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Minor improvements and fixes for internal variables
[modules/adao.git] / src / daComposant / daCore / BasicObjects.py
index 92ae56ab8550c2975ffc8b4ab432d8ba38454d28..7b8953ac6cb8a0c3d3d811d2e512f379403717f0 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 # -*- coding: utf-8 -*-
 #
-# Copyright (C) 2008-2020 EDF R&D
+# Copyright (C) 2008-2021 EDF R&D
 #
 # This library is free software; you can redistribute it and/or
 # modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
@@ -30,6 +30,7 @@ import os
 import sys
 import logging
 import copy
+import time
 import numpy
 from functools import partial
 from daCore import Persistence, PlatformInfo, Interfaces
@@ -56,44 +57,46 @@ class CacheManager(object):
 
     def clearCache(self):
         "Vide le cache"
-        self.__listOPCV = [] # Previous Calculated Points, Results, Point Norms, Operator
+        self.__listOPCV  = []
         self.__seenNames = []
-        # logging.debug("CM Tolerance de determination des doublons : %.2e", self.__tolerBP)
 
-    def wasCalculatedIn(self, xValue, oName="" ): #, info="" ):
+    def wasCalculatedIn(self, xValue, oName="" ):
         "Vérifie l'existence d'un calcul correspondant à la valeur"
         __alc = False
         __HxV = None
         if self.__enabled:
             for i in range(min(len(self.__listOPCV),self.__lenghtOR)-1,-1,-1):
-                if not hasattr(xValue, 'size') or (str(oName) != self.__listOPCV[i][3]) or (xValue.size != self.__listOPCV[i][0].size):
-                    # logging.debug("CM Différence de la taille %s de X et de celle %s du point %i déjà calculé", xValue.shape,i,self.__listOPCP[i].shape)
+                if not hasattr(xValue, 'size'):
                     pass
-                elif numpy.linalg.norm(numpy.ravel(xValue) - self.__listOPCV[i][0]) < self.__tolerBP * self.__listOPCV[i][2]:
+                elif (str(oName) != self.__listOPCV[i][3]):
+                    pass
+                elif (xValue.size != self.__listOPCV[i][0].size):
+                    pass
+                elif (numpy.ravel(xValue)[0] - self.__listOPCV[i][0][0]) > (self.__tolerBP * self.__listOPCV[i][2] / self.__listOPCV[i][0].size):
+                    pass
+                elif numpy.linalg.norm(numpy.ravel(xValue) - self.__listOPCV[i][0]) < (self.__tolerBP * self.__listOPCV[i][2]):
                     __alc  = True
                     __HxV = self.__listOPCV[i][1]
-                    # logging.debug("CM Cas%s déja calculé, portant le numéro %i", info, i)
                     break
         return __alc, __HxV
 
     def storeValueInX(self, xValue, HxValue, oName="" ):
         "Stocke pour un opérateur o un calcul Hx correspondant à la valeur x"
         if self.__lenghtOR < 0:
-            self.__lenghtOR = 2 * xValue.size + 2
+            self.__lenghtOR = 2 * min(xValue.size, 50) + 2 # 2 * xValue.size + 2
             self.__initlnOR = self.__lenghtOR
             self.__seenNames.append(str(oName))
         if str(oName) not in self.__seenNames: # Etend la liste si nouveau
-            self.__lenghtOR += 2 * xValue.size + 2
+            self.__lenghtOR += 2 * min(xValue.size, 50) + 2 # 2 * xValue.size + 2
             self.__initlnOR += self.__lenghtOR
             self.__seenNames.append(str(oName))
         while len(self.__listOPCV) > self.__lenghtOR:
-            # logging.debug("CM Réduction de la liste des cas à %i éléments par suppression du premier", self.__lenghtOR)
             self.__listOPCV.pop(0)
         self.__listOPCV.append( (
-            copy.copy(numpy.ravel(xValue)),
-            copy.copy(HxValue),
-            numpy.linalg.norm(xValue),
-            str(oName),
+            copy.copy(numpy.ravel(xValue)), # 0 Previous point
+            copy.copy(HxValue),             # 1 Previous value
+            numpy.linalg.norm(xValue),      # 2 Norm
+            str(oName),                     # 3 Operator name
             ) )
 
     def disable(self):
@@ -178,7 +181,7 @@ class Operator(object):
         "Renvoie le type"
         return self.__Type
 
-    def appliedTo(self, xValue, HValue = None, argsAsSerie = False):
+    def appliedTo(self, xValue, HValue = None, argsAsSerie = False, returnSerieAsArrayMatrix = False):
         """
         Permet de restituer le résultat de l'application de l'opérateur à une
         série d'arguments xValue. Cette méthode se contente d'appliquer, chaque
@@ -202,13 +205,13 @@ class Operator(object):
         #
         if _HValue is not None:
             assert len(_xValue) == len(_HValue), "Incompatible number of elements in xValue and HValue"
-            HxValue = []
+            _HxValue = []
             for i in range(len(_HValue)):
-                HxValue.append( numpy.asmatrix( numpy.ravel( _HValue[i] ) ).T )
+                _HxValue.append( numpy.asmatrix( numpy.ravel( _HValue[i] ) ).T )
                 if self.__AvoidRC:
-                    Operator.CM.storeValueInX(_xValue[i],HxValue[-1],self.__name)
+                    Operator.CM.storeValueInX(_xValue[i],_HxValue[-1],self.__name)
         else:
-            HxValue = []
+            _HxValue = []
             _xserie = []
             _hindex = []
             for i, xv in enumerate(_xValue):
@@ -223,13 +226,14 @@ class Operator(object):
                 else:
                     if self.__Matrix is not None:
                         self.__addOneMatrixCall()
-                        _hv = self.__Matrix * xv
+                        _xv = numpy.matrix(numpy.ravel(xv)).T
+                        _hv = self.__Matrix * _xv
                     else:
                         self.__addOneMethodCall()
                         _xserie.append( xv )
                         _hindex.append(  i )
                         _hv = None
-                HxValue.append( _hv )
+                _HxValue.append( _hv )
             #
             if len(_xserie)>0 and self.__Matrix is None:
                 if self.__extraArgs is None:
@@ -241,14 +245,17 @@ class Operator(object):
                 for i in _hindex:
                     _xv = _xserie.pop(0)
                     _hv = _hserie.pop(0)
-                    HxValue[i] = _hv
+                    _HxValue[i] = _hv
                     if self.__AvoidRC:
                         Operator.CM.storeValueInX(_xv,_hv,self.__name)
         #
-        if argsAsSerie: return HxValue
-        else:           return HxValue[-1]
+        if returnSerieAsArrayMatrix:
+            _HxValue = numpy.stack([numpy.ravel(_hv) for _hv in _HxValue], axis=1)
+        #
+        if argsAsSerie: return _HxValue
+        else:           return _HxValue[-1]
 
-    def appliedControledFormTo(self, paires, argsAsSerie = False):
+    def appliedControledFormTo(self, paires, argsAsSerie = False, returnSerieAsArrayMatrix = False):
         """
         Permet de restituer le résultat de l'application de l'opérateur à des
         paires (xValue, uValue). Cette méthode se contente d'appliquer, son
@@ -265,30 +272,33 @@ class Operator(object):
         PlatformInfo.isIterable( _xuValue, True, " in Operator.appliedControledFormTo" )
         #
         if self.__Matrix is not None:
-            HxValue = []
+            _HxValue = []
             for paire in _xuValue:
                 _xValue, _uValue = paire
+                _xValue = numpy.matrix(numpy.ravel(_xValue)).T
                 self.__addOneMatrixCall()
-                HxValue.append( self.__Matrix * _xValue )
+                _HxValue.append( self.__Matrix * _xValue )
         else:
-            HxValue = []
+            _xuArgs = []
             for paire in _xuValue:
-                _xuValue = []
                 _xValue, _uValue = paire
                 if _uValue is not None:
-                    _xuValue.append( paire )
+                    _xuArgs.append( paire )
                 else:
-                    _xuValue.append( _xValue )
-            self.__addOneMethodCall( len(_xuValue) )
+                    _xuArgs.append( _xValue )
+            self.__addOneMethodCall( len(_xuArgs) )
             if self.__extraArgs is None:
-                HxValue = self.__Method( _xuValue ) # Calcul MF
+                _HxValue = self.__Method( _xuArgs ) # Calcul MF
             else:
-                HxValue = self.__Method( _xuValue, self.__extraArgs ) # Calcul MF
+                _HxValue = self.__Method( _xuArgs, self.__extraArgs ) # Calcul MF
+        #
+        if returnSerieAsArrayMatrix:
+            _HxValue = numpy.stack([numpy.ravel(_hv) for _hv in _HxValue], axis=1)
         #
-        if argsAsSerie: return HxValue
-        else:           return HxValue[-1]
+        if argsAsSerie: return _HxValue
+        else:           return _HxValue[-1]
 
-    def appliedInXTo(self, paires, argsAsSerie = False):
+    def appliedInXTo(self, paires, argsAsSerie = False, returnSerieAsArrayMatrix = False):
         """
         Permet de restituer le résultat de l'application de l'opérateur à une
         série d'arguments xValue, sachant que l'opérateur est valable en
@@ -309,20 +319,24 @@ class Operator(object):
         PlatformInfo.isIterable( _nxValue, True, " in Operator.appliedInXTo" )
         #
         if self.__Matrix is not None:
-            HxValue = []
+            _HxValue = []
             for paire in _nxValue:
                 _xNominal, _xValue = paire
+                _xValue = numpy.matrix(numpy.ravel(_xValue)).T
                 self.__addOneMatrixCall()
-                HxValue.append( self.__Matrix * _xValue )
+                _HxValue.append( self.__Matrix * _xValue )
         else:
             self.__addOneMethodCall( len(_nxValue) )
             if self.__extraArgs is None:
-                HxValue = self.__Method( _nxValue ) # Calcul MF
+                _HxValue = self.__Method( _nxValue ) # Calcul MF
             else:
-                HxValue = self.__Method( _nxValue, self.__extraArgs ) # Calcul MF
+                _HxValue = self.__Method( _nxValue, self.__extraArgs ) # Calcul MF
+        #
+        if returnSerieAsArrayMatrix:
+            _HxValue = numpy.stack([numpy.ravel(_hv) for _hv in _HxValue], axis=1)
         #
-        if argsAsSerie: return HxValue
-        else:           return HxValue[-1]
+        if argsAsSerie: return _HxValue
+        else:           return _HxValue[-1]
 
     def asMatrix(self, ValueForMethodForm = "UnknownVoidValue", argsAsSerie = False):
         """
@@ -331,7 +345,7 @@ class Operator(object):
         if self.__Matrix is not None:
             self.__addOneMatrixCall()
             mValue = [self.__Matrix,]
-        elif ValueForMethodForm is not "UnknownVoidValue": # Ne pas utiliser "None"
+        elif not isinstance(ValueForMethodForm,str) or ValueForMethodForm != "UnknownVoidValue": # Ne pas utiliser "None"
             mValue = []
             if argsAsSerie:
                 self.__addOneMethodCall( len(ValueForMethodForm) )
@@ -510,6 +524,7 @@ class FullOperator(object):
                 centeredDF            = __Function["CenteredFiniteDifference"],
                 increment             = __Function["DifferentialIncrement"],
                 dX                    = __Function["withdX"],
+                extraArguments        = self.__extraArgs,
                 avoidingRedundancy    = __Function["withAvoidingRedundancy"],
                 toleranceInRedundancy = __Function["withToleranceInRedundancy"],
                 lenghtOfRedundancy    = __Function["withLenghtOfRedundancy"],
@@ -591,6 +606,7 @@ class Algorithm(object):
             - CostFunctionJbAtCurrentOptimum : partie ébauche à l'état optimal courant lors d'itérations
             - CostFunctionJo : partie observations de la fonction-coût : Jo
             - CostFunctionJoAtCurrentOptimum : partie observations à l'état optimal courant lors d'itérations
+            - CurrentIterationNumber : numéro courant d'itération dans les algorithmes itératifs, à partir de 0
             - CurrentOptimum : état optimal courant lors d'itérations
             - CurrentState : état courant lors d'itérations
             - GradientOfCostFunctionJ  : gradient de la fonction-coût globale
@@ -606,8 +622,9 @@ class Algorithm(object):
             - MahalanobisConsistency : indicateur de consistance des covariances
             - OMA : Observation moins Analyse : Y - Xa
             - OMB : Observation moins Background : Y - Xb
-            - PredictedState : état prédit courant lors d'itérations
+            - ForecastState : état prédit courant lors d'itérations
             - Residu : dans le cas des algorithmes de vérification
+            - SampledStateForQuantiles : échantillons d'états pour l'estimation des quantiles
             - SigmaBck2 : indicateur de correction optimale des erreurs d'ébauche
             - SigmaObs2 : indicateur de correction optimale des erreurs d'observation
             - SimulatedObservationAtBackground : l'état observé H(Xb) à l'ébauche
@@ -624,7 +641,10 @@ class Algorithm(object):
         self._name = str( name )
         self._parameters = {"StoreSupplementaryCalculations":[]}
         self.__required_parameters = {}
-        self.__required_inputs = {"RequiredInputValues":{"mandatory":(), "optional":()}}
+        self.__required_inputs = {
+            "RequiredInputValues":{"mandatory":(), "optional":()},
+            "ClassificationTags":[],
+            }
         self.__variable_names_not_public = {"nextStep":False} # Duplication dans AlgorithmAndParameters
         self.__canonical_parameter_name = {} # Correspondance "lower"->"correct"
         self.__canonical_stored_name = {}    # Correspondance "lower"->"correct"
@@ -642,12 +662,15 @@ class Algorithm(object):
         self.StoredVariables["CostFunctionJbAtCurrentOptimum"]       = Persistence.OneScalar(name = "CostFunctionJbAtCurrentOptimum")
         self.StoredVariables["CostFunctionJo"]                       = Persistence.OneScalar(name = "CostFunctionJo")
         self.StoredVariables["CostFunctionJoAtCurrentOptimum"]       = Persistence.OneScalar(name = "CostFunctionJoAtCurrentOptimum")
+        self.StoredVariables["CurrentEnsembleState"]                 = Persistence.OneMatrix(name = "CurrentEnsembleState")
+        self.StoredVariables["CurrentIterationNumber"]               = Persistence.OneIndex(name  = "CurrentIterationNumber")
         self.StoredVariables["CurrentOptimum"]                       = Persistence.OneVector(name = "CurrentOptimum")
         self.StoredVariables["CurrentState"]                         = Persistence.OneVector(name = "CurrentState")
+        self.StoredVariables["ForecastState"]                        = Persistence.OneVector(name = "ForecastState")
         self.StoredVariables["GradientOfCostFunctionJ"]              = Persistence.OneVector(name = "GradientOfCostFunctionJ")
         self.StoredVariables["GradientOfCostFunctionJb"]             = Persistence.OneVector(name = "GradientOfCostFunctionJb")
         self.StoredVariables["GradientOfCostFunctionJo"]             = Persistence.OneVector(name = "GradientOfCostFunctionJo")
-        self.StoredVariables["IndexOfOptimum"]                       = Persistence.OneIndex(name = "IndexOfOptimum")
+        self.StoredVariables["IndexOfOptimum"]                       = Persistence.OneIndex(name  = "IndexOfOptimum")
         self.StoredVariables["Innovation"]                           = Persistence.OneVector(name = "Innovation")
         self.StoredVariables["InnovationAtCurrentAnalysis"]          = Persistence.OneVector(name = "InnovationAtCurrentAnalysis")
         self.StoredVariables["InnovationAtCurrentState"]             = Persistence.OneVector(name = "InnovationAtCurrentState")
@@ -658,8 +681,8 @@ class Algorithm(object):
         self.StoredVariables["MahalanobisConsistency"]               = Persistence.OneScalar(name = "MahalanobisConsistency")
         self.StoredVariables["OMA"]                                  = Persistence.OneVector(name = "OMA")
         self.StoredVariables["OMB"]                                  = Persistence.OneVector(name = "OMB")
-        self.StoredVariables["PredictedState"]                       = Persistence.OneVector(name = "PredictedState")
         self.StoredVariables["Residu"]                               = Persistence.OneScalar(name = "Residu")
+        self.StoredVariables["SampledStateForQuantiles"]             = Persistence.OneMatrix(name = "SampledStateForQuantiles")
         self.StoredVariables["SigmaBck2"]                            = Persistence.OneScalar(name = "SigmaBck2")
         self.StoredVariables["SigmaObs2"]                            = Persistence.OneScalar(name = "SigmaObs2")
         self.StoredVariables["SimulatedObservationAtBackground"]     = Persistence.OneVector(name = "SimulatedObservationAtBackground")
@@ -677,10 +700,11 @@ class Algorithm(object):
         self.__canonical_parameter_name["algorithm"] = "Algorithm"
         self.__canonical_parameter_name["storesupplementarycalculations"] = "StoreSupplementaryCalculations"
 
-    def _pre_run(self, Parameters, Xb=None, Y=None, R=None, B=None, Q=None ):
+    def _pre_run(self, Parameters, Xb=None, Y=None, U=None, HO=None, EM=None, CM=None, R=None, B=None, Q=None ):
         "Pré-calcul"
         logging.debug("%s Lancement", self._name)
         logging.debug("%s Taille mémoire utilisée de %.0f Mio"%(self._name, self._m.getUsedMemory("Mio")))
+        self._getTimeState(reset=True)
         #
         # Mise a jour des paramètres internes avec le contenu de Parameters, en
         # reprenant les valeurs par défauts pour toutes celles non définies
@@ -688,41 +712,82 @@ class Algorithm(object):
         for k, v in self.__variable_names_not_public.items():
             if k not in self._parameters:  self.__setParameters( {k:v} )
         #
-        # Corrections et compléments
-        def __test_vvalue(argument, variable, argname):
+        # Corrections et compléments des vecteurs
+        def __test_vvalue(argument, variable, argname, symbol=None):
+            if symbol is None: symbol = variable
             if argument is None:
                 if variable in self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["mandatory"]:
-                    raise ValueError("%s %s vector %s has to be properly defined!"%(self._name,argname,variable))
+                    raise ValueError("%s %s vector %s is not set and has to be properly defined!"%(self._name,argname,symbol))
                 elif variable in self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["optional"]:
-                    logging.debug("%s %s vector %s is not set, but is optional."%(self._name,argname,variable))
+                    logging.debug("%s %s vector %s is not set, but is optional."%(self._name,argname,symbol))
                 else:
-                    logging.debug("%s %s vector %s is not set, but is not required."%(self._name,argname,variable))
+                    logging.debug("%s %s vector %s is not set, but is not required."%(self._name,argname,symbol))
             else:
-                logging.debug("%s %s vector %s is set, and its size is %i."%(self._name,argname,variable,numpy.array(argument).size))
+                logging.debug("%s %s vector %s is set, and its size is %i."%(self._name,argname,symbol,numpy.array(argument).size))
             return 0
         __test_vvalue( Xb, "Xb", "Background or initial state" )
         __test_vvalue( Y,  "Y",  "Observation" )
+        __test_vvalue( U,  "U",  "Control" )
         #
-        def __test_cvalue(argument, variable, argname):
+        # Corrections et compléments des covariances
+        def __test_cvalue(argument, variable, argname, symbol=None):
+            if symbol is None: symbol = variable
             if argument is None:
                 if variable in self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["mandatory"]:
-                    raise ValueError("%s %s error covariance matrix %s has to be properly defined!"%(self._name,argname,variable))
+                    raise ValueError("%s %s error covariance matrix %s is not set and has to be properly defined!"%(self._name,argname,symbol))
                 elif variable in self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["optional"]:
-                    logging.debug("%s %s error covariance matrix %s is not set, but is optional."%(self._name,argname,variable))
+                    logging.debug("%s %s error covariance matrix %s is not set, but is optional."%(self._name,argname,symbol))
                 else:
-                    logging.debug("%s %s error covariance matrix %s is not set, but is not required."%(self._name,argname,variable))
+                    logging.debug("%s %s error covariance matrix %s is not set, but is not required."%(self._name,argname,symbol))
             else:
-                logging.debug("%s %s error covariance matrix %s is set."%(self._name,argname,variable))
+                logging.debug("%s %s error covariance matrix %s is set."%(self._name,argname,symbol))
             return 0
-        __test_cvalue( R, "R", "Observation" )
         __test_cvalue( B, "B", "Background" )
+        __test_cvalue( R, "R", "Observation" )
         __test_cvalue( Q, "Q", "Evolution" )
         #
+        # Corrections et compléments des opérateurs
+        def __test_ovalue(argument, variable, argname, symbol=None):
+            if symbol is None: symbol = variable
+            if argument is None or (isinstance(argument,dict) and len(argument)==0):
+                if variable in self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["mandatory"]:
+                    raise ValueError("%s %s operator %s is not set and has to be properly defined!"%(self._name,argname,symbol))
+                elif variable in self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["optional"]:
+                    logging.debug("%s %s operator %s is not set, but is optional."%(self._name,argname,symbol))
+                else:
+                    logging.debug("%s %s operator %s is not set, but is not required."%(self._name,argname,symbol))
+            else:
+                logging.debug("%s %s operator %s is set."%(self._name,argname,symbol))
+            return 0
+        __test_ovalue( HO, "HO", "Observation", "H" )
+        __test_ovalue( EM, "EM", "Evolution", "M" )
+        __test_ovalue( CM, "CM", "Control Model", "C" )
+        #
+        # Corrections et compléments des bornes
         if ("Bounds" in self._parameters) and isinstance(self._parameters["Bounds"], (list, tuple)) and (len(self._parameters["Bounds"]) > 0):
             logging.debug("%s Prise en compte des bornes effectuee"%(self._name,))
         else:
             self._parameters["Bounds"] = None
         #
+        # Corrections et compléments de l'initialisation en X
+        if  "InitializationPoint" in self._parameters:
+            if Xb is not None:
+                if self._parameters["InitializationPoint"] is not None and hasattr(self._parameters["InitializationPoint"],'size'):
+                    if self._parameters["InitializationPoint"].size != numpy.ravel(Xb).size:
+                        raise ValueError("Incompatible size %i of forced initial point that have to replace the background of size %i" \
+                            %(self._parameters["InitializationPoint"].size,numpy.ravel(Xb).size))
+                    # Obtenu par typecast : numpy.ravel(self._parameters["InitializationPoint"])
+                else:
+                    self._parameters["InitializationPoint"] = numpy.ravel(Xb)
+            else:
+                if self._parameters["InitializationPoint"] is None:
+                    raise ValueError("Forced initial point can not be set without any given Background or required value")
+        #
+        # Correction pour pallier a un bug de TNC sur le retour du Minimum
+        if "Minimizer" in self._parameters and self._parameters["Minimizer"] == "TNC":
+            self.setParameterValue("StoreInternalVariables",True)
+        #
+        # Verbosité et logging
         if logging.getLogger().level < logging.WARNING:
             self._parameters["optiprint"], self._parameters["optdisp"] = 1, 1
             if PlatformInfo.has_scipy:
@@ -753,10 +818,11 @@ class Algorithm(object):
                     _EI = numpy.diag(1./numpy.sqrt(numpy.diag(_A)))
                     _C = numpy.dot(_EI, numpy.dot(_A, _EI))
                     self.StoredVariables["APosterioriCorrelations"].store( _C )
-        if _oH is not None:
+        if _oH is not None and "Direct" in _oH and "Tangent" in _oH and "Adjoint" in _oH:
             logging.debug("%s Nombre d'évaluation(s) de l'opérateur d'observation direct/tangent/adjoint.: %i/%i/%i", self._name, _oH["Direct"].nbcalls(0),_oH["Tangent"].nbcalls(0),_oH["Adjoint"].nbcalls(0))
             logging.debug("%s Nombre d'appels au cache d'opérateur d'observation direct/tangent/adjoint..: %i/%i/%i", self._name, _oH["Direct"].nbcalls(3),_oH["Tangent"].nbcalls(3),_oH["Adjoint"].nbcalls(3))
         logging.debug("%s Taille mémoire utilisée de %.0f Mio", self._name, self._m.getUsedMemory("Mio"))
+        logging.debug("%s Durées d'utilisation CPU de %.1fs et elapsed de %.1fs", self._name, self._getTimeState()[0], self._getTimeState()[1])
         logging.debug("%s Terminé", self._name)
         return 0
 
@@ -813,7 +879,7 @@ class Algorithm(object):
         """
         raise NotImplementedError("Mathematical assimilation calculation has not been implemented!")
 
-    def defineRequiredParameter(self, name = None, default = None, typecast = None, message = None, minval = None, maxval = None, listval = None):
+    def defineRequiredParameter(self, name = None, default = None, typecast = None, message = None, minval = None, maxval = None, listval = None, listadv = None):
         """
         Permet de définir dans l'algorithme des paramètres requis et leurs
         caractéristiques par défaut.
@@ -827,6 +893,7 @@ class Algorithm(object):
             "minval"   : minval,
             "maxval"   : maxval,
             "listval"  : listval,
+            "listadv"  : listadv,
             "message"  : message,
             }
         self.__canonical_parameter_name[name.lower()] = name
@@ -852,6 +919,7 @@ class Algorithm(object):
         minval   = self.__required_parameters[__k]["minval"]
         maxval   = self.__required_parameters[__k]["maxval"]
         listval  = self.__required_parameters[__k]["listval"]
+        listadv  = self.__required_parameters[__k]["listadv"]
         #
         if value is None and default is None:
             __val = None
@@ -870,23 +938,39 @@ class Algorithm(object):
             raise ValueError("The parameter named '%s' of value '%s' can not be less than %s."%(__k, __val, minval))
         if maxval is not None and (numpy.array(__val, float) > maxval).any():
             raise ValueError("The parameter named '%s' of value '%s' can not be greater than %s."%(__k, __val, maxval))
-        if listval is not None:
+        if listval is not None or listadv is not None:
             if typecast is list or typecast is tuple or isinstance(__val,list) or isinstance(__val,tuple):
                 for v in __val:
-                    if v not in listval:
+                    if listval is not None and v in listval: continue
+                    elif listadv is not None and v in listadv: continue
+                    else:
                         raise ValueError("The value '%s' is not allowed for the parameter named '%s', it has to be in the list %s."%(v, __k, listval))
-            elif __val not in listval:
+            elif not (listval is not None and __val in listval) and not (listadv is not None and __val in listadv):
                 raise ValueError("The value '%s' is not allowed for the parameter named '%s', it has to be in the list %s."%( __val, __k,listval))
         #
         return __val
 
     def requireInputArguments(self, mandatory=(), optional=()):
         """
-        Permet d'imposer des arguments requises en entrée
+        Permet d'imposer des arguments de calcul requis en entrée.
         """
         self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["mandatory"] = tuple( mandatory )
         self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["optional"]  = tuple( optional )
 
+    def getInputArguments(self):
+        """
+        Permet d'obtenir les listes des arguments de calcul requis en entrée.
+        """
+        return self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["mandatory"], self.__required_inputs["RequiredInputValues"]["optional"]
+
+    def setAttributes(self, tags=()):
+        """
+        Permet d'adjoindre des attributs comme les tags de classification.
+        Renvoie la liste actuelle dans tous les cas.
+        """
+        self.__required_inputs["ClassificationTags"].extend( tags )
+        return self.__required_inputs["ClassificationTags"]
+
     def __setParameters(self, fromDico={}, reset=False):
         """
         Permet de stocker les paramètres reçus dans le dictionnaire interne.
@@ -907,6 +991,33 @@ class Algorithm(object):
                 pass
             logging.debug("%s %s : %s", self._name, self.__required_parameters[k]["message"], self._parameters[k])
 
+    def _getTimeState(self, reset=False):
+        """
+        Initialise ou restitue le temps de calcul (cpu/elapsed) à la seconde
+        """
+        if reset:
+            self.__initial_cpu_time      = time.process_time()
+            self.__initial_elapsed_time  = time.perf_counter()
+            return 0., 0.
+        else:
+            self.__cpu_time     = time.process_time() - self.__initial_cpu_time
+            self.__elapsed_time = time.perf_counter() - self.__initial_elapsed_time
+            return self.__cpu_time, self.__elapsed_time
+
+    def _StopOnTimeLimit(self, X=None, withReason=False):
+        "Stop criteria on time limit: True/False [+ Reason]"
+        c, e = self._getTimeState()
+        if "MaximumCpuTime" in self._parameters and c > self._parameters["MaximumCpuTime"]:
+            __SC, __SR = True, "Reached maximum CPU time (%.1fs > %.1fs)"%(c, self._parameters["MaximumCpuTime"])
+        elif "MaximumElapsedTime" in self._parameters and e > self._parameters["MaximumElapsedTime"]:
+            __SC, __SR = True, "Reached maximum elapsed time (%.1fs > %.1fs)"%(e, self._parameters["MaximumElapsedTime"])
+        else:
+            __SC, __SR = False, ""
+        if withReason:
+            return __SC, __SR
+        else:
+            return __SC
+
 # ==============================================================================
 class AlgorithmAndParameters(object):
     """
@@ -1069,6 +1180,14 @@ class AlgorithmAndParameters(object):
         "Renvoie la liste des paramètres requis selon l'algorithme"
         return self.__algorithm.getRequiredParameters(noDetails)
 
+    def getAlgorithmInputArguments(self):
+        "Renvoie la liste des entrées requises selon l'algorithme"
+        return self.__algorithm.getInputArguments()
+
+    def getAlgorithmAttributes(self):
+        "Renvoie la liste des attributs selon l'algorithme"
+        return self.__algorithm.setAttributes()
+
     def setObserver(self, __V, __O, __I, __S):
         if self.__algorithm is None \
             or isinstance(self.__algorithm, dict) \
@@ -1308,7 +1427,7 @@ class RegulationAndParameters(object):
             self.__P.update( dict(__Dict) )
         #
         if __Algo is not None:
-            self.__P.update( {"Algorithm":__Algo} )
+            self.__P.update( {"Algorithm":str(__Algo)} )
 
     def get(self, key = None):
         "Vérifie l'existence d'une clé de variable ou de paramètres"
@@ -1357,19 +1476,11 @@ class DataObserver(object):
         else:
             raise ValueError("setting an observer has to be done over a variable name or a list of variable names.")
         #
-        if asString is not None:
-            __FunctionText = asString
-        elif (asTemplate is not None) and (asTemplate in Templates.ObserverTemplates):
-            __FunctionText = Templates.ObserverTemplates[asTemplate]
-        elif asScript is not None:
-            __FunctionText = Interfaces.ImportFromScript(asScript).getstring()
-        else:
-            __FunctionText = ""
-        __Function = ObserverF(__FunctionText)
-        #
         if asObsObject is not None:
             self.__O = asObsObject
         else:
+            __FunctionText = str(UserScript('Observer', asTemplate, asString, asScript))
+            __Function = Observer2Func(__FunctionText)
             self.__O = __Function.getfunc()
         #
         for k in range(len(self.__V)):
@@ -1388,6 +1499,89 @@ class DataObserver(object):
         "x.__str__() <==> str(x)"
         return str(self.__V)+"\n"+str(self.__O)
 
+# ==============================================================================
+class UserScript(object):
+    """
+    Classe générale d'interface de type texte de script utilisateur
+    """
+    def __init__(self,
+                 name       = "GenericUserScript",
+                 asTemplate = None,
+                 asString   = None,
+                 asScript   = None,
+                ):
+        """
+        """
+        self.__name       = str(name)
+        #
+        if asString is not None:
+            self.__F = asString
+        elif self.__name == "UserPostAnalysis" and (asTemplate is not None) and (asTemplate in Templates.UserPostAnalysisTemplates):
+            self.__F = Templates.UserPostAnalysisTemplates[asTemplate]
+        elif self.__name == "Observer" and (asTemplate is not None) and (asTemplate in Templates.ObserverTemplates):
+            self.__F = Templates.ObserverTemplates[asTemplate]
+        elif asScript is not None:
+            self.__F = Interfaces.ImportFromScript(asScript).getstring()
+        else:
+            self.__F = ""
+
+    def __repr__(self):
+        "x.__repr__() <==> repr(x)"
+        return repr(self.__F)
+
+    def __str__(self):
+        "x.__str__() <==> str(x)"
+        return str(self.__F)
+
+# ==============================================================================
+class ExternalParameters(object):
+    """
+    Classe générale d'interface de type texte de script utilisateur
+    """
+    def __init__(self,
+                 name        = "GenericExternalParameters",
+                 asDict      = None,
+                 asScript    = None,
+                ):
+        """
+        """
+        self.__name = str(name)
+        self.__P    = {}
+        #
+        self.updateParameters( asDict, asScript )
+
+    def updateParameters(self,
+                 asDict     = None,
+                 asScript   = None,
+                ):
+        "Mise a jour des parametres"
+        if asDict is None and asScript is not None:
+            __Dict = Interfaces.ImportFromScript(asScript).getvalue( self.__name, "ExternalParameters" )
+        else:
+            __Dict = asDict
+        #
+        if __Dict is not None:
+            self.__P.update( dict(__Dict) )
+
+    def get(self, key = None):
+        if key in self.__P:
+            return self.__P[key]
+        else:
+            return list(self.__P.keys())
+
+    def keys(self):
+        return list(self.__P.keys())
+
+    def pop(self, k, d):
+        return self.__P.pop(k, d)
+
+    def items(self):
+        return self.__P.items()
+
+    def __contains__(self, key=None):
+        "D.__contains__(k) -> True if D has a key k, else False"
+        return key in self.__P
+
 # ==============================================================================
 class State(object):
     """
@@ -1566,15 +1760,20 @@ class Covariance(object):
             __Matrix, __Scalar, __Vector, __Object = asCovariance, asEyeByScalar, asEyeByVector, asCovObject
         #
         if __Scalar is not None:
-            if numpy.matrix(__Scalar).size != 1:
-                raise ValueError('  The diagonal multiplier given to define a sparse matrix is not a unique scalar value.\n  Its actual measured size is %i. Please check your scalar input.'%numpy.matrix(__Scalar).size)
+            if isinstance(__Scalar, str):
+                __Scalar = __Scalar.replace(";"," ").replace(","," ").split()
+                if len(__Scalar) > 0: __Scalar = __Scalar[0]
+            if numpy.array(__Scalar).size != 1:
+                raise ValueError('  The diagonal multiplier given to define a sparse matrix is not a unique scalar value.\n  Its actual measured size is %i. Please check your scalar input.'%numpy.array(__Scalar).size)
             self.__is_scalar = True
             self.__C         = numpy.abs( float(__Scalar) )
             self.shape       = (0,0)
             self.size        = 0
         elif __Vector is not None:
+            if isinstance(__Vector, str):
+                __Vector = __Vector.replace(";"," ").replace(","," ").split()
             self.__is_vector = True
-            self.__C         = numpy.abs( numpy.array( numpy.ravel( numpy.matrix(__Vector, float ) ) ) )
+            self.__C         = numpy.abs( numpy.array( numpy.ravel( __Vector ), dtype=float ) )
             self.shape       = (self.__C.size,self.__C.size)
             self.size        = self.__C.size**2
         elif __Matrix is not None:
@@ -1585,7 +1784,7 @@ class Covariance(object):
         elif __Object is not None:
             self.__is_object = True
             self.__C         = __Object
-            for at in ("getT","getI","diag","trace","__add__","__sub__","__neg__","__mul__","__rmul__"):
+            for at in ("getT","getI","diag","trace","__add__","__sub__","__neg__","__matmul__","__mul__","__rmatmul__","__rmul__"):
                 if not hasattr(self.__C,at):
                     raise ValueError("The matrix given for %s as an object has no attribute \"%s\". Please check your object input."%(self.__name,at))
             if hasattr(self.__C,"shape"):
@@ -1644,12 +1843,12 @@ class Covariance(object):
     def getI(self):
         "Inversion"
         if   self.ismatrix():
-            return Covariance(self.__name+"I", asCovariance  = self.__C.I )
+            return Covariance(self.__name+"I", asCovariance  = numpy.linalg.inv(self.__C) )
         elif self.isvector():
             return Covariance(self.__name+"I", asEyeByVector = 1. / self.__C )
         elif self.isscalar():
             return Covariance(self.__name+"I", asEyeByScalar = 1. / self.__C )
-        elif self.isobject():
+        elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"getI"):
             return Covariance(self.__name+"I", asCovObject   = self.__C.getI() )
         else:
             return None # Indispensable
@@ -1662,8 +1861,10 @@ class Covariance(object):
             return Covariance(self.__name+"T", asEyeByVector = self.__C )
         elif self.isscalar():
             return Covariance(self.__name+"T", asEyeByScalar = self.__C )
-        elif self.isobject():
+        elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"getT"):
             return Covariance(self.__name+"T", asCovObject   = self.__C.getT() )
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no getT attribute."%(self.__name,))
 
     def cholesky(self):
         "Décomposition de Cholesky"
@@ -1675,17 +1876,49 @@ class Covariance(object):
             return Covariance(self.__name+"C", asEyeByScalar = numpy.sqrt( self.__C ) )
         elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"cholesky"):
             return Covariance(self.__name+"C", asCovObject   = self.__C.cholesky() )
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no cholesky attribute."%(self.__name,))
 
     def choleskyI(self):
         "Inversion de la décomposition de Cholesky"
         if   self.ismatrix():
-            return Covariance(self.__name+"H", asCovariance  = numpy.linalg.cholesky(self.__C).I )
+            return Covariance(self.__name+"H", asCovariance  = numpy.linalg.inv(numpy.linalg.cholesky(self.__C)) )
         elif self.isvector():
             return Covariance(self.__name+"H", asEyeByVector = 1.0 / numpy.sqrt( self.__C ) )
         elif self.isscalar():
             return Covariance(self.__name+"H", asEyeByScalar = 1.0 / numpy.sqrt( self.__C ) )
         elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"choleskyI"):
             return Covariance(self.__name+"H", asCovObject   = self.__C.choleskyI() )
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no choleskyI attribute."%(self.__name,))
+
+    def sqrtm(self):
+        "Racine carrée matricielle"
+        if   self.ismatrix():
+            import scipy
+            return Covariance(self.__name+"C", asCovariance  = numpy.real(scipy.linalg.sqrtm(self.__C)) )
+        elif self.isvector():
+            return Covariance(self.__name+"C", asEyeByVector = numpy.sqrt( self.__C ) )
+        elif self.isscalar():
+            return Covariance(self.__name+"C", asEyeByScalar = numpy.sqrt( self.__C ) )
+        elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"sqrtm"):
+            return Covariance(self.__name+"C", asCovObject   = self.__C.sqrtm() )
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no sqrtm attribute."%(self.__name,))
+
+    def sqrtmI(self):
+        "Inversion de la racine carrée matricielle"
+        if   self.ismatrix():
+            import scipy
+            return Covariance(self.__name+"H", asCovariance  = numpy.linalg.inv(numpy.real(scipy.linalg.sqrtm(self.__C))) )
+        elif self.isvector():
+            return Covariance(self.__name+"H", asEyeByVector = 1.0 / numpy.sqrt( self.__C ) )
+        elif self.isscalar():
+            return Covariance(self.__name+"H", asEyeByScalar = 1.0 / numpy.sqrt( self.__C ) )
+        elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"sqrtmI"):
+            return Covariance(self.__name+"H", asCovObject   = self.__C.sqrtmI() )
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no sqrtmI attribute."%(self.__name,))
 
     def diag(self, msize=None):
         "Diagonale de la matrice"
@@ -1698,22 +1931,10 @@ class Covariance(object):
                 raise ValueError("the size of the %s covariance matrix has to be given in case of definition as a scalar over the diagonal."%(self.__name,))
             else:
                 return self.__C * numpy.ones(int(msize))
-        elif self.isobject():
+        elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"diag"):
             return self.__C.diag()
-
-    def asfullmatrix(self, msize=None):
-        "Matrice pleine"
-        if   self.ismatrix():
-            return self.__C
-        elif self.isvector():
-            return numpy.matrix( numpy.diag(self.__C), float )
-        elif self.isscalar():
-            if msize is None:
-                raise ValueError("the size of the %s covariance matrix has to be given in case of definition as a scalar over the diagonal."%(self.__name,))
-            else:
-                return numpy.matrix( self.__C * numpy.eye(int(msize)), float )
-        elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"asfullmatrix"):
-            return self.__C.asfullmatrix()
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no diag attribute."%(self.__name,))
 
     def trace(self, msize=None):
         "Trace de la matrice"
@@ -1728,6 +1949,28 @@ class Covariance(object):
                 return self.__C * int(msize)
         elif self.isobject():
             return self.__C.trace()
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no trace attribute."%(self.__name,))
+
+    def asfullmatrix(self, msize=None):
+        "Matrice pleine"
+        if   self.ismatrix():
+            return numpy.asarray(self.__C)
+        elif self.isvector():
+            return numpy.asarray( numpy.diag(self.__C), float )
+        elif self.isscalar():
+            if msize is None:
+                raise ValueError("the size of the %s covariance matrix has to be given in case of definition as a scalar over the diagonal."%(self.__name,))
+            else:
+                return numpy.asarray( self.__C * numpy.eye(int(msize)), float )
+        elif self.isobject() and hasattr(self.__C,"asfullmatrix"):
+            return self.__C.asfullmatrix()
+        else:
+            raise AttributeError("the %s covariance matrix has no asfullmatrix attribute."%(self.__name,))
+
+    def assparsematrix(self):
+        "Valeur sparse"
+        return self.__C
 
     def getO(self):
         return self
@@ -1770,6 +2013,36 @@ class Covariance(object):
         "x.__neg__() <==> -x"
         return - self.__C
 
+    def __matmul__(self, other):
+        "x.__mul__(y) <==> x@y"
+        if   self.ismatrix() and isinstance(other, (int, float)):
+            return numpy.asarray(self.__C) * other
+        elif self.ismatrix() and isinstance(other, (list, numpy.matrix, numpy.ndarray, tuple)):
+            if numpy.ravel(other).size == self.shape[1]: # Vecteur
+                return numpy.ravel(self.__C @ numpy.ravel(other))
+            elif numpy.asarray(other).shape[0] == self.shape[1]: # Matrice
+                return numpy.asarray(self.__C) @ numpy.asarray(other)
+            else:
+                raise ValueError("operands could not be broadcast together with shapes %s %s in %s matrix"%(self.shape,numpy.asarray(other).shape,self.__name))
+        elif self.isvector() and isinstance(other, (list, numpy.matrix, numpy.ndarray, tuple)):
+            if numpy.ravel(other).size == self.shape[1]: # Vecteur
+                return numpy.ravel(self.__C) * numpy.ravel(other)
+            elif numpy.asarray(other).shape[0] == self.shape[1]: # Matrice
+                return numpy.ravel(self.__C).reshape((-1,1)) * numpy.asarray(other)
+            else:
+                raise ValueError("operands could not be broadcast together with shapes %s %s in %s matrix"%(self.shape,numpy.ravel(other).shape,self.__name))
+        elif self.isscalar() and isinstance(other,numpy.matrix):
+            return numpy.asarray(self.__C * other)
+        elif self.isscalar() and isinstance(other, (list, numpy.ndarray, tuple)):
+            if len(numpy.asarray(other).shape) == 1 or numpy.asarray(other).shape[1] == 1 or numpy.asarray(other).shape[0] == 1:
+                return self.__C * numpy.ravel(other)
+            else:
+                return self.__C * numpy.asarray(other)
+        elif self.isobject():
+            return self.__C.__matmul__(other)
+        else:
+            raise NotImplementedError("%s covariance matrix __matmul__ method not available for %s type!"%(self.__name,type(other)))
+
     def __mul__(self, other):
         "x.__mul__(y) <==> x*y"
         if   self.ismatrix() and isinstance(other, (int, numpy.matrix, float)):
@@ -1800,6 +2073,31 @@ class Covariance(object):
         else:
             raise NotImplementedError("%s covariance matrix __mul__ method not available for %s type!"%(self.__name,type(other)))
 
+    def __rmatmul__(self, other):
+        "x.__rmul__(y) <==> y@x"
+        if self.ismatrix() and isinstance(other, (int, numpy.matrix, float)):
+            return other * self.__C
+        elif self.ismatrix() and isinstance(other, (list, numpy.ndarray, tuple)):
+            if numpy.ravel(other).size == self.shape[1]: # Vecteur
+                return numpy.asmatrix(numpy.ravel(other)) * self.__C
+            elif numpy.asmatrix(other).shape[0] == self.shape[1]: # Matrice
+                return numpy.asmatrix(other) * self.__C
+            else:
+                raise ValueError("operands could not be broadcast together with shapes %s %s in %s matrix"%(numpy.asmatrix(other).shape,self.shape,self.__name))
+        elif self.isvector() and isinstance(other,numpy.matrix):
+            if numpy.ravel(other).size == self.shape[0]: # Vecteur
+                return numpy.asmatrix(numpy.ravel(other) * self.__C)
+            elif numpy.asmatrix(other).shape[1] == self.shape[0]: # Matrice
+                return numpy.asmatrix(numpy.array(other) * self.__C)
+            else:
+                raise ValueError("operands could not be broadcast together with shapes %s %s in %s matrix"%(numpy.ravel(other).shape,self.shape,self.__name))
+        elif self.isscalar() and isinstance(other,numpy.matrix):
+            return other * self.__C
+        elif self.isobject():
+            return self.__C.__rmatmul__(other)
+        else:
+            raise NotImplementedError("%s covariance matrix __rmatmul__ method not available for %s type!"%(self.__name,type(other)))
+
     def __rmul__(self, other):
         "x.__rmul__(y) <==> y*x"
         if self.ismatrix() and isinstance(other, (int, numpy.matrix, float)):
@@ -1830,7 +2128,7 @@ class Covariance(object):
         return self.shape[0]
 
 # ==============================================================================
-class ObserverF(object):
+class Observer2Func(object):
     """
     Creation d'une fonction d'observateur a partir de son texte
     """
@@ -1925,14 +2223,7 @@ def MultiFonction(
     #
     # Calculs effectifs
     if __mpEnabled:
-        _jobs = []
-        if _extraArguments is None:
-            _jobs = __xserie
-        elif _extraArguments is not None and isinstance(_extraArguments, (list, tuple, map)):
-            for __xvalue in __xserie:
-                _jobs.append( [__xvalue, ] + list(_extraArguments) )
-        else:
-            raise TypeError("MultiFonction extra arguments unkown input type: %s"%(type(_extraArguments),))
+        _jobs = __xserie
         # logging.debug("MULTF Internal multiprocessing calculations begin : evaluation of %i point(s)"%(len(_jobs),))
         import multiprocessing
         with multiprocessing.Pool(__mpWorkers) as pool: