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We investigate the expressive power of different fragments of higher-order logics over finite relational structures (or equivalently, relational databases) with special emphasis in higher-order logics of order greater than or equal three. Our main results concern the study of the effect on the expressive power of higher-order logics, of simultaneously bounding the arity of the higher-order variables and the alternation of quantifiers.

Em Complexidade Descritiva investigamos o uso de logicas para caracterizar classes problemas pelo vies da complexidade. Desde 1974, quando Fagin provou que NP e capturado pela logica existencial de segunda-ordem, considerado o primeiro resultado da area, outras relac~oes entre logicas e classes de complexidade foram estabelecidas. Os resultados mais conhecidos normalmemte envolvem logica de primeira-ordem e suas extens~oes, e classes de complexidade polinomiais em tempo ou espaco. Alguns exemplos sÃo que a logica de primeira-ordem estendida com o operador de menor ponto xo captura a clsse P e que a logica de segunda-ordem estendida com o operador de fecho transitivo captura a classe PSPACE. Nesta dissertaÃÃo, analisaremos inicialmente a expressividade de algumas logicas modais com relacÃo ao problema de decisÃo REACH e veremos que e possvel expressa-lo com as logicas temporais CTL e CTL. Analisaremos tambem o uso combinado de logicas de ordem superior com o operador de menor ponto xo e obteremos como resultado que cada nvel dessa hierarquia captura cada nvel da hierarquia determinstica em tempo exponencial. Como corolario, provamos que a hierarquia de HOi(LFP) nÃo colapsa, ou seja, HOi(LFP) HOi+1(LFP) / In Descriptive Complexity, we investigate the use of logics to characterize computational classes os problems through complexity. Since 1974, when Fagin proved that the class NP is captured by existential second-order logic, considered the rst result in this area, other relations between logics and complexity classes have been established. Wellknown results usually involve rst-order logic and its extensions, and complexity classes in polynomial time or space. Some examples are that the rst-order logic extended by the least xed-point operator captures the class P and the second-order logic extended by the transitive closure operator captures the class PSPACE. In this dissertation, we will initially analyze the expressive power of some modal logics with respect to the decision problem REACH and see that is possible to express it with temporal logics CTL and CTL. We will also analyze the combined use of higher-order logics extended by the least xed-point operator and obtain as result that each level of this hierarchy captures each level of the deterministic exponential time hierarchy. As a corollary, we will prove that the hierarchy of HOi(LFP), for i 2, does not collapse, that is, HOi(LFP) HOi+1(LFP)

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