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Development of sputter deposition processes for Zn(O,S) and window layers for Cu(In,Ga)Se2-based solar cells
No full textRenewable energies, such as solar energy, are a fundamental step in the energy transi-tion from fossil fuels to a greener and more sustainable future. Nevertheless, in order to extend the use of photovoltaic (PV) technologies, solar cells efficiency must be in-creased while reducing the manufacturing cost. Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin films are a well-established route for reducing material consumption while maintaining high effi-ciency. However, arising phenomena at the interface between the absorber and the buffer layer, such as defects significantly hinder the full development of this technology. In order to tackle this issue different external conditionings are currently being ex-plored, in this work thermal annealing, light soaking and oxidation were used.
The goal of this research is to improve the interface between (CIGS) and zinc oxysul-phide (Zn(O,S)) buffer in solar cells partially produced in SpuTtering for Advanced Research (STAR). This custom-designed system operates under vacuum, and it was used for the buffer and the window layer production. As the ultimate goal is to transfer the STAR concept to a production line, several challenges need to be addressed. One issue is that solar cells containing Zn(O,S) buffer perform lower than those containing the toxic cadmium sulphide (CdS) produced by chemical bath deposition (CBD), a technique that requires vacuum disruption. Thus, undesirable for production lines.
To increase the performance of Zn(O,S) buffered CIGS solar cells, several process con-ditions (layer thickness and deposition power) were optimized. In addition, the i-ZnO layer was replaced by a ZnMgO layer, and other external variables to the deposition that affect the performance of the CIGS-based solar cells. These included the surface oxidation of CIGS (before growing the Zn(O,S) buffer) under dark and illumination, light soaking, aging, and the conditions for optimal thermal annealing were optimized. With this work, the efficiency of laboratory-scale solar cells processed onto commercial CIGS absorbers by means of STAR, for the provision of the buffer and window layers, increased from 10.2 % to 15.2%, validating the dry processing approach of the buffer/window material system. These results contribute to a deeper knowledge of the causes that influence the performance of these CIGS-based solar cells and will help design superior strategies and increase the process control of the cells prepared using STAR.
RESUMEN
Las energías renovables, como la solar, son un paso fundamental para la transición energética y la eliminación de los combustibles fósiles para un futuro más verde y sostenible. Sin embargo, com el fin de extender el uso de tecnología fotovoltaica (PV por sus siglas en inglés), los paneles y células solares necesitan ser más eficientes y reducir su costo de fabricación. Las películas delgadas de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) son una alternativa bien establecida para reducir el consumo de material manteniendo la eficiencia. No obstante, algunos fenomenos como defectos en la interface entre las capas absorbente y buffer (tampón), dificultan significativamente el pleno desarrollo de esta tecnología. Para abordar este problema, diferentes procedimientos externos estan siendo explorados actualmente. En este trabajo se estudió el annealing térmico, los baños de luz y el efecto de la oxidación.
El objetivo de esta investigación es mejorar la interfaz entre el CIGS y el tampón de oxisulfuro de zinc (Zn(O,S)) en células solares producidas parcialmente mediante sputtering utilizando el sistema STAR (SpuTtering for Advanced Research por sus siglas en inglés). Este sistema está diseñado para el procesado completo de células CIGS sin romper el vacío y en este trabajo se usó para producir las capas tampón y la window (ventana), necessarias para el funcionamento de las células solares sobre absorbentes comerciales. Debido a que el objetivo final es transferir la tecnología de STAR a una línea de producción, es necesario superar diversos desafíos. Un reto importante es aumentar el rendimiento de las células de CIGS provistas con las capas buffer de Zn(O,S), al mismo nivel que los obtenidos con células convencionales basadas en CdS. Este último material no es ideal para implementar en una línea de producción, debido a su toxicidad y a la técnica de deposición empleada (chemical bath deposition (CBD), o baño químico), que necesita la interrupción del vacío en un estadio intermedio de la producción.
Con el fin de aumentar el rendimiento de las células solares CIGS con un tampón de Zn(O,S), diferentes condiciones del proceso (grosor de las capas y potencia de deposición) se optimizaron. Además, se reemplazó la capa de i-ZnO por ZnMgO y se mejoraron otras variables externas a la deposición que afectan el rendimiento de las células solares. Tales como la oxidación superficial previa de CIGS (antes de depositar la capa de Zn(O,S)) bajo oscuridad e iluminación; baños de luz, el efecto de envejecimiento en las células solares; y el annealing térmico.
Con este trabajo se consiguió aumentar la eficiencia de las células de CIGS a la escala de laboratorio del 10.2% hasta 15.2% mediante los depósitos de los sistemas buffer/window utilizando STAR. Esto permitió validar el enfoque de procesamiento en seco del sitema de materiales tampón/ventana. Estos resultados contribuyen a tener un conocimiento más profundo de las causas que influyen en el rendimiento de estas células solares basadas en CIGS, lo que ayudará a diseñar estrategias avanzadas y aumentar el control de proceso y el rendimiento de los dispositivos fabricados con STAR
Aplicación de electrodos con mecanismos redox para la desalinización del agua
No full textLa desionización capacitiva es una tecnología prometedora para la purificación y desalinización de agua salobre con grandes ventajas sobre las tecnologías actuales debido a su bajo coste operativo y a su elevado ratio de recuperación de agua. La mayoría de los sistemas estudiados se basan en la capacidad de adsorción/desorción de los electrodos de carbón activado debido a su elevada superficie. Sin embargo, su capacidad específica de adsorción es limitada ya que la adsorción se produce predominantemente en la superficie de los electrodos. En esta tesis proponemos el uso de polianilina como material de adsorción de iones cloruro. La polianilina es un polímero redox capaz de alojar aniones en varios de sus tres estados cuando se somete a un voltaje externo.
Para ello, sintetizamos polianilina mediante la técnica de electrodeposición y se estudió su comportamiento electroquímico. Se ensambló un sistema CDI híbrido, utilizando PANI como material anódico y tela de carbón activado como cátodo, mostrando una adsorción sobresaliente de 37.26 mg/g Cl a densidades de corriente de 250 A/g. El consumo energético de este sistema fue de 0,4979 kWh/m3. Su estabilidad se evaluó a lo largo de 50 ciclos con una pérdida de capacidad insignificante. Junto con su uso en un sistema CDI, el objetivo de esta tesis fue comprender los mecanismos de funcionamiento de este material, mediante su caracterización física y electroquímica, así como su eficiencia y estabilidad mediante el uso de este material en celdas de desionización capacitiva.
Capacitive deionization is a promising technology for purification and desalination of brackish water with great advantages over current technologies due to its low operating cost and high-water recovery ratio. Most of the system studied relies on the adsorption/desorption capacity of activated carbon electrodes due to its high surface area. However, its specific adsorption capacity is limited since the adsorption is predominantly on the surface of the electrodes. In this thesis we propose the use of polyaniline as a chlorideion adsorption material. Polyaniline is a redox polymer able to accommodate anions in several of its three states when subjected to an external voltage. To this end, we synthesized polyaniline by electrodeposition technique and its electrochemical behavior was studied. A hybrid CDI system was assembled, using PANI as anode material and activated carbon cloth as cathode, showing outstanding adsorption of 37.26 mg/g Cl at current densities of 250 A/g. The energy consumption of this system was of 0.4979 kWh/m3. Its stability was evaluated over 50 cycles with negligible capacity loss. Along with its use in a CDI system, the aim of this thesis was to understand the mechanisms of operation of this material, by means of its physical and electrochemical characterization, as well as its efficiency and stability through the use of this material in capacitive deionization cells
Decentralized Systems for the Protection and Portability of Personal Data
No full textThe transformation introduced by information communication technologies in the last decades significantly impacts the economy and society concerning the digital representation of one’s identity. The economics of exploiting personal information is assisted by the more pervasive nature of today’s digital world: data are at the center of this transformation, and individuals are the primary sources of information and the ones most affected by it. The General Data Protection Regulation (GDPR) is having a significant impact on the protection of personal data. It has been designed for European Union (EU) citizens to help promote a view in favor of the interests of individuals instead of large corporations. However, at a large scale, there need to be more dedicated technologies that can help companies comply with GDPR (and similar regulations) while enabling people to exercise their rights. We argue that such a dedicated solution must address two main issues: the need for more transparency towards individuals regarding the management of their personal information and their often hindered ability to access and make interoperable personal data in a way that the exercise of one’s rights would result in straightforward and not excessively burdensome.
In this work, we make the first step toward these two objectives by designing a user-centered model for managing personal data, where storage is decoupled from the data management logic. We aim to provide a system that helps to push personal data management towards the individual’s control, i.e., a personal information management system (PIMS). By using distributed storage and decentralized computing networks to control online services, users’ personal information could be shifted towards those directly concerned, i.e., the data subjects. The use of Distributed Ledger Technologies (DLTs) and Decentralized File Storage (DFS) as an implementation of decentralized systems is of paramount importance in this case.
The structure of this dissertation follows an incremental approach to describing a set of decentralized systems and models that revolves around personal data and their subjects. Each chapter of this dissertation builds up the previous one and discusses the technical implementation of a system and its relation with the corresponding regulations. Indeed, most of the time, implementations based on decentralized systems clash with laws such as GDPR. We refer to the EU regulatory framework, including GDPR, eIDAS, and Data Governance Act, to build our final system architecture’s functional and non-functional drivers.
In our PIMS design, personal data is kept in a Personal Data Space (PDS) consisting of encrypted personal data referring to the subject stored in a DFS.We use a decentralized indexing system to guarantee the integrity, verifiability, linkability, searchability, and indexing of the encrypted personal data stored in the PDS. We follow the approach to reference data and their content on a DLT, i.e., on-chain hash pointers. Then, we associate to such hash pointer reference a keyword set that is exploited to lookup for specific kinds of contents. On top of that, a network of authorization servers acts as a data intermediary to provide access to potential data recipients. Access to the data stored on a PDS can be allowed by the data holder through smart contracts. These maintain a data structure to record eligible data recipients, i.e., those to whom to issue the keys needed to access the encrypted data. Also, in this case, the GDPR tensions with DLTs drove the architecture to be multi-DLT. Authorization servers use a “tightly controlled” permissioned DLT to handle personal data, while a permissionless “audit” DLT is used for system security and only holds non-personal data.
After describing the design of a decentralized PIMS, we focus on enriching the expressiveness of the access control mechanism through privacy policies. These let data subjects and/or holders express privacy policies aligned with the GDPR legal bases to be enforced through smart contracts. We use a set of Semantic Web technologies and standards for this aim. Finally, we present a Self-Sovereign Identity (SSI) model for providing, requesting, and obtaining qualified data to negotiate and/or execute electronic transactions with a focus on the legal and operational context.
RESUMEN
La transformación introducida por las tecnologías de la información y las comunicaciones en las últimas décadas repercute signifcativamente en la economía y la sociedad en lo que respecta a la representación digital de la identidad personal. La explotación económica de la información personal se ve favorecida por la naturaleza omnipresente del mundo digital actual: los datos están en el centro de esta transformación, y los individuos son las principales fuentes de información y los más afectados por ella. El Reglamento General de Protección de Datos (RGPD) está teniendo un impacto signifcativo en la protección de los datos personales. Ha sido diseñado para los ciudadanos de la Unión Europea (UE) con el f n de ayudar a promover una visión a favor de los intereses de los individuos en lugar de las grandes corporaciones. Sin embargo, a gran escala, es necesario que existan más tecnologías dedicadas que puedan ayudar a las empresas a cumplir con el RGPD (y reglamentos similares) al tiempo que permiten a las personas ejercer sus derechos. Sostenemos que una solución específca de este tipo debe abordar dos cuestiones principales: la necesidad de una mayor transparencia hacia las personas en lo que respecta a la gestión de su información personal y su capacidad, a menudo obstaculizada, de acceder a los datos personales y hacerlos interoperables de forma que el ejercicio de los derechos propios resulte sencillo y no excesivamente oneroso.
En este trabajo, damos el primer paso hacia estos dos objetivos diseñando un modelo de gestión de datos personales centrado en el usuario, en el que el almacenamiento se desvincula de la lógica de gestión de datos. Pretendemos ofrecer un sistema que ayude a impulsar la gestión de datos personales hacia el control del individuo, es decir, un sistema de gestión de información personal (PIMS). Al utilizar el almacenamiento distribuido y las redes de computación descentralizadas para controlar los servicios online, la información personal de los usuarios podría desplazarse hacia los directamente interesados, es decir, los interesados. El uso de las Distributed Ledger Technologies (DLT) y del Decentralized File Storage (DFS) como implementación de sistemas descentralizados es de vital importancia en este caso.
La estructura de esta disertación sigue un método incremental para describir un conjunto de sistemas y modelos descentralizados que gira en torno a los datos personales y sus sujetos. Cada capítulo de esta disertación se basa en el anterior y analiza la implementación técnica de un sistema y su relación con la normativa correspondiente. De hecho, la mayoría de las veces, las implementaciones basadas en sistemas descentralizados chocan con leyes como el RGPD. Nos referimos al marco normativo de la UE, incluidos el RGPD, el eIDAS y la Data Governance Act, para construir los impulsores funcionales y no funcionales de nuestra arquitectura fnal del sistema.
En nuestro diseño de PIMS, los datos personales se guardan en un Espacio de Datos Personales (PDS) que consiste en datos personales cifrados referentes al sujeto almacenados en un DFS. Utilizamos un sistema de indexación descentralizado para garantizar la integridad, verifcabilidad, vinculabilidad, capacidad de búsqueda e indexación de los datos personales cifrados almacenados en el PDS. Seguimos el enfoque para referenciar datos y su contenido en una DLT, es decir, on-chain hash pointers. A continuación, asociamos a dicha referencia de hash pointer un conjunto de palabras clave que se explota para buscar tipos específcos de contenidos. Además, una red de servidores de autorización actúa como intermediaria para facilitar el acceso a los posibles destinatarios de los datos. El acceso a los datos almacenados en un PDS puede ser permitido por el titular de los datos a través de smart contracts. Estos mantienen una estructura de datos para registrar los destinatarios de datos elegibles, es decir, aquellos a quienes expedir las claves necesarias para acceder a los datos cifrados. Además, en este caso, las tensiones del RGPD con las DLT impulsaron a que la arquitectura fuera multi-DLT. Los servidores de autorización utilizan una permissioned DLT “estrechamente controlada” para manejar datos personales, mientras que una “audit” permissionless DLT se utiliza para la seguridad del sistema y sólo contiene datos no personales.
Tras describir el diseño de un PIMS descentralizado, nos centramos en enriquecer la expresividad del mecanismo de control de acceso mediante políticas de privacidad. Éstas permiten a los titulares y /o sujetos de los datos expresar políticas de privacidad alineadas con las bases legales del RGPD que se aplicarán a través de smart contracts. Para ello utilizamos un conjunto de tecnologías y estándares de la Web Semántica. Por último, presentamos un modelo de Self-Sovereign Identity (SSI) para proporcionar, solicitar y obtener datos cualifcados para negociar y /o ejecutar transacciones electrónicas con un enfoque en el contexto legal y operativo
No es solo fachada. El caso de la vivienda social en Carabanchel
No full textLa esencia de este estudio radica en explorar los significados más profundos y trascendentes que pueden emerger de un edificio con el objetivo de estudiar la capacidad del mismo para convertirse en medio de expresión del entorno social y cultural en el que se desarrolla. Desde una perspectiva contemporánea, se aborda el debate sobre la comunicación en la arquitectura, destacando la importancia de recuperar la expresividad en las fachadas más allá de la mera estética. Se parte de la dicotomía entre la arquitectura moderna y su enfoque funcionalista, para seguidamente retomar la importancia que el postmodernismo otorga a la complejidad de un lenguaje formal consolidado en su intento por resurgir de la expresividad y la comunicación. Surgen así cuestiones acerca de la función comunicativa en la arquitectura, la naturaleza de su mensaje, el simbolismo pretendido o el recurso iconográfico y la generación de emociones.
Estas reflexiones se aplican al ámbito de la vivienda colectiva social, considerando los desafíos y prejuicios asociados a ésta. A través del estudio de casos conocidos en el ensanche de Carabanchel, se examinan los medios de composición de las fachadas y su impacto en la configuración urbana y los objetivos del proyecto. En resumen, se pretende valorar la cualidad de los edificios más allá de su apariencia superficial. Dando cabida a que jueguen un papel como representantes de ideas y valores que buscan establecer una conexión profunda con el entorno y las personas. Valorar esta dimensión amplia nos invita a apreciar la arquitectura como una forma de comunicación con impacto en la sociedad contemporánea
Dirección de un proyecto de software real
No full textEn este Trabajo de Fin de Grado se describe y analiza la preparación y el desarrollo de un proyecto de software real realizado por los alumnos del Grado de Matemáticas e Informática de la Universidad Politécnica de Madrid durante el curso 2022-2023. Este trabajo se ha desarrollado en el transcurso de la asignatura Ingeniería del Software que se imparte en el sexto cuatrimestre del grado correspondiente. El progreso y gestión será supervisado por un grupo de seis alumnos, pertenecientes al mismo grado, del cuarto curso. En adelante, este grupo de alumnos será referido como “Jefes de proyecto” y cada jefe desempeña un papel y gestiona un aspecto concreto del proyecto. Asimismo, cada jefe de proyecto tendrá dos equipos de alumnos asignados. El presente TFG relatará el punto de vista de un “Jefe de empresa”, cuyo papel consiste en asegurar un funcionamiento correcto de la clase, que actuará como una empresa. En la primera sección del documento se relata las experiencias personales, obtenidas en la edición 2021-2022 de la asignatura Ingeniería del Software. Posteriormente, se analizan distintos aspectos de la asignatura y del proyecto resultante con la identificación de problemas y propuestas de posibles soluciones. En la segunda sección, se incluyen las fases de reparación individual, planteamiento de mejoras y organización, tanto del proyecto como de la asignatura. También se comentan las herramientas y metodología de trabajo ya que son de vital importancia para el correcto funcionamiento de la empresa. En la tercera sección, se describe el desarrollo del proyecto así como el comportamiento de los equipos. Cada fase de desarrollo se denominará sprint, y se analizan los requisitos a cumplir. Por una parte, se realiza un seguimiento general del desarrollo de todos los equipos y los resultados obtenidos, por otra parte, se realiza un seguimiento más detallado respecto a la gestión de los dos equipos asignados a este TFG. Por último, se detallarán las conclusiones obtenidas del desarrollo y se realizará un análisis de impacto de los resultados obtenidos.
ABSTRACT
This Final Degree Project describes and analyzes the preparation and development of a real software project carried out by students of the Degree in Mathematics and Computer Science of the Polytechnic University of Madrid during the 2022-2023 academic year. This work has been developed in the course of the subject Software Engineering that is taught in the sixth semester of the corresponding grade. The progress and management will be supervised by a group of six students, belonging to the same grade, of the fourth grade. From now on, this group of students will be referred to as "Project Leaders" and each leader plays a role and manages a particular aspect of the project. Each project leader will also have two student teams assigned. This FDP will relate the point of view of a "Company Manager", whose role is to ensure the correct functioning of the class, which will act as a company. The first section of the document recounts the personal experiences obtained in the 2021-2022 edition of the subject Software Engineering. Later, different aspects of the subject and the resulting project are analyzed with the identification of problems and proposals of possible solutions. In the second section, the phases of individual preparation, improvement approach and organization, both project and subject are included. Furthermore, the tools and methodology are also discussed since they are extremely important for the proper operation of the company. The third section describes the development of the project as well as the behaviour of the teams. Each development phase will be called sprint, and the requirements to be met will be analyzed. On the one hand, the development of all teams is generally monitored and the results obtained, on the other hand, a more detailed follow-up is carried out regarding the management of the two teams assigned to this FDP. Finally, the conclusions drawn from the development will be detailed and an impact analysis of the results obtained will be carried out
Aplicaciones Android y Web para los pedidos de comidas en residencias de ancianos
No full textCon la intensificación de la tendencia al envejecimiento de China, la escala de uso de las residencias de ancianos se está expandiendo rápidamente, lo que plantea nuevos desafíos para las capacidades de apoyo logístico y la calidad del servicio de las residencias de ancianos.
En el contexto del rápido desarrollo de la tecnología de la información, en vista de los problemas pendientes, como muchas precauciones para los ancianos al comer y la dificultad para elegir las comidas, diseñé una aplicación que puede pedir comidas en el terminal móvil con tecnología Android, Spring Boot framework y base de datos mariadb, y proporcionar servicio de gestión de fondo web.
Esto puede optimizar el proceso de comedor y mejorar la calidad del servicio de la residencia de ancianos, hacer que sea más conveniente para los ancianos comer diariamente y darse cuenta de la humanización y la inteligencia de pedir comida.
ABSTRACT:
With the intensification of China's aging trend, the scale of use of nursing homes is expanding rapidly, bringing new challenges to the logistics support capabilities and service quality of nursing homes.
In the context of the rapid development of information technology, in view of the remaining problems, such as many precautions for the elderly when eating and the difficulty in choosing meals, I designed an application that can order meals on the Android-powered mobile terminal , Spring Boot framework and mariadb database, and provide web background management service.
This can optimize the dining process and improve the service quality of the nursing home, make it more convenient for the elderly to eat daily, and realize the humanization and intelligence of ordering food
En[2]f-ED: una solución ML para la gestión eficiente de espacios de coworking sobre la plataforma En[2]fa2
No full textLa subida de los precios de la electricidad ha afectado principalmente a la oferta (mayoritariamente doméstica) dentro del mercado eléctrico regulado, conocido como precio voluntario para pequeños consumidores (PVPC), que está expuesto a las fluctuaciones diarias del llamado pool. Pero la escalada también ha afectado a muchas pymes con contratos de libre mercado que han comenzado a revisarse. Un sector que se ha visto muy afectado por los altos precios de la electricidad son los espacios de Coworking, basados en el alquiler de áreas de trabajo. Además del espacio, los Coworkings ofrecen puntos lumínicos, calefacción o aire acondicionado, y puntos de energía para recargar o enchufar dispositivos. Es decir, los precios de la electricidad son un punto clave para la viabilidad de su modelo de negocio, y aquellas soluciones que se traducen en eficiencia y ahorro pueden ser decisivas para su rentabilidad. Esta es la razón por la que proponemos una solución ML para la gestión eficiente de espacios de Coworking sobre la plataforma En[2]fa2. El objetivo en el flujo de trabajo actual es implementar un sistema para respaldar el proceso de toma de decisiones en los espacios de coworking. El sistema se basa en la posibilidad –mediante la gestión remota de la plataforma En[2]fa2– de realizar predicciones y cálculos para apoyar/favorecer un modelo energético más eficiente y económico para las empresas gestoras de Coworking.
ABSTRACT
The rise of electricity prices has mainly impacted supply (mostly domestic) within the regulated electricity market, known as the voluntary price for small consumers (PVPC), which is exposed to the so-called pool’s daily fluctuations. But the ramp-up has also hit many SMEs with free market contracts which have started to be reviewed. A sector that has been greatly affected by electricity high prices is Coworking spaces, based on work areas’ rental. Apart from the space, Coworkings offer light points, heating or air conditioning, and energy points to recharge devices. In other words, electricity prices are a key point for its business model viability, and those solutions which result in efficiency & savings can be decisive for its profitability. This is the reason why we are proposing an ML solution to efficiently manage Coworking spaces on the En[2]fa2 platform. The goal in the current workstream is to implement a system to support Coworking spaces’ decision making process. The system is based on the possibility – through the En[2]fa2 platform remote management – to carry out forecasts and calculations to support/favour a more efficient and cheaper energy model for Coworking managing companies
Modelización vía aprendizaje automático para la predicción de enfermedades cardiovasculares
No full textEl presente documento se enfoca en la aplicación de técnicas de minería de datos y aprendizaje automático para la modelización y predicción de enfermedades cardiovasculares en pacientes. El objetivo principal del proyecto es desarrollar un modelo de predicción que permita identificar a los pacientes con mayor riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares en un futuro cercano. Para alcanzar este objetivo, se ha llevado a cabo una revisión exhaustiva de los conocimientos existentes sobre enfermedades cardiovasculares para comprender el estado actual de la investigación en esta área. Además, se ha realizado una selección y obtención de conjuntos de datos que contengan atributos relevantes para lograr una predicción lo más exacta posible. Se ha buscado que el conjunto de datos sea lo suficientemente grande para el entrenamiento y validación de modelos de predicción, y para ello se ha utilizado el repositorio de datos conocido como Kaggle. En la elaboración de este trabajo de fin de grado, se proporcionará una explicación detallada sobre qué es la minería de datos y las dos técnicas que se utilizarán en el proyecto: clasificación supervisada y no supervisada, así como las técnicas de evaluación que se usarán. Se mencionarán los algoritmos más importantes de cada una de ellas, ya que más adelante se hará uso de ellos. Como parte final del proyecto, se analizarán los resultados obtenidos y se extraerán conclusiones en base a ellos. El objetivo de esta fase es recopilar nueva información útil a través del análisis de los resultados obtenidos con los algoritmos de minería de datos aplicados. Estas conclusiones se utilizarán para mejorar la precisión del modelo de predicción y proporcionar herramientas útiles para la toma de decisiones clínicas en el ámbito de las enfermedades cardiovasculares.
ABSTRACT
This document focusses on the application of data mining and machine learning techniques for the modelling and prediction of cardiovascular disease in patients. The main objective of the project is to develop a predictive model that allows the identification of patients at increased risk of developing cardiovascular disease soon. To achieve this goal, an exhaustive review of existing knowledge on cardiovascular diseases has been carried out to understand the current state of research in this area. Furthermore, a selection and acquisition of datasets containing relevant attributes was carried out to achieve the most accurate prediction possible. The data set has been requested to be large enough for the training and validation of predictive models and, for this purpose, the Kaggle data repository has been used. In the development of this end-of-degree project, a detailed explanation will be provided on what data mining is and the two techniques that will be used in the project: supervised and unsupervised classification, as well as the evaluation techniques that will be used. The most important algorithms of each of them will be mentioned as they will be used later. As the final part of the project, the results obtained will be analysed and conclusions will be drawn on their basis. The objective of this phase is to gather new useful information through the analysis of the results obtained with the applied data mining algorithms. These conclusions will be used to improve the accuracy of the predictive model and provide useful tools for clinical decision making in the field of cardiovascular diseases
Fuzzing RISC-V processors for speculative leaks
No full textLa creciente complejidad del software ha llevado a una mayor vulnerabilidad a ciertas amenazas de seguridad que explotan la optimización de los recursos utilizados para ejecutar (y mantener) dicho software. Fuzzing (también conocido como fuzz testing) ha surgido como un enfoque para identificar dichas vulnerabilidades relacionadas con técnicas de optimización. Las CPU modernas utilizan técnicas de optimización como el uso de “pipelines” de instrucciones, donde las instrucciones se procesan etapa por etapa y, por lo tanto, se pueden ejecutar de forma paralela. Sin embargo, la técnica no está exenta de obstáculos, ya que las etapas lentas, como los accesos a memoria a direcciones que no están presentes en la memoria caché, pueden detener momentáneamente la pipeline mientras se ejecutan (los desencadenantes de la desaceleración de una pipeline de instrucciones se denominan "dependencias"). Para hacer frente a la posible pérdida de eficiencia causada por tales eventos, los procesadores emplean lo denominado como "ejecución especulativa". La ejecución especulativa es una técnica mediante la cual un procesador ejecuta instrucciones de manera especulativa mientras se resuelve una dependencia de pipeline. Usando el ejemplo anterior de un acceso a memoria, esto implicaría que el procesador simule la ejecución de tantas instrucciones como pueda mientras se lleva a cabo dicho acceso. Cuando se ha producido el acceso a memoria, el procesador puede confirmar y aplicar los cambios realizados por las instrucciones que simuló si el acceso fue válido. Si, por ejemplo, el proceso que realiza el acceso no tiene permiso para acceder a la dirección de memoria del mismo, entonces el procesador simplemente revertirá la mayoría de los cambios hechos y procederá a manejar la excepción lanzada después de acceder a una dirección ilegal. Sin embargo, los cambios revertidos por una CPU después de abortar la ejecución especulativa no incluyen al estado de las cachés. Por lo tanto, si un agente malicioso pudiera recuperar el contenido de la memoria caché, podría ganar acceso a información que, de lo contrario, se supondría que es inaccesible al analizar las posibles vulnerabilidades de un producto software. Revizor es una herramienta desarrollada para encontrar automáticamente dichas vulnerabilidades esquivas. Originalmente se implementó para hacer fuzzing sobre programas ensamblador generados aleatoriamente de la arquitectura del conjunto de instrucciones x86, con la intención de encontrar posibles fugas microarquitectónicas que podrían explotarse cuando las fallas antes mencionadas están presentes en el código ensamblador de un programa. El proyecto detrás de este trabajo de fin de grado amplía el alcance de Revizor, permitiendo a la herramienta hacer fuzzing con programas de la arquitectura del conjunto de instrucciones RISC-V. Además, proporciona a la herramienta un script de depuración, que facilitará la expansión de la herramienta para sus futuros desarrolladores.
ABSTRACT
The growing complexity of software has led to an increased presence of vulnerabilities regarding security threats that exploit the optimization of the resources used to run (and maintain) such software. Fuzzing (also referred to as fuzz testing) has emerged as an approach for identifying such vulnerabilities concerning optimization techniques (among others). Modern CPUs make use of optimization techniques such as instruction pipelining, where instructions are processed stage by stage and can therefore be run in a parallel fashion. The technique however is not without holdback, since slow stages, such as memory accesses to addresses that are not present in cache, may momentarily bring the pipeline to a halt while they are being executed (the triggers of the deceleration of an instruction pipeline are called dependencies). To tackle the possible loss of efficiency caused by such events, processors employ what is called "speculative execution". Speculative execution is a technique by which a processor speculatively executes instructions while a pipeline dependency is being solved. Using the previous example of a memory access, this would mean that the processor would simulate the execution of as many instructions as it can while the memory access is taking place. When the memory access has taken place, the processor may commit the changes done by the instructions it simulated if the memory access was valid. If, for example, the process performing the memory access does not have the permission to access the address, then the processor will simply revert most changes and proceed to handle the exception thrown after accessing an illegal address. However, the changes reverted by a CPU after aborting speculative execution do not include the state of the caches. Hence, if a malicious agent were able to retrieve the contents of the cache, they would be able to retrieve information which should otherwise be assumed to be inaccessible when analysing the potential vulnerabilities of a software product. Revizor is a tool developed to automatically find such elusive vulnerabilities. It was originally implemented to fuzz randomly generated assembly programs of the x86 Instruction Set Architecture (or ISA for short), with the intention of finding potential microarchitectural leaks which could be exploited when the aforementioned bugs are present in the assembly code of a program. The work behind this bachelor’s thesis extends the scope of Revizor, allowing it to fuzz programs of the RISC-V ISA. It additionally provides the tool with a debugging script, that will make the expansion of the tool easier for its future developers
Desarrollo de un sistema de intercambio de mensajería y de realización de búsquedas en plataforma Android
No full textEste trabajo tiene como finalidad responder a la limitación que imponen algunas aerolíneas en sus redes Wifi, que impiden el envío de mensajes multimedia y otras muchas funcionalidades presentes en los teléfonos móviles durante el vuelo. Ante este impedimento, se plantea un sistema basado en el envío de mensajes de texto, codificando y decodificando los contenidos multimedia a Base64, un algoritmo que produce una representación como cadena de caracteres. De este modo se evita el bloqueo y se permite, de forma limitada, el envío de imágenes o la búsqueda web de imágenes. El sistema planteado sigue un esquema cliente - servidor, en el que el servidor se encarga de procesar las peticiones, y el cliente solo envía y recibe mensajes de texto hacia/desde el servidor, codificando y decodificando cuando sea necesario. De este modo se realiza una solución para Android que se basa en una aplicación clásica de mensajería, con distintas funcionalidades añadidas, y siguiendo las restricciones expuestas anteriormente. Además, se utilizan servicios de la nube como Firebase y un servidor propio con una API para desarrollar la funcionalidad del servidor. Combinando aplicación cliente y servicios del servidor, se desarrolla un sistema funcional que permite al usuario seguir disfrutando de mensajería multimedia y otras funcionalidades cómodamente en su vuelo.
ABSTRACT
This work is meant to solve the limitation imposed by airlines on their Wifi connectivity, which doesn´t allow sending multimedia messages, limiting many other functionalities that are present on smartphones during the flight. In view of this obstacle, it is proposed a system based in sending of text messages. Through encoding and decoding multimedia content into Base64, an algorithm that produces a string representation we can get through the roadblock and thus the sending of images and web search of images is allowed, in a limited way. The proposed solution follows a client – server model, in which the server is responsible of processing the petitions, and the client sends and receives text messages only, encoding and decoding when necessary. Thus, a solution for Android is developed, based on a standard messaging app, with different added functionalities, and following the restrictions explained above. Web services, such as Firebase, and an own server with an API are also used to develop the server side functionality. Combining the client side application and the server side services, it is developed a functional system that allows the user to continue enjoying multimedia messaging and other functionalities comfortably during their flight