Aplicatiu web per la gestió de l’Associació Cultural Pubills

S'ha creat un aplicatiu web autogestionable per a l'Associació Cultural Pubills de Valls de Torroella que millora l’existent. El nou aplicatiu disposa de noves funcionalitats com el fòrum, notícies, secció d’arxius multimèdia i botiga virtual. L'aplicatiu ha estat desenvolupat des de zero utilitzant programari lliure i els principals llenguatges de programació web actuals. Projecte disponible a http://www.pubills.com.

Algorithmic aspects of bio-inspired string operations

We present building blocks for algorithms for the efficient reduction of square factor, i.e. direct repetitions in strings. So the basic problem is this: given a string, compute all strings that can be obtained by reducing factors of the form zz to z. Two types of algorithms are treated: an offline algorithm is one that can compute a data structure on the given string in advance before the actual search for the square begins; in contrast, online algorithms receive all input only at the time when a request is made. For offline algorithms we treat the following problem: Let u and w be two strings such that w is obtained from u by reducing a square factor zz to only z. If we further are given the suffix table of u, how can we derive the suffix table for w without computing it from scratch? As the suffix table plays a key role in online algorithms for the detection of squares in a string, this derivation can make the iterated reduction of squares more efficient. On the other hand, we also show how a suffix array, used for the offline detection of squares, can be adapted to the new string resulting from the deletion of a square. Because the deletion is a very local change, this adaption is more eficient than the computation of the new suffix array from scratch.

Origins, evolution, and phenotypic impact of new genes.

Ever since the pre-molecular era, the birth of new genes with novel functions has been considered to be a major contributor to adaptive evolutionary innovation. Here, I review the origin and evolution of new genes and their functions in eukaryotes, an area of research that has made rapid progress in the past decade thanks to the genomics revolution. Indeed, recent work has provided initial whole-genome views of the different types of new genes for a large number of different organisms. The array of mechanisms underlying the origin of new genes is compelling, extending way beyond the traditionally well-studied source of gene duplication. Thus, it was shown that novel genes also regularly arose from messenger RNAs of ancestral genes, protein-coding genes metamorphosed into new RNA genes, genomic parasites were co-opted as new genes, and that both protein and RNA genes were composed from scratch (i.e., from previously nonfunctional sequences). These mechanisms then also contributed to the formation of numerous novel chimeric gene structures. Detailed functional investigations uncovered different evolutionary pathways that led to the emergence of novel functions from these newly minted sequences and, with respect to animals, attributed a potentially important role to one specific tissue--the testis--in the process of gene birth. Remarkably, these studies also demonstrated that novel genes of the various types significantly impacted the evolution of cellular, physiological, morphological, behavioral, and reproductive phenotypic traits. Consequently, it is now firmly established that new genes have indeed been major contributors to the origin of adaptive evolutionary novelties.

Mynodbcsv: Lightweight Zero-Config Database Solution for Handling Very Large CSV Files.

Volumes of data used in science and industry are growing rapidly. When researchers face the challenge of analyzing them, their format is often the first obstacle. Lack of standardized ways of exploring different data layouts requires an effort each time to solve the problem from scratch. Possibility to access data in a rich, uniform manner, e.g. using Structured Query Language (SQL) would offer expressiveness and user-friendliness. Comma-separated values (CSV) are one of the most common data storage formats. Despite its simplicity, with growing file size handling it becomes non-trivial. Importing CSVs into existing databases is time-consuming and troublesome, or even impossible if its horizontal dimension reaches thousands of columns. Most databases are optimized for handling large number of rows rather than columns, therefore, performance for datasets with non-typical layouts is often unacceptable. Other challenges include schema creation, updates and repeated data imports. To address the above-mentioned problems, I present a system for accessing very large CSV-based datasets by means of SQL. It's characterized by: "no copy" approach - data stay mostly in the CSV files; "zero configuration" - no need to specify database schema; written in C++, with boost [1], SQLite [2] and Qt [3], doesn't require installation and has very small size; query rewriting, dynamic creation of indices for appropriate columns and static data retrieval directly from CSV files ensure efficient plan execution; effortless support for millions of columns; due to per-value typing, using mixed text/numbers data is easy; very simple network protocol provides efficient interface for MATLAB and reduces implementation time for other languages. The software is available as freeware along with educational videos on its website [4]. It doesn't need any prerequisites to run, as all of the libraries are included in the distribution package. I test it against existing database solutions using a battery of benchmarks and discuss the results.

Aplicació per a la gestió d'una empresa de transport

La finalitat d'aquest projecte és la creació d'una aplicació web per gestionar una empresa d'autobusos. El resultat que s'obtingui anirà dirigit a Agobe Tours SL. Permetrà reservar places als usuaris i l'administrador podrà gestionar tots els esdeveniments relacionats amb el negoci. Es desenvoluparà de zero per crear una aplicació a mida amb el propòsit de complir els objectius de l'empresa.

Simulation of stromatolite growth using diffusion-limited aggregation and a discrete model of biogeochemical exchanges in microbial mat

Resume : Mieux comprendre les stromatolithes et les tapis microbiens est un sujet important en biogéosciences puisque cela aide à l'étude des premières formes de vie sur Terre, a mieux cerner l'écologie des communautés microbiennes et la contribution des microorganismes a la biominéralisation, et même à poser certains fondements dans les recherches en exobiologie. D'autre part, la modélisation est un outil puissant utilisé dans les sciences naturelles pour appréhender différents phénomènes de façon théorique. Les modèles sont généralement construits sur un système d'équations différentielles et les résultats sont obtenus en résolvant ce système. Les logiciels disponibles pour implémenter les modèles incluent les logiciels mathématiques et les logiciels généraux de simulation. L'objectif principal de cette thèse est de développer des modèles et des logiciels pour aider a comprendre, via la simulation, le fonctionnement des stromatolithes et des tapis microbiens. Ces logiciels ont été développés en C++ en ne partant d'aucun pré-requis de façon a privilégier performance et flexibilité maximales. Cette démarche permet de construire des modèles bien plus spécifiques et plus appropriés aux phénomènes a modéliser. Premièrement, nous avons étudié la croissance et la morphologie des stromatolithes. Nous avons construit un modèle tridimensionnel fondé sur l'agrégation par diffusion limitée. Le modèle a été implémenté en deux applications C++: un moteur de simulation capable d'exécuter un batch de simulations et de produire des fichiers de résultats, et un outil de visualisation qui permet d'analyser les résultats en trois dimensions. Après avoir vérifié que ce modèle peut en effet reproduire la croissance et la morphologie de plusieurs types de stromatolithes, nous avons introduit un processus de sédimentation comme facteur externe. Ceci nous a mené a des résultats intéressants, et permis de soutenir l'hypothèse que la morphologie des stromatolithes pourrait être le résultat de facteurs externes autant que de facteurs internes. Ceci est important car la classification des stromatolithes est généralement fondée sur leur morphologie, imposant que la forme d'un stromatolithe est dépendante de facteurs internes uniquement (c'est-à-dire les tapis microbiens). Les résultats avancés dans ce mémoire contredisent donc ces assertions communément admises. Ensuite, nous avons décidé de mener des recherches plus en profondeur sur les aspects fonctionnels des tapis microbiens. Nous avons construit un modèle bidimensionnel de réaction-diffusion fondé sur la simulation discrète. Ce modèle a été implémenté dans une application C++ qui permet de paramétrer et exécuter des simulations. Nous avons ensuite pu comparer les résultats de simulation avec des données du monde réel et vérifier que le modèle peut en effet imiter le comportement de certains tapis microbiens. Ainsi, nous avons pu émettre et vérifier des hypothèses sur le fonctionnement de certains tapis microbiens pour nous aider à mieux en comprendre certains aspects, comme la dynamique des éléments, en particulier le soufre et l'oxygène. En conclusion, ce travail a abouti à l'écriture de logiciels dédiés à la simulation de tapis microbiens d'un point de vue tant morphologique que fonctionnel, suivant deux approches différentes, l'une holistique, l'autre plus analytique. Ces logiciels sont gratuits et diffusés sous licence GPL (General Public License). Abstract : Better understanding of stromatolites and microbial mats is an important topic in biogeosciences as it helps studying the early forms of life on Earth, provides clues re- garding the ecology of microbial ecosystems and their contribution to biomineralization, and gives basis to a new science, exobiology. On the other hand, modelling is a powerful tool used in natural sciences for the theoretical approach of various phenomena. Models are usually built on a system of differential equations and results are obtained by solving that system. Available software to implement models includes mathematical solvers and general simulation software. The main objective of this thesis is to develop models and software able to help to understand the functioning of stromatolites and microbial mats. Software was developed in C++ from scratch for maximum performance and flexibility. This allows to build models much more specific to a phenomenon rather than general software. First, we studied stromatolite growth and morphology. We built a three-dimensional model based on diffusion-limited aggregation. The model was implemented in two C++ applications: a simulator engine, which can run a batch of simulations and produce result files, and a Visualization tool, which allows results to be analysed in three dimensions. After verifying that our model can indeed reproduce the growth and morphology of several types of stromatolites, we introduced a sedimentation process as an external factor. This lead to interesting results, and allowed to emit the hypothesis that stromatolite morphology may be the result of external factors as much as internal factors. This is important as stromatolite classification is usually based on their morphology, imposing that a stromatolite shape is dependant on internal factors only (i.e. the microbial mat). This statement is contradicted by our findings, Second, we decided to investigate deeper the functioning of microbial mats, We built a two-dimensional reaction-diffusion model based on discrete simulation, The model was implemented in a C++ application that allows setting and running simulations. We could then compare simulation results with real world data and verify that our model can indeed mimic the behaviour of some microbial mats. Thus, we have proposed and verified hypotheses regarding microbial mats functioning in order to help to better understand them, e.g. the cycle of some elements such as oxygen or sulfur. ln conclusion, this PhD provides a simulation software, dealing with two different approaches. This software is free and available under a GPL licence.

Juego 2D para Android

El proyecto consistirá en diseñar desde cero un juego para smartphones que utilicen el sistema operativo Android. El objetivo del juego será sobrevivir a las oleadas de enemigos, que aparecerán en el extremo derecho de la pantalla y se dirigirán al lado opuesto, durante el tiempo suficiente para superar el nivel actual. Al mismo tiempo tendremos que tratar de esquivar los obstáculos y recoger los objetos que nos proporcionarán un bonus de puntos. En el juego habrá un número finito de niveles, cada uno más difícil que el anterior.

The life history of retrocopies illuminates the evolution of new mammalian genes.

New genes contribute substantially to adaptive evolutionary innovation, but the functional evolution of new mammalian genes has been little explored at a broad scale. Previous work established mRNA-derived gene duplicates, known as retrocopies, as models for the study of new gene origination. Here we combine mammalian transcriptomic and epigenomic data to unveil the processes underlying the evolution of stripped-down retrocopies into complex new genes. We show that although some robustly expressed retrocopies are transcribed from preexisting promoters, most evolved new promoters from scratch or recruited proto-promoters in their genomic vicinity. In particular, many retrocopy promoters emerged from ancestral enhancers (or bivalent regulatory elements) or are located in CpG islands not associated with other genes. We detected 88-280 selectively preserved retrocopies per mammalian species, illustrating that these mechanisms facilitated the birth of many functional retrogenes during mammalian evolution. The regulatory evolution of originally monoexonic retrocopies was frequently accompanied by exon gain, which facilitated co-option of distant promoters and allowed expression of alternative isoforms. While young retrogenes are often initially expressed in the testis, increased regulatory and structural complexities allowed retrogenes to functionally diversify and evolve somatic organ functions, sometimes as complex as those of their parents. Thus, some retrogenes evolved the capacity to temporarily substitute for their parents during the process of male meiotic X inactivation, while others rendered parental functions superfluous, allowing for parental gene loss. Overall, our reconstruction of the "life history" of mammalian retrogenes highlights retroposition as a general model for understanding new gene birth and functional evolution.

Lautanauhaohjeen muodostus tavoitekuviosta geneettisellä algoritmilla

Lautanauhatekniikka on monipuolinen menetelmä esimerkiksi kuvioitujen nauhojen kutomiseen, mutta uusien kuvioaiheiden suunnittelu, tai aloittelijalle jo valmiiden ohjeettomien kuviomallien jäljittely, voi helposti käydä työlääksi menetelmän ominaispiirteiden johdosta. Tämän työn tavoitteena oli kehittää ohjelmallinen työkalu auttamaan näissä ongelmissa automatisoimalla kudontaohjeen etsintä käyttäjän laatimalle tavoitekuviolle. Ratkaisumenetelmän perustaksi valittiin geneettinen algoritmi, minkä johdosta työn keskeisintutkimusongelma oli kartoittaa algoritmin perusoperaatioiden parametrien ja tavoitekuvion kompleksisuuden keskinäisiä riippuvuuksia riittävästi toimivien arvosuositusten antamiseen ohjelman tulevassa käytännön käytössä. Työssä ei kehitetty sovellusalueeseen mukautettuja evoluutiooperaatioita, vaan keskityttiin luomaan hyvin tunnetuista elementeistä perusta, jota voi myöhemmin kehittää eteenpäin.

Project Management Tools in Agile Embedded Systems Development

Agile methods have become increasingly popular in the field of software engineering. While agile methods are now generally considered applicable to software projects of many different kinds, they have not been widely adopted in embedded systems development. This is partly due to the natural constraints that are present in embedded systems development (e.g. hardware–software interdependencies) that challenge the utilization of agile values, principles and practices. The research in agile embedded systems development has been very limited, and this thesis tackles an even less researched theme related to it: the suitability of different project management tools in agile embedded systems development. The thesis covers the basic aspects of many different agile tool types from physical tools, such as task boards and cards, to web-based agile tools that offer all-round solutions for application lifecycle management. In addition to these two extremities, there is also a wide range of lighter agile tools that focus on the core agile practices, such as backlog management. Also other non-agile tools, such as bug trackers, can be used to support agile development, for instance, with plug-ins. To investigate the special tool requirements in agile embedded development, the author observed tool related issues and solutions in a case study involving three different companies operating in the field of embedded systems development. All three companies had a distinct situation in the beginning of the case and thus the tool solutions varied from a backlog spreadsheet built from scratch to plug-in development for an already existing agile software tool. Detailed reports are presented of all three tool cases. Based on the knowledge gathered from agile tools and the case study experiences, it is concluded that there are tool related issues in the pilot phase, such as backlog management and user motivation. These can be overcome in various ways epending on the type of a team in question. Finally, five principles are formed to give guidelines for tool selection and usage in agile embedded systems development.

Conception des réseaux maillés sans fil à multiples-radios multiples-canaux

Généralement, les problèmes de conception de réseaux consistent à sélectionner les arcs et les sommets d’un graphe G de sorte que la fonction coût est optimisée et l’ensemble de contraintes impliquant les liens et les sommets dans G sont respectées. Une modification dans le critère d’optimisation et/ou dans l’ensemble de contraintes mène à une nouvelle représentation d’un problème différent. Dans cette thèse, nous nous intéressons au problème de conception d’infrastructure de réseaux maillés sans fil (WMN- Wireless Mesh Network en Anglais) où nous montrons que la conception de tels réseaux se transforme d’un problème d’optimisation standard (la fonction coût est optimisée) à un problème d’optimisation à plusieurs objectifs, pour tenir en compte de nombreux aspects, souvent contradictoires, mais néanmoins incontournables dans la réalité. Cette thèse, composée de trois volets, propose de nouveaux modèles et algorithmes pour la conception de WMNs où rien n’est connu à l’ avance. Le premiervolet est consacré à l’optimisation simultanée de deux objectifs équitablement importants : le coût et la performance du réseau en termes de débit. Trois modèles bi-objectifs qui se différent principalement par l’approche utilisée pour maximiser la performance du réseau sont proposés, résolus et comparés. Le deuxième volet traite le problème de placement de passerelles vu son impact sur la performance et l’extensibilité du réseau. La notion de contraintes de sauts (hop constraints) est introduite dans la conception du réseau pour limiter le délai de transmission. Un nouvel algorithme basé sur une approche de groupage est proposé afin de trouver les positions stratégiques des passerelles qui favorisent l’extensibilité du réseau et augmentent sa performance sans augmenter considérablement le coût total de son installation. Le dernier volet adresse le problème de fiabilité du réseau dans la présence de pannes simples. Prévoir l’installation des composants redondants lors de la phase de conception peut garantir des communications fiables, mais au détriment du coût et de la performance du réseau. Un nouvel algorithme, basé sur l’approche théorique de décomposition en oreilles afin d’installer le minimum nombre de routeurs additionnels pour tolérer les pannes simples, est développé. Afin de résoudre les modèles proposés pour des réseaux de taille réelle, un algorithme évolutionnaire (méta-heuristique), inspiré de la nature, est développé. Finalement, les méthodes et modèles proposés on été évalués par des simulations empiriques et d’événements discrets.

Evaluating Design Decay during Software Evolution

Les logiciels sont en constante évolution, nécessitant une maintenance et un développement continus. Ils subissent des changements tout au long de leur vie, que ce soit pendant l'ajout de nouvelles fonctionnalités ou la correction de bogues dans le code. Lorsque ces logiciels évoluent, leurs architectures ont tendance à se dégrader avec le temps et deviennent moins adaptables aux nouvelles spécifications des utilisateurs. Elles deviennent plus complexes et plus difficiles à maintenir. Dans certains cas, les développeurs préfèrent refaire la conception de ces architectures à partir du zéro plutôt que de prolonger la durée de leurs vies, ce qui engendre une augmentation importante des coûts de développement et de maintenance. Par conséquent, les développeurs doivent comprendre les facteurs qui conduisent à la dégradation des architectures, pour prendre des mesures proactives qui facilitent les futurs changements et ralentissent leur dégradation. La dégradation des architectures se produit lorsque des développeurs qui ne comprennent pas la conception originale du logiciel apportent des changements au logiciel. D'une part, faire des changements sans comprendre leurs impacts peut conduire à l'introduction de bogues et à la retraite prématurée du logiciel. D'autre part, les développeurs qui manquent de connaissances et–ou d'expérience dans la résolution d'un problème de conception peuvent introduire des défauts de conception. Ces défauts ont pour conséquence de rendre les logiciels plus difficiles à maintenir et évoluer. Par conséquent, les développeurs ont besoin de mécanismes pour comprendre l'impact d'un changement sur le reste du logiciel et d'outils pour détecter les défauts de conception afin de les corriger. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons trois principales contributions. La première contribution concerne l'évaluation de la dégradation des architectures logicielles. Cette évaluation consiste à utiliser une technique d’appariement de diagrammes, tels que les diagrammes de classes, pour identifier les changements structurels entre plusieurs versions d'une architecture logicielle. Cette étape nécessite l'identification des renommages de classes. Par conséquent, la première étape de notre approche consiste à identifier les renommages de classes durant l'évolution de l'architecture logicielle. Ensuite, la deuxième étape consiste à faire l'appariement de plusieurs versions d'une architecture pour identifier ses parties stables et celles qui sont en dégradation. Nous proposons des algorithmes de bit-vecteur et de clustering pour analyser la correspondance entre plusieurs versions d'une architecture. La troisième étape consiste à mesurer la dégradation de l'architecture durant l'évolution du logiciel. Nous proposons un ensemble de m´etriques sur les parties stables du logiciel, pour évaluer cette dégradation. La deuxième contribution est liée à l'analyse de l'impact des changements dans un logiciel. Dans ce contexte, nous présentons une nouvelle métaphore inspirée de la séismologie pour identifier l'impact des changements. Notre approche considère un changement à une classe comme un tremblement de terre qui se propage dans le logiciel à travers une longue chaîne de classes intermédiaires. Notre approche combine l'analyse de dépendances structurelles des classes et l'analyse de leur historique (les relations de co-changement) afin de mesurer l'ampleur de la propagation du changement dans le logiciel, i.e., comment un changement se propage à partir de la classe modifiée è d'autres classes du logiciel. La troisième contribution concerne la détection des défauts de conception. Nous proposons une métaphore inspirée du système immunitaire naturel. Comme toute créature vivante, la conception de systèmes est exposée aux maladies, qui sont des défauts de conception. Les approches de détection sont des mécanismes de défense pour les conception des systèmes. Un système immunitaire naturel peut détecter des pathogènes similaires avec une bonne précision. Cette bonne précision a inspiré une famille d'algorithmes de classification, appelés systèmes immunitaires artificiels (AIS), que nous utilisions pour détecter les défauts de conception. Les différentes contributions ont été évaluées sur des logiciels libres orientés objets et les résultats obtenus nous permettent de formuler les conclusions suivantes: • Les métriques Tunnel Triplets Metric (TTM) et Common Triplets Metric (CTM), fournissent aux développeurs de bons indices sur la dégradation de l'architecture. La d´ecroissance de TTM indique que la conception originale de l'architecture s’est dégradée. La stabilité de TTM indique la stabilité de la conception originale, ce qui signifie que le système est adapté aux nouvelles spécifications des utilisateurs. • La séismologie est une métaphore intéressante pour l'analyse de l'impact des changements. En effet, les changements se propagent dans les systèmes comme les tremblements de terre. L'impact d'un changement est plus important autour de la classe qui change et diminue progressivement avec la distance à cette classe. Notre approche aide les développeurs à identifier l'impact d'un changement. • Le système immunitaire est une métaphore intéressante pour la détection des défauts de conception. Les résultats des expériences ont montré que la précision et le rappel de notre approche sont comparables ou supérieurs à ceux des approches existantes.

A unified framework for the comprehension of software's time dimension

Les logiciels sont de plus en plus complexes et leur développement est souvent fait par des équipes dispersées et changeantes. Par ailleurs, de nos jours, la majorité des logiciels sont recyclés au lieu d’être développés à partir de zéro. La tâche de compréhension, inhérente aux tâches de maintenance, consiste à analyser plusieurs dimensions du logiciel en parallèle. La dimension temps intervient à deux niveaux dans le logiciel : il change durant son évolution et durant son exécution. Ces changements prennent un sens particulier quand ils sont analysés avec d’autres dimensions du logiciel. L’analyse de données multidimensionnelles est un problème difficile à résoudre. Cependant, certaines méthodes permettent de contourner cette difficulté. Ainsi, les approches semi-automatiques, comme la visualisation du logiciel, permettent à l’usager d’intervenir durant l’analyse pour explorer et guider la recherche d’informations. Dans une première étape de la thèse, nous appliquons des techniques de visualisation pour mieux comprendre la dynamique des logiciels pendant l’évolution et l’exécution. Les changements dans le temps sont représentés par des heat maps. Ainsi, nous utilisons la même représentation graphique pour visualiser les changements pendant l’évolution et ceux pendant l’exécution. Une autre catégorie d’approches, qui permettent de comprendre certains aspects dynamiques du logiciel, concerne l’utilisation d’heuristiques. Dans une seconde étape de la thèse, nous nous intéressons à l’identification des phases pendant l’évolution ou pendant l’exécution en utilisant la même approche. Dans ce contexte, la prémisse est qu’il existe une cohérence inhérente dans les évènements, qui permet d’isoler des sous-ensembles comme des phases. Cette hypothèse de cohérence est ensuite définie spécifiquement pour les évènements de changements de code (évolution) ou de changements d’état (exécution). L’objectif de la thèse est d’étudier l’unification de ces deux dimensions du temps que sont l’évolution et l’exécution. Ceci s’inscrit dans notre volonté de rapprocher les deux domaines de recherche qui s’intéressent à une même catégorie de problèmes, mais selon deux perspectives différentes.

Maygen: A Symbolic Debugger Generation System

With the development of high-level languages for new computer architectures comes the need for appropriate debugging tools as well. One method for meeting this need would be to develop, from scratch, a symbolic debugger with the introduction of each new language implementation for any given architecture. This, however, seems to require unnecessary duplication of effort among developers. This paper describes Maygen, a "debugger generation system," designed to efficiently provide the desired language-dependent and architecture-dependent debuggers. A prototype of the Maygen system has been implemented and is able to handle the semantically different languages of C and OPAL.

MapFish. A WebGIS 2.0 Framework: toolkit to build rich client WebGIS

MapFish is an open-source development framework for building webmapping applications. MapFish is based on the OpenLayers API and the Geo extension of Ext library, and extends the Pylons general-purpose web development framework with geo-specific functionnalities. This presentation first describes what the MapFish development framework provides and how it can help developers implement rich web-mapping applications. It then demonstrates through real web-mapping realizations what can be achieved using MapFish : Geo Business Intelligence applications, 2D/3D data visualization, on/off line data edition, advanced vectorial print functionnalities, advanced administration suite to build WebGIS applications from scratch, etc. In particular, the web-mapping application for the UN Refugee Agency (UNHCR) and a Regional Spatial Data Infrastructure will be demonstrated