Revista Cubana de Ciencias Informáticas

Improvement algorithm of random numbers generators used intensively on simulation of stochastic processes

La elección de algoritmos eficaces y eficientes para la generación de números aleatorios es un problema clave en simulaciones de procesos estocásticos; siendo la difusión uno de ellos. El modelo del caminante aleatorio y la ecuación dinámica del Langevin son las formas más sencillas para el estudio computacional de la difusión. Ambos modelos, donde las partículas no interactúan y se mueven libremente, se utilizan para probar la calidad de los generadores de números aleatorios que se van a utilizar en simulaciones computacionales más complejas. En principio, la generación de números aleatorios a través de ordenadores es imposible porque los ordenadores funcionan a través de algoritmos deterministas, sin embargo, se pueden utilizar generadores deterministas cuyas secuencias de números que para las aplicaciones prácticas podrían considerarse aleatoria. En el presente trabajo se presenta una combinación de los generadores de números aleatorios reportados por Numerical Recipes y GNU Scientific Library con el que utiliza el sistema operativo Linux (basado en hardware). Los resultados obtenidos utilizando nuestra herramienta computacional permite mejorar las características aleatorias de le los generadores en estudio, con la mejora subsiguiente de la exactitud y la eficiencia de simulaciones computacionales de los procesos estocásticos.

Choice of effective and efficient algorithms for generation of random numbers is a key problem in simulations of stochastic processes; diffusion among them. The random walk model and the Langevin's dynamical equation are the simplest ways to study computationally the diffusion. Both models, in the non-interacting free particles approximation, are used to test the quality of the random number generators which will be used in more complex computational simulations. In principle, generation of random numbers via computers is impossible because computers work through determinist algorithms; however, there are determinist generators which generate sequences of numbers that for practical applications could be considered random. In the present paper we present a improve algorithm random number generator obtained from a combination of those reported by Numerical Recipes, GNU Scientific Library, and that used by Linux operating system (based on hardware). The results obtained using our computational tool allows to improve the random characteristics of any pseudorandom generator, and the subsequent improving of the accuracy and efficiency of computational simulations of stochastic processes.

Traveler Module for Cargo System by Omnibus in Ciego de Avila

La presente investigación surge por la necesidad de la optimización y mejora de los procesos que se realizan en la Empresa de Ómnibus Nacionales ubicada en la provincia de Ciego de Ávila. En la actualidad se lleva a cabo un proceso de perfeccionamiento empresarial del transporte para de esta forma mejorar sus principales procesos y flujos de trabajo. Los procesos de reservación, reintegro, lista de espera y control de tráfico, son de vital importancia para el correcto funcionamiento de la entidad, por lo que se desea lograr una mejor gestión y un mayor control sobre los mismos por parte de los directivos. Para llevar a cabo la informatización de los procesos antes mencionados, fue necesario realizar un minucioso análisis del estado del arte de los sistemas informáticos que responden a dichos procesos, además de utilizar la inteligencia de negocio por la gran cantidad de información que se maneja, así como, las principales herramientas y tecnologías para el desarrollo de aplicaciones empresariales. Además, la arquitectura propuesta en el sistema no fue un tema que pasó desapercibido a la hora de evaluar la solución adecuada para dicha problemática y lograr un producto de calidad. El desarrollo de la aplicación web, basada en el patrón Modelo-Vista-Controlador, utilizando el framework Symfony, permite la gestión de los principales servicios que brinda dicha empresa: reservación de pasaje, lista de espera, reintegro de pasajes, entre otros.

The present research comes from the need of optimization and improvement of the processes that take place in the National Bus Company located in the province of Ciego de Avila. Nowadays a process of business improvement of transportation is taking effect and in this way improving its main processes and workflows. Reservation processes, refund, waiting list and traffic control, are indispensable for the proper functioning of the enterprise, that´s why a better management and greater control over this process is desired by the directors. To carry out the computerization of the processes mentioned before, it was necessary to make a detailed analysis of the state of the art computer systems that respond to these processes, besides to use business intelligence for the large amount of information that is managed, as well as the main tools and technologies for the development of enterprise application. Moreover, the proposed architecture in the system was not an unseen topic by the time of evaluating the solution for this problem and to achieve a product with quality. The development of the web application, based on the Model-View-Controller pattern, using the Symfony framework, it allows the management of the main services offered by the company: reservation, waiting list, refund of tickets, among others.

Searching of correspondences between data conceptual schemata

En la modelación conceptual de datos, los usuarios y diseñadores pueden modelar diferentes vistas de un dominio en la que los requerimientos se formalizan en varios esquemas conceptuales; los esquemas así obtenidos usualmente presentan una heterogeneidad tanto semántica como estructural. La herramienta MERMAID ayuda en la modelación de dominios y utiliza el formato MXP para almacenar los esquemas resultantes. Existen herramientas que realizan la búsqueda de correspondencia entre esquemas conceptuales tales como S-Match, Cupid y COMA. El formato MXP no es válido para ninguna de estas aplicaciones; por lo que se propone la creación de un operador de correlación calculado con diferentes combinaciones de métricas, apoyado en relaciones semánticas y con un valor de similitud sintáctica. Se consideró la selección y adaptación de técnicas existentes de descubrimiento de correspondencia, la combinación de resultados de diferentes técnicas sintácticas y la clasificación de las correspondencias en tres alternativas. El operador clasifica las relaciones semánticas en equivalencia, desigualdad, más general y menos general. El valor de similitud sintáctica solo se ofrece para las relaciones de equivalencia ya que en las demás carece de sentido. La clasificación de las correspondencias brindadas por el operador se optimizan agregando nuevas técnicas de similitud sintáctica e integrando un tratamiento de la incertidumbre.

In the context of conceptual data modeling, view integration refers to the activity of integrating and unifying different conceptual schemata modeled over a universe of discourse in a global schema. The integration process includes complex tasks such as identifying common concepts between views, determining appropriate structures and discovering inter-schemes properties. Searching correspondences between conceptual schemata is a critical and non trivial task that usually is done manually, which obviously has major limitations. In the last 15 years many researchers have dedicated efforts to discover and combine techniques in the endeavor for automating the process of discovering correspondences between schemata. Only partial solutions to specific domain applications have been proposed. This paper proposes a match operator for data conceptual schemata based on the combination of syntactic and semantic match operators.

Generating scalable video summaries

Los procedimientos para la generación de resúmenes de video, permiten obtener una secuencia sintetizada de la información contenida en el mismo. En este contexto la duración del resumen juega un papel fundamental pues en ocasiones se desean sinopsis con mayor o menor longitud, por lo que los resúmenes escalables permiten dar respuesta a esta necesidad. En el presente trabajo se expone un procedimiento desarrollado con el objetivo de obtener resúmenes escalables de videos según la duración de los mismos. El procedimiento se basa en un proceso de creación del resumen con etapas bien establecidas que garantizan la generación eficiente del mismo. Los resultados muestran la compatibilidad con diversos formatos de codificación, generándose eficazmente los resúmenes para varias longitudes. La eficacia del procedimiento, confirmada con los resultados del trabajo, garantiza sus potencialidades de aplicación en sistemas para la gestión, procesamiento y transmisión de materiales audiovisuales

Procedures for generating video summaries, allows to obtain a synthesized sequence of the information contained in a video. In this context, the summary duration plays an important role because sometime summaries with varying duration are needed, so the scalable summaries allow to respond to this necessity. In the present work a new procedure is proposed, which has been developed with the aim of obtaining scalable summaries according to their duration. The procedure developed is based on a summary creation process with very well established stages for an efficient generation of it. The results obtained show compatibility with various encoding formats, what generates summaries for various lengths in an efficient way. The effectiveness of the procedure, confirmed by means of the work results already obtained, guarantees its application potentialities in systems developed for managing, processing and transmission of audiovisual materials.

Model for risk analysis of Software Product Lines

En la actualidad, existen diferentes propuestas para gestionar los riesgos en un proyecto, la mayorÃa estÃ¡n compuestas por cuatro procesos principales, el anÃ¡lisis de los riesgos, en particular, forma parte de cualquiera de estas propuestas. No obstante los mÃºltiples modelos, procedimientos, procesos, mÃ©todos y tÃ©cnicas que pueden ser consultados para desarrollar el anÃ¡lisis de riesgos en particular, aÃºn hoy para las LÃneas de Productos de Software no existe un enfoque propio que enfatice en el anÃ¡lisis de los riesgos asociados a los âactivosâ, concepto muy vinculado al modelo de producciÃ³n basado en LÃneas de Productos de Software. Este artÃculo pretende elaborar un modelo para desarrollar el proceso de anÃ¡lisis de riesgos en LÃneas de Productos de Software, que incluya, una soluciÃ³n de toma de decisiones multicriterio y multicriterio dinÃ¡mica, para evaluar adecuadamente los riesgos con influencia sobre uno o varios activos y donde un activo pueda a su vez influir sobre otro, ademÃ¡s de incluir las evaluaciones histÃ³ricas de los riesgos y el concepto de facilidad de detecciÃ³n de un riesgo. El anÃ¡lisis de los resultados evidencia diferencias significativas una vez aplicado el modelo en las LÃneas de Productos de Software seleccionadas.

Currently, there are different approaches to managing risks in a project, most are composed of four main processes, the analysis of risks, in particular part of any of these proposals. Despite the multiple models, procedures, processes, methods and techniques that can be consulted to develop risk analysis in particular still for Software Product Lines there is no unique approach that emphasizes the analysis of the risks associated with the "active" concept closely linked to the production model based on Software Product Lines. This article aims to develop a model to develop the risk analysis process in Software Product Lines, including a solution of multicriteria decision making and multi dynamic to adequately assess the risks to influence one or more assets and where an asset to your time influence another, and includes historical assessments of the risks and the concept of ease of detection of a risk. The analysis of the results shows significant differences after applying the selected Software Product Lines model.

Behavior of the main parameters of the Genetic Algorithm for Flow Shop Scheduling Problems

Existen valores sugeridos para adaptar los parámetros básicos de un Algoritmo Genético, sin embargo, estos valores pueden no ser los óptimos para todo tipo de aplicaciones. En la siguiente investigación se presenta una metaheurística basada en un Algoritmo Genético para resolver problemas de scheduling de tipo Flow Shop con el objetivo de minimizar el tiempo de finalización de todos los trabajos, conocido en la literatura como makespan o Cmax. Este problema es típico de la optimización combinatoria y se presenta en talleres con tecnología de maquinado donde existen máquinas-herramientas convencionales y se fabrican diferentes tipos de piezas que tienen en común una misma ruta. Se implementa un conjunto de operadores de cruzamiento y de selección para el Algoritmo Genético propuesto, y una vez calibrados los factores principales del mismo, como son el tamaño de la población, número de generaciones, factor de mutación y el factor de cruzamiento, se realiza un estudio estadístico para determinar de las combinaciones de estos parámetros, cuales tienen una mayor influencia. Por último, la combinación de parámetros de mejor desempeño se prueba con problemas de diferentes niveles de complejidad de la literatura especializada con el objetivo de obtener resultados satisfactorios en cuanto a la calidad de las soluciones.

There are different suggested values to adapt the basic parameters of a Genetic Algorithm, however, these values may not be the optimal for all kinds of applications. The following research presents a metaheuristic based on a Genetic Algorithm to solve problems of type Flow Shop Scheduling with the objective of minimizing the completion time of all jobs, known in literature as makespan or Cmax. This problem is typical of combinatorial optimization and can be found in manufacturing environment, where there are conventional machines-tools and different types of pieces which share the same route. A set of crossover and selection operators are implemented methods for the proposed Genetic Algorithm once its main factors are calibrated, the size of the population, number of generations, mutation and crossover factors, statistical study is performed in order to determine the combinations of these parameters that has a greater influence. Finally, the combination of parameters whit the best performance is tested with problems of different levels of complexity in order to obtain satisfactory results in terms of solutions quality.

Model for the extension of the processing and memory capabilities of Java Card smartcards

Las tarjetas inteligentes poseen características distintivas como la portabilidad, dado su tamaño reducido y el bajo costo, para poder ser usadas a gran escala. Asociadas a estas características se encuentran las limitaciones de los recursos de hardware que poseen, relacionadas fundamentalmente con la capacidad de memoria y procesamiento de estos dispositivos. Estas y otras limitaciones propias de la tecnología Java Card, constituyen limitantes significativas para los desarrolladores de aplicaciones para tarjetas inteligentes. En este trabajo se presenta un modelo de desarrollo de aplicaciones para tarjetas inteligentes con tecnología Java Card, que permite extender las capacidades de procesamiento y memoria de estas, haciendo uso de los recursos de hardware de un ordenador, y con el que además se garantiza el ambiente seguro que es característico de este tipo de dispositivo. El modelo de desarrollo que se propone provee un mecanismo para el almacenamiento de datos asociados a las aplicaciones de las tarjetas inteligentes fuera de esta y para la ejecución de algoritmos de alto costo computacional, que por el tiempo de ejecución y/o complejidad es más factible realizar fuera de la tarjeta. Con este nuevo modelo de desarrollo se pretende aumentar significativamente las aplicaciones y el uso de las tarjetas inteligentes, en ambientes conectados y controlados como empresas e instituciones.

Smartcard have distinctive features like portability, by the reduced size, and the low cost, in order to be used on a large scale. Associated to these characteristics, find out limitations of the hardware's resources, related fundamentally with memory and processing capabilities. These and others limitations of Java Card technology constitute significant limitations for the smartcard applications developers, and in general. In this work, is presented a smartcard application development model with Java Card technology that allows to extend memory and processing capabilities, making use of the computer's hardware resources. This model guarantees the safe environment that is characteristic of this device type. The proposed development model provide a mechanism for storage data associated to smartcard applications off- card, and for the execution of high cost computational algorithms, that for runtime or complexity is more feasible to perform off- card. With this new model is intended to significantly increase the applications and use of the smartcard, in connected and controlled environments like companies and institutions.

Trends in the development of ICT and its impact on the field of teaching

El surgimiento y evolución de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones crea un escenario de cambio permanente, donde la rápida capacidad de adaptación e innovación son la clave para el éxito de cualquier organización. Su utilización contribuye a que los procesos de enseñanza-aprendizaje sean más colaborativos, interactivos y flexibles a partir de la aplicabilidad que se alcanza en la personalización de la enseñanza. Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones aportan al campo de la educación aspectos innovadores, que indican una mejora cualitativa en las formas de enseñar y aprender con un desarrollo en el que intervienen varias ciencias, entre ellas la pedagogía y la computación. El objetivo del presente trabajo es analizar nuevas tendencias en el desarrollo de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones y comprobar la pertinencia de su uso en entornos universitarios a partir de la presentación de diferentes casos de estudio. Se utilizó la Metodología de Investigación Científica y las herramientas Weka y SNAPP para el análisis y lectura de diferentes volúmenes de datos, con representaciones gráficas que ayudan a comprender y enriquecer el estudio que se presenta. En el presente artículo se ofrece una revisión sobre algunos de los paradigmas computacionales que han ganado actualidad. Además se aborda la influencia de la Inteligencia Artificial en el campo de la educación a través de la aplicación de analíticas de aprendizaje. Finalmente se establecen conclusiones que resumen los resultados prácticos de los análisis realizados y enriquecen la memoria escrita del artículo.

The emergence and evolution of Information Technology and Communications creates a permanent change scenario where rapid adaptability and innovation are key to the success of any organization. Their use contributes to the teaching-learning process more collaborative, interactive and flexible from the applicability that is reached in the personalization of education. Information Technology and Communications contribute to the field of education innovative aspects that indicate a qualitative improvement in the forms of teaching and learning with a development involving several sciences, including pedagogy and computing. This article provides a review of some of the computational paradigms that have gained currency. It discusses the influence of Artificial Intelligence in the field of education through the application of learning analytics. The objectives of this paper is to analyze new trends computational and verify the relevance of its use in university environments based on the presentation of different case studies. We used scientific research methodology and tools Weka and SNAPP for analysis and reading different data volumes graphical representations that help to understand and enrich the study presented. Finally conclusions are drawn that summarize the practical results of the analysis performed and enrich the memory written article.

Feature selection applying algorithms base on rough set and ant colony optimization

La selección de atributos relevantes puede ser vista como uno de los problemas más importantes en el campo del aprendizaje automático. En esta investigación se hace un análisis sobre los métodos de selección de atributos; haciendo énfasis en aquellos que emplean técnicas de Optimización en Colonias de Hormigas (ACO) y la Teoría de los Conjuntos Aproximados (RST). Se propone además, un sistema que permite la generación automatizada de los subconjuntos de rasgos principales que describen los datos, a través de cualquiera de los algoritmos tratados en esta investigación. Por otro lado se implementaron e incluyeron en el sistema algoritmos como el clásico QUICKREDUCT y otros encontrados en la bibliografía. Para verificar la eficiencia de los métodos estudiados se llevaron a cabo experimentos con bases de casos internacionales y se realizaron comparaciones con otros métodos. Además estos métodos se aplicaron en el preprocesamiento de los datos para pronosticar, de forma automatizada, las temperaturas diarias en el Centro Meteorológico de Camagüey. Los resultados demostraron que los algoritmos implementados proveen una solución eficiente al problema de selección de rasgos.

Feature selection can be viewed as one of the most fundamental problems in the field of machine learning. An analysis on the methods of feature selection is done in this investigation; stressing those that use techniques of Ant Colony Optimization and the Rough Set Theory. Also, in this investigation it is proposed a system that allows the generation automatized of the subsets of principal features that describe the data, through any of algorithms studied in this investigation. Moreover, algorithms were implemented and included in the system, like the classical QUICKREDUCT and some others found in the bibliography. To verify the efficiency of the methods studied, experiments were carried out on some standard international datasets and comparisons with other methods were made. Also these methods were applied in the pre-processing of data to predict, automatically, the daily temperatures in Camagüey's Meteorologic Center. The results demonstrated that these algorithms can provide efficient solution to find a minimal subset of the features.

State of arbitrary complexity and Model Driven Architecture in the software development in Cuba

Las aplicaciones informáticas tienen un papel determinante en la sociedad actual, ya que prácticamente en todas las esferas de la vida se utiliza algún software. La comunidad de desarrollo e investigación de software dedica sustanciales esfuerzos a determinar cómo los sistemas de software pueden mejorar cada vez más el entorno donde son aplicados, como por ejemplo en la medicina, la gestión empresarial, la educación, entre otros dominios. Sin embargo y paradójicamente estos esfuerzos no se corresponden con los que se dedican a mejorar el entorno propio del desarrollo de software. Todavía resultan insuficientes las propuestas encaminadas a agilizar el proceso de desarrollo de software. Los autores realizan un análisis de varias propuestas encaminadas a mejorar el proceso de desarrollo de software en Cuba, proponen cómo abordar el problema sobre la base del paradigma de Arquitectura Dirigida por Modelos y hacen una valoración del impacto que esta puede tener para la industria cubana de software.

Informatic systems play an important role in the society because are used in the majority of fields. The community of software researchers and developers devotes substantial efforts to determine how software systems can increasingly improve the environment in which they are deployed, for example, in medicine, business management, education, among other domains. But paradoxically these efforts do not correspond to those devoted to improving the environment of software development itself. There are insufficient proposals to streamline the software development process. The authors conducted an analysis of several proposals to improve the software development process in Cuba, propose how to address the problem based on the paradigm of Model Driven Architecture and make an assessment of the impact this may have on Cuban software industry.