Scratch y Necesidades Educativas Especiales : programación para todos.

Resumen basado en el de la publicaci��n

Entornos de programación para sistemas distribuidos tolerantes de fallos

[ES] En este art��culo se presenta el dise��o de una herramienta de configuraci��n para aplicaciones distribuidas cooperativas y tolerantes a fallos escritas en el lenguaje de programación Drago.

FreeConj-TIP

[EN] FreeConj-TIP es programa desarrollado en el lenguaje de programación C++, bajo licencia GNU General Public, que realiza la conjugaci��n de verbos del espa��ol. FreeConj-TIP resuelve la conjugaci��n aplicando reglas elementales de la ortograf��a espa��ola y de conjugaci��n para verbos con una cierta irregularidad en un 97,42% de un total de 14613 verbos, y el 2,57%, restante, correspondiente a verbos muy irregulares, se resuelve en base a datos. El objetivo principal del proyecto ha sido el de construir un conjugador verbal con una implementaci��n sencilla, pero sin que por ello existan verbos que no puedan ser conjugados de acuerdo a todos los modelos de conjugaci��n que les resulten aplicables.

Desarrollo de videojuegos en 2D usando Simple DirectMedia

[ES]Los Indie games, o videojuegos independientes, son aplicaciones creadas por individuos o peque��os grupos sin apoyo financiero de distribuidores. A menudo se centran en la innovaci��n, y se basan en la distribuci��n digital. En los ��ltimos a��os han visto un gran aumento principalmente debido a; nuevos m��todos de distribuci��n en l��nea (Steam Greenlight1, Xbox Live2, Playstation Store3, Android Market, Apple Store), nuevas formas de financiaci��n como Kickstarter4 y potentes herramientas gratuitas para el desarrollo. Este proyecto se puede considerar como uno de los primeros pasos en el desarrollo de videojuegos independientes o Indie. Usando SDL como base se pretende dise��ar y desarrollar dos prototipos de videojuego, el primero ser�� un clon del conocido Tetris, aprovechando la poca complejidad de las mec��nicas del juego para tener un primer contacto con las herramientas. El segundo, de mayor complejidad, se centrar�� en desarrollar las principales caracter��sticas de un juego tipo plataformas en 2D, del estilo Super Mario, Sonic o los anteriormente mencionados Super Meat Boy y Braid. La Simple DirectMedia Layer (SDL) es un conjunto de bibliotecas desarrolladas en el lenguaje de programación C, que proporcionan funciones b��sicas para realizar operaciones de dibujo en dos dimensiones, gesti��n de efectos de sonido y m��sica, adem��s de carga y gesti��n de im��genes. Fueron desarrolladas inicialmente por Sam Lantinga en 1998, en este proyecto se ha usado la versi��n 1.2.15 y se espera que este a��o se termine la versi��n 2.0, el uno de Junio de este a��o ha alcanzado el estado Release Candidate.

Communication Middleware for Distributed Hard Real-Time Systems in Java

Distributed real-time embedded systems are becoming increasingly important to society. More demands will be made on them and greater reliance will be placed on the delivery of their services. A relevant subset of them is high-integrity or hard real-time systems, where failure can cause loss of life, environmental harm, or signi���cant ���nancial loss. Additionally, the evolution of communication networks and paradigms as well as the necessity of demanding processing power and fault tolerance, motivated the interconnection between electronic devices; many of the communications have the possibility of transferring data at a high speed. The concept of distributed systems emerged as systems where different parts are executed on several nodes that interact with each other via a communication network. Java���s popularity, facilities and platform independence have made it an interesting language for the real-time and embedded community. This was the motivation for the development of RTSJ (Real-Time Speci���cation for Java), which is a language extension intended to allow the development of real-time systems. The use of Java in the development of high-integrity systems requires strict development and testing techniques. However, RTJS includes a number of language features that are forbidden in such systems. In the context of the HIJA project, the HRTJ (Hard Real-Time Java) pro���le was developed to de���ne a robust subset of the language that is amenable to static analysis for high-integrity system certi���cation. Currently, a speci���cation under the Java community process (JSR- 302) is being developed. Its purpose is to de���ne those capabilities needed to create safety critical applications with Java technology called Safety Critical Java (SCJ). However, neither RTSJ nor its pro���les provide facilities to develop distributed realtime applications. This is an important issue, as most of the current and future systems will be distributed. The Distributed RTSJ (DRTSJ) Expert Group was created under the Java community process (JSR-50) in order to de���ne appropriate abstractions to overcome this problem. Currently there is no formal speci���cation. The aim of this thesis is to develop a communication middleware that is suitable for the development of distributed hard real-time systems in Java, based on the integration between the RMI (Remote Method Invocation) model and the HRTJ pro���le. It has been designed and implemented keeping in mind the main requirements such as the predictability and reliability in the timing behavior and the resource usage. iThe design starts with the de���nition of a computational model which identi���es among other things: the communication model, most appropriate underlying network protocols, the analysis model, and a subset of Java for hard real-time systems. In the design, the remote references are the basic means for building distributed applications which are associated with all non-functional parameters and resources needed to implement synchronous or asynchronous remote invocations with real-time attributes. The proposed middleware separates the resource allocation from the execution itself by de���ning two phases and a speci���c threading mechanism that guarantees a suitable timing behavior. It also includes mechanisms to monitor the functional and the timing behavior. It provides independence from network protocol de���ning a network interface and modules. The JRMP protocol was modi���ed to include two phases, non-functional parameters, and message size optimizations. Although serialization is one of the fundamental operations to ensure proper data transmission, current implementations are not suitable for hard real-time systems and there are no alternatives. This thesis proposes a predictable serialization that introduces a new compiler to generate optimized code according to the computational model. The proposed solution has the advantage of allowing us to schedule the communications and to adjust the memory usage at compilation time. In order to validate the design and the implementation a demanding validation process was carried out with emphasis in the functional behavior, the memory usage, the processor usage (the end-to-end response time and the response time in each functional block) and the network usage (real consumption according to the calculated consumption). The results obtained in an industrial application developed by Thales Avionics (a Flight Management System) and in exhaustive tests show that the design and the prototype are reliable for industrial applications with strict timing requirements. Los sistemas empotrados y distribuidos de tiempo real son cada vez m��s importantes para la sociedad. Su demanda aumenta y cada vez m��s dependemos de los servicios que proporcionan. Los sistemas de alta integridad constituyen un subconjunto de gran importancia. Se caracterizan por que un fallo en su funcionamiento puede causar p��rdida de vidas humanas, da��os en el medio ambiente o cuantiosas p��rdidas econ��micas. La necesidad de satisfacer requisitos temporales estrictos, hace m��s complejo su desarrollo. Mientras que los sistemas empotrados se sigan expandiendo en nuestra sociedad, es necesario garantizar un coste de desarrollo ajustado mediante el uso t��cnicas adecuadas en su dise��o, mantenimiento y certi���caci��n. En concreto, se requiere una tecnolog��a ���exible e independiente del hardware. La evoluci��n de las redes y paradigmas de comunicaci��n, as�� como la necesidad de mayor potencia de c��mputo y de tolerancia a fallos, ha motivado la interconexi��n de dispositivos electr��nicos. Los mecanismos de comunicaci��n permiten la transferencia de datos con alta velocidad de transmisi��n. En este contexto, el concepto de sistema distribuido ha emergido como sistemas donde sus componentes se ejecutan en varios nodos en paralelo y que interact��an entre ellos mediante redes de comunicaciones. Un concepto interesante son los sistemas de tiempo real neutrales respecto a la plataforma de ejecuci��n. Se caracterizan por la falta de conocimiento de esta plataforma durante su dise��o. Esta propiedad es relevante, por que conviene que se ejecuten en la mayor variedad de arquitecturas, tienen una vida media mayor de diez anos y el lugar �� donde se ejecutan puede variar. El lenguaje de programación Java es una buena base para el desarrollo de este tipo de sistemas. Por este motivo se ha creado RTSJ (Real-Time Speci���cation for Java), que es una extensi��n del lenguaje para permitir el desarrollo de sistemas de tiempo real. Sin embargo, RTSJ no proporciona facilidades para el desarrollo de aplicaciones distribuidas de tiempo real. Es una limitaci��n importante dado que la mayor��a de los actuales y futuros sistemas ser��n distribuidos. El grupo DRTSJ (DistributedRTSJ) fue creado bajo el proceso de la comunidad de Java (JSR-50) con el ���n de de���nir las abstracciones que aborden dicha limitaci��n, pero en la actualidad aun no existe una especi���cacion formal. El objetivo de esta tesis es desarrollar un middleware de comunicaciones para el desarrollo de sistemas distribuidos de tiempo real en Java, basado en la integraci��n entre el modelo de RMI (Remote Method Invocation) y el per���l HRTJ. Ha sido dise��ado e implementado teniendo en cuenta los requisitos principales, como la predecibilidad y la con���abilidad del comportamiento temporal y el uso de recursos. El dise��o parte de la de���nici��n de un modelo computacional el cual identi���ca entre otras cosas: el modelo de comunicaciones, los protocolos de red subyacentes m��s adecuados, el modelo de an��lisis, y un subconjunto de Java para sistemas de tiempo real cr��tico. En el dise��o, las referencias remotas son el medio b��sico para construcci��n de aplicaciones distribuidas las cuales son asociadas a todos los par��metros no funcionales y los recursos necesarios para la ejecuci��n de invocaciones remotas s��ncronas o as��ncronas con atributos de tiempo real. El middleware propuesto separa la asignaci��n de recursos de la propia ejecuci��n de���niendo dos fases y un mecanismo de hebras especi���co que garantiza un comportamiento temporal adecuado. Adem��s se ha incluido mecanismos para supervisar el comportamiento funcional y temporal. Se ha buscado independencia del protocolo de red de���niendo una interfaz de red y m��dulos espec�����cos. Tambi��n se ha modi���cado el protocolo JRMP para incluir diferentes fases, par��metros no funcionales y optimizaciones de los tama��os de los mensajes. Aunque la serializaci��n es una de las operaciones fundamentales para asegurar la adecuada transmisi��n de datos, las actuales implementaciones no son adecuadas para sistemas cr��ticos y no hay alternativas. Este trabajo propone una serializaci��n predecible que ha implicado el desarrollo de un nuevo compilador para la generaci��n de c��digo optimizado acorde al modelo computacional. La soluci��n propuesta tiene la ventaja que en tiempo de compilaci��n nos permite plani���car las comunicaciones y ajustar el uso de memoria. Con el objetivo de validar el dise��o e implementaci��n se ha llevado a cabo un exigente proceso de validaci��n con ��nfasis en: el comportamiento funcional, el uso de memoria, el uso del procesador (tiempo de respuesta de extremo a extremo y en cada uno de los bloques funcionales) y el uso de la red (consumo real conforme al estimado). Los buenos resultados obtenidos en una aplicaci��n industrial desarrollada por Thales Avionics (un sistema de gesti��n de vuelo) y en las pruebas exhaustivas han demostrado que el dise��o y el prototipo son ���ables para aplicaciones industriales con estrictos requisitos temporales.

Estudio de calidad de codificaci��n utilizando los perfiles 10 Bits del est��ndar H.264

Desde los inicios de la codificaci��n de v��deo digital hasta hoy, tanto la se��al de video sin comprimir de entrada al codificador como la se��al de salida descomprimida del decodificador, independientemente de su resoluci��n, uso de submuestreo en los planos de diferencia de color, etc. han tenido siempre la caracter��stica com��n de utilizar 8 bits para representar cada una de las muestras. De la misma manera, los est��ndares de codificaci��n de v��deo imponen trabajar internamente con estos 8 bits de precisi��n interna al realizar operaciones con las muestras cuando a��n no se han transformado al dominio de la frecuencia. Sin embargo, el est��ndar H.264, en gran auge hoy en d��a, permite en algunos de sus perfiles orientados al mundo profesional codificar v��deo con m��s de 8 bits por muestra. Cuando se utilizan estos perfiles, las operaciones efectuadas sobre las muestras todav��a sin transformar se realizan con la misma precisi��n que el n��mero de bits del v��deo de entrada al codificador. Este aumento de precisi��n interna tiene el potencial de permitir unas predicciones m��s precisas, reduciendo el residuo a codificar y aumentando la eficiencia de codificaci��n para una tasa binaria dada. El objetivo de este Proyecto Fin de Carrera es estudiar, utilizando las medidas de calidad visual objetiva PSNR (Peak Signal to Noise Ratio, relaci��n se��al ruido de pico) y SSIM (Structural Similarity, similaridad estructural), el efecto sobre la eficiencia de codificaci��n y el rendimiento al trabajar con una cadena de codificaci��n/descodificaci��n H.264 de 10 bits en comparaci��n con una cadena tradicional de 8 bits. Para ello se utiliza el codificador de c��digo abierto x264, capaz de codificar video de 8 y 10 bits por muestra utilizando los perfiles High, High 10, High 4:2:2 y High 4:4:4 Predictive del est��ndar H.264. Debido a la ausencia de herramientas adecuadas para calcular las medidas PSNR y SSIM de v��deo con m��s de 8 bits por muestra y un tipo de submuestreo de planos de diferencia de color distinto al 4:2:0, como parte de este proyecto se desarrolla tambi��n una aplicaci��n de an��lisis en lenguaje de programación C capaz de calcular dichas medidas a partir de dos archivos de v��deo sin comprimir en formato YUV o Y4M. ABSTRACT Since the beginning of digital video compression, the uncompressed video source used as input stream to the encoder and the uncompressed decoded output stream have both used 8 bits for representing each sample, independent of resolution, chroma subsampling scheme used, etc. In the same way, video coding standards force encoders to work internally with 8 bits of internal precision when working with samples before being transformed to the frequency domain. However, the H.264 standard allows coding video with more than 8 bits per sample in some of its professionally oriented profiles. When using these profiles, all work on samples still in the spatial domain is done with the same precision the input video has. This increase in internal precision has the potential of allowing more precise predictions, reducing the residual to be encoded, and thus increasing coding efficiency for a given bitrate. The goal of this Project is to study, using PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) and SSIM (Structural Similarity) objective video quality metrics, the effects on coding efficiency and performance caused by using an H.264 10 bit coding/decoding chain compared to a traditional 8 bit chain. In order to achieve this goal the open source x264 encoder is used, which allows encoding video with 8 and 10 bits per sample using the H.264 High, High 10, High 4:2:2 and High 4:4:4 Predictive profiles. Given that no proper tools exist for computing PSNR and SSIM values of video with more than 8 bits per sample and chroma subsampling schemes other than 4:2:0, an analysis application written in the C programming language is developed as part of this Project. This application is able to compute both metrics from two uncompressed video files in the YUV or Y4M format.

Implementation of wireless communication based on Software Defined Radio

In current communication systems, there are many new challenges like various competitive standards, the scarcity of frequency resource, etc., especially the development of personal wireless communication systems result the new system update faster than ever before, the conventional hardware-based wireless communication system is difficult to adapt to this situation. The emergence of SDR enabled the third revolution of wireless communication which from hardware to software and build a flexible, reliable, upgradable, reusable, reconfigurable and low cost platform. The Universal Software Radio Peripheral (USRP) products are commonly used with the GNU Radio software suite to create complex SDR systems. GNU Radio is a toolkit where digital signal processing blocks are written in C++, and connected to each other with Python. This makes it easy to develop more sophisticated signal processing systems, because many blocks already written by others and you can quickly put them together to create a complete system. Although the main function of GNU Radio is not be a simulator, but if there is no RF hardware components,it supports to researching the signal processing algorithm based on pre-stored and generated data by signal generator. This thesis introduced SDR platform from hardware (USRP) and software(GNU Radio), as well as some basic modulation techniques in wireless communication system. Based on the examples provided by GNU Radio, carried out some related experiments, for example GSM scanning and FM radio station receiving on USRP. And make a certain degree of improvement based on the experience of some investigators to observe OFDM spectrum and simulate real-time video transmission. GNU Radio combine with USRP hardware proved to be a valuable lab platform for implementing complex radio system prototypes in a short time. RESUMEN. Software Defined Radio (SDR) es una tecnolog��a emergente que est�� creando un impacto revolucionario en la tecnolog��a de radio convencional. Un buen ejemplo de radio software son los sistemas de c��digo abierto llamados GNU Radio que emplean un kit de herramientas de desarrollo de software libre. En este trabajo se ha empleado un kit de desarrollo comercial (Ettus Research) que consiste en un m��dulo de procesado de se��al y un hardaware sencillo. El m��dulo emplea un software de desarrollo basado en Linux sobre el que se pueden implementar aplicaciones de radio software muy variadas. El hardware de desarrollo consta de un microprocesador de prop��sito general, un dispositivo programable (FPGA) y un interfaz de radiofrecuencia que cubre de 50 a 2200MHz. Este hardware se conecta al PC por medio de un interfaz USB de 8Mb/s de velocidad. Sobre la plataforma de Ettus se pueden ejecutar aplicaciones GNU radio que utilizan principalmente lenguaje de programación Python para implementarse. Sin embargo, su m��dulo de procesado de se��al est�� construido en C + + y emplea un microprocesador con aritm��tica de coma flotante. Por lo tanto, los desarrolladores pueden r��pida y f��cilmente construir aplicaciones en tiempo real sistemas de comunicaci��n inal��mbrica de alta capacidad. Aunque su funci��n principal no es ser un simulador, si no puesto que hay componentes de hardware RF, Radio GNU sirve de apoyo a la investigaci��n del algoritmo de procesado de se��ales basado en pre-almacenados y generados por los datos del generador de se��al. En este trabajo fin de m��ster se ha evaluado la plataforma de hardware de DEG (USRP) y el software (GNU Radio). Para ello se han empleado algunas t��cnicas de modulaci��n b��sicas en el sistema de comunicaci��n inal��mbrica. A partir de los ejemplos proporcionados por GNU Radio, hemos realizado algunos experimentos relacionados, por ejemplo, escaneado del espectro, demodulaci��n de se��ales de FM empleando siempre el hardware de USRP. Una vez evaluadas aplicaciones sencillas se ha pasado a realizar un cierto grado de mejora y optimizaci��n de aplicaciones complejas descritas en la literatura. Se han empleado aplicaciones como la que consiste en la generaci��n de un espectro de OFDM y la simulaci��n y transmisi��n de se��ales de v��deo en tiempo real. Con estos resultados se est�� ahora en disposici��n de abordar la elaboraci��n de aplicaciones complejas.

Interfaz gr��fica y fase de pruebas de software de v��deo forense (Sistema de codificaci��n DV)

El presente proyecto fin de carrera, realizado por el ingeniero t��cnico en telecomunicaciones Pedro M. Matamala Lucas, es la fase final de desarrollo de un proyecto de mayor magnitud correspondiente al software de v��deo forense SAVID. El prop��sito del proyecto en su totalidad es la creaci��n de una herramienta inform��tica capacitada para realizar el an��lisis de ficheros de v��deo, codificados y comprimidos por el sistema DV ���Digital Video-. El objetivo del an��lisis, es aportar informaci��n acerca de si la cinta magn��tica presenta indicios de haber sido manipulada con una edici��n posterior a su grabaci��n original, adem��s, de mostrar al usuario otros datos de inter��s como las especificaciones t��cnicas de la se��al de v��deo y audio. Por lo tanto, se facilitar�� al usuario, analista de v��deo forense, informaci��n que le ayude a valorar la originalidad del contenido del soporte que es sujeto del an��lisis. El objetivo espec��fico de esta fase final, es la creaci��n de la interfaz de usuario del software, que informa tanto del c��digo binario de los sectores significativos, como de su interpretaci��n tras el an��lisis. Tambi��n permitir�� al usuario el reporte de los resultados, adem��s de otras funcionalidades que le permitan la navegaci��n por los sectores del c��digo que han sido modificados como efecto colateral de la edici��n de la cinta magn��tica original. Otro objetivo importante del proyecto ha sido la investigaci��n de metodolog��as y t��cnicas de desarrollo de software para su posterior implementaci��n, buscando con esto, una mayor eficiencia en la gesti��n del tiempo y una mayor calidad de software con el fin de garantizar su evoluci��n y sostenibilidad en el futuro. Se ha hecho hincapi�� en las metodolog��as ��giles que han ido ganando relevancia en el sector de las tecnolog��as de la informaci��n en las ��ltimas d��cadas, sustituyendo a metodolog��as cl��sicas como el desarrollo en cascada. Su flexibilidad durante el ciclo de vida del software, permite obtener mejores resultados cuando las especificaciones no est��n del todo definidas, ajust��ndose de este modo a las condiciones del proyecto. Resumiendo las especificaciones t��cnicas del software, C++ es el lenguaje de programación orientado a objetos con el que se ha desarrollado, utiliz��ndose la tecnolog��a MFC -Microsoft Foundation Classes- para la implementaci��n. Es un proyecto MFC de tipo cuadro de dialogo,creado, compilado y publicado, con la herramienta de desarrollo integrado Microsoft Visual Studio 2010. La arquitectura con la que se ha estructurado es la arquet��pica de tres capas, compuesta por la interfaz de usuario, capa de negocio y capa de acceso a datos. Se ha visto necesario configurar el proyecto con compatibilidad con CLR ���Common Languages Runtime- para poder implementar la funcionalidad de creaci��n de reportes. Acompa��ando a la aplicaci��n inform��tica, se presenta la memoria del proyecto y sus anexos correspondientes a los documentos EDRF ���Especificaciones Detalladas de Requisitos funcionales-, EIU ���Especificaciones de Interfaz de Usuario , DT -Dise��o T��cnico- y Gu��a de Usuario. SUMMARY. This dissertation, carried out by the telecommunications engineer Pedro M. Matamala Lucas, is in its final stage and is part of a larger project for the software of forensic video called SAVID. The purpose of the entire project is the creation of a software tool capable of analyzing video files that are coded and compressed by the DV -Digital Video- System. The objective of the analysis is to provide information on whether the magnetic tape shows signs of having been tampered with after the editing of the original recording, and also to show the user other relevant data and technical specifications of the video signal and audio. Therefore the user, forensic video analyst, will have information to help assess the originality of the content of the media that is subject to analysis. The specific objective of this final phase is the creation of the user interface of the software that provides information about the binary code of the significant sectors and also its interpretation after analysis. It will also allow the user to report the results, and other features that will allow browsing through the sections of the code that have been modified as a secondary effect of the original magnetic tape being tampered. Another important objective of the project is the investigation of methodologies and software development techniques to be used in deployment, with the aim of greater efficiency in time management and enhanced software quality in order to ensure its development and maintenance in the future. Agile methodologies, which have become important in the field of information technology in recent decades, have been used during the execution of the project, replacing classical methodologies such as Waterfall Development. The flexibility, as the result of using by agile methodologies, during the software life cycle, produces better results when the specifications are not fully defined, thus conforming to the initial conditions of the project. Summarizing the software technical specifications, C + + the programming language ��� which is object oriented and has been developed using technology MFC- Microsoft Foundation Classes for implementation. It is a project type dialog box, created, compiled and released with the integrated development tool Microsoft Visual Studio 2010. The architecture is structured in three layers: the user interface, business layer and data access layer. It has been necessary to configure the project with the support CLR -Common Languages Runtime ��� in order to implement the reporting functionality. The software application is submitted with the project report and its annexes to the following documents: Functional Requirements Specifications - Detailed User Interface Specifications, Technical Design and User Guide.

Gram��ticas l��gicas: resoluci��n de problemas en lenguaje natural

Esta tesis tiene por objeto estudiar las posibilidades de realizar en castellano tareas relativas a la resoluci��n de problemas con sistemas basados en el conocimiento. En los dos primeros cap��tulos se plantea un an��lisis de la trayectoria seguida por las t��cnicas de tratamiento del lenguaje natural, prestando especial inter��s a los formalismos l��gicos para la comprensi��n del lenguaje. Seguidamente, se plantea una valoraci��n de la situaci��n actual de los sistemas de tratamiento del lenguaje natural. Finalmente, se presenta lo que constituye el n��cleo de este trabajo, un sistema llamado Sirena, que permite realizar tareas de adquisici��n, comprensi��n, recuperaci��n y explicaci��n de conocimiento en castellano con sistemas basados en el conocimiento. Este sistema contiene un subconjunto del castellano amplio pero simple formalizado con una gram��tica l��gica. El significado del conocimiento se basa en la l��gica y ha sido implementado en el lenguaje de programación l��gica Prolog II vS. Palabras clave: Programación L��gica, Comprensi��n del Lenguaje Natural, Resoluci��n de Problemas, Gram��ticas L��gicas, Ling��istica Computacional, Inteligencia Artificial.---ABSTRACT---The purpose of this thesis is to study the possibi1 ities of performing in Spanish problem solving tasks with knowledge based systems. Ule study the development of the techniques for natural language processing with a particular interest in the logical formalisms that have been used to understand natural languages. Then, we present an evaluation of the current state of art in the field of natural language processing systems. Finally, we introduce the main contribution of our work, Sirena a system that allows the adquisition, understanding, retrieval and explanation of knowledge in Spanish with knowledge based systems. Sirena can deal with a large, although simple�� subset of Spanish. This subset has been formalised by means of a logic grammar and the meaning of knowledge is based on logic. Sirena has been implemented in the programming language Prolog II v2. Keywords: Logic Programming, Understanding Natural Language, Problem Solving, Logic Grammars, Cumputational Linguistic, Artificial Intelligence.

Simulaci��n eficiente de mecanismos flexibles mediante formulaciones topol��gicas

El objetivo de esta Tesis es presentar un m��todo eficiente para la evaluaci��n de sistemas multi-cuerpo con elementos flexibles con peque��as deformaciones, basado en m��todos topol��gicos para la simulaci��n de sistemas tan complejos como los que se utilizan en la pr��ctica y en tiempo real o pr��ximo al real. Se ha puesto un especial ��nfasis en la resoluci��n eficiente de aquellos aspectos que conllevan mayor coste computacional, tales como la evaluaci��n de las ecuaciones din��micas y el c��lculo de los t��rminos de inercia. Las ecuaciones din��micas se establecen en funci��n de las variables independientes del sistema, y la integraci��n de las mismas se realiza mediante formulaciones impl��citas de index-3. Esta Tesis se articula en seis Cap��tulos. En el Cap��tulo 1 se realiza una revisi��n bibliogr��fica de la simulaci��n de sistemas flexibles y los m��todos m��s relevantes de integraci��n de las ecuaciones diferenciales del movimiento. Asimismo, se presentan los objetivos de esta Tesis. En el Cap��tulo 2 se presenta un m��todo semi-recursivo para la evaluaci��n de las ecuaciones de los sistemas multi-cuerpo con elementos flexibles basado en formulaciones topol��gicas y s��ntesis modal. Esta Tesis determina la posici��n de cada punto del cuerpo flexible en funci��n de un sistema de referencia flotante que se mueve con dicho cuerpo y de las amplitudes de ciertos modos de deformaci��n calculados a partir de un mallado obtenido mediante el M��todo de Elementos Finitos. Se presta especial atenci��n en las condiciones de contorno que se han de tener en cuenta a la hora de establecer las variables que definen la deformaci��n del cuerpo flexible. El Cap��tulo 3 se centra en la evaluaci��n de los t��rminos de inercia de los sistemas flexibles que generalmente conllevan un alto coste computacional. Se presenta un m��todo que permite el c��lculo de dichos t��rminos basado en el uso de 24 matrices constantes que pueden ser calculadas previamente al proceso de integraci��n. Estas matrices permiten evaluar la matriz de masas y el vector de fuerzas de inercia dependientes de la velocidad sin que sea necesario evaluar la posici��n deformada de todos los puntos del cuerpo flexible. Se realiza un an��lisis pormenorizado de dichas matrices con el objetivo de optimizar su c��lculo estableciendo aproximaciones que permitan reducir el n��mero de dichos t��rminos y optimizar a��n m��s su evaluaci��n. Se analizan dos posibles simplificaciones: la primera utiliza una discretizaci��n no-consistente basada en elementos finitos en los que se definen ��nicamente los desplazamientos axiales de los nodos; en la segunda propuesta se hace uso de una matriz de masas concentradas (Lumped Mass). Bas��ndose en la formulaci��n presentada, el Cap��tulo 4 aborda la integraci��n eficiente de las ecuaciones din��micas. Se presenta un m��todo iterativo para la integraci��n con f��rmulas de index-3 basado en la proyecci��n de las ecuaciones din��micas seg��n las variables independientes del sistema multi-cuerpo. El c��lculo del residuo del sistema de ecuaciones no lineales que se ha de resolver de modo iterativo se realiza mediante un proceso recursivo muy eficiente que aprovecha la estructura topol��gica del sistema. Se analizan tres formas de evaluar la matriz tangente del citado sistema no lineal: evaluaci��n aproximada, num��rica y recursiva. El m��todo de integraci��n presentado permite el uso de distintas f��rmulas. En esta Tesis se analizan la Regla Trapezoidal, la f��rmula BDF de segundo orden y un m��todo h��brido TR-BDF2. Para este ��ltimo caso se presenta un algoritmo de paso variable. En el Cap��tulo 5 plantea la implementaci��n del m��todo propuesto en un programa general de simulaci��n de mecanismos que permita la resoluci��n de cualquier sistema multi-cuerpo defini��ndolo mediante un fichero de datos. La implementaci��n de este programa se ha realizado tanto en C++ como en Java. Se muestran los resultados de las formulaciones presentadas en esta Tesis mediante la simulaci��n de cuatro ejemplos de distinta complejidad. Mediante an��lisis concretos se comparan la formulaci��n presentada con otras existentes. Tambi��n se analiza el efecto del lenguaje de programación utilizado en la implementaci��n y los efectos de las posibles simplificaciones planteadas. Por ��ltimo, el Cap��tulo 6 resume las principales conclusiones alcanzadas en la Tesis y las futuras l��neas de investigaci��n que con ella se abren. ABSTRACT This Thesis presents an efficient method for solving the forward dynamics of a multi-body sys-tem formed by rigid and flexible bodies with small strains for real-time simulation of real-life models. It is based on topological formulations. The presented work focuses on the efficient solution of the most time-consuming tasks of the simulation process, such as the numerical integration of the motion differential equations and ���in particular��� the evaluation of the inertia terms corresponding to the flexible bodies. The dynamic equations are formulated in terms of independent variables of the muti-body system, and they are integrated by means of implicit index-3 formulae. The Thesis is arranged in six chapters. Chapter 1 presents a review of the most relevant and recent contributions related to the modelization of flexible multi-body systems and the integration of the corresponding dynamic equations. The main objectives of the Thesis are also presented in detail. Chapter 2 presents a semi-recursive method for solving the equations of a multi-body system with flexible bodies based on topological formulations and modal synthesis. This Thesis uses the floating frame approach and the modal amplitudes to define the position of any point at the flexible body. These modal deformed shapes are obtained by means of the Finite Element Method. Particular attention has been taken to the boundary conditions used to define the deformation of the flexible bodies. Chapter 3 focuses on the evaluation of the inertia terms, which is usually a very time-consuming task. A new method based on the use of 24 constant matrices is presented. These matrices are evaluated during the set-up step, before the integration process. They allow the calculation of the inertia terms in terms of the position and orientation of the local coordinate system and the deformation variables, and there is no need to evaluate the position and velocities of all the nodes of the FEM mesh. A deep analysis of the inertia terms is performed in order to optimize the evaluation process, reducing both the terms used and the number of arithmetic operations. Two possible simplifications are presented: the first one uses a non-consistent approach in order to define the inertia terms respect to the Cartesian coordinates of the FEM mesh, rejecting those corresponding to the angular rotations; the second approach makes use of lumped mass matrices. Based on the previously presented formulation, Chapter 4 is focused on the numerical integration of the motion differential equations. A new predictor-corrector method based on index-3 formulae and on the use of multi-body independent variables is presented. The evaluation of the dynamic equations in a new time step needs the solution of a set on nonlinear equations by a Newton-Raphson iterative process. The computation of the corresponding residual vector is performed efficiently by taking advantage of the system���s topological structure. Three methods to compute the tangent matrix are presented: an approximated evaluation that considers only the most relevant terms, a numerical approach based on finite differences and a recursive method that uses the topological structure. The method presented for integrating the dynamic equations can use a variety of integration formulae. This Thesis analyses the use of the trapezoidal rule, the 2nd order BDF formula and the hybrid TR-BDF2 method. A variable-time step strategy is presented for the last one. Chapter 5 describes the implementation of the proposed method in a general purpose pro-gram for solving any multibody defined by a data file. This program is implemented both in C++ and Java. Four examples are used to check the validity of the formulation and to compare this method with other methods commonly used to solve the dynamic equations of multi-body systems containing flexible bodies. The efficiency of the programming methodology used and the effect of the possible simplifications proposed are also analyzed. Chapter 6 summarizes the main Conclusions obtained in this Thesis and the new lines of research that have been opened.

Implementaci��n de efectos de audio en la tarjeta Raspberry Pi B+

Este proyecto consiste en el dise��o e implementaci��n de un procesador digital de efectos de audio en tiempo real orientado a instrumentos el��ctricos tales como guitarras, bajos, teclados, etc. El procesador est�� basado en la tarjeta Raspberry Pi B+, ordenador de placa reducida de bajo coste, desarrollado en Reino unido y cuyo lanzamiento tuvo lugar en el a��o 2012. En primer lugar, ha sido necesario lograr que la tarjeta asuma la funcionalidad de un procesador de audio en tiempo real. Para ello se ha instalado un sistema operativo Linux orientado a Raspberry (Raspbian) y se ha hecho uso de Pure Data (Pd): lenguaje de programación gr��fico que fue desarrollado en los a��os 90 por Miller Puckette con intenci��n de ser enfocado a la creaci��n de eventos multimedia y de m��sica por computador. El papel que desempe��a Pd es de capa intermedia entre el hardware y el software ya que se encarga de tomar bloques de N muestras del convertidor anal��gico/digital y encaminarlas a trav��s del flujo de se��al dise��ado gr��ficamente. En segundo lugar, se han implementado diferentes efectos de audio de distintas caracter��sticas. As�� pues, se encuentran efectos basados en retardos, filtros digitales y procesadores de din��mica. Concretamente, los efectos implementados son los siguientes: delay, flanger, vibrato, reverberador de Schroeder, filtros (paso bajo, paso alto y paso banda), ecualizador param��trico y compresor y expansor de din��mica. Estos efectos han sido implementados en lenguaje C de acuerdo con la API de Pd. Con esto se ha conseguido obtener un objeto por cada efecto, el cual es ���instanciado��� en Pd pudiendo ejecutarlo en tiempo real. En este proyecto se expone la problem��tica que supone cada paso del dise��o proponiendo soluciones v��lidas. Adem��s se incluye una gu��a paso a paso para configurar la tarjeta y lograr realizar un bypass de se��al y un efecto simple partiendo desde cero. ABSTRACT. This project involves the design and implementation of a digital real-time audio processor for electrical instruments (guitars, basses, keyboards, etc.). The processor is based on the Raspberry Pi B + card: low cost computer, developed in UK in 2012. First, it was necessary to make the cards assume the functionality of a real time audio processor. A Linux operating system called Raspberry (Raspbian) was installed. In this Project is used Pure Data (Pd): a graphical programming language developed in the 90s by Miller Puckette intending to be focused on creating multimedia and computer music events. The role of Pd is an intermediate layer between the hardware and the software. It is responsible for taking blocks of N samples of the analog/digital converter and route it through the signal flow. Secondly, it is necessary to implemented the different audio effects. There are delays based effects, digital filter and dynamics effects. Specifically, the implemented effects are: delay, flanger, vibrato, Schroeder reverb, filters (lowpass, highpass and bandpass), parametric equalizer and compressor and expander dynamics. These effects have been implemented in C language according to the Pd API. As a result, it has been obtained an object for each effect, which is instantiated in Pd. In this Project, the problems of every step are exposed with his corresponding solution. It is inlcuded a step-by-step guide to configure the card and achieve perform a bypass signal process and a simple effect.

Exploraci��n y evaluaci��n de mecanismos para la captura de la posici��n y postura de personas en entornos reales

El presente trabajo consiste en el estudio de la viabilidad en el uso de tres posibles opciones orientadas a la captura de la posici��n y la postura de personas en entornos reales, as�� como el dise��o e implementaci��n de un prototipo de captura en cada uno de ellos. Tambi��n se incluye una comparativa con el fin de destacar los pros y los contras de cada soluci��n. Una de las alternativas para llevarlo a cabo consiste en un sistema de tracking ��ptico por infrarrojos de alta calidad y precisi��n, como es Optitrack; la segunda se basa en una soluci��n de bajo coste como es el perif��rico Kinect de Microsoft y la tercera consiste en la combinaci��n de ambos dispositivos para encontrar un equilibrio entre precisi��n y econom��a, tomando los puntos fuertes de cada uno para contrarrestar sus debilidades. Uno de los puntos importantes del trabajo es que el uso de los prototipos de captura est�� orientado a entornos de trabajo reales (en concreto en la captura de los movimientos del personal que trabaja en un quir��fano), as�� que han sido necesarias pruebas para minimizar el efecto de las fuentes de luz en los sistemas de infrarrojos, el estudio de los dispositivos para determinar el n��mero de personas que son capaces de capturar a la vez sin que esto afecte a su rendimiento y el nivel de invasi��n de los dispositivos en los trabajadores (marcadores para el tracking), adem��s de los mecanismos apropiados para minimizar el impacto de las oclusiones utilizando m��todos de interpolaci��n y ayud��ndose del conocimiento del contexto, las restricciones de movimiento del cuerpo humano y la evoluci��n en el tiempo. Se han desarrollado conocimientos en el funcionamiento y configuraci��n dispositivos como el sistema de captura Optitrack de Natural Point y el sistema de detecci��n de movimiento Kinect desarrollado por Microsoft. Tambi��n se ha aprendido el funcionamiento del entorno de desarrollo y motor de videojuegos multiplataforma hom��nimos Unity y del lenguaje de programación C# que utiliza dicho entorno para sus scripts de control, as�� como los protocolos de comunicaci��n entre los distintos sistemas que componen los prototipos como son VRPN y NatNet.---ABSTRACT---This project is about a viability study in the use of three possible options, oriented towards the capture of the position and view of people in a real environment, as well as the design and implementation of a capturing prototype in each of them. A comparative study is also included, in order to emphasise the pros and cons of each solution. One of the alternatives consists of an optical tracking system via high quality and precision infrareds, like Optitrack; the second is based on a low cost solution, such as Microsoft���s Kinect peripheral, and the third consists on a combination of both devices to find a balance between precision and price, taking the strong points of each of the mechanisms to make up for the weaknesses. One of the important parts of this project is that the use of the capturing prototypes is directed towards real life work situations (specifically towards the capturing of the movements of surgery personnel), so various tests have been necessary in order to minimize the effect of light sources in infrared systems, the study of the devices to determine the number of people that they are capable of capturing simultaneously without affecting their performance and the invasion level of the devices towards the workers (tracking markers), as well as the mechanisms adopted to minimize the impact of the occlusions using interpolation methods and with help of the knowledge of the surroundings, the human movement restrictions and the passing of time. Knowledge has been developed on the functioning and configuration of the devices such as Natural Point���s Optitrak capturing system, and the Kinect movement detection system developed by Microsoft. We have also learned about the operating of the development and incentive environment of multiplatform videogames of namesake Unity and of C# programming language, which uses said environment for its control scripts, as well as communication protocols between the different systems that make up prototypes like VRPN and NatNet.

Estudio de una metodolog��a de software para la predicci��n y an��lisis del balance param��trico de buques para su aplicaci��n en los criterios de estabilidad de segunda generaci��n

El objetivo de ��sta tesis es estudiar c��mo desarrollar una aplicaci��n inform��tica que implemente algoritmos num��ricos de evaluaci��n de caracter��sticas hidrodin��micas de modelos geom��tricos representativos de carenas de buques. Se trata de especificar los requisitos necesarios que debe cumplir un programa para inform��tico orientado a dar soluci��n a un determinado problema hidr��din��mico, como es simular el comportamiento en balance de un buque sometido a oleaje, de popa o proa. una vez especificada la aplicaci��n se realizar�� un dise��o del programa; se estudiar��n alternativas para implementar la aplicaci��n; se explicar�� el proceso que ha de seguirse para obtener la aplicaci��n en funcionamiento y se contrastar��n los resultados obtenidos en la medida que sea posible. Se pretende sistematizar y sintetizar todo el proceso de desarrollo de software, orientado a la simulaci��n del comportamiento hidrodin��mico de un buque, en una metodolog��a que se pondr�� a disposici��n de la comunidad acad��mica y cient��fica en la forma que se considere m��s adecuada. Se trata, por tanto, de proponer una metodolog��a de desarrollo de software para obetener una aplicaci��n que facilite la evaluaci��n de diferentes alternativas de estudio variando par��metros relativos al problema en estudio y que sea capaz de proporcionar resultados para su an��lisis. As�� mismo se incide en c��mo ha de conducirse en el proceso para que dicha aplicaci��n pueda crecer, incorporando soluciones existentes no implementadas o nuevas soluciones que aparezcan en este ��mbito de conocimiento. Como aplicaci��n concreta de la aplicaci��n se ha elegido implementar los algoritmos necesarios para evaluar la aparici��n del balance param��trico en un buque. En el an��lisis de ��ste problema se considera de inter��s la representaci��n geom��trica que se hace de la carena del buque. Adem��s de la carena aparecen otros elementos que tienen influencia determinante en ��ste estudio, como son las situaci��n de mar y las situaciones de carga. Idealmente, el problema ser��a resuelto si se consiguiera determinar el ��ngulo de balance que se produce al enfrentar un buque a las diferentes condiciones de mar. Se pretende preparar un programa utilizando el paradigma de la orientaci��n a objetos. Considero que es la m��s adecuada forma de modularizar el programa para poder utilizar diferentes modelos de una misma carena y as�� comparar los resultados de la evaluaci��n del balance param��trico entre s��. En una etapa posterior se podr��an comparar los resultados con otros obtenidos emp��ricamente. Hablo de una nueva metodolog��a porque pretendo indicar c��mo se ha de construir una aplicaci��n de software que sea usable y sobre la que se pueda seguir desarrollando. Esto justifica la selecci��n del lenguaje de programación C++. Se seleccionar�� un n��cleo geom��trico de software que permita acoplar de forma vers��til los distintos componentes de software que van a construir el programa. Este trabajo pretende aplicar el desarrollo de software a un aspecto concreto del ��rea de conocimiento de la hidrodin��mica. No se pretende aportar nuevos algoritmos para resolver problemas de hidrodin��mica, sino dise��ar un conjunto de objetos de software que implementen soluciones existentes a conocidas soluciones num��ricas a dichos problemas. Se trata fundamentalmente de un trabajo de software, m��s que de hidrodin��mica. Lo que aporta de novedad es una nueva forma de realizar un programa aplicado a los c��lculos hidrodin��micos relativos a la determinaci��n del balance param��trico, que pueda crecer e incorporar cualquier novedad que pueda surgir m��s adelante. Esto ser�� posible por la programación modular utilizada y los objetos que representan cada uno de los elementos que intervienen en la determinaci��n del balance param��trico. La elecci��n de aplicar la metodolog��a a la predicci��n del balance param��trico se debe a que este concepto es uno de los elementos que intervienen en la evaluaci��n de criterios de estabilidad de segunda generaci��n que estan en estudio para su futura aplicaci��n en el ��mbito de la construcci��n naval. Es por tanto un estudio que despierta inter��s por su pr��xima utilidad. ABSTRACT The aim of this thesis is to study how to develop a computer application implementing numerical algorithms to assess hydrodynamic features of geometrical models of vessels. It is therefore to propose a methodology for software development applied to an hydrodynamic problem, in order to evaluate different study alternatives by varying different parameters related to the problem and to be capable of providing results for analysis. As a concrete application of the program it has been chosen to implement the algorithms necessary for evaluating the appearance of parametric rolling in a vessel. In the analysis of this problem it is considered of interest the geometrical representation of the hull of the ship and other elements which have decisive influence in this phenomena, such as the sea situation and the loading condition. Ideally, the application would determine the roll angle that occurs when a ship is on waves of different characteristics. It aims to prepare a program by using the paradigm of object oriented programming. I think it is the best methodology to modularize the program. My intention is to show how face the global process of developing an application from the initial specification until the final release of the program. The process will keep in mind the spefici objetives of usability and the possibility of growing in the scope of the software. This work intends to apply software development to a particular aspect the area of knowledge of hydrodynamics. It is not intended to provide new algorithms for solving problems of hydrodynamics, but designing a set of software objects that implement existing solutions to these problems. This is essentially a job software rather than hydrodynamic. The novelty of this thesis stands in this work focuses in describing how to apply the whole proccess of software engineering to hydrodinamics problems. The choice of the prediction of parametric balance as the main objetive to be applied to is because this concept is one of the elements involved in the evaluation of the intact stability criteria of second generation. Therefore, I consider this study as relevant usefull for the future application in the field of shipbuilding.

��Una comparaci��n entre Java y .NET?

En este art��culo se presentan una serie de reflexiones frente a las comparaciones que pueden hacerse entre dos plataformas de software: Java y .NET. Para ello se trata de hacer un breve recuento hist��rico de ambos casos, y despu��s se presentan algunas de las diferencias que la autora ha encontrado entre ellas, mirando aspectos que tienen relaci��n directa con la programación orientada a objetos, o con otros aspectos del lenguaje. Por ��ltimo se presenta una breve aclaraci��n, desde el punto de vista de la autora, frente al tema de portabilidad que ambos reclaman como la diferencia m��s relevante entre ellos.