En esta tesis se desarrolla, siempre con el enfoque bayesiano en mente, una metodología estadística para el análisis de datos discretos en su aplicación en problemas estilometría. El análisis estadístico del estilo literario se ha utilizado para caracterizar el estilo de textos y autores, y para ayudar a resolver problemas de atribución de autoría. Estudios anteriores caracterizaron el estilo usando la longitud de las palabras, la longitud de las oraciones, y la proporción de los sustantivos, artículos, adjetivos o adverbios. Los datos que aquí se utilizan van, desde la frecuencia de frecuencias de palabras, hasta el análisis simultáneo de la frecuencia de longitud de palabra y de las palabras funcionales más frecuentes. Todos estos datos son característicos del estilo de autor y al mismo tiempo independiente del contexto en el que escribe. De esta forma, se introduce un análisis bayesiano de la frecuencia de frecuencias de palabras, que tiene una distribución en forma de J inversa con las colas superiores extraordinariamente largas. Se basa en la extensión de la metodología no bayesiana de Sichel para estos datos utilizando el modelo Poisson inversa gaussiana. Los modelos se comprueban mediante la exploración de la distribución a posteriori de los errores de Pearson y por la implementación de controles de consistencia de la distribución predictiva a posteriori. La distribución a posteriori de la inversa gausiana tiene una interpretación útil, al poder ser vista como una estimación de la distribución vocabulario del autor, de la cual se pueden obtener la riqueza y diversidad de la escritura del autor. Se propone también un análisis alternativo basado en la mixtura inversa gaussiana - poisson truncada en el cero, que se obtiene cambiando el orden de la mezcla y el truncamiento. También se propone un análisis de la heterogeneidad de estilo, que es un compromiso entre el modelo de punto de cambio, que busca un cambio repentino de estilo, y el análisi de conglomerados, que no tiene en cuenta el orden. El análisis incorpora el hecho de que partes próximas de un texto tienen más probabilidades de pertenecer al mismo autor que partes del texto más separadas. El enfoque se ilustra volviendo a revisar la atribución de autoría del Tirant lo Blanc. Para el análisis de la heterogeneidad del estilo literario se propone también un análisis estadístico que utiliza simultáneamente diferentes características estilométricas, como la longitud palabra y la frecuencia de las palabras funcionales más frecuentes. Las filas de todas tablas de contingencia se agrupan simultáneamente basandose en una mezcla finita de conjuntos de modelos multinomiales con un estilo homogéneo. Esto tiene algunas ventajas sobre las heurísticas utilizadas en el análisis de conglomerados, ya que incorpora naturalmente el tamaño del texto, la naturaleza discreta de los datos y la dependencia entre las categorías. Todo ello se ilustra a través del análisis del estilo en las obras de teatro de Shakespeare, el Quijote y el Tirant lo Blanc. Finalmente, los problemas de atribución y verificación de autoría, que se tratan normalmente por separado, son tratados de forma conjunta. Esto se hace asumiendo un escenario abierto de clasificación para el problema de la atribución, contemplando la posibilidad de que ninguno de los autores candidatos, con textos conocidos para aprendijaje, es el autor de los textos en disputa. Entonces, el problema de verificación se convierte en un caso especial de problema de atribución. El modelo multinomial bayesiano propuesto permite obtener una solución exacta y cerrada para este problema de atribución de autoría más general. El enfoque al problema de verificación se ilustra mediante la exploración de si un fallo judicial condenatorio podría haber sido escrito por el juez que lo firma o no, y el enfoque al problema de atribución se ilustra revisando el problema de la autoría de los Federalist Papers. / In this thesis I develop statistical methodology for analyzing discrete data to be applied to stylometry problems, always with the Bayesian approach in mind. The statistical analysis of literary style has long been used to characterize the style of texts and authors, and to help settle authorship attribution problems. Early work in the literature used word length, sentence length, and proportion of nouns, articles, adjectives or adverbs to characterize literary style. I use count data that goes from the frequency of word frequency, to the simultaneous analysis of word length counts and more frequent function words counts. All of them are characteristic features of the style of author and at the same time rather independent of the context in which he writes. Here we intrude a Bayesian Analysis of word frequency counts, that have a reverse J-shaped distribution with extraordinarily long upper tails. It is based on extending Sichel's non-Bayesian methodology for frequency count data using the inverse gaussian Poisson model. The model is checked by exploring the posterior distribution of the Pearson errors and by implementing posterior predictive consistency checks. The posterior distribution of the inverse gaussian mixing density also provides a useful interpretation, because it can be seen as an estimate of the vocabulary distribution of the author, from which measures of richness and of diversity of the author's writing can be obtained. An alternative analysis is proposed based on the inverse gaussian-zero truncated Poisson mixture model, which is obtained by switching the order of the mixing and the truncation stages. An analysis of the heterogeneity of the style of a text is proposed that strikes a compromise between change-point, that analyze sudden changes in style, and cluster analysis, that does not take order into consideration. Here an analysis is proposed that strikes a compromise by incorporating the fact that parts of the text that are close together are more likely to belong to the same author than parts of the text far apart. The approach is illustrated by revisiting the authorship attribution of Tirant lo Blanc. A statistical analysis of the heterogeneity of literary style in a set of texts that simultaneously uses different stylometric characteristics, like word length and the frequency of function words, is proposed. It clusters the rows of all contingency tables simultaneously into groups with homogeneous style based on a finite mixture of sets of multinomial models. That has some advantages over the usual heuristic cluster analysis approaches as it naturally incorporates the text size, the discrete nature of the data, and the dependence between categories. All is illustrated with the analysis of the style in plays by Shakespeare, El Quijote, and Tirant lo Blanc. Finally, authorship attribution and verification problems that are usually treated separately are treated jointly. That is done by assuming an open-set classification framework for attribution problems, contemplating the possibility that neither one of the candidate authors, with training texts known to have been written by them is the author of the disputed texts. Then the verification problem becomes a special case of attribution problems.A formal Bayesian multinomial model for this more general authorship attribution is given and a closed form solution for it is derived. The approach to the verification problem is illustrated by exploring whether a court ruling sentence could have been written by the judge that signs it or not, and the approach to the attribution problem illustrated by exploring whether a court ruling sentence could have been written by the judge that signs it or not, and the approach to the attribution problem is illustrated by revisiting the authority attribution

Probablement, el sistema-en-xip encastat futur estarà compost per desenes o centenars de nuclis de Propietat Intel·lectual heterogenis que executaran una aplicació paral·lela o fins i tot diverses aplicacions que funcionin en paral·lel. Aquests sistemes seran possible gràcies a l’evolució constant de la tecnologia que segueix la llei de Moore, que ens durà a integrar més transistors en un únic dau, o el mateix nombre de transistors en un dau més petit. En els sistemes MPSoC encastats, les xarxes intenrades (NoC) poden proporcionar una infraestructura de comunicació flexible, en què diversos components, com ara els nuclis microprocessadors, MCU, DSP, GPU, memòries i altres components IP, poden estar interconnectats. En primer lloc, en aquesta tesi presentem un procés de desenvolupament complet creat per desenvolupar MPSoC en clústers reconfigurables tot complementant el procés de desenvolupament SoC actual amb passos addicionals per admetre la programació paral·lela i l’optimització del software. Aquest treball explica de manera sistemàtica els problemes i les solucions per aconseguir un MPSoC basat en FPGA seguint el nostre flux sistemàtic, i s’ofereixen eines i tècniques per desenvolupar aplicacions paral·leles per a aquests sistemes. D’altra banda, descrivim diversos models de programació per a MPSoC encastats i proposem adoptar MPI per a aquests sistemes, i mostrem algunes implementacions creades en aquesta tesi amb arquitectures de memòria compartida i distribuïda. Finalment, ens centrem en la sobrecarrega de temps que produeix la llibreria MPI i intentarem trobar solucions per tal de minimitzar aquesta sobrecàrrega i, per tant, poder accelerar l’execució de l’aplicació, descarregant algunes parts del software stack al controlador d’interfície de la xarxa. / Future embedded System-on-Chip (SoC) will probably be made up of tens or hundreds of heterogeneous Intellectual Properties (IP) cores, which will execute one parallel application or even several applications running in parallel. These systems could be possible due to the constant evolution in technology that follows the Moore’s law, which will lead us to integrate more transistors on a single dice, or the same number of transistors in a smaller dice. In embedded MPSoC systems, NoCs can provide a flexible communication infrastructure, in which several components such as microprocessor cores, MCU, DSP, GPU, memories and other IP components can be interconnected. In this thesis, firstly, we present a complete development process created for developing MPSoCs on reconfigurable clusters by complementing the current SoC development process with additional steps to support parallel programming and software optimization. This work explains systematically problems and solutions to achieve a FPGA-based MPSoC following our systematic flow and offering tools and techniques to develop parallel applications for such systems. Additionally, we show several programming models for embedded MPSoCs and propose the adoption of MPI for such systems and show some implementations created in this thesis over shared and distributed memory architectures. Finally, the focus will be set on the overhead produced by MPI library and on trying to find solutions to minimize this overhead and then be able to accelerate the execution of the application, offloading some parts of the software stack to the Network Interface Controller.

En aquesta memòria es tracten tres problemes diferents. En el Capítol 1 es construeixen dues famílies de processos que convergeixen, en el sentit de les distribucions en dimensió finita, cap a dos processos Gaussians independents. El Capítol 2 està dedicat a l’estudi d’un model de tractament amb bacteriòfags per infeccions bacterianes. Finalment, en el Capítol 3, estudiem alguns aspectes del L2 mòdul de continuïtat del temps local del Brownià. En el primer capítol considerem dos processos Gaussians independents que es poden representar en termes d’una integral estocàstica d’un nucli determinista respecte el procés de Wiener, i construïm, a partir d’un únic procés de Poisson, dues famílies de processos que convergeixen, en el sentit de les distribucions en dimensió finita, cap a aquests processos Gaussians. Utilitzarem aquest resultat per a provar resultats de convergència en llei cap a altres processos, com ara el moviment Brownià sub-fraccionari. En el Capítol 2 construïm i estudiem diferents model que pretenen estudiar el comportament d’un tractament amb bacteriòfags en certs animals de granja. Aquest problema ha estat motivat pel Grup de Biologia Molecular del Departament de Genètica i Microbiologia de la Universitat Autònoma de Barcelona. Començant per un model bàsic, n’estudiarem diferent variacions, primer des d’un punt de vista determinista, trobant diversos resultat sobre els equilibris i l’estabilitat, i després en un context amb soroll, produint resultats de concentració. Finalment, en el Capítol 3 estudiarem la descomposició en caos de Wiener del L2 mòdul de continuïtat del temps local del Brownià. Més concretament, trobarem un Teorema Central del Límit per a cada element del caos de Wiener del L2 mòdul de continuïtat del temps local del Brownià. Aquest resultat ens proporciona un exemple d’una família de variables que convergeix en llei cap a una distribució Normal, però que els elements del seu caos d’ordre parell no convergeixen. / In this dissertation three different problems are treated. In Chapter 1 we construct two families of processes that converge, in the sense of the finite dimensional distributions, towards two independent Gaussian processes. Chapter 2 is devoted to the study of a model of bacteriophage treatments for bacterial infections. Finally, in Chapter 3 we study some aspects of the L2 modulus of continuity of Brownian local time. In the first chapter we consider two independent Gaussian processes that can be represented in terms of a stochastic integral of a deterministic kernel with respect to the Wiener process and we construct, from a single Poisson process, two families of processes that converge, in the sense of the finite dimensional distributions, towards these Gaussian processes. We will use this result to prove convergence in law results towards some other processes, like sub-fractional Brownian motion. In Chapter 2 we construct and study several models that pretend to study how will behave a treatment of bateriophages in some farm animals. This problem has been brought to our attention by the Molecular Biology Group of the Department of Genetics and Microbiology at the Universitat Autònoma de Barcelona. Starting from a basic model, we will study several variations, first from a deterministic point of view, finding several results on equilibria and stability, and later in a noisy context, producing concentration type results. Finally, in Chapter 3 we shall study the decomposition on Wiener chaos of the L2 modulus of continuity of the Brownian local time. More precisely, we shall find a Central Limit Theorem for each Wiener chaos element of the L2 modulus of continuity of the Brownian local time. This result provides us with an example of a family of random variables that is convergent in law to a Normal distribution, but its chaos elements of even order do not converge.

Els incendis forestals són un tipus de desastre natural que representa un gran repte per a la societat a causa dels seus elevats costos econòmics i humans. Amb l’objectiu d’evitar els costos derivats d’aquest desastre natural i millorar l’extinció dels mateixos, els simuladors de propagació d’incendis es poden utilitzar per intentar anticipar el comportament de l’incendi i ajudar a aconseguir una extinció de l’incendi més eficient i segura. Quan es propociona una predicció de la propagació d’un incendi forestal existeixen dos elements claus: la precisió i el temps necessari per computar la predicció. Sota el context de la simulació de desastres naturals, és ben conegut que part de l’error de la predicció estàsubjecta a la incertesa en les dades d’entrada utilitzades pel simulador. Per aquesta raó, la comunitat científica ha creat diferents mètodes de calibratge per reduir la incertesa de les dades d’entrada i així millorar l’error de la predicció. En aquest treball s’utilitza una metodologia de predicció basada en dues etapes que ha estat provada en treballs previs amb bons resultats. Aquest mètode de calibratge implica una necessitat considerable de recursos computacionals i eleva el temps de còmput a causa de l’ús d’un Algorisme Genètic com a mètode de cerca de les millors dades d’entrada del simulador. S’ha de tenir en compte les restriccions de temps sota les quals treballa un sistema de predicció d’incendis. Es necessari mantenir un equilibri adequat entre precisió i temps de còmput utilitzat per poder proporcionar una bona predicció a temps. Per poder utilitzar la tècnica de calibratge esmentat, s’ha de solucionar el problema que representa que algunes solucions siguin inviables ja que impliquen temps d’execució molt llargs, fet que pot impedir que es pugui donar resposta a temps en un suposat context operacional. La present Tesi Doctoral utilitza les arquitectures multi-core amb l’objectiu d’accelerar el mètode de predicció basat en dues etapes per poder proporcionar una predicció sota temps de lliurament que es donarien en un context real. Per aquesta raó, es defineix una política d’assignació de nuclis basada en el temps disponible d’execució. Aquesta política d’assignació assignaràun nombre determinat de recursos a una determinada simulació prèviament a ser executada. La política d’assignació es basa en arbres de decisió creats amb els paràmetres de simulació utilitzats. No obstant això, es pro¬posen dos mètodes per a aquells casos on l’Algorisme Genètic tendeix a crear individus el temps d’execució dels quals provoquen que sigui impossible acabar el calibratge a temps: ReTAC i SoftTAC. La proposta ReTAC utilitza la resolució de les simulacions per solucionar el problema. En concret, ReTAC tracta de trobar la mínima reducció de la resolució que permeti que aquelles simulacions que són massa llargues puguin ser executades mantenint la precisió sota control. D’altra banda, SoftTAC utilitza poblacions de grandària dinàmica. Es a dir, els individus no es maten en arribar al límit de temps d’execució assignat a una generació de l’AG, sino que es permet l’execució simultanea d’individus de diferents generacions de l’algorisme genètic. Totes les estratègies de predicció proposades han estat provades amb casos reals obtenint resultats satisfactoris en termes de precisió i de temps de còmput utilitzat. / Los incendios forestales son un tipo de catástrofe natural que representa un gran reto para sociedad debido a sus elevados costes económicos y humanos. Con el objetivo de evitar los costes derivados de dicho desastre natural y mejorar la extinción de éstos, los simuladores de propagación de incendios se pueden utilizar para intentar anticipar el comportamiento del incendio y ayudar a conseguir una extinción del incendio más eficiente y segura. Cuando se propociona una predicción de la propagación de un incendio forestal existen dos elementos clave: la precisión y el tiempo necesario para computar la predicción. Bajo el contexto de la simulación de desastres naturales, es bien conocido que parte del error de la predicción está sujeta a la incertidumbre en los datos de entrada utilizados por el simulador. Por esta razón, la comunidad científica ha creado distintos métodos de calibración para reducir la incertidumbre de los datos de entrada y así mejorar el error de la predicción. En este trabajo se utiliza una metodología de calibración basada en dos etapas que ha sido probada en trabajos previos con buenos resultados. Este método de calibración implica una necesidad considerable de recursos computacionales y eleva el tiempo de cómputo debido al uso de un Algoritmo Genético como método de búsqueda de los mejores datos de entrada del simulador. Se debe tener en cuenta las restricciones de tiempo bajo las que trabaja un sistema de predicción de incendios. Es necesario mantener un equilibrio adecuado entre precisión y tiempo de cómputo utilizado para poder proporcionar una buena predicción a tiempo. Para poder utilizar la técnica de calibración mencionada, se debe solucionar el problema que representa que algunas soluciones sean inviables debido a que implican tiempos de ejecución muy largos, lo que puede impedir que se pueda dar respuesta a su debido tiempo en un supuesto contexto operacional. La presente Tesis Doctoral utiliza las arquitecturas multi-core con el objetivo de acelerar el método de calibración basado en dos etapas y poder proporcionar una predicción bajo tiempos de entrega que se darían en un contexto real. Por esta razón, se define una política de asignación de núcleos basada en el tiempo disponible de ejecución . Esta política de asignación asignará un número determinado de recursos a una determinada simulación previamente a ser ejecutada. La política de asignación se basa en árboles de decisión creados con los parametros de simulación n utilizados. Sin embargo, se proponen dos métodos para aquellos casos donde el algoritmo genético tienda a crear individuos cuyo tiempo de ejecución provocan que sea imposible acabar la calibración a tiempo: Re-TAC y Soft-TAC. La propuesta ReTAC utiliza la resolución de las simulaciones para solucionar el problema. En concreto, Re-TAC trata de encontrar la mínima reducción de la resolución que permita que aquellas simulaciones que son demasiado largas puedan ser ejecutadas manteniendo la precisión bajo control. Por otro lado, Soft-TAC utiliza poblaciones de tama˜no dinámico. Es decir, los individuos no se matan al alcanzar el límite de timepo de ejecución asignado a una generación del Algoritmo Genético, sino que se permite la ejecución simultanea de individuos de distintas generaciones haciendo que el tamaño de la población sea dinámico. Todas la estrategias de predicción propuestas han sido probadas con casos reales obteniendo resultados satisfactorios en términos de precisión y de tiempo de cómputo utilizado. / Large forest fires are a kind of natural hazard that represents a big threat for the society because it implies a significant number of economic and human costs. To avoid major damages and to improve forest fire management, one can use forest fire spread simulators to predict fire behaviour. When providing forest fire predictions, there are two main considerations: accuracy and computation time. In the context of natural hazards simulation, it is well known that part of the final forecast error comes from uncertainty in the input data. For this reason several input data calibration methods have been developed by the scientific community. In this work, we use the Two-Stage calibration methodology, which has been shown to provide good results. This calibration strategy is computationally intensive and timeconsuming because it uses a Genetic Algorithm as an optimization strategy. Taking into account the aspect of urgency in forest fire spread prediction, we need to maintain a balance between accuracy and the time needed to calibrate the input parameters. In order to take advantage of this technique, we must deal with the problem that some of the obtained solutions are impractical, since they involve simulation times that are too long, preventing the prediction system from being deployed at an operational level. This PhD Thesis exploits the benefits of current multi-core architectures with the aim of accelerating the Two-Stage forest fire prediction scheme being able to deliver predictions under strict real time constraints. For that reason, a Time-Aware Core allocation (TAC) policy has been defined to determine in advance the more appropriate number of cores assigned to a given forest fire spread simulation. Each execution configuration is obtained considering the particular values of the input data needed for each simulation by applying a dynamic decision tree. However, in those cases where the optimization process will drive the system to solutions whose simulation time will prevent the system to finish on time, two different enhanced schemes have been defined: Re-TAC and Soft-TAC. Re-TAC approach deals with the resolution of the simulation. In particular, Re-TAC finds the minimum resolution reduction for such long simulations, keeping accuracy loss to a known interval. On the other hand, Soft-TAC considers the GA's population size as dynamic in the sense that none individual will be killed for over passing the internal generations deadline, but it will be keep executing and the population size for the subsequent GA's generation is modified according to that. All proposed prediction strategies have been tested with past real cases obtaining satisfactory results both in terms of prediction accuracy and in the time required to deliver the prediction.

Las herramientas computacionales que se describen en esta tesis representan posibles alternativas de solución en la construcción de modelos de calibración multivariable a partir de datos obtenidos con arreglos de sensores electroquímicos. Tanto el trabajo experimental como las aplicaciones computacionales están dirigidos a la construcción de lenguas electrónicas de los tipos potenciométrico y voltamperométrico. Las propuestas de solución que aquí se presentan están basadas en técnicas computacionales diseñadas para explorar grandes bases de datos en la búsqueda de patrones consistentes y/o relaciones sistemáticas entre variables, que permitan posteriormente aplicar estos modelos a nuevos datos con el fin de generar predicciones o estimaciones de resultados esperados. Algunas de las herramientas se implementaron con redes neuronales tipo perceptrón multicapas y diferentes funciones de transferencia en las neuronas de la capa oculta. Las funciones de activación sigmoidales comúnmente usadas en las redes neuronales se sustituyeron por funciones más complejas y de poco (o nulo) uso en el área química. Para hacer compatible la estructura de la mayoría de los datos usados en esta tesis, con las entradas de las redes neuronales, se hizo un tratamiento previo de la información electroquímica usando técnicas de procesamiento mono- o multi-modales para reducir el número de variables y dimensiones. Además de las propuestas basadas en estructuras de redes neuronales, también se ha planteado la construcción de modelos a partir de funciones base de los tipos spline truncada y B-spline. La primera se conoce como Splines Adaptativas de Regresión Multivariable (MARS) y la segunda como B-splines Adaptativas de Regresión Multivariable (B-MARS). Adicionalmente a las herramientas anteriormente descritas e implementadas como propuestas de solución, también se construyeron exitosamente modelos de calibración usando la regresión multimodo por mínimos cuadrados parciales (N-PLS). / The computational tools described in this thesis are meant to be alternative solutions to build multivariate calibration models from multi-way data obtained with arrays of electrochemical sensors. Both experimental and computational applications described herein are aimed to build electronic tongues of potentiometric and voltammetric types. The solution proposals are based on computational techniques designed to explore large databases in search of consistent patterns and/or systematic relationships between variables, allowing then to apply these models to new data to predict or estimate expected results. Some of the tools were implemented using multilayer perceptron neural networks with complex transfer functions (of little or no use in the chemical area) in the hidden layer neurons. To make compatible the type of structure of most of the data used in this thesis with the input of the neural networks, the electrochemical information was pretreated using mono- or multi-dimensional processing techniques in order to reduce the number of variables and dimensions. In addition to the structres based on neural networks, we also propose to build models using base functions of the truncated spline and B-spline types. The first is known as Adaptive Regression Splines Multivariable (MARS) and the second as B-splines Multivariate Adaptive Regression (B-MARS). In addition to the tools described above and implemented as proposed solutions, we also built successfully calibration models using multi-way partial least squares regression (N-PLS).

No description available.

En els darrers anys hi ha hagut un gran desenvolupament de la recerca en l'àrea de les xarxes informàtiques. En aquest context, la utilització dels grafs com a models per a les xarxes, on els nodes són ordinadors o processadors interconnectats, que s'han de comunicar entre ells de la manera més eficaç possible, ha donat lloc a gran quantitat de treballs. Quan es tracta de xarxes d'interconnexió, en què el nivell d'integració és elevat, es solen considerar models amb bones propietats de simetria, que permeten definir i analitzar els algorismes amb més facilitat. Per exemple, els grafs de Cayley són grafs definits a partir de l'operació d'un grup. Això permet utilitzar l'estructura algèbrica subjacent per a la resolució dels problemes.Aquesta tesi tracta de les propietats d'una família de grafs, els anells cordals de grau 3, que són grafs de Cayley sobre el grup de simetries d'un polígon regular o grup dièdric. Aquest grup no és commutatiu, però els seus elements satisfan bones relacions. A més, està molt relacionat amb el grup cíclic, i això fa que els anells cordals tinguin molt a veure amb els grafs circulants.Una part important del treball és l'estudi de les propietats estructurals dels anells cordals, mentre que en una segona part es donen algorismes de comunicació punt a punt, o encaminaments, amb bones propietats, i d'intercanvi d'informació entre tots els nodes, o gossiping. Aquestes dues parts del treball estan interrelacionades, ja que les propietats estructurals dels grafs s'utilitzen en les definicions i en l'anàlisi dels algorismes que es proposen en la segona part i, a la vegada, l'estudi de problemes de comunicacions ha motivat el plantejament de problemes de caire més teòric, com la classificació per isomorfisme dels anells cordals, la caracterització del seu grup d'automorfismes o el càlcul de l'aresta bisecció. Part de l'interès d'aquest treball és l'ús de les tessel.lacions per a la representació dels grafs. Aquesta eina s'ha revelat molt útil en l'estudi de propietats mètriques i de problemes en què s'han d'establir camins entre els nodes, ja que en facilita la visualització. Les altres famílies de grafs que han estat estudiades per diversos autors mitjançant tessel.lacions del pla són, sobretot, els grafs circulants de grau 4, en què s'utilitzen quadrats per representar els vèrtexs, i de grau 6, en què s'utilitzen hexàgons. Per als anells cordals de grau 3 s'han utilitzat triangles. En particular es veu com la tessel.lació determina totalment el graf, i les propietats del graf es tradueixen en propietats de la tessel.lació. Es poden citar com a problemes oberts la generalització dels resultats a altres famílies de grafs, i l'estudi d'altres problemes de comunicacions. En particular, per al problema del càlcul de l'índex òptic, es tenen alguns resultats en el cas d'anells cordals aresta transitius, que utilitzen la caracterització del grup d'automorfismes i la definició d'encaminaments amb bones propietats presentats en aquesta tesi.

La Ciència de la Complexitat és un camp d'estudi interdisciplinari que aplica conceptes i mètodes de la física estadística i la teoria dels fenòmens crítics a altres camps, des de la Biologia a l'Economia, la Geologia o la Ciència de l'Esport. Ciència de la Complexitat posa en dubte el reduccionisme científic, afirmant que "el tots és més que la suma de les parts", i que, per tant, el reduccionisme fracassarà tard o d'hora: Si un problema o sistema s'analitza estudiant-ne les unitats que el constitueixen, i aquestes unitats s'estudien, al seu torn, en termes d'altres elements més simples, i així successivament, aleshores s'acaba formant una jerarquia de paradigmes o nivells d'estudi. I si bé el sistema pot entendres, fins a cert grau, en termes de conceptes i mecanismes específics de cada un dels nivells d'estudi, no hi ha cap garantia d'una reconstrucció comprensible i satisfactòria del sistema. En altres paraules, el reduccionisme només ens ofereix un bitllet d'anada dins de la jerarquia de teories, en direcció a aquelles suposadament més bàsiques i elementals; la Ciència de la Complexitat tracta de trobar el camí de tornada, des dels elements microscòpic elementals fins a l'objecte inicial d'estudi. La invariància d'escala es la propietat d'ésser invariant sota una transformació d'escala. Per tant, els objectes invariants d'escala no tenen escales característiques, ja que un re-escalament de les variables no produeix cap efecte detectable. Això es considera molt important en el paradigma de la complexitat, ja que permet connectar el món microscòpic amb el món macroscòpic. Aquesta Tesi consisteix en un estudi de les propietats invariants d'escala de la representació en freqüències de la llei de Zipf en llenguatge, de la corba de creixement "type-token" en sistemes zipfians generals, i de la distribució de durada d'esdeveniments en un "thresholded birth-death process". S'evidencia que algunes propietats d'aquests sistemes poden expressar-se com a lleis d'escala, i per tant són invariants d'escala. Es determinen els exponents d'escala i les funciones d'escala corresponents. / Complexity Science is an interdisciplinary field of study that applies ideas and methods mostly from statistical physics and critical phenomena to a variety of systems in almost any other field, from Biology to Economics, to Geology or even Sports Science. In essence, it attempts to challenge the reductionist approach to scientific inquiry by claiming that "the total is more that the sum of its parts" and that, therefore, reductionism shall ultimately fail: When a problem or system is analyzed by studying its constituent units, and these units are subsequently analyzed in terms of even simpler units, and so on, then a descending hierarchy of realms of study is formed. And while the system might be somewhat understood in terms of different concepts at each different level, from the coarser description down to its most elementary units, there is no guarantee of a successful bottom-up, comprehensive "reconstruction" of the system. Reductionism only provides a way down the hierarchy of theories, i.e., towards those supposedly more basic and elementary; Complexity aims at finding a way back home, that is, from the basic elementary units up to the original object of study. Scale invariance is the property of being invariant under a scale transformation. Thus, scale-invariant systems lack characteristic scales, as rescaling its variables leaves them unchanged. This is considered of importance in Complexity Science, because it provides a bridge between different realms of physics, linking the microscopic world with the macroscopic world. This Thesis studies the scale invariant properties of the frequency-count representation of Zipf's law in natural languages, the type-token growth curve of general Zipf's systems and the distribution of event durations in a thresholded birth-death process. It is shown that some properties of this systems can be expressed as scaling laws, and are therefore scale-invariant. The associated scaling exponents and scaling functions are determined.

En el entorno actual, diversas ramas de las ciencias, tienen la necesidad de auxiliarse de la computación de altas prestaciones para la obtención de resultados a relativamente corto plazo. Ello es debido fundamentalmente, al alto volumen de información que necesita ser procesada y también al costo computacional que demandan dichos cálculos. El beneficio al realizar este procesamiento de manera distribuida y paralela, logra acortar de manera notable los tiempos de espera en la obtención de los resultados. Para soportar ello, existen fundamentalmente dos modelos de programación ampliamente extendidos: el modelo de paso de mensajes a través de librerías basadas en el estándar MPI, y el de memoria compartida con la utilización de OpenMP. Las aplicaciones híbridas son aquellas que combinan ambos modelos con el fin de aprovechar en cada caso, las potencialidades específicas del paralelismo en cada uno. Lamentablemente, la práctica ha demostrado que la utilización de esta combinación de modelos, no garantiza necesariamente una mejoría en el comportamiento de las aplicaciones. Existen varios parámetros que deben ser considerados a determinar la configuración de la aplicación que proporciona el mejor tiempo de ejecución. El número de proceso que se debe utilizar, el número de hilos en cada nodo, la distribución de datos entre procesos e hilos, y así sucesivamente, son parámetros que afectan seriamente elrendimiento de la aplicación. El valor apropiado de tales parámetros depende, por una parte, de las características de arquitectura del sistema (latencia de las comunicaciones, el ancho de banda de comunicación, el tamaño y la distribución de los niveles de memoria cache, la capacidad de cómputo, etc.) y, por otro lado, de la características propias del comportamiento de la aplicación. La contribución fundamental de esta tesis radica en la utilización de una técnica novedosa para la predicción del rendimiento y la eficiencia de aplicaciones híbridas de tipo Master/Worker. En particular, dentro del mundo del aprendizaje automatizado, este método de predicción es conocido como arboles de regresión basados en modelos análiticos. Los resultados experimentales obtenidos permiten ser optimista en cuanto al uso de este algoritmo para la predicción de ambas métricas o para la selección de la mejor configuración de parámetros de ejecución de la aplicación. / In the current environment, various branches of science are in need of auxiliary high-performance computing to obtain relatively short-term results. This is mainly due to the high volume of information that needs to be processed and the computational cost demanded by these calculations. The benefit to performing this processing using distributed and parallel programming mechanisms is that it achieves shorter waiting times in obtaining the results. To support this, there are basically two widespread programming models: the model of message passing based on the standard libraries MPI and the shared memory model with the use of OpenMP. Hybrid applications are those that combine both models in order to take the specific potential of parallelism of each one in each case. Unfortunately, experience has shown that using this combination of models does not necessarily guarantee an improvement in the behavior of applications. There are several parameters that must be considered to determine the configuration of the application that provides the best execution time. The number of process that must be used,the number of threads on each node, the data distribution among processes and threads, and so on, are parameters that seriously affect the performance of the application. On the one hand, the appropriate value of such parameters depends on the architectural features of the system (communication latency, communication bandwidth, cache memory size and architecture, computing capabilities, etc.), and, on the other hand, on the features of the application. The main contribution of this thesis is a novel technique for predicting the performance and efficiency of parallel hybrid Master/Worker applications. This technique is known as model-based regression trees into the field of machine learning. The experimental results obtained allow us to be optimistic about the use of this algorithm for predicting both metrics and to select the best application execution parameters.

Puesto que los sistemas informáticos son cada vez más vulnerables a actividades deshonestas, los mecanismos tradicionales de seguridad son todavía necesarios, pero no suficientes. Es necesario elaborar nuevos métodos de detección y de respuesta de manera que sea posible detener acciones de ataque tan pronto como sean realizadas. En esta tesis se presenta el diseño de una arquitectura de carácter general que pretende ser utilizada tanto para la realización de tareas de análisis y verificación de políticas de seguridad en red, como para controlar y configurar -sin anomalias ni errores de confguración- componentes de seguridad preventivos y de vigilancia. Se presenta también en esta tesis un mecanismo de respuesta basado en librerías de contramedidas. El objetivo de este mecanismo es ayudar al administrador a escoger posibles respuesta tan pronto como las acciones de ataque vayan siendo detectadas. Por último, se introduce también en esta tesis el diseño de una infrastructura para la comunicación entre los componentes de nuestra plataforma, y un mecanismo para la protección de dichos componentes. Todas las proposiciones y propuestas han sido implementadas y evaluadas a lo largo de nuestro trabajo. Los resultados obtenidos son presentados en las respectivas secciones de esta disertación. Esta tesis ha sido principalmente financiada por la Agencia de Gestión y Ayudas Universitarias y de Investigación (AGAUR) del Departamento de Universidades, Investigación y Sociedad de la Información (DURSI) de la Generalitat de Catalunya (num. de referencia 2003FI00126). El trabajo ha sido conjuntamente realizado en la Universitat Autònoma de Barcelona y la Ecole Nationale Superieure des Télécommunications de Bretagne. Palabras clave: Políticas de seguridad, detección de intrusos, contramedidas, correlación de eventos, comunicación publish/subscribe, control de acceso, protección de componentes. / Since computer infrastructures are currently getting more vulnerable than ever, traditional security mechanisms are still necessary but not suficient. We need to design effective response techniques to circumvent intrusions when they are detected. We present in this dissertation the design of a platform which is intended to act as a central point to analyze and verify network security policies, and to control and configure -without anomalies or errors- both prevention and detection security components. We also present in our work a response mechanism based on a library that implements different types of countermeasures. The objective of such a mechanism is to be a support tool in order to help the administrator to choose, in this library, the appropriate counter-measure when a given intrusion occurs. We finally present an infrastructure for the communication between the components of our platform, as well as a mechanism for the protection of such components. All these approaches and proposals have been implemented and evaluated. We present the obtained results within the respectives sections of this dissertation. This thesis has mainly been funded by the Agency for Administration of University and Research Grants (AGAUR) of the Ministry of Education and Universities (DURSI) of the Government of Catalonia (reference number 2003FI00126). The research was jointly carried out at the Universitat Autònoma de Barcelona and at the Ecole Nationale Superieure des Télécommunications de Bretagne. Keywords: Security policies, intrusion detection, response, counter-measures, event correlation, communication publish/subscribe, access control, components protection.