Search

[spa] La identidad y la imagen corporativa de las instituciones educativas se presentan al mundo a través de sus sitios web. En sus sitios web, las instituciones educativas publican su oferta académica, su misión, su visión, sus objetivos académicos, sus logros, sus reglamentos, sus noticias y toda la labor que las instituciones necesitan para darse a conocer a la sociedad. Por lo tanto, los sitios web educativos deben cumplir las normas de accesibilidad que permiten a las personas con y sin discapacidades utilizar la Web. Teniendo en cuenta que las personas con discapacidad no son ajenas al uso de los sitios web educativos, en muchos casos, tienen que enfrentarse a nuevas barreras en lugar de experimentar beneficios. De ahí la importancia de la accesibilidad de los sitios web educativos. La accesibilidad web significa que las personas con algún tipo de discapacidad puedan hacer uso de la Web en las mismas condiciones que el resto de las personas sin discapacidad. Cuando hablamos de accesibilidad web, nos referimos a un diseño y desarrollo web que permite a las personas con discapacidad percibir, entender, navegar e interactuar con la Web. La accesibilidad web también beneficia a otras personas, incluidas las personas mayores cuyas capacidades han disminuido como consecuencia de la edad. Además, la Web se ha convertido en un recurso esencial en la actividad humana: la educación, el empleo, el gobierno, el comercio, la salud, el entretenimiento y muchas otras cosas se benefician de la Web como plataformas de comunicación e interacción. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo de esta tesis es proponer un modelo de proceso para que las organizaciones evalúen continuamente la accesibilidad de sus sitios web para hacerlos más accesibles. Esta tesis se ha desarrollado en tres etapas: caracterización del problema, revisión sistemática de la literatura y propuesta del modelo de proceso. En la caracterización del problema, los sitios web se evaluaron con herramientas automáticas en línea utilizando las Pautas de Accesibilidad al Contenido en la Web (Web Content Accessibility Guidelines, WCAG) 2.0 con niveles de conformidad A y AA y las WCAG 2.1 con nivel de conformidad AAA. Los resultados evidenciaron que el mayor número de errores de accesibilidad se encuentran en los principios robusto y perceptible. También, que los 1,353 sitios web y 463 documentos electrónicos analizados tenían barreras de accesibilidad. En esta etapa se publicaron siete artículos científicos. En el estudio del estado de la cuestión, se determinó que los sitios web que fueron evaluados en los artículos analizados no eran accesibles. En esta etapa se publicaron tres artículos de revisión sistemática de la literatura cuyos principales resultados se presentan a continuación: 1. En 20 de los 25 trabajos, los resultados muestran que la accesibilidad de los sitios web se evalúa con herramientas automáticas; en 2 trabajos, se evalúa con usuarios reales, y en los otros 3 trabajos con herramientas automáticas, usuarios reales y expertos. También se observa que todos los sitios web educativos analizados en los trabajos necesitan corregir errores. 2. Los resultados presentan el análisis y la síntesis de las evaluaciones de 9,140 universidades de 67 países. Los recursos evaluados son 38,416 páginas web, 91,421 vídeos de YouTube y 28,395 documentos PDF. La evaluación utiliza métodos manuales, métodos con herramientas automáticas y una combinación de ambos métodos. La mayoría de los sitios web se evaluaron utilizando las normas ISO/IEC 40500:2012 y la Section 508. 3. Los resultados presentan experimentos narrados de proyectos o individuos que buscan mejorar el aprendizaje colaborativo en el área educativa. Las arquitecturas de software propuestas no contemplan leyes o normas de calidad para el acceso universal. En la tercera y última etapa, se desarrolla un modelo de proceso para la evaluación continua de la accesibilidad de sitios web. El modelo de proceso consta de cuatro fases. La primera fase (Planear) define el problema de accesibilidad, su importancia y las WCAG con las que se evaluará. También determina la situación actual de los sitios web, las posibles causas de los problemas de accesibilidad, clasifica los criterios de éxito por principios, pautas y niveles de conformidad para desarrollar el plan de solución y el plan de acción. La segunda fase (Hacer) permite la ejecución del plan de acción para corregir los problemas de accesibilidad. En esta fase, debemos realizar pruebas continuas con herramientas de evaluación automática, usuarios finales y expertos para corroborar que los cambios han surtido efecto. La tercera fase (Verificar) nos permite medir el cumplimiento y el incumplimiento de los indicadores clave de rendimiento (Key Performance Indicator, KPI) definidos. En esta fase también se determinan los motivos de incumplimiento. La cuarta y última fase (Actuar) documenta las soluciones aprendidas para incluirlas en futuros desarrollos. Esta investigación da como resultado el modelo de proceso para la evaluación continua de la accesibilidad web y su comprobación mediante un estudio de caso para corroborar su funcionalidad y aplicabilidad. [eng] Educational institutions’ identity and corporate image are presented to the world through their websites. On their websites, educational institutions publish their academic offerings, mission, vision, academic goals, achievements, regulations, news, and all the work that the institutions need to make known to society. Therefore, educational websites must meet accessibility standards that allow people with and without disabilities to use the web. Considering that people with disabilities are no strangers to the use of educational websites, in many cases, they have to face new barriers instead of experiencing benefits. Hence the importance of accessibility of educational websites. Web accessibility means that people with disabilities can use the Web under the same conditions as others without disabilities. When we talk about web accessibility, we mean web design and development that enables people with disabilities to perceive, understand, navigate and interact with the Web. Web accessibility also benefits others, including older people whose abilities have diminished as a result of age. In addition, the Web has become an essential resource in human activity: education, employment, government, commerce, health, entertainment, and many other things benefit from the Web as a platform for communication and interaction. Considering the above, the objective of this thesis is to propose a process model for organizations to continuously check the accessibility of their websites to make them more accessible. In three stages, this thesis was developed: characterization of the problem, systematic literature review, and the proposal of the process model. In the problem characterization, the websites were evaluated with automatic online tools using Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) 2.0 with conformance levels A and AA and WCAG 2.1 with conformance level AAA. The results showed that the most accessibility errors were found in the robust and perceivable principles. Also, the 1,353 websites and 463 electronic documents analyzed had accessibility barriers. Seven scientific articles were published in this stage. In the study of state of the art, it was determined that the websites evaluated in the articles analyzed were not accessible. At this stage, three systematic literature review articles were published, the main results of which are presented below: XXIII Abstract 1. In 20 of the 25 papers, the results show that the accessibility of websites is evaluated with automatic tools; in 2 papers, it was evaluated with real users, and in the other three papers with automatic tools, real users, and experts. It is also observed that all the educational websites analyzed in the papers need to correct errors. 2. The results present the analysis and synthesis of the evaluations of 9,140 universities from 67 countries. The evaluated resources are 38,416 web pages, 91,421 You- Tube videos, and 28,395 PDF documents. The assessment uses manual methods, methods with automatic tools, and a combination of both methods. Most of the websites were evaluated using ISO/IEC 40500:2012 and Section 508 standards. 3. The results present narrated experiments of projects or individuals that seek to improve collaborative learning in the educational area. The proposed software architectures do not contemplate laws or quality standards for universal access. In the third and final stage, a process model is developed for the continuous evaluation of the accessibility of websites. The process model consists of four phases. The first phase (Plan) defines the accessibility problem, its importance, and the WCAG against which it will be evaluated. It also determines the current situation of the Web sites, the possible causes of accessibility problems, classifies the success criteria by principles, guidelines, and conformance levels to develop the solution plan and the action plan. The second phase (Do) allows the execution of the action plan to correct the accessibility problems. In this phase, we must perform continuous testing with automatic evaluation tools, end-users, and experts to corroborate that the changes have taken effect. The third phase (Check) allows us to measure compliance and non-compliance with the defined Key Performance Indicators (KPI). The reasons for non-compliance are also determined at this phase. The fourth and final phase (Act) documents the solutions learned for inclusion in future developments. This research results in the process model for ongoing evaluation of continuous web accessibility and its testing through a case study to corroborate its functionality and applicability. [cat] La identitat i la imatge corporativa de les institucions educatives es presenten al món a través dels seus llocs web. En els seus llocs web, les institucions educatives publiquen la seva oferta acadèmica, la seva missió, la seva visió, els seus objectius acadèmics, els seus assoliments, els seus reglaments, les seves notícies i tota la labor que les institucions necessiten per a donar-se a conèixer a la societat. Per tant, els llocs web educatius han de complir les normes d’accessibilitat que permeten a les persones amb i sense discapacitats utilitzar la web. Tenint en compte que les persones amb discapacitat no són alienes a l’ús dels llocs web educatius, en molts casos, han d’enfrontar-se a noves barreres en lloc d’experimentar beneficis. D’aquí la importància de l’accessibilitat dels llocs web educatius. L’accessibilitat web significa que les persones amb alguna mena de discapacitat puguin fer ús de la web en les mateixes condicions que la resta de les persones sense discapacitat. Quan parlem d’accessibilitat web, ens referim a un disseny i desenvolupament web que permet a les persones amb discapacitat percebre, entendre, navegar i interactuar amb la Web. L’accessibilitat web també beneficia a altres persones, incloses les persones majors les capacitats de les quals han disminuït com a conseqüència de l’edat. A més, la Web s’ha convertit en un recurs essencial en l’activitat humana: l’educació, l’ocupació, el govern, el comerç, la salut, l’entreteniment i moltes altres coses es beneficien de la Web com a plataformes de comunicació i interacció. Tenint en compte l’anterior, l’objectiu d’aquesta tesi és proposar un model de procés perquè les organitzacions evaluen contínuament l’accessibilitat dels seus llocs web per a fer-los més accessibles. Aquesta tesi s’ha desenvolupat en tres etapas: caracterització del problema, estat de l’art i proposta del model de procés. En la caracterització del problema, els llocs web es van avaluar amb eines automàtiques en línia utilitzant les Pautes d’Accessibilitat al Contingut en la Web (WCAG) 2.0 amb nivells de conformitat A i AA i les WCAG 2.1 amb nivell de conformitat AAA. Els resultats van evidenciar que el major nombre d’errors d’accessibilitat es trobaren en els principis robust i perceptible. També, que els 1,353 llocs web i 463 documents electrònics analitzats tenien barreres d’accessibilitat. En aquesta etapa es van publicar set articles científics. XXV Resum En l’estudi de l’estat de la qüestió, es va determinar que els llocs web que van ser avaluats en els articles analitzats no eren accessibles. En aquesta etapa es van publicar tres articles de revisió sistemàtica de la literatura els principals resultats de la qual es presenten a continuació: 1. En 20 dels 25 treballs, els resultats mostren que l’accessibilitat dels llocs web s’avalua amb eines automàtiques; en 2 treballs, es va avaluar amb usuaris reals, i en els altres 3 treballs amb eines automàtiques, usuaris reals i experts. També s’observa que tots els llocs web educatius analitzats en els treballs necessiten corregir errors. 2. Els resultats presenten l’anàlisi i la síntesi de les avaluacions de 9,140 universitats de 67 països. Els recursos avaluats són 38,416 pàgines web, 91,421 vídeos de You- Tube i 28,395 documents PDF. L’avaluació utilitza mètodes manuals, mètodes amb eines automàtiques i una combinació de tots dos mètodes. La majoria dels llocs web es van avaluar utilitzant les normes ISO/IEC 40500:2012 i la Section 508. 3. Els resultats presenten experiments narrats de projectes o individus que busquen millorar l’aprenentatge col·laboratiu en l’àrea educativa. Les arquitectures de programari proposades no contemplen lleis o normes de qualitat per a l’accés universal. En la tercera i última etapa, es desenvolupa un model de procés per a l’avaluació contínua de l’accessibilitat de llocs web. El model de procés consta de quatre fases. La primera fase (Planejar) defineix el problema d’accessibilitat, la seva importància i les WCAG amb les quals s’avaluarà. També determina la situació actual dels llocs web, les possibles causes dels problemes d’accessibilitat, classifica els criteris d’èxit per principis, pautes i nivells de compliment per a desenvolupar el pla de solució i el pla d’acció. La segona fase (Fer) permet l’execució del pla d’acció per a corregir els problemes d’accessibilitat. En aquesta fase, hem de realitzar proves contínues amb eines d’avaluació automàtica, usuaris finals i experts per a corroborar que els canvis han fet efecte. La tercera fase (Verificar) ens permet mesurar el compliment i l’incompliment dels indicadors clau de rendiment (KPI) definits. En aquesta fase també es determinen els motius d’incompliment. La quarta i última fase (Actuar) documenta les solucions apreses per a incloure-les en futurs desenvolupaments. Aquesta recerca dóna com a resultat el model de procés per a l’avaluació contínua de l’accessibilitat web i la seva comprovació mitjançant un estudi de cas per a corroborar la seva funcionalitat i aplicabilitat.

[eng] Virtual reality and its related technologies are being used for many kinds of content, like virtual environments or 360-degree videos. Omnidirectional, interactive, multimedia is consumed with a variety of devices, such as computers, mobile devices, or specialized virtual reality gear. Studies on user behavior with computer interfaces are an important part of the research in human-computer interaction, used in, e.g., studies on usability, user experience or the improvement of streaming techniques. User behavior in these environments has drawn the attention of the field but little attention has been paid to compare the behavior between different devices to reproduce virtual environments or 360-degree videos. We introduce an interactive system that we used to create and reproduce virtual reality environments and experiences based on 360-degree videos, which is able to automatically collect the users’ behavior, so we can analyze it. We studied the behavior collected in the reproduction of a virtual reality environment with this system and we found significant differences in the behavior between users of an interface based on the Oculus Rift and another based on a mobile VR headset similar to the Google Cardboard: different time between interactions, likely due to the need to perform a gesture in the first interface; differences in spatial exploration, as users of the first interface chose a particular area of the environment to stay; and differences in the orientation of their heads, as Oculus users tended to look towards physical objects in the experiment setup and mobile users seemed to be influenced by the initial values of orientation of their browsers. A second study was performed with data collected with this system, which was used to play a hypervideo production made of 360-degree videos, where we compared the users’ behavior with four interfaces (two based on immersive devices and the other two based on non-immersive devices) and with two categories of videos: we found significant differences in the spatiotemporal exploration, the dispersion of the orientation of the users, in the movement of these orientations and in the clustering of their trajectories, especially between different video types but also between devices, as we found that in some cases, behavior with immersive devices was similar due to similar constraints in the interface, which are not present in non-immersive devices, such as a computer mouse or the touchscreen of a smartphone. Finally, we report a model based on a recurrent neural network that is able to classify these reproductions with 360-degree videos into their corresponding video type and interface with an accuracy of more than 90% with only four seconds worth of orientation data; another deep learning model was implemented to predict orientations up to two seconds in the future from the last seconds of orientation, whose results were improved by up to 19% by a comparable model that leverages the video type and the device used to play it. [cat] La realitat virtual i les tecnologies que hi estan relacionades es fan servir per a molts tipus de continguts, com entorns virtuals o vídeos en 360 graus. Continguts multimèdia omnidireccional i interactiva són consumits amb diversos dispositius, com ordinadors, dispositius mòbils o aparells especialitzats de realitat virtual. Els estudis del comportament dels usuaris amb interfícies d’ordinador són una part important de la recerca en la interacció persona-ordinador fets servir en, per exemple, estudis de usabilitat, d’experiència d’usuari o de la millora de tècniques de transmissió de vídeo. El comportament dels usuaris en aquests entorns ha atret l’atenció dels investigadors, però s’ha parat poca atenció a comparar el comportament dels usuaris entre diferents dispositius per reproduir entorns virtuals o vídeos en 360 graus. Nosaltres introduïm un sistema interactiu que hem fet servir per crear i reproduir entorns de realitat virtual i experiències basades en vídeos en 360 graus, que és capaç de recollir automàticament el comportament dels usuaris, de manera que el puguem analitzar. Hem estudiat el comportament recollit en la reproducció d’un entorn de realitat virtual amb aquest sistema i hem trobat diferències significatives en l’execució entre usuaris d’una interfície basada en Oculus Rift i d’una altra basada en un visor de RV mòbil semblant a la Google Cardboard: diferent temps entre interaccions, probablement causat per la necessitat de fer un gest amb la primera interfície; diferències en l’exploració espacial, perquè els usuaris de la primera interfície van triar romandre en una àrea de l’entorn; i diferències en l’orientació dels seus caps, ja que els usuaris d’Oculus tendiren a mirar cap a objectes físics de la instal·lació de l’experiment i els usuaris dels visors mòbils semblen influïts pels valors d’orientació inicials dels seus navegadors. Un segon estudi va ser executat amb les dades recollides amb aquest sistema, que va ser fet servir per reproduir un hipervídeo fet de vídeos en 360 graus, en què hem comparat el comportament dels usuaris entre quatre interfícies (dues basades en dispositius immersius i dues basades en dispositius no immersius) i dues categories de vídeos: hem trobat diferències significatives en l’exploració de l’espaitemps del vídeo, en la dispersió de l’orientació dels usuaris, en el moviment d’aquestes orientacions i en l’agrupació de les seves trajectòries, especialment entre diferents tipus de vídeo però també entre dispositius, ja que hem trobat que, en alguns casos, el comportament amb dispositius immersius és similar a causa de límits semblants en la interfície, que no són presents en dispositius no immersius, com amb un ratolí d’ordinador o la pantalla tàctil d’un mòbil. Finalment, hem reportat un model basat en una xarxa neuronal recurrent, que és capaç de classificar aquestes reproduccions de vídeos en 360 graus en els seus corresponents tipus de vídeo i interfície que s’ha fet servir amb una precisió de més del 90% amb només quatre segons de trajectòria d’orientacions; un altre model d’aprenentatge profund ha estat implementat per predir orientacions fins a dos segons en el futur a partir dels darrers segons d’orientació, amb uns resultats que han estat millorats fins a un 19% per un model comparable que aprofita el tipus de vídeo i el dispositiu que s’ha fet servir per reproduir-lo. [spa] La realidad virtual y las tecnologías que están relacionadas con ella se usan para muchos tipos de contenidos, como entornos virtuales o vídeos en 360 grados. Contenidos multimedia omnidireccionales e interactivos son consumidos con diversos dispositivos, como ordenadores, dispositivos móviles o aparatos especializados de realidad virtual. Los estudios del comportamiento de los usuarios con interfaces de ordenador son una parte importante de la investigación en la interacción persona-ordenador usados en, por ejemplo, estudios de usabilidad, de experiencia de usuario o de la mejora de técnicas de transmisión de vídeo. El comportamiento de los usuarios en estos entornos ha atraído la atención de los investigadores, pero se ha dedicado poca atención en comparar el comportamiento de los usuarios entre diferentes dispositivos para reproducir entornos virtuales o vídeos en 360 grados. Nosotros introducimos un sistema interactivo que hemos usado para crear y reproducir entornos de realidad virtual y experiencias basadas en vídeos de 360 grados, que es capaz de recoger automáticamente el comportamiento de los usuarios, de manera que lo podamos analizar. Hemos estudiado el comportamiento recogido en la reproducción de un entorno de realidad virtual con este sistema y hemos encontrado diferencias significativas en la ejecución entre usuarios de una interficie basada en Oculus Rift y otra basada en un visor de RV móvil parecido a la Google Cardboard: diferente tiempo entre interacciones, probablemente causado por la necesidad de hacer un gesto con la primera interfaz; diferencias en la exploración espacial, porque los usuarios de la primera interfaz permanecieron en un área del entorno; y diferencias en la orientación de sus cabezas, ya que los usuarios de Oculus tendieron a mirar hacia objetos físicos en la instalación del experimento y los usuarios de los visores móviles parecieron influidos por los valores iniciales de orientación de sus navegadores. Un segundo estudio fue ejecutado con los datos recogidos con este sistema, que fue usado para reproducir un hipervídeo compuesto de vídeos en 360 grados, en el que hemos comparado el comportamiento de los usuarios entre cuatro interfaces (dos basadas en dispositivos inmersivos y dos basadas en dispositivos no inmersivos) y dos categorías de vídeos: hemos encontrado diferencias significativas en la exploración espaciotemporal del vídeo, en la dispersión de la orientación de los usuarios, en el movimiento de estas orientaciones y en la agrupación de sus trayectorias, especialmente entre diferentes tipos de vídeo pero también entre dispositivos, ya que hemos encontrado que, en algunos casos, el comportamiento con dispositivos inmersivos es similar a causa de límites parecidos en la interfaz, que no están presentes en dispositivos no inmersivos, como con un ratón de ordenador o la pantalla táctil de un móvil. Finalmente, hemos reportado un modelo basado en una red neuronal recurrente, que es capaz de clasificar estas reproducciones de vídeos en 360 grados en sus correspondientes tipos de vídeo y la interfaz que se ha usado con una precisión de más del 90% con sólo cuatro segundos de trayectoria de orientación; otro modelo de aprendizaje profundo ha sido implementad para predecir orientaciones hasta dos segundos en el futuro a partir de los últimos segundos de orientación, con unos resultados que han sido mejorados hasta un 19% por un modelo comparable que aprovecha el tipo de vídeo y el dispositivo que se ha usado para reproducirlo.

[eng] Information Technology (IT) is becoming an essential part of the business and the board is expecting to obtain value from it. However, results are not always as requested, and the board is realizing the necessity to govern IT. IT governance is not a choice anymore because it is gaining more and more attention by board members to better direct and control their IT assets. IT governance is a matter of any business including universities but unfortunately, the adoption of best practices to conduct to good governance is still scarce in this sector. To better align business needs and strategy with IT, several frameworks are arising trying to adopt best practices to obtain more value from IT. In the specific case of the universities, the adoption is still limited, situation accentuated in universities in developing countries because they must deal with the following obstacles: IT governance best practices absence, budget constraints, and the inexistence of any method for implementing a framework. Although the literature has provided solutions, guides, and frameworks for the implementation of IT governance in different sectors, due to the specific situation and needs in developing countries, some adaptations are needed before the adoption of such existing frameworks. Under the scope of two Erasmus+ projects, we developed an IT governance frameworks builder-metamodel, using a research method that combines action and design. The action design research (ADR) method involves the active participation of both researchers and practitioners in various building cycles until the final output is obtained. Our metamodel consists of four phases, i.e., learning, development, deployment, and monitoring. By the improvement cycles, we finally added a prebuilding phase to self-asses their initial situation and attitude towards IT governance. Under each phase, we considered the three IT governance dimensions, i.e., the three IT governance mechanisms, the six ISO/IEC 38500 standard principles, and the three governance actions (direct, evaluate, and monitor). Thus, we presented a simplified best practices catalog, categorized by each standard principle, which framed the adoption and adaptation of their IT governance frameworks, incorporating the maturity model and the improvement activities. Four Tunisian and four Albanian higher education institutions participated in each project, actively designing, developing, deploying, and monitoring their IT governance frameworks and implementation plans. After the IT governance assessment, partners showed similar and shared challenges and common problems, thus researchers and practitioners jointly tailored the best practices catalog adapted to each specific situation. However, although they shared similar problems, the attitude towards changes and improvements was different in each partner, also being influenced by their resources, and the engagement and commitment of their top managers. Therefore, through this thesis we contribute with a metamodel for the implementation of IT governance frameworks in universities in developing countries, as a proposal to increase the adoption of IT governance in such regions. Our metamodel is flexible enough for conducing IT governance implementation in organizations because we followed the ADR phases and thus it can be actively adapted with practitioners. Furthermore, we also contribute with a proposal for the dissemination and training of IT governance concepts, and specifically the construction of IT governance frameworks considering practitioners awareness to the topic and increasing their engagement and maturity. [spa] Las tecnologías de la información (TI) son ya una parte esencial del negocio y la junta directiva espera obtener valor gracias a las TI. Sin embargo, los resultados no siempre son los esperados y la junta directiva se está dando cuenta de la necesidad de gobernar las TI. La gobernanza de las TI ya no es una opción puesto que está ganando cada vez más atención por parte de los miembros de la junta directiva para dirigir y controlar mejor sus activos de TI. La gobernanza de las TI es un asunto de creciente interés en cualquier sector, incluidas las universidades, pero desafortunadamente, la adopción de mejores prácticas para llevar a cabo una buena gobernanza aún es escasa en este ámbito. Para alinear mejor las necesidades y la estrategia del negocio con las TI, están surgiendo varios marcos que intentan adoptar las mejores prácticas para obtener más valor de las TI. En el caso específico de las universidades, la adopción es aún limitada, situación que se acentúa en las universidades de los países en desarrollo porque deben enfrentar los siguientes obstáculos: ausencia de mejores prácticas de gobernanza de TI, restricciones presupuestarias y la inexistencia de cualquier método para implementar un marco de gobernanza de las TI. Si bien la literatura ha proporcionado soluciones, guías y marcos para la implementación de la gobernanza de TI en diferentes sectores, debido a la situación y necesidades específicas de los países en desarrollo, se necesitan algunas adaptaciones antes de la adopción de dichos marcos existentes. En el marco de dos proyectos Erasmus+, hemos desarrollado un metamodelo de construcción de marcos de gobernanza de las TI, utilizando un método de investigación que combina acción y diseño. El método de investigación acción y diseño (ADR por sus siglas en inglés) implica la activa participación de investigadores y profesionales en varios ciclos de construcción hasta obtener el resultado final. Nuestro metamodelo consta de cuatro fases, a saber, aprendizaje, desarrollo, implementación y monitorización. Tras varios ciclos de mejora, finalmente agregamos una fase previa para autoevaluar su situación inicial y su actitud ante la gobernanza de TI. En cada fase, consideramos las tres dimensiones de gobernanza de las TI, es decir, los tres mecanismos de gobernanza de TI, los seis principios de la norma ISO / IEC 38500 y las tres acciones de gobernanza (dirigir, evaluar y monitorizar). Así, presentamos un catálogo de mejores prácticas simplificado, categorizado por cada principio del estándar, que enmarca la adopción y adaptación de sus marcos de gobernanza de las TI, incorporando el modelo de madurez y actividades de mejora. Cuatro instituciones de educación superior tunecinas y cuatro albanesas participaron en cada proyecto, diseñando, desarrollando, implementando y monitorizando activamente sus marcos de gobernanza de TI y sus planes de implementación. Tras la evaluación de la gobernanza de las TI en cada institución, los socios mostraron desafíos y problemas comunes similares y compartidos, por lo que los investigadores y los profesionales diseñaron conjuntamente el catálogo de mejores prácticas adaptado a cada situación específica. Sin embargo, aunque compartían problemas similares, la actitud hacia los cambios y mejoras fue diferente en cada caso, siendo también influenciada por sus recursos y por el compromiso de sus altos directivos. Por lo tanto, a través de esta tesis contribuimos con un metamodelo para la implementación de marcos de gobernanza de TI en universidades de países en desarrollo, como propuesta para incrementar la adopción de la gobernanza de TI en estas regiones. Nuestro metamodelo es lo suficientemente flexible para llevar a cabo la implementación de la gobernanza de las TI en cualquier organización ya que está basado en las fases del método ADR y por tanto puede ser adaptado con la activa participación de los practicantes. Además, también contribuimos con una propuesta para la diseminación y formación de los conceptos de la gobernanza de las TI y específicamente la construcción de marcos de gobernanza de TI, teniendo en consideración la percepción de los asistentes a la temática e incrementando su compromiso y madurez en el tema. [cat] Les tecnologies de la informació (TI) són ja una part essencial del negoci i la junta directiva espera obtenir valor gràcies a les TI. No obstant això, els resultats no sempre són els esperats i la junta directiva s'està adonant de la necessitat de governar les TI. La governança de les TI ja no és una opció ja que està guanyant cada vegada més atenció per part dels membres de la junta directiva per dirigir i controlar millor els seus actius de TI. La governança de les TI és un assumpte de creixent interès en qualsevol sector, incloses les universitats, però desafortunadament, l'adopció de millores pràctiques per dur a terme una bona governança encara és escassa en aquest àmbit. Per alinear millor les necessitats i l'estratègia del negoci amb les TI, estan sorgint diversos marcs que intenten adoptar les millors pràctiques per obtenir més valor de les TI. En el cas específic de les universitats, l'adopció és encara limitada, situació que s'accentua en les universitats dels països en desenvolupament perquè han d'enfrontar els següents obstacles: absència de millors pràctiques de governança de TI, restriccions pressupostàries i la inexistència de qualsevol mètode per implementar un marc de governança de les TI. Si bé la literatura ha proporcionat solucions, guies i marcs per a la implementació de la governança de TI en diferents sectors, a causa de la situació i necessitats específiques dels països en desenvolupament, es necessiten algunes adaptacions abans de l'adopció d'aquests marcs existents. En el marc de dos projectes Erasmus+, hem desenvolupat un metamodel de construcció de marcs de governança de les TI, utilitzant un mètode d'investigació que combina acció i disseny. El mètode d'investigació acció i disseny (ADR per les sigles en anglès) implica l'activa participació d'investigadors i professionals en diversos cicles de construcció fins a obtenir el resultat final. El nostre metamodel consta de quatre fases, a saber, aprenentatge, desenvolupament, implementació i monitoratge. Després de diversos cicles de millora, finalment afegim una fase prèvia per autoavaluar la seva situació inicial i la seva actitud davant la governança de TI. En cada fase, considerem les tres dimensions de governança de les TI, és a dir, els tres mecanismes de governança de TI, els sis principis de la norma ISO / IEC 38500 i les tres accions de governança (dirigir, avaluar i monitoritzar). Així, presentem un catàleg de millores pràctiques simplificat, categoritzat per cada principi de l'estàndard, que emmarca l'adopció i adaptació dels seus marcs de governança de les TI, incorporant el model de maduresa i activitats de millora. Quatre institucions d'educació superior tunisianes i quatre albaneses van participar en cada projecte, dissenyant, desenvolupant, implementant i monitoritzant activament els seus marcs de governança de TI i els seus plans d'implementació. Després de l'avaluació de la governança de les TI en cada institució, els socis van mostrar desafiaments i problemes comuns similars i compartits, de manera que els investigadors i els professionals van dissenyar conjuntament el catàleg de millores pràctiques adaptat a cada situació específica. No obstant això, tot i que compartien problemes similars, l'actitud cap als canvis i millores va ser diferent en cada cas, sent també influenciada pels seus recursos, i pel compromís dels seus alts directius. Per tant, a través d'aquesta tesi contribuïm amb un metamodel per a la implementació de marcs de governança de TI en universitats de països en desenvolupament, com una proposta per incrementar l'adopció de la governança de TI en aquestes regions. El nostre metamodel és prou flexible per dur a terme la implementació de la governança de les TI en qualsevol organització ja que està basat en les fases del mètode ADR i per tant pot ser adaptat amb l'activa participació dels practicants. A més, també contribuïm amb una proposta per a la disseminació i formació dels conceptes de la governança de les TI i específicament la construcció de marcs de governança de TI, tenint en consideració la percepció dels assistents a la temàtica i incrementant el seu compromís i maduresa en el tema.

[spa] Los sistemas de visión artificial han surgido como alternativas competitivas en aplicacionesindustriales, siendo potenciadas actualmente en el camino hacia una industriaágil y flexible. Con su capacidad para lograr una alta precisión al tiempo que garantizaun alto rendimiento en la línea de producción, los sistemas de visión artificial tambiénhan ayudado a adoptar procesos de inspección y control de calidad de manera eficiente.En los últimos años, se ha informado que los sistemas de visión artificial que utilizanmetodologías de aprendizaje profundo (DL) pueden lograr un alto rendimiento, produciendodetecciones consistentes y precisas en diversas tareas de visión por computdormediante redes neuronales convolucionales profundas (DCNN).En esta tesis, abordamos los problemas de detección / reconocimiento de objetivosdesde dos puntos de vista diferentes: regresión de cajas circundantes (bounding boxes) ysegmentación semántica, ambos utilizando DCNN. Ambos enfoques se validan mediantedos aplicaciones conectadas con la industria, relacionadas con la inspección visual y elcontrol de calidad. Ambas soluciones intentan producir detecciones eficientes, ya sea pordiseño a través de la regresión de cajas circundantes rotadas, o por medio del etiquetadode píxeles individuales, la forma a través de la que la segmentación semántica se puedeadaptar, por naturaleza, a la forma de los objetos.En la primera parte de esta tesis, se propone una solución para el reconocimientode objetos en dos etapas. En este trabajo, se desarrolla una arquitectura piramidalbasada en el método Single-Shot multi-box Detector, con el objetivo de inferir cajas circundantesno rotadas. Posteriormente, desarrollamos una red de regresión sencilla parainferir las cajas rotadas sobre la base de las cajas no rotadas resultantes de la primeraetapa. En la segunda parte de esta tesis, desarrollamos soluciones de segmentación anivel de píxel que utilizan anotaciones completas y débiles. En cuanto a la solución totalmentesupervisada, entrenamos una red totalmente convolucional utilizando diferentesfunciones de pérdida, con el objetivo de resolver el problema de detección de objetivosde área pequeña. En cuanto al enfoque de segmentación semántica débilmente supervisada,proponemos una función de pérdida novedosa para contrarrestar los efectos delas anotaciones débiles. Por último, probamos varias estrategias simples para combinarla detección de cajas circundantes no orientados con enfoques de segmentación semánticacon el fin de obtener mejor rendimiento en comparación con la aplicación de losdos métodos de forma independiente. Todos los métodos mencionados anteriormente seevalúan utilizando datasets de las dos tareas de visión consideradas en esta tesis. Losresultados obtenidos nos permiten confirmar un rendimiento competitivo por parte delos métodos desarrollados. [eng] Machine vision systems have emerged as a superior alternative to human labor in industrialapplications, and are still being developed on the way to an agile and flexibleindustry. With its capability to achieve high accuracy while ensuring high throughputon the production line, machine vision systems have also helped to adopt inspectionand quality control processes efficiently. Over the past few years, machine vision systemsmaking use of Deep Learning (DL) methodologies have been reported to be ableto achieve high performance, producing consistent and accurate detections in variousvision tasks by means of Deep Convolutional Neural Networks (DCNN).In this dissertation we approach target detection/recognition problems from two differentpoints of view, namely bounding boxes regression and semantic segmentationusing DCNNs, and validate them by means of two industry-related applications connectedwith visual inspection and quality control. Both solutions try to produce efficientdetections, either by design through regression of rotated bounding boxes, or by meansof individual pixel labelling, the way how semantic segmentation adapts, by nature, tothe shape of the target.In the first part of this thesis, a two-stage solution for object recognition is proposed.In this work, a Feature Pyramid Architecture based on the Single Shot Multi-box Detectoris developed to infer unrotated bounding boxes. Subsequently, a lightweight regressionnetwork is designed to provide the rotated bounding boxes-based detections on thebasis of the resulting unrotated bounding boxes. In the second part of this thesis, pixellevelclassification solutions using full and weak annotations are developed. Regardingthe fully supervised solution, a fully convolutional network is trained using different lossfunctions, what aims at solving the detection problem for small area targets. As for theweakly supervised semantic segmentation approach, a novel loss function is proposedto counteract the effects of weak annotations. At last, we test several simple strategiesto combine the unoriented bounding boxes detection and semantic segmentationapproaches in order to get better performance compared with applying the two methodsindependently. All methods mentioned before are evaluated using datasets from the twovision tasks considered in this dissertation. The results obtained allow us to confirm thecompetitive performance achieved by the methods developed. [cat] Els sistemes de visió artificial han sorgit com alternatives competitives en aplicacions industrials,sent potenciades actualment en el camí cap a una indústria àgil i flexible. Ambla seva capacitat per aconseguir una alta precisió al temps que garanteix un alt rendimenten la línia de producció, els sistemes de visió artificial també han ajudat a adoptarprocessos d’inspecció i control de qualitat de manera eficient. En els últims anys, s’hainformat que els sistemes de visió artificial que utilitzen metodologies d’aprenentatge profund(DL) poden aconseguir un alt rendiment, produint deteccions consistents i precisesen diverses tasques de visió per computador mitjançant xarxes neuronals convolucionalsprofundes (DCNN).En aquesta tesi, abordem els problemes de detecció / reconeixement d’objectiusdes de dos punts de vista diferents: regressió de caixes circumdants (bounding boxes)i segmentació semàntica, ambdues utilitzant DCNN. Tots dos enfocaments es validenmitjançant dues aplicacions connectades amb la indústria, relacionades amb la inspeccióvisual i el control de qualitat. Les dues solucions intenten produir deteccions eficients,ja sigui per disseny a través de la regressió de caixes circumdants rotades, o per mitjà del’etiquetatge de píxels individuals, la forma mitjançant la qual la segmentació semànticaes pot adaptar, per naturalesa, a la forma dels objectes.A la primera part d’aquesta tesi, es proposa una solució per al reconeixement d’objectesen dues etapes. En aquest treball, es desenvolupa una arquitectura piramidal basada enel mètode Single-Shot multi-box Detector, amb l’objectiu d’inferir caixes circumdantsno rotades. Posteriorment, desenvolupam una xarxa de regressió senzilla per inferir lescaixes rotades sobre la base de les caixes no rotades resultants de la primera etapa. A lasegona part d’aquesta tesi, desenvolupem solucions de segmentació a nivell de píxel queutilitzen anotacions completes i febles. Pel que fa a la solució totalment supervisada, entrenemuna xarxa totalment convolucional utilitzant diferents funcions de pèrdua, ambl’objectiu de resoldre el problema de detecció d’objectius d’àrea petita. Pel que fa al’enfocament de segmentació semàntica feblement supervisada, proposem una funció depèrdua nova per contrarestar els efectes de les anotacions febles. Finalment, provamdiverses estratègies simples per combinar la detecció de caixes circumdants no orientadesamb enfocaments de segmentació semàntica per tal d’obtenir millor rendiment encomparació amb l’aplicació dels dos mètodes de forma independent. Tots els mètodesanteriorment esmentats s’avaluen utilitzant datasets de les dues tasques de visió consideradesen aquesta tesi. Els resultats obtinguts ens permeten confirmar un rendimentcompetitiu per part dels mètodes desenvolupats.

[eng] Fog computing is basically an extension of cloud computing where the computing resources are located on the edge of the network, allowing for better performance regarding latency and bandwidth. Hence, data centres (DC) being used in fog computing may be far smaller and so may the number of hosts and switches in use. In this context, the present thesis dissertation undertakes the modelling of some DC designs for fog computing, setting the focus on just simple network topologies, even though more complex ones might achieve better performance. Such topologies may be modelled in different ways, exposing the minimal path, or equal-cost multiple paths, through which a live Virtual Machine (VM) migration of computing assets may take place from a source to a destination host. This way, a user moving throughout a fog domain will have their computing assets following it as close as possible with a minimal time interval, which is the key point in Internet of Things (IoT) moving environments. It is to be stressed that the models are going to be exposed by following an analytical approach, with the combination of different mathematical branches to get the models ready, such as geometry and topology to obtain the appropriate designs, arithmetic to forward the moving assets to the proper destination, logic to implement those actions in flow charts and pseudocode, or algebra to exhibit a formal description of the whole model. The main contribution in this thesis dissertation goes about obtaining models of optimal paths for VM migrations in DC topologies related to fog computing deployments by means of an abstract process algebra called Algebra of Communicating Processes (ACP), which has been used in order to formally specify and verify such models, as it allows to reason about process terms on an analytical basis, getting back to basics regarding the information technology field. In summary, regarding each topology, different models may be proposed, such as by means of flow charts, pseudocode and a formal algebraic model, followed by the presentation of a formal algebraic model for a whole fog/cloud system. [spa] Fog computing es b´asicamente una extensi´on del cloud computing, donde los recursos de computaci´on se encuentran en el borde de la red, lo cual permite un mejor rendimiento en cuanto a latencia y ancho de banda. Por lo tanto, los centros de datos (DC) que se utilizan en fog computing deben ser mucho m´as peque˜nos, as´ı como el n´umero de hosts y switches instalados. En este contexto, esta disertaci´on de tesis aborda el modelado de algunos dise˜nos de DC para fog computing, poniendo el foco solo en topolog´ıas de red simples, aunque otras m´as complejas puedan lograr mejor rendimiento. Dichas topolog´ıas pueden modelarse de diferentes maneras, exponiendo la ruta m´ınima, o rutas m´ınimas de igual costo, a trav´es de las cuales se pueden llevar a cabo las migraciones de recursos entre un host origen y otro destino. De esta manera, un usuario movi´endose por un dominio fog tendr´a sus recursos de computaci´on asociados sigui´endole lo m´as cerca posible en un intervalo de tiempo m´ınimo, siendo ´este el punto clave en los entornos de movilidad IoT. Se debe destacar que los modelos se van a exponer siguiendo un enfoque anal´ıtico, mediante la combinaci´on de diferentes ramas matem´aticas para preparar los modelos de la manera m´as directa, como la geometr´ıa y la topolog´ıa para obtener los dise˜nos adecuados, la aritm´etica para llevar a cabo el movimiento de los recursos de computaci´on al destino adecuado, la l´ogica para implementar esas acciones en diagramas de flujo y pseudoc´odigo, o el ´algebra para proporcionar una descripci´on formal de todo el modelo. La principal contribuci´on en esta disertaci´on de tesis consiste en obtener modelos de rutas ´optimas para migraciones de VM en topolog´ıas de DC relacionadas con despliegues fog computing por medio de un ´algebra de procesos abstracta denominada ACP, con la cual se han especificado y verificado formalmente dichos modelos, ya que permite razonar sobre t´erminos de procesos de forma anal´ıtica, volviendo a los or´ıgenes en el campo de las tecnolog´ıas de la informaci´on. En resumen, con respecto a cada topolog´ıa, se proponen diferentes modelos, tales como diagramas de flujo, pseudoc´odigo y un modelo algebraico formal, para posteriormente presentar un modelo algebraico formal para un sistema completo de fog/cloud. [cat] Fog computing ´es b`asicament una extensi´o del cloud computing, on els recursos de computaci´o es troben al l´ımit de la xarxa, la qual cosa permet un millor rendiment pel que fa a lat`encia i ample de banda. Per tant, els centres de dades (DC) que s’utilitzen en fog computing han de ser molt m´es petits, aix´ı com el nombre de hosts i switches instal􀀀�lats. En aquest context, aquesta dissertaci´o de tesi aborda el modelatge d’alguns dissenys de DC per fog computing, posant el focus nom´es en topologies de xarxa simples, encara que altres m´es complexes puguin aconseguir millor rendiment. Aquestes topologies poden modelar-se de diferents maneres, exposant la ruta m´ınima, o rutes m´ınimes del mateix cost, a trav´es de les quals poden tenir lloc les migracions de recursos entre un host origen i un altre dest´ı. Aix´ı, un usuari movent-se per un domini fog tindr`a els seus recursos de computaci´o associats seguir-lo el m´es a prop possible amb un interval de temps m´ınim, que ´es el punt clau en els entorns de mobilitat IoT. S’ha de destacar que els models van a ´esser exposats seguint un enfocament anal´ıtic, mitjan¸cant la combinaci´o de diferents branques matem`atiques per preparar els models, com la geometria i la topologia per obtenir els dissenys adequats, l’aritm`etica per dur a terme el moviment dels recursos de computaci´o a la destinaci´o adequada, la l`ogica per implementar aquestes accions en diagrames de flux i pseudocodi, o l’`algebra per a proporcionar una descripci´o formal de tot el model. La principal contribuci´o en aquesta dissertaci´o de tesi es basa en obtenir models de rutes `optimes per a migracions de VM en topologies de DC relacionades amb desplegaments fog computing mitjant¸cant un `algebra de processos abstracta anomenada ACP, amb la qual s’han especificat i verificat formalment aquests models, ja que permet raonar sobre termes de processos de forma anal´ıtica, tornant als or´ıgens en el camp de les tecnologies de la informaci´o. En resum, pel que respecta a cada topologia, es proposen diferents models, como ara diagrames de flux, pseudocodi i un model algebraic formal, per a posteriorment presentar un model algebraic formal per a un sistema complet de fog/cloud.

[spa] . Introducción En los últimos años, las tecnologías basadas en la visión han ganado mucho interés entre los investigadores y los profesionales de la salud. Por ejemplo, el uso de dispositivos interactivos y de bajo coste como Microsoft Kinect se ha hecho cada vez más popular en contextos de rehabilitación y terapia física. Gran parte de este interés se ha dirigido a la población de edad avanzada, ya que son más propensos a perder el equilibrio y caer, lo que a su vez provoca grandes costes sociales y de salud. Sin embargo, el uso de estas tecnologías sin una validación previa puede no considerarse seguro y efectivo para estas personas, ya que la mayoría de las aplicaciones disponibles en el mercado no están diseñadas ellas. Por lo tanto, esta tesis pretende proponer y validar sistemas interactivos que usan tecnologías basadas en la visión para mejorar el equilibrio y prevenir caídas entre las personas mayores. . Contenido de la investigación Al principio, realizamos una extensa revisión sistemática de la literatura sobre juegos serios y sistemas de realidad virtual basados en la visión y utilizados para la rehabilitación motora. La búsqueda se basa en las pautas de Kitchenham y responde a preguntas de investigación bien definidas para cubrir adecuadamente las características principales de este campo. Como resultado, proporcionamos las principales cifras, tendencias, tecnologías y participantes, entre otros detalles que los investigadores han abordado. Adicionalmente, proponemos una metodología de investigación para asistir a los ingenieros en el diseño y la presentación de sus estudios clínicos ya que estos aspectos no se han tenido en cuenta en muchos estudios de investigación. A continuación, diseñamos y desarrollamos un conjunto de prototipos de juegos para la rehabilitación del equilibrio. Para lograrlo, seguimos características de diseño específicas que se ocupan del desarrollo de juegos serios para la rehabilitación. Además, colaboramos estrechamente con fisioterapeutas a lo largo de nuestro proceso de trabajo con respecto a la naturaleza multidisciplinaria de este campo. Para evaluar objetivamente la viabilidad y la eficacia de nuestros juegos, realizamos un estudio de un caso en el que dos mujeres mayores se someten a un programa de intervención de 5 semanas en una casa de ancianos en Túnez. Los resultados son prometedores, lo que sugiere que la rehabilitación basada en juegos serios puede ser útil para mejorar el equilibrio en personas mayores y puede incorporarse a un programa de prevención de caídas. Finalmente, desarrollamos un sistema para medir la prueba de alcance funcional (FRT); una de las herramientas clínicas más utilizadas para evaluar el equilibrio en adultos mayores. De hecho, se recomienda evaluar las capacidades del usuario o medir los resultados de una terapia utilizando pruebas clínicas confiables para seleccionar o adaptar adecuadamente una terapia. Para ello, realizamos dos experimentos para validar el uso del dispositivo Microsoft Kinect para medir el FRT. Comparamos las medidas de FRT calculadas por nuestro sistema utilizando Kinect con las obtenidas por el método estándar, es decir, manualmente. Los resultados preliminares sugieren que Microsoft Kinect es confiable y adecuado para calcular esta prueba de equilibrio. . Conclusión En conclusión, los resultados de esta tesis sugieren que las tecnologías de visión por computador se pueden utilizar en la prevención de caídas y la mejora del equilibrio de las personas mayores. Sin embargo, se deben investigar sus efectos a largo plazo para garantizar un despliegue seguro y efectivo de estas tecnologías. Finalmente, vale la pena señalar que el sensor Kinect ha sido descontinuado, pero la tecnología en sí todavía existe en otros productos comerciales. Los algoritmos y aplicaciones desarrollados con Kinect siguen siendo efectivos y válidos, ya que los nuevos dispositivos siguen apareciendo en el mercado y reemplazando a los antiguos. [eng] . Introduction In late years, vision-based technologies gained much interest among researchers and health- care practitioners. For instance, the use of low cost and interactive devices such as Microsoft Kinect became increasingly popular in rehabilitation and physical therapy contexts. Much of this interest has been directed toward elderly population since they are more prone to loss of balance and falls that induce in its turn substantial social and healthcare costs. However, the use of these technologies without previous validation may not be considered safe and effective for this particular category since most of the applications in the market are not primarily designed for them. Therefore, this thesis aims to propose and validate interactive systems based on vision- based technologies for improving balance and preventing falls among elderly people. . Research content At the beginning, we conduct an extensive systematic literature review about vision-based serious games and virtual reality systems used for motor rehabilitation. The search is based on Kitchenham guidelines and answers defined research questions in an effort to properly cover the main features of this field. As a result, we provide the main figures, trends, technologies, and target groups, among other details addressed by researchers. Additionally, we propose a research methodology to assist engineers in the design and report of their clinical studies since these aspects were disregarded in many research studies. Next, we design and develop a set of prototype games for balance rehabilitation. To achieve that, we follow specific framework and design features that deal with the development of serious games for rehabilitation. Moreover, we closely collaborate with physiotherapists along our work process regarding the multidisciplinary nature of this field. To objectively evaluate the feasibility and effectiveness of our games, we conduct a case study where two older women undergo a 5-week intervention program in a Tunisian elderly house. Results are promising suggesting that game-based rehabilitation can be useful for improving balance in elderly people and can be incorporated in a fall prevention program. At the end, we develop a system for measuring the Functional Reach Test (FRT); one of the most used clinical tools to assess the balance of older adults. In fact, it is recommended to assess the capabilities of the user or measure the outcomes of a therapy using reliable clinical tests to properly select or adapt a therapy. For that purpose, we conduct two experiments to validate the use of Microsoft Kinect for measuring the FRT. We compare the FRT measures computed by our system using Kinect with those obtained by the standard method i.e. manually. Findings suggest that Microsoft Kinect is reliable and adequate to calculate this balance test.

[eng] The belief that the shape of a phylogenetic tree re ects the properties of the evolutionary processes underlying it has motivated the study of indices quantifying the graph-theoretical properties of phylogenetic trees and of metrics allowing for their comparison. The main contribution of this PhD Thesis is then the addition to the set of available techniques for the analysis and comparison of phylogenetic trees of the total cophenetic balance index, the family of Collesslike balance indices, and the family of cophenetic metrics. The total cophenetic index turns out to be a good alternative to other popular balance indices like Sackin's and Colless' indices. This index is de ned for multifurcating trees and it achieves its maximum value exactly at the combs and its minimum value among the multifurcating trees exactly at the star trees and among the bifurcating trees at the maximally balanced trees, being the rst balance index published in the literature satisfying this last property. We have computed closed formulas for its expected value under the Yule and the uniform models of bifurcating phylogenetic tree growth and a simple recurrence for its variance under the uniform model. As a by-product of this study, we have obtained a closed formula for the expected value of the Sackin index under the uniform model, a problem that remained open so far. The Colless-like indices provide the rst sound extension to multifurcating trees of the Colless index for bifurcating trees, in the sense that, when restricted to bifurcating trees, they give the classical Colless index up to a constant factor, and, for any given number of leaves, the only multifurcating trees that yield their minimum value are exactly the fully symmetric. These Colless-like indices depend on the choice of a dissimilarity function and of a size of rooted trees, and we show that this choice may a ect how they measure the balance of a tree. In connection with these indices, we introduce in this Thesis our R package \CollessLike", available on the CRAN, that allows to perform goodness of t tests of a phylogenetic tree with null model any - -model. Finally, we have de ned the family of cophenetic metrics d';p, with p 2 f0g [ [1;1[, for phylogenetic trees with possibly nested taxa and weights on the arcs. On di erent types of spaces of non-weighted trees, we have computed their least non-zero value, the order of their diameter, and the neighborhood of any given tree. Moreover, we have obtained closed formulas for the expected value under the Yule and the uniform models of the square of the metric d';2. [spa] La creencia que la forma de un arbol logen etico es un re ejo de las propiedades de los procesos evolutivos subyacentes ha motivado el estudio de ndices que cuanti quen las propiedades gr a cas de un arbol logen etico y de las m etricas que permitan la comparaci on de arboles logen eticos. La principal contribuci on de esta tesis doctoral es entonces la incorporaci on al conjunto de t ecnicas disponibles para el an alisis y la comparaci on de arboles logen eticos del ndice de balance cofen etico total, la familia de ndices de balance Colless-like y la familia de m etricas cofen eticas. El ndice cofen etico total resulta ser una buena alternativa a otros ndices populares de balance como los ndices de Sackin y Colless. Este ndice est a de nido para arboles no binarios, y alcanza su valor m aximo exactamente en los arboles de tipo peine y su valor m nimo entre los arboles arbitrarios exactamente en los arboles estrella y entre los arboles binarios en los m aximo balanceados, siendo el primer ndice de balance publicado que satisface esta ultima propiedad. Hemos calculado f ormulas expl citas para su valor esperado bajo los modelos de Yule y uniforme de crecimiento de arboles logen eticos binarios y una recurrencia simple para su varianza bajo el modelo uniforme. En el decurso de este estudio, hemos obtenido una f ormula expl cita para el valor esperado del ndice de Sackin bajo el model uniforme, un problema que a un permanec a abierto. La familia de los ndices Colless-like proporciona la primera extensi on s olida a arboles logen eticos arbitrarios del ndice de Colless cl asico para arboles binarios, en el sentido de que cuando se restringen a arboles binarios coinciden con el ndice de Colless cl asico salvo un factor constante y, para cualquier n umero de hojas, los unicos arboles que alcanzan su valor m nimo son exactamente los totalmente sim etricos. Estos ndices dependen de la elecci on de una funci on de disimilitud y de un tama~no de arboles, y mostramos que esta elecci on puede afectar la forma en que miden el balance del arbol. En relaci on con estos ndices, presentamos en esta tesis nuestro paquete de R \CollessLike", disponible en la CRAN, que permite realizar pruebas de bondad de ajuste de un arbol logen etico con cualquier modelo - para arboles no binarios como modelo nulo. Finalmente, hemos de nido la familia de las m etricas cofen eticas d';p, con p 2 f0g [ [1;1[, para arboles logen eticos con, posiblemente, nodos interiores etiquetados y pesos en las aristas. Para diferentes tipos de espacios de arboles logen eticos sin pesos en las aristas, hemos calculado el valor m nimo estrictamente positivo de estas m etricas, el orden de magnitud de su di ametro y los entornos de los arboles. Adem as, hemos obtenido f ormulas expl citas para el valor esperado bajo los modelos de Yule y uniforme del cuadrado de la m etrica d';2. [cat] La creen ca que la forma d'un arbre logen etic es un re ex de les propietats dels processos evolutius que hi ha al darrere ha motivat l'estudi d' ndexs que quanti quin les propietats gr a ques dels arbres logen etics i de m etriques que permetin la seva comparaci o. La contribuci o principal d'aquesta tesi doctoral es aleshores la incorporaci o al conjunt de t ecniques disponibles per a l'an alisi i la comparaci o d'arbres logen etics de l' ndex de balan c cofen etic total, la fam lia d' ndexs Colless-like i la fam lia de m etriques cofen etiques. L' ndex cofen etic total es una bona alternativa a altres ndexs de balan c populars com ara els de Sackin i de Colless. Aquest ndex est a de nit per a arbres no binaris, i assoleix el seu valor m axim exactament als arbres de tipus pinta i el seu valor m nim entre els arbres arbitraris exactament als arbres estrella (no binaris) i entre els arbres binaris exactament als arbres m axim balancejats, sent el primer ndex de balan c publicat que satisf a aquesta darrera propietat. Hem calculat f ormules expl cites per al seu valor esperat sota els models de creixement d'arbres logen etics binaris de Yule i uniforme i una recurr encia simple per a la seva vari ancia sota el model uniforme. Com a part d'aquest estudi, hem obtingut una f ormula expl cita per al valor esperat de l' ndex de Sackin sota el model uniforme, un problema que romania obert. Els ndexs Colless-like s on la primera extensi o s olida publicada per a arbres no binaris de l' ndex de Colless, en el sentit que quan es restringeixen a arbres binaris coincideixen amb l' ndex de Colless cl assic llevat d'un factor constant i, per a cada nombre de fulles, els arbres que assoleixen el seu valor m nim s on exactament els totalment sim etrics. Aquests ndexs depenen de l'elecci o d'una funci o de dissimilitud i d'una mida d'arbres, i mostrem que aquesta tria pot afectar la forma com mesuren el balan c. En relaci o amb aquests ndexs, presentem en aquesta tesi el nostre paquet de R \CollessLike", disponible a la CRAN, que permet realitzar proves de bondat d'ajust d'un arbre logen etic amb qualsevol model - per a arbres no binaris com a model nul. Finalment, hem de nit les m etriques cofen etiques d';p, amb p 2 f0g[[1;1[, per a arbres logen etics amb, potser, nodes interiors etiquetats i pesos a les arestes. Per a alguns tipus d'espais d'arbres logen etics sense pesos a les arestes, hem calculat el valor m nim no nul d'aquestes m etriques, l'ordre de magnitud del seu di ametre i els entorns dels arbres. A m es, donem f ormules explicites per a l'esperan ca sota els models de Yule i uniforme del quadrat de d';2.

[eng] When Distributed Embedded Systems (DESs) operate in evolving environments, changing requirements might be imposed on the system, and thus the system needs the ability to adapt to them. Furthermore, when such systems are employed for real-time (RT) critical applications, both support for satisfying stringent RT guarantees and attaining a high level of reliability must be provided. The Flexible Time-Triggered (FTT) communication paradigm provides support for changing real-time traffic requirements in adaptive RT DESs, i.e., it provides RT flexibility. The different implementations of FTT on Ethernet have recently added to FTT advantages of Ethernet such as high bandwidth, low cost and, since Ethernet is the de facto Link Layer standard of many communication systems, also an easier potential integration. A specific FTT implementation on Ethernet, called Flexible Time-Triggered Ethernet Star (FTTRS), has been recently proposed to add mechanisms to tolerate faults in the channel as a means to increase the reliability of the final system. However, it is known that to reach a very high level of system reliability it is crucial to also tolerate faults in the computation nodes. This is so because the computation nodes are usually the most complex components of a DES and, hence, they are less reliable than most of the components that constitute the channel, e.g. the links. This thesis proposes a node replication architecture and appropriate node faulttolerance (FT) mechanisms so as to attain a high level of reliability for critical RT DES. The proposed architecture and FT mechanisms are based on an active node replication strategy with distributed majority voting. The mechanisms are designed on top of FTTRS in order to take advantage of the features that the FTT paradigm and the FTTRS communication subsystem already provide in terms of channel RT flexibility and channel fault tolerance. We start by introducing the concepts, terminology and methodology used to specify, design and test a fault-tolerant system. Special attention has been paid to describing the specific fault-tolerance techniques used in this dissertation. Also, we present the foundations on top of which we develop our node FT mechanisms. In particular we present the FTT communication paradigm and the details of the FTTRS itself. Then, we describe the main contributions of this dissertation. We start by a general description of the overall system. Then, we clarify what types of faults (fault model) we address, and we thoroughly describe and classify all the manners in which these faults may manifest (failure model). Afterwards we focus on describing the proposed FT mechanisms based on both active node replication and FTTRS. Once this description is completed, we propose a realization of the designed FT mechanisms for the specific case of control applications. Moreover, in order to test and verify the correctness of our node replication architecture and FT mechanisms, we present a simulation model as well as a real prototype. We use these simulation model and real prototype to thoroughly inject faults (in terms of all the manners in which faults can manifest according to the failure model) and, then, we inspect if the mechanisms function as intended in both of them. Finally, we build a dependability model to quantify the level of reliability attainable by a DES relying on our node replication architecture and FT mechanisms. By means of the work described in the current dissertation we prove the following thesis statement: “It is possible to attain high levels of reliability of adaptive critical RT DES that rely on a reliable and flexible RT communication subsystem based on an FTT implementation on Ethernet by providing FT mechanisms for the nodes.” [spa] Los sistemas empotrados distribuidos son sistemas compuestos por un conjunto de nodos interconectados que trabajan para lograr un objetivo común y que forman parte de un sistema mecánico o eléctrico más grande. Los nodos suelen estar interconectados por medio de una red de comunicación. En cuanto a las redes de comunicación, en las últimas décadas Ethernet se ha convertido en una de las tecnologías más populares debido a sus muchas ventajas tales como simplicidad, anchos de banda siempre crecientes y bajo coste, entre otras. Cuando los sistemas empotrados distribuidos forman parte de sistemas más grandes que ejecutan aplicaciones críticas, a menudo existe la necesidad de proporcionar un soporte para requisitos de respuesta en tiempo real y para la consecución de una muy elevada fiabilidad. La tecnología original de Ethernet no proporciona ningún soporte de este tipo. Por lo tanto, en esta disertación usamos el recientemente propuesto subsistema de comunicación que recibe el nombre de Flexible Time-Triggered Replicated Star (FTTRS) como medio para interconectar los nodos de los sistemas empotrados distribuidos que ejecutan aplicaciones críticas. FTTRS toma la tecnología de red Ethernet como base y sobre ella proporciona mecanismos para soportar respuesta en tiempo real y elevada fiabilidad. La respuesta en tiempo real es proporcionada por el uso del paradigma de comunicación Flexible Time-Triggered (FTT) implementado sobre el protocolo Ethernet el cual, además de la provisión de garantías de tiempo real, también proporciona flexibilidad, en concreto, la capacidad de modificar el comportamiento de la red en tiempo de ejecución mientras se mantienen las garantías de tiempo real comprometidas. La elevada fiabilidad en FTTRS se logra mediante mecanismos que toleran los fallos que podrían afectar a la comunicación entre nodos. Sin embargo, proporcionar tolerancia a fallos únicamente al subsistema de comunicación no es suficiente para satisfacer los requisitos de fiabilidad más exigentes de las aplicaciones críticas. Para alcanzar altos niveles de fiabilidad, los fallos en los propios nodos del sistema empotrado distribuido también deben ser tratados. En consecuencia, hemos diseñado varios mecanismos de tolerancia a fallos para tratar los fallos que puedan afectar al correcto funcionamiento de los nodos. Estos mecanismos aprovechan las características del subsistema de comunicación FTTRS y del paradigma de comunicación FTT subyacente. Concluyendo, en esta tesis veremos cómo podemos, con la introducción de mecanismos específicos para tolerar los fallos de los nodos de un sistema empotrado distribuido basado en FTTRS, lograr muy elevados niveles de fiabilidad para el sistema en su conjunto. Además del diseño de los mecanismos de tolerancia a fallos de los nodos, también mostraremos cómo se puede evaluar la fiabilidad resultante y estableceremos cuál es el beneficio obtenido, comparando dicha fiabilidad con la de una versión no tolerante a fallos del mismo sistema. [cat] Els sistemes encastats distribuïts són sistemes composts per un conjunt de nodes interconnectats que treballen per aconseguir un objectiu comú i que formen part d’un sistema mecànic o elèctric més gran. Els nodes solen estar interconnectats mitjançant una xarxa de comunicació. Quant a les xarxes de comunicació, en les últimes dècades Ethernet s’ha convertit en una de les tecnologies més populars a causa dels seus molts avantatges tals com a simplicitat, amples de banda sempre creixents i baix cost, entre d’altres. Quan els sistemes encastats distribuïts formen part de sistemes més grans que executen aplicacions crítiques, sovint existeix la necessitat de proporcionar un suport per a requisits de resposta en temps real i per a la consecució d’una molt elevada fiabilitat. La tecnologia original d’Ethernet no proporciona cap suport d’aquest tipus. Per tant, en aquesta dissertació usem el recentment proposat subsistema de comunicació que rep el nom de Flexible Time-Triggered Replicated Star (FTTRS) com a mitjà per interconnectar els nodes dels sistemes encastats distribuïts que executen aplicacions crítiques. FTTRS pren la tecnologia de xarxa Ethernet com a base i sobre ella proporciona mecanismes per suportar resposta en temps real i elevada fiabilitat. La resposta en temps real és proporcionada per l’ús del paradigma de comunicació Flexible Time-Triggered (FTT) implementat sobre el protocol Ethernet el qual, a més de la provisió de garanties de temps real, també proporciona flexibilitat, en concret, la capacitat de modificar el comportament de la xarxa en temps d’execució mentre es mantenen les garanties de temps real compromeses. L’elevada fiabilitat en FTTRS s’aconsegueix mitjançant mecanismes que toleren les fallades que podrien afectar a la comunicació entre nodes. En qualsevol cas, proporcionar tolerància a fallades únicament al subsistema de comunicació no és suficient per satisfer els requisits de fiabilitat més exigents de les aplicacions crítiques. Per aconseguir alts nivells de fiabilitat, les fallades en els propis nodes del sistema encastat distribuït també han de ser tractades. En conseqüència, hem dissenyat diversos mecanismes de tolerància a fallades per tractar les fallades que puguin afectar al correcte funcionament dels nodes. Aquests mecanismes aprofiten les característiques del subsistema de comunicació FTTRS i del paradigma de comunicació FTT subjacent. Concloent, en aquesta tesi veurem com podem, amb la introducció de mecanismes específics per tolerar les fallades dels nodes d’un sistema encastat distribuït basat en FTTRS, aconseguir molt elevats nivells de fiabilitat per al sistema en el seu conjunt. A més del disseny dels mecanismes de tolerància a fallades dels nodes, també mostrarem com es pot avaluar la fiabilitat resultant i establirem quin és el benefici obtingut, comparant aquesta fiabilitat amb la d’una versió no tolerant a fallades del mateix sistema.

[cat]Un sistema encastat distribuït consisteix en un conjunt de nodes computacionals que cooperen per aconseguir un objectiu comú dins d’un sistema físic més gran. En les societats modernes podem trobar aquests sistemes per tots costats: en avions, cotxes i trens; en fàbriques, plantes químiques i centrals elèctriques; en satèl·lits artificials i sondes espacials; en aparells domèstics i en equips mèdics; i en molts altres sistemes. Sigui on sigui que els trobem, i independentment del que facin, els nodes d’un sistema encastat distribuït han de col·laborar per aconseguir un objectiu comú. Així per exemple els nodes d’un cotxe col·laboren per assegurar un viatge segur i agradable i els nodes en una fàbrica col·laboren per fabricar un producte. Com la col·laboració requereix de comunicació, els sistemes encastats distribuïts necessiten un subsistema de comunicació o xarxa que permeti l’intercanvi de missatges entre nodes. Aquests missatges han de ser intercanviats a temps ja que els sistemes encastats distribuïts interactuen amb entorns físics que avancen de forma inexorable i no esperen. Això significa que la xarxa ha de donar suport a la comunicació en temps real; és a dir, els missatges han de ser intercanviats abans d’instants de temps preestablerts, anomenats terminis temporals. Per a aquest tipus de comunicació, Ethernet ha estat tradicionalment inadequat ja que no podia proporcionar garanties de temps real. Però això ha canviat gràcies a nous protocols basats en Ethernet. Entre ells destaquen per la seva flexibilitat els que es basen en el paradigma de comunicació FTT (flexible time-triggered). La propietat clau de FTT és que pot garantir el lliurament a temps de missatges fins i tot si els paràmetres de temps real canvien durant l’execució del sistema. Mentre s’executa el sistema, tant els terminis temporals com els temps de transmissió, els períodes i els temps mínims entre arribades dels missatges poden canviar. Malgrat els seus avantatges, les versions de FTT actuals per Ethernet només satisfan els requisits de temps real si no hi ha fallades ni avaries de components. Desafortunadament això fa que siguin inadequades per a moltes aplicacions en les quals s’usen sistemes encastats distribuïts, com per exemple els subsistemes crítics d’avions i automòbils. Al cap i a la fi, en la realitat, fallades sí que ocorren i cal tractar-los perquè el sistema sigui fiable. En aquesta tesi anem a veure que FTT basat en Ethernet pot ser modificat per ser tolerant a fallades i que això es pot fer sense sacrificar les garanties de temps real o la flexibilitat que el paradigma FTT proporciona. Això obre la possibilitat d’usar Ethernet, amb el seu baix cost i alt ample de banda, en futurs sistemes encastats distribuïts que han de ser tolerants a fallades, flexibles i alhora de temps real. Establim la veracitat de que FTT sobre Ethernet pot fer-se tolerant a fallades (preservant la seva flexibilitat i garanties de temps real) mitjançant un nou subsistema de comunicació que ho demostra. En particular, en aquesta tesi dissenyam tal subsistema de comunicació i demostram la seva factibilitat mitjançant una sèrie de prototips de prova de concepte. El nou subsistema de comunicació, denominat Flexible Time-Triggered Repli-cated Star for Ethernet (FTTRS), es basa en Hard Real-Time Ethernet Switching (HaRTES), que és una implementació en Ethernet commutat del paradigma FTT. En concret, FTTRS tracta les vulnerabilitats d’HaRTES: elimina els punts únics d’avaria d’HaRTES mitjançant la replicació de components crítics, garanteix el determinisme de rèplica d’aquests components replicats, restringeix la semàntica d’avaries dels components segons sigui necessari, i fa que els intercanvis de missatge siguin capaços de tolerar fallades transitòries de canal, mantenint la flexibilitat i les garanties en temps real del paradigma FTT. [spa]Un sistema empotrado distribuido consiste en un conjunto de nodos computacionales que cooperan para alcanzar un objetivo común dentro de un sistema físico más grande. En las sociedades modernas podemos encontrar estos sistemas por todos lados: en aviones, coches y trenes; en fábricas, plantas químicas y centrales eléctricas; en satélites artificiales y sondas espaciales; en aparatos domésticos y en equipos médicos; y en muchos otros sistemas. Sea donde sea que los encontremos, e independientemente de lo que hagan, los nodos de un sistema empotrado distribuido deben colaborar para alcanzar un objetivo común. Así por ejemplo los nodos de un coche colaboran para asegurar un viaje seguro y agradable y los nodos en una fábrica colaboran para fabricar un producto. Como la colaboración requiere de comunicación, los sistemas empotrados distribuidos necesitan un subsistema de comunicación o red que permita el intercambio de mensajes entre nodos. Estos mensajes deben ser intercambiados a tiempo ya que los sistemas empotrados distribuidos interactúan con entornos físicos que avanzan de forma inexorable y no esperan. Eso significa que la red debe dar soporte a la comunicación en tiempo real; es decir, los mensajes deben ser intercambiados antes de instantes de tiempo preestablecidos, llamados plazos temporales. Para este tipo de comunicación, Ethernet ha sido tradicionalmente inadecuado ya que no podía proporcionar garantías de tiempo real. Pero esto ha cambiado gracias a nuevos protocols basados en Ethernet. Entre ellos destacan por su flexibilidad los que se basan en el paradigma de comunicación FTT (flexible time-triggered). La propiedad clave de FTT es que puede garantizar la entrega a tiempo de mensajes incluso si los parámetros de tiempo real cambian durante la ejecución del sistema. Mientras se ejecuta el sistema, tanto los plazos temporales como los tiempos de transmisión, los periodos y los tiempos mínimos entre llegadas de los mensajes pueden cambiar. A pesar de sus ventajas, las versiones de FTT actuales para Ethernet sólo satisfacen los requisitos de tiempo real si no hay fallos ni averías de componentes. Desafortunadamente esto hace que sean inadecuadas para muchas aplicaciones en las cuales se usan sistemas empotrados distribuidos, como por ejemplo los subsistemas críticos de aviones y automóviles. Al fin y al cabo, en la realidad, fallos sí que ocurren y hay que tratarlos para que el sistema sea fiable. En esta tesis demostramos que FTT basado en Ethernet puede ser modificado para ser tolerante a fallos y que esto se puede hacer sin sacrificar las garantías de tiempo real o la flexibilidad que el paradigma FTT proporciona. Esto abre la posibilidad de usar Ethernet, con su bajo coste y alto ancho de banda, en futuros sistemas empotrados distribuidos que deben ser tolerantes a fallos, flexibles y a la vez de tiempo real. Establecemos la veracidad de que FTT sobre Ethernet puede hacerse tolerante a fallos (preservando su flexibilidad y garantías de tiempo real) mediante un novedoso subsistema de comunicación que lo demuestra. En particular, diseñamos tal subsistema de comunicación y demostramos su factibilidad mediante una serie de prototipos de prueba de concepto. El nuevo subsistema de comunicación, denominado Flexible Time-Triggered Replicated Star for Ethernet (FTTRS), se basa en Hard Real-Time Ethernet Switching (HaRTES), que es una implementación en Ethernet conmutado del paradigma FTT. En concreto, FTTRS trata las vulnerabilidades de HaRTES: elimina los puntos únicos de avería de HaRTES mediante la replicación de componentes críticos, garantiza el determinismo de réplica de estos componentes replicados, restringe la semántica de averías de los componentes según sea necesario, y hace que los intercambios de mensaje sean capaces de tolerar fallos transitorios de canal, todo ello manteniendo la flexibilidad y las garantías de tiempo real del paradigma FTT. [eng]Distributed embedded systems consist of a set of computing nodes that cooperate to achieve a common goal within a larger physical system. In modern societies they are ubiquitous. Among other places we find them in aircraft, cars, trains, factories, chemical plants, power plants, human-made satellites, space probes, household appliances, and medical equipment. Wherever we find a distributed embedded system, and whatever it does, its nodes must collaborate to achieve a common goal. For example, the nodes in a car collaborate to ensure a safe and comfortable journey and the nodes in a factory collaborate to manufacture a given product. Collaboration calls for a means of communication: a communication subsystem or network that allows nodes to exchange messages among themselves. These messages must be exchanged on time. Distributed embedded systems interact with physical environments that progress inexorably and do not wait. This means that the network must support \emph{real-time} communication; that is, messages must be exchanged before specified instants of time, called deadlines. For this task, Ethernet has traditionally been unsuitable. It could not provide real-time guarantees. But this has changed thanks to the development of new Ethernet-based protocols. Among them, the ones based on the Flexible Time-Triggered (FTT) communication paradigm stand out because of their flexibility: they can guarantee the timely delivery of messages even if the real-time parameters of messages change at runtime. For instance, deadlines, transmission times, periods, and minimum interarrival times of messages are all allowed to change at runtime. Despite their advantages, current Ethernet versions of FTT can only meet real-time requirements in the absence of faults. But this is unacceptable in many of the domains where distributed embedded systems are deployed, such as critical subsystems in avionics or cars. Faults do occur and they have to be dealt with for the system to be reliable. In this dissertation we deal with such faults. We show that FTT, using Ethernet as the underlying technology, can be made fault tolerant, and that this can be done without sacrificing the real-time guarantees or flexibility that the FTT paradigm provides. Why is this important? Because it opens up the possibility of using high-bandwidth and inexpensive Ethernet in future distributed embedded systems that must simultaneously be fault-tolerant, flexible, and realtime. As to how we show that FTT over Ethernet can be made fault tolerant while preserving its flexibility and hard real-time guarantees, we present a novel communication subsystem that proves the point. In particular, we design such a communication subsystem and show its feasibility by means of a series of proof-of-concept prototypes. The novel communication subsystem, called \emph{Flexible Time-Triggered Replicated Star for Ethernet} (FTTRS), is based on \emph{Hard Real-Time Ethernet Switching} (HaRTES), which is a switched Ethernet implementation of the FTT paradigm. Specifically, FTTRS addresses the vulnerabilities of HaRTES: it eliminates the single points of failure of HaRTES by replicating critical components, it ensures the replica determinism of these replicated components, it restricts the failure semantics of the components as necessary, and it makes message exchanges capable of tolerating transient channel faults, all the while maintaining the flexibility and real-time guarantees of the FTT paradigm.