En el presente proyecto se diseñó un modelo de procesamiento paralelo masivo sobre arquitecturas heterogéneas para acelerar y facilitar el tratamiento de k-mers en los procesos relacionados a la construcción de grafos en el ensamble genómico de-novo. El modelo incluye 3 principales aportes: una nueva estructura de datos denominadas CISK para representar de forma indexada y compacta los super k-mers y sus minimizer de una lectura y dos patrones de paralelización masiva, uno para obtener los m-mers canónicos de un conjunto de lecturas y otro para realizar la búsqueda de super k-mers basados en semillas tipo minimizer. Durante el proyecto se realizaron 4 procesos de evaluación: - una evaluación preliminar que permitió determinar que el proceso de ensamblaje de-novo es la etapa más compleja y con mayores requerimientos computacionales de un flujo de trabajo típico de lecturas genómicas y trancriptómicas, - una segunda evaluación que evidenció que las tareas asociados al tratamiento de k-mers son procesos que representan cuellos de botella debido a su alta exigencia de memoria, - una tercera evaluación que proyectó a las técnicas de particionamiento en disco basadas en super k-mers por semillas tipo minimizer como candidatas a potencializarlas mediante computación paralela masiva sobre plataformas heterogéneas, - y por último una evaluación al modelo propuesto que mostró sus ventajas obteniendo un speed-up hasta de 6.69x sobre procesos similares en herramientas contadoras de k-mers muy reconocidas que realizan paralelización en CPU. El código de la implementación del modelo se encuentra disponible en el repositorio https://github.com/BioinfUD/K-mersCL. Esta implementación consta de un código host y dos kernels en OpenCL, uno para minimizer canónicos y otro para signature.

El presente manuscrito de tesis doctoral, “Desarrollo de un modelo de planificación ambiental para la calidad de los recursos hídricos superficiales considerando su variabilidad climática estacional mediante implementación computacional”, en un marco meta cognitivo y en el contexto de la línea de investigación Ciencia y tecnología de la información y conocimiento, establece un modelo de planificación ambiental para la cuencas hidrográficas (cuerpos de agua superficiales). Se mencionan los elementos teóricos de la revisión exhaustiva de la literatura especializada en términos de la conceptualización de la planificación ambiental y biocomplejidad en los recursos hídricos y su escasa integración con la variabilidad climática estacional, los recursos informáticos disponibles como soluciones específicas de hidrología, hidráulica o calidad del agua, pero no integradas entre sí y la escasa aplicación de la ingeniería de sistemas complejos mediante técnicas computacionales en la toma de decisiones en cuencas hidrográficas. En la metodología se menciona, los aspectos para el desarrollo de la tesis doctoral en términos de la estructura metodológica desarrollada, método y diseño de investigación analítico – cuasi experimental con enfoque concurrente, con muestras trimestrales de información secundaria de precipitación y calidad del agua de la cuenca hidrográfica analizada y a su vez realizando la normalización de las variables del modelo para construir un modelo analítico mediante el análisis estadístico de los datos y una identificación del sistema, para posteriormente aplicar la técnica computacional de inteligencia artificial. En los resultados, se expone el desarrollo de la metodología propuesta en términos de análisis de los costos de inversión (para lodos activados, reactores anaerobios y lagunas de oxidación) y selección de tecnologías de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales en Cundinamarca (función ponderada de agregación de producto); la ingeniería del software como un vehículo para la planificación ambiental en la calidad de los recursos hídricos superficiales considerando la variabilidad climática estacional; normalización de las variables de calidad del agua (método maximizar y minimizar) y precipitación para la planificación ambiental en la calidad de los recursos hídricos superficiales considerando la variabilidad climática estacional; vector de calidad ambiental; el método Delphi y modelo analítico para la planificación ambiental de la calidad de los recursos hídricos superficiales; análisis de correlaciones entre variables de calidad del agua y precipitación (correlaciones del 0.24 entre precipitación y DBO5, 0.20 entre precipitación y N-NO2, 0.010 entre SST y Ptotal); identificación del modelo matemático que representa la cuenca hidrográfica (transformada de laplace) y técnicas de inteligencia artificial para emular la calidad ambiental (minería de datos y red neuronal artificial , algoritmo Levenberg Marquardt con error cuadrático medio de 4.72x10-5 y coeficiente de determinación de prueba de 0.99188). Este documento de tesis, de manera enfática considera los aportes específicos al conocimiento en términos de: Ecuaciones econométricas de costos de inversión para plantas de tratamiento de aguas residuales municipales con las variables caudal, DBO5, SST, N y P; Metodología para la selección de tecnologías con expresión ponderada de agregación de producto o de promedio geométrico ponderado; Normalización de variables DBO5, N -NO2, SST, P Total y Precipitación mediante el método de maximizar y minimizar variables; Integrar la variable precipitación con las variables de calidad del agua DBO5, N -NO2, SST y P Total en un modelo estadístico, matemático y analítico; Aplicación de técnicas de inteligencia artificial para emular el criterio del grupo de expertos en términos de la calidad ambiental mediante minería de datos, lógica difusa, red neuronal artificial y enjambres de partículas; Modelo de implanificación ambiental considerando la variabilidad climática estacional para cuerpos de agua superficiales utilizando minería de datos y red neuronal artificial (algoritmo Levenberg Marquardt).

El objetivo de este trabajo es desarrollar una aproximación a la gestión ambiental a través de un modelo para la predicción de áreas propensas a las inundaciones en el Piedemonte Amazónico Colombiano desde la computación Bio-inspirada de alto desempeño. Se elaboró un diagnóstico de la gestión ambiental en el manejo de inundaciones a partir de estudio de casos: la cuenca de La Perdiz y La Sardina en el Municipio de Florencia Caquetá, zona central del Piedemonte Amazónico. Posterior al análisis se determinó las variables significativas del modelo, para integrar aspectos de la gestión ambiental y la computación Bio-inspirada, mediante la utilización de tres tipos de métodos: descriptivo-exploratorio, proyectivo y experimental, de esta forma, investir una herramienta de predicción en el ámbito de la hidrología para aportar a la visualización de áreas inundables y prevenir la pérdida de vidas humanas en el desarrollo de las inundaciones. Por último, se verificó el modelo inspirado en un contexto de computación de alto desempeño, contrastando los datos históricos con los datos generados por el modelo propuesto. La aproximación a la gestión ambiental desde la computación Bio-inspirada permitió contribuir con la definición de un nuevo modelo denominado Agentes Vectores Naturales Geo-inspirados (AVNG), capaz de integrar aspectos ambientales, geográficos y de control, para generar información relacionada con las inundaciones en el Piedemonte Amazónico Colombiano.

El pronóstico del estado del tiempo, actualmente es guiado principalmente por modelos numéricos que simulan la dinámica atmosférica, permitiendo establecer las condiciones futuras basadas en las condiciones iniciales de las variables atmosféricas. Dado el número de variables meteorológicas, los complejos sistemas de ecuaciones no lineales y los métodos numéricos utilizados, es necesario dividir el área de análisis en celdas de un tamaño determinado según el cual se establece la resolución del modelo. Debido a que existen fenómenos cuya dinámica es determinada a escalas globales y otros a escalas regionales o locales, cada modelo ajusta su dinámica para una determinada escala, entendiendo que algunos fenómenos requieren una mayor resolución (un tamaño de celda más pequeño) para tener una mejor probabilidad de acierto. Aumentar la resolución significa disminuir el espaciado temporal de los puntos de malla y por tanto aumentar el poder computacional requerido por la dinámica del modelo; al aumentar el poder computacional se involucran aspectos como la comunicación entre nodos, la velocidad de acceso a memoria local y remota, las operaciones de lecto-escritura para acceder a los datos de entrada y la distribución de las cargas de trabajo para que la solución se pueda ejecutar en un marco de tiempo factible (que el tiempo de simulación sea mucho menor que el horizonte de pronóstico). Varios estudios han establecido que aumentar la resolución del modelo en 2 veces requiere el aumento del poder computacional en 10 veces (lo cual aumenta no solo la complejidad de la infraestructura computacional sino también los costos económicos asociados). En la última década el uso de aceleradores gráficos y vectoriales, al igual que el uso de FPGAs, han permitido que se logre aumentar el poder de cómputo en configuraciones mucho más simples, eficientes, económicas y con modelos de programación consistentes; Este tipo de arquitecturas que mezclan procesadores y aceleradores ha sido denominada computación heterogénea. En la presente investigación se exponen diferentes técnicas utilizadas para acelerar el modelo de pronóstico del estado del tiempo WRF en plataformas de cómputo heterogéneas, analizando temas de infraestructura, modelo de programación y estructura interna del mismo modelo.

La investigación consiste en el diseño y la implementación de un modelo de clasificación de hidrometeoros basado en firmas de radar meteorológico banda C, aplicable a la región ecuatorial. Inicialmente se realizó la decodificación de los datos nativos de radar, a los cuales se les aplicaron pruebas estadísticas. Posteriormente se determinaron las clases de hidrometeoros que conformaron el sistema de clasificación. Seguidamente fue necesario determinar las variables polarimétricas que aportarían información al modelo teniendo en cuenta las clases de hidrometeoros definidos. Esta decisión se tomó teniendo en cuenta la cantidad de información que cada observable polarimétrico aportó con relación al tipo de hidrometeoro presentado en la región objeto de estudio. A continuación se diseñó un modelo de lógica difusa, que, basado en una técnica de clasificación, recibió las lecturas de radar polarimétrico y entregó como salida el tipo de hidrometeoro presentado en la zona explorada por el rayo de radar. Finalmente el modelo presentado se valido utilizando tanto datos simulados como reales con lo cual se probó la efectividad del clasificador y se generaron las conclusiones de la investigación.

Para diseñar un sistema de transmisión de TV digital, es necesario contar con herramientas de simulación para predecir el comportamiento de las estaciones de TV digital. Este trabajo brindará conceptos teórico-prácticos fundamentales en la propagación de la señal de televisión digital utilizando para ello las herramientas de software especializado, describiendo las fortalezas y debilidades del programa de simulación Radio Mobile. Se realizaron simulaciones en el estándar de DVB-T en las ciudades de Bogotá, Cartagena y Manizales, con el cual se evaluó y comparó el software Radio Mobile con el ICS Telecom para encontrar cuáles son sus debilidades y fortalezas con respecto a las mediciones realizadas en estas ciudades y se obtuvieron gráficas y tablas de resultados, en los que se basa el análisis y las conclusiones. Con esta investigación se pretende alcanzar un mayor conocimiento acerca del tema, el cual resulta novedoso en nuestro país para tener un punto de vista claro, dando a conocer las ventajas y obstáculos que se han suscitado al respecto.

"El objetivo general del presente trabajo de investigación es desarrollar un modelo multivriado para estimar pronósticos futuros de tráfico en redes de datos WIFI a ravés de series de tiempo 8 var ó varma), que permita evaluar el nivel de exactitud de los pronósticos de tráfico del modelo multivariado con respecto al modelo ARIMA. Para cumplir con el objtivo se parte de experiencias adquiridas en proyectos anteriores sobre desarrollo de modelos estadísticos que permita estimar pronósticos futuros de tráfico e información bibliográfica disponible sobre conceptos teóricos que establecen parámetros en el pronóstico. Al tener claros los conceptos sobre el modelo de tráfico que se quería desarrollar, se fijaron unos criterios iniciales para la obtención de los datos, por lo cual se procedió a capturar los datos correspondientes con el software WireShark de un Access point perteneciente a una red inalámbrica de la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital. Después para estimar las características del tráfico capturado y posteriormente evaluar los resultados obtenidos se utilizó el software ""R"", determinando la significancia de las variables explicativas (usuarios, aplicación y tráfico) seleccionados dentro del modelo a desarrollar y su nivel de desempeño."

La calidad de los datos es un aspecto que se debe considerar en cualquier análisis de datos ya que las inconsistencias que pudieran presentarse generarían imprecisiones para la toma de decisiones. De ahí que, para llevar a cabo cualquier proceso de exploración de datos, el preprocesamiento sea considerado una etapa importante compuesta por diversas tareas, dentro de las que se encuentra el relleno de valores faltantes, utilizadas para mejorar la calidad de los datos y la precisión y eficiencia de los posteriores procesos de los cuales es insumo. En este proyecto de investigación se realizó la revisión de algunas técnicas utilizadas directa o indirectamente en el relleno de valores faltantes. Con base en la verificación de las técnicas y los casos de estudio, se seleccionaron técnicas en el marco de los métodos basados en vecindad y redes neuronales, y se propuso una técnica híbrida (KMediasSom) que se aplicó a un conjunto de datos sintéticos y a un conjunto de datos reales provenientes de una aplicación OLAP (On-Line Analytical Processing), y se generaron resultados aceptables en ambos casos de acuerdo con los indicadores de evaluación obtenidos. Así mismo, con base en la complejidad computacional se concluyó que es viable su implementación.

"En este documento se hace una presentaci on del desarrollo de los m etodos utilizados para hallar los par ametros FAST TCP adecuados para maximizar las tasas de transmisi on en una red de datos mediante el uso de dos t ecnicas de optimizaci on bioinspirada: Algoritmos Evolutivos (ECO) y Algoritmos Basados en Colonias de Hormigas (ACO). La topolog a de red utilizada para hallar dichos par ametros de este algoritmo de control de congesti on ( y ) se eligi o con base en un estudio de dise~no de experimentos. El modelo de FAST TCP hallado se ajusta a las reglas de estabilidad del algoritmo halladas en otras investigaciones, como la teor a matem atica para dise~no de redes de datos \Layering as optimization decomposition"" y las experiencias documentadas de las primeras implementaciones de FAST TCP a nivel comercial."

La presente investigación tuvo como finalidad realizar un estudio de viabilidad, para implementar un modelo programa a nivel de especialización en negociación de tecnologías de la información y las comunicaciones. El estudio se ubicó en una investigación de campo de carácter exploratorio descriptivo y mediante un análisis cualitativo y cuantitativo a partir de entrevistas e instrumentos tipo encuesta a ingenieros, gerentes, y empresarios, se analizó las necesidades de formación del recurso humano de ingenieros de sistemas, electrónicos, telemática y telecomunicaciones en las empresas del sector de las tics en Bogotá en el área de gestión de los negocios. Se realiza muestreo no probabilístico a los programas de postgrado en las universidades para determinar si estos programas se adaptan a las necesidades que actualmente tienen las empresas en el área de gestión del negocio. Se pudo concluir que en Colombia no hay universidades que ofrezcan una Especialización en Negociación de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones. Debido a lo anterior, se propone un modelo programa que contribuya a suplir las necesidades de formación que actualmente tienen las empresas del sector en el área de gestión del negocio.