Aquesta tesi descriu la nostra contribució a la reconstrucció tridimensional de les superfícies interna i externa del ventricle esquerre humà. La reconstrucció és un primer procés dins d'una aplicació global de Realitat Virtual dissenyada com una important eina de diagnòstic per a hospitals. L'aplicació parteix de la reconstrucció de les superfícies i proveeix a l'expert de manipulació interactiva del model en temps real, a més de càlculs de volums i de altres paràmetres d'interès. El procés de recuperació de les superfícies es caracteritza per la seva velocitat de convergència, la suavitat a les malles finals i la precisió respecte de les dades recuperades. Donat que el diagnòstic de patologies cardíaques requereix d'experiència, temps i molt coneixement professional, la simulació és un procés clau que millora la eficiència.Els nostres algorismes i implementacions han estat aplicats a dades sintètiques i reals amb diferències relatives a la quantitat de dades inexistents, casuístiques presents a casos patològics i anormals. Els conjunts de dades inclouen adquisicions d'instants concrets i de cicles cardíacs complets. La bondat del sistema de reconstrucció ha estat avaluada mitjançant paràmetres mèdics per a poder comparar els nostres resultats finals amb aquells derivats a partir de programari típic utilitzat pels professionals de la medicina.A més de l'aplicació directa al diagnòstic mèdic, la nostra metodologia permet reconstruccions de tipus genèric en el camp dels Gràfics 3D per ordinador. Les nostres reconstruccions permeten generar models tridimensionals amb un baix cost en quant a la interacció manual necessària i a la càrrega computacional associada. Altrament, el nostre mètode pot entendre's com un robust algorisme de triangularització que construeix superfícies partint de núvols de punts que poden obtenir-se d'escàners làser o sensors magnètics, per exemple. / Esta tesis describe nuestra contribución a la reconstrucción tridimensional de las superficies interna y externa del ventrículo izquierdo humano. La reconstrucción es un primer proceso que forma parte de una aplicación global de Realidad Virtual diseñada como una importante herramienta de diagnóstico para hospitales. La aplicación parte de la reconstrucción de las superficies y provee al experto de manipulación interactiva del modelo en tiempo real, además de cálculos de volúmenes y de otros parámetros de interés. El proceso de recuperación de las superficies se caracteriza por su velocidad de convergencia, la suavidad en las mallas finales y la precisión respecto de los datos recuperados. Dado que el diagnóstico de patologías cardíacas requiere experiencia, tiempo y mucho conocimiento profesional, la simulación es un proceso clave que mejora la eficiencia.Nuestros algoritmos e implementaciones han sido aplicados a datos sintéticos y reales con diferencias en cuanto a la cantidad de datos inexistentes, casuística presente en casos patológicos y anormales. Los conjuntos de datos incluyen adquisiciones de instantes concretos y de ciclos cardíacos completos. La bondad del sistema de reconstrucción ha sido evaluada mediante parámetros médicos para poder comparar nuestros resultados finales con aquellos derivados a partir de programario típico utilizado por los profesionales de la medicina.Además de la aplicación directa al diagnóstico médico, nuestra metodología permite reconstrucciones de tipo genérico en el campo de los Gráficos 3D por ordenador. Nuestras reconstrucciones permiten generar modelos tridimensionales con un bajo coste en cuanto a la interacción manual necesaria y a la carga computacional asociada. Por otra parte, nuestro método puede entenderse como un robusto algoritmo de triangularización que construye superficies a partir de nubes de puntos que pueden obtenerse a partir de escáneres láser o sensores magnéticos, por ejemplo. / This thesis describes a contribution to the three-dimensional reconstruction of the internal and external surfaces of the human's left ventricle. The reconstruction is a first process fitting in a complete VR application that will serve as an important diagnosis tool for hospitals. Beginning with the surfaces reconstruction, the application will provide volume and interactive real-time manipulation to the model. We focus on speed, precision and smoothness for the final surfaces. As long as heart diseases diagnosis requires experience, time and professional knowledge, simulation is a key-process that enlarges efficiency.The algorithms and implementations have been applied to both synthetic and real datasets with differences regarding missing data, present in cases where pathologies and abnormalities arise. The datasets include single acquisitions and complete cardiac cycles. The goodness of the reconstructions has been evaluated with medical parameters in order to compare our results with those retrieved by typical software used by physicians.Besides the direct application to medicine diagnosis, our methodology is suitable for generic reconstructions in the field of computer graphics. Our reconstructions can serve for getting 3D models at low cost, in terms of manual interaction and CPU computation overhead. Furthermore, our method is a robust tessellation algorithm that builds surfaces from clouds of points that can be retrieved from laser scanners or magnetic sensors, among other available hardware.

Esta disertación describe las propiedades estructurales, de transporte electrónico y magnéticas básicas de películas delgadas de La0.7Sr0.3Mn03 (LSMO) crecidas por depósito de soluciones químicas en substratos monocristalinos. Además, nuevas características, tales como, el afloramiento espontáneo de puntos nanométricos aislantes en la superficie de la película de LSMO e interruptores resistivos reversibles a la nano escala han sido abordados. Esta tesis está organizada del siguiente modo: primero, se da una breve introducción sobre manganitas. En el segundo capítulo, el estudio de un nuevo mecanismo para generar estructuras aislantes y nanométricas auto-ensambladas en la superficie de la película de LSMO es presentado. Estas dos fases cristalinas, la película delgada de LSMO y los puntos aislantes, son investigados por microscopía electrónica de transmisión (TEM), mostrando una estructura coherentemente tensionada, si bien el estado de tensión y la simetría de la red de la capa de LSMO debajo de los puntos ha sido modificada. Estas islas aislantes provocan una tensión isotrópica a la película debajo de las mismas, lo cual, hace disminuir la contribución magneto-elástica en la anisotropía magnética. Se muestra que el tamaño y la concentración de las islas puede ser modificado a través de la cinética del crecimiento y modificando la cantidad de exceso de La en la solución precursora inicial. En el tercer capítulo, se intenta poner en evidencia el papel que juega la generación de tensión en las interficies así como su acomodación cuando se cambian las propiedades de la película delgada. Por este motivo, la dependencia de la propiedades de magneto transporte han sido analizadas. Los cambios de estas propiedades han sido examinados en el marco de un modelo magneto elástico, encontrando que dichos cambios no pueden ser justificados solamente con el estado de tensión. Sino que, la temperatura de transición de Curie y metal-aislante están influenciadas por otros factores como pueden ser inhomogeneidades químicas y desorden estructural presente en la película delgada. En el cuarto capitulo, con el fin de dilucidar el origen del calentamiento debido a efecto Joule, si se trata de un efecto intrínseco o extrínseco, en la biestabilidad resistiva de las películas delgadas de LSMO hemos llevado a cabo un estudio detallado del origen de este calentamiento. Presentamos medidas del transporte electrónico macroscópicas y locales obtenidas con un microscopio de sonda local en modo detección de corriente (C-SFM). Demostramos que, bajo adecuadas condiciones de medida, el régimen de resistencia biestable no puede ser conseguido a una temperatura de 300K. Además, sugerimos que este fenómeno sólo podría ser alcanzado en películas delgadas de LSMO a temperaturas entorno a 250K. En el quinto capítulo, una nueva metodología basada en la generación de estados resistivos esta¬bles, capaz de programar, almacenar y leer múltiples niveles de información en regiones nanométri¬cas fue llevada a cabo modificando las propiedades resistivas intrínsecas de las películas delgadas de LSMO. Demostramos que el número de estos diferentes niveles puede llegar al menos a 10 pudiendo ser incluso mayor. Con este concepto de memoria resolvemos algunos de los principales escollos de la memorias resistivas de acceso aleatorio (RRAM), salvo en el conocimiento del mecanismo que gobierna, como son la escalabilidad, el bajo coste de producción, una alta densidad de almacenaje de datos y la uniformidad espacial del interruptor resistivo. Las técnicas y procedimientos experimentales usados en esta tesis son presentados en el capítulo 7. Tanto la técnica de crecimiento de las películas epitaxiales, depósito de soluciones químicas, como la síntesis de las muestras es descrita. También se explican las diferentes técnicas utilizadas para la caracterización química, estructural, de transporte eléctrico y propiedades magnéticas. Además, el proceso de litografía óptica empleado para las medidas de transporte electrónico se explica en este capítulo. / This dissertation describes the basic structural, electronic transport and magnetic properties of epitaxial La0.7Sr0.3Mn03 (LSMO) thin films on single crystalline substrates grown by chemical solution deposition. In addition, new features such as spontaneous outcropping of insulating nanodots on the LSMO surface and nanoscale reversible resistive switching have also been addressed. The thesis is organized in the following way: first, a short introduction to manganites is given. In the second chapter, a study of the new mechanism for the creation of self-assembled insulating epitaxial nanostructures in a LSMO film surface is presented. These two crystalline phases, LSMO thin film and insulating nanodots, are investigated by transmission electron microscopy (TEM), displaying a coherently strained structure, even though the strain state and the lattice symmetry of the LSMO film underneath the islands have been modified. Insulating islands induce an isotropic strain to the LSMO film underneath the island which decreases the magnetoelastic contribution to the magnetic anisotropy. It is shown that the size and concentration of the nanodots can be tuned by means of growth kinetics and through modification of the La excess in the precursor chemical solution. Furthermore, nanoscale electrical analysis was performed by C-SFM in order to determine the insulating behavior of the nanodots. In the third chapter, we report our efforts to give some insight into the role that interfacial strain generation and interfacial strain accommodation play on the thin film properties. On this account, the dependence of the LSMO films magnetoelectronic properties on the film thickness is scrutinized. The changes of the magnetoelectronic properties have been examined assuming a magnetoelastic model and we found that these changes on magnetoelectronic properties cannot be explained merely by the film strain state. Instead, the Curie and metal to insulator transition temperatures are also influenced by other factors, such as chemical inhomogeneities and structural disorder in the film. In the fourth chapter, in order to elucidate the intrinsic or extrinsic origin of the Joule heating effect in the resistance bistability of LSMO thin films we accomplish a detailed study of the heating sources. We report macroscopic transport measurements and local electrical behavior at the nanoscale, obtained by conducting Scanning Force Microscopy (C-SFM). We have demonstrated that, under ad¬equate measuring conditions, a regime of bistable resistivity in LSMO thin films is not achieved at T = 300 K. We otherwise suggest that this phenomenon would only occur in LSMO films when measuring at temperatures below T ∽ 250 K. In the fifth chapter, a new stable resistive switching based methodology capable to program, store and read out multiple levels in a nanoscale regions were performed modifying the intrinsic properties of the LSMO film. We demonstrate that the number of distinguishable resistance levels can readily reach 10 and even higher. We overcome the main handicaps of resistive random-access memory (RRAM) approaches, except for unclear driven mechanism of resistive switching, namely scalability, low cost, high area density of storage data and spatial uniformity of resistive switching process. The experimental techniques and procedures used in this thesis are summarized in chapter 7. The growth technique of epitaxial thin film, chemical solution deposition, and the synthesis of samples are described. Also different chemical characterization, structural, electronic transport and magnetic techniques are presented. In addition, the optical lithography process employed for electronic trans¬port measurements is explained in this chapter.

En los últimos años, las nuevas aplicaciones de Internet tales como aplicaciones multimedia, video a demanda, etc, requieren progresivamente mayor capacidad y garantías de calidad de servicio. En ese sentido el modelo de transmisión de tráfico ha ido cambiando hacia Redes Ópticas las cuales proporcionan mayor capacidad y fiabilidad. Esta Tesis se encamina a proporcionar nuevos mecanismos de routing basados en conceptos predictivos para ser aplicados tanto en Redes Ópticas como redes IP/MPLS. El proceso de routing implica seleccionar la ruta (o ruta y longitud de onda en Redes Ópticas) que mejor transporta la información desde el nodo fuente hasta el nodo destino en una red. El routing en redes IP/MPLS se conoce como QoS (Quality of Service) routing cuando calcula rutas que requieren ciertas garantías de calidad de servicio. Por otro lado, el routing en redes ópticas debe seleccionar no sólo el camino físico o ruta sino también la longitud de onda por donde el tráfico debe de ser transportado (conocido como problema de Routing and Wavelength Assignment, RWA). Con el propósito de introducir el escenario del problema ilustraremos el caso para redes ópticas. Las más recientes soluciones propuestas en la literatura para el problema de Routing and Wavelength Assignment, RWA, utilizan mecanismos distribuidos basados en routing de fuente. En routing distribuido, los nodos fuentes seleccionan la ruta y la longitud de onda basándose en la información de estado de la red contenida en sus bases de datos. En este escenario aparece el problema del routing inexacto (routing inaccuracy problem) porque por diferentes razones esta información de estado de la red contenida en las bases de datos no es exacta. El problema del routing inexacto describe el impacto en el rendimiento global debido a tomar decisiones RWA a partir de información inexacta o desactualizada. En general, una parte importante de un mecanismo de routing es la política de actualización. En routing distribuido los nodos fuentes deben intercambiar información sobre los recursos (ancho de banda disponible o longitudes de onda disponibles) de sus enlaces. En la literatura hay diferentes propuestas tratando el problema del routing inexacto. Estos trabajos proponen tanto nuevos algoritmos de routing como nuevas políticas de actualización. Acerca de las políticas de actualización, cuando la frecuencia de actualización de las bases de datos es alta, la información de estado de la red será más precisa. Pero debe existir un compromiso entre la frecuencia de actualización y la sobrecarga de señalización generada por los mensajes de actualización en la red. Incluso, asumiendo en una red óptica que la sobrecarga de señalización no es un problema porque una fibra o longitud de onda se dedica a tareas de señalización (fuera de banda), es posible que la información no sea completamente precisa. Existe un tiempo mínimo de propagación necesario para diseminar esta información en la red y para que se estabilice esta información en las bases de datos. Por otro lado, hasta ahora Internet sólo proporcionaba un modelo de transmisión ‘best effort’. Las aplicaciones a tiempo real mencionadas no pueden ser soportadas en este modelo ‘best effort’, ya que requieren cierto grado de calidad de servicio. El volumen de información que los nodos fuente deben intercambiar cuando se tienen en cuenta los parámetros de calidad de servicio es mayor, y esto impacta negativamente en la sobrecarga de señalización. Esta Tesis propone un nuevo mecanismo de routing, llamado Prediciton-Based Routing (PBR), basado en conceptos predictivos, el cual no necesita mensajes de actualización con información de estado de la red. La principal idea subyacente es que a frecuencias de actualización asequibles la información de estado obtenida en los mensajes de actualización puede no ser útil. Por lo tanto, no utilizar esta información es mejor ya que su efecto tiene un impacto negativo en el rendimiento global de la red. El mecanismo Prediction-Based Routing (PBR) propuesto en esta Tesis tiene el propósito de reducir tanto la sobrecarga de señalización como los efectos negativos del problema del routing inexacto. La información de estado utilizada por los nodos fuentes no se actualiza mediante mensajes sino que es deducida del comportamiento de peticiones de conexión previas. Es decir, el mecanismo PBR tiene en cuenta los bloqueos de conexión previamente producidos en el mismo ‘lightpath’ (ruta y longitud de onda). Además, otra importante característica del PBR es su simplicidad comparado con algoritmos propuestos previamente.

El objetivo principal de esta Tesis se centra en la mejora de la resolución axial de los sistemas de ultrasonidos basados en la medida del tiempo de vuelo y/o la recepción de ecos, utilizando soluciones de bajo coste. Se propone como excitación del transductor el uso de formas de onda simples cuyos parámetros básicos han sido obtenidos a partir del análisis de las características presentadas por uno de los pulsos acústicos emitido y recibido por el propio transductor. Esta técnica se muestra particularmente eficaz al aplicarla a transductores muy poco amortiguados, es decir, con un factor Q alto, lo que hace que sea muy adecuada para utilizarla con transductores de aire, cuyos pulsos presentan una respuesta transitoria de duración excesiva en forma de "colas de emisión".Tras la introducción del principio de funcionamiento en que se basa la técnica de cancelación por pulso, se desarrolla la teoría necesaria para poder determinar los parámetros básicos del pulso de cancelación, tanto en el dominio temporal como en el frecuencial. Previamente se han justificado los requisitos que debe cumplir la envolvente del pulso que se desea cancelar en parte.Se ha desarrollado un procedimiento de simulación basado en el software HSPICE para poder evaluar a priori la mejora introducida por la técnica de cancelación por pulso. Se evita así el tener que realizar medidas experimentales para determinar las características de la excitación necesaria. Los resultados obtenidos con simulación fueron contrastados con medidas experimentales viendo que existía una estrecha correlación entre ellos.Se hace también un estudio de la excitación específica que requiere uno de los transductores utilizados en este trabajo. El objetivo de este estudio será la comparación entre los resultados aportados por la técnica de cancelación por pulso y por la técnica de excitación basada en la inversa de la respuesta impulsional del transductor. Los pulsos acústicos emitidos con esta última técnica son analizados atendiendo a criterios energéticos. Se propone un nuevo procedimiento para determinar con precisión la respuesta impulsional de un sistema que ha sido aplicado a la caracterización de transductores de ultrasonidos.Se ha realizado un estudio sobre las mejoras introducidas en diversos sistemas de medida por ultrasonidos cuando a ellas se aplica la técnica de cancelación por pulso. El resultado es que se mejora notablemente la resolución de la medida y las prestaciones de los equipos de medida sin que ello signifique un coste adicional para el equipo.En resumen, como contribución fundamental de este trabajo de Tesis se ha formalizado la técnica de cancelación por pulso aportando la teoría necesaria para la obtención de los parámetros básicos característicos del pulso de cancelación.

Debido a los actuales niveles de integración que permite la tecnología de fabricación de circuitos integrados, las interconexiones juegan cada vez un papel más importante en el comportamiento de dichos circuitos introduciendo efectos que pueden causar errores en su funcionamiento.Los objetivos de esta tesis son por una parte la modelación adecuada de las interconexiones en circuitos integrados, y por otra parte un estudio del efecto de las señales espureas producidas por efectos parásitos de interconexiones. Se han considerado diferentes modelos de interconexiones con parámetros distribuidos y concentrados, para determinar el rango de validez de cada modelo en función de parámetros de diseño como son longitud de la línea y características de fuente y carga de la línea. Se han realizado medidas experimentales y simulaciones para el caso de líneas sobre sustrato semiconductor para una correcta modelación de estas, observándose que el efecto de la conductancia del sustrato no hace falta incluirlo en el modelo.Finalmente, se ha estudiado el efecto de señales espureas sobre circuitos digitales en base al concepto de curvas de propagación, que han sido calculadas teóricamente y obtenido experimentalmente para ciertos casos.

This Ph.D. thesis dissertation addresses multi-resolution image decomposition, a key issue in signal processing that in recent years has contributed to the emergence of the JPEG2000 image compression standard. JPEG2000 incorporates many interesting features, mainly due to the discrete wavelet transform stage and to the EBCOT entropy coder.Wavelet analysis perform multi-resolution decompositions that decorrelate signal and separate information in useful frequency-bands, allowing flexible post-coding. In JPEG2000, decomposition is computed through the lifting scheme, the so-called second generation wavelets. This fact has focused the community interest on this tool. Many works have been recently proposed in which lifting is modified, improved, or included in a complete image coding algorithm.The Ph.D. thesis dissertation follows this research line. Lifting is analyzed, proposals are made within the scheme, and their possibilities are explored. Image compression is the main objective and it is principally assessed by means of coding transformed signal with EBCOT and SPIHT coders. Starting from this context, the work diverges in two distinct paths, the linear and the nonlinear one.The linear lifting filter construction is based on the idea of quadratic interpolation and the underlying linear restriction due to the wavelet transform coefficients. The result is a flexible framework that allows the creation of new transforms using different criteria and that may adapt to the image statistics. The nonlinear part is founded on the adaptive lifting scheme, which is extensively analyzed and as a consequence, a generalization of the lifting is proposed. The discrete version of the generalized lifting is developed leading to filters that achieve good compression results, specially for biomedical and remote sensing images. / Esta tesis aborda el problema de la descomposición multi-resolución, tema clave en procesado del señal que ha llevado estos últimos años a la creación del sobresaliente estándar JPEG2000 de compresión de imágenes. JPEG2000 incorpora una serie de funcionalidades muy interesantes debido básicamente a la transformada wavelet discreta y al codificador entrópico EBCOT.La transformada wavelet realiza una descomposición multi-resolución que decorrela la señal separando la información en un conjunto de bandas frecuenciales útiles para la posterior codificación. En JPEG2000, la descomposición se calcula mediante el esquema lifting, también llamado wavelet de segunda generación. La integración del esquema lifting en el estándar ha centrado el interés de muchos investigadores en esta herramienta. Recientemente, han aparecido numerosos trabajos proponiendo modificaciones y mejoras del lifting, así como su inclusión en nuevos algoritmos de codificación de imágenes.La tesis doctoral sigue esta línea de investigación. Se estudia el lifting, se hacen propuestas dentro del esquema y sus posibilidades se exploran. Se ha fijado la compresión de imágenes como el principal objetivo para la creación de nuevas transformadas wavelet, que se evalúan en su mayor parte mediante la codificación de la señal transformada con EBCOT o SPIHT. Dentro de este contexto, el trabajo diverge en dos caminos distintos, el lineal y el no lineal.La construcción de filtros lifting lineales se basa en la idea de interpolación cuadrática y la restricción lineal subyacente de los coeficientes wavelet. El resultado es un marco de trabajo flexible que permite la creación de transformadas con distintos criterios y adaptables a la estadística de la imagen.La parte no lineal tiene sus fundamentos en el esquema lifting adaptativo, del cuál se ofrece un extenso análisis y como consecuencia se propone una generalización del lifting. Su versión discreta se desarrolla consiguiendo filtros lifting que obtienen buenos resultados, sobretodo en imágenes biomédicas y de detección remota.

Se ha realizado un estudio comparativo del funcionamiento de una planta de biodiscos (RBC) convencional y de otra planta RBC con alternancia en el sentido del flujo, analizando la cinética de crecimiento de la biopelícula, la eliminación de la materia orgánica y del nitrógeno y la incidencia de la alternancia sobre las variables de control de la planta. Se diseñaron dos plantas de iguales características con dos etapas cada una, que funcionaron con agua residual sintética y con tiempo de retención hidráulico de 90 minutos. Se estableció un plan experimental con cargas orgánicas afluentes de 11, 66, 23, 32 y 34,98 gDQO/m2.d y periodos de alternancia de 24, 12, y 6 horas. La primera etapa de la planta convencional mostró en todo momento mayores espesores de biopelícula, alcanzando con altas cargas (34,98 gDQO/m2.d), 6mm, que colmataron los espacios entre discos, mientras en la planta con alternancia en el sentido del flujo no se alcanzaron nunca espesores mayores de 3,8 mm. El oxígeno disuelto fue siempre mayor en la planta con alternancia. Concluyendo que con esta planta, funcionando ambas plantas con igual carga orgánica afluente, podremos tratar aguas con cargas más elevadas, ejerciéndose menores cargas estructurales y alcanzando una mayor igualdad en la estandarización de las características de los ejes de discos. El análisis de la DQO y del COT muestra que no hay significativamente diferencia en su reducción , excepto en algunos casos con cargas medias (23,32 gDQ0/m2.d) y altas (34,98 gDQO/m2.d) y largos períodos de alternancia (24 horas), en las que en la planta con alternancia se produce una mayor reducción. La eliminación de nitrógeno no fue significativamente diferente con cargas altas, encontrándose diferencia con cargas medias y bajas cargas y largos períodos de alternancia; encontrando mejores resultados con cargas bajas en la planta con alternancia y con cargas medias en la planta convencional.

El disseny del llenguatge Java, que inclou aspectes importants com són la seva portabilitat i neutralitat envers l'arquitectura, les seves capacitats multithreading, la seva familiaritat (degut a la seva semblança amb C/C++), la seva robustesa, les seves capacitats en seguretat i la seva naturalesa distribuïda, fan que sigui un llenguatge potencialment interessant per ser utilitzat en entorns paral·lels com són els entorns de computació d'altes prestacions (HPC), on les aplicacions poden treure profit del suport que ofereix Java a l'execució multithreaded per realitzar càlculs en paral·lel, o en entorns e-business, on els servidors Java multithreaded (que segueixen l'especificació J2EE) poden treure profit de les capacitats multithreading de Java per atendre de manera concurrent un gran nombre de peticions.No obstant, l'ús de Java per la programació paral·lela ha d'enfrontar-se a una sèrie de problemes que fàcilment poden neutralitzar el guany obtingut amb l'execució en paral·lel. El primer problema és el gran overhead provocat pel suport de threads de la JVM quan s'utilitzen threads per executar feina de gra fi, quan es crea un gran nombre de threads per suportar l'execució d'una aplicació o quan els threads interaccionen estretament mitjançant mecanismes de sincronització. El segon problema és la degradació en el rendiment produïda quan aquestes aplicacions multithreaded s'executen en sistemes paral·lels multiprogramats. La principal causa d'aquest problemes és la manca de comunicació entre l'entorn d'execució i les aplicacions, la qual pot induir a les aplicacions a fer un ús descoordinat dels recursos disponibles.Aquesta tesi contribueix amb la definició d'un entorn per analitzar i comprendre el comportament de les aplicacions Java multithreaded. La contribució principal d'aquest entorn és que la informació de tots els nivells involucrats en l'execució (aplicació, servidor d'aplicacions, JVM i sistema operatiu) està correlada. Aquest fet és molt important per entendre com aquest tipus d'aplicacions es comporten quan s'executen en entorns que inclouen servidors i màquines virtuals, donat que l'origen dels problemes de rendiment es pot trobar en qualsevol d'aquests nivells o en la seva interacció.Addicionalment, i basat en el coneixement adquirit mitjançant l'entorn d'anàlisis proposat, aquesta tesi contribueix amb mecanismes i polítiques de planificació orientats cap a l'execució eficient d'aplicacions Java multithreaded en sistemes multiprocessador considerant les interaccions i la coordinació dels mecanismes i les polítiques de planificació en els diferents nivells involucrats en l'execució. La idea bàsica consisteix en permetre la cooperació entre les aplicacions i l'entorn d'execució en la gestió de recursos establint una comunicació bi-direccional entre les aplicacions i el sistema. Per una banda, les aplicacions demanen a l'entorn d'execució la quantitat de recursos que necessiten. Per altra banda, l'entorn d'execució pot ser inquirit en qualsevol moment per les aplicacions ser informades sobre la seva assignació de recursos. Aquesta tesi proposa que les aplicacions utilitzin la informació proporcionada per l'entorn d'execució per adaptar el seu comportament a la quantitat de recursos que tenen assignats (aplicacions auto-adaptables). Aquesta adaptació s'assoleix en aquesta tesi per entorns HPC per mitjà de la mal·leabilitat de les aplicacions, i per entorns e-business amb una proposta de control de congestió que fa control d'admissió basat en la diferenciació de connexions SSL per prevenir la degradació del rendiment i mantenir la Qualitat de Servei (QoS).Els resultats de l'avaluació demostren que subministrar recursos de manera dinàmica a les aplicacions auto-adaptables en funció de la seva demanda millora el rendiment de les aplicacions Java multithreaded tant en entorns HPC com en entorns e-business. Mentre disposar d'aplicacions auto-adaptables evita la degradació del rendiment, el subministrament dinàmic de recursos permet satisfer els requeriments de les aplicacions en funció de la seva demanda i adaptar-se a la variabilitat de les seves necessitats de recursos. D'aquesta manera s'aconsegueix una millor utilització dels recursos donat que els recursos que no utilitza una aplicació determinada poden ser distribuïts entre les altres aplicacions. / The design of the Java language, which includes important aspects such as its portability and architecture neutrality, its multithreading facilities, its familiarity (due to its resemblance with C/C++), its robustness, its security capabilities and its distributed nature, makes it a potentially interesting language to be used in parallel environments such as high performance computing (HPC) environments, where applications can benefit from the Java multithreading support for performing parallel calculations, or e-business environments, where multithreaded Java application servers (i.e. following the J2EE specification) can take profit of Java multithreading facilities to handle concurrently a large number of requests.However, the use of Java for parallel programming has to face a number of problems that can easily offset the gain due to parallel execution. The first problem is the large overhead incurred by the threading support available in the JVM when threads are used to execute fine-grained work, when a large number of threads are created to support the execution of the application or when threads closely interact through synchronization mechanisms. The second problem is the performance degradation occurred when these multithreaded applications are executed in multiprogrammed parallel systems. The main issue that causes these problems is the lack of communication between the execution environment and the applications, which can cause these applications to make an uncoordinated use of the available resources.This thesis contributes with the definition of an environment to analyze and understand the behavior of multithreaded Java applications. The main contribution of this environment is that all levels in the execution (application, application server, JVM and operating system) are correlated. This is very important to understand how this kind of applications behaves when executed on environments that include servers and virtual machines, because the origin of performance problems can reside in any of these levels or in their interaction.In addition, and based on the understanding gathered using the proposed analysis environment, this thesis contributes with scheduling mechanisms and policies oriented towards the efficient execution of multithreaded Java applications on multiprocessor systems considering the interactions and coordination between scheduling mechanisms and policies at the different levels involved in the execution. The basis idea consists of allowing the cooperation between the applications and the execution environment in the resource management by establishing a bi-directional communication path between the applications and the underlying system. On one side, the applications request to the execution environment the amount of resources they need. On the other side, the execution environment can be requested at any time by the applications to inform them about their resource assignments. This thesis proposes that applications use the information provided by the execution environment to adapt their behavior to the amount of resources allocated to them (self-adaptive applications). This adaptation is accomplished in this thesis for HPC environments through the malleability of the applications, and for e-business environments with an overload control approach that performs admission control based on SSL connections differentiation for preventing throughput degradation and maintaining Quality of Service (QoS).The evaluation results demonstrate that providing resources dynamically to self-adaptive applications on demand improves the performance of multithreaded Java applications as in HPC environments as in e-business environments. While having self-adaptive applications avoids performance degradation, dynamic provision of resources allows meeting the requirements of the applications on demand and adapting to their changing resource needs. In this way, better resource utilization is achieved because the resources not used by some application may be distributed among other applications.

En aquesta tesi s'utilitza la noció de resistor lliure de pèrdues (LFR) per dissenyar fonts d'alimentació destinades a iluminació eficient com son els light emmiting diodes (LEDs), làmpades d'alta intensitat de descàrrega (HID) i làmpades d'inducció sense electrodes (IEFL), amb la finalitat de reduir el consum elèctric tant en aplicacions domèstiques com industrials. Aprofitant la naturalesa del LFR, es a dir, un resistència emulada al port d'entrada y una font de potència al port de sortida, les làmpades mencionades anteriorment son alimentades a potència constant independentment del tipus de làmpada i de la seva impedància. La técnica de control en mode de lliscament ha sigut aplicada als convertidors per imposar el comportament de LFR treballant en mode de conducció contínu (CCM) en alguns casos, i en d'altres a la frontera entre CCM i mode de conducció discontinu (DCM). Aquesta técnica de control que s'ha utilitzat al llarg de la tesi, ha estat implementada mitjançant técniques de control analògiques i digitals, permetent regular la llum de les làmpades. / En esta tesis se usa la noción de resistor libre de pérdidas (LFR) para diseñar fuentes de alimentación destinadas iluminación eficiente como por ejemplo light emmiting diodes (LEDs), lamparas de alta intensidad de descarga (HID) y lámparas de inducción sin electrodos (IEFL), con el fin de reducir el consumo eléctrico tanto en aplicaciones domésticas como industriales. Aprovechando la naturaleza del LFR, es decir, una resistencia emulada en el puerto de entrada y una fuente de potencia en el puerto de salida, las lámparas mencionadas anteriormente son alimentadas a potencia constante independientemente del tipo de lámpara e impedancia de la misma, . La técnica de control en modo de deslizamiento es aplicada en los convertidores para imponer el comportamiento de LFR trabajando en modo de conducción continuo (CCM) en algunos casos, y en otros en la frontera entre CCM y modo de conducción discontinuo (DCM). Ésta técnica de control que se a implementado a lo largo de toda la tesis ha sido implementada mediante técnicas de control tanto analógicas como digitales permitiendo regular la luz de las lámparas. / In this thesis, the notion of loss-free resistor (LFR) is used systematically to design power supplies for efficient lighting, namely light emitting diodes (LEDs), high intensity-discharge lamps (HID) and induction electrode-less fluorescent lamps (IEFLs) with the aim of reducing the electrical energy consumption in domestic or industrial applications. The different lamps previously mentioned are supplied at constant power independently of the lamp type and impedance, taking advantage of the LFR nature, i.e. an emulated resistance in the input port and a power source in the output port. The sliding -mode control technique is applied in the converters to impose the LFR behaviour in continuous conduction mode (CCM) in some cases, and in the boundary between CCM and discontinuous conduction mode (DCM) in other cases. This control technique has been implemented throughout the thesis by either analogue or digital controllers and allows regulating the light emitted by the lamps.

La regulación de la actividad de la distribución, aspecto sobre el cual versa esta tesis, ha presentado un horizonte cambiante en los últimos años. Tales cambios se hallan relacionados con aspectos como:Retribución debido a la nueva estructuración de los mercados energéticos,· Calidad debido a la necesidad de un suministro de energía con unas características cada vez más estrictas como consecuencia de la participación creciente de sistemas de información y datos sensibles a estos aspectos,· Eficiencia energética, aspecto importante en el horizonte actual por su creciente importancia dentro del panorama de sostenibilidad ambiental en el que se suscribe el sector eléctrico.· Generación Distribuida, la cual hace que pensemos en una demanda y oferta más activa que la que hasta hace algún tiempo teníamos en mente dentro del sector eléctrico y específicamente en la distribución de energía eléctrica.El propósito de esta tesis es brindar en el proceso regulatorio herramientas no solo para la mejora de la regulación de la distribución por si misma sino para la evaluación del proceso a través de herramientas de simulación.De esta forma se presentan diferentes capítulos en los que se establecen diversas propuestas y metodologías para el desarrollo de una regulación de la distribución cercana a las necesidades actuales. En ellas, por ejemplo, se establece una metodología para la evaluación de la calidad de las empresas de distribución con una técnica de cálculo llamada DEA-Data Envelopment Analysis, igualmente se presentan aportes regulatorios en aspectos como el cálculo contable de las empresas de distribución, la eficiencia energética, la generación distribuida y otros aspectos relacionados con estas empresas.Para el análisis de los diversas propuestas regulatorias, se plantea la utilización de herramientas de simulación basadas en diversas plataformas, entre ellas las principales han sido elaboradas bajo metodologías de cálculo basadas en Dinámica de Sistemas (STELLA ITHINK). Se proponen, por lo tanto, herramientas que permiten simular el Valor Agregado de Distribución de una empresa VAD, el Costo promedio de capital WACC y los beneficios de instalar generación distribuida en una zona desde el punto de vista del generador y desde el punto de vista del distribuidor.Los resultados principales del estudio se muestran en cada capítulo; sin embargo, para este resumen cabe aclarar que se hacen propuestas en los siguientes:Análisis de la Regulación de la distribución desde el punto de vista metodológico y su aplicación en diversos países.Comparación internacional de la aplicación de las metodologías de regulación de la distribución en diversos países.Propuesta metodológica y aplicación de la metodología DEA para la comparación de la calidad en empresas de distribución.Propuestas regulatorias para evaluar diversos aspectos involucrados con la regulación de la distribución.Desarrollo de Modelos y Herramientas de cálculo para evaluar y simular efectos de políticas regulatorias en la retribución de la distribución.Análisis y propuestas para involucrar en el proceso retributivo de la distribución la eficiencia energética.Análisis y propuestas para involucrar en el proceso retributivo de la distribución de energía eléctrica los efectos de la generación distribuida.De un modo general, se establece una metodología que permite generar propuestas regulatorias para el sector de la distribución de energía eléctrica y su evaluación con herramientas de simulación. / The regulation of the distribution activity, aspect that deals with this thesis, has been submitted changing horizons in recent years. Such changes are related to issues such as:· Retribution: due to the new structuring of energy markets· Quality: due to the need of a supply energy with increasing stringent characteristics as a result of participation growing information systems and sensitive data these,· Energy efficiency, which is important in current horizon of it's growing importance within environmental sustainability of the landscape in which supports the electricity sector.· Distributed Generation, which makes think of a more active demand and supply than until some time had in mind within the electricity sector and specifically in the distribution electricity.The purpose of this thesis is to provide in the process regulatory tools not only for improving regulation of the distribution per se, but for through process evaluation tools simulation.This will have different chapters in establishing various proposals and methodologies development of a regulation of the distribution close to current needs. In them, example, establishing a methodology for assessing the quality of companies distribution with a technique called DEA-calculation DataEnvelopment Analysis, also presented regulatory contributions in areas such as the calculationAccounting for distribution companies, efficiency energy, distributed generation and other aspects associated with these companies.For the analysis of the various regulatory proposals, we propose the use of tools simulation based on various platforms, including the major have been produced under calculation methodologies based on System Dynamics (STELLA iThink). We propose, therefore, tools to simulate the Value AddedVAD distribution company, the average cost of WACC capital and the benefits of installing generation distributed in an area from the point of view generator and from the point of view of the distributor.The main results are shown in each chapter, but for this summary shall be clear that proposals are made as follows:Analysis of the regulation of the distribution from methodological point of view and it's application in various countries.International comparison of the implementation of methodologies for regulating the distribution various countries.Methodological proposal and application of the methodology DEA to compare the quality of distribution companies.Regulatory proposals to assess various aspects involved in the regulation of the distribution.Development of models and calculation tools evaluates and simulate effects of regulatory policies the remuneration of the distribution.Analysis and proposals to engage in the process remuneration of the distribution efficiency energy.Analysis and proposals to engage in the process remuneration of the electricity distribution effects of distributed generation.In general, establishing a methodology allows the generation of regulatory proposals for the sector of electricity distribution and evaluation simulation tools.