Aquesta tesi presenta un marc de desenvolupament de sistemes interactius que integra els processos i mètodes de l'Enginyeria del Software amb els fonaments de l'Enginyeria de la Usabilitat, el coneixement de la Interacció Persona-Ordinador i les bases actuals del desenvolupament d'aplicacions Accessibles. Marc que s'ha validat mitjançant un extens treball experimental basat en casos reals amb l'objectiu d'oferir una metodologia concisa per a que els equips de desenvolupament multidisciplinaris siguin capaços d'implementar sistemes usables i accessibles per a totes les persones. La investigació, que s'emmarca principalment en el context de la disciplina coneguda amb el nom d'Interacció Persona-Ordinador, naix amb l'esperit d'analitzar tots els detalls del procés comunicatiu que s'estableix quan una persona interactua amb un sistema interactiu, i, a partir d'aquesta anàlisi, ser capaços d'aconseguir que aquestes persones percebin el procés com una experiència completament satisfactória. La vesant humana de la tecnologia, a pesar de ser la menys considerada, és la més important, doncs no podem oblidar que en un món cada cop més individualitzat i més depenent d'aquesta tecnologia, l'objectiu principal i únic és que aquesta tecnologia sigui d'utilitat per satisfer les necessitats de les persones. En aquest context la tesi s'inicia a partir del coneixement científic existent per aprendre i entendre que l'estat actual de les pràctiques científiques i professionals directament relacionades amb el desenvolupament de sistemes interactius necessita una reorientació: el desenvolupament tradicional marcat pels aspectes merament tecnològics ha de cedir el primer pla d'importància als aspectes humans i deixar que siguin aquests el referent principal. D'aquesta manera seran els usuaris, en condició de persones que utilitzen els sistemes interactius amb la finalitat d'aconseguir tasques determinades, i no els tècnics informàtics i/o els dissenyadors qui decidiran quan un sistema és o no és fàcil d'utilitzar; fet que en definitiva estableix la qualitat percebuda dels esmentats sistemes. Una de las premisses bàsiques d'aquest treball és que els equips de desenvolupament dels sistemes interactius ja no estan formats tant sols per enginyers software i programadors. Ara els equips són, o necessiten ser, interdisciplinaris i, per tant, el mètode ha de ser comprensible per un conjunt molt més ampli d'investigadors d'àmbits tan diversos com la sociologia, la psicologia, etc. Així doncs, en la tesi s'exploren els detalls de les relacions que s'estableixen entre tal diversitat de persones i la diferent implicació de cadascuna d'elles quan estan immerses en un procés de producció de sistemes interactius. La metodologia resultant ofereix el marc de desenvolupament formalitzat que els equips multidisciplinaris necessiten per poder desenvolupar verdaders sistemes interactius centrats en els usuaris. La investigació, realitzada en l'entorn d'un grup d'investigació universitari, no s'ha limitat solament a explorar el coneixement esmentat sinó que durant la mateixa s'ha realitzat un extens estudi de camp aplicat a més de vint-i-cinc casos reals d'índole molt diversa i variada que estableixen la base experimental del treball aquí presentat. L'estudi, a més del propi desenvolupament de la metodologia, es complementa amb una aportació innovadora en el terreny de les mètriques de la usabilitat dels sistemes interactius que mira de ponderar els resultats a partir del procediment utilitzat pel seu desenvolupament. Aquest manera d'enfocar-ho, descrit en la part final del document, enceta una nova via de recerca amb noves possibilitats en un àmbit que no per falta d'interés ni de necessitat semblava estar una mica desatés degut a una manca de noves idees. Finalment cal remarcar que la presentació i publicació dels resultats que aquest treball experimental ha anant generant en diversos congressos i publicacions nacionals i internacionals de la temàtica relacionada avalen l'interés i la veracitat dels resultats obtinguts. / Esta tesis presenta un marco de desarrollo de sistemas interactivos que integra los procesos y métodos de la Ingeniería del Software con las bases de la Ingeniería de la Usabilidad, el conocimiento de la Interacción Persona-Ordenador y las bases actuales del desarrollo de aplicaciones Accesibles. Marco que ha sido validado mediante un extenso trabajo experimental basado en casos reales con el objetivo de ofrecer una metodología concisa para que los equipos de desarrollo multidisciplinares sean capaces de implementar sistemas usables y accesibles para todas las personas. La investigación, que se enmarca principalmente en el contexto de la disciplina conocida con el nombre de Interacción Persona-Ordenador, nace con el espí¬ritu de analizar todos los detalles del proceso comunicativo que se establece cuando una persona interactúa con un sistema interactivo y, a partir de este análisis, ser capaces de conseguir que estas personas perciban el proceso como una experiencia completamente satisfactoria. La vertiente humana de la tecnología, a pesar de ser la menos considerada, es la más importante, pues no olvidemos que en un mundo cada vez más individualizado y más dependiente de esta tecnología, el objetivo principal y único es que ésta sea de utilidad para satisfacer las necesidades de las personas. En este contexto, la tesis se inicia a partir del conocimiento científico existente para aprender y entender que el estado actual de las prácticas científico-profesionales directamente relacionadas con el desarrollo de sistemas interactivos necesita una reorientación: El desarrollo tradicional marcado por los aspectos meramente tecnológicos debe ceder el primer nivel de importancia a los aspectos humanos y dejar que sean estos el referente principal. De esta forma, serán los usuarios, en su condición de personas que utilizan los sistemas interactivos con la finalidad de conseguir determinadas tareas, y no los técnicos informáticos y/o los diseñadores, quienes decidir cuando un sistema es fácil de utilizar o no lo es, lo cual establece, en definitiva, la calidad percibida de dichos sistemas. Una de las premisas básicas de este trabajo es que los equipos de desarrollo de los sistemas interactivos ya no están solamente compuestos por ingenieros software y programadores. Ahora los equipos son, o necesitan ser, interdisciplinarios y, por tanto, el más todo debe ser comprensible por un conjunto mucho más amplio de investigadores de ámbitos tan diversos como la sociología, la psicología, etc. Así pues, en la tesis se exploran los pormenores de las relaciones que se establecen entre tal diversidad de personas y la diferente implicación de cada una de ellas cuando están inmersas en un proceso de producción de sistemas interactivos. La metodología resultante ofrece el marco de desarrollo formalizado que los equipos multidisciplinares necesitan para poder desarrollar verdaderos sistemas interactivos centrados en los usuarios. La investigación, realizada en el entorno de un grupo de investigación universitario, no se ha limitado solamente a explorar dicho conocimiento, sino que durante la misma se ha realizado un extenso estudio de campo aplicado a más de veinticinco casos reales de índole muy diversa y variada que establecen la base experimental del trabajo aquí presentado. El estudio, además del propio desarrollo de la metodología, se complementa con una aportación novedosa en el terreno de las métricas de la usabilidad de los sistemas interactivos que trata de ponderar los resultados a partir del procedimiento utilizado para su desarrollo. Este enfoque, descrito en la parte final del documento, abre una nueva vía de investigación con nuevas posibilidades en un ámbito que no por falta de interés ni de necesidad parecía estar un poco desatendido debido a una escasez de nuevas ideas. Finalmente, cabe remarcar que la presentación y publicación de los resultados que este trabajo experimental ha ido generando en diversos congresos y publicaciones nacionales e internacionales de la temática relacionada avalan el interés y la veracidad de los resultados obtenidos. / This thesis presents an interactive systems development framework that integrates the processes and methods of Software Engineering with the basis of Usability Engineering, Human-Computer-Interaction knowledge and the current basis for developing Accessible applications. A framework that has been validated by means of extensive experimental work based on real cases. The objective is to offer a concise methodology to the multidisciplinary development teams that enables them to implement usable and accessible systems for everyone. The research, mainly framed in the Human-Computer Interaction context, was born with the spirit to analyze all the details of the communicative process that is established when a person interacts with an interactive system. From this analysis it is possible to achieve the perception of a completely satisfactory experience for the user. The human side of technology, in spite of being less considered, is the most important; we should not forget that in a world more and more individualized and technology-dependant, the one and primary goal is that this technology is of use in satisfying the needs of the people. In this context the thesis starts with the existing scientific knowledge in order to learn and to understand that the present state of the scientist-professional practices directly related to the development of interactive systems needs reorientation. The traditional technological-oriented development must yield the first level of importance to the human aspects, allowing them to be the main reference point. In this way it will be the people who use the interactive systems with the purpose of performing concrete tasks, and not the computer science technicians and/or designers who will decide when a system is or is not easy to use. It is this that will then establish the perceived quality of these systems. One of the basic premises of this work is that the interactive systems development teams are no longer only made up of software engineers and programmers. Now the teams are, or need to be, interdisciplinary and, therefore, the method to follow must be comprehensible by a much wider range of people of diverse scopes such as sociology, psychology, etc. Thus, in the thesis the details are explored of the relationships that are established between such diversity of people and the different implication from each one of them when they are immersed in a process of production of interactive systems. The resulting methodology offers the formalized development framework that the multidisciplinary teams need to be able to develop true interactive systems centred on the users. The research, carried out in the context of a university research group, has not been only limited to explore this knowledge. During the research an extensive field study has been carried out that has been applied to more than twenty-five very diverse and varied real cases, enabling the experimental base of the work here presented. The study, in addition to the development of the methodology, is complemented by a novel contribution to the usability metrics field that tries to weigh the results from the procedure used for its development. This approach, described in the final part of the document, opens a new research line with new possibilities in a scope that did not seem to be (from lack of interest, not necessity) a little neglected due to a shortage of new ideas. Finally, it is possible to highlight the fact that the presentation and publication of the results in national and international related conferences, generated by this experimental work, guarantee the interest and the veracity of the obtained results.

Se presentan una serie de modelos analíticos que son de utilidad para la evaluación de mecanismos de control de tráfico en redes digitales de servicios integrados de alta velocidad que usan conmutación de paquetes. En concreto se estudia el caso de redes ATM (Asynchronous Transfer Mode).Por un lado se ha desarrollado un modelo para evaluar la perturbación que se introduce al multiplexar un flujo individual de tasa constante que tráfico a ráfagas. Por otro lado, se ha estudiado mecanismos que permiten discriminar entre células ATM que ocupan un buffer de memoria en un mutiplexor o conmutador, estableciendo una prioridad de pérdidas.En el desarrollo de los modelos se ha tenido en cuenta las correlaciones que aparecen en los flujos de tráfico de dichas redes. Para ello se han usado modelos markovianos, en los que el estado de una cadena de Markov permite caracterizar la intensidad del tráfico. Los modelos de colas resultantes se han resuelto usando la metodología de análisis matricial de colas desarrollada principalmente por M. F. Neuts y modelos de aproximación de fluido. / We study analytical models for the performance evaluation of traffic control mechanisms in high-speed packet switching digital integrated services networks. In particular, we focus our study on the case of ATM networks.The main contributions of this work are two: (i) An analytical model to evaluate the Cell Delay Variation introduced on a CBR flow, and (ii) several analytical models to study Space Priority mechanism, which introduce a priority among cells in the occupancy of multiplexers and switch buffers.These models take into account the traffic correlation present in this type of networks. We have used markovian models, where each state of the Markov chain characterizes the intensity of the traffic. The obtained queueing models where solved using the Matrix Analysis methodology developed by M. F. Neuts, and a fluid-flow approximation.

Aquesta tesi presenta un pla de millores des de les xarxes d'accés existents basades en coure a xarxes de fibra òptica fins la llar de segona generació basades en xarxes òptiques passives per enrutament de longitud d'ona.El pla de millora es presenta en dues etapes, que despleguen fibra des de la central de commutació fins als usuaris finals de manera gradual, oferint també un increment en l'ample de banda disponible quan la fibra es va aproximant a l' usuari.Quan la xarxa està totalment desplegada i la fibra està present en tot l'enllaç entre la central i els usuaris, es presenten diferents topologies avançdades que són candidates a model de xarxa d'accés de fibra òptica de segona generació. Totes aquestes xarxes presentades estan basades en enrutament avançat per longitud d'ona així com en tècniques combinades de multiplexació per longitud d'ona i temps.Aquestes topologies avançades, juntament amb la utilització de fonts sintonitzables a la central de commutació permeten implementar un protocol d'accés al medi avançat que permet assignar ample de banda sota demanda a diferents àrees geogràfiques en temps real i depenent de la utilització de la xarxa.S'han dut a terme demostradors de laboratori per tal d'assegurar la connectivitat a nivell òptic i la correcta transmissió de dades i Aixa demostrar la validesa del pla de millora, així com de les topologies avançades,.Addicionalment, s'han desenvolupat models matemàtics i simulacions per tal de corroborar i mesurar les millores sobre el rendiment de la xarxa en aplicar el protocol d'accés al medi proposat, tot comparant-lo amb els protocols comercials existents per xarxes òptiques passives. / This thesis presents an upgrade path from the existing copper-based access networks to a second-generation fiber-to-the-home approach based on advanced wavelength-routed passive optical networks.The upgrade path is presented in two stages, which deploy fiber from the central office to the end users in a gradual manner, offering also incremental bandwidth to the user when the fiber is nearer the end customers.When the upgrade path is totally deployed and fiber is present in the entire link between the central office and the end users, several advanced topologies are presented as candidates for second-generation access networks. All of them are based on advanced wavelength routing profiles and combined wavelength / time multiplexing techniques.These advanced topologies, together with the use of tunable sources at the central office allow the implementation of an advanced media access control protocol that can assign bandwidth on demand to different geographic locations in real time depending on the network utilization.Laboratory testbeds have been implemented to corroborate optical connectivity and correct data transmission in order to verify the feasibility of the upgrade paths and advanced topologies. Additionally, mathematical models and networks simulations have been developed to corroborate and measure the improvements on network performance of the proposed media access control protocol in comparison with the existing protocols for commercial passive optical networks.

The research we have conducted has been aimed at developing a new mechanism of extraction and use of parallelism at a high level, based on speculation techniques, in cluster environments. This allows our mechanism to be architecture independent and to be adapted to heterogeneous environments. As a drawback there are some limitations due to the fact of working at a high level, such as memory address access dependencies and those occurring in vector operations. The Master/Slave Speculative Parallelization Architecture for Computer Clusters (MSSPACC) is considered that works at the TLP taking advantage of the execution tools of the ILP level. It works at TLP level because the program is divided into threads which we call blocks. The blocks they are considered like single instructions and follow the same pattern of a superscalar processor ILP (input variables are considered like operands and the output like the result of the execution). / L’objectiu d’aquesta recerca és desenvolupar un nou mecanisme d'extracció i explotació del paral•lelisme basat en tècniques d'especulació a nivell d’aplicació sobre clústers. Així hem aconseguit que el sistema no tingui una dependència arquitectònica i poder adaptar-se a entorns heterogenis. Com a contrapartida ens hem trobat amb les limitacions degudes al fet de treballar a nivell d’aplicació, com són les dependències d’adreces d’accés a memòria i les provocades en operacions amb vectors. La proposta desenvolupada s’anomena Master/Slave Speculative Parallelization Architecture for Computer Clusters (MSSPACC) i es pot considerar que treballa a nivell TLP aprofitant les eines d’execució del nivell ILP. Divideix el programa en fils d’execució que anomenem blocs bàsics que s’executen seguint el mateix patró ILP d’un processador Superescalar, considerant que un bloc bàsic és equivalent a una instrucció, les variables d’entrada com a operants i les de sortida com al resultat de l’execució del bloc bàsic.

La tendencia de las redes actuales de telecomunicaciones es la integración de todo tipo de servicios los cuales demandan distintos criterios de calidad. A pesar de ello se siguen utilizando redes clásicas que originalmente fueron pensadas para soportar un único tipo de servicio. Dichas redes son adaptadas para poder soportar con mayor o menor éxito la demanda de nuevos servicios exigida por los usuarios. En este entorno parece lógico desarrollar nuevas herramientas que permitan evaluar el comportamiento de estas redes integradoras de servicios.En este trabajo se han desarrollado nuevas herramientas de análisis para estudiar la de pérdida de información en el buffer de un multiplexor. Para caracterizar el tráfico agregado se ha utilizado un modelo de fluidos con fuentes ON-OFF heterogéneas. Así pues a partir de modelos fiables de tráfico real basados en fuentes ON-OFF es posible utilizar estas herramientas para el diseño y dimensionado de redes de telecomunicaciones. Se han desarrollado técnicas analíticas que permiten obtener una mayor precisión en el cálculo de la probabilidad de pérdida. En el caso de utilizar muchas fuentes, el cálculo de esta probabilidad puede ser una tarea computacionalmente muy costosa e incluso inabordable. En este trabajo se propone una expresión aproximada que facilita dicho cálculo, de manera que tenga un coste computacional razonable. Se han comparado los resultados obtenidos utilizando la expresión aproximada con los valores exactos, obteniendo un resultado bastante satisfactorio. Además la expresión propuesta también es de utilidad para el diseño y el dimensionamiento de nodos y enlaces en redes de telecomunicaciones. Finalmente también se ha propuesto un algoritmo heurístico para el diseño de topologías de redes conmutadas en las cuales se quiera acotar la probabilidad de pérdida de la información. Dicho algoritmo consta de dos fases, primero se construye una topología inicial que cumpla con las restricciones de calidad de servicio impuestas a la red. En una segunda fase se intentan combinar pares de nodos para formar uno solo, siempre y cuando se sigan cumpliendo las restricciones de conectividad y de calidad de servicio. El objetivo es obtener una topología con el mínimo número de nodos y de enlaces posible.

Ethernet está empezando a pasar de las redes de área local a una red de transporte. Sin embargo, como los requisitos de las redes de transporte son más exigentes, la tecnología necesita ser mejorada. Esquemas diseñados para mejorar Ethernet para que cumpla con las necesidades de transporte se pueden categorizar en dos clases. La primera clase mejora solo los componentes de control de Ethernet (Tecnologías basadas en STP), y la segunda clase mejora tanto componentes de control como de encaminamiento de Ethernet (tecnologías basadas en etiquetas). Esta tesis analiza y compara el uso de espacio en las etiquetas de las tecnologias basadas en ellas para garantizar su escalabilidad. La aplicabilidad de las técnicas existentes y los estudios que se pueden utilizar para superar o reducir los problemas de escalabilidad de la etiqueta son evaluados. Además, esta tesis propone un ILP para calcular el óptimo rendimiento de las technologias basadas en STP y las compara con las basadas en etiquetas para ser capaz de determinar, dada una específica situacion, que technologia utilizar. / Ethernet is starting to move from Local area networks to carrier networks. Nevertheless as the requirements of carrier networks are more demanding, the technology needs to be enhanced. Schemes designed for improving Ethernet to match carrier requirements can be categorized in two classes. The first class improves Ethernet control components only (STP based technologies), and the second class improves both Ethernet control and forwarding components (label based forwarding technologies). This thesis analyzes and compares label space usage for the label based forwarding technologies to ensure their scalability. The applicability of existing techniques and studies that can be used to overcome or reduce label scalability issues is evaluated. Additionally this thesis proposes an ILP to calculate optimal performance of STP based approaches and compares them with label based forwarding technologies to be able to determine, given a specific scenario, which approach to use.

All-Optical Label Swapping (AOLS) es una tecnología clave para la implementación de nodos de conmutación completamente óptica de paquetes. Sin embargo, el costo de su desarrollo es proporcional al tamaño del espacio de etiquetas (label space). Debido a que los principios de funcionamiento de AOLS son casos particulares de los del MultiProtocol Label Switching (MPLS), esta tesis estudia métodos generales, aplicables a ambos, con el propósito de reducir el espacio de etiquetas tanto como sea posible. Modelos de programación lineal entera y heurísticas son propuestos para el caso en el que se permite apilar una etiqueta extra. Encontramos que cerca del 50% del espacio de etiquetas puede ser reducido, si se permite colocar una etiqueta extra en la pila. Además, particularmente para AOLS, encontramos que se puede reducir el espacio de etiquetas cerca al 25% si se duplica la capacidad de los enlaces y se permite re-encaminar el tráfico. / All-Optical Label Swapping (AOLS) forms a key technology towards the implementation of All-Optical Packet Switching nodes for the future optical Internet. However, the capital expenditures of the deployment of AOLS increases with the size of the label spaces. Since AOLS working principle is a particular case of the MultiProtocol Label Switching (MPLS) protocol, this thesis studies generic methods, applicable to both, in order to reduce as much as possible the label space. ILP models and heuristics are proposed for the case in which it is allowed to stack one extra label. In general, we found that 50% of the label space can be saved, if it is permitted to push one extra label in the stack. For the case of AOLS, we found that we can reduce the label space down to 25% if we are allowed to double the link capacity and reroute the traffic.