La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación 2011 PDF
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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias de la Computación La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación 2011 COMITÉ EDITORIAL ISBN Dra. Claudia Zepeda Cortés Dr. Manuel Martín Ortíz M.C. María del Rocío Boone Rojas C. Dr. Mario Anzures García B U A P ENEMÉRITA NIVERSIDAD UTÓNOMA DE UEBLA RECTOR Dr. Enrique Agüera Ibáñez SECRETARIO GENERAL MC. José Alfonso Esparza Ortíz VICERRECTOR DE INVESTIGACIÓN Y ESTUDIOS DE POSGRADO Dr. Pedro Hugo Hernández Tejeda VICERRECTOR DE DOCENCIA MC. José Jaime Vázquez López VICERRECTOR DE EXTENSIÓN Y DIFUSIÓN DE LA CULTURA Dr. Fernando Santiesteban Llaguno DIRECTOR DE LA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN MC. Marcos González Flores SECRETARIO DE INVESTIGACIÓN Y ESTUDIOS DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Dr. Luis Carlos Altamirano Robles SECRETARIA ACADÉMICA DE LA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN MC. Yalú Galicia Hernández SECRETARIO ADMINISTRATIVO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Dr. Roberto Contreras Juárez Primera Edición, 2012 ISBN 978-607-487-521-8 © Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Dirección de Fomento Editorial 4 Sur 104, CP. 72000 Puebla, Puebla, México Teléfono y Fax: 01 222 246 85 59 Impreso y hecho en México Printed and made in México Se permite la generación de obras derivadas siempre que no se haga un uso comercial. Tampoco se puede usar la obra original con fines comerciales. La distribución de obras derivadas se debe hacer con una licencia igual a la que regula la obra original. Siempre que se use algún artículo publicado en ésta obra de forma total o parcial debe hacerse referencia explícita y por escri- to al artículo original citando: el título del artículo, la lista de autores, el año de publicación, el nombre de la obra y la(s) pági- na(s) correspondiente(s). La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP ISBN 978-607-487-521-8 P REFACIO Las contribuciones de las comunidades académicas y científicas mediante la produc- ción de artículos originales es una de las prácticas que permite el intercambio de in- formación, la colaboración, la difusión y la introducción a las nuevas generaciones a dicha práctica. Debe ser tarea cotidiana de los docentes e investigadores realizar éste tipo de contri- buciones de manera periódica para exponer su trabajo a la comunidad y hacerse pre- sentes con persistencia, la cual debe fortalecer la cultura de la difusión escrita de las actividades de generación y aplicación del conocimiento. En esta obra se presenta una serie de contribuciones que abarcan en un marco general el estudio de problemas prácticos y teóricos en el contexto de las Ciencias de la Com- putación, los temas están relacionados con el desarrollo de aplicaciones usando meto- dologías ágiles y formales; el análisis de problemas usando estrategias propias de la Computación; la propuesta de soluciones innovadoras a problemas actuales; la exten- sión de métodos y formulación de nuevos algoritmos; entre otros temas de interés a la Comunidad. El material que se presenta en esta obra expone trabajos revisados por un comité del área, formado por miembros de alto nivel y compromiso. Y es una colección de los me- jores trabajos presentados a revisión durante el Congreso Nacional de Ciencias de la Computación 2011 (CONACIC 2011) que se llevó a cabo en la Facultad de Ciencias de la Computación de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. En la medida que las comunidades se integren para elevar el nivel académico y cientí- fico de las mismas y logren expresarse de forma clara y pública, los productos y el nivel serán una función monótona creciente en su calidad que beneficiará a la comunidad y las generaciones en formación. El comité editorial COMITÉ REVISOR Dr. Abraham Sánchez López Dr. Arturo Olvera López Dra. Claudia Zepeda Cortés Dr. Gustavo Rubín Linares Dr. Iván Olmos Pineda Dr. José Luis Carballido Carranza MC. Luz A. Sánchez Gálvez Dr. Manuel Martín Ortíz C. Dr. Mario Anzures García Dra. Maya Carrillo Ruíz MC. María del Rocío Boone Rojas La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP ISBN 978-607-487-521-8 ÍNDICE Título y Autores Página Administración de Contenidos Curriculares en la Educación Superior 1 mediante un Sistema Hipermedia Adaptativo Lorena Avalos Ortigosa, Carmen Cerón Garnica, Etelvina Archundia Sierra, Ana Pa- tricia Cervantes Márquez Algoritmo para Contar el Número de Caminos Energizados en una 6 Red Eléctrica a través de Modelos de Fórmulas Booleanas Guillermo De Ita, Helena Gómez, Belem Merino Algoritmo para Detección de Desnudez en Imágenes Digitales 11 Pedro Iván Tello Flores, Luis Enrique Colmenares Guillén Análisis de Marcha mediante Plataforma Kinect 17 Celina Osorio Ochoa, Jesús Vázquez Valencia, Javier Luna Cordova, Arturo Olvera López, Manuel Martín Ortíz Análisis Factorial de las dimensiones correspondientes a las 22 preguntas del instrumento de evaluación docente de la Facultad de Ciencias de la Computación de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Etelvina Archundia Sierra, Mauricio Castro Cardona Análisis y Desarrollo de un Videojuego 26 Luis Enrique Colmenares Guillén, Adad Elihu Barbosa Hernández, Luis Berra Sevilla Aplicación Web para la Automatización de Procesos Administrati- 31 vos y Académicos por Competencias en Instituciones de Educación Media Superior Sandy Cecilia Orozco Velázquez, Carmen Cerón Garnica, Etelvina Archundia Sierra, Victor Manuel Mila Avendaño Aprendizaje en Línea con Objetos de Aprendizaje Multiculturales 36 Josefina Guerrero-García, Juan Manuel González-Calleros, Miguel Ángel León- Chávez, Jaime Muñoz-Arteaga Conteo de Modelos de Fórmulas Booleanas Considerando Hyper- 41 grafos Guillermo De Ita, Juan Carlos Pérez, Yolanda Moyao La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP i ISBN 978-607-487-521-8 Control Remoto Vía Bluetooth para Aplicaciones de Domótica 46 Nicolás Quiroz Hernández, Kevin Julio Hernández Fernández, Apolonio Ata Pérez, Mario Bustillos Díaz, Gerardo Mino Aguilar Creación de un ambiente colaborativo virtual 3D 51 José González Gaspar, Mario Anzures García, Luz A. Sánchez Gálvez Desarrollo de Espacios Virtuales para Entrenamiento de las Activi- 56 dades de la Vida Diaria Juan Manuel González Calleros, Josefina Guerrero García, Ivo Pineda Torres, Edgar Talamantes Ortega, Jaime Rebollo Vázquez Desarrollo de Habilidades Motrices y Cognitivas en Niños de Edad 61 Preescolar Usando Microsoft Kinect Omar Marín Domínguez, Mario Anzures García, Luz M. Sánchez-Gálvez Implementación de Patrones de Diseño Paralelos en JAVA como 66 una Biblioteca de clases de Objetos Paralelos Mario Rossainz López, J.J. Varela-Toledo, Ivo Pineda Torres Modelo UML de una API estándar para el desarrollo de aplicaciones 73 en la nube Miguel Felipe Pérez Escalera y Miguel Ángel León Chávez Procesamiento de señales EEG durante el Ciclo Vigilia Sueño utili- 78 zando una plataforma paralela/GPUs Oscar Goyri Aguirre, Manuel Martín Ortíz, José Ramón Eguibar Cuenca, Castillo Za- catelco Hilda Simulación de un Sistema de Comunicación Bluetooth Basado en 84 Dispositivos Móviles Luis Angel Cerritos Ortíz, Gustavo Rubín Linares, Ma. Catalina Rivera Morales, José Luis Hernández Ameca Simulador de Instancias en la Revisión de Creencias 88 Rodolfo Aguirre García, Pedro Bello López, José Andrés Vázquez Flores, Meliza Con- treras González Sistema de Ubicación de Dispositivos Móviles mediante Bluetooth 93 Gabriel Velásquez Gómez, Ma. Elizabeth Martínez Espinosa, Mariano Larios Gómez, Gustavo Rubín Linares, Ma. Catalina Rivera Morales Sistema Experto para la Detección de Cáncer 96 Magali Ávila Palacios, Luis René Marcial Castillo La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP ii ISBN 978-607-487-521-8 Solución de la Ecuación de Black-Scholes para Calcular el Precio de 100 una Opción con Pago general, mediante Técnicas Elementales: Sus- tituciones y Transformadas de Fourier Estefanía Ramos E., L. Carlos Zamora, J. Carlos Palomino, H. Nelva B. Espinoza, Fran- cisco S. Tajonar S., Héctor D. Ramírez H. Técnicas heurísticas para resolver el problema de la supersecuencia 104 común más corta Marcela Rivera Martínez, Lourdes Sandoval Solís, Luis René Marcial Castillo Una estrategia para el 3-coloreo de grafos 108 Guillermo De Ita, Candy Alemán, Nahun Loya Índice de Autores 112 Colofón La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP iii ISBN 978-607-487-521-8 Administración de Contenidos Curricu- lares en la Educación Superior mediante un Sistema Hipermedia Adaptativo Avalos Ortigosa Lorena, Cerón Garnica Carmen, Archundia Sierra Etelvina y Cervantes Márquez Ana Patricia Facultad de Ciencias de la Computación, BUAP. Puebla, México [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] Este proyecto tiene como definición el diseño y desarrollo de un Sistema Hipermedia Adaptativo para la Administra- Resumen—El propósito de este artículo es presentar el diseño, ción de Contenidos Curriculares en la Educación Superior desarrollo e implementación del Sistema Hipermedia Adapta- que responde al diseño curricular del Modelo Universitario tivo (SHA) para la Administración de Contenidos para los planes y programas del Modelo Universitario Minerva (MUM) Minerva (MUM) de la Benemérita Universidad Autónoma de la B.U.A.P. , que permitirá el diseño, actualización y con- de Puebla [3]. Este sistema permite integrar herramientas sulta de los contenidos curriculares por las diferentes unidades colaborativas para la gestión de actividades académicas de académicas y la planeación de secuencias didácticas con un acuerdo a los tipos de usuarios del sistema como son los enfoque de Educación basada en Competencias por parte de foros y el chat. los docentes, el usuario podrá seleccionar la información de acuerdo a los propósitos de los contenidos disciplinarios. El sistema fue diseñado para almacenar la información de planes de estudios, programas educativos y planeaciones Palabras clave—Contenidos Curriculares, bases de datos, sis- didácticas en una base de datos. Este sistema hipermedia tema hipermedia adaptativo adaptativo atiende las necesidades de los distintos usuarios del sistema, de acuerdo a su perfil registrado. I. INTRODUCCIÓN A continuación se presenta el análisis y diseño del sistema en UML, la arquitectura cliente-servidor y el desarrollo del L a educación ha sido una de las áreas de aplicación más sistema para lo cual se utilizó software libre como PHP, populares en el área de los Sistemas Hipermedia Adap- MYSQL y JavaScript. El sistema permite generar reportes tativos. Muchas investigaciones se han realizado en este en formato PDF y exportar la información a Excel, Además campo, sobre todo en técnicas y métodos de adaptación que se presenta los resultados obtenidos de la prueba de usabili- fueron desarrollados en un principio para apoyar las nece- dad del sistema aplicada a una muestra de usuarios del sis- sidades de aprendizaje del usuario, sus intereses, conoci- tema y finalmente las conclusiones y las perspectivas del mientos previos y brindar un gran volumen de información trabajo. [1]. Un sistema se considera adaptativo cuando se adapta de forma automática y de forma personalizada a las necesida- des del usuario [2]. II. DESARROLLO Actualmente se requiere sistemas de información e innova- ciones tecnológicas que permitan una personalización y El Sistema Hipermedia Adaptativo adapta la información adaptación de la información a las necesidades específicas almacenada y la presenta a los usuarios según sus preferen- de cada usuario, de tal forma que en el campo de la educa- cias, conocimientos e intereses. El proceso de personaliza- ción el sistema permita ayudar a planificar el proceso edu- ción permite mostrar la información que es apropiada para cativo de acuerdo a los contenidos y proveer información el grado de conocimiento de cada usuario y del perfil [2]. que le permita tomar decisiones. El modelo de adaptación posee un conjunto de reglas que permiten adaptar los contenidos al perfil del usuario. El uso La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP ISBN 978-607-487-521-8 1 de reglas para establecer la adaptación está inspirada por Para el desarrollo del sistema se utilizó la metodología del varias investigaciones sobre los SHA, entre ellas la pro- ciclo de vida básico, también llamado modelo en cascada o puesta por Raad y Causse en el 2002 llamada “Modeliza- modelo lineal secuencial, se sigue un enfoque sistemático ción de la adaptación del Sistema Hipermedia basado en secuencial para el desarrollo del software comenzando en reglas Activas” que propone una separación entre la parte un nivel de sistemas y progresando con las etapas del análi- del comportamiento y las entidades del modelo que permi- sis, diseño, codificación, pruebas y mantenimiento [5]. Se ten añadir nuevas técnicas [4]. En esta investigación se uti- determinó mediante el Modelado lo siguiente: lizan reglas de la forma: Actores: Representación de entidades externas que integran el sistema durante su ejecución. Con la ocurrencia de un evento E, si la condición C se Alumno cumple, entonces el sistema ejecuta una acción A. Docente Coordinador En general, las reglas permiten al sistema seleccionar adap- Administrador tativamente, considerando las características del usuario y el tipo de contenido que debe conocer para cumplir con los Casos de Uso: Representa o describen procesos a realizar objetivos. por el sistema. A. Análisis del Sistema Altas El modelo del análisis del Sistema Hipermedia Adaptativo Bajas presenta sus tres componentes para describir su funcionali- Modificaciones dad: Modelo del Usuario, Modelo de Adaptación Modelo Consultas de Contenidos, como se muestra en UML, Figura 1. Se tiene una descripción de los servicios ofrecidos por el sistema bajo el diagrama de Casos de uso [6], donde cada caso de uso es un procedimiento que se ha de llevar. En la Figura 3, se muestra en forma general la interacción y relación de los diversos actores con los Casos de uso. Como el sistema tendrá diferentes acciones y opciones a seguir dependiendo del usuario, se ha realizado un diagrama de subcasos de uso por cada uno de los actores que intervienen en el sistema. A continuación se muestra el caso de uso del Administrador Figura 2. Fig. 1. Modelo del Sistema en UML ALTAS, BAJAS MODIFICACIONES Y CONSULTAS Docentes El sistema permite presentar una adaptación para los cuatro perfiles de los distintos usuarios para el acceso y manipula- «uses» Plan de Estudio ción del sistema: «uses» Programa de Estudio «uses» Usuario Administrador: Realizar todos los proce- sos del sistema como es eliminar, modificar la in- «uses» Planeación de Clase formación y consultas en general. «uses» Usuario Coordinador: Ejecuta todos los procesos Esquema de del sistema menos la eliminación. «uses» Planeación Usuario Docente: Puede realizar consultas genera- «uses» Síntesis de un les, alta de la información y modificación de la in- Modelo Didáctico ADMINISTRADOR formación con respecto a los programas de estudio y la planeación didáctica de las asignaturas. Foro Administrador Usuario Alumno: Consulta información de los pla- nes de estudios y programas educativos. Fig. 2. Diagrama de Caso de Uso del Administrador. Se desarrolló el sistema en una arquitectura cliente-servidor El usuario Coordinador podrá realizar las siguientes accio- de tres capas y se utilizó para su implementación software libre PHP, MySQL y JavaScript. nes como se muestra en la Figura 3. La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP ISBN 978-607-487-521-8 2 tos. El servidor local tiene un comportamiento dual, dado Altas, Modificaciones, Consultas que actúa como cliente o servidor en función de la dirección Docentes de la comunicación [7], como se muestra en la Figura 5. Plan de Estudio «uses» «uses» Programa de Estudio «uses» «uses» «uses» Planeación de Clase «uses» «uses» Esquema de Planeación CoCoOOrRdDiInNAaDdORor Síntesis de un Modelo Foro Fig. 5. Arquitectura Modelo-Cliente Servidor en tres capas Fig. 3. Diagrama de Casos de Uso del Coordinador. Se ha implementado un servidor Web, el cual almacena la base de datos y los archivos del sistema. Esta máquina espe- ra a que lleguen las solicitudes de los clientes, tras la recep- En el caso de uso Docente, que tiene relación con el Mode- ción de una solicitud, la procesa y envía la respuesta al lo de Contenidos y de Secuencias Didácticas, se muestra en cliente. La base de datos de este proyecto se diseñó en base la siguiente figura 4. al modelo relacional, partiendo de la identificación de enti- dades, atributos y relación que llevaron un modelo Entidad- Relación posteriormente se convierten en tablas según el Modelo Relacional y están relacionadas entre sí por medio Plan de Estudio de llaves foráneas, la cual se implementó en MySQL [8,9]. «uses» La arquitectura del Sistema Hipermedia Adaptativo se pre- Programa de Estudio «uses» senta en el entorno de las tres capas mencionadas de la ar- «uses» quitectura cliente/servidor como se muestra a continuación «uses» Planeación de Clase en la Figura 6. «uses» «uses» Esquema de Planeación DOCENTE Docente Síntesis de un Modelo Foro Fig. 4. Diagrama de Casos de Uso del Docente. B. Arquitectura del Sistema La arquitectura cliente-servidor es un modelo de aplicación distribuida en el que las tareas se reparten entre los provee- dores de recursos o servicios, llamador servidores, y los Fig. 6. Arquitectura del Sistema Hipermedia Adaptativo demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza peticio- A continuación en la Figura 7 se presenta el diagrama de nes a otro programa, el servidor, le da respuesta. En el mo- Componentes, más utilizadas, diferenciar los diferentes ti- delo cliente/servidor de tres capas, los clientes son conecta- pos de interfaces que un componente debe proporcionar a dos vía LAN a un servidor de aplicaciones local, el cual a un cliente y con esto detallar los posibles servicios suminis- su vez se comunica con un servidor central de bases de da- La Investigación y las Aplicaciones en Ciencias de la Computación – 2011 - FCC – BUAP ISBN 978-607-487-521-8 3
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