Instituto PolitÉcnico Nacional "La Técnica al Servicio de la Patria"

  
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Colección de Libros del CIDETEC

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Colección CIDETEC: Control Automático

CONTROL AUTOMÁTICO: TEORÍA DE DISEÑO, CONSTRUCCIÓN DE PROTOTIPOS, MODELADO, IDENTIFICACIÓN Y PRUEBAS EXPERIMENTALES

Autores:  Victor Manuel Hernández Guzmán, Ramón Silva Ortigoza, Roberto Valentín Carrillo Serrano   Resumen:   El Centro de Innovación y Desarrollo Tecnológico en Cómputo del Instituto Politécnico Nacional, presenta un libro cuyo objetivo es el de contribuir hacia la reducción de la brecha existente entre la teoría y la práctica en la enseñanza del Control Automático. Por esta razón, aunque el contenido del libro es de nivel Licenciatura puede ser de gran utilidad incluso para aquellas personas involucradas en el proceso enseñanza-aprendizaje del Control Automático en el nivel de Posgrado.   La característica principal de esta obra es que se describe de manera detallada cómo diseñar, construir y probar experimentalmente varios sistemas de control. Para ello, primero se describe la tarea que debe realizar el sistema de control bajo estudio y se obtiene su modelo matemático. Luego, se explica de manera detallada cómo construir el prototipo experimental y cómo estimar los valores numéricos de los parámetros del modelo obtenido previamente (identificación experimental del modelo). Entonces se diseña el controlador correspondiente utilizando la teoría presentada en los primeros capítulos de la obra. Finalmente, se muestra cómo construir el controlador diseñado previamente utilizando electrónica analógica o digital y se presentan los resultados obtenidos experimentalmente.   El libro es especialmente útil para estudiantes y profesores en las carreras de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Mecánica, Mecatrónica e incluso Robótica.
Colección CIDETEC: Mecatrónica

MECATRÓNICA

​Editores: Ramón Silva Ortigoza, Edgar Alfredo Portilla Flores y María Aurora Molina Vilchis. Resumen: El Centro de Innovación  y Desarrollo Tecnológico en Cómputo (CIDETEC) del Instituto Politécnico Nacional, interesado en fomentar la investigación y el posgrado en Mecatrónica, presenta esta obra orientada a estudiantes e investigadores que inician en los aspectos formales de ésta disciplina, con el propósito de ser considerada como material de consulta. Mecatrónica es una compilación de aportaciones que los autores hacen en cuatro áreas: robótica, aplicaciones de la mecatrónica, instrumentación y optimización. Cada capítulo está escrito cuidando no sólo el rigor metodológico de esta disciplina, sino también ilustrando con ejemplos y aplicaciones prácticas los tópicos tratados y de esta manera facilitar al lector su comprensión. Cada contribución está sustentada en investigaciones recientes que se han realizado en universidades de reconocido prestigio, tanto nacionales como internacionales, las cuales sin duda contribuyen al avance de esta ciencia interdisciplinaria.
Colección CIDETEC: Estructura y Representación de Datos un Enfoque Orientado a Objetos

ESTRUCTURA Y REPRESENTACIÓN DE DATOS UN ENFOQUE ORIENTADOS A OBJETOS

​Autores: Fernando Vázquez Torres, Alfonso Leobardo Zarco Istiga y Pilar Gómez Miranda. Resumen: Este es un libro fundamental para todos los estudiantes de las carreras de ciencias de la informática e ingeniería en informática o cualquier otra carrera relacionada con el campo de la informática. Su contenido abarca temas de un curso básico para el aprendizaje de la estructura y representación de datos que normalmente se ubica en los primeros semestres de estas carreras y en el caso particular de esta obra cumple con el programa de estudio del curso de Estructura y Representación de Datos que se imparte en la UPIICSA-IPN. El estudio de esta asignatura requiere de un buen nivel de conocimientos sobre la programación orientada a objetos y sistemas de información, aunque en el desarrollo de los temas de este curso se recuerdan algunos estos conceptos. La obra consta de nueve capítulos que comprenden los principios y conceptos básicos de la Estructura y Representación de Datos Orientada Objetos y la utilización de un lenguaje de programación (C++ o Java) necesarios para iniciarse en la implementación de sistemas informáticos y desarrollo de software. Por lo tanto, es recomendable que los lectores que no poseen conocimientos previos de algún lenguaje de programación orientado a objetos los adquieran para hacer sus aplicaciones, o bien, es un libro especialmente útil para aquellos cuyo principal objetivo es adquirir los fundamentos de la estructura y la representación de datos para, posteriormente, poder afrontar con una base sólida el aprendizaje de aspectos específicos tales como: desarrollo de sistemas de información, aplicaciones Windows, programación Web, aplicaciones de bases de datos, comunicaciones, entre otros. Consideramos que los ejemplos desarrollados contribuyen en gran medida a la adquisición de los conocimientos y la práctica de la estructura y representación de datos principalmente en los sistemas de información. Al final de cada capítulo, los ejercicios planteados pretenden ilustrar, revisar y ampliar los conceptos vistos en los capítulos correspondientes. Los ejercicios van de un grado de dificultad de fáciles a difíciles. La mayoría de los ejercicios propuestos pretenden reforzar las ideas vistas en cada capítulo, mientras que los más difíciles ilustran más ampliamente dichas ideas.
Colección CIDETEC: Lenguajes de Programación III:

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN III: “JAVA”

​Autores: Fernando Vázquez Torres, Alfonso Leobardo Zarco Istiga y Pilar Gómez Miranda. Resumen: Este es un libro fundamental para todos los estudiantes de las carreras de ciencias de la informática e ingeniería en informática o cualquier otra carrera relacionada con el campo de la informática. Su contenido abarca temas de un curso básico para el aprendizaje del lenguaje de programación Java que normalmente se ubica en los primeros semestres de estas carreras y en el caso particular de esta obra cumple con el programa de estudio del curso de Lenguajes de Programación III que se imparte en la UPIICSA-IPN. El estudio de este lenguaje requiere de un nivel mínimo de conocimientos sobre la programación orientada a objetos, lógica de programación y algoritmia, aunque en el desarrollo de los temas de este curso se recuerdan algunos estos conceptos. La obra consta de nueve capítulos que comprenden los principios y conceptos básicos de la programación orientada a objetos y su aplicación al lenguaje Java necesarios para iniciarse en la programación de sistemas informáticos y desarrollo de software. Por lo tanto, resulta especialmente apropiado para los lectores que no poseen estos conocimientos previos del lenguaje Java para, posteriormente, poder afrontar con una base sólida el aprendizaje de aspectos específicos tales como: desarrollo de aplicaciones Windows, programación Web, aplicaciones a bases de datos, comunicaciones, excepciones entre otros. Consideramos que los ejemplos desarrollados contribuyen en gran medida a la adquisición de los conocimientos y la práctica del lenguaje Java. Al final de cada capítulo, los ejercicios planteados pretenden ilustrar, revisar y ampliar los conceptos vistos en los capítulos correspondientes. Los ejercicios van de un grado de dificultad de fáciles a difíciles. La mayoría de los ejercicios propuestos pretenden reforzar las ideas vistas en cada capítulo, mientras que los más difíciles ilustran más ampliamente dichas ideas.
Colección CIDETEC: Tópicos Selectos en Ciencias de la Computación

TÓPICOS SELECTOS EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN

Editores: Víctor Manuel Silva García, Amadeo José Argüelles Cruz y Luis Octavio López Leyva. Resumen: Una de las funciones sustantivas del Instituto Politécnico Nacional es la investigación científica. Al presentar esta obra, los editores y autores, todos miembros activos del Grupo Alfa-Beta, hemos intentado ser congruentes con nuestro origen politécnico, proporcionando al amable lector los resultados de nuestras investigaciones sobre algunos tópicos selectos en ciencias de la computación que cultivamos en el seno del IPN. Este libro está conformado por ocho capítulos, los cuales incluyen temas de gran interés para quienes nos relacionamos con las ciencias de la computación. La presentación de estos ocho Tópicos Selectos en Ciencias de la Computación, se inicia con el trabajo de ALdape & Yáñez, quienes en el CAPÍTULO 1 desarrollan el tema de la reducción dimensional de datos. En el CAPÍTULO 2, Román & Catalán, abundan sobre el primer modelo de memoria asociativa, la Lernmatrix de Steinbuch. Argüelles, Yañez & Silva nos presentan, en el CAPÍTULO 3, una aplicación insólita de los modelos Alfa-Beta: analizan datos del Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de México (SIMAT). El CAPÍTULO 4 contiene relevantes resultados en las investigaciones realizadas por los autores en el área dew la criptografía: se presenta una nueva función biyectiva cuyo dominio está en el conjunto de los números naturales y cuya imagen está en el sistema con enormes potencialidades de aplicación en el ámbito mexicano. Otra aplicación importante de algunos resultados científicos del Grupo Alfa-Beta es presentado por Vázquez & Gómez en el CAPÍTULO 5. Los autores describen la tecnología CIADEC, la cual aglutina elementos de varias ramas de la ciencia, incluyendo estadística, lógica fuzzy e inteligencia artificial, y pormenorizan la aplicación de esta original tecnología en una planta de tratamiento de aguas residuales. El contenido del CAPÍTULO 6 está inmerso en la preocupación de los integrantes del Grupo Alfa-Beta en el cuidado del medio ambiente. Aquí, los autores, López Leyva, López – Yáñez y Flores – Carapia predicen, con éxito, los niveles del IMECA, mediante la aplicación de las SVM Alpha-Beta. El CAPÍTULO 7 contiene los resultados de las investigaciones de los autores Argüelles, Lindig & Yáñez respecto de las redes neuronales Alfa- Beta sin pesos (weightless); presentan, además, el nuevo modelo CAINN (Computing Artificial Intelligence Neural Network), sus fundamentos y posibles aplicaciones. Y como colofón de esta obra, Catalán & Román presentan, en el CAPÍTULO 8, un modelo alternativo, no iterativo, del modelo Hopfield. Los editores y autores de esta obra esperamos que su contenido y presentación sean de utilidad para los amables lectores, y estamos plenamente convencidos de que con este trabajo hemos contribuido con lo que dicta el lema de nuestro amado Instituto Politécnico Nacional: “La Técnica al Servicio de la Patria”.
Colección CIDETEC: Binary Decision Diagrams

BINARY: DECISION DIAGRAMS

Autores: Itzamá López Yañez, Cornelio Yánez Márquez y Oscar Camacho Nieto. Resumen: Una función fundamental del Instituto Politécnico Nacional es la investigación científica. En el presente trabajo los autores intentan ser congruentes con el origen del Instituto, introduciendo al lector a importantes resultados en la investigación relacionada con los Diagramas de Decisión Binaria (BDDs, por sus siglas en inglés), comienza con un estado del arte de las estructuras de datos representada por la función Boolean en circuitos de sistemas digitales CAD. A lo largo de este libro, intentamos presentar un contenido claro, de forma profesional y seria, siguiendo cuanto sea posible los principios contenidos en el nuevo modelo educativo propuesto y promovido por el Instituto Politécnico Nacional estos años. Los Diagramas de decisión binarios, y todos los modelos relacionados surgidos e inspirados en ellos, ha mantenido el interés de científicos investigadores por varias décadas, consolidándose como un tema relevante, apareciendo en publicaciones reconocidas en eventos nacionales e internacionales, conferencias y reuniones de científicos e ingenieros. Este trabajo puede ser usado como un libro de texto para la graduación de cursos especializados en ciencias computacionales, o en semestres avanzados de las escuelas con cursos enfocados en los sistemas computacionales o diseño de circuitos digitales. Los autores del presente libro esperan que su contenido y presentación sea de utilidad para sus lectores, y estamos convencidos de que con este trabajo contribuimos al lema de nuestro amado Instituto Politécnico Nacional: “La Técnica al Servicio de la Patria”.
Colección CIDETEC: BAM Alfa Beta

BAM ALFA BETA

​Autores: Cornelio Yánez Márquez, María Elena Acevedo Mosqueda y Luis Octavio López Leyva. Resumen: El propósito de los autores al presentar esta obra es poner en manos del amable lector un trabajo conciso, serio y profesional sobre las BAM Alfa – Beta, modelos que se fundamentan principalmente en los modelos asociativos Alfa – Beta, los cuales surgieron en 2002 como resultado del trabajo de investigadores mexicanos integrantes del Grupo de Investigación Alfa – Beta, en el Centro de Investigación en Computación del IPN. Las BAM Alfa –Beta constituyen la alternativa Alfa – Beta a los modelos de memorias asociativas bidireccionales, cuyo origen se remonta a 1988, cuando Bart Kosko presenta su famosa BAM, la memoria asociativa bidireccional considerada internacionalmente como la pionera en esta rama de la investigación científica. El libro está conformado por cinco capítulos escritos y organizados de modo tal que se ha pretendido llevar de la mano al lector, con miras a que se introduzcan en el fascinante mundo de las BAM Alfa – Beta, al mismo tiempo que sigue con paso firme la línea del tiempo los desarrollos teóricos. Esta obra es la cristalización de un esfuerzo más de miembros del Grupo Alfa – Beta, quienes han logrado concretar un vasto compendio de productos científicos y tecnológicos, en donde aparecen artículos, ponencias, libros, capítulos de libros, tesis de maestría y doctorado, conferencias, informes técnicos, artículos in extenso nacionales e internacionales de alto impacto, proyectos de investigación apoyados por la SIP-IPN o por el CONACyT, paquetes de software, artículos de divulgación y notas de cursos, entre otros. Los autores de esta obra esperamos que su contenido y presentación sean de utilidad para los amables lectores y estamos plenamente convencidos de que con este trabajo hemos contribuido con lo que dicta el lema de nuestro amado Instituto Politécnico Nacional: “La Técnica al Servicio de la Patria”.
Colección CIDETEC: Memorias Asociativas Bidireccionales Clásicas

MEMORIAS ASOCIATIVAS BIDIRECCIONALES CLÁSICAS

​Autores: Cornelio Yánez Márquez, María Elena Acevedo Mosqueda y Fernando Vázquez Torres. Resumen: Una de las funciones sustantivas del Instituto Politécnico Nacional es la investigación científica. Al presentar esta obra, los autores hemos intentado ser congruentes con nuestro origen politécnico, proporcionando al amable lector los resultados de nuestra investigación sobre las memorias asociativas bidireccionales, cuyo origen puede ser trazado hasta aquel lejano 1988, cuando Bart Kosko, a la sazón investigador de la University of Southern California, propusó la Bidireccional Associative Memory (BAM) con el fin de subsanar la clara desventaja de la autoasociatividad que presentaba el famoso modelo de memoria de Hopfield, el cual había sido un facto clave en el renacimiento de las redes neuronales artificiales, seis años atrás. A lo largo del libro, hemos tratado de presentar el material de manera diáfana, seria y profesional, siguiendo en lo posible los principios rectores del nuevo modelo educativo que se ha impulsado en el IPN durante el último lustro. Esta obra contiene nueve capítulos. En el primero, se describen brevemente los modelos clásicos de memorias asociativas, culminando con el modelo Hopfield, el cual fue tomado como base por Kosko para crear la BAM, tema central del segundo capítulo. A partir de aquí, el lector hará un recorrido por los modelos clásicos de memorias asociativas bidireccionales, que fueron inspirados en el trabajo de Kosko, e intentaban mejorar su capacidad de aprendizaje y recuperación de patrones. Las bases teóricas de estos modelos presentados en los capítulos del tercero al séptimo son variadas: desde el entrenamiento múltiple y los dummies, hasta el tratamiento de estados espurios, el algoritmo de seudo – relajación y el método del gradiente descendente, pasando por las BAM de alto orden y exponenciales, la codificación householder y el aprendizaje bidireccional. En el penúltimo capítulo, se esbozan algunos modelos alternativos a la BAM de Kosko, y como colofón de esta obra se presenta una miscelánea de estrategias para el diseño de BAM. Este libro puede ser usado como texto en cursos de posgrado en ciencias de la computación con especialidad en inteligencia artificial o aprendizaje automático, así como en cursos de los últimos semestres de carreras relacionadas con sistemas computacionales e ingeniería en cómputo.
Colección CIDETEC: Modelos Asociativos Alfa-Beta

MODELOS ASOCIATIVOS: ALFA-BETA

Autores: Cornelio Yánez Márquez, María Elena Acevedo Mosqueda y Pilar Gómez Miranda. Resumen: El propósito de los autores al presentar esta obra, es poner en manos del amable lector un trabajo conciso, serio y profesional sobre los modelos asociativos Alfa-Beta, los cuales surgieron en 2002 como resultado del trabajo de investigadores mexicanos, en el Centro de Investigación en Computación del IPN. Las memorias asociativas han mantenido su presencia en los escenarios de la investigación científica durante varias décadas, y en la actualidad es unos de los temas relevantes que aparecen en publicaciones tales como IEEE Transactions on Information Theory, Pattern Recognition y Neural Networks, entre otras revistas de reconocido nivel y prestigio; además, las memorias asociativas son tema de interés en diferentes eventos nacionales e internacionales, en congresos mundiales y en reuniones de científicos e ingenieros. En ese contexto siguen en franco desarrollo los modelos asociativos Alfa-Beta. El libro está conformado por seis capítulos, escritos y organizados de modo tal, que se ha pretendido llevar de la mano al lector, con miras a que se introduzca en el fascinante mundo de las redes neuronales artificiales y de los modelos matemáticos de memorias asociativas, al mismo tiempo que sigue con paso firme la línea del tiempo de los desarrollos teóricos. Como colofón de esta obra, se incluyen dos capítulos donde se dan a conocer algunos trabajos desarrollados por los miembros del grupo de investigación Alfa-Beta. Es una reducida muestra (por cuestiones de espacio, no podría ser de otro modo) de un vasto compendio de productos científicos y tecnológicos que se han generado a los largo de un lustro de investigación, en donde aparecen artículos, ponencias, libros, capítulos de libros, tesis de maestría y doctorado, conferencias, informes técnicos, artículos in extenso nacionales e internacionales de alto impacto, proyectos de investigación apoyados por la SIP-IPN o por el CONACyT, paquetes de software, artículos de divulgación y notas de cursos, entre otros. Adicionalmente, se presenta una breve lista comentada de temas abiertos relacionados con las redes neuronales y las memorias asociativas Alfa-Beta.
Colección CIDETEC: Lenguajes de Programación II:

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN II: “FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS”

Autores: Alfonso Leobardo Zarco Istiga, Fernando Vázquez Torres y Pilar Gómez Miranda. Resumen: Esta es una obra imprescindible para todos los estudiantes de las carreras de la informática e ingeniería en informática o cualquier otra carrera relacionada con el campo de la informática. Su contenido abarca los temas de un curso básico para el aprendizaje del lenguaje de programación C++ y cumple con los programas de estudio de las carreras que se imparten en el Instituto Politécnico Nacional. Es estudio de este lenguaje necesita de un nivel mínimo de conocimientos sobre lógica de programación en particular de técnicas de diagramación y algoritmia, aunque en la mayoría de la resolución de ejercicios se recuerdan estos conceptos. La obra consta de diez capítulos que comprenden los principios y conceptos básicos de la programación orientada a objetos y C++ necesarios para iniciarse en la programación de sistemas informáticos. Por tanto, resulta especialmente apropiado para los lectores que no poseen conocimientos previos del lenguaje C o para aquellos cuyo principal objetivo es adquirir los fundamentos de C para, posteriormente, poder afrontar con una base sólida el aprendizaje de aspectos específicos tales como; desarrollo de aplicaciones Windows, aplicaciones a bases de datos, comunicaciones, excepciones entre otros. Creemos que los ejercicios contribuyen, en gran medida, a la adquisición y la práctica del aprendizaje del lenguaje C++. Al final de cada capítulo, los ejercicios planteados pretenden ilustrar, revisar y ampliar los conceptos vistos en los mismos. Hay ejercicios bastante fáciles a difíciles. La mayoría de los ejercicios más fáciles pretenden reforzar las ideas vistas en cada capítulo, mientras que los más difíciles ilustran más ampliamente dichas ideas.
Colección CIDETEC: Verificación y Validación de Modelos para la Estimación del Esfuerzo de Desarrollo de Software

VERIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE MODELOS PARA LA ESTIMACIÓN DEL ESFUERZO DE DESARROLLO DE SOFTWARE

Autores: Cuauhtémoc López Martín, Cornelio Yáñez Márquez y Luis Octavio López Leyva. Resumen: Para desarrollar software de mejor calidad y ser competitivos al interior y exterior de nuestro país, las empresas deben someter a la cultura de procesos; diversos modelos de procesos que existen en el mundo; tres de los más conocidos (CMM, SPICE y MoProSoft) consideran a la estimación del esfuerzo de software como una actividad necesaria. Asimismo, criterios y normas tanto internacionales como nacionales para la práctica profesional de la ingeniería de software en las que se basa la industria, las certificaciones profesionales y los modelos curriculares académicos consideran a la estimación del esfuerzo de desarrollo de software. Con el antecedente de que ninguna técnica de estimación del esfuerzo del software es mejor para todas las situaciones, una cuidadosa comparación de los resultados de diversos modelos de estimación es lo más adecuado para generar estimaciones más realistas. Expertos han sugerido que es apropiado usar más de un método para predecir el esfuerzo. De hecho, el consenso de diversos enfoques de estimación usualmente produce mejores resultados que un solo modelo. En este libro se describen los modelos de madurez de procesos de software considerados relevantes como referencia para nuestro país: C;MM, SPICE (ISO 15504) y MoProSoft. De igual forma, dentro del proceso de estimación del software se identifica a la estimación del esfuerzo como una fase posterior a la especificación de requerimientos y estimación del tamaño, y anterior a aquellas fases de estimación de costos, estimación de la calendarización, estimación de recursos de máquina y evaluación de riesgos, entre otras. Se describe, además, la visión genérica de un proceso de software integrada por la definición, desarrollo y mantenimiento y se definen diversas unidades con las que podrían medirse los productos de trabajo de las fases del o los procesos elegidos, sin omitir los fundamentos matemáticos requeridos para la generación y verificación de modelos de estimación del software, así como para validarlos y compararlos entre ellos. Se generan algunos modelos de estimación con base en muestras de datos reales obtenidos por los autores, para posteriormente llevar a cabo su verificación y comparación. Así, se generan y analizan ecuaciones de regresión lineal simple y múltiple, además de incluir una novedad en el área: la generación y verificación de tres modelos difusos. El texto brinda sólidas bases al lector interesado en el tema, y puede ser utilizado de manera autodidacta, en seminarios de investigación y en cursos curriculares en los niveles superior y posgrado.

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