the use case of an accelerometer and compare the results with the state of the art in terms of modeling accuracy and simulation performance.This thesis introduces a framework to integrate MEMS devices with the surrounding electronics in a unified system-level simulation environment.

L'objectif de cette thèse est de proposer une approche de couplage des niveaux métabolique et écologique dans un système biologique complexe. Cette approche se présente sous la forme d'un modèle formel décrivant le métabolisme d'un organisme vivant, qui grâce au formalisme DEVS (Discret Event System Specification) adopté, permet un couplage avec des modèles d'interaction entre les organismes et entre l'organisme et son environnement. Une étude des différents paradigmes de modélisation, nous a permis d'identifier d'un côté le paradigme adéquat pour chaque niveau et d'un autre côté les facteurs de couplage formés par les variables à l'interface des mondes internes et externes d'un individu. Ce couplage permet d'explorer l'effet de la dynamique du niveau inférieur sur l'émergence des caractéristiques du niveau supérieur. Deux modèles multi-agents, le premier sur l'allocation sexuelle et le deuxième sur la recherche optimale de nourriture, concrétisent le couplage physiologie/écologie et montrent que ce couplage permet de relier le monde interne de l'individu à son monde externe. Le couplage fort, dans le sens de l'intégration des modèles, exploré dans une première phase, a été amélioré par la proposition d'un modèle formel, nommé DEB-DEVS, du modèle métabolique (de la théorie du budget d'énergie dynamique (DEB)) commun aux modèles précédents. Cette proposition est le résultat d'une réflexion sur la représentation de la dynamique interne des agents dans des modèles de l'écologie. DEB-DEVS a été illustré par deux modèles classiques de l'écologie théorique. / The objective of this thesis is to propose an approach for coupling metabolic and ecological levels in a complex biological system. This approach is presented as formal model describing the organism metabolism , which, thanks to DEVS formalism (Discrete Event System Specification), allows a coupling with models of interaction between organisms and between organisms and their environment. A study of the different modeling paradigms allowed us to identify, on the one hand the appropriate paradigm for each level and on the other hand the coupling factors formed by the variables at the interface of individual's internal and external worlds. This coupling explores the effect of lower-level dynamics on the emergence of higher-level characteristics. Two multiagent models, the first on sexual allocation and the second on optimal foraging, concretize the physiology/ecology coupling and show that this coupling makes it possible to connect the individual's internal world with its external world. The strong coupling, in the sense of model integration, explored in a first phase, was improved by the proposal of a formal model, called DEB-DEVS, of the metabolic model (of the Dynamic Energy Budget Theory (DEB)) common to the previous models. This proposal is the result of a reflection on the representation of internal dynamics of agents in ecological models. DEB-DEVS has been illustrated by two classical models of theoretical ecology.

Nous proposons dans cette thèse d'exploiter la Modulation Hiérarchique (MH) dans un système OFDMA avec et sans utilisation des relais en vue d'améliorer d'avantage la capacité du système en tirant profit de la diversité d'utilisateurs. MH permet de transmettre un flux supplémentaire à un utilisateur de bonnes conditions radio sur une sous-porteuse initialement allouée à un utilisateur de mauvaises conditions radio. Ceci est différent des techniques classiques d’allocation de ressources proposées dans la littérature qui respectent une orthogonalité parfaite lors de l'allocation : une sous-porteuse est allouée à un seul utilisateur et aucun autre utilisateur ne pourra l'utiliser en même temps. Dans la littérature, la plupart des travaux qui se sont intéressés à l'utilisation de la MH se sont concentrés seulement sur les performances en termes de couche basse avec un nombre fixe d'utilisateurs dans le système correspondant à une configuration statique. Toutefois, cette configuration ne reflète pas la dynamicité du nombre d'utilisateurs dans un tel système, où les utilisateurs arrivent selon une loi aléatoire et partent après avoir fini leurs services. Dans cette thèse, nous exposons l'étude des performances de l'utilisation de la MH avec des configurations dynamiques d'utilisateurs correspondant à une étude au niveau flux. Cela nous permet d'évaluer les performances en termes de nouvelles métriques à savoir le temps moyen de transfert et la probabilité de blocage qui sont importantes pour l'utilisateur et pour l'opérateur. / We investigate, in this thesis, the use of Hierarchical Modulation (HM), a physical layer technique that enables to exploit multiuser diversity, for resource allocation in OFDMA-based systems with and without use of relaying, so as to improve the system capacity. HM allows the sharing of the resources, namely subcarriers and power, between users of different radio conditions by sending an additional stream to a user with good radio conditions on a subcarrier that was initially allocated to carry an original stream to a user with lower radio conditions. And this, without affecting the original user's rate nor the total amount of power assigned to the shared subcarrier. In the literature, most of the works that consider the use of HM focus solely on the physical layer performance, notably in terms of the bit error rate. And this for a static user scenario,i.e., with a fixed number of users in the system, each with an infinite service duration. This configuration however does not reflect the real system behavior where the number of users is dynamic, i.e., the users come to the system at random time epochs and leave it after a finite duration, corresponding to the completion of their services. The study of the system at the flow-level, as opposed to the packet level, for a dynamic user configuration, enables us to investigate the realistic relationship between capacity and demand and to quantify several system-level performance metrics, such as mean transfer times and blocking rates, which are meaningful both to the user and the network operator/provider.

Ce travail de thèse a eu pour objectif de définir et mettre en oeuvre l'architecture décisionnelle d'un robot réalisant une tâche en collaboration avec un homme pour atteindre un but commun. Un certain nombre de fonctionnalités existaient déjà ou ont été développées conjointement avec ce travail au sein de l'équipe. Ce travail a d'abord consisté en l'étude puis à la formalisation des différentes capacités nécessaires. Il s'est traduit concrètement par l'approfondissement de certains des modules fonctionnels existants par l'auteur ou par d'autres membres de l'équipe en lien étroit avec l'auteur. La première contribution principale de l'auteur a consisté à développer une couche de contrôle de haut niveau qui a permis l'intégration et la mise en oeuvre des différentes capacités du robot découpée en 3 activités : la construction et la mise à jour de l'état du monde ; la gestion des buts et des plans de haut niveau ; l'exécution et le suivi des mouvements de manipulation. La deuxième contribution principale a consisté à améliorer les raisonnements géométriques et temporels pour d'abord permettre au robot de mieux suivre l'évolution de l'état du monde puis lui donner la capacité à inférer quand l'homme a des croyances distinctes de celles du robot. / Goal of this thesis was to formalize and to implement a decisional layer for a robot achieving tasks collaboratively with a human to achieve a shared goal. Some functionalities were already there or were built during my own thesis by other inside the team. My first task was to study and formalize the skills needed by the robot. Consequently some of the existing functional modules were improved by some other members of the team or myself. My first main contribution was to develop a new high level control component to integrate and manage the different robot skills according to 3 main activities : state of the world build and update; goals and plans management; manipulation motions execution and monitoring. My second main contribution was to improve geometric and temporal reasoning skills so that first, the robot could better understand and track changes in the world and second, infer when the human had some beliefs about the world that were distinct from its own beliefs.

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