[pt] Este trabalho é composto por dois artigos. No primeiro deles, modela-se a atuação de fundos de investimento pequenos em mercados relativamente ilíquidos com o objetivo de identificar os efeitos de suas transações sobre o volume transacionado das carteiras de ativos, bem como sobre seus preços. Insere-se um incentivo à coordenação entre os fundos de investimento, o que faz com que a distribuição das carteiras compostas pelos fundos seja concentrada ao redor da carteira média de mercado. Como se lida com um mercado ilíquido, tem-se que as carteiras próximas à média sofrerão um aumento maior de preço. Além disso, mostra-se que a quantidade total – soma das quantidades investidas em todas as carteiras por todos os fundos – cresce quando o motivo de coordenação está presente. Esse crescimento contribui para o aumento médio da variação de preços dentre todas as carteiras. O segundo artigo se dedica à inclusão no modelo básico de uma nova fonte de informação quanto à rentabilidade das carteiras dos fundos: um concurso de rentabilidade. Mostra-se que os resultados alcançados são exatamente opostos aos do aumento da coordenação. / [en] The present work is formed by two articles. In the first, I model the interaction of small investment funds in a relatively illiquid market with the aim of identifying the effects of their transactions on volume and price movements of assets. The behavior of the investment funds exhibits a coordination-motive, which ultimately diminishes the differences in the composition of the various portfolios. In an illiquid market, the rise of the price of these portfolios is higher. Besides, I show that the total volume bought by all funds rises when the coordination-motive is present. That contributes to raise the variation of prices among all portfolios. The second article is dedicated to the inclusion on the basic model of a new source of information concerning the profitability of the funds: a profitability contest. The results are opposite to the case in which the coordination-motive is present.

[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] O uso de multithreading tem se popularizado como forma de separar a execução de tarefas concorrentes e de alcançar maior desempenho aproveitando melhor o tempo das CPUs. No entanto, a programação com threads não é uma tarefa fácil. O uso dos recursos compartilhados deve ser coordenado, pois o acesso concorrente aos mesmos, na maioria dos casos, gera inconsistência na aplicação. O modelo de desenvolvimento orientado a eventos foi apontado por alguns como uma boa alternativa na criação de aplicações. Nesse modelo, a tarefa é realizada por um ou mais eventos, e um loop principal fica responsável por receber e despachar esses eventos. Investigamos, neste trabalho, um modelo em Lua que combina orientação a eventos com preempção sem trazer de volta os problemas de programação concorrente. Investigamos também como características da linguagem podem ser utilizadas para prover mecanismos de coordenação flexíveis. Essas características podem ajudar, por exemplo, a compor novos mecanismos a partir de existentes. / [en] Multithreading has become popular as a way to organize concurrent tasks and achieve better performance from CPUs. However, programming with threads is not an easy task. Usage of shared resources needs to be coordinated because concurrent access to them, in most cases, may create inconsistency in the application. The event-driven model has been pointed as a good alternative to multithreaded programming. In this model, a task is performed by one or more events, where a main loop is responsible for receiving and dispatching these events. In this work, we investigate a model to combine event-driven and preemption in Lua without bringing back all the concurrent programming problems. We also investigate how the language’s characteristics can be used to provide flexible coordination mechanisms. These characteristics can aid, for example, to create new mechanisms based on the ones already existent.

[pt] Esta tese consiste na investigação e no desenvolvimento de estratégias de coordenação inteligente que possam ser integradas a modelos neuro-fuzzy hierárquicos para sistemas de múltiplos agentes em ambientes complexos. Em ambientes dinâmicos ou complexos a organização dos agentes deve se adaptar a mudanças nos objetivos do sistema, na disponibilidade de recursos, nos relacionamentos entre os agentes, e assim por diante. Esta flexibilidade é um problema chave nos sistemas multiagente. O objetivo principal dos modelos propostos é fazer com que múltiplos agentes interajam de forma inteligente entre si em sistemas complexos. Neste trabalho foram desenvolvidos dois novos modelos inteligentes neuro-fuzzy hierárquicos com mecanismo de coordenação para sistemas multiagentes, a saber: modelo Neuro-Fuzzy Hierárquico com Aprendizado por Reforço com mecanismo de coordenação Market-Driven (RL-NFHP-MA-MD); e o Modelo Neuro-Fuzzy Hierárquico com Aprendizado por Reforço com modelo de coordenação por grafos (RL-NFHP-MA-CG). A inclusão de modelos de coordenação ao modelo Neuro-Fuzzy Hierárquicos com Aprendizado por Reforço (RL-NHFP-MA) foi motivada principalmente pela importância de otimizar o desempenho do trabalho em conjunto dos agentes, melhorando os resultados do modelo e visando aplicações mais complexas. Os modelos foram concebidos a partir do estudo das limitações existentes nos modelos atuais e das características desejáveis para sistemas de aprendizado baseados em RL, em particular quando aplicados a ambientes contínuos e/ou ambientes considerados de grande dimensão. Os modelos desenvolvidos foram testados através de basicamente dois estudos de caso: a aplicação benchmark do jogo da presa-predador (Pursuit- Game) e Futebol de robôs (simulado e com agentes robóticos). Os resultados obtidos tanto no jogo da presa-predador quanto no futebol de robô através dos novos modelos RL-NFHP-MA-MD e RL-NFHP-MA-CG para múltiplos agentes se mostraram bastante promissores. Os testes demonstraram que o novo sistema mostrou capacidade de coordenar as ações entre agentes com uma velocidade de convergência quase 30 por cento maior que a versão original. Os resultados de futebol de robô foram obtidos com o modelo RL-NFHP-MA-MD e o modelo RL-NFHP-MA-CG, os resultados são bons em jogos completos como em jogadas específicas, ganhando de times desenvolvidos com outros modelos similares. / [en] This thesis is the research and development of intelligent coordination strategies that can be integrated into models for hierarchical neuro-fuzzy systems of multiple agents in complex environments. In dynamic environments or complex organization of agents must adapt to changes in the objectives of the system, availability of resources, relationships between agents, and so on. This flexibility is a key problem in multiagent systems. The main objective of the proposed models is to make multiple agents interact intelligently with each other in complex systems. In this work we developed two new intelligent neuro-fuzzy models with hierarchical coordination mechanism for multi-agent systems, namely Neuro-Fuzzy Model with Hierarchical Reinforcement Learning with coordination mechanism Market-Driven (RL-NFHP-MA-MD), and Neuro-Fuzzy model with Hierarchical Reinforcement Learning with coordination model for graphs (RL-NFHP-MA-CG). The inclusion of coordination models to model with Neuro-Fuzzy Hierarchical Reinforcement Learning (RL-NHFP-MA) was primarily motivated by the importance of optimizing the performance of the work in all players, improving the model results and targeting more complex applications. The models were designed based on the study of existing limitations in current models and desirable features for learning systems based RL, in particular when applied to continuous environments and/or environments considered large. The developed models were tested primarily through two case studies: application benchmark game of predator-prey ( Pursuit-Game) and Soccer robots (simulated and robotic agents). The results obtained both in the game of predator-prey as in soccer robot through new models RL-NFHP-MA-MD and RL-NFHP-MA-CG for multiple agents proved promising. The tests showed that the new system showed ability to coordinate actions among agents with a convergence rate nearly 30 percent higher than the original version. Results soccer robot were obtained with model RL-NFHP-MA-MD–NFHP-RL and model-CG-MA, the results are good in games played in full as specific winning teams developed with other similar models.

[pt] Em diversos problemas encontrados na literatura, se faz necessária alguma coordenação entre os agentes para que a tarefa seja realizada de forma ótima. Entretanto, pode ser difícil a obtenção desta coordenação por conta da quantidade e características dos agentes, dinâmica do ambiente e/ou complexidade da tarefa. O objetivo principal deste estudo é propor um modelo que possa se adaptar a problemas heterogêneos de coordenação e de dimensões elevadas, com aprendizado autônomo e que tenha convergência satisfatória, o qual foi denominado Modelo de Neuro Co-Evolução com Inspiração Quântica (NCoQ). O modelo se utiliza dos paradigmas da física quântica e da co-evolução biológica, evoluindo concomitantemente sub-populações de indivíduos quânticos para obter ganhos de convergência. A representação dos indivíduos por pulsos quânticos consegue reduzir o número de indivíduos em cada população, além de ser a mais recomendada para a utilização de neuro-evolução por conta da representação real. Ressalta-se também a capacidade do modelo em obter de forma autônoma a melhor configuração de arquitetura para as redes neurais de cada agente, não exigindo do programador a escolha deste parâmetro. Foram propostos novos operadores quânticos de crossover e mutação que foram comparados na otimização de funções de diversas dimensões. Para testar o desempenho do modelo, foram desenvolvidas, em linguagem MATLAB, simulações para o problema presa predador, para o benchmark multi-rover de exploração de ambientes e uma simulação para cobertura telefônica. Foram feitas comparações com outros modelos neuro-evolutivos encontrados na literatura, tendo o modelo NCoQ apresentado os melhores resultados. / [en] Many problems in the literature require some coordination among agents so a specific task can be executed more efficiently. However, this coordination can be difficult because of the quantity and characteristics of the agents, environment dynamics and/or task complexity. The main contribution of this Thesis is the proposal of a model, called Quantum Inspired Neuro Co-Evolution (NCoQ), that can adapt to heterogeneous multi-agent problems in high dimensions utilizing self-learning and that has satisfactory convergence. The model is inspired in quantum physics and biological co-evolution paradigms and evolves concomitantly subpopulations of quantum individuals to get convergence gains. The representation of individuals for quantum functions is able to reduce the numbers of individuals in each population and it is the most recommended for real neuro-evolution representation. It s also important to point out the model capacity in self-finding the best architecture of the neural networks agents, not requiring an a priori definition of this parameter. New crossover and mutation quantum operators were also proposed and compared in functions optimization of multiple dimensions. To test the model performance, three MATLAB simulations were developed: prey-predator task, multi-rover task and cell phone coverage area simulation. Comparisons were made against others neuro-evolution models found in literature and the NCoQ model attained the best results.

[pt] Este trabalho apresenta uma plataforma para aplicações baseadas em serviços. Esta plataforma foi concebida para dar suporte ao compartilhamento de informações serviços usando diferentes dispositivos. Através do uso de padrões abertos e de uma abordagem totalmente distribuída, Everyware permite que os usuários finais possam disponibilizar serviços sem necessidade de configuração ou administração. Estes serviços podem ser marcados semanticamente e integrados à Web semântica, o que permite que sejam processados automaticamente por máquinas. A plataforma ainda oferece uma arquitetura padrão para o desenvolvimento de aplicações e uma API para o desenvolvimento de mecanismos de coordenação de serviços que integra os diversos aspectos presentes em aplicações baseadas em serviços. / [en] This work addresses issues on the development of service- oriented web applications on the semantic web. It presents a platform conceived to support information sharing among different services accessed by different devices and hardware infraestructure. Using open standards and a totally distributed approach, everyware allows users to publish their services without need to configuration and administration. Services can also be semantically tagged and integrated to the Semantic Web, so they can be easily preocessed by machines. Everyware platform offers a standard architecture to application development and an API to the development of coordination mechanisms. It integrates most concerns that are present in service- oriented applications.

[pt] Para combater as alterações climáticas, os sistemas energéticos modernos estão a passar por uma transição baseada na descarbonização, envolvendo uma vasta implantação de fontes de energia renováveis e a electrificação das sociedades. Para que esta transição seja bem sucedida, vários desafios associados à produção de energia renovável precisam de ser abordados nas operações do sistema energético. Esses desafios decorrem da alta variabilidade de produção, juntamente com previsibilidade e controlabilidade limitadas, levando a necessidades de flexibilidade nas operações do sistema de energia. O fluxo de potência ideal (OPF) e o comprometimento da unidade (UC) estão entre as ferramentas computacionais mais importantes para os operadores do sistema determinarem o estado do sistema de potência. Este cálculo é realizado para otimizar diversas decisões na rede, para despachar os componentes da rede e para reconfigurá-los. Além disso, o cálculo é utilizado para precificar os serviços prestados por geradores de grande escala e, progressivamente, por entidades descentralizadas como famílias e pequenas empresas que, além de consumirem, também geram e armazenam energia, e assim, têm um papel no equilíbrio energético através de sua flexibilidade. Várias simplificações são feitas no OPF e no UC para lidar com a carga computacional dos modelos, que tende a ser elevada para sistemas realistas. A imprecisão do modelo devido à simplificação das equações de fluxo de potência ou ao ignorar a estocasticidade, está causando cada vez mais altos custos para as operações do sistema, à medida que a situação real se desvia da previsão, implicando ações dispendiosas por parte dos operadores do sistema em tempo real. Esta tese centra-se nos desafios das operações dos sistemas de energia modernos, tais como gestão coordenada de congestionamento e tensão, programação de energia e reservas, bem como cálculo de preços. Em primeiro lugar, a tese constrói métodos e algoritmos para melhorar a capacidade computacional e a precisão do modelo para problemas de UC e OPF com restrita de rede e corrente alternada (AC) através do desenvolvimento de uma aproximação melhorada das leis físicas que governam os fluxos de potência. Em segundo lugar, aplica estes métodos e algoritmos ao problema de coordenação entre múltiplos Operadores de Redes de Distribuição (DSO) e Operadores de Redes de Transmissão (TSO), introduzindo novas técnicas de optimização descentralizada para gerir problemas de congestionamento e tensão, bem como abordar aspectos de troca de informação de rede. Por fim, a tese propõe novos mecanismos de precificação, abordando endogenamente as decisões operacionais não convexas de energia e programação de reservas para o planejamento do dia seguinte, considerando a estocasticidade da geração de energia renovável. Os benefícios computacionais e de precisão são ilustrados em estudos de caso, empregando diversas métricas desenvolvidas. / [en] To counter climate change, modern power systems are undergoing a decarbonisation-based transition involving vast deployment of renewable energy sources and electrification of societies. For this transition to succeed, various challenges associated with renewable power production need to be addressed in power system operations. These challenges stem from high output variability along with limited predictability and controllability, leading to flexibility needs in power system operations. Optimal power flow (OPF) and unit commitment (UC) are amongst the most important computational tools for system operators to determine the state of the power system. This computation is performed to optimise various decisions on the grid, to dispatch the components in the network, and to reconfigure them. Additionally, the computation is used to price the services provided by large scale generators and, progressively, by decentralised entities such as households and small enterprises which, apart from consuming, also generate and store power, and thus, have a role in energy balancing through their flexibility. Various simplifications are made in OPF and UC to tackle the computational burden of the models, which tends to be high for realistic systems. Model inaccuracy due to simplification of power flow equations or ignoring stochasticity, is increasingly causing high costs for system operations, as the real situation deviates from the forecast implying costly actions by system operators in real-time. This thesis focuses on challenges in modern power system operations, such as coordinated congestion and voltage management, energy and reserve scheduling as well as price computation. Firstly, the thesis constructs methods and algorithms to enhance computational capability and model accuracy for Alternating Current (AC) Network-Constrained UC and OPF problems through devising an improved approximation of the physical laws governing power flows. Secondly, it applies these methods and algorithms to the coordination problem amongst multiple Distribution System Operators (DSO) and Transmission System Operators (TSO), introducing novel decentralised optimisation techniques for managing congestion and voltage problems as well as addressing network information exchange aspects. Finally, the thesis proposes new pricing mechanisms, endogenously tackling the non-convex operational decisions for energy and reserve scheduling for day-ahead planning, considering stochasticity of renewable energy generation. Computational and accuracy benefits are illustrated in case studies by employing various metrics developed.

[pt] Essa tese discute o papel das expectativas dos agentes a respeito da condução das políticas monetária e fiscal na determinação dos efeitos dessas políticas, na dinâmica da economia e na volatilidades das variáveis macroeconômicas. O primeiro capítulo mostra que considerar as expectativas dos agentes a respeito de possíveis mudanças de regime tem efeitos importantes nas respostas das variáveis macroeconômicas aos choques, mesmo que essa mudança de regime não se materialize ao longo da trajetória observada após o choque. O reconhecimento da possibilidade de mudanças de regime também tem consequências importantes para a volatilidade das variáveis endógenas que são mais altas do que as obtidas no modelo linear e muito dependentes dos parâmetros de política escolhidos pelas autoridades fiscal e monetária em cada regime. O segundo capítulo discute o papel das expectativas a respeito das políticas futuras na determinação da profundidade de uma crise quando a economia atinge o limite inferior de zero para as taxas de juros nominais. Ele mostra que ao analisar o impacto de um estímulo fiscal durante um episódios de taxa de juros zero, deve-se olhar para além dos multiplicadores no curto prazo. Para ter efeitos positivos maiores, as políticas monetária e fiscal devem durar mais do que a crise e precisam ser coordenadas. O terceiro capítulo apresenta uma avaliação dos estímulos fiscais em termos das perdas de bem-estar, tornando claro que essa avaliação deve considerar não apenas o efeitos das políticas sobre a inflação e o produto no curto prazo, mas também o valor presente descontado da inflação e do produto nos períodos futuros. Ele também apresenta uma análise de como se obtém o nível ótimo da taxa de juros nominal uma vez que a economia não está mais em crise se a autoridade monetária pretende usar o canal das expectativas para reduzir a profundidade da crise. / [en] This thesis discusses the role of agents expectations regarding the conduction of monetary and fiscal policies in determining policy outcomes, economic dynamics and the volatilities of macroeconomic variables. The first Chapter shows that accounting for agents’ expectations of a possible regime change has critical effects in the responses of macroeconomic variables to shocks, even if this switch does not materialize itself along the path observed after the shock. Recognizing the possibility of regime switches also have important consequences for the volatilities of endogenous variables, which are higher than those obtained in the linear model and very dependent on the policy parameters chosen by monetary and fiscal authorities in each regime. In the second Chapter, I discuss the role of expectations in determining the depth of a crisis when the economy hits the zero lower bound on nominal interest rates. I show that when analysing the impact of a fiscal stimulus during a zero interest rate episode, there is more than just short-run multipliers. To have larger positive effects on output and inflation, monetary and fiscal policies should last longer than the duration of the shock and be coordinated in their actions. The third Chapter presents a thoughtful evaluation of a fiscal stimulus in terms of the implied welfare losses making clear that it should account not only for the effects of policies on short-run output and inflation, but also for the present discounted value of output and inflation in future periods as well. It also analyses how to obtain the optimal level for the nominal interest rate once the economy gets out of the crisis state, if the monetary authority wants to use the expectations channel to undermine the depth of the crisis.

[pt] A engenharia de software baseada em componentes é uma abordagem que prevê a reutilização de artefatos de software na geração de um conjunto de aplicações. Ao desenvolver aplicações com esta abordagem, é preciso reunir ou compor componentes de software já existentes. Após compor estas unidades, é necessário coordenar as interdependências estabelecidas entre elas para adequar a aplicação em desenvolvimento à resolução do problema. Esta dissertação propõe uma arquitetura de software que separa e estrutura os conceitos de coordenação, composição e componentes de software em camadas arquiteturais. A partir desta estrutura, espera-se que modificações específicas em construções de uma camada tenham o mínimo de influência sobre as demais. ACCA (Arquitetura para a Coordenação e a Composição de Artefatos de Software) deve ser entendida como uma estrutura conceitual utilizada para organizar o desenvolvimento de software baseado em componentes. Além disto, são apresentados um framework para ilustrar a realização da camada de composição de ACCA, o processo de reificação de ACCA e um processo de desenvolvimento de software utilizando a abordagem proposta. / [en] Component Based Software Engineering is an approach for reusing software artifacts when developing applications. In order to develop solutions using this approach, it is necessary to compose software using components that have already been developed. After putting those pieces together, we need to coordinate the interdependencies established among those compositions to fulfill the requirements, needed to resolve a problem. This dissertation proposes a software architecture that separates and structures the concepts of coordination, composition and software components in different architectural layers. Using this approach, we expect that specific modifications in layer constructions have the minimum impact on the others layers. ACCA (Architecture for Coordination and Composition of software Artifacts) must be understood as a conceptual structure that is used to organize component based software development. It also presents a composition framework, the reification process for ACCA and a software development process organized using this approach.

[pt] A presente dissertação tem por tema a constituição da Unasul sob a perspectiva da política externa brasileira e por objeto a análise dos mecanismos de coordenação político-administrativa das políticas domésticas do governo federal brasileiro que estão relacionadas com a consecução dos propósitos da Unasul. Os eixos de conflito no sistema internacional, no sistema nacional e na condução da política externa são relacionados na medida em que condicionam a integração regional sul-americana por meio da Unasul como objetivo de política pública. A abordagem adota a perspectiva do formulador de políticas públicas que, de um ponto de vista realista, identifica atores e interesses, avalia seus recursos de poder e as capacidades, em especial do Estado nacional brasileiro, mediante o uso de conceitos de análise e de implementação de políticas públicas, de ciência política, de relações internacionais, de economia, de geopolítica e de administração pública. O foco está na dimensão administrativa e em sua centralidade para o êxito da integração regional, pois há um hiato entre a prioridade presidencial conferida à integração sul-americana na política externa brasileira e o baixo perfil da coordenação das políticas públicas domésticas que dão suporte ao processo. Há uma agenda importante em curso e os procedimentos administrativos estão sendo aperfeiçoados, mas são ainda insuficientes para dar suporte ao projeto geopolítico de constituição de um polo de poder sul-americano. / [en] This dissertation is about the creation of UNASUR from the perspective of Brazilian foreign policy and analyses the mechanisms of political and administrative coordination of domestic policies of the Brazilian federal government that are related to the achievement of the purposes of UNASUR. The axes of conflict in the international system, in the national system and in the conduct of foreign policy are related as conditioning of South American regional integration through UNASUR as public policy objective. The approach adopts the perspective of the formulator of public policy that, from a realistic point of view, identifies actors and interests, evaluates its power resources and capabilities, in particular of the Brazilian state, through the use of concepts of analysis and implementation of public policy, political science, international relations, economics, geopolitical and public administration. The focus is on the administrative dimension and its centrality to the success of regional integration, because there is a gap between the presidential priority given to South American integration in Brazilian foreign policy and the low profile of coordinating domestic policies to support the process. There is an important agenda in progress and administrative procedures are being improved, but are still insufficient to support the geopolitical project of establishing a pole of South American power.