Aspectmatlab++: Developing an aspect-oriented language for Scientists

MATLAB is a popular dynamic array-based language commonly used within the scientificcommunity. MATLAB’s widespread use can be attributed to its large library of built-infunctions, and its high-level syntax, which requires no type declarations, making it ideal forfast prototyping. This thesis presents extensions to ASPECTMATLAB, an aspect orientedcompiler developed for MATLAB.ASPECTMATLAB was created with the intent of bringing aspect oriented programmingto MATLAB, and targeted features such as array accesses and loops, which are the corecomputations in scientific programs. This thesis presents ASPECTMATLAB++. ASPECTMATLAB++extends ASPECTMATLAB by focusing on a different set of challenges, seekingto make aspect-oriented programming easier to use and providing mechanisms to handlea variety of the problems that occur in a dynamically typed language. To this end, we introducepattern matching on annotations and types of variables, as well as new manners ofexposing context.We also provide several use-cases of these features in the form of general-use aspectswhich focus on solving issues that arise from use of dynamically-typed languages. Theseinclude aspects which perform type and unit checking, profiling aspects, as well as aspectswhich perform basic loop optimizations. This thesis also details several performanceenhancements to the ASPECTMATLAB compiler, which result in a speed improvement ofabout 10 times.MATLAB est une langage de programmation dynamique utilisée partout dans la communautéscientifique. L’utilisation répandu de MATLAB peut être attribué à sa grande bibliothèquede fonctions incorporées et sa syntaxe de haut niveau, qui n’exige aucune déclarationde type, le faisant idéal pour prototypage rapide. Cette thèse présente des extensionsà ASPECTMATLAB, un compilateur orientée à l’aspect développé pour MATLAB.ASPECTMATLAB a été créé avec l’intention d’amener programmation orientée à l’aspectà MATLAB. Il cible des fonctionalités comme des accès de tableau et des boucles, quisont les calculs principaux dans des programmes scientifiques. Cette thèse présente ASPECTMATLAB++.ASPECTMATLAB++ étend ASPECTMATLAB en se concentrant sur unensemble différent de défis, cherchant à faciliter la programmation orientée à l’aspect etintroduire des mécanismes qui gére une variété des problèmes qui arrivent dans une languedynamiquement tapée. À cette fin, nous présentons correspondance sur des annotations etles types de variables, et des nouvelles manières d’exposer le contexte.Nous fournissons aussi plusieurs cas d’utilisation de ces fonctions en forme des aspectsd’utilisation générale qui se concentrent sur les questions de résolution qui résultent del’utilisation de langues dynamiquement tapées. Ceux-ci incluent les aspects qui exécutentle type et la vérification d’unité, des aspects de profilage, aussi bien que les aspects quiexécutent des optimisations de boucles. Cette thèse fournit aussi plusieurs augmentationsde performance au compilateur ASPECTMATLAB, qui donnent une amélioration de vitessed’environ 10 fois