Scielo RSS <![CDATA[Computación y Sistemas]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1405-554620070001&lang=en vol. 10 num. 3 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100001&lng=en&nrm=iso&tlng=en http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100002&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>Automatic Synthesis of Electronic Circuits using Genetic Algorithms</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100003&lng=en&nrm=iso&tlng=en An automatic synthesis method based on the application of genetic algorithms (GAs) is described for the synthesis of voltage followers (VFs), which are designed using CMOS integrated circuit technology of 0.35µm. It is shown the usefulness of the nullor element to model the ideal behavior of the VF, and to codify its topology using a chromosome which is divided into four genes: gene of small-signal (genSS), gene of synthesis of the MOSFET (genSMos), gene of bias (genBias), and gene of synthesis of current mirrors (genCM); this last one to synthesize ideal current sources used in the biasing of the circuits with CMOS current mirrors. The proposed synthesis method has been programmed in MatLab, and it uses T-SPICE to evaluate the fitness of the VFs at the transistor level of abstraction. In this manner, the method selects the more appropriated VFs by elitism. Finally, it is shown the behavior of the GA to synthesize practical VFs. As a result, it is shown the synthesis of eight CMOS compatible VFs, and their applications are briefly discussed.<hr/>Se describe un método de síntesis automática basado en la aplicación de algoritmos genéticos (GAs) para la síntesis de seguidores de voltaje (VFs), los cuales son diseñados usando tecnología CMOS de circuitos integrados de 0.35µm. Se demuestra la utilidad del elemento anulador para modelar el comportamiento ideal del VF, y para codificar su topología usando un cromosoma que es dividido en cuatro genes: gen de pequeña señal (genSS), gen de síntesis del MOSFET (genSMos), gen de polarización (genBias), y gen de síntesis de espejos de corriente (genCM); este último para sintetizar las fuentes de corriente ideales utilizadas en la polarización de los circuitos por espejos de corriente CMOS. El método de síntesis propuesto se ha programado en MatLab, y usa T-SPICE para evaluar la aptitud de los VFs en el nivel de abstracción de transistor. De esta manera, el método selecciona los VFs más apropiados por elitismo. Finalmente, se muestra el comportamiento del GA para sintetizar VFs prácticos. Como resultado, se muestra la síntesis de ocho VFs compatibles con CMOS, y sus aplicaciones se discuten brevemente. <![CDATA[<b>Cognitive Maps</b>: <b>an Overview and their Application for Student Modeling</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100004&lng=en&nrm=iso&tlng=en In this paper we state how Cognitive Maps can be used to model causal phenomena. In addition, we show the application of the Cognitive Maps to the field of the Student Modeling. Conceptually speaking, Cognitive Maps set and simulate the systems dynamics based upon qualitative knowledge. A Cognitive Map is a tool that gives away the entities of the issue of study. Moreover, Cognitive Maps bring out the causal phenomena as cause-effect relationships between concepts. According to the relationships, a topology and a workflow of causal effects is designed. Cognitive Maps aim to predict the evolution of a model through simulation. During the process are achieved causal inferences that estimate the variation on the state of the concepts. The simulation breaks down when the concept values reach a fixed point, a pattern of states or a chaotic region in the search space. Wherefore, in this paper we depict the underlying concepts for Causal Modeling by means of Cognitive Maps. In addition, three versions of Cognitive Maps are outlined. Besides to reveal their mathematical baseline, we illustrate their application through the development of a case of study focus on Student Model.<hr/>En este artículo se establece como usar los Mapas Cognitivos para modelar fenómenos causales. Además, mostramos su aplicación en el Modelado del Estudiante. Conceptualmente hablando, los Mapas Cognitivos definen y simulan la dinámica de sistemas por medio de conocimiento cualitativo. Un Mapa Cognitivo es una herramienta que revela las entidades del objeto de estudio. Así mismo, los Mapas Cognitivos expresan el fenómeno causal como relaciones causa-efecto entre conceptos. De acuerdo con las relaciones, una topología y un flujo de efectos causales es diseñada. Los Mapas Cognitivos buscan predecir la evolución del modelo mediante simulación. Durante el proceso se realizan inferencias que estiman la variación del estado de los conceptos. La simulación termina cuando los valores de los conceptos arriban a punto fijo, a un patrón de estados, o a una región de caos en el espacio de búsqueda. Por tanto, en este artículo se definen los conceptos base para el modelado causal a través de Mapas Cognitivos. También se presentan tres versiones de Mapas Cognitivos. Además se expresa la base matemática y se ilustra su aplicación en el desarrollo de un Modelo del Estudiante. <![CDATA[<b>Computationally Efficient Multiplier-Free Fir Filter Design</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100005&lng=en&nrm=iso&tlng=en This paper presents a very simple multiplier-free finite impulse response (FIR) lowpass filter design procedure. It involves approximation of an equiripple FIR by rounding operation and application of the sharpening technique. In that way the overall filter is based on combining one simple filter with integer coefficients. The parameters of the design are the rounding constant and the parameters of the sharpening polynomials such as the order of tangencies m and l. Our analysis indicates that utilizing this approach the required number of total nonzero bits becomes quite low and less than in the minimum number of signed powers-of-two (MNSPT) design. The cost is the increase of the total numbers of sums and the delays.<hr/>En este artículo se describe un simple método para diseño de los filtros de pasa baja con la respuesta de impulso finito (FIR) sin multiplicadores. El método consiste de una aproximación del filtro diseñado con el método Remez usando el redondeo y técnica moldeado. De esta manera el filtro deseado se recibe combinando un filtro simple con los enteros coeficientes. Los parámetros de diseño son la constante de redondeo y los parámetros del polinomio moldeado m y l. Nuestro análisis muestra que necesito numero de bits es bajo y menos que el mínimo numero de bits (MNSPT). El costo es un incremento total de sumas y retrasos. <![CDATA[<b>A Fuzzy Approach on Image Complexity Measure</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100006&lng=en&nrm=iso&tlng=en This paper describes a novel fuzzy based approach to determine the complexity of an image which is independent of a human perception criterion. The proposed method determines the complexity of an image based on the analysis of its edge level percentages. First, the method determines the complexity class of an image from among three classes, Little Complex, More or Less Complex, and Very Complex using centroids obtained from a fuzzy clustering process. Second, the membership value for that class is computed by a set of interval mapping functions. The method is very robust and consistent since it does not incorporate any a priori human evaluation of complexity. Results of the method show a correlation with human complexity values obtained in an independent evaluation test; however, the values obtained with our method are consistent and not subject to the viewer's subjectivity. The paper also shows promising results in applying the method to an application of determining the edges of images when compared with a crisp image complexity method.<hr/>Este artículo describe un nuevo enfoque basado en lógica difusa para determinar la complejidad de una imagen, el cual es independiente del criterio de la percepción humana. El método propuesto determinar la complejidad de una imagen mediante el análisis de los porcentajes de niveles de bordes de la imagen. El método determina primero la clase de complejidad de la imagen entre tres clases, Poco Compleja, Más o Menos Compleja y Muy Compleja usando centros de grupos obtenidos mediante un proceso de agrupamiento difuso. Después, el grado de pertenencia a esa clase es calculado mediante un conjunto de funciones de mapeo de intervalos. El método es muy robusto y consistente ya que no incorpora ninguna evaluación humana a priori de la complejidad. Los resultados del método muestran una correlación con los valores de complejidad asignados por observadores humanaos en una prueba de evaluación independiente, sin embargo, los valores obtenidos con el método propuesto son consistentes y no sujetos a la subjetividad del visor. El artículo presenta también resultados promisorios in la aplicación del método para la determinación de bordes de imágenes cuando se compara con un método de complejidad rígido. <![CDATA[<i>Identification of a Screw Fastener System with Noises in Measurements</i>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100007&lng=en&nrm=iso&tlng=en La identificación de sistemas es una tarea anterior fundamental al control de los mismos. El estado del arte en la identificación ha permitido resolver el problema de conocer el modelo de los sistemas con alta precisión, considerando que las mediciones de las variables del sistema son realizadas sin error; o bien, efectuando algún tratamiento de filtrado. Sin embargo, existen casos donde habiendo ruido en las mediciones, este filtrado no es posible, o donde los errores son atribuibles a la modelación. Muchos de los esfuerzos hechos para resolver este problema giran alrededor de la idea de disminuir los efectos del ruido sobre las señales de interés, para después despreciar el ruido residual. Pero existen aplicaciones donde aún después de disminuir los efectos, es imposible ignorar su influencia. Como ejemplo se puede mencionar el caso de sistemas inestables, donde es necesario ejercer una acción de control mientras se efectúa la identificación, y la presencia de una señal de retroalimentación provoca polarización en los identificadores. En este trabajo, se presenta una solución al problema de identificación de sistemas con ruidos en mediciones, mediante una modificación al esquema de identificación clásico Mínimos Cuadrados Extendidos (ELS), llamada Mínimos Cuadrados Sobre-Extendidos (abreviado OELS del inglés), propuesta por el autor como tesis doctoral, es demostrada bajo ciertas condiciones y aplicada a la identificación de un sistema de fijación de tornillos, el cual está sometido constantemente a ruido en las mediciones, debido tanto a la forma de efectuar la medición, como a influencias electromagnéticas externas. Los resultados son obtenidos en simulación, pero están basados en datos directamente adquiridos del sistema atornillador, y muestran el adecuado desempeño del algoritmo OELS.<hr/>System identification is a fundamental previous task to system control. State of art in system identification has allowed to solve the problem of knowing the system model with high precision, considering that the system variables measurements are made without error; or making some filtering treatment. However, there are cases where, even there exist noises in measurements, the filtering treatment is not possible, or where errors are attributable to the model. Many of the efforts made to solve this problem are around of the idea of diminishing the noise effects over the interest signals, and then depreciate the residual noise. But there are applications where even after diminishing the effects is impossible to ignore its influence. As an example, it can be mentioned the case of unstable systems, where is necessary a control action while the identification is carried out, and the presence of a feedback signal leads to have biased estimators. In this work, a solution to the problem of system identification with measurement noises is presented, by means of a modification of classical identification Extended Least Squares scheme (ELS), called Over-Extended Least Squares (OELS), proposed by the author in his PhD thesis, it is proved under certain conditions and it is applied to identify a screw fastener system, which is constantly submitted to measurement noises, as much by the form the measurement is made, as by external electromagnetic influences. Results are obtained in simulation, but are based on directly acquired data from the fastener system, and show the reliable performance of the OELS algorithm. <![CDATA[<b>Setting Decision Process Optimization into Stochastic vs. Petri Nets Contexts</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-55462007000100008&lng=en&nrm=iso&tlng=en In this work we introduce a new modeling paradigm for developing decision process representation for shortest-path problem and games. Whereas in previous work, attention was restricted to tracking the net using as a utility function Bellman's equation, this work uses a Lyapunov-like function. In this sense, we are changing the traditional cost function by a trajectory-tracking function which is also an optimal cost-to-target function for tracking the net. This makes a significant difference in the conceptualization of the problem domain, allowing the replacement of the Nash equilibrium point by the Lyapunov equilibrium point in shortest-path game theory. Two different formal theoretic approaches are employed to represent the problem domain: i) Markov decision process and, ii) place-transitions Petri Nets having as a feature a Markov decision process, called Decision Process Petri nets (DPPN). The main point of this paper is its ability to represent the system-dynamic and trajectory-dynamic properties of a decision process. Within the system-dynamic properties framework we prove new notions of equilibrium and stability. In the trajectory-dynamic properties framework, we optimize the trajectory function value used for path planning via a Lyapunov-like function, obtaining as a result new characterizations for final decision points (optimum points) and stability. We show that the system-dynamic and Lyapunov trajectory-dynamic properties of equilibrium, stability and final decision points (optimum points) meet under certain restrictions. Moreover, we generalize the problem to join with game theory. We show that the Lyapunov equilibrium point coincides with the Nash equilibrium point under certain restrictions. As a consequence, all the properties of equilibrium and stability are preserved in game theory under certain restrictions. This is the most important contribution of this work. The potential of this approach remains in its formal proof simplicity for the existence of an equilibrium point. To the best of our knowledge the approach seems to be new in decision process, game theory and Petri Nets.<hr/>En este trabajo se introduce un paradigma nuevo de modelado para representar procesos de decisión relacionados con el problema de la trayectoria más corta y teoría de juegos. Mientras que trabajos anteriores han restringido su atención a recorrer la red utilizando la ecuación de Bellman como función de utilidad, en este trabajo se utiliza una función de tipo Lyapunov. En este sentido, se está cambiando la función de costo tradicional por una función de trayectoria y costo a objetivo óptima. Esto genera una diferencia significativa en la manera que el dominio del problema es conceptuado permitiendo el cambio del punto de equilibrio de Nash por el punto de equilibrio de Lyapunov en teoría de juegos. Se utilizan dos aproximaciones teóricas diferentes para representar el dominio del problema: i) procesos de decisión de Markov, y ii) redes de Petri lugar-transición teniendo como característica un proceso de decisión de Markov. El punto principal del escenario propuesto es la habilidad de representar las propiedades de la dinámica del sistema y la dinámica de las trayectorias de un proceso de decisión. Dentro del marco de las propiedades dinámicas del sistema se muestran nuevas características de equilibrio y estabilidad. Dentro del marco de las propiedades de dinámicas por trayectoria del sistema se optimiza la función para calcular la trayectoria de planeación con una función del tipo Lyapunov, obteniendo como resultado una caracterización nueva para puntos finales de decisión (puntos óptimos) y estabilidad. Además, se muestra que las propiedades dinámicas del sistema y las propiedades dinámicas por trayectoria del sistema de equilibrio, estabilidad y puntos finales de decisión (puntos óptimos) convergen bajo ciertas restricciones. Inclusive, se generaliza el problema para desembocar en teoría de juegos. En ese contexto, se muestra que el punto de equilibrio de Lyapunov coincide con el punto de equilibrio de Nash bajo ciertas restricciones. Como consecuencia todas las propiedades de equilibrio, estabilidad y punto final de decisión persisten en teoría de juegos. Esta es la contribución más importante de este trabajo. La potencialidad de esta aproximación está en la simplicidad de la prueba formal para la existencia de un punto de equilibrio. Hasta lo que nuestro conocimiento alcanza este trabajo parece ser nuevo en procesos de decisión, teoría de juegos y redes de Petri.