Las aplicaciones Web son consideradas actualmente un elemento esencial e indispensable en toda actividad empresarial, intercambio de información y motor de redes sociales. La usabilidad, en este tipo de aplicaciones, es reconocida como uno de los factores clave más importantes, puesto que la facilidad o dificultad que los usuarios experimentan con estas aplicaciones determinan en gran medida su éxito o fracaso. Sin embargo, existen varias limitaciones en las propuestas actuales de evaluación de usabilidad Web, tales como: el concepto de usabilidad sólo se soporta parcialmente, las evaluaciones de usabilidad se realizan principalmente cuando la aplicación Web se ha desarrollado, hay una carencia de guías sobre cómo integrar adecuadamente la usabilidad en el desarrollo Web, y también existe una carencia de métodos de evaluación de la usabilidad Web que hayan sido validados empíricamente. Además, la mayoría de los procesos de desarrollo Web no aprovechan los artefactos producidos en las fases de diseño. Estos artefactos software intermedios se utilizan principalmente para guiar a los desarrolladores y para documentar la aplicación Web, pero no para realizar evaluaciones de usabilidad. Dado que la trazabilidad entre estos artefactos y la aplicación Web final no está bien definida, la realización de evaluaciones de usabilidad de estos artefactos resulta difícil. Este problema se mitiga en el desarrollo Web dirigido por modelos (DWDM), donde los artefactos intermedios (modelos) que representan diferentes perspectivas de una aplicación Web, se utilizan en todas las etapas del proceso de desarrollo, y el código fuente final se genera automáticamente a partir estos modelos. Al tener en cuenta la trazabilidad entre estos modelos, la evaluación de estos modelos permite detectar problemas de usabilidad que experimentaran los usuarios finales de la aplicación Web final, y proveer recomendaciones para corregir estos problemas de usabilidad durante fases tempranas del proceso de desarrollo Web. Esta tesis tiene como objetivo, tratando las anteriores limitaciones detectadas, el proponer un método de inspección de usabilidad que se puede integrar en diferentes procesos de desarrollo Web dirigido por modelos. El método se compone de un modelo de usabilidad Web que descompone el concepto de usabilidad en sub-características, atributos y métricas genéricas, y un proceso de evaluación de usabilidad Web (WUEP), que proporciona directrices sobre cómo el modelo de usabilidad se puede utilizar para llevar a cabo evaluaciones específicas. Las métricas genéricas del modelo de usabilidad deben operacionalizarse con el fin de ser aplicables a los artefactos software de diferentes métodos de desarrollo Web y en diferentes niveles de abstracción, lo que permite evaluar la usabilidad en varias etapas del proceso de desarrollo Web, especialmente en las etapas tempranas. Tanto el modelo de usabilidad como el proceso de evaluación están alineados con la última norma ISO/IEC 25000 estándar para la evaluación de la calidad de productos de software (SQuaRE). El método de inspección de usabilidad propuesto (WUEP) se ha instanciado en dos procesos de desarrollo Web dirigido por modelos diferentes (OO-H y WebML) a fin de demostrar la factibilidad de nuestra propuesta. Además, WUEP fue validado empíricamente mediante la realización de una familia de experimentos en OO-H y un experimento controlado en WebML. El objetivo de nuestros estudios empíricos fue evaluar la efectividad, la eficiencia, facilidad de uso percibida y la satisfacción percibida de los participantes; cuando utilizaron WUEP en comparación con un método de inspección industrial ampliamente utilizado: La Evaluación Heurística (HE). El análisis estadístico y meta-análisis de los datos obtenidos por separado de cada experimento indicaron que WUEP es más eficaz y eficiente que HE en la detección de problemas de usabilidad. Los evaluadores también percibieron más satisfacción cuando se aplicaron WUEP, y les / Fernández Martínez, A. (2012). A Usability Inspection Method for Model-driven Web Development Processes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17845

Actualmente, los sistemas informáticos complejos se describen en términos de entidades que actúan como proveedores y consumidores. Estas entidades ofrecen su funcionalidad a través de servicios e interactúan entre ellas para ofrecer o pedir estos servicios. La integración de Sistemas Multi-Agente Abiertos y de Sistemas Orientados a Servicios es adecuada para implementar este tipo de sistemas. En los SMA abiertos, los agentes entran y salen del sistema, interactúan con los demás de una manera flexible, y se consideran como entidades reactivas y proactivas, capaces de razonar acerca de lo que sucede en su entorno y llevar a cabo acciones locales sobre la base de sus observaciones para alcanzar sus metas. El área de la computación orientada a servicios proporciona los bloques de construcción básicos para aplicaciones empresariales complejas que son los servicios. Los servicios son independientes de la plataforma y pueden ser descubiertos y compuestos de manera dinámica. Estas características hacen que los servicios sean adecuados para hacer frente a la elevada tasa de cambios en las demandas de las empresas. Sin embargo, la complejidad de los sistemas informáticos, los cambios en las condiciones del entorno y el conocimiento parcial de los agentes sobre el sistema requieren que los agentes cuenten con mecanismos que les faciliten tareas como el descubrimiento de servicios, la auto-organización de sus relaciones estructurales conforme se producen cambios en la demanda de servicios, y la promoción y mantenimiento de un comportamiento cooperativo entre los agentes para garantizar el buen desarrollo de la actividad de descubrimiento de servicios en el sistema. La principal aportación de esta tesis doctoral es la propuesta de un marco para Sistemas Multi-Agente Abiertos Orientados a Servicios. Este marco integra agentes que se encuentran en una red sin ningún tipo de estructura predefinida, y agentes que además de estar en esa red forman parte de grupos dinámicos más comp / Del Val Noguera, E. (2013). Semantic Service management for service-oriented MAS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27556

Constraint programming is a paradigm wherein relations between variables are stated in the form of constraints. It is well-known that many real life problems can be modeled as Constraint Satisfaction Problems (CSPs). Much effort has been spent to increase the efficiency of algorithms for solving CSPs. However, many of these techniques assume that the set of variables, domains and constraints involved in the CSP are known and fixed when the problem is modeled. This is a strong limitation because many problems come from uncertain and dynamic environments, where both the original problem may evolve because of the environment, the user or other agents. In such situations, a solution that holds for the original problem can become invalid after changes. There are two main approaches for dealing with these situations: reactive and proactive approaches. Using reactive approaches entails re-solving the CSP after each solution loss, which is a time consuming. That is a clear disadvantage, especially when we deal with short-term changes, where solution loss is frequent. In addition, in many applications, such as on-line planning and scheduling, the delivery time of a new solution may be too long for actions to be taken on time, so a solution loss can produce several negative effects in the modeled problem. For a task assignment production system with several machines, it could cause the shutdown of the production system, the breakage of machines, the loss of the material/object in production, etc. In a transport timetabling problem, the solution loss, due to some disruption at a point, may produce a delay that propagates through the entire schedule. In addition, all the negative effects stated above will probably entail an economic loss. In this thesis we develop several proactive approaches. Proactive approaches use knowledge about possible future changes in order to avoid or minimize their effects. These approaches are applied before the changes occur. Thus, our approaches search for robust solutions, which have a high probability to remain valid after changes. Furthermore, some of our approaches also consider that the solutions can be easily adapted when they did not resist the changes in the original problem. Thus, these approaches search for stable solutions, which have an alternative solution that is similar to the previous one and therefore can be used in case of a value breakage. In this context, sometimes there exists knowledge about the uncertain and dynamic environment. However in many cases, this information is unknown or hard to obtain. For this reason, for the majority of our approaches (specifically 3 of the 4 developed approaches), the only assumptions made about changes are those inherent in the structure of problems with ordered domains. Given this framework and therefore the existence of a significant order over domain values, it is reasonable to assume that the original bounds of the solution space may undergo restrictive or relaxed modifications. Note that the possibility of solution loss only exists when changes over the original bounds of the solution space are restrictive. Therefore, the main objective for searching robust solutions in this framework is to find solutions located as far away as possible from the bounds of the solution space. In order to meet this criterion, we propose several approaches that can be divided in enumeration-based techniques and a search algorithm. / Climent Aunés, LI. (2013). Robustness and stability in dynamic constraint satisfaction problems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34785

En los últimos años se han propuesto diferentes aproximaciones para el desarrollo de sistemas altamente complejos. Algunos esfuerzos intentan aplicar la aproximación de Líneas de Producto Software tratando de sacar partido de la reutilización masiva para producir sistemas software que comparten un conjunto común de características. Una Línea de Producto Software (LPS) es un conjunto de sistemas software que comparten un conjunto de características comunes que satisfacen las necesidades específicas de un segmento de mercado particular y que son desarrollados a partir de un conjunto de activos software comunes de un modo preestablecido [6]. El desarrollo de una LPS consta de dos procesos básicos: la Ingeniería del Dominio, donde se establece cuáles son las partes comunes y las variables y se construye un conjunto de activos (product¿s line core assets) como partes de los sistemas software a desarrollar, y la Ingeniería de la Aplicación, donde los core assets son reutilizados sistemáticamente para derivar productos específicos. De este modo se reducen costes y tiempo de desarrollo. En el desarrollo de líneas de producto se presentan dos arquitecturas software que juegan dos roles diferenciados; i) la arquitectura de la línea de producto que da soporte a todas los posibles productos que pueden ser obtenidos a partir de la línea de producto y que cuenta con los mecanismos de variabilidad necesarios para cubrir toda la gama de productos y ii) la arquitectura de producto, que es creada a partir de la arquitectura de la línea de producto ejerciendo los mecanismos de variabilidad, para que esta se adapte a los requisitos del producto en desarrollo. En general, el aseguramiento de la calidad del producto es una actividad crucial para el éxito de la industria del software, pero es, si cabe, más importante cuando se trata del desarrollo de líneas de producto software, dado que la reutilización masiva de core assets hace que los atributos de calidad (propiedades físicas o abstractas de un artefacto software) de los core assets impacten en la calidad de todos los productos de una línea de producto. Este hecho es de especial relevancia cuando tratamos con la arquitectura software, que es el core asset mas critico en el desarrollo de líneas de producto. La arquitectura software es la vía para conseguir el cumplimiento de los requisitos no funcionales de nuestro producto, por lo que asegurar que estos requisitos se cumplen durante el proceso de derivación de la arquitectura es una actividad crítica en el proceso de desarrollo. El desarrollo de líneas de producto va, en la mayoría de los casos, ligada a la aplicación del paradigma de desarrollo dirigido por modelos. El Desarrollo de Software Dirigido por Modelos (DSDM) que promueve el uso de modelos durante a lo largo de todo el proceso de desarrollo de software, permitiendo que estos modelos puedan ser transformados sucesivamente hasta la obtención del producto final. En la literatura no se encuentran propuestas que, de forma completa, sistemática y automatizada, permitan obtener arquitecturas de producto software que cumplan una serie de requisitos de calidad. El presente trabajo de investigación pretende la mejora del contexto anterior proponiendo el método QuaDAI (Quality Driven Architecture Derivation and Improvement), un método de derivación, evaluación y mejora de la calidad de arquitecturas software en el Desarrollo de Líneas de Producto Dirigido por Modelos mediante la definición de un artefacto (el multimodelo) y de un proceso dirigido por transformaciones que permite automatizar un proceso (el de derivación, evaluación y mejora) de por si altamente complejo. Este método va dirigido a empresas de desarrollo de software que utilice el paradigma de LPS y que pretendan introducir técnicas automatizadas de aseguramiento de calidad y para investigadores interesados en el campo de las arquitecturas software, líneas de producto y desarrollo dirigido por modelos. / González Huerta, J. (2014). Derivación, Evaluación y Mejora de la Calidad de Arquitecturas Software en el Desarrollo de Líneas de Producto Software Dirigido por Modelos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/36448

In last years Hidden Markov Models (HMMs) have received significant attention in the task off-line handwritten text recognition (HTR). As in automatic speech recognition (ASR), HMMs are used to model the probability of an observation sequence, given its corresponding text transcription. However, in contrast to what happens in ASR, in HTR there is no standard set of local features being used by most of the proposed systems. In this thesis we propose the use of raw binary pixels as features, in conjunction with models that deal more directly with the binary data. In particular, we propose the use of Bernoulli HMMs (BHMMs), that is, conventional HMMs in which Gaussian (mixture) distributions have been replaced by Bernoulli (mixture) probability functions. The objective is twofold: on the one hand, this allows us to better modeling the binary nature of text images (foreground/background) using BHMMs. On the other hand, this guarantees that no discriminative information is filtered out during feature extraction (most HTR available datasets can be easily binarized without a relevant loss of information). In this thesis, all the HMM theory required to develop a HMM based HTR toolkit is reviewed and adapted to the case of BHMMs. Specifically, we begin by defining a simple classifier based on BHMMs with Bernoulli probability functions at the states, and we end with an embedded Bernoulli mixture HMM recognizer for continuous HTR. Regarding the binary features, we propose a simple binary feature extraction process without significant loss of information. All input images are scaled and binarized, in order to easily reinterpret them as sequences of binary feature vectors. Two extensions are proposed to this basic feature extraction method: the use of a sliding window in order to better capture the context, and a repositioning method in order to better deal with vertical distortions. Competitive results were obtained when BHMMs and proposed methods were applied to well-known HTR databases. In particular, we ranked first at the Arabic Handwriting Recognition Competition organized during the 12th International Conference on Frontiers in Handwriting Recognition (ICFHR 2010), and at the Arabic Recognition Competition: Multi-font Multi-size Digitally Represented Text organized during the 11th International Conference on Document Analysis and Recognition (ICDAR 2011). In the last part of this thesis we propose a method for training BHMM classifiers using In last years Hidden Markov Models (HMMs) have received significant attention in the task off-line handwritten text recognition (HTR). As in automatic speech recognition (ASR), HMMs are used to model the probability of an observation sequence, given its corresponding text transcription. However, in contrast to what happens in ASR, in HTR there is no standard set of local features being used by most of the proposed systems. In this thesis we propose the use of raw binary pixels as features, in conjunction with models that deal more directly with the binary data. In particular, we propose the use of Bernoulli HMMs (BHMMs), that is, conventional HMMs in which Gaussian (mixture) distributions have been replaced by Bernoulli (mixture) probability functions. The objective is twofold: on the one hand, this allows us to better modeling the binary nature of text images (foreground/background) using BHMMs. On the other hand, this guarantees that no discriminative information is filtered out during feature extraction (most HTR available datasets can be easily binarized without a relevant loss of information). In this thesis, all the HMM theory required to develop a HMM based HTR toolkit is reviewed and adapted to the case of BHMMs. Specifically, we begin by defining a simple classifier based on BHMMs with Bernoulli probability functions at the states, and we end with an embedded Bernoulli mixture HMM recognizer for continuous HTR. Regarding the binary features, we propose a simple binary feature extraction process without significant loss of information. All input images are scaled and binarized, in order to easily reinterpret them as sequences of binary feature vectors. Two extensions are proposed to this basic feature extraction method: the use of a sliding window in order to better capture the context, and a repositioning method in order to better deal with vertical distortions. Competitive results were obtained when BHMMs and proposed methods were applied to well-known HTR databases. In particular, we ranked first at the Arabic Handwriting Recognition Competition organized during the 12th International Conference on Frontiers in Handwriting Recognition (ICFHR 2010), and at the Arabic Recognition Competition: Multi-font Multi-size Digitally Represented Text organized during the 11th International Conference on Document Analysis and Recognition (ICDAR 2011). In the last part of this thesis we propose a method for training BHMM classifiers using In last years Hidden Markov Models (HMMs) have received significant attention in the task off-line handwritten text recognition (HTR). As in automatic speech recognition (ASR), HMMs are used to model the probability of an observation sequence, given its corresponding text transcription. However, in contrast to what happens in ASR, in HTR there is no standard set of local features being used by most of the proposed systems. In this thesis we propose the use of raw binary pixels as features, in conjunction with models that deal more directly with the binary data. In particular, we propose the use of Bernoulli HMMs (BHMMs), that is, conventional HMMs in which Gaussian (mixture) distributions have been replaced by Bernoulli (mixture) probability functions. The objective is twofold: on the one hand, this allows us to better modeling the binary nature of text images (foreground/background) using BHMMs. On the other hand, this guarantees that no discriminative information is filtered out during feature extraction (most HTR available datasets can be easily binarized without a relevant loss of information). In this thesis, all the HMM theory required to develop a HMM based HTR toolkit is reviewed and adapted to the case of BHMMs. Specifically, we begin by defining a simple classifier based on BHMMs with Bernoulli probability functions at the states, and we end with an embedded Bernoulli mixture HMM recognizer for continuous HTR. Regarding the binary features, we propose a simple binary feature extraction process without significant loss of information. All input images are scaled and binarized, in order to easily reinterpret them as sequences of binary feature vectors. Two extensions are proposed to this basic feature extraction method: the use of a sliding window in order to better capture the context, and a repositioning method in order to better deal with vertical distortions. Competitive results were obtained when BHMMs and proposed methods were applied to well-known HTR databases. In particular, we ranked first at the Arabic Handwriting Recognition Competition organized during the 12th International Conference on Frontiers in Handwriting Recognition (ICFHR 2010), and at the Arabic Recognition Competition: Multi-font Multi-size Digitally Represented Text organized during the 11th International Conference on Document Analysis and Recognition (ICDAR 2011). In the last part of this thesis we propose a method for training BHMM classifiers using discriminative training criteria, instead of the conventionalMaximum Likelihood Estimation (MLE). Specifically, we propose a log-linear classifier for binary data based on the BHMM classifier. Parameter estimation of this model can be carried out using discriminative training criteria for log-linear models. In particular, we show the formulae for several MMI based criteria. Finally, we prove the equivalence between both classifiers, hence, discriminative training of a BHMM classifier can be carried out by obtaining its equivalent log-linear classifier. Reported results show that discriminative BHMMs clearly outperform conventional generative BHMMs. / Giménez Pastor, A. (2014). Bernoulli HMMs for Handwritten Text Recognition [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/37978

El equilibrio se define como el estado en el cual el centro de gravedad (CDG) del cuerpo se encuentra dentro de los límites de estabilidad. La gestión del equilibrio es un claro ejemplo del control motor humano, donde la información sensorial es procesada por el sistema nervioso central para generar la actividad muscular adecuada para producir los mecanismos de anticipación y/o compensación que preserven este estado. El equilibrio tiene una gran implicación en las actividades de la vida diaria, por lo que es fundamental para la independencia de los pacientes. Se define como daño cerebral adquirido (DCA) a toda aquella lesión que afecte a un cerebro sano hasta el momento del daño. El DCA es una de las patologías de mayor incidencia y prevalencia, siendo los ictus y los traumatismos craneoencefálicos una de las causas de mortalidad e incapacidad más elevadas de los países desarrollados. Las consecuencias de un DCA son muy heterogéneas tanto en intensidad como en naturaleza, por lo que cada paciente representa un único ejemplo de la patología. Desde el punto de vista motor, la lesión puede dañar las estructuras involucradas tanto en la transmisión como el procesamiento de la información impidiendo que se generen las eferencias adecuadas que controlen las respuestas motoras. Consecuencias como la hemiparesis (debilidad en un lado del cuerpo) son muy frecuentes y tienen un efecto devastador en el equilibrio de los pacientes. Estudios recientes han demostrado que lejos de tener un carácter estático, el cerebro está en constante cambio. Los mecanismos de plasticidad cerebral posibilitan que las neuronas vecinas a una zona dañada tras un DCA puedan adquirir parte de la función que éstas tenían. Las estrategias de neurorrehabilitación actuales pretenden desde un punto de vista holístico, aprovechar los mecanismos de plasticidad cerebral y aprendizaje motor humano para recuperar o compensar las funciones perdidas. Uno de los primeros objetivos desde el punto de vista fisioterapéutico es la recuperación jerárquica del equilibrio y el control postural. La realidad virtual (RV) se define como la sustitución de estímulos reales en los canales sensoriales por estímulos sintéticos. De esta manera es posible sumergir a los usuarios en entornos virtuales que proporcionen experiencias similares a las reales pero modificadas con un determinado objetivo. Existe un creciente número de estudios que reportan los beneficios derivados del uso de RV en rehabilitación, lo cual se conoce como rehabilitación virtual (RHBV). La RHBV ha demostrado proporcionar beneficios frente a las terapias convencionales, permitiendo inducir una reorganización cortical que maximice la mejoría locomotora. Las técnicas de valoración del equilibrio permiten cuantificar el estado de los pacientes que han sufrido un DCA. Las escalas clínicas tradicionales proporcionan información funcional de dicha capacidad. Los estudios posturográficos mediante plataformas de fuerzas intentar cuantificar las respuestas del CDG en determinadas condiciones. La hipótesis de este trabajo es: por una parte, que es posible proporcionar mejorías clínicas significativas a pacientes con DCA frente a terapias convencionales mediante el uso de RV; por otra parte, que es posible cuantificar el equilibrio de dichos pacientes mediante técnicas de análisis de señal aplicadas al CDG; y de manera transversal, que los sistemas de interacción de bajo coste que se utilizarán en las verificaciones de estas hipótesis tienen un funcionamiento comparable a los dispositivos tradicionales. / Llorens Rodríguez, R. (2014). Intervenciones basadas en realidad virtual para el entrenamiento de las estrategias de equilibrio en sujetos crónicos con daño cerebral adquirido [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/43772 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Los sistemas software actuales son artefactos complejos cuyo comportamiento es a menudo extremadamente difícil de entender. Este hecho ha llevado al desarrollo de metodologías formales muy sofisticadas para el análisis, comprensión y depuración de programas. El análisis de trazas de ejecución consiste en la búsqueda dinámica de contenidos específicos dentro de las trazas de ejecución de un cierto programa. La búsqueda puede llevarse a cabo hacia adelante o hacia atrás. Si bien el análisis hacia adelante se traduce en una forma de análisis de impacto que identifica el alcance y las posibles consecuencias de los cambios en la entrada del programa, el análisis hacia atrás permite llevar a cabo un rastreo de la procedencia; es decir, muestra como (partes de) la salida del programa depende de (partes de) su entrada y ayuda a estimar qué dato de la entrada es necesario modificar para llevar a cabo un cambio en el resultado. En esta tesis se investiga una serie de metodologías de análisis de trazas que son especialmente adecuadas para el análisis de trazas de ejecución largas y complejas en la lógica de reescritura, que es un marco lógico y semántico especialmente adecuado para la formalización de sistemas altamente concurrentes. La primera parte de la tesis se centra en desarrollar una técnica de análisis de trazas hacia atrás que alcanza enormes reducciones en el tamaño de la traza. Esta metodología se basa en la fragmentación incremental y favorece un mejor análisis y depuración ya que la mayoría de las inspecciones, tediosas e irrelevantes, que se realizan rutinariamente en el diagnostico y la localización de errores se pueden eliminar de forma automática. Esta técnica se ilustra por medio de varios ejemplos que ejecutamos mediante el sistema iJulienne, una herramienta interactiva de fragmentación que hemos desarrollado y que implementa la técnica de análisis de trazas hacia atrás. En la segunda parte de la tesis se formaliza un sistema paramétrico, flexible y dinámico, para la exploración de computaciones en la lógica de reescritura. El esquema implementa un algoritmo de animación gen érico que permite la ejecución indeterminista de una teoría de reescritura condicional dada y que puede ser objeto de seguimiento mediante el uso de diferentes modalidades, incluyendo una ejecución gradual paso a paso y una fragmentación automática hacia adelante y/o hacia atrás, lo que reduce drásticamente el tamaño y la complejidad de las trazas bajo inspección y permite a los usuarios evaluar de forma aislada los efectos de una declaración o instrucción dada, el seguimiento de los efectos del cambio de la entrada, y obtener información sobre el comportamiento del programa (o mala conducta del mismo). Por otra parte, la fragmentación de la traza de ejecución puede identificar nuevas oportunidades de optimización del programa. Con esta metodología, un analista puede navegar, fragmentar, filtrar o buscar en la traza durante la ejecución del programa. El marco de análisis de trazas gen érico se ha implementado en el sistema Anima y describimos una profunda evaluación experimental de este que demuestra la utilidad del enfoque propuesto. / Frechina Navarro, F. (2014). A Rewriting-based, Parameterized Exploration Scheme for the Dynamic Analysis of Complex Software Systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/44234

El presente trabajo se inscribe en el campo de la computación paralela y, más en concreto, en el desarrollo y utilización de modelos computacionales en arquitecturas paralelas heterogéneas para la resolución de problemas aplicados. En la tesis abordamos una serie de problemas que están relacionados con la aplicación de la tecnología en el ámbito de las explotaciones agrícolas y comprenden: la representación del relieve, el manejo de información climática como la temperatura, y la gestión de recursos hídricos. El estudio y la solución a estos problemas en el área en la que se han estudiado tienen un amplio impacto económico y medioambiental. Los problemas basan su formulación en un modelo matemático cuya solución es costosa desde el punto de vista computacional, siendo incluso a veces inviable. La tesis consiste en implementar algoritmos paralelos rápidos y eficientes que resuelven el problema matemático asociado a estos problemas en nodos multicore y multi-GPU. También se estudia, propone y aplican técnicas que permiten a las rutinas diseñadas adaptarse automáticamente a las características del sistema paralelo donde van a ser instaladas y ejecutadas con el objeto de obtener la versión más cercana posible a la óptima a un bajo coste. El objetivo es proporcionar un software a los usuarios que sea portable, pero a la vez, capaz de ejecutarse eficientemente en la ordenador donde se esté trabajando, independientemente de las características de la arquitectura y de los conocimientos que el usuario pueda tener sobre dicha arquitectura. / Do Carmo Boratto, M. (2015). Modelos Paralelos para la Resolución de Problemas de Ingeniería Agrícola [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48529

Organizations have become the backbone of the society. Humans live around all kinds of organizations, such as neighborhood communities, businesses, schools, unions, political, sports, and religious organizations, etc. These organizations have a set of members, each playing a specific role, which determines their duties and functionalities within the organization. One of these functionalities is to offer a range of services to members of the organization and external people. These members must follow a set of norms to ensure the proper functioning of the organization and should pursue the global goals of the organization. A feature that is repeated in organizations is that they are not static but dynamic, resulting in changes in both its structure and the way in which they behave. In an organization, any of its elements is prone to change due to situations that occur in the organization itself or its environment. Researchers in the field of social sciences and organizations have studied such situations, the reasons why they appear and solutions and actions to be taken to ensure that this situation does not damage the organization or to take advantage of the situation. These situations are known as ‘Forces that drive organizational change’. Human organizations are the main source of inspiration for the Multi-Agent Systems (MAS) based on organizations. These systems are computational abstractions that are populated by agents instead of people, but take into account organizational elements such as roles, services, goals, norms, etc. However, the proposals that have been presented up to now to define this type of MAS are focused mostly on static systems, without changes in its structure. Moreover, in the few proposals that take into account organizational changes, they just state that changes occur, but without specifying the reason for change. Thus, the concept of ‘forces that drive organizational change’ (and their features) is not considered. Therefore, the objective of this PhD thesis is to translate the knowledge of the forces that drive organizational change available in human organizations to MASbased organizations. These forces will be formally expressed with the factors that help to detect them. The solutions to be taken when a force is detected will also be presented. To correctly perform this task, a formalization for virtual organizations is designed, named Virtual Organization Formalization (VOF). Moreover, the Artifacts for Organizational Mechanisms are proposed, which are a tool to help in the representation of organizational knowledge and in the modeling of the environment of the organization. This tool is based on the Agents & Artifacts (A&A) framework. / Esparcia García, S. (2015). Integrating driving forces into the development of Adaptive Virtual Organizations [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48538

[EN] Mathematical notation is well-known and used all over the world. Humankind has evolved from simple methods representing countings to current well-defined math notation able to account for complex problems. Furthermore, mathematical expressions constitute a universal language in scientific fields, and many information resources containing mathematics have been created during the last decades. However, in order to efficiently access all that information, scientific documents have to be digitized or produced directly in electronic formats. Although most people is able to understand and produce mathematical information, introducing math expressions into electronic devices requires learning specific notations or using editors. Automatic recognition of mathematical expressions aims at filling this gap between the knowledge of a person and the input accepted by computers. This way, printed documents containing math expressions could be automatically digitized, and handwriting could be used for direct input of math notation into electronic devices. This thesis is devoted to develop an approach for mathematical expression recognition. In this document we propose an approach for recognizing any type of mathematical expression (printed or handwritten) based on probabilistic grammars. In order to do so, we develop the formal statistical framework such that derives several probability distributions. Along the document, we deal with the definition and estimation of all these probabilistic sources of information. Finally, we define the parsing algorithm that globally computes the most probable mathematical expression for a given input according to the statistical framework. An important point in this study is to provide objective performance evaluation and report results using public data and standard metrics. We inspected the problems of automatic evaluation in this field and looked for the best solutions. We also report several experiments using public databases and we participated in several international competitions. Furthermore, we have released most of the software developed in this thesis as open source. We also explore some of the applications of mathematical expression recognition. In addition to the direct applications of transcription and digitization, we report two important proposals. First, we developed mucaptcha, a method to tell humans and computers apart by means of math handwriting input, which represents a novel application of math expression recognition. Second, we tackled the problem of layout analysis of structured documents using the statistical framework developed in this thesis, because both are two-dimensional problems that can be modeled with probabilistic grammars. The approach developed in this thesis for mathematical expression recognition has obtained good results at different levels. It has produced several scientific publications in international conferences and journals, and has been awarded in international competitions. / [ES] La notación matemática es bien conocida y se utiliza en todo el mundo. La humanidad ha evolucionado desde simples métodos para representar cuentas hasta la notación formal actual capaz de modelar problemas complejos. Además, las expresiones matemáticas constituyen un idioma universal en el mundo científico, y se han creado muchos recursos que contienen matemáticas durante las últimas décadas. Sin embargo, para acceder de forma eficiente a toda esa información, los documentos científicos han de ser digitalizados o producidos directamente en formatos electrónicos. Aunque la mayoría de personas es capaz de entender y producir información matemática, introducir expresiones matemáticas en dispositivos electrónicos requiere aprender notaciones especiales o usar editores. El reconocimiento automático de expresiones matemáticas tiene como objetivo llenar ese espacio existente entre el conocimiento de una persona y la entrada que aceptan los ordenadores. De este modo, documentos impresos que contienen fórmulas podrían digitalizarse automáticamente, y la escritura se podría utilizar para introducir directamente notación matemática en dispositivos electrónicos. Esta tesis está centrada en desarrollar un método para reconocer expresiones matemáticas. En este documento proponemos un método para reconocer cualquier tipo de fórmula (impresa o manuscrita) basado en gramáticas probabilísticas. Para ello, desarrollamos el marco estadístico formal que deriva varias distribuciones de probabilidad. A lo largo del documento, abordamos la definición y estimación de todas estas fuentes de información probabilística. Finalmente, definimos el algoritmo que, dada cierta entrada, calcula globalmente la expresión matemática más probable de acuerdo al marco estadístico. Un aspecto importante de este trabajo es proporcionar una evaluación objetiva de los resultados y presentarlos usando datos públicos y medidas estándar. Por ello, estudiamos los problemas de la evaluación automática en este campo y buscamos las mejores soluciones. Asimismo, presentamos diversos experimentos usando bases de datos públicas y hemos participado en varias competiciones internacionales. Además, hemos publicado como código abierto la mayoría del software desarrollado en esta tesis. También hemos explorado algunas de las aplicaciones del reconocimiento de expresiones matemáticas. Además de las aplicaciones directas de transcripción y digitalización, presentamos dos propuestas importantes. En primer lugar, desarrollamos mucaptcha, un método para discriminar entre humanos y ordenadores mediante la escritura de expresiones matemáticas, el cual representa una novedosa aplicación del reconocimiento de fórmulas. En segundo lugar, abordamos el problema de detectar y segmentar la estructura de documentos utilizando el marco estadístico formal desarrollado en esta tesis, dado que ambos son problemas bidimensionales que pueden modelarse con gramáticas probabilísticas. El método desarrollado en esta tesis para reconocer expresiones matemáticas ha obtenido buenos resultados a diferentes niveles. Este trabajo ha producido varias publicaciones en conferencias internacionales y revistas, y ha sido premiado en competiciones internacionales. / [CA] La notació matemàtica és ben coneguda i s'utilitza a tot el món. La humanitat ha evolucionat des de simples mètodes per representar comptes fins a la notació formal actual capaç de modelar problemes complexos. A més, les expressions matemàtiques constitueixen un idioma universal al món científic, i s'han creat molts recursos que contenen matemàtiques durant les últimes dècades. No obstant això, per accedir de forma eficient a tota aquesta informació, els documents científics han de ser digitalitzats o produïts directament en formats electrònics. Encara que la majoria de persones és capaç d'entendre i produir informació matemàtica, introduir expressions matemàtiques en dispositius electrònics requereix aprendre notacions especials o usar editors. El reconeixement automàtic d'expressions matemàtiques té per objectiu omplir aquest espai existent entre el coneixement d'una persona i l'entrada que accepten els ordinadors. D'aquesta manera, documents impresos que contenen fórmules podrien digitalitzar-se automàticament, i l'escriptura es podria utilitzar per introduir directament notació matemàtica en dispositius electrònics. Aquesta tesi està centrada en desenvolupar un mètode per reconèixer expressions matemàtiques. En aquest document proposem un mètode per reconèixer qualsevol tipus de fórmula (impresa o manuscrita) basat en gramàtiques probabilístiques. Amb aquesta finalitat, desenvolupem el marc estadístic formal que deriva diverses distribucions de probabilitat. Al llarg del document, abordem la definició i estimació de totes aquestes fonts d'informació probabilística. Finalment, definim l'algorisme que, donada certa entrada, calcula globalment l'expressió matemàtica més probable d'acord al marc estadístic. Un aspecte important d'aquest treball és proporcionar una avaluació objectiva dels resultats i presentar-los usant dades públiques i mesures estàndard. Per això, estudiem els problemes de l'avaluació automàtica en aquest camp i busquem les millors solucions. Així mateix, presentem diversos experiments usant bases de dades públiques i hem participat en diverses competicions internacionals. A més, hem publicat com a codi obert la majoria del software desenvolupat en aquesta tesi. També hem explorat algunes de les aplicacions del reconeixement d'expressions matemàtiques. A més de les aplicacions directes de transcripció i digitalització, presentem dues propostes importants. En primer lloc, desenvolupem mucaptcha, un mètode per discriminar entre humans i ordinadors mitjançant l'escriptura d'expressions matemàtiques, el qual representa una nova aplicació del reconeixement de fórmules. En segon lloc, abordem el problema de detectar i segmentar l'estructura de documents utilitzant el marc estadístic formal desenvolupat en aquesta tesi, donat que ambdós són problemes bidimensionals que poden modelar-se amb gramàtiques probabilístiques. El mètode desenvolupat en aquesta tesi per reconèixer expressions matemàtiques ha obtingut bons resultats a diferents nivells. Aquest treball ha produït diverses publicacions en conferències internacionals i revistes, i ha sigut premiat en competicions internacionals. / Álvaro Muñoz, F. (2015). Mathematical Expression Recognition based on Probabilistic Grammars [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/51665