Tesis doctorales DIMI - MIIS Doktoretza tesiak

Permanent URI for this collection

http://hdl.handle.net/2454/14777

Browse

Browsing Tesis doctorales DIMI - MIIS Doktoretza tesiak by browse.metadata.doctorateProgram "Programa Oficial de Doctorado en Ingeniería y Arquitectura (RD 1393/2007)"

Now showing 1 - 3 of 3
  • Thumbnail Image
    PublicationOpen Access
    Un algoritmo distribuido de detección y resolución de interbloqueo con coste lineal y carácter dinámico
    (2017) Castillo Latorre, María Antonia; Fariña Figueredo, Federico; Córdoba Izaguirre, Alberto; Ingeniería Matemática e Informática; Matematika eta Informatika Ingeniaritza
    En esta tesis se presenta un algoritmo para la detección y resolución de interbloqueos en sistemas distribuidos para el modelo de solicitud único recurso. El algoritmo resuelve todos los interbloqueos que aparecen en el sistema con coste O(n) en número de mensajes, siendo n el número de procesos interbloqueados. Una de las características más notables del algoritmo propuesto es que se adapta a las modificaciones del medio (aparición y desaparición de esperas entre procesos) sin que ello incremente el coste de la computación. Dotar de dinamismo a la solución propuesta supone un claro avance porque facilita su aplicación a escenarios cambiantes como es cualquier sistema en que se quiera resolver los interbloqueos detectados. En la tesis se analizan las similitudes que existen entre el problema de elección de líder y el de detección y resolución de interbloqueo en sistemas distribuidos. En realidad, se puede decir que la resolución de interbloqueo distribuido es una versión dinámica del problema de elección de líder. La relación entre ambos problemas se mantiene cuando se analizan sus soluciones. Los algoritmos edge-chasing para resolución de interbloqueo pueden verse como versiones dinámicas de ciertos algoritmos de elección de líder en un anillo. Esto es cierto incluso si se considera la complejidad de ambos tipos de algoritmos. Los de interbloqueo mantienen la complejidad cuadrática de los algoritmos de elección de líder cuando trabajan en una configuración estática del sistema. En base a esta similitud, se diseña un nuevo algoritmo que adapta a comportamientos dinámicos un algoritmo de elección de líder de complejidad lineal. La tesis estudia diferentes mecanismos que son necesarios para conseguir que el algoritmo actualice su conocimiento de las esperas del sistema, a la vez que trata de localizar la forma de resolver un interbloqueo. Algunos de ellos, como el uso de 'memoria' ya se han utilizado en trabajos previos. Otros, como la simulación de identidad de nodos que han abandonado la ejecución, son novedosos y pudieran ser de utilidad en la adaptación de otros algoritmos a sistemas dinámicos. La corrección del algoritmo se demuestra formalmente utilizando como herramienta la teoría de Autómatas de Entrada/Salida. La demostración comprueba que el algoritmo resuelve en un tiempo finito todos los interbloqueos que aparecen en el sistema y sólo detecta un interbloqueo si éste realmente existe. En el análisis de complejidad, a diferencia de lo habitual, se han considerado todos los mensajes que el algoritmo genera. No sólo se tienen en cuenta aquéllos que permiten la detección de un interbloqueo ya formado y los necesarios para evitar falsas detecciones, sino también se contabilizan los mensajes que se generan durante el proceso de formación del interbloqueo.
  • Thumbnail Image
    PublicationOpen Access
    Designing and implementing digital educational tools for children and youth with special needs using natural interfaces
    (2016) Bossavit, Benoît; Pina Calafi, Alfredo; Ingeniería Matemática e Informática; Matematika eta Informatika Ingeniaritza
    Esta tesis se centra en el potencial pedagógico de Interfaces Naturales de Usuario (NUIs) y su aplicación en distintos ámbitos educativos. Las NUIs son interacciones remotas basadas en movimientos gestuales del cuerpo y han mostrado mejoras en la implicación y motivación de los niños, lo que puede repercutir en el aprendizaje. Sin embargo, la mayoría de los trabajos publicados estudian su aplicación con personas de desarrollo cognitivo y motriz típico, dejando en segundo plano el estudio de su posible impacto en niños con necesidades educativas especiales (SEN). Por eso, esta tesis basa su investigación sobre la hipótesis de que las NUIs pueden también apoyar el aprendizaje en niños con SEN. Con esta finalidad, se diseñaron dos técnicas de interacción con la Microsoft® Kinect y se evaluaron empíricamente. Por un lado, el Body Menu que asocia iconos con el cuerpo y permite su selección tocando las partes correspondientes del cuerpo. La interfaz se basa en las propiedades de la propiocepción. Por otro lado, el Crank Handle que permite la manipulación con una mano de objetos virtuales 3D. La interfaz se basa en la metáfora de rotar manivelas para orientar los objetos 3D. Estas dos técnicas establecieron la base para explorar el potencial de las NUIs y fueron integradas en herramientas educativas a través de tres estudios.
  • Thumbnail Image
    PublicationOpen Access
    Holographic acoustic elements for manipulating levitating particles. Applications in human-computer interaction
    (2016) Marzo Pérez, Asier; Ardaiz Villanueva, Óscar; Ingeniería Matemática e Informática; Matematika eta Informatika Ingeniaritza
    En esta tesis doctoral demostramos simultáneamente atrapamiento 3D, traslación y rotación de las partículas utilizando dispositivos de una sola cara. Esto se logra mediante el ajuste de manera óptima los retardos de fase usados para alimentar los transductores; de esta manera se generan estructuras acústicas sin precedentes y sin recurrir a lentes físicas, transductores hechos a medida o accionamiento mecánico. Nuestro método genera trampas óptimas en las posiciones deseadas con cualquier disposición espacial de los transductores; además, mejora significativamente los manipuladores anteriores. Presentamos tres trampas acústicas óptimas: trampas pinza, un nuevo fenómeno acústico que también puede rotar objetos; trampas tornado, cuyas capacidades de levitación se mostraron teóricamente y recientemente se observaron experimentalmente usando una lente acústica fija; y trampas en botella, que nunca han sido ni probadas ni sugeridas para levitar objetos. También introducimos el concepto de elementos holográficos acústicos basado en la interpretación de los retardos de fase como una placa holográfica que combina la codificación de elementos acústicos. Esta teoría permite el análisis y la generación eficiente de trampas acústicas, así como comparaciones con trampas ópticas. Este trabajo lleva las ventajas de la levitación óptica (es decir, un solo haz, rotación, control holográfico y múltiples partículas) a la eficiencia y versatilidad de la levitación acústica. Como resultado, esperamos el desarrollo de potentes rayos tractores, pantallas físicas 3D o control de micro-máquinas que están dentro de nuestro cuerpo. Nuevas aplicaciones en interacción hombre-máquina (IHM) se pueden derivar de la posibilidad de posicionar en medio del aire objetos a distancia e incluso a través de obstáculos. En la configuración más básica, movemos partículas sobre una superficie para pintar sobre la arena o líquidos a distancia y sin contacto. Un sistema más avanzado puede posicionar un par de objetos en 3D, esto nos permite representar funciones y posiciones de objetos tales como aviones o asteroides. El objetivo final sería crear un display compuesto de cientos de partículas que levitan de forma independiente para formar diferentes formas.