Últimamente se ha incrementado considerablemente la utilización de la inteligencia artificial en los campos de la electrónica de potencia y de los sistemas de control de la velocidad y del posicionamiento. Estos métodos, basados en sistemas expertos, la lógica difusa y las redes neuronales artificiales, necesitan una gran base de datos o conocimientos que describan el funcionamiento del sistema junto a un análisis lógico, en lugar del análisis matemático, para controlar el sistema y facilitar la toma de decisiones. Uno de estos métodos corresponde a las redes neuronales artificiales.En esta tesis doctoral se presenta la aplicación de redes neuronales artificiales en los sistemas de control vectorial y control directo del par para una máquina de inducción. Esta tecnología, relativamente nueva, sirve para poder reemplazar eficientemente algunos equipos analógicos ya existentes. Los datos necesarios para entrenar las redes neuronales artificiales se obtienen, en primer lugar, de los resultados de las simulaciones del sistema formado por el motor y su control, y en segundo lugar, a partir de los resultados experimentales. A tal fin se implementa un modelo del motor de inducción que se prueba con motores de diferentes valores nominales y se controla con diferentes sistema de control: control vectorial por el método indirecto con y sin realimentación de velocidad, control vectorial por el método directo con realimentación de velocidad y control directo del par. Para el caso de los sistemas del control vectorial por el método indirecto, con y sin realimentación de velocidad se han utilizado redes neuronales artificiales de respuesta a impulso finito (FIRANN) para emular algunos bloques de los sistemas del control vectorial tales como la estimación de referencia de corriente estator. Cada red neuronal artificial se ha diseñado, entrenado y probado como una parte del conjunto del sistema de control. Con respecto al control vectorial por el método directo y con realimentación de velocidad, se estima la referencia de la corriente del estator y también se realiza la mayor parte del control vectorial con redes neuronales artificiales FIRANN. Cada red neuronal artificial se ha diseñado, entrenado y probado como una parte del conjunto del sistema de control.Para el sistema de control directo del par se han utilizado redes neuronales artificiales de propagación hacia adelante (MFANN) que emulan la tabla de conmutación del ondulador, la transformación de las tensiones en el sistema de referencia "abc" al sistema de referencia fijado al estator "dq", la transformación de las corrientes de estator en el sistema de referencia "abc" al sistema de referencia fijado al estator "dq" y por último, un estimador de par. Estas cuatro redes neuronales se probaron en línea tanto de forma independiente como conjuntamente. Su comportamiento ha sido bueno en comparación con el sistema sin redes neuronales. Además, se realizó la implementación física del equipo para el control en tiempo real de un motor de inducción por el método directo clásico, y usando redes neuronales mediante una tarjeta dSPACE "DS1103". Este montaje ha permitido hacer las medidas necesarias para poder comparar el comportamiento del sistema bajo las alternativas propuestas. / Recently, the use of artificial intelligence has been increased in the fields of power electronics, and position and speed control systems. These methods, based on expert systems, fuzzy logic and artificial neural networks, require a large data base or knowledge to describe the operation of the system, besides to the logic analysis instead of the mathematical analysis in order to control the system and facilitate the decision tasks. One of these methods are the artificial neural networks.This doctoral thesis shows the aplication of artificial neural networks to the vector control systems and direct torque control of induction machines. This technology is useful to replace some existing analogical equipment in an efficient way. The data needed to train the artificial neural networks is obtained in the first place from the simulation results of the system, and in the second place from the experimental results. For that purpose, it was implemented an induction motor model which is tested with different machine characteristics, and it is controlled with different control systems: indirect method vector control with and without speed feedback, direct method vector control with speed feedback and direct torque control.For indirect method vector control with and without speed feedback, it has been used finite impulse response artificial neural networks (FIRANN) to emulate some blocks of the vector control systems such as the estimation of the stator current. Each artificial neural network has been designed, trained and tested as a part of the control system set.For the case of direct method vector control with speed feedback, the stator current reference and the majority of the vector control is realized also with artificial neural networks FIRANN. Each artificial neural network has been designed, trained and tested as a part of the control system set.In the direct torque control, it has been used feed-forward artificial neural networks (MFANN) to emulate the commutation table of the inverter, to develop the transformation of the voltages from the "abc" reference frame to the "dq" reference frame, and the transformation of the stator currents from the "abc" reference frame to the "dq" reference frame, and finally, to estimate the torque. These four neural networks have been tested online in an independent way and also as a whole. Its performance has been good in comparison with the system without neural networks.Finally, it was realized a physical implementation of the equipment for real time control of an induction motor by the classical method and by artificial neural networks using a dSPACE "DS1103" card. This implementation has allowed realize the measurements to be able to compare the performance of the system under the different proposed alternatives.

Las actitudes, el conocimiento y las acciones generalmente se basan en muestras. Algunos basan sus conclusiones en muestras pequeñas y pocas veces toman en cuenta la magnitud de lo que se desconoce. Generalmente se carece de recursos para estudiar más de una parte del problema de interés que pudiera aumentar nuestro conocimiento. Algunas razones para el uso de las técnicas de muestreo son: costo reducido, mayor velocidad, mayor enfoque o perspectiva y mayor exactitud.La fusión de datos surge como una alternativa a la fuente única de datos frente a la necesidad de conseguir el máximo de información posible al menor costo. Tiene como objetivo combinar datos de diferentes fuentes para poder disponer de toda la información en un solo archivo, aunque artificial, con todas las variables de interés. Utiliza lo mejor de la información existente en un archivo para reconstruir la información ausente en otro archivo. Es una estimación estadística de los datos faltantes. Es un medio de limitar la recolección de datos, reconstruyendo la información faltante. No es un problema de análisis estadístico con datos faltantes en el cual se consideran los mecanismos que conducen a la ausencia de datos. En el caso de la fusión de datos, se presentan bloques completos de datos ausentes, en general, muestras independientes.La revisión bibliográfica ha permitido analizar el problema del análisis de datos faltantes como una aproximación al tema de la fusión de datos, considerando que la fusión de datos es un caso particular. En este caso, se está hablando de bloques de datos faltantes y en muchas ocasiones, datos faltantes por diseño.El objetivo de la fusión de datos es por lo tanto, el obtener un solo archivo que pueda ser analizado posteriormente con herramientas de minería de datos. La idea es estimar los valores de las variables no informadas (valores faltantes) a partir de un bloque de variables informadas correlacionadas con el bloque de variables a reconstituir (variables comunes). Es importante hacer notar que no se esta generando nueva información.Parte de este trabajo se dedica a la definición y aproximación del concepto fusión de datos. Se presentan algunos enfoques para el tratamiento de los datos ausentes. Se han revisado, de manera no exhaustiva, algunas técnicas relacionadas con el tema y se muestran aplicaciones de la fusión de datos relacionadas con otras herramientas.Son muchas las técnicas que existen para tratar la reconstrucción de los datos faltantes. En este trabajo, el enfoque se ha hecho sobre la técnica de imputación Hot deck. Con esta técnica se sustituyen valores individuales extraídos de unidades observadas similares. Se basa en el reemplazo de la información faltante en el conjunto de individuos no informados (con datos faltantes) que se llaman receptores, utilizando la información de los individuos informados más parecidos, llamados donantes. Es una práctica común que involucra esquemas elaborados para la selección de las unidades similares para la imputación. Se estudian algunos procedimientos no paramétricos de discriminación para efectuar la búsqueda de los individuos más cercanos (parecidos). Existen distintos algoritmos diseñados para esto. Se ha hecho una revisión de algunos de estos métodos de búsqueda. Este trabajo se basa en el algoritmo de Fukunaga/Narendra. Se muestran los componentes del sistema. Se presentan los fundamentos y las bases que se han seguido para el desarrollo y la implantación del mismo. Se han establecido algunas propuestas no paramétricas para la medición de la calidad de la fusión.La experimentación y prueba de las distintas propuesta se ha hecho dividida en dos partes. En una se ha hecho una selección aleatoria de los individuos para formar un conjunto de donantes y un conjunto de receptores. En la segunda parte, la selección se ha hecho a partir de una característica específica en una variable. Para esto se emplea un archivo sintético creado a partir de un conjunto de datos privados de financiación para el otorgamiento de créditos al consumo. Este archivo general consta de 6692 individuos. El aspecto práctico de este trabajo, ha sido el desarrollo de un sistema de fusión de datos.Aunque mucho está escrito sobre la imputación Hot deck, siempre habrá espacio para proponer nuevos métodos. Evaluar la calidad de la fusión seguirá siendo tema de interés. Queda claro que la fusión de datos satisface la necesidad de muchos de proporcionar una sola fuente de datos completa a los usuarios finales. Sin embargo, se debe tener cuidado al hacer uso de esta información (son estimaciones, no valores reales observados). / Very often, attitudes, knowledge and actions, are base on samples. Some base their conclusions on small samples and are less likely to be aware of the extent of what is unknown. There is frequently a lack of resources to study more than a part of the problem of interest which could increase our knowledge of it. Some reasons for the use of sample techniques are: reduced cost, greater speed, greater scope o perspective and greater accuracy. Data fusion emerges as an alternative to single source data, faced to the need of acquiring the more information as possible at the lower cost. Its objective is to combine data from different sources in order to have the whole information on a single file, though artificial, but with all the variables of interest. It makes use of the best of the current information contained on one file to rebuild the missing information on another file. It's a statistical estimation of the missing data. It is a mean to restrict the gathering of data, rebuilding the missing information. It is not a problem of statistical analysis with missing data, on which, the process that leads to the absence of data are considered. In the case of data fusion, complete blocks of missing data appear, generally, independent samples.The bibliography has allowed analyzing the subject of missing data as an approach to the subject of data fusion, considering that data fusion is a particular case of it. In this case, missing data and sometimes missing by design is what it is all about.Therefore, the objective of data fusion is to get a single file which can be analyzed further with data mining tools. The idea is to estimate the values of the variables with missing data upon a block of variables with the whole information correlated with the variables to be rebuilt. It is important to mention that new information is not being generated. A part of this work is dedicated to the definition and rapprochement to the concept of data fusion. Some ways of treating the problem of missing data are presented. Some techniques related to the subject have been reviewed in a non exhaustive way and some data fusion applications related with other tools is shown.There are many techniques for treating the rebuilding of missing data. This work is focused on the hot deck technique.With this technique, individual units, took from similar observed units are replaced. It is based on the replacement of the missing information in the set of units with missing information called receivers, using the information of units more likely to them called donors. It is a common practice that involves complex outlines for the selection of the similar unit to be used for the imputation.Some non parametric discrimination procedures have been studied to perform the search of the nearest units (the most resembling). There are different algorithms for this purpose. A review of some of these search methods has been made. This work is based on the Fukunaga/Narendra algorithm. The components of the system are shown as well as the foundations and bases followed for the development and implementation. Some non parametric proposals have been made for measuring the quality of the fusion.The experimentation and tests of the system has been made in two parts. In one part, a random selection of the units that makes the set of donors and the set of receivers has been made. In the second part, the selection has been made upon a specific characteristic on a variable. For this purpose, a synthetic file created upon a set of private financing data for the grant of consumer goods credits is used. This general file contains 6692 units.The practical aspect of this work has been the development of a data fusion system. Although many have been written about hot deck imputation, there is always room for new proposals. Evaluating the quality of the fusion is still a subject of interest. It is clear that data fusion fulfill the need of many to provide the final user with a complete single source of data. However, care must be taken with the use of this information (they are estimations, not actual observed values).

DE TESIS DOCTORALA partir de la aplicación de la metodología ergonómica, este estudio se dedicó a investigar propuestas para mejorar la accesibilidad y legibilidad de la información académica para los estudiantes universitarios con discapacidad, que solicitaron ayuda al Plan de Apoyo al Estudiante con Discapacidad de la UPC, - proyecto experimental que objetiva aminorar problemática de dicho alumnado en el proceso de aprendizaje / enseñanza.El grupo estudiado fue compuesto por 14 alumnos discapacitados físicos y/o sensoriales matriculados en las escuelas y centros adscritos de la Universitat Politècnica de Catalunya, entre los 22 atendidos por el Plan de Apoyo al Estudiante con Discapacidad de la UPC, que desearon participar y colaborar con esta investigación llevada a cabo entre los cursos académicos de 1999/2000 y 2001/2002.La originalidad del trabajo científico consiste en que la metodología ergonómica no ha sido aplicada anteriormente para la adaptación del puesto de estudio del estudiante universitario con necesidades educativas especiales por motivo de discapacidad, física y/o sensorial.Como objetivos generales y específicos, esta investigación se propuso a recompilar y analizar las dificultades del alumnado descrito como sujetos, en relación con el acceso y legibilidad de la información académica, y proponer un diseño ergonómico de la información que permita al grupo estudiado aminorar sus dificultades de participación en el proceso aprendizaje/enseñanza.Para ello, fue utilizado el "método etnográfico" aplicado en la metodología de la ciencia de la Ergonomía Cognitiva. En la composición de la investigación, se utilizaron las técnicas de investigación "observación", "aplicación de entrevistas" y "análisis de tarea", para estudiar casos presentados por alumnos disminuidos física, cognitiva y sensorialmente, matriculados en la Universitat Politècnica de Catalunya, UPC, durante los cursos académicos de 2000/2001 y 2001/2002. Las conclusiones muestran la idoneidad del método ergonómico para la descripción de las necesidades del alumnado delimitado. 100% de los sujetos estudiados describen una percepción de mejora en la accesibilidad y legibilidad de la información académica, a partir de las actuaciones ergonómicas propuestas y utilizadas, derivadas de las investigaciones realizadas. Se prevé que se produzca un éxito similar en la adaptación del puesto de estudio de los alumnos con las características mencionadas, con la aplicación del método desarrollado.El trabajo se concluye con la proposición de sugerencias en los métodos, técnicas y equipos utilizados en el proceso de enseñanza / aprendizaje que, incorporadas al sistema de educación universitario ordinario, podrían facilitar el acceso y la legibilidad de la información académica para dicho alumnado.En consecuencia de los resultados significativos encontrados, esta investigación se derivó en la publicación de tres artículos científicos publicados en Barcelona, por ocasión de los siguientes eventos:CAES¨99 - Congreso Internacional de Ergonomía,Les Tecnologies de la Informació i les Comunicacions en l´Educació - Jornades de Treball1º Congreso Internacional de Docencia Universitaria.

A TYPE -THEORETIC APPROACH TO PROOF SUPPORT FOR ALGEBRAIC DESIGN FRAMEWORKS En el desarrollo formal de software, la especificación formal se utiliza con fines de verificación y validación. Se han definido diferentes tipos de especificaciones formales. En esta tesis nos centraremos en especificaciones algebraicas. Este tipo de especificaciones formales son especificaciones axiomáticas, que suelen definirse en un lenguaje de especificación que incluye diferentes operadores de estructuración. La semántica de estos operadores se define de una forma que sea lo más independiente posible de la lógica de especificación o institución. Otra etapa fundamental en métodos formales es el diseño de software. Las tareas básicas que suelen realizarse durante esta etapa son la deducción de propiedades a partir de una especificación, el refinamiento de especificaciones o verificar que un programa satisface una especificación. Entendemos por entorno de diseño algebraico a un formalismo que incluye la definición de un lenguaje de especificación algebraica con semántica formal y la definición implícita o explícita de, al menos, las dos primeras de las tres tareas de diseño mencionadas anteriormente. Es importante que la definición de los entornos de diseño algebraico sea tambien lo más independiente posible de la lógica del lenguaje de especificación y, si es el caso, que la definición sea para una clase arbitraria de lenguajes de programación. El entorno de diseño algebraico con el que trabajaremos en esta tesis está basado en un lenguaje de especificación muy sencillo que ha sido utilizado para dar semántica a otros lenguajes de especificación de más alto nivel. El principal objetivo de esta tesis es definir un marco formal que permite reusar demostradores de teoremas para teorías de tipos con tipos dependientes e inductivos para el desarrollo de demostradores de teoremas para entornos de diseño algebraico. El problema puede considerarse interesante por varios motivos. Primero, esperamos que el desarrollo de este tipo de herramientas incrementará el uso de este tipo de métodos formales. Segundo, la investigación a realizar es completamente diferente a los trabajos realizados anteriormente y por último, el trabajo requiere un conocimiento extenso de una familia de formalismos no standard que forman las diferentes teorías de tipos con tipos dependientes que se han definido. En esta tesis, primero presentamos de forma general, las características basicas y las aplicaciones de las diferentes teorías de tipos con tipos dependientes. Estudiamos con más detalle la teoría de tipos que vamos a utilizar en el resto de la tesis, y a continuación presentamos un nuevo principio de codificación de sistemas de demostración finitos para la teoría de tipos escogida que mejora algunas de las limitaciones de otros principios de codificación existentes.Con el fin de comparar de forma abstracta las diferentes semánticas dadas a ciertos operadores de comportamiento del lenguaje de especificación escogido, definimos una institución a la que denominamos institución algebraica de comportamiento. Esta institución es también útil para definir las formas normales de las especificaciones que son necesarias para definir cierta clase de sistemas de demostración. A continuación, presentamos diferentes sistemas de demostración para la deducción de propiedades a partir de especificaciones y para el refinamiento de especificaciones. La principal aportación en esta parteconsiste en rediseñar los sistemas de demostración que no es posible dar representaciones adecuadas en la teoría de tipos escogida por ser sistemas de demostración infinitarios.Finalmente, damos una representación en la teoría de tipos de los sistemas de demostración más significativos de nuestro entorno de diseño algebraico usando el nuevo principio de codificación presentado en la tesis. Esto nos permite reutilizar los demostradores de teoremas de la teoría de tipos escogida para el desarrollo de demostradores de teoremas del entorno de diseño algebraico escogido. A TYPE -THEORETIC APPROACH TO PROOF SUPPORT FOR ALGEBRAIC DESIGN FRAMEWORKSIn software engineering, a formal specification of what a system has to do plays a crucial role in the software development process. Formality is required for verification and validation purposes. Different forms of formal specifications have been developed. This thesis concentrates on the algeraic approach to system specification. In essence, this approach can be characterized by:· Axiomatic specifications which consist of a signature together with a set of axioms in a specification logic which any implementation of the system with that specification has to satisfy.· Operations to combine and modify specifications from subspecifications with an algebraic semantics.· An abstract presentation of the semantics as independent as possible of the specification logic or institution.Another crucial step in the software development process is software design. Some of the usual tasks which are performed during software design are the following: deduction of properties from specifications, refinement of specifications and verification of a program with respect to a specification. We understand by an algebraic design framework a formalism which includes a formal definition of an algebraic specification language including a model-theoretic semantics and the implicit or explicit formal definition of at least the two first software design tasks. The definition of algebraic design frameworks should be for several specification logics or even better for an arbitrary but fixed institution, and if it is the case for an arbitrary class of programming languages. In the literature, there exists a large amount of algebraic specification languages and algebraic design frameworks. The algebraic design framework which we will work in this thesis will be based on a kernel and simple algebraic specification language. The main objective of this thesis is to give an approach to reuse theorem provers for type theories with dependent and inductive types for the development of theorem provers for algebraic design frameworks. The problem can be considered interesting for several reasons. First, we believe that the development of tools in type-theoretic theorem provers will help to spread the use of algebraic techniques. Note that these kind of theorem provers have been widely used and applied. Second, the work to be done is completely different to the work done before and finally this work requires a thorough understanding of a non-standard family of formalisms which are type theories. In this thesis, first we give an overall view of type theories together with their apllications and then we present a new principle of encoding in an expressive type theory which solves some of the limitations of previous principle of encodings. In order to give a generic presentation of the framework of ASL for different specification logics, we give an abstract semantic framework in which the semantics of the the behavioural operators of ASL can be uniformly instantiated in first-order and higher-order logic. We also redesign the different proof systems for deduction and refinement when it is not possible to give adequate encodings in the type theory because they are infinatary proof systems. In some cases, different solutions are given for first and higher-order logics. Finally, the main proof systems of the algebraic design framework for ASL have been encoded in UTT using the new principle of encoding presented in the thesis. This allows us to take advantage of the current implementation of theorem provers for UTT to implement proof checkers for the proof systems of our chosen algebraic design framework.

El método de descomposición de dominios (DD) que se propone en esta tesis pretende resolver flujos incompresibles alrededor de objetos en movimiento relativo. El algoritmo de DD está basado en un acoplamiento del tipo Dirichlet/Neumann(Robin) aplicado a subdominios con solapamiento, y es, por tanto, una extensión del método Dirichlet/Neumann(Robin) clásico con subdominios disjuntos. En realidad, el campo de aplicación de este estudio es mucho más amplio puesto que en el se propone un posible marco teórico para abordar la extensión a subdominios solapados de los métodos mixtos clásicos: métodos Dirichlet/Robin, Dirichlet/Neumann, Robin/Neumann y Robin/Robin. Se observa que los métodos mixtos propuestos heredan propiedades del método de Schwarz y al mismo tiempo conservan el comportamiento de sus equivalentes sin solapamiento cuando este tiende a cero. Se muestra como resultado principal que el solapamiento hace estos métodos más robustos que los métodos sin solapamiento. El método de DD que se estudia es geométrico y algorítmico. Es geométrico en el sentido de que la partición del dominio computacional se lleva a cabo antes del proceso de mallado y de acuerdo con el acoplamiento de DD que se prevé usar. Es también algorítmico porque la solución en cada subdominio se obtiene en procesos diferentes y el intercambio de información entre subdominios se realiza mediante un código maestro. Tal estrategia es muy flexible puesto que requiere muy pocas modificaciones del código numérico original. Por consiguiente, sólo el código maestro necesita ser adaptado a los códigos y estrategias numéricos utilizados en cada subdominio. Se presenta una descripción detallada de la implementación del método de DD propuesto en el contexto numérico de los elementos finitos. Presentamos técnicas de interpolación para los datos de tipo Dirichlet y Neumann y desarrollamos algoritmos de conservación. Una vez el acoplamiento de DD y las interpolaciones definidos, presentamos un método del tipo Chimera para la resolución de flujos alrededor de objetos en movimiento. En particular, definimos transformaciones tensoriales para transformar variables de un subdominio a otro. Finalmente, el algoritmo de DD se aplica a un código implícito para la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles y también a las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas con un modelo de turbulencia de una ecuación. / The domain decomposition (DD) method we present in this work aims at solving incompressible flows around objects in relative motion. The DD algorithm is based on a Dirichlet/Neumann(Robin) coupling applied to overlapping subdomains. Hence, it is an extension of the classical Dirichlet/Neumann(Robin) method which uses disjoint subdomains. Actually, the field of application of this work is wider as it proposes to set up a possible theoretical framework for studying the overlapping extensions of classical mixed methods: the Dirichlet/Robin, Dirichlet/Neumann, Robin/Neumann and Robin/Robin DD methods. We observe that mixed DD methods inherit some properties of the Schwarz method while they keep the behavior of the classical mixed DD methods when the overlap tends to zero. As a main result, we show that the overlap makes the proposed methods more robust than disjoint mixed DD methods. The DD method we propose is geometric and algorithmic. It is geometric because the partition of the computational domain is performed before the meshing, and in accordance to the DD coupling. It is also algorithmic because the solution on each subdomain is obtained on separate processes and the exchange of information between the subdomains is carried out by a Master code. This strategy is very flexible as it requires almost no modification to the original numerical code. Therefore, only the Master code has to be adapted to the numerical codes and strategies used on each subdomain. We present a detailed description of the implementation of the DD methods in the numerical framework of finite elements. We present interpolation techniques for Dirichlet and Neumann data as well as conservation algorithms. Once the domain decomposition coupling and interpolation techniques are defined, we set up a Chimera method for the solution of the flow over objets in relative movements. Tensorial transformations are introduced to be able to express variables measures in one subdomain. Finally, the DD algorithm is applied to an implicit finite element code for the solution of the Navier-Stokes equations and also of the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations together with a one-equation turbulence model.

This Ph.D. thesis mainly deals with temporal and deductive databases areas and the aim is to obtain a method for integrity constraint checking in bitemporal deductive databases, analyzing the temporal integrity constraint behavior. The existence of a transaction time dimension is especially useful to reduce the number of transition rules. In the valid time dimension, the temporal dependence of database predicate terms has been explored. Moreover, this Ph.D. thesis provides some research advances bringing together the areas of temporal databases and data warehouses. Chapter 1 is an introduction to the problem and the related work of this Ph.D. thesis main area. Chapter 2 presents temporal databases, and chapter 3 deductive databases. Chapter 4 introduces the study of temporal deductive database transaction behavior, explaining the concept of coherent transaction. This concept is used to reject transactions without more information requirements. Chapter 5 defines a new taxonomy of temporal integrity constraints to achieve a better understanding of why constraints are required and a best way to define them using first-order logic. In order to meet these goals, we have studied temporal integrity constraint taxonomies existing on the temporal database area and other deeply related areas such as multiversion databases. These works have been adapted and further developed to cover the scope of bitemporal deductive databases. Chapter 6 proposes an integrity constraint checking method for bitemporal deductive databases that derives a set of transition rules for each temporal integrity constraint. Then, Standard Linear Deduction with Negation as Failure Resolution is used to verify that a transaction does not violate any constraint before the transaction is allowed to commit. The set of transition rules obtained is very large; therefore, a carefully analysis of the integrity constraints using the taxonomy introduced above drastically reduces the number of rules. This chapter includes some examples of this new reduced set of transition rules and application examples of our integrity constraint checking method in bitemporal deductive databases. In chapters 7 and 8, we present our current and further work. In chapter 7, we identify a new type of predicate term dependent of time. This new type of term, named temporally dependent term, is formally defined and deeply studied in order to find its properties and its applicability to queries and integrity constraints. In chapter 8, we explain how to combine temporal database and data warehouse areas. Finally, chapter 9 provides conclusions and further work.

Esta tesis se centra en el estudio de tecnicas de precondicionamiento para la resolucion de sistemas lineales de ecuaciones, provenientes de la resolucion de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. La caracteristica comun de los sistemas lineales objeto de interes es su enorme tamano, y el hecho de que la matriz de coeficientes asociada a estos sistemas es dispersa. Se utilizan los modelos de programacion de paso de mensajes y memoria compartida, y se orienta este trabajo a problemas de un tamano medio, hasta 10^5 ecuaciones. La resolucion de sistemas lineales de ecuaciones es, comunmente, el nucleo computacional mas costoso, en cuanto a tiempo de ejecucion, de muchas simulaciones numericas industriales, aunque otros problemas tales como calculo de autovalores tambien suelen ocurrir.Tipicamente, estos problemas consumen una significante porcion del tiempo computacional requerido por una simulacion completa. Una reciente revision sobre el actual uso de supercomputadores de alto rendimiento indica que mas del 70% del tiempo computacional es usado para resolver grandes sistemas lineales de ecuaciones. Un impacto industrial muy importante debe ocurrir si el rendimiento de los metodos usados para resolver estos sistemas pudiera ser mejorado. El problema de resolver sistemas lineales ha sido ampliamente analizado para arquitecturas de memoria compartida, donde el paralelismo que se suele explotar es de grano fino. Sin embargo, el interes en explotar el paralelismo grano grueso, junto con la aparicion de librerias que garantizan la portabilidad de los programas basados en paso de mensaje y junto al avance de la tecnologia, ha hecho posible que en estos momentos se este comenzado a desarrollar aplicaciones industriales sobre multicomputadores de memoria compartida-distribuida. Las tecnicas de descomposicion en dominios son una forma de distribucion de datos que permiten la explotacion del paralelismo de paso de mensaje, y todo el paralelismo interno de cada dominio permite la explotacion del paralelismo de memoria compartida.En esta tesis se intenta cubrir todos los aspectos teoricos y algoritmicos de los metodos mas usados para resolver sistemas lineales dispersos de ecuaciones. Por ello en primer lugar, se estudia los metodos iterativos más importantes, las técnicas más comunes de precondicionamiento y los metodos multinivel.En segundo lugar, se analiza la formulacion numerica del problema y su paralelismo, y se propone el uso de un precondicionador paralelo que disminuye significativamente el tiempo de ejecucion. Finalmente, se muestran los resultados obtenidos para un conjunto de problemas provenientes de la resolucion de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. / The study of preconditioning techniques to solve linear systems arising to solve partial differential equations is the focus of this thesis. The common feature of the matrices associated to linear systems are large size and sparse. We use two programming models: message passing and threads. This work has been oriented to solve problems up to 10^5 freedom degree.The problem to solve linear systems is, frecuently, the computational kernel most expensive (execution time) of many numerical industrial simulations, although others problems such as eigenvalues compute usually it appear. Typically, it problems consume a significant part of the computational time required by a complete simulation. A newly review about the high performance supercomputers suggest that 70% or more of the computational time is used to solve large linear systems. An industrial impact very important should happen if the performance of the methods used to solve these linear systems can be improved. The problem to solve linear systems has been analized to shared memory architecture, where the paralelism that it exploit is fine grain. Nevertheless, the interest to exploit coarse grain paralelism together with the developed of library where it guarantee portability of the programs based in message passing and together with technology advancement has done possible that in this moment the programmer's develop industrial applications on supercomputers with shared-distributed memory. The domain decomposition techniques are a way to exploit the data distribution that permit the explotation of message passing paralelism, and all the internal paralelism in each domain permit the explotation of the shared memory paralelism (threads).In this thesis, I have tried to include all the theorycal and algorithmics aspect of the methods used more often to solve sparse linear system of equations. The first one, I have studied the iterative methods more important, the algebraic preconditioning technique and multilevel methods. The second one, I have analized the numerical formulation of the problem and it paralelism, and I have proposed to use a parallel preconditioner where it reduce the execution time of the algorithm. Finally, I have showed the numerical results for a set problems arising partial differential equations.

This thesis proposes a fine-motion planner for assembly tasks in the plane considering two degrees of freedom of translation and one of rotation, taking into account modelling and sensing uncertainties and the effect of friction. The proposed planner is based on a two-phase approach. First, uncertainty is not considered and a nominal solution path is searched in a graph representing the free configuration space, which has been obtained with an exact cell decomposition method. Then, uncertainty is considered and the arcs of the solution path are evaluated in order that the possible contacts occurring during the traversing of the arc do not provoke a failure of the task execution. When this is not possible, the planner finds a patch plan in contact-space in an analogous way as the nominal solution path in free-space.This work:- introduces the parametrized translational configuration space, which is an embedding of the rotational degree of freedom into the translational configuration space, for the analysis of the geometric constraints of planar assembly tasks.- makes a thorough analysis of the sources of uncertainty that affect an assembly task. Modelling and sensing uncertainties have been considered. Although modelling uncertainty is an important source of uncertainty that affects assembly tasks, it has usually been overlooked by most of the researchers. In this work, this source of uncertainty has been meticulously studied, by analyzing the effects of both positioning uncertainty and manufacturing tolerances. The dependence between sources of uncertainty is also taken into account.- includes a force analysis using the dual representation of forces, which allows to consider in an easy way both the geometric uncertainties that affect the possible raction forces arising at the contact situations, as well as the sensor uncertainties. Friction has been considered and modelled with the generalized friction cone. The suitability of this model for this kind of tasks has been validated from the experiments. - synthesizes the robot motions using a force-compliant control based on the generalized damping model. Task execution includes uncertainty reduction routines in order to adapt the robot commands to the actual geometry of the task.

La tesis presenta un algoritmo para la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes con acoplamiento mecánico en el contexto del método de los elementos finitos. La solución de la versión ALE de las ecuaciones de Navier-Stokes se basa en un método de paso fraccionario combinado con una técnica de proyección del gradiente de presiones que produce el efecto de estabilización requerido para el campo de presiones en las versiones implícitas del algoritmo. El algoritmo trata simultáneamente flujos compresibles e incompresibles usando los mismos espacios de interpolación para los campos de velocidad y presión. Los problemas de interacción fluido estructura se resuelven mediante un procedimiento alternado en el cual las ecuaciones del fluido y las de la estructura se integran alternativamente en el tiempo. Se contempla también una estrategia de remallado con una interpolación conservativa de variables nodales. Las aplicaciones particulares se centran básicamente en la modelización de la dinámica de vaciado de cámaras magmáticas. Se propone un modelo físico para los tipos de erupciones volcánicas mas comunes. Las distintas simulaciones de eventos eruptivos contemplan desde erupciones desencadenadas por saturación de volátiles hasta erupciones que forman calderas de colapso. Por otro lado, se presenta también un procedimiento numérico para calcular deformaciones viscoelásticas del terreno en zonas de actividad volcánica. El procedimiento se basa en el principio de correspondencia combinado con el método de las series de Prony para obtener transformadas de Laplace inversas. Las aplicaciones permiten acotar el dominio de aplicabilidad de los procedimientos analíticos actuales y, simultáneamente, permiten contemplar un espectro mas amplio de posibilidades como, por ejemplo, fuentes extensas, efectos topográficos o anisotropias de la corteza. / This thesis presents a numerical formulation to solve the Navier-Stokes equations with mechanical coupling in the context of a Finite Element Method. The solution of the ALE Navier-Stokes equations is based on a fractional step method combined with a pressure gradient projection technique that produces the required stabilisation of the pressure field when implicit versions of the algorithm are considered. The algorithm deals simultaneously with both compressible and incompressible flows using the same interpolation spaces for the pressure and the velocity fields. Fluid-structure interaction problems are solved by means of a staggered procedure in which the fluid and the structural equations are alternatively integrated in time by using separate solvers. A remeshing strategy with a conservative interpolation of nodal variables is also developed. Particular applications are addressed concerning the modelling of the dynamics of magma withdrawal from crustal reservoirs. A physical model for the most common types of (explosive) volcanic eruptions is proposed. Several simulations of eruptive events, ranging from volatile oversaturation driven eruptions to caldera-forming eruptions, are presented. On the other hand, a numerical procedure to compute viscoelastic ground deformations in volcanic areas is also proposed. This procedure is based on the correspondence principle combined with the Laplace transform inversion by means of the Prony series method. It allows to constrain the domain of applicability of the analytical procedures used nowadays and, simultaneously, allows to contemplate a wider spectrum of possibilities such as, for instance, extended sources, topographic effects or anisotropies of the crust.

En esta tesis analizamos y presentamos algoritmos de ordenación secuencial y paralelo que explotan la jerarquía de memoria del computador usado y/o reducen la comunicación de los datos. Sin embargo, aunque los objetivos de esta tesis son los mismo que los de otros trabajos, la forma de conseguirlos es diferente.En esta tesis los conseguimos haciendo que los algoritmos de ordenación propuestos sean conscientes de la arquitectura del computador y las características de los datos que queremos ordenar.Los conjuntos de datos que consideramos son conjuntos que caben en memoria principal, pero no en memoria cache.Los algoritmos presentados se adaptan, en tiempo de ejecución, a las características de los datos (duplicados, con sesgo, etc.) para evitar pérdidas de rendimiento dependiendo de estas características. Para ello, estos algoritmos realizan un particionado de los datos, utilizando una técnica que llamamos Mutant Reverse Sorting y que presentamos en esta tesis. Mutant Reverse Sorting se adapta dinámicamente a las características de los datos y del computador. Esta técnica analiza una muestra del conjunto de datos a ordenar para seleccionar la forma más rápida de particionar los datos. Esta técnica elige entre Reverse Sorting y Counting Split en función de la distribución de los datos. Estas técnicas también son propuestas en esta tesis. El análisis de estas técnicas, junto con los algoritmos de ordenación presentados, se realiza en un computador IBM basado en módulos p630 con procesadores Power4 y en un computador SGI O2000 con procesadores R10K. En el análisis realizado para ambos computadores se presentan modelos de comportamiento que se comparan con ejecuciones reales.Con todo ello, conseguimos los algoritmos de ordenación secuencial y paralelo más rápidos para las características de los datos y los computadores utilizados. Esto es gracias a que estos algoritmos se adaptan a los computadores y las características de los datos mejor que el resto de algoritmos analizados.Así, por un lado, el algoritmo secuencial propuesto, SKC-Radix sort, consigue unas mejoras de rendimiento de más de 25% comparado con los mejores algoritmos que encontramos en la literatura. Es más, cuanto mayor es el número de duplicados o el sesgo de los datos, mayor es la mejora alcanzada por el SKC-Radix sort.Por otro lado, el algoritmo paralelo presentado, PSKC-Radix sort, es capaz de ordenar hasta 4 veces más datos que Load Balanced Radix sort en la misma cantidad de tiempo. Load Balanced Radix sort era el algoritmo más rápido de ordenación en memoria y en paralelo para los conjunto de datos que ordenamos hasta la publicación de nuestros trabajos. / In this thesis we analyze and propose parallel and sequential sorting algorithms that exploit the memory hierarchy of the computer used and/or reduce the data communication. So, the objectives of this thesis are not different from the objectives of other works. However, the way to achieve those objectives is different.We achieve those objectives by being conscious of the computer architecture and the data characteristics of the data set we want to sort.We have focused on the data sets that fit in main memory but not in cache.So, the sorting algorithms that we present take into account the data characteristics (duplicates, skewed data, etc.) in order to avoid any lose of performance in execution time depending on those characteristics. That is done by partitioning the data set using Mutant Reverse Sorting, which is a partition technique that we propose in this thesis.Mutant Reverse Sorting dynamically adapts to the data characteristics and the computer architecture. This technique analyzes a set of samples of the data set to choose the best way to partition this data set. This chooses between Reverse Sorting and Counting Split, which are selected depending on the data distribution. Those techniques are also proposed in this thesis.The analysis of the partitioning techniques and the sorting algorithms proposed is done in an IBM computer based on p630 nodes with Power4 processors and in a SGI O2000 with R10K processors. Also, we present models of the behavior of the algorithms for those machines.The sequential and parallel algorithms proposed are the fastest for the computer architectures and data set characteristics tested. That is so because those algorithms adapt to the computer architecture and data characteristics better than others.On one hand, the sequential sorting algorithm presented, SKC-Radix sort, achieves performance improvements of more than 25% compared to other sequential algorithms found in the literature. Indeed, the larger the number of duplicates or data skew, the larger the improvement achieved by SKC-Radix sort. On the other hand, the parallel sorting algorithm proposed, PSKC-Radix sort, sorts 4 times the number of keys that Load Balanced Radix can sort in the same amount of time. Load Balanced Radix sort was the fastest in-memory parallel sorting algorithm for the kind of data set we focus on.