Esta tese de doutorado é devotada a problemas de campos fortes em eletrodinâmica e teoria quântica de campos. Alguns sistemas físicos bem conhecidos são estudados sob o formalismo da eletrodinâmica quântica (QED) com campos externos e eletrodinâmica não-linear. Primeiramente estudamos propriedades estatísticas de estados quânticos de Dirac e Klein-Gordon massivos que interagem com campos elétricos dependentes do tempo que viola a estabilidade do vácuo, primeiro em termos gerais e em seguida para um campo de fundo específico. Como ponto de partida, derivamos uma expressão não-perturbativa de tais campos. Construímos operadores de densidade reduzidos para subsistemas de elétrons e pósitrons e discutimos o efeito de decoerência que pode ocorrer no curso de evolução devido à uma medição intermediária. Calculamos a perda de informação em estados em QED devido a reduções parciais e uma possível decoerência por meio da entropia de von Neumann. Em seguida consideramos um campo elétrico específico, denominado por campo T-constante, como campo de fundo forte. Este modelo exatamente solúvel nos permite calcular, explicitamente, todas propriedades estatísticas de vários estados quânticos de campos massivos e carregados em consideração. Utilizamos uma abordagem não-perturbativa para a QED com X-degraus elétricos críticos e consideramos dois exemplos de configuração de campo de tipo exponencial (campo simétrico que varia lentamente e campo do tipo pico). Os números médios de partículas criadas por essas configurações de campo são calculados. As condições quando espaços \"in\" e \"out\" de QED com campos em consideração são unitariamente equivalentes são obtidos. Então construímos um operador de densidade geral, cuja condição inicial é o vácuo. Tal operador descreve a deformação de um estado de vácuo inicial por X-degraus elétricos críticos. Encontramos as reduções do estado deformado para subsistemas de elétrons e pósitrons e calculamos a perda de informação destas reduções. A consideração geral é ilustrada por meio de um estudo de estados de vácuo quântico entre duas placas de capacitor. Calculamos as medidas de emaranhamento destes estados reduzidos como entropias de von Neumann. Por fim, determinamos o campo de uma partícula puntiforme em movimento em eletrodinâmica local não-linear. Utilizamos como um modelo a lagrangiana de Euler-Heisenberg truncada no seu termo de ordem principal em uma expansão, em série de potências, do primeiro invariante de campo eletromagnético. Calculamos a energia total do campo produzido por uma partícula pontual e mostramos que a mesma é finita; portanto tornando sua configuração de campo como um sóliton. Definimos o tensor de energia-momento finito para esta configuração e demonstramos que suas componentes satisfazem a relação mecânica padrão de uma partícula massiva livre que se move. / This thesis is devoted to strong field problems in electrodynamics and quantum field theory. Some well known physical systems are studied in a framework of quantum electrodynamics with external field and nonlinear electrodynamics. First, the statistical properties of states of quantized charged massive Dirac and Klein-Gordon fields interacting with a time-dependent background that violates the vacuum stability, first in general terms and then for a special electromagnetic background. As a starting point, a nonperturbative expression for the density operators of such fields. The reduced density operators for electron and positron subsystems are constructed and a decoherence that may occur in course of the evolution due to an intermediate measurement is discussed. The loss of the information in QED states due to partial reductions and a possible decoherence is studied by calculating the von Neumann entropy. Next, the so-called T-constant external electric field as an external background is considered. This exactly solvable example allows the explicit calculation of all statistical properties for various quantum states of the massive charged fields under consideration. Next, a nonperturbative approach to QED with x-electric critical potential steps is used. The general consideration is illustrated by the example of so-called exponential in two different configurations (slowly varying field and sharp peak field); differential and full mean numbers of particles created by these field configurations are calculated. The conditions when in- and out- spaces of the QED under consideration are unitarily equivalent are found. Then, a general density operator with the vacuum initial condition is constructed. Such an operator describes a deformation of the initial vacuum state by x-electric critical potential steps. The reductions of the deformed state to electron and positron subsystems are found, and the loss of the information in these reductions is calculated. The general consideration is illustrated by studying the deformation of the quantum vacuum between two capacitor plates. The entanglement measures of these reduced states are calculated as von Neumann entropies. Third, the field of a moving pointlike charge is determined in nonlinear local electrodynamics. The Euler-Heisenberg Lagrangian of quantum electrodynamics truncated at the leading term of its expansion in powers of the first field invariant is used as a model Lagrangian. The total energy of the field produced by a point charge is calculated and shown to be finite; thereby making its field configuration a soliton. A finite energy-momentum vector of this field configuration is defined to demonstrate that its components satisfy the standard mechanical relation characteristic of a freely moving massive particle

O dilema do prisioneiro (DP) é um dos principais jogos da teoria dos jogos. No dilema do prisioneiro discreto (DPD), dois prisioneiros têm as opções de cooperar ou desertar. Um jogador cooperador não delata seu comparsa, já um desertor delata. Se um cooperar e o outro desertar, o cooperador fica preso por cinco anos e o desertor fica livre. Se ambos cooperarem, ficam presos por um ano e, se ambos desertarem, ficam presos por três anos. Quando o DP é repetido, a cooperação pode emergir entre agentes egoístas. Realizamos um estudo analítico para o DPD, que produziu uma formulação da evolução do nível médio de cooperação e da tentação crítica (valor de tentação que causa mudança abrupta do nível de cooperação). No dilema do prisioneiro contínuo (DPC), cada jogador apresenta um nível de cooperação que define o grau de cooperação. Utilizamos o DPC para estudar o efeito da personalidade dos jogadores sobre a emergência da cooperação. Para isso, propusemos novas estratégias: uma baseada na personalidade dos jogadores e outras duas baseadas na comparação entre o ganho obtido e a aspiração do jogador. Todas as estratégias apresentavam algum mecanismo de cópia do estado do vizinho com maior ganho na vizinhança, mecanismo este, herdado da estratégia darwiniana. Os resultados mostraram que o DPC aumenta o nível médio de cooperação do sistema, quando comparado ao DPD. No entanto, as diferentes estratégias não aumentaram a cooperação comparado à cooperação obtida com a estratégia darwiniana. Então propusemos o uso do coeficiente de agrupamentos, coeficiente de Gini e entropias de Shannon, Tsallis e Kullback-Leibler para classificar os sistemas, em que os agentes jogam o DPD com a estratégia darwiniana, quanto ao nível de cooperação. Como analisamos valores de médias configuracionais, tais classificadores não foram eficientes ao classificar os sistemas. Isso é consequência da existência de distribuições de extremos nos resultados que compõem as médias. As distribuições de extremos suscitaram uma discussão acerca da definição do regime de cooperação no dilema do prisioneiro. Discutimos também as consequências de utilizar apenas valores médios nos resultados ignorando seus desvios e as distribuições. / Prisoner\'s dilemma (PD) is one of the main games of game theory. In discrete prisoner\'s dilemma (DPD), two prisoners have the options to cooperate or to defect. A cooperator player does not defect his accomplice, while a defector does. If one player cooperates and the other defects, the cooperator gets jailed for five years and the defector goes free. If both cooperate, they get jailed during one year and if both defect, they get jailed during three years. When this game is repeated, cooperation may emerge among selfish individuals. We perform an analytical study for the DPD, that produced a formulation for the evolution of the mean cooperation level and for the critical temptation values (temptation values that promote abrupt modifications in the cooperation level). In continuous prisoner\'s dilemma (CPD), each player has a level of cooperation that defines his/her degree of cooperation. We used the CPD to study the effect of the players\' personality on the emergence of cooperation. For this, we propose new strategies: one based on the players\' personality and two others based on the comparison between the player\'s obtained payoff and the desire one. All strategies present some mechanism that copies the state of the neighbor with the highest payoff in the neighborhood, mechanism inherited from the Darwinian strategy. The results showed that the CPD increases the average cooperation level of the system when compared to DPD. However, different strategies do not increased the cooperation compared to cooperation obtained with the Darwinian strategy. So, we propose the use of cluster coefficient, Gini coefficient and entropy of Shannon, Tsallis and Kullback-Leibler as classifiers to classify systems, in which the individuals play DPD with Darwinian strategy, by the cooperation level. As configurational averages were analyzed, such classifiers were not efficient in classifying the systems. This is due to the existence of distributions with extreme values of the results that compose the means. Distributions with extremes values emerged a discussion about the definition of the cooperation state in the prisoner\'s dilemma. We also discussed the consequences of using only average results in the analysis ignoring their deviations and distributions.

Apresenta-se, neste trabalho, o desenvolvimento de um modelo bioinspirado a partir do circuito neural de insetos. Este modelo é obtido através da análise de primeira ordem dada pelo STA (Spike Triggered Average) e pela transferência de informação entre os sinais neurais. São aplicadas técnicas baseadas na identificação dos atrasos de tempo da máxima coerência da informação. Utilizam-se, para esta finalidade, os conceitos da teoria de informação: a DMI (Delayed Mutual Information) e a TE (Transfer Entropy). Essas duas abordagens têm aplicação em transferência de informação, cada uma com suas particularidades. A DMI é uma ferramenta mais simples do que a TE, do ponto de vista computacional, pois depende da análise estatística de funções densidades de probabilidades de segunda ordem, enquanto que a TE, de funções de terceira ordem. Dependendo dos recursos computacionais disponíveis, este é um fator que deve ser levado em consideração. Os resultados de atraso da informação são muito bem identificados pela DMI. No entanto, a DMI falha em distinguir a direção do fluxo de informação, quando se tem sistemas com transferência de informação indireta e com sobreposição da informação. Nesses casos, a TE é a ferramenta mais indicada para a determinação da direção do fluxo de informação, devido à dependência condicional imposta pelo histórico comum entre os sinais analisados. Em circuitos neurais, estas questões ocorrem em diversos casos. No gânglio metatorácico de insetos, os interneurônios locais possuem diferentes padrões de caminhos com sobreposição da informação, pois recebem sinais de diferentes neurônios sensores para o movimento das membros locomotores desses animais. O principal objetivo deste trabalho é propor um modelo do circuito neural do inseto, para mapear como os sinais neurais se comportam, quando sujeitos a um conjunto de movimentos aleatórios impostos no membro do inseto. As respostas neurais são reflexos provocados pelo estímulo táctil, que gera o movimento na junção femorotibial do membro posterior. Nestes circuitos neurais, os sinais neurais são processados por interneurônios locais dos tipos spiking e nonspiking que operam em paralelo para processar a informação vinda dos neurônios sensores. Esses interneurônios recebem sinais de entrada de mecanorreceptores do membro posterior e da junção motora dos insetos. A principal característica dos interneurônios locais é a sua capacidade de se comunicar com outros neurônios, tendo ou não a presença de impulsos nervosos (spiking e nonspiking). Assim, forma-se um circuito neural com sinais de entradas (neurônios sensores) e saídas (neurônios motores). Neste trabalho, os algoritmos propostos analisam desde a geração aleatória dos movimentos mecânicos e os estímulos nos neurônios sensores que chegam até o gânglio metatorácico, incluindo suas respostas nos neurônios motores. São implementados os algoritmos e seus respectivos pseudocódigos para a DMI e para a TE. É utilizada a técnica de Surrogate Data para inferir as medidas de significância estatística em relação à máxima coerência de informação entre os sinais neurais. Os resultados a partir dos Surrogate Data são utilizados para a compensação dos erros de desvio das medidas de transferência de informação. Um algoritmo, baseado na IAAFT (Iterative Amplitude Adjusted Fourier Transform), gera os dados substitutos, com mesmo espectro de potência e diferentes distribuições dos sinais originais. Os resultados da DMI e da TE com os Surrogate Data fornecem os valores das linhas de base quando ocorre a mínima transferência de informação. Além disso, foram utilizados dados simulados, para uma discussão sobre os efeitos dos tamanhos das amostras e as forças de associação da informação. Os sinais neurais coletados estão disponíveis em um banco de dados com diversos experimentos no gânglio metatorácico dos gafanhotos. No entanto, cada experimento possui poucos sinais coletados simultaneamente; assim, para diferentes experimentos, os sinais ficam sujeitos às variações de tamanho de amostras, além de ruídos que interferem nas medidas absolutas de transferência de informação. Para se mapear essas conexões neurais, foi utilizada a metodologia baseada na normalização e compensação dos erros de desvio para os cálculos da transferência de informação. As normalizações das medidas utilizam as entropias totais do sistema. Para a DMI, utiliza-se a média geométrica das entropias de X e Y , para a TE aplica-se a CMI (Conditional Mutual Information) para a sua normalização. Após a aplicação dessas abordagens, baseadas no STA e na transferência de informação, apresenta-se o modelo estrutural do circuito neural do sistema neuromotor de gafanhotos. São apresentados os resultados com o STA e a DMI para os neurônios sensores, dos quais são levantadas algumas hipóteses sobre o funcionamento desta parte do FeCO (Femoral Chordotonal Organ). Para cada tipo de neurônio foram identificados múltiplos caminhos no circuito neural, através dos tempos de atraso e dos valores de máxima coerência da informação. Nos interneurônios spiking obtiveram-se dois padrões de caminhos, enquanto que para os interneurônios nonspiking identificaram-se três padrões distintos. Esses resultados são obtidos computacionalmente e condizem com que é esperado a partir dos modelos biológicos descritos em Burrows (1996). / Herein, we present the development of a bioinspired model by the neural circuit of insects. This model is obtained by analyzing the first order from STA (Spike Triggered Average) and the transfer of information among neural signals. Techniques are applied based on the identification of the time delays of the information maximum coherence. For this purpose we use the concepts of the theory of information: DMI (Delayed Mutual Information) and TE (Transfer Entropy). These two approaches have applications on information transfer and each one has peculiarities. The DMI is a simpler tool than the TE, from the computational point of view. Therefore, DMI depends on the statistical analysis of second order probability density functions, whereas the TE depends on third order functions. If computational resources are a problem, those questions can be taken into consideration. The results of the information delay are very effective for DMI. However, DMI fails to distinguish the direction of the information flow when we have systems subjected to indirect information transfer and superposition of the information. In these cases, the TE is the most appropriate tool for determining the direction of the information flow, due to the conditional dependence imposed by a common history among the signals. In neural circuits, those issues occur in many cases. For example, in metathoracic ganglion of insects, the local interneurons have different pathways with superposition of the information. Therefore, the interneurons receive signals from different sensory neurons for moving the animals legs . The main objective of this work is propose a model of the neural circuit from an insect. Additionally, we map the neural signals when the hind leg is subjected to a set of movements. Neural responses are reflexes caused by tactile stimulus, which generates the movement of femoro-tibial joint of the hind leg. In these neural circuits, the signals are processed by neural spiking and nonspiking local interneurons. These types of neurons operate in parallel processing of the information from the sensory neurons. Interneurons receive input signals from mechanoreceptors by the leg and the insect knees. The main feature of local interneurons is their ability to communicate with others neurons. It can occur with or without of the presence of impulses (spiking and nonspiking). Thus, they form a neural circuit with input signals (sensory neurons) and outputs (motor neurons). The proposed algorithms analyze the random generation of movements and mechanical stimuli in sensory neurons. Which are processing in the metathoracic ganglion, including their responses in the motor neurons. The algorithms and the pseudo-code are implemented for TE and DMI. The technique of Surrogate Data is applied to infer the measures of statistical significance related to the information maximum coherence among neural signals. The results of the Surrogate Data are used for bias error compensation from information transfer. An algorithm, based on IAAFT (Iterative Amplitude Adjusted Fourier Transform), generates Surrogate Data with the same power spectrum and different distributions of the original signals. The results of the surrogate data, for DMI and TE, achieve the values of baselines when there are minimum information transfer. Additionally, we used simulated data to discuss the effects of sample sizes and different strengths of information connectivity. The collected neural signals are available from one database based on several experiments of the locusts metathoracic ganglion. However, each experiment has few simultaneously collected signals and the signals are subjected of variations in sample size and absolute measurements noisy of information transfer. We used a methodology based on normalization and compensation of the bias errors for computing the information transfer. The normalization of the measures uses the total entropy of the system. For the DMI, we applied the geometric mean of X and Y . Whereas, for the TE is computed the CMI (Conditional Mutual Information) for the normalization. We present the neural circuit structural model of the locusts neuromotor system, from those approaches based on STA and the information transfer. Some results are presented from STA and DMI for sensory neurones. Then, we achieve some new hypothesis about the neurophisiology function of FeCO. For each type of neuron, we identify multiple pathways in neural circuit through the time delay and the information maximum coherence. The spiking interneurons areyielded by two pathways, whereas the nonspiking interneurons has revealed three distinct patterns. These results are obtained computationally and are consistent with biological models described in Burrows (1996).

O objetivo deste trabalho é desenvolver uma plataforma para anotação e classificação automática de entidades nomeadas para notícias escritas em português do Brasil. Para restringir um pouco o escopo do treinamento e análise foram utilizadas notícias esportivas do Campeonato Paulista de 2011 do portal UOL (Universo Online). O primeiro artefato desenvolvido desta plataforma foi a ferramenta WebCorpus. Esta tem como principal intuito facilitar o processo de adição de metainformações a palavras através do uso de uma interface rica web, elaborada para deixar o trabalho ágil e simples. Desta forma as entidades nomeadas das notícias são anotadas e classificadas manualmente. A base de dados foi alimentada pela ferramenta de aquisição e extração de conteúdo desenvolvida também para esta plataforma. O segundo artefato desenvolvido foi o córpus UOLCP2011 (UOL Campeonato Paulista 2011). Este córpus foi anotado e classificado manualmente através do uso da ferramenta WebCorpus utilizando sete tipos de entidades: pessoa, lugar, organização, time, campeonato, estádio e torcida. Para o desenvolvimento do motor de anotação e classificação automática de entidades nomeadas foram utilizadas três diferentes técnicas: maximização de entropia, índices invertidos e métodos de mesclagem das duas técnicas anteriores. Para cada uma destas foram executados três passos: desenvolvimento do algoritmo, treinamento utilizando técnicas de aprendizado de máquina e análise dos melhores resultados. / The main target of this research is to develop an automatic named entity classification tool to sport news written in Brazilian Portuguese. To reduce this scope, during training and analysis only sport news about São Paulo Championship of 2011 written by UOL2 (Universo Online) was used. The first artefact developed was the WebCorpus tool, which aims to make easier the process of add meta informations to words, through a rich web interface. Using this, all the corpora news are tagged manually. The database used by this tool was fed by the crawler tool, also developed during this research. The second artefact developed was the corpora UOLCP2011 (UOL Campeonato Paulista 2011). This corpora was manually tagged using the WebCorpus tool. During this process, seven classification concepts were used: person, place, organization, team, championship, stadium and fans. To develop the automatic named entity classification tool, three different approaches were analysed: maximum entropy, inverted index and merge tecniques using both. Each approach had three steps: algorithm development, training using machine learning tecniques and best score analysis.

As famílias Anosov foram introduzidas por P. Arnoux e A. Fisher, motivados por generalizar a noção de difeomorfismo de Anosov. A grosso modo, as famílias Anosov são sequências de difeomorfismos (fi)i&#8712Z definidos em uma sequencia de variedades Riemannianas compactas (Mi)i&#8712Z, em que fi: Mi ->Mi+1 para todo i &#8712 Z, tal que a composição fi+no· · ·ofi, para n >=1, tem comportamento assintoticamente hiperbólico. Esta noção é conhecida como um sistema dinâmico não-estacionário ou um sistema dinâmico não-autônomo. Sejam M a união disjunta de cada Mi, para i &#8712 Z, e Fm(M) o conjunto consistente das famílias de difeomorfismos (fi)i&#8712Z de classe Cm definidos na sequência (Mi)i&#8712Z. O propósito principal deste trabalho é mostrar algumas propriedades das famílias Anosov. Em particular, mostraremos que o conjunto destas famílias é aberto em Fm(M), em que Fm(M) é munido da topologia forte (ou topologia Whitney); a estabilidade estrutural de certa classe de famílias Anosov, considerando conjugações topológicas uniformes; e várias versões para os Teoremas de variedades estáveis e instáveis. Os resultados que serão apresentados aqui generalizam alguns outros resultados obtidos em Sistemas Dinâmicos Aleatórios, os quais serão mencionados ao longo do trabalho. Além do anterior, será introduzida a entropia topológica para elementos em Fm(M) e mostraremos algumas das suas propriedades. Provaremos que esta entropia é contínua em Fm(M) munido da topologia forte. Porém, ela é descontínua em cada elemento de Fm(M) munido da topologia produto. Também apresentaremos um resultado que pode ser uma ferramenta de muita utilidade no estudo da continuidade da entropia topológica de difeomorfismos definidos em variedades compactas. Finalizaremos o trabalho dando uma lista de problemas que surgiram ao longo desta pesquisa e que serão analisados em um trabalho futuro. / Anosov families were introduced by P. Arnoux and A. Fisher, motivated by generalizing the notion of Anosov dieomorphisms. Roughly, Anosov families are sequences of dieomorphisms (fi)i&#8712Z dened on a sequence of compact Riemannian manifolds (Mi)i&#8712Z, where fi: Mi -> Mi+1 for all i &#8712 Z, such that the composition fi+n o · · · o fi, for n >=1, has asymptotically hyperbolic behavior. This notion is known as a non-stationary dynamical system or a non-autonomous dynamical system. Let M be the disjoint union of each Mi, for each i &#8712 Z, and Fm(M) the set consisting of families of Cm-dieomorphisms (fi)i&#8712Z dened on the sequence (Mi)i&#8712Z. The main goal of this work is to explore some properties of Anosov families. In particular, we will show that the set consisting of these families is open in Fm(M), where Fm(M) is endowed with the strong topology (or Whitney topology); the structural stability of a certain class of Anosov families, considering uniform topological conjugacies; and some versions of stable and unstable manifold theorems. The results that will be presented here generalize some results obtained in Random Dynamical Systems, which will be mentioned throughout the work. In addition to the above mentioned theorems, the topological entropy for elements in Fm(M) will be introduced, and we will show some of its properties. We will prove that this entropy is continuous on Fm(M) endowed with strong topology. However, it is discontinuous at each element of Fm(M) endowed with the product topology. We will also present a result that can be a very useful tool in the study of the continuity of the topological entropy of dieomorphisms dened on compact manifolds. We will nish the work by giving a list of problems that have arisen throughout this research and that will be analyzed in a future work.

Seleção de características é um tópico muito importante em aplicações de reconhecimento de padrões, especialmente em bioinformática, cujos problemas são geralmente tratados sobre um conjunto de dados envolvendo muitas variáveis e poucas observações. Este trabalho analisa aspectos de seleção de características no problema de identificação de redes de regulação gênica a partir de sinais de expressão gênica. Particularmente, propusemos um modelo de redes gênicas probabilísticas (PGN) que devolve uma rede construída a partir da aplicação recorrente de algoritmos de seleção de características orientados por uma função critério baseada em entropia condicional. Tal critério embute a estimação do erro por penalização de amostras raramente observadas. Resultados desse modelo aplicado a dados sintéticos e a conjuntos de dados de microarray de Plasmodium falciparum, um agente causador da malária, demonstram a validade dessa técnica, tendo sido capaz não apenas de reproduzir conhecimentos já produzidos anteriormente, como também de produzir novos resultados. Outro aspecto investigado nesta tese é o fenômeno da predição intrinsecamente multivariada (IMP), ou seja, o fato de um conjunto de características ser um ótimo caracterizador dos objetos em questão, mas qualquer de seus subconjuntos propriamente contidos não conseguirem representá-los de forma satisfatória. Neste trabalho, as condições para o surgimento desse fenômeno foram obtidas de forma analítica para conjuntos de 2 e 3 características em relação a uma variável alvo. No contexto de redes de regulação gênica, foram obtidas evidências de que genes alvo de conjuntos IMP possuem um enorme potencial para exercerem funções vitais em sistemas biológicos. O fenômeno conhecido como canalização é particularmente importante nesse contexto. Em dados de microarray de melanoma, constatamos que o gene DUSP1, conhecido por exercer função canalizadora, foi aquele que obteve o maior número de conjuntos de genes IMP, sendo que todos eles possuem lógicas de predição canalizadoras. Além disso, simulações computacionais para construção de redes com 3 ou mais genes mostram que o tamanho do território de um gene alvo pode ter um impacto positivo em seu teor de IMP com relação a seus preditores. Esta pode ser uma evidência que confirma a hipótese de que genes alvo de conjuntos IMP possuem a tendência de controlar diversas vias metabólicas cruciais para a manutenção das funções vitais de um organismo. / Feature selection is a crucial topic in pattern recognition applications, especially in bioinformatics, where problems usually involve data with a large number of variables and small number of observations. The present work addresses feature selection aspects in the problem of gene regulatory network identification from expression profiles. Particularly, we proposed a probabilistic genetic network model (PGN) that recovers a network constructed from the recurrent application of feature selection algorithms guided by a conditional entropy based criterion function. Such criterion embeds error estimation by penalization of rarely observed patterns. Results from this model applied to synthetic and real data sets obtained from Plasmodium falciparum microarrays, a malaria agent, demonstrate the validity of this technique. This method was able to not only reproduce previously produced knowledge, but also to produce other potentially relevant results. The intrinsically multivariate prediction (IMP) phenomenon has been also investigated. This phenomenon is related to the fact of a feature set being a nice predictor of the objects in study, but all of its properly contained subsets cannot predict such objects satisfactorily. In this work, the conditions for the rising of this phenomenon were analitically obtained for sets of 2 and 3 features regarding a target variable. In the gene regulatory networks context, evidences have been achieved in which target genes of IMP sets possess a great potential to execute vital functions in biological systems. The phenomenon known as canalization is particularly important in this context. In melanoma microarray data, we verified that DUSP1 gene, known by having canalization function, was the one which composed the largest number of IMP gene sets. It was also verified that all these sets have canalizing predictive logics. Moreover, computational simulations for generation of networks with 3 or more genes show that the territory size of a target gene can contribute positively to its IMP score with regard to its predictors. This could be an evidence that confirms the hypothesis stating that target genes of IMP sets are inclined to control several metabolic pathways essential to the maintenance of the vital functions of an organism.

As famílias Anosov foram introduzidas por P. Arnoux e A. Fisher, motivados por generalizar a noção de difeomorfismo de Anosov. A grosso modo, as famílias Anosov são sequências de difeomorfismos (fi)i&#8712Z definidos em uma sequencia de variedades Riemannianas compactas (Mi)i&#8712Z, em que fi: Mi ->Mi+1 para todo i &#8712 Z, tal que a composição fi+no· · ·ofi, para n >=1, tem comportamento assintoticamente hiperbólico. Esta noção é conhecida como um sistema dinâmico não-estacionário ou um sistema dinâmico não-autônomo. Sejam M a união disjunta de cada Mi, para i &#8712 Z, e Fm(M) o conjunto consistente das famílias de difeomorfismos (fi)i&#8712Z de classe Cm definidos na sequência (Mi)i&#8712Z. O propósito principal deste trabalho é mostrar algumas propriedades das famílias Anosov. Em particular, mostraremos que o conjunto destas famílias é aberto em Fm(M), em que Fm(M) é munido da topologia forte (ou topologia Whitney); a estabilidade estrutural de certa classe de famílias Anosov, considerando conjugações topológicas uniformes; e várias versões para os Teoremas de variedades estáveis e instáveis. Os resultados que serão apresentados aqui generalizam alguns outros resultados obtidos em Sistemas Dinâmicos Aleatórios, os quais serão mencionados ao longo do trabalho. Além do anterior, será introduzida a entropia topológica para elementos em Fm(M) e mostraremos algumas das suas propriedades. Provaremos que esta entropia é contínua em Fm(M) munido da topologia forte. Porém, ela é descontínua em cada elemento de Fm(M) munido da topologia produto. Também apresentaremos um resultado que pode ser uma ferramenta de muita utilidade no estudo da continuidade da entropia topológica de difeomorfismos definidos em variedades compactas. Finalizaremos o trabalho dando uma lista de problemas que surgiram ao longo desta pesquisa e que serão analisados em um trabalho futuro. / Anosov families were introduced by P. Arnoux and A. Fisher, motivated by generalizing the notion of Anosov dieomorphisms. Roughly, Anosov families are sequences of dieomorphisms (fi)i&#8712Z dened on a sequence of compact Riemannian manifolds (Mi)i&#8712Z, where fi: Mi -> Mi+1 for all i &#8712 Z, such that the composition fi+n o · · · o fi, for n >=1, has asymptotically hyperbolic behavior. This notion is known as a non-stationary dynamical system or a non-autonomous dynamical system. Let M be the disjoint union of each Mi, for each i &#8712 Z, and Fm(M) the set consisting of families of Cm-dieomorphisms (fi)i&#8712Z dened on the sequence (Mi)i&#8712Z. The main goal of this work is to explore some properties of Anosov families. In particular, we will show that the set consisting of these families is open in Fm(M), where Fm(M) is endowed with the strong topology (or Whitney topology); the structural stability of a certain class of Anosov families, considering uniform topological conjugacies; and some versions of stable and unstable manifold theorems. The results that will be presented here generalize some results obtained in Random Dynamical Systems, which will be mentioned throughout the work. In addition to the above mentioned theorems, the topological entropy for elements in Fm(M) will be introduced, and we will show some of its properties. We will prove that this entropy is continuous on Fm(M) endowed with strong topology. However, it is discontinuous at each element of Fm(M) endowed with the product topology. We will also present a result that can be a very useful tool in the study of the continuity of the topological entropy of dieomorphisms dened on compact manifolds. We will nish the work by giving a list of problems that have arisen throughout this research and that will be analyzed in a future work.

[pt] Em planejamento e operação de sistemas de energia elétrica, é necessário realizar diversas avaliações utilizando o algoritmo de fluxo de potência, para obter e monitorar o ponto de operação da rede em estudo. Em sua utilização determinística, devem ser especificados valores de geração e níveis de carga por barra, bem como considerar uma configuração especifica da rede elétrica. Existe, porém, uma restrição evidente em se trabalhar com algoritmo de fluxo de potência determinístico: não há qualquer percepção do impacto gerado por incertezas nas variáveis de entrada que o algoritmo utiliza. O algoritmo de fluxo de potência probabilístico (FPP) visa extrapolar as limitações impostas pelo uso da ferramenta convencional determinística, permitindo a consideração das incertezas de entrada. Obtém-se maior sensibilidade na avaliação dos resultados, visto que possíveis regiões de operação são mais claramente examinadas. Consequentemente, estima-se o risco do sistema funcionar fora de suas condições operativas nominais. Essa dissertação propõe uma metodologia baseada na simulação Monte Carlo (SMC) utilizando técnicas de amostragem por importância via o método de entropia cruzada. Índices de risco para eventos selecionados (e.g., sobrecargas em equipamentos de transmissão) são avaliados, mantendo-se a precisão e flexibilidade permitidas pela SMC convencional, porém em tempo computacional muito reduzido. Ao contrário das técnicas analíticas concebidas para solução do FPP, que visam primordialmente à elaboração de curvas de densidade de probabilidade para as variáveis de saída (fluxos, etc.) e sempre necessitam ter a precisão obtida comparada à SMC, o método proposto avalia somente as áreas das caudas dessas densidades, obtendo resultados com maior exatidão nas regiões de interesse do ponto de vista do risco operativo. O método proposto é aplicado nos sistemas IEEE 14 barras, IEEE RTS e IEEE 118 barras, sendo os resultados obtidos amplamente discutidos. Em todos os casos, há claros ganhos de desempenho computacional, mantendo-se a precisão, quando comparados à SMC convencional. As possíveis aplicações do método e suas derivações futuras também fazem parte da dissertação. / [en] In planning and operation of electric energy systems, it is necessary to perform several evaluations using the power flow algorithm to obtain and monitor the operating point of the network under study. Bearing in mind its deterministic use, generation values and load levels per bus must be specified, as well as a specific configuration of the power network. There is, however, an obvious constraint in running a deterministic power flow tool: there is no perception of the impact produced by uncertainties on the input variables used by the conventional algorithm. The probabilistic power flow (PLF) algorithm aims to solve the limitations imposed by the use of the deterministic conventional tool, allowing the consideration of input uncertainties. Superior sensitivity is obtained in the evaluation of results, as possible regions of operation are more clearly examined. Consequently, the risk of the system operating outside its nominal conditions is duly estimated. This dissertation proposes a methodology based on Monte Carlo simulation (MCS) using importance sampling techniques via the cross-entropy method. Risk indices for selected events (e.g., overloads on transmission equipment) are evaluated, keeping the same accuracy and flexibility tolerable by the conventional MCS, but in much less computational time. Unlike the FPP solution obtained by analytical techniques, which primarily aim at assessing probability density curves for the output variables (flows, etc.) and always need to have the accuracy compared to MCS, the proposed method evaluates only the tail areas of these densities, obtaining results with greater accuracy in the regions of interest from the operational risk point of view. The proposed method is applied to IEEE 14, IEEE RTS and IEEE 118 bus systems, and the results are widely discussed. In all cases, there are clear gains in computational performance, maintaining accuracy when compared to conventional SMC. The possible applications of the method and future developments are also part of the dissertation.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-24T12:16:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRelevo.pdf: 1116307 bytes, checksum: 24c74f0dccc22d0cfa831b6e7d373356 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-24T16:44:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRelevo.pdf: 1116307 bytes, checksum: 24c74f0dccc22d0cfa831b6e7d373356 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-24T16:44:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRelevo.pdf: 1116307 bytes, checksum: 24c74f0dccc22d0cfa831b6e7d373356 (MD5) Previous issue date: 2007 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentamos um novo método de inversão gravimétrica para estimar o relevo descontínuo do embasamento de bacias sedimentares, cujos pacotes sedimentares podem ter contraste de densidade constante ou variando hiperbolicamente com a profundidade. O método combina a maximização da medida de entropia de ordem zero e a minimização da medida de entropia de primeira ordem do vetor de soluções (profundidades do embasamento). O modelointerpretativo consiste de um conjunto de primas retangulares verticais justapostos, com o contraste de densidade conhecido, cujas espessuras representam as profundidades do embasamento e são os parâmetros a serem determinados. A minimização da entropia de ordem um favorece soluções apresentando descontinuidades abruptas e a maximização da entropia de ordem zero é empregada apenas para evitar sua minimização excessiva. O método foi aplicado a dados sintéticos simulando: (i) bacias intracratônicas com o relevo do embasamento suave ou apresentando descontinuidades abruptas localizadas e (ii) bacias marginais falhadas. No caso de embasamento suave, a comparação dos resultados com aqueles obtidos através da suavidade global e da suavidade ponderada mostrou que ambos os métodos delinearam o embasamento. No caso de embasamentos falhados, seja em bacias intracratônicas ou marginais, as soluções obtidas com a regularização entrópica e a suavidade ponderada foram equivalentes, delineando o embasamento e as descontinuidades, o que não ocorreu com a suavidade global. A regularização entrópica, no entanto, não requereu informação a priori sobre a profundidade, diferentemente da suavidade ponderada. Tanto o método proposto como os métodos das suavidades global e ponderada foram aplicadas a quatro conjuntos de dados reais. O primeiro é proveniente da Ponte do Poema que está localizada no campus da Universidade Federal do Pará, Belém, Pará, permitiu certificar a aplicabilidade prática do método, uma vez que o relevo abaixo da ponte é acessível. O segundo, da porção norte do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos. As soluções obtidas com a regularização entrópica e com a suavidade ponderada mostram um embasamento apresentando diversas descontinuidades verticais, o que não aconteceu com a suavidade global. O terceiro conjunto provém do graben de San Jacinto, situado na Califórnia, Estados Unidos, que levou a soluções em que o graben é assimétrico e apenas a suavidade ponderada apresentou solução com fundo achatado. O quarto conjunto de dados é oriundo do graben do Büyük Menderes, localizado na Turquia ocidental. As soluções do método proposto e da suavidade ponderada apresentaram grandes deslocamentos verticais, confirmados pela geologia, o que não aconteceu com a suavidade global. / We present a new gravity inversion method, which estimates the basement relief of a sedimentary basin, whose sediments may present a constant or a decreasing density contrast with depth relative to the basement. The method combines the minimization of the first-order entropy measure with the maximization of the zeroth-order entropy measure of the solution vector (depths to the basement). The interpretation model consists of a set of rectangular juxtaposed vertical prisms with known density contrasts and whose thicknesses represent the depths to the basement relief and are the parameters to be estimated. The minimization of the first-order entropy favors solutions presenting abrupt discontinuities, and the maximization of the zeroth-order entropy is employed just to prevent its excessive minimization. We applied our method to synthetic data simulating: (i) intracratonic basins with smooth or discontinuous relief, and (ii) faulted marginal basins. In the case of a smooth basement relief, it was well delineated by the entropic regularization, and by the global and weighted smoothness. In the case of a faulted basement, either in intracratonic or marginal basins, the entropic regularization and the weighted smoothness delineated the basement relief with good precision, differently from the global smoothness. The entropic regularization, however, did not require the knowledge of the basin’s maximum depth. We applied our method to four sets of real Bouguer anomalies. The first one comes from a profile across a bridge located in the campus of the Federal University of Pará, Belém. The solution delineated the known, discontinuous topography below the bridge. The second set comes from the northern portion of Steptoe Valley, Nevada. The solution delineated a discontinuous basement relief in accordance with the known geological setting of the area. The third set comes from the San Jacinto graben, situated in California, United States. The solution indicated an asymmetric graben, as already reported by other authors. The fourth data set comes from the Büyük Menderes graben, western Turkey. The solutions presented large vertical displacements on the northern border, which is confirmed by geological information.

Nello studio del Disturbo da Deficit di Attenzione e Iperattività (DDAI) si riconosce la multifattorialità della sua eziologia: si presuppone una componente genetica o neurobiologica e l'intervento di fattori ambientali. Il mondo familiare e scolastico sono i due sistemi in cui il bambino vive. Questi sistemi sono caratterizzati da ambienti, attività, stili educativi, ritmi di vita quotidiana, che possono essere connotati da un certo grado di disordine . Per rilevare il grado di disordine strutturale e personale della famiglia e della scuola sono stati costruiti alcuni questionari. L'indagine è stata condotta su un campione di oltre 600 soggetti, maschi e femmine, della classe 1^-3^-5^ della scuola primaria elementare.Il campione è stato reclutato in tre circoli didattici, che comprendono sei scuole del territorio metropolitano della città di Torino. Dai risultati dell'indagine si evince che i fattori del disordine strutturale e personale, familiare e scolastico, sono correlati con i deficit dell'attenzione e l'iperattività dei bambini. Alcuni fattori del disordine strutturale, dell'ambiente familiare e scolastico, come un elevato grado di disordine della casa e della classe e il caos relativo al non rispettare le attività fissate per la giornata, sono correlate con il deficit di attenzione dei bambini; il caos derivato dalla numerosità di alunni in una classe e dalla elevata presenza di allievi vivaci sono in relazione con il deficit di iperattività. Le condizioni educative incoerenti, una presenza discontinua dei genitori, troppe attività extrascolastiche, l'inadeguatezza dello stile educativo familiare e scolastico, l'atteggiamento distratto e frettoloso dei genitori sono alcuni dei fattori che fanno aumentare i livelli sia della disattenzione che della iperattività. / In the study of Attention Deficit Hyperactive Disorder (ADHD) the multifactor model of its aetiology is acknowledged. It supposes a genetic or neurobiological component and environmental factors. The family and school are the two systems in which the child lives. These systems are characterized by a different environment, activities, educational methods, daily life rhythms that can show a degree of disorder . The disorder has been evaluated using some survey questionnaires designed for this purpose. The survey questionnaires measure the degree of familiar and scholastic structural and personal disorder. The inquiry has been carried out on a sample of more than 600 subjects, males and females, of 1st, 3rd and 5th grade. The sample has been recruited in three comprehensive didactic circles of six schools of the metropolitan area of Turin. The results of data report show that the both family and school structural and personal factors are related to children's attention deficit and hyperactive disorder. Some factors of familiar and scholastic structural disorder such as a high degree of house and classroom environmental chaos and the familiar and scholastic unperformed daily activities are related to students' attention deficit. Furthermore the children's hyperactivity is related to the high amount of students in the class and the presence of lively children. The incoherent educational conditions, the discontinuous parents' presence, too many extra-scholastic activities, the inadequacy of the familiar and scholastic educational methods, the distracted and hurried attitude of the parents, are some of the factors that increase the child's attention deficit and hyperactive disorder.