[pt] Os modelos matemáticos de formação de opiniões vêm sendo estudados pelos físicos principalmente desde os anos 80 e atualmente fazem parte do novo ramo conhecido como Sociofísica. Esta área de pesquisa recente utiliza ferramentas e conceitos da física estatística e computacional. Os modelos deste tipo têm dado bons resultados para descrever certos aspectos do comportamento social e político, como a formação de opiniões, adoção de novas tecnologias ou atitudes extremas, que apresentam uma fenomenologia, a exemplo das transições ordem-desordem, análoga a alguns sistemas físicos. Dentro desse cenário, enquadra-se a presente dissertação, em que estudamos um modelo de formação de opiniões que pode ser associado a qualquer debate público com três opções (sim, não, indecisos). Consideramos uma população de indivíduos (ou agentes) totalmente conectados, que podem estar em três estados diferentes. As interações ocorrem aos pares e são competitivas, sendo negativas com probabilidade p ou positivas com probabilidade 1-p. Esta distribuição bimodal das interações produz um comportamento semelhante ao que resulta da introdução de contrários (no sentido de Galam) na população. Além disso, considera-se que uma certa fração d dos indivíduos são intransigentes ou obstinados, usualmente chamados de inflexíveis em dinâmica de opiniões, que conservam suas opiniões. Estudamos o impacto da concorrência entre contrários e inflexíveis sobre a opinião global, por meio de simulações computacionais. Os nossos resultados mostram que a presença de inflexíveis afeta o comportamento crítico da população só se tal desordem é temperada (em inglês quenched), ou seja, se os intransigentes não alteram as suas convicções com o tempo. Por outro lado, na versão recozida (em inglês annealed) do modelo, em que os inflexíveis são escolhidos em cada intervalo de tempo (isto é, a inflexibilidade é ocasional), a transição de fase de não-equilíbrio que ocorre na ausência de inflexveis permanece inalterada. Discutimos também a relevância do modelo para os sistemas sociais reais. / [en] Mathematical models of opinion formation have been studied by physicists mainly since the 80s and are now part of the new branch known as Sociophysics. This recent area of research borrows tools and concepts from statistical physics. Models of this kind are providing good results to describe certain aspects of the social and political behavior, such as the formation of opinions, adoption of new technologies or extreme attitudes, that present a phenomenology, e.g., order-disorder transitions, analogous to some physical systems. Within this scenario, fits this thesis. We study a model of opinions that can be associated to any public debate with three options (yes, no, undecided). We consider a fully connected population of individuals (or agents), which can be in three different states. Interactions occur by pairs and are competitive, being negative with probability p or positive with probability 1-p. This bimodal distribution of interactions produces a behavior similar to that resulting from the introduction of contrarians (in the sense of Galam) in the population. Furthermore, we consider that a certain fraction d of individuals are intransigent or stubborn, usally called inflexibles in opinion dynamics. These individuals keep their opinions unchanged. By means of computer simulations, we study the impact of competition between contrarians and inflexibles on the formation of the majority opinion. Our results show that the presence of inflexibles affects the critical behavior of the population only if such condition is quenched, that is, if the intransigents not change their beliefs with time. On the other hand, in the annealed version of the model, where the inflexibles are chosen at each time interval (that is, stubborness is occasional), the nonequilibrium phase transition which occurs in the absence of inflexibles is not affected. We also discuss the relevance of the model to real social systems.

[pt] O uso de sistemas baseados em agentes é adequado à construção de software complexo. Para garantir uma ordem social desejável é preciso lidar com a autonomia e a diversidade de interesses dos agentes e as normas são mecanismos eficientes de controle usados para regular o comportamento dos agentes. O teste de software continua sendo amplamente aplicado para garantir a qualidade do software. No contexto de sistemas multiagentes normativos, os testes devem lidar com a necessidade dos agentes atuarem de forma robusta sob condições normativas dinâmicas as quais os desenvolvedores não consideraram. Neste contexto, propomos uma abordagem para testar agentes normativos que seguem o modelo belief-desire-intention. Como contribuições, esta tese apresenta: um framework para desenvolvimento de agentes BDI normativos, o NBDI4JADE; um modelo modelo de faltas para apoiar a identificação dos diferentes tipos de falhas em agentes normativos; um framework para testar agentes BDI normativos, o N-JAT4BDI e, um método para geração de casos de teste a partir de modelos ANA-ML dos agentes. Avaliamos o framework de teste através de um estudo experimental no qual discutimos a eficiência e a eficácia do framework. Avaliamos, também, a eficácia do método de geração de casos de teste,aplicando-o a dois cenários de uso: (i) um sistema para gerenciar a submissão e o processo de revisão de artigos em conferências, e (ii) um sistema de venda de pacotes turísticos de uma agência de viagens. Os resultados obtidos nas avaliações de ambos os frameworks apresentam indícios positivos da eficiência e eficácia na detecção e identificação de falhas em agentes normativos e eficiência na geração dos casos de teste. / [en] The use of agent-based systems is suitable for the construction of complex software. To guarantee a desirable social order one we must deal with the autonomy and diversity of interests of the agents and norms are efficient mechanisms of control used to regulate the behavior of the agents. Software testing still have been widely applied to ensure the software quality. In the context of normative multiagent systems, the test must deal with the need for the agents to act robustly under dynamic normative conditions in which the developers did not consider. In this context, we propose an approach to test normative agents that follow the belief-desire-intention model. Among the contributions, this thesis presents: a framework for development of normative BDI agents, the NBDI4JADE; a fault model to support the identification of different types of failures in normative agents; a framework for testing normative BDI agents, the N-JAT4BDI, and a method for generating test cases from ANA-ML models.We evaluated the test framework through an experimental study in which we discussed the efficiency and effectiveness of the framework. We also evaluate the effectiveness of the test case generation method, applying it to two usage scenarios: (i) a system to the manage submission and the review process of articles in conferences, and (ii) a system of sale of tour packages from a travel agency. The results obtained in the evaluations of both frameworks presented positive indications of efficiency and effectiveness in the detection and identification of failures in normative agents and efficiency in the generation of test cases.

[pt] Esta dissertação apresenta um framework para simulação de um ambiente de microbacias como serious game, onde o compromisso de representação mais realista de personagens, processos e ambientes está alinhado com as características usuais de jogos de entretenimento. O jogo tem por objetivo auxiliar na educação e na discussão de tópicos sobre sustentabilidade econômica e preservação do meio ambiente. Além da simulação física do terreno, este trabalho agrega uma nova funcionalidade ao simulador capaz de simular a interação dos habitantes de uma microbacia com o terreno e a interação entre eles na forma de um jogo. O framework permite a implementação de lógicas nos agentes, que simulam os habitantes, e as conjurações para atualização de preços e de valores de produção. / [en] This dissertation presents a framework for the simulation of a watershed environment as a serious game, where the commitment of a more realistic representation of characters, processes and environment is aligned with the usual features of entertaining games. The game aims to assist education and discussing topics on economic sustainability and environmental preservation. In addition to the physical simulation of the terrain, this work adds a new functionality to the simulator which makes it capable of simulating the interaction of the inhabitants of a small watershed with the terrain and the interaction between them as a game. The framework allows us to implement logic in the agents that simulate inhabitants, and the settings for updating prices and values of production.

[pt] Teste de software é uma atividade crítica no processo de desenvolvimento de sistemas, principalmente devido ao aumento da complexidade das aplicações atuais e pelo impacto que tais aplicações podem gerar. Relacionado a essa complexidade, o paradigma de sistemas multiagentes tem sido utilizado especialmente quando entidades pró-ativas, autônomas, autoadaptáveis e distribuídas precisam ser desenvolvidas. Para acompanhar a criação, manutenção e execução dos testes nesses sistemas, torna-se necessária a adoção de um processo de gerência, pois prevê a realização das atividades de planejamento, projeto, execução e acompanhamento dos testes. Visando ajudar nessa gerência, a tese apresenta o Java self-Adaptive Agent Framework for Self- Test (JAAF mais T), framework que permite a criação de agentes autoadaptativos capazes de realizar autoteste, isto é, coordenar a execução dos testes necessários para validar suas autoadaptações. Como diversas informações são usadas para ajudar na gerência desses testes, documentá-las ajuda a entender como evoluir e executá-los. Baseada nessa preocupação, a tese oferece uma nova linguagem de modelagem chamada de UML Testing Profile for Coordination (UTP-C), perfil (profile) da UML que permite a modelagem dessas informações. Por fim, para automatizar o processo de gerência dos testes executados por agentes autoadaptativos, a tese apresenta ferramentas capazes de gerar de forma automática artefatos usados pelo JAAF mais T baseados em modelos UTP-C. / [en] Testing software systems has become a critical activity of software development over time. Especially when the development of complex systems, which are able to self-adapt theirs behaviors when necessary, is becoming extremely common. In this context, the multi-agent system (MAS) paradigm has been used especially when distributed, autonomous and pro-active entities are represented. Aiming to control the creation, maintenance and execution of tests on these systems, it is necessary to adopt a management process that considers the activities of planning, design, execution and monitoring of the tests. In order to help this management, the thesis presents the Java self-Adaptive Agent Framework for Self-Test (JAAF more T), that aims to allow the creation of selfadaptive agents that perform self-tests. Since several data are used to help the management of the tests, documenting them helps to understand how to evolve and execute them. Based on this concern, the thesis offers a new modeling language called UML Testing Profile for Coordination (UTP-C), profile of the UML that allows the modeling of these data. At last, but not least important, tools, which were created to automate the management of the tests executed for selfadaptive agents, are presented to generate useful artifacts used for instances of the JAAF more T based on UTP-C models.

[pt] Este trabalho apresenta um modelo de avaliação de aprendizagem em debates síncronos e presenciais mediados pela web. O modelo é construído para atender as necessidades da avaliação do ensino levado a efeito segundo três paradigmas metodológicos: a aprendizagem centrada no aprendiz, a aprendizagem colaborativa e a aprendizagem guiada por problemas. Uma máquina de estados é proposta para suporte à avaliação da participação do aprendiz, segundo a Teoria do Vínculo de Enrique Pichon Rivière, permitindo assim um juízo de valor sobre comportamentos observáveis e aferição de aprendizagem de conhecimentos em um processo de construção coletiva e baseada em problemas colocados como desafios para os aprendizes. O ambiente AulaNetTM é utilizado como referencial, dadas as suas características de servidor de conteúdo e por se constituir em um ambiente para ensino à distância cuja concepção permite o uso da metodologia de ensino cooperativo. O acoplamento dos sistemas foi concebido de modo a atender as diretivas de simplicidade e dependência estrutural mínima. Para o módulo de avaliação é suficiente acessar a base do AulaNetTM e transferir os dados para a base do mesmo, a fim de garantir a independência dos sistemas. Um padrão do tipo quadro-negro (blackboard) é projetado para implementar essas características. / [en] This work presents a model for learning evaluation to be used in web-based learning systems. This model is constructed to provide conditions for a correct use of three learning paradigms: Learner centered learning, Cooperative Learning and Problem Based Learning. A finite state machine is proposed to support the evaluation of the apprentice`s participation under the Vinculum Theory by Enrique Pichon Rivière. As designed, the teacher can do a judgement of the observable behavior of each student and make an evaluation of the knowledge learning in a collective construction process based on the PBL (Problem Based Learning) strategy. The AulaNetTM environment is used in this work because it has a well-designed content server structure and is strongly oriented towards collaborative learning. The binding of the proposed model with the AulaNetTM environment follows the guidelines of simplicity and minimal dependence of both systems. A blackboard architecture is implemented to get the characteristics of independence and low complexity described above.

[pt] A escolha e materialização de índices são atividades comumente realizadas por administradores de bancos de dados (DBAs) para acelerar o processamento de aplicações de bancos de dados. Devido à complexidade da tarefa de seleção de índices e à pressão por maior produtividade sobre os profissionais que realizam sintonia, diversos trabalhos na literatura e em sistemas comerciais procuram obter ferramentas que possam apoiar o DBA na escolha dos melhores índices para uma dada carga de trabalho. Classificamos estes trabalhos como sendo de auto-sintonia local, uma vez que se focam em um problema de sintonia específico, em oposição a trabalhos de auto-sintonia global, que almejam obter um desempenho aceitável para o sistema como um todo. Esta dissertação propõe duas arquiteturas que permitem automatizar completamente a sintonia de índices. A indepedência de intervenção humana é obtida através do uso de agentes de software. A combinação de agentes com SGBDs torna os sistemas mais autônomos e capazes de auto-sintonia. Implementamos uma das arquiteturas propostas no SGBD de código fonte aberto PostgreSQL e obtivemos resultados experimentais com uma carga transacional que mostram a viabilidade de nossa abordagem. / [en] The choice and materialization of indexes are activities commonly done by database administrators to speed up database application processing. Due to the complexity of the index selection task and to the pressure for productivity increase put on tuning professionals, many works on the literature and on commercial systems seek for tools that can help the DBA choose the best indexes for a given workload. We classify these works as local self- tuning, once they are interested in a specific tuning problem, in opposition to global self-tuning work, which is targeted at obtaining acceptable performance for the system as a whole. This dissertation proposes two architectures that allow the complete automation of the index tuning task. Human intervention independence is achieved through the use of software agents. The combination of agents and DBMS makes systems more autonomous and self-tuning. We have implemented one of the proposed architectures in the open source DBMS PostgreSQL and obtained experimental results with a transactional workload that show the feasibility of our approach.

[pt] Nesta pesquisa, apresentam-se restrições de participação ex-post num cenário em que, repetidamente, dois agentes têm de tomar uma ação conjunta, não podem recorrer a pagamentos laterais, e em cada período recebem privadamente informação sobre as suas preferências. Derivam-se uma série de resultados. Primeiro, mostra-se que independentemente de quão pacientes sejam os agentes, qualquer mecanismo satisfazendo restrições de participação ex-post fornece resultados distantes da eficiência. Em segundo lugar, para um agente cuja opção de fora se tornou tentadora, o mecanismo ótimo (i) fornece, comparado com o mecanismo de participação forçada, menos peso sobre as ações atuais e, de modo a permitir que os agentes continuem o intercâmbio de direitos de decisão no futuro, (ii) sempre promete-se valores de continuação que sejam superiores ao valor da sua opção de fora. Finalmente, derivam-se propriedades da dinâmica do poder barganhar, e prova-se que esta leva a uma distribuição de poder limite que é única. Esta distribuição é não degenerada, sem memória e tal que o poder de barganha muda continuamente entre os agentes no limite; o que significa que o peso que os agentes têm nas decisões necessariamente varia de período para período. / [en] We introduce ex-post participation constraints in a setting in which, repeatedly, two agents have to take a joint action, cannot resort to side payments, and each period are privately informed about their favorite actions. We derive a number of results. First, we show that, irrespective of how patient the agents are, any mechanism satisfying ex-post participation constraints delivers outcomes that are bounded away from efficiency. Second, for an agent whose outside option became tempting, the optimal mechanism (i) gives, relatively to a forced participation setting, less weight on current actions and, so to allow the agents to continue to trading decision rights in the future, (ii) always promises continuation values that are higher than the value of his outside option. Finally, we derive properties of the dynamics of relative bargain power, and prove that it leads to a unique limiting distribution of power. This limiting distribution is non-degenerate, memoryless and such that power continually changes hands in the limit, meaning that the weight agents have on decisions necessarily varies from period to period.

[pt] Introduzimos escolha de portfólio em um modelo com agentes heterogêneos para avaliar como isso afeta a desigualdade de riqueza. Para tanto, alteramos o modelo de Krusell e Smith (1998), incorporando uma tecnologia de produção com retornos decrescentes de escala, de forma que a firma representativa emite títulos de dívida para levantar capital para produção e depois distribui os lucros (ou prejuízos) para os acionistas. Também fazemos uso de preferências Epstein-Zin para aumentar o equity premium do modelo, aumentando a aversão ao risco dos agentes. O modelo é capaz de replicar fatos estilizados: (i) agentes mais pobres praticamente não participam do mercado de ações; (ii) os agentes investem proporções maiores de suas poupanças em ações, conforme ficam mais ricos; (iii) o retorno esperado da poupança dos agentes aumenta com a riqueza. A desigualdade de riqueza aumenta com a incorporação de escolha de portfólio dos agentes. No entanto, o impacto na desigualdade é pequeno devido ao baixo nível de equity premium gerado pelo modelo. Esse resultado se mantém mesmo quando estabelecemos valores muito altos para a aversão ao risco, e está relacionado à falta de volatilidade de consumo gerada por essa classe de modelos. Finalmente, documentamos que levar em conta decisões endógenas de portfólio potencializa os efeitos de outras fontes de desigualdade. / [en] We introduce households portfolio decisions in a heterogeneous agents model to evaluate how this affects wealth inequality. To do so, we alter the Krusell and Smith (1998) model, incorporating a decreasing returns to scale technology, so that the representative firm issues risk-free bonds to raise capital for production and distributes profits (or losses) to equity holders.We also make use of Epstein-Zin preferences to augment the model s equity premium, by increasing households risk aversion. The model is able to replicate stylized facts: (i) poorest households seldom participate in the equity markets; (ii) households allocate higher proportions of their savings to equity investments as they get wealthier; (iii) households expected return on savings increases with wealth. Inequality of wealth does increase in the model with portfolio decisions. Nevertheless, the effect on wealth inequality is small due to the low level of equity premium generated by the model. The result in unchanged even when we set very high values for risk aversion, and it is related to the lack of consumption growth volatility delivered by this class of model. Finally, we document that taking into account endogenous portfolio decisions enhances the effects of other sources of inequality.

[pt] O projeto físico de bancos de dados cumpre um papel primordial para assegurar um desempenho adequado. Atualmente, existe uma grande quantidade de trabalhos e ferramentas na área de seleção automática do projeto físico. Tais ferramentas, contudo, adotam uma abordagem offline na solução do problema e transferem para o DBA, dentre outras tarefas, a decisão de executar ou não as recomendações sugeridas. Todavia, em ambientes dinâmicos, com consultas ad-hoc, torna-se bastante complexo identificar configurações de projeto físico que sejam adequadas. Recentemente, algumas iniciativas apresentaram descrições de protótipos que implementam funcionalidades de sintonia automática. Estes trabalhos, porém, adotam uma abordagem intrusiva e funcionam apenas com um SGBD específico. Neste trabalho, propõe-se uma abordagem não-intrusiva para a manutenção automática e on-the-fly do projeto físico de bancos de dados. A abordagem proposta é completamente desacoplada do código do SGBD, pode ser utilizada com qualquer SGBD e executada sem intervenção humana. A estratégia adotada baseia-se em heurísticas que executam continuamente e, sempre que necessário, modificam o projeto físico corrente, reagindo a alterações na carga de trabalho. Para comprovar a viabilidade das idéias apresentadas, a abordagem proposta foi instanciada para solucionar dois importantes problemas relacionados ao projeto físico: a manutenção automática de índices e de clusters alternativos de dados. / [en] The physical design of a database plays a critical role in performance. There has been considerable work on automated physical design tuning for database systems. Existing solutions require offline invocations of the tuning tool and depend on DBAs identifying representative workloads manually. However, in dynamic environments involving various ad-hoc queries it is difficult to identify potentially useful physical design in advance. Recently, a few initiatives present brief descriptions of prototypes that address some aspects of online physical tuning. Nevertheless, these references work in an intrusive manner and work only with a specific DBMS. In this work, we propose a non intrusive approach to automated and on-the-fly physical design problems, in order to speed up processing of subsequent queries. Specifically, we design algorithms that are always-on and continuously modify the current physical design, reacting to changes in the query workload. To prove the viability of the presented ideas, the proposed approach was instantiated to solve two major problems related to the database physical design: indexing and alternative data clusters automatic maintenance.

[pt] O aumento da complexidade dos SGBDs comerciais e a carga que suportam, além da crescente utilização destes por pessoal pouco familiarizado com a administração de bancos de dados, entre outras causas, sugerem a introdução de técnicas que automatizem o processo de sintonia de bancos de dados. A auto-sintonia (self-tuning) é uma tecnologia que permite criar sistemas adaptáveis que possam manter um bom desempenho, minimizando no possível a interação do administrador com o sistema. Este trabalho propõe uma abordagem para o ajuste automático dos parâmetros em um SGBD usando agentes de software. A tarefa de sintonia é tratada nesta pesquisa como um problema global, dado que alterações de um parâmetro podem se refletir em outros. Os detalhes da arquitetura, sua implementação e avaliação de funcionamento são também discutidos nesta dissertação. / [en] The increasing complexity of the commercial DBMSs as well the workload they manage, besides the fact that many users do not have deep knowledge about database administration, among other reasons, strongly suggests the introduction of techniques that automates the database tuning process. Self- Tuning, or auto-tuning, is a feature that makes systems adaptable in order to keep a good overall performance, reducing as possible the interaction between the administrator and the system. This work proposes an approach for the automatic tuning of DBMSs parameters using an architecture based on software agents. We consider tuning as a global issue, given that changes of a single parameter can be reflected in others. The architecture details, ets implementation and a practical evaluation are also discussed in this dissertation.