Detta kandidatexamensarbete handlar om en konstruktion av ett säkerhetsystem för tåg med fokus på programmering av systemet. Programmeringen görs genom att använda realtidsoperativsystemet μC/OS-II som idag är en av världens mest kända och använda för mikrokontrollers. Programmet laddas sedan ner till en mikrokontroll för att testas. Användningen av μC/OS-II blir också syftet av detta arbete då jag vill visa hur användbar den är. Rapporten börjar med att beskriva de olika komponenter som ingår i tågsystemet och fortsätter genom att ta upp det programmeringskod som är det viktiga i detta arbete. Arbetet avslutas med ett test av säkerhetsystemet där resultaten blev lyckad. Arbetet kan sägas representera en tillämpning av realtidsoperativsystem. Rapporten börjar med att beskriva de olika komponenter som ingår i tågsystemet och fortsätter genom att ta upp det programmeringskod som är det viktiga i detta arbete. Arbetet avslutas med ett test av säkerhetsystemet där resultaten blev lyckad. Arbetet kan sägas representera en tillämpning av realtidsoperativsystem.

This thesis project presents a MATLAB based application which is designed to synthesize any arbitrary stable transfer function. Our application is based on the Cauer synthesis procedure. It has an interactive front which allows inputs either in the form of residues and poles of a transfer function, in the form of coefficients of the numerator and denominator of the transfer impedance or in the form of samples of an impulse response. The program synthesizes either a single or double resistively terminated LC ladder network. Our application displays a chart showing the variation of stability of an impulse response with the addition of delay. An attempt is made to synthesize usually unstable impulse responses by calculating the delay that would make them stable.

Smartphones now account for the majority of all cell phones in use today [23]. Ubiquitous Internet access is a valuable feature offered by these devices and the vast majority of smartphone applications make use of the Internet in one way or another. However, the bandwidth offered by these cellular networks is often much lower than we typically experience on our standard home networks, leading to a less-than-optimal user experience. This makes it very challenging and frustrating to access certain types of web content such as video streaming, large file downloads, loading large webpages, etc. Given that most modern smartphones are multi-homed and are capable of ac- cessing multiple networks simultaneously, this thesis attempts to utilize all available network interfaces in order to achieve the aggregated bandwidth of each to improve the overall network performance of the phone. To do so, I implement a bandwidth aggregation system for iOS that combines the bandwidths of multiple devices located within close proximity of each other. Deployed on up to three devices, speedups of up to 1.82x were achieved for downloading a single, 10mb file. Webpage loading saw speedups of up to 1.55x.

Under mina fyra år som gymnasielärare har jag hunnit gå många kurser i nätverksoperativsystemsanvändning. Dessa kurser har varit utformade av de största tillverkarna av nätverksoperativsystem på marknaden och innehållit både föreläsningar och laborationer. Det som slagit mig under dessa kurser, är att jag sällan kommit ihåg det jag laborerat om. Eller rättare sagt, jag kommer ihåg att jag laborerat om det, men inte hur man gjorde. Så skulle någon be mig upprepa uppgifterna eller lösa liknande uppgifter så skulle jag troligen inte klara av det. Effekten av detta är att jag ser dessa kurser som bra inspiration och inledning till att lära mig något nytt, men inte som ett sätt att lära mig något. Jag hävdar absolut inte att dessa kurser är dåliga, då de är gjorda för att gå igenom en väldigt stor kunskapsmängd på en vecka. Samma kunskapsmängd skulle ta en termin att gå igenom på en gymnasieskola. Så syftet med dessa kurser är inte att eleverna ska kunna det som gåtts igenom efter kursens slut, utan eleverna måste själva laborera på egen hand många timmar efteråt.Detta kursupplägg fungerar bra för yrkesverksamma tekniker med tillgång till både hårdvara och mjukvara i sina arbeten och där möjligheten att vara borta från jobbet mer än en vecka inte är möjligt. Men frågan är om detta kursupplägg passar på en gymnasieskola.Hur ser då dessa kurser ut? Jo, de är upplagda så att föreläsningar och korta laborationer varvas. Föreläsningarna är inte speciella på något sätt. Läraren berättar och kompletterar med projekterat material. Det är snarare laborationerna som är speciella. De är utformade så att varje litet detaljsteg redovisas. Inget lämnas åt elevens förkunskap eller logiska slutsats. Eleven behöver bara kunna läsa för att kunna sätta upp en webbserver.Är då inte detta bra kan man fråga sig? Svaret är givetvis, det beror på vad man vill få ut av laborationen. Om syftet är att ge eleven en uppfattning om vad man kan göra med nätverksoperativsystemet eller om syftet är att sätta upp en webbserver (oavsett hur) når detta sätt sitt syfte. Men om syftet är att eleven verkligen ska lära sig hur man sätter upp en webbserver så att den kan upprepa samma uppgift en vecka eller en månad senare tror jag man går bet. Vad är då alternativet till detta sätt att göra laborationer? Ett sätt är att göra problemorienterade laborationer. En problemorienterad laborationsmanual är utformad så att bara de huvudsakliga uppgifterna som ska lösas är med. Ibland kan dock vissa tips vara med för att underlätta för eleverna. Eleven måste då själv reflektera över sitt handlande och återkoppla till den teori den fått på föreläsningen för att kunna klara uppgifterna.Jag menar att traditionella laborationsmanualer kopplar bort elevens logiska tänkande och engagemang och därmed minns de uppgifterna och lösningarna sämre. En problemorienterad laborationsmanual blir förmodligen jobbigare för eleven att utföra, men tvingar eleven att vara medveten om vad den gör.Sättet att göra laborationsmanualer till kurser om nätverksoperativsystem kan jämföras med hur naturvetenskapen, framför allt kemiundervisningen pratar kring frihetsgrader i sina laborationer. Man kan även sätta utförandet av laborationsmanualer i samband med hur problembaserat lärande ser på undervisningen och lärandet. / What impact has the design of a manual for laboratory experiments on how the students learn about computer networks? How does it affect what the students remember and how they manage to solve similar tasks?I have done a study of 31 students between 17 and 19 years old in a course about computer networks. Half of them received a manual for laboratory experiments, composed by a leading server operation system company. This manual represents how the traditional manual for laboratory experiments is designed. The other half received a manual, composed by me and represents how a more problem oriented manual is designed.After a few weeks I did a test to see how much the students remembered of what they had worked with during the lesson. They also had to do similar tasks so I could see how the manual for laboratory experiments affected their understanding of what they where doing. After the test the students had to estimate how much their manual had helped them with the test.The result of the study pointed in the direction that the manual for laboratory experiments which was designed to be problem oriented, forced the students to think about what they where doing. That was of course much tougher for the students, but the result was that they understood and remembered better what they were doing.

Plus de 1 / Plus de 1.000.000 procédures chirurgicales et de nouveaux cas de déficiences squelettiques sont signalés chaque année. Les matériaux utilisés pour réparer les défauts osseux comprennent l'os autologue, les allogreffes, les ciments osseux, les métaux et les céramiques. Ces matériaux présentent de nombreux problèmes dont le risque de transmission de maladies, l'absence de biodégradation et d'ostéointégration. L'ingénierie tissulaire ralliant des cellules souches et un biomatériau compatible et biodégradable pourrait être une solution idéale pour améliorer la qualité de vie et le bien être de milliers de patients. Les objectifs de cette thèse sont (i) de produire un nouvel échafaudage s'approchant le plus possible de la trame d'un os humain; (ii) de démontrer l'efficacité des cellules souches dans la régénération de tissus osseux pour des applications cliniques; et (iii) de démontrer l'importance des facteurs de croissance comme les BMPs dans la régénération in vitro de tissus osseux. La réalisation du premier objectif nous a révélée qu'une combinaison de matériaux naturels comme le collagène et 1'hydroxy apatite avec un matériau synthétique le Poly acide (L-lactique-co-e-caprolactone) est un excellent choix puisque les propriétés mécaniques et biologiques de la nouvelle matrice sont comparables à celles de l'os natif. Les résultats du deuxième objectif nous démontrent que la combinaison de notre nouvel échafaudage composite avec des cellules souches pulpaires favorise la croissance, la différenciation et la formation de nodules osseuses. Ces paramètres sont favorisés par l'ajout de facteurs ostéogéniques comme la BMP-2. Nos travaux démontrent qu'une des meilleures possibilités pour régénérer in vitro un tissu osseux consiste à regrouper (i) un échafaudage de choix, composé de matériaux naturels et synthétiques, (ii) des cellules souches comme les cellules pulpaires et (iii) des facteurs ostéogéniques comme la BMP-2. Nos résultats démontrent de façon tangible l'efficacité d'une telle combinaison pour la régénération in vitro de tissus osseux. Ces résultats, particulièrement originaux, ouvrent la voie à des applications cliniques dans le domaine des substituts osseux. Des études in vivo devraient confirmer la pertinence d'une telle combinaison et son applicabilité en clinique pour combler les pertes osseuses chez les milliers de canadiens chaque année. / Over 1,000,000 surgical procedures and new cases of skeletal deficiencies are reported each year. Presently, materials used to repair bone defects include autogenous and allogenous bones, non-degradable bone cement, metals and ceramics. Allogenic tissues and materials used for bone reconstructions are associated with significant problems, such as availability, risk of transmission of diseases, non-biodegradable nature and the lack of cohesive attachment at bone-prosthesis interface. Bone tissue engineering therefore represents a new direction toward bone regeneration. The use of porous composite scaffolds in bone tissue engineering is a promising approach for bone regeneration and healing. Combining those composite materials with appropriate potentially osteogenic cell types is expected to further promote bone regeneration. The objectives of the present study are (i) to design a composite scaffold that includes natural materials such as collagen and hydroxy apatite, and synthetic material such biodegradable elastic poly(L-lactide-co-E-caprolactone) (PLCL) copolymer, (ii) investigate the usefulness of dental pulp stem cells to engineer bone tissue and (iii) demonstrate the efficacy of growth factor such as BMPs on bone tissue engineering. Using different chemical, biochemical, cell biology and molecular biology techniques, we were able to design a porous, 3D composite scaffold. This was non-toxic, biocompatible allowing osteoblast adhesion and growth. We were also able to extract dental pulp stem cells, differentiate them onto osteoblast. The cells, when cultured in the composite scaffold were able to adhere, proliferate and form bone nodules. It is important to notice that the use of BMP-2 promoted bone tissue formation in vitro. Taken together, these data suggested that combination of appropriate scaffold with stem cells and growth factors is an innovative strategy to engineer bone. It highlights the potential use of engineered biomimetic scaffolds in the bone tissue repair process.

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La dystrophie musculaire de Duchenne est caractérisée par une dégénérescence musculaire progressive accompagnée d’une fragilité osseuse exacerbée par la norme de soins actuelle. Au-delà de la relation mécanique qui unit leur croissance, maintenance ou dégénérescence, les muscles et les os interagiraient à l’échelle moléculaire via des sentiers signalétiques communs. La voie RANK/RANKL/OPG, un gouverneur du remodelage osseux, est au nombre de ces voies suite à la découverte de la triade en contexte musculaire, de la capacité des cellules musculaires à sécréter de l’OPG, de la localisation du récepteur RANK au sarcolemme et de l’effet inotropique de la délétionmusculaire de RANK sur l’atrophie induite par dénervation. Élément déterminant, le bénéfice musculaire d’un traitement au FL-OPG-Fc, protagoniste de la triade fusionnée à un fragment Fc, est supérieur aux stratégies pharmacologiques ou génétiques d’inhibitionde RANK/RANKL pour la souris dystrophique et suggère un effet biologique hors-triade. Malgré ces évidences morcelées et compte tenu de la structure du FL-OPG-Fc, un potentiel mécanisme d’action musculaire est inconnu. Ce mécanisme constitue l’idée originale de cette thèse et nécessite investigation à l’aide d’un modèle pré-clinique prédictif et fidèle au déroulement de la pathologie. Le but de cette thèse est 1) caractériser à différents stades de vie les propriétés fonctionnelles et contractiles d’un nouveau modèle dystrophique pré-clinique murin ainsi que les paramètres discriminants par rapport à la souris sauvage, 2) mettre à jour les connaissances sur la cohésion signalétique ainsi que le dialogue moléculaire bidirectionnel muscle-os en contexte de dystrophie musculaire et 3) investiguer la capacité du FL-OPG-Fc à interagir directement avec les cellulesmusculaires, en explorer la signalisation cellulaire puis vérifier la présence d’un effet bénéfique aigu sur la contractilité de muscles dystrophiques. Premièrement, nos recherches sur le nouveau modèle ont démontré que l’haploinsuffisance en utrophine dans la souris délétée en dystrophine n’a pas d’impact sur sa performance fonctionnelle et contractile à 1, 2 et 5 mois d’âge. Ces données ont permis d’établir que la souris déficiente en dystrophine était pertinente pour nos études,moyennant l’utilisation préférentielle de variables expérimentales discriminantes par rapport à la souris sauvage telles que la force maximale spécifique et la résistance aux contractions excentriques. Deuxièmement, en ce qui a trait aux voies communes et aux dialogues muscle-os en contexte de dystrophie musculaire, nos travaux de synthèse ont répertorié des interactions basées sur des myokines, ostéokines et cytokines de double origine déclenchant des sentiers signalétiques menant entre autres à l’inflammation, la fibrose, la synthèse ou la dégradation protéique. Collectivement, les sources citées par notre ouvrage soulignent l’importance de considérer les muscles et les os en tant qu’unité pour orienter les recherches précliniques vers le développement d’approches multifonctionnelles efficaces à traiter ces affections musculaires et osseuses de manière simultanée. Troisièmement, nos travaux de recherche ont montré que le FL-OPG-Fc peut directement associer et influencer le muscle squelettique grâce à son domaine de liaison à l’héparine tant pour les fibres saines que celles déficientes en dystrophine, et ce, au moins en partie de manière indépendante du récepteur RANK. Puis, cette liaison musculaire peut engendrer une cascade de signalisation cellulaire incluant les protéines FAK/Akt/CaMKII/PLN. Concrètement, nos résultats ont indiqué que le FL-OPG-Fc peut avoir un effet protecteur dans les cellules musculaires contre les dommages causés par une surcharge calcique. Finalement, le FL-OPG-Fc peut avoir un effet potentiateur sur les contractions tétaniques des muscles dystrophiques de phénotype rapide, effet nécessitant la présence du domaine de liaison à l’héparine pour s’opérer. Globalement, cette thèse apporte une contribution à l’avancement des connaissances sur le développement scientifique de modèles précliniques de DMD, sur les sentiers communs aux muscles et aux os, sur l’existence ainsi que le domaine de l’interaction du FL-OPG-Fc directement sur les cellules musculaires et sur une des voies de signalisation potentielles par laquelle le FL-OPG-Fc peut les influencer. Ces avancées biologiques repoussent les connaissances au sujet de la voie RANK/RANKL/OPG au sein de la communication muscle-os. Ces résultats peuvent également être mis en perspective de situations physiologiques comme la croissance, la maintenance et l’homéostasie, où ce dialogue pourrait s’exprimer dans la régulation réciproque du muscle et de l’os. Finalement, les connaissances générées au sujet de la protéine OPG pourront contribuer à la compréhension des rôles hors-triade de l’OPG répertoriés pour de multiples types cellulaires non-osseux.

Le plasma riche en plaquettes (PRP) représente une nouvelle modalité de traitement visant à améliorer le taux de succès des greffes osseuses. Les objectifs de cette étude consistaient à établir un modèle animal afin de quantifier l'effet des PRP activés sur la guérison osseuse initiale et mature in vivo et de caractériser l'effet de l'activation des PRP sur la libération des facteurs de croissance VEGF, PDGF, TGF-0 et IL-ip et sur la division des cellules endothéliales. Des PRP humains, préparés à partir de sang prélevé chez quatre donneurs, furent greffés dans défauts osseux trans-crâniens pratiqués chirurgicalement chez 24 rats athymiques. Les analyses micro-tomographiques assistées par ordinateur réalisées indiquent qu'en moyenne, il n'y a aucune différence significative dans la formation osseuse in vivo lorsque des PRP activés sont greffés dans des défauts crâniens comparés à un défaut contrôle. Cependant, il existe une corrélation entre la formation osseuse et la présence de certains facteurs de croissance libérés par les PRP, tels que VEGF et PDGF.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.