We examine how logical reasoning in the two-variable guarded fragment with counting quantifiers can be integrated with databases in the presence of certain integrity constraints, called path-functional dependencies. In more detail, we establish that the problems of satisfiability and finite satisfiability for the two-variable guarded fragment with counting quantifiers, a database, and binary path-functional dependencies are EXPTIME-complete; we also establish that the data complexity of these problems is NP-complete. We establish that query answering for the above fragment (with a database and binary path-functional dependencies) is 2-EXPTIME-complete with respect to arbitrary models, and provide a 2-EXPTIME upper bound for finite models. Finally, we establish that the data complexity of query answering is coNP-complete, both with respect to arbitrary and finite models.

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Orientador: Júlio Carlos Teixeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia

As investigações sobre as bases genéticas de doenças complexas em Genômica utilizam diversos tipos de informação. Diversos sintomas são avaliados de maneira a diagnosticar a doença, os indivíduos apresentam padrões de agrupamento baseados, por exemplo no seu parentesco ou ambiente comum e uma quantidade imensa de características dos indivíduos são medidas por meio de marcadores genéticos. No presente trabalho, um modelo multiníveis da teoria de resposta ao item (TRI) é proposto de forma a integrar todas essas fontes de informação e caracterizar doenças complexas através de uma variável latente. Além disso, a quantidade de marcadores moleculares induz um problema de seleção de variáveis, para o qual uma seleção baseada nos métodos da busca estocástica e do LASSO bayesiano são propostos. Os parâmetros do modelo e a seleção de variáveis são realizados sob um paradigma bayesiano, no qual um algoritmo Monte Carlo via Cadeias de Markov é construído e implementado para a obtenção de amostras da distribuição a posteriori dos parâmetros. O mesmo é validado através de estudos de simulação, nos quais a capacidade de recuperação dos parâmetros, de escolha de variáveis e características das estimativas pontuais dos parâmetros são avaliadas em cenários similares aos dados reais. O processo de estimação apresenta uma recuperação satisfatória nos parâmetros estruturais do modelo e capacidade de selecionar covariáveis em espaços de dimensão elevada apesar de um viés considerável nas estimativas das variáveis latentes associadas ao traço latente e ao efeito aleatório. Os métodos desenvolvidos são então aplicados aos dados colhidos no estudo de associação familiar \'Corações de Baependi\', nos quais o modelo multiníveis se mostra capaz de caracterizar a síndrome metabólica, uma série de sintomas associados com o risco cardiovascular. O modelo multiníveis e a seleção de variáveis se mostram capazes de recuperar características conhecidas da doença e selecionar um marcador associado. / Recent investigations about the genetic architecture of complex diseases use diferent sources of information. Diferent symptoms are measured to obtain a diagnosis, individuals may not be independent due to kinship or common environment and their genetic makeup may be measured through a large quantity of genetic markers. In the present work, a multilevel item response theory (IRT) model is proposed that unifies all these diferent sources of information through a latent variable. Furthermore, the large ammount of molecular markers induce a variable selection problem, for which procedures based on stochastic search variable selection and the Bayesian LASSO are considered. Parameter estimation and variable selection is conducted under a Bayesian framework in which a Markov chain Monte Carlo algorithm is derived and implemented to obtain posterior distribution samples. The estimation procedure is validated through a series of simulation studies in which parameter recovery, variable selection and estimation error are evaluated in scenarios similar to the real dataset. The estimation procedure showed adequate recovery of the structural parameters and the capability to correctly nd a large number of the covariates even in high dimensional settings albeit it also produced biased estimates for the incidental latent variables. The proposed methods were then applied to the real dataset collected on the \'Corações de Baependi\' familiar association study and was able to apropriately model the metabolic syndrome, a series of symptoms associated with elevated heart failure and diabetes risk. The multilevel model produced a latent trait that could be identified with the syndrome and an associated molecular marker was found.

Atualmente, um dos problemas mais importantes da Genética é a identificação de genes associados com doenças complexas. Um delineamento adequado para esta finalidade corresponde à coleta de dados de famílias e plataformas de marcadores moleculares do tipo SNP (do inglês, Single Nucleotide Polimorphism). Estas plataformas representam pontos de referência estrategicamente dispostos ao longo do genoma dos indivíduos e são de alta dimensão. A análise destes dados traz desafios analíticos como o problema de múltiplos testes e a seleção de variáveis preditoras. Nesta tese, propõe-se um critério para discriminar as variáveis preditoras genéticas em efeitos devidos ao componente aleatório poligênico e ao componente residual, sob a estrutura de um modelo linear misto. Também, considerando que o efeito individual das variáveis preditoras é esperado ser pequeno, é sugerido um método para encontrar subconjuntos ordenados destas variáveis e estudar o seu efeito simultâneo sobre a variável resposta em estudo. Neste contexto, utiliza-se a teoria associada ao Gráfico da Variável Adicionada em modelos mistos. As propostas são validadas por meio de um estudo de simulação, o qual é baseado em estruturas de famílias envolvidas no Projeto ``Corações de Baependi\" (InCor/USP), cujo objetivo é identificar genes associados a fatores de risco cardiovascular na população brasileira. Para a implementação dos procedimentos, usa-se o programa R e na geração das variáveis preditoras genéticas adota-se o aplicativo SimPed. / Recently, one of the most important problems in genetics is the identification of genes associated with complex diseases. A useful design for this proposal corresponds to collect data from extended families and molecular markers platforms SNPs (Single Nucleotide polymorphism). These platforms represent points of reference strategically placed along the genome of the individuals and are high dimensional. Analysis of these data brings analytical challenges as the problem of multiple testing and selection of predictive variables. In this thesis, we propose a criterion for discriminating predictors of genetic effects due to random polygenic component and the residual component, under the framework of a linear mixed model. Also, considering that the individual effects of predictor variables is expected to be small, it is suggested a method for finding ordered subsets of these variables and study their simultaneous effect on the response variable under study. In this context, is used the theory of the added variable plot under a mixed model framework. The proposals are validated through a simulation study, which is based on structures of families involved in the Project `` Baependi Heart Study (FAPESP Process 2007/58150-7), whose objective is to identify genes associated with cardiovascular risk factors in the Brazilian population. This proposal is implemented by using the R statistical environment and for the simulation of genetic predictors is adopted the SimPed application.

A imunodeficiência comum variável (ICV) é uma imunodeficiência primária de origem heterogênea, definida como uma diminuição de pelo menos dois isótipos de imunoglobulinas, a falta de resposta anticórpica a imunizações e a exclusão de outras causas primárias de hipogamaglobulinemia. A ausência de níveis adequados de anticorpos em pacientes com ICV resulta em infecções bacterianas recorrentes, mais freqüentes no trato respiratório e digestivo, que podem levar a seqüelas sinusais e pulmonares. Nos últimos 6 anos iniciou-se a descoberta de genes relacionados à causa de doenças com o fenótipo de ICV, como os genes de TACI, BAFF-R, CD19 e ICOS. Dentre as alterações imunológicas, podemos também relatar deficiência de células B de memória (CD19+IgM-IgD-CD27+), levando a distúrbio de comutação isotípica e redução da secreção de imunoglobulinas. Atualmente tal característica vem sendo utilizada para classificar a ICV. No decorrer do presente trabalho pudemos observar que pacientes com ICV apresentam alterações na expressão de CD27 não somente em células B, mas também em células T, além de resposta linfoproliferativa ao estímulo de PHA reduzida. O CD27 consiste em uma molécula da família TNF presente constitutivamente em células T e após ativação em células B. Sua atuação na resposta imune está relacionada com a proliferação e co-ativação de células T específicas que atuam na interação T-B, na resposta de células B dependente de T. Dessa forma deficiências na via de CD27 podem resultar em defeitos nos mecanismos de comutação isotípica e de diferenciação de células B do centro germinativo, assim como de células de memória. Essas características podem ser observadas em modelos murinos de deficiências de CD27/CD70. Nossos achados permitem que uma nova janela se abra para o estudo da ICV. A avaliação dos distúrbios associados a defeitos de sinalização de CD27/CD70 em humanos pode se tornar uma nova ferramenta para a compreensão de uma deficiência tão pouco esclarecida. Tal enfoque pode eventualmente contribuir para o desenvolvimento de novos tratamentos, atuando diretamente na molécula em questão. Além disso, sugerimos também a utilização da fenotipagem das moléculas CD27 em linfócitos B e T, além da IgM e IgD de membrana para a caracterização da ICV, mais a análise da molécula CD154 para exclusão de outras imunodeficiências / Common variable immunodeficiency (CVID) is a primary immunodeficiency disorder of heterogeneous origin, defined by a decrease of at least two immunoglobulin isotypes, lack of antibody response to immunization and the exclusion of other causes of primary hypogammaglobulinemia. The absence of adequate levels of antibodies in patients with CVID results in recurrent bacterial infections, most frequently in the respiratory and digestive tract, which can lead to sinusal and lung sequels. Over the past six years the discovery of genes related to the phenotype of CVID began, such as the genes of TACI, BAFF-R, CD19 and ICOS. Among the immunological changes, there is impairment of memory B cells (CD19+/IgM-IgD-CD27+), leading to disturbance of isotypic switching and reduced secretion of immunogobulins. Currently this feature has been used to classify CVID. During the present study we observed that patients with CVID present changes in the expression of CD27 not only in B cells, but also in T cells, and reduced lymphoproliferative response to PHA. CD27 molecule is a member of the TNF family present constitutively in T cells, and after activation in B cells. Its importance in the immune response is related to the proliferation and co-activation of specific T cells that act in T-B interaction, in the T cell dependent B cells response. Thus disturbances in the CD27 pathway can result in defects in isotypic switch and differentiation of germinal center B cells, as well as memory cells. These characteristics can be observed in murine models of CD27/CD70 deficiency. Our findings allow a new approach for the study of CVID. The evaluation of defects in CD27/CD70 signaling in humans might become a new tool for understanding an incompletely understood disease. Such an approach may contribute to the development of new treatments, acting directly on the molecule in question. In addition, we also suggest the use of phenotyping of CD27 molecules on B and T lymphocytes, in addition to membrane IgM and IgD to characterize CVID, associated to the analysis of the molecule CD154 to exclude other immunodeficiencies

Nessa tese apresentamos uma nova classe de modelos, os processos de saltos com memória de alcance variável, uma generalização a tempo contínuo do processo introduzido em Galves e Löcherbach (2013). Desenvolvemos um novo estimador para a árvore de contexto imersa no processo de salto com memória de alcance variável, considerando mais parâmetros fornecidos pela amostra. Obtivemos também uma cota superior da taxa de convergência da árvore estimada para árvore real, provando a convergência quase certa do estimador. / In this work we deal with a new class of models: the jump processes with variable length memory. This is a continuous-time generalization of the process introduced in Galves and Löcherbach (2013). We present a new estimator for the tree context embedded in this process, considering all information provided by the sample. We also present an exponential upper bound for the rate of convergence, proving then the almost sure convergence of the estimator.

A presente dissertação aborda a avaliação de três sistemas fotovoltaicos de bombeamento, que compreendem duas configurações com equipamentos dedicados à tecnologia fotovoltaica e um com equipamentos alternativos com potências entre 0,75 CV e 1,0 CV. Os resultados mostram que a configuração alternativa apresenta menor eficiência diária do sistema motobomba. A avaliação econômica revela a competitividade da configuração alternativa frente aos sistemas importados dedicados à tecnologia fotovoltaica. Alia-se a isso a disponibilidade dos equipamentos de condicionamento de potência e a facilidade de reposição. Verificou-se também que a configuração alternativa, conversor de freqüência WEG CFW08 e motobomba SOMAR de 1,0 CV e 8 estágios, trabalha com eficiência diária próxima aos 30% na faixa de operação de 20 a 40 metros de coluna dágua. Portanto, com uma adequada escolha da motobomba para a configuração alternativa, podem-se obter desempenhos semelhantes aos obtidos com sistemas importados dedicados à tecnologia fotovoltaica. Para 30 metros, a configuração alternativa bombeou somente 1% a menos do que o sistema Grundfos. O custo do volume bombeado para 30m de altura manométrica total do sistema alternativo é 22% menor do que o sistema Grundfos e 51% mais econômico do que o sistema Solarjack (Sun Pumps). / The present dissertation shows the evaluation of three Photovoltaic Pumping Systems, which involves two configurations: the equipment dedicated to the photovoltaic technology and the alternative equipment with nominal powers between 0.75 CV and 1.0 CV. The results show that the alternative configuration attained minor daily efficiency of the motopump system. The economic evaluation reveals the competitiveness of the alternative configuration in comparison with imported photovoltaic technology dedicated systems. It also should be considered the availability of equipment for power conditioning and the facility of replacement. It was also verified that the alternative configuration, variable speed drive WEG CFW08 and 1.0 CV SOMAR motor pump with 8 stages, works with daily efficiency near 30% in the 20 to 40 meters operation range. Therefore, with an adequate choice of the motor pump for the alternative configuration, performances similar to the imported photovoltaic technology dedicated systems can be obtained. For 30 meters, the alternative configuration pumped only 1% less than the Grundfos system. The cost of pumped volume for 30 meters of manometer total height of the alternative system is 22% cheaper than the system Grundfos and 51% cheaper than the system Solarjack (Sun Pumps).

Este trabalho consiste basicamente na realização do teste de uma gama de variáveis explicativas anuais, oriundas da literatura sobre crescimento econômico, para os estados brasileiros. O objeto primeiro é identificar quais delas são robustas em apresentar relação com as variações do Produto Interno Bruto (PIB) per capita, ou seja, quais se mantêm significativas quando testadas junto a diferentes conjuntos de outras variáveis explicativas. O período analisado compreende os anos de 1986 a 2002. Resende e Figueiredo1 realizaram esse mesmo trabalho utilizando dados decenais entre 1960 e 2000. Assim, um segundo objetivo é comparar os resultados de longo prazo, obtido por Resende e Figueiredo, com os de curto prazo. Para tanto, empregou-se o teste de robustez proposto por Levine e Renelt2, o Extreme Bounds Analysis (EBA), e o teste desenvolvido por Sala-i-Martin3, que argumenta que, em vez de analisar os extremos das estimativas dos coeficientes de uma variável específica, é necessário fazer a análise de toda a distribuição desses coeficientes.Com base nos testes efetuados, conclui-se que, no curto prazo, atividade agrícola, setor de serviços e água encanada têm correlação robusta com as taxas de crescimento do PIB per capita; apesar da atividade agrícola se revelar o fator de maior relação com o crescimento econômico no curto prazo, os dados não demonstraram nenhuma robustez no longo. Quanto à ocorrência de convergência condicional dos PIBs per capita estaduais, esta se confirmou tanto para o curto quanto para o longo prazo. Por outro lado, mortalidade infantil, fecundidade e carga tributária apresentam correlação robusta com as taxas de crescimento do PIB per capita somente no longo prazo. A taxa de urbanização demonstra correlação positiva no curto prazo, mas negativa no longo. / The present work basically consists of examination of a set of explanatory annual variables, whose sort derived from Economic Growth literature, to the Brazilian states. The prime aim is to identify which of those variables presents robust correlation with the per capita Gross Domestic Product (GDP) rates, researching the 1986 to 2002 period. Resende e Figueiredo have done the same work with decennial data between 1960 and 2000. In this way, another aim is comparing those long term results with the short one. In order to do that, one applied the Extreme Bounds Analysis (EBA) test proposed by Levine and Renelt, as well as the test developed by Sala-i-Martin, who argued it is necessary to analyze which and all coefficients, instead of to the extremes only. Based in those tests, one concludes that the variables which present robust correlations with the per capita GDP rates in the short term are farming and service sectors as well canalized water. Although the farming was revealed the main factor of growth in the short term, it did not presented robustness at all in the long term. In the other hand, babyish mortality rate, fertility rate and tax burden presented robust correlation only in the long term. The urban rate showed positive robust correlation in the short term, despite of negative one in the long term.

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