This thesis deals with solutions of nonlinear regression problems using R programming language. The introductory theoretical part is devoted to familiarization with the principles of solving nonlinear regression models and of their applications in the program R. In both, theoretical and practical part, the most famous and used differentiator algorithms are presented, particularly the Gauss-Newton's and of the steepest descent method, for estimating the parameters of nonlinear regression. Further, in the practical part, there are some demo solutions of particular tasks using nonlinear regression methods. Overall, a large number of graphs processed by the author is used in this thesis for better comprehension.

The concept of translating source code into other target programming languages is extensively used in a wide area of applications. Danfoss Power Solutions AB, a company located in Älmhult, strives to streamline their way of software development for microcontrollers by implementing this idea. Their proprietary software tool PLUS+1 GUIDE is based on the CAN bus communication network, which allows electronic control units to share data represented in the XML format. Due to compatibility problems, the application in the electronic control units requires this data to be translated into the source code in the low-level C programming language. This thesis project proposes an approach for facilitating this task by implementing a source-to-source compiler that performs the translation with a reduced level of manual user involvement. A literature review was conducted in order to find the existing solutions relevant to our project task. An analysis of the provided XML input files was thereafter performed to clarify a software design suitable for the problem. By using a general XML parser, a solution was then constructed. The implementation resulted in a fully functional source-to-source compiler, producing the generated C code within a time range of 73–85 milliseconds for the input test files of typical size. The feedback received from the domain experts at Danfoss confirms the usability of the proposed solution.

This thesis deals with the benchmarking and profiling of CloverETL Data Processing system. The aim of this thesis is to design a way of measuring performance and profiling in different runtime environments. The problem was solved by designing and implementing an application, which is based on measured data and its analysis, detects maximum system perpetuity and monitor performance changes in system performance. The advantage is the ability to compare environments on which the CloverETL System is running and application usage in automated testing in company. Created ETL Graphs have been tested during development and they are part of the result of this thesis.

This thesis contains information about fast measuring card design for data processing from NQR measuring probe. The overall purpose is to create functional prototype of measuring card. Thesis describes suitable design of PCB having regard to EMC. There are information abou digital signal processing, using algorithms DFT and FFT. The thesis contains information about FPGA and there are rules, how to program FPGA correctly. In the practical part of the thesis, there are information about PCB design of ADC and DAC. There are also information about design of program for FPGA and control application for PC.

Master’s thesis deals with numerical finding the global minimum. A theoretical part of project presents a problem of global optimization, her basic division and shows basic examples the specific problems of global optimization. Further, the reader is familiar with the basics of some numerical methods and with description of their strengths and weaknesses. A practical part shows concrete algorithm of global optimization, its use on data of specified function. Data refer to the issue of radiative heat transfer.

Ist die Reduktion von Quellcoderedundanz ein Motivator für die Evolution von Programmiersprachen? Das ist die Ausgangsfrage der Untersuchung, die exemplarisch an Sprachfeatures von Java 8 beleuchtet wird. Code Clones und Boilerplate Code werden als Formen von Quellcoderedundanz aufgefasst, beschrieben und definiert. Quellcoderedundanz wird als das Verhältnis der Komplexität des Ausdrucks und der durch diesen transportierte Information definiert und operationalisiert. Zur Messung der Änderung der Quellcoderedundanz durch Java 8 werden Codesegmente von Java 7 auf Java 8 migriert. Bei konstantem Informationsgehalt wird die Ausdruckskomplexität durch Maße der statischen Codeanalyse verglichen. Die Untersuchung zeigt für alle betrachteten Sprachfeatures eine Abnahme der Quellcoderedundanz, die aus einer Reduktion von Boilerplate Code oder dem Wegfall von Code Clones resultiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Reduktion von Quellcoderedundanz für die mit Java 8 in die Sprache eingeführten Neuerungen zumindest eine notwendige Eigenschaft ist. Um im Ökosystem der Programmiersprachen weiter bestehen zu können, müssen sich Sprachen weiterentwickeln, da ihr technologisches Umfeld stets im Wandel ist. Um seinen Nutzern die Möglichkeit zu geben, qualitativ hochwertigen Quellcode zu verfassen, müssen Sprachmittel zur Verfügung gestellt werden, die eine elegante Ausdrucksform komplexer Sachverhalte erlauben. Eine geringe Quellcoderedundanz kann also als Qualitätsmerkmal für Quellcode gelten und deren Ermöglichung als Evolutionsvorteil für Programmiersprachen angesehen werden.:1 Einleitung 2 Programmiersprachen und Quellcoderedundanz 2.1 Code Clones 2.2 Boilerplate Code 2.3 Quellcoderedundanz 3 Paradigmenwechsel mit Java 8 3.1 Streams API 3.2 Lambda-Ausdrücke 3.3 Die Klasse Optional<T> 3.4 default-Methoden in Interfaces 4 Schluss

In recent years, the interest in Augmented Reality (AR) applications for entertainment and productivity has grown. One company exploring this technology is LAZER WOLF STUDIOS, the developers behind Thrymd: an AR-driven board games platform powered by the Unity engine.  This paper details the development of a visual scripting framework, meant to provide end users with a means of developing their own games for the platform, without significant programming or background knowledge required. A graph-based visual language was implemented in a custom Unity editor window, in order to maintain a familiar and consistent feel for users. The graph consists of a series of branching, interconnected nodes which pass data in-between each other, and execute in succession. The graph is serialized as a Unity asset, and can easily be interacted with through regular C# scripts.  A small number of nodes were implemented, but for the system to be viable, more are needed. For that reason, extensibility was a core ideal; creating new node types must be fast and painless. As with any script layer, performance is generally worse than compiled code. Further work is needed to improve user experience. / Intresset för användandet av Augmenterad Verklighet (AR) för underhållning och produktivitetssyften har ökat på senare tid. LAZER WOLF STUDIOS är utvecklarna bakom Thrymd, en AR-driven brädspelsplattform byggd i spelmotorn Unity.  Denna rapport dokumenterar utvecklingsprocessen av ett visuellt skriptramverk byggt med avsikt att låta slutanvändare utveckla sina egna spel till plattformen utan större förkunskapskrav. Ett graf-baserat visuellt skriptspråk implementerades i en skräddarsydd editormiljö inuti Unity, för att bibehålla en bekant och konsekvent användarupplevelse. Grafen består av en serie förgrenande, sammankopplade noder som skickar data mellan varann och exekveras i sekvens. Grafen sparas som en resurs på hårddisken och är lätt att interagera med genom traditionella C#-skript i Unity.  Ett mindre antal noder implementerades, men fler krävs för att systemet ska vara brukbart. Av detta skäl designades språket med vidareutveckling i åtanke, då det måste vara enkelt att skapa nya noder. Som med de flesta skriptspråk är prestandan överlag sämre än kompilerad kod. Ytterligare arbete krävs för att förbättra användarupplevelsen.

Le but de cette thèse est d'apporter de nouvelles possibilités au domaine de la programmation Web, dont les technologies répandues ne capturent pas toutes les problématiques engendrées par les interactions dans une application. Notre solution est un langage, Pendulum, inspiré de la programmation synchrone réactive en Esterel et se présentant comme une extension à OCaml. Il permet de gagner en sûreté et en expressivité en particulier dans la gestion d'interaction multiples. Dans une première partie, nous présentons notre perception de la programmation Web d'aujourd'hui en partant du standard pour aller vers les technologies plus modernes qui tentent de subvenir aux besoins des programmes par d'autres approches, notamment la programmation multitier et les modèles de concurrence en flot de données. Dans une seconde partie, nous introduisons le langage Pendulum et ses constructions, ce qu'il propose comme interopérabilité avec le client Web le différenciant d'autres langages synchrones, et l'interface de programmation qui le connecte avec le langage hôte. Dans les parties trois et quatre, nous présentons la méthode de compilation utilisée, GRC, pour GraphCode, qui produit un graphe de flot de contrôle à partir du programme synchrone source. On revient sur la structure du GRC, les règles permettant de le construire, ainsi que notre méthode d'ordonnancement statique. Nous décrivons ensuite la génération de l'environnement d'exécution d'un programme synchrone dans le programme hôte. Dans une cinquième partie, nous montrons l'intérêt de la programmation synchrone dans le client et en quoi son modèle d'exécution s'adapte naturellement à celui du navigateur Web. Nous montrons qu'il est possible de profiter de cet avantage pour réagir aux évènements plus efficacement sans efforts d'optimisation. Avant de conclure, nous présentons de multiples exemples implémentés en Pendulum pour mettre en avant les qualités d'expressivité et de sûreté de la programmation synchrone sur différentes problématiques impliquant du multimédia et des interactions. / The goal of this thesis is to bring new capabilities to Web programming, whose languages, frameworks don't handle all the problematics raised by interactions in a Web application. Our solution is a programming language, Pendulum, taking its roots in synchronous reactive model à la Esterel. It brings safety and expressiveness, especially when handling multiple interactions. In the first chapter, we give our point of view on what is Web programming today, from the standard to the newest frameworks trying to fill programers needs by other approaches, like multitier programming or dataflow programming. In the second chapter, we introduce Pendulum and its instructions, its interface with the host language, and what it brings to both synchronous and Web programming. In the third and fourth chapter, we present the compilation method, GRC a.k.a GraphCode, that produces a control flow graph from the source code. In the first part, we insist mainly on GRC structure, the rules describing its creation and our technic to linearize parallel branches. Then, we describe the how to initialize synchronous execution environment in OCaml. In the fifth chapter, we show why it is a benefit to use synchronous programming in client programming and how its execution model can natively match the Web browser execution model. We use those ideas to show how a synchronous program can be fast to handle events without optimisation attempt. Before we conclude, we detail several examples implemented with our language to show how expressive and safe synchronous programming can be on diverse programs, implying multimedia and interactions.

Afin de prévoir les rendements ou réduire la consommation d’intrants nous pouvons, en exploitant les données expérimentales, créer des modèles mathématiques afin de simuler la croissance des cultures en fonction des caractéristiques de l’environnement. Dans cette optique, cette thèse s’intéresse particulièrement aux modèles dits ”mécanistes”.Des premières tentatives, dans les années 70, à nos jours, il y a eu pléthore de nouveaux modèles créés, à différentes échelles, afin d’étudier certains phénomènes dans les cultures ou au sein des plantes. On peut par exemple citer : CERES, STICS, APSIM, LNAS pour les modèles dits de culture ou LIGNUM, ADEL, GreenLab, MAppleT, pour les modèles dits structure-fonction.Ces modèles nécessitent d’être créés et évalués en conduisant une analyse rigoureuse possédant de nombreuses étapes et dont chacune est composée de plusieurs algorithmes complexes. Cette étude devrait s’inscrire dans une démarche dite de bonnes pratiques de modélisation, ”Good Modelling Practices”. On peut citer comme fonctionnalités : l’analyse de sensibilité, l’estimation paramétrique, l’analyse d’incertitude, l’assimilation de données, la sélection de modèles, le contrôle optimal ... En fonction de la configuration du cas, chacune de ces fonctionnalités peut faire appel à un grand nombre d’algorithmes avec chacun des caractéristiques propres. On retrouve dans l’état de l’art des plateformes qui s’occupent souvent d’une fonctionnalité mais très rarement qui s’attaquent à l’ensemble de la chaîne de travail.Cette thèse propose une formalisation des modèles dynamiques stochastiques (cadre adapté à la modélisation des plantes), de méthodes et algorithmes statistiques dédiés à leur étude et de l’interfaçage entre les modèles et les algorithmes dans cette chaîne de travail. Nous en déduisons la conception d’un système informatique (ou plateforme logicielle) permettant d’aider les modélisateurs, ou plutôt les équipes de modélisation tant l’activité est complexe et transverse, afin de créer et valider des modèles agronomiques par le truchement d’un langage dédié et d’outils statistiques associés. Le système facilite ainsi l’écriture des modèles, leur analyse de sensibilité, leur identification paramétrique et leur évaluation à partir de données expérimentales, leur optimisation. Notre domaine d’étude est au coeur de ”l’agronomie quantitative”, qui combine à la fois agronomie, modélisation, statistiques et informatique. Nous décrirons les types de modèles mathématiques pris en compte et comment nous les traduisons sur machine afin de permettre des simulations. Puis nous passerons en revue le flux de travail général ainsi que les algorithmes utilisés afin de montrer la conduite générale des études qui sont désormais plus facilement et rapidement faisables. Ce flux sera testé sur plusieurs cas d’étude, en particulier pour les modèles LNAS et STICS. Finalement, nous ouvrirons sur la possibilité d’injecter ces études dans une base de connaissance générale, ou ontologie, avec un langage dédié avant de conclure sur les perspectives du travail développé pour la communauté et notamment celles en termes de plateformes à destination des modélisateurs en général et des utilisateurs des modèles agronomiques en particulier. / In agriculture, in order to predict crop yield or to reduce inputs, mathematical models of plant growth open new perspectives by simulating crop growth in interaction with the environment. In this thesis we will particularly focus on ”mechanistic” models based on the description of ecophysiological and archictectural processes in plants.Since the first attempts, in the seventies, the scientific community has created a large number of models with va- rious objectives : for instance, CERES, STICS, APSIM, LNAS as crop models and LIGNUM, ADEL, GreenLab, MAppleT as functional-structural models.These models have to be designed and evaluated with a rigourous process in several steps, according to what is usually described as ”good modelling practices”. The methods involved in the different steps are : sensitivity and uncertainty analysis, parameter estimation, model selection, data assimilation, optimal control ... According to the configuration of the study case, various algorithms can be used at each of these steps. The state-of-the-art software systems generally focus on one aspect of the global workflow, but very few focus on the workflow itself and propose the whole chain of mathematical methodologies adapted to the type of models and configurations faced in plant growth modelling : stochastic and nonlinear dynamical models involving a lot of processes and parameters, heterogeneous and irregular system observations.This thesis considers the formalization of stochastic dynamical models, of statistical methods and algorithms dedicated to their study and of the interface between models and algorithms to generate the analysis workflow. We deduce the conception of a software platform which allows modelers (or more exactly modelling teams, since the activity is quite complex) to create and validate crop/plant models by using a single language and dedicated statistical tools. Our system facilitates model design, sensitivity and uncertainty analysis, parameter estimation and evaluation from experimental data and optimization.Our research is at the heart of ”quantitative agronomy” which combines agronomy, modeling, statistics and computer science. We describe and formalize the type of models faced in agronomy and plant sciences and how we simulate them. We detail the good modelling practices workflow and which algorithms are available at all steps. Thanks to this formalization and tools, model studies can be conducted in an easier and more efficient way. It is illustrated on several test cases, particularly for the LNAS and STICS models. Based on this conception and results, we also discuss the possibility to deduce an ontology and a domain-specific language in order to improve the communication between experts. Finally, we conclude about the perspectives in terms of community platforms, first generally for modellers, and second more specifically in quantitative agronomy.

Functional logic languages provide a powerful programming paradigm combining the features of functional languages and logic languages. However, current implementations of functional logic languages are complex, slow, or both. This thesis presents a scheme, called the Basic Scheme, for compiling and executing functional logic languages based on non-deterministic graph rewriting. This thesis also describes the implementation and optimization of a prototype of the Basic Scheme. The prototype is simple and performs well compared to other current implementations.