Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3134384 bytes, checksum: 253c3fb1aaec508b89c44bcd7766a50c (MD5) Previous issue date: 2013-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this thesis, we investigate aspects of similarity between sequences of complete mitochondrial DNA. This line of study falls within the framework from the analysis of statistical properties of DNA sequences based on methods that seek to understand the information contained in these sequences a topic of renewed interest in the context of the so called Complex Systems. Previous approaches were used to obtain the frequencies of certain segments of nucleotides, regarded as the words of a given size, contained in sequences. These methods, inspired by studies devoted to the statistical properties of words distribution in linguistic and symbolical sequences, can be considered an alternative to techniques and algorithms for aligning sequences, and have been successful in the description of characteristics that allow to infer similarity and possible species grouping criteria, it means, biological afnity between DNA sequences. Previously, this methodology has been applied to evaluate the diferences between coding and nocoding DNA sequences and to extract linguistic aspects of these sequences by detecting keywords that describe relevant information embedded in the threads. In this dissertation, these studies are expanded in order to directly compare the contents of pairs of complete sequences of mitochondrial DNA, setting parameters that depend on the frequency distribution of sequences of words which highlight both the relevance of certain words as well as the possibility of grouping species estimating the distance between these words. Our results show that the best clusters between diferent species are obtained when we calculate the rate of agglomeration considering only frequencies of words. We have also observed that the larger the word size is, its greater clustering between sequences. The prospect of applying our results to analyze DNA sequences also belong to a single biological species, may be relevant in the construction of phylogenetic trees that are appropriate structures for understanding the evolutionary history of organisms. / Nesta dissertação, investigamos aspectos da similaridade entre sequências completas de DNA mitocondriais. Esta linha de estudo se insere no âmbito da análise de propriedades estatísticas de sequências de DNA baseadas em métodos que buscam entender a informação contida nessas sequências, tema de renovado interesse no contexto dos chamados Sistemas Complexos. Abordagens anteriores foram utilizadas para obtenção das frequências de determinados segmentos de nucleotídeos, considerados como palavras de um dado tamanho, contidos nas sequências. Tais métodos, inspirados em estudos dedicados às propriedades estatísticas de distribuição de palavras em textos linguísticos e sequências simbólicas, podem ser considerados uma alternativa às técnicas e algoritmos de alinhamento de sequências, e têm sido bem sucedidos na descrição de características que permitem inferir similaridade e possíveis critérios de agrupamentos de espécies, ou seja, afinidade biológica entre sequências de DNA. Anteriormente, esta metodologia foi aplicada para avaliar as diferenças entre sequências de DNA codificadas e não codificadas e para extrair aspectos linguísticos dessas sequências através da detecção de palavras-chaves que descrevem informações relevantes embutidas nas sequências. Nesta dissertação, ampliamos tais estudos, no sentido de comparar diretamente o conteúdo de pares de sequências completas de DNA mitocondriais, definindo parâmetros que dependem da distribuição de frequências de palavras das sequências que ressaltam tanto a relevância de determinadas palavras, bem como a possibilidade de agrupamentos de espécies estimando a distância entre essas sequências. Nossos resultados mostram que os melhores agrupamentos entre espécies distintas são obtidos quando calculamos a taxa de aglomeração levando em conta apenas as frequências das palavras. Notamos, também, que quanto maior o tamanho da palavra mais consistente é o agrupamento entre as sequências. A perspectiva de aplicação de nossos resultados, para analisar também sequências de DNA pertencentes a uma única espécie biológica, pode ser relevante na construção de árvores filogenéticas que são estruturas adequadas para se compreender a história evolucionária dos organismos.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-22T19:35:00Z No. of bitstreams: 1 IdervalAlvesBarbosa_TESE.pdf: 5224671 bytes, checksum: 49d3a5c3c3ea197ca03bf98e12e5f60d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-03-28T19:30:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 IdervalAlvesBarbosa_TESE.pdf: 5224671 bytes, checksum: 49d3a5c3c3ea197ca03bf98e12e5f60d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T19:30:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IdervalAlvesBarbosa_TESE.pdf: 5224671 bytes, checksum: 49d3a5c3c3ea197ca03bf98e12e5f60d (MD5) Previous issue date: 2015-03-25 / Neste trabalho investigamos alguns aspectos do fluxo bidimensional de um fluido viscoso Newtoniano atrav?s de um meio poroso desordenado, modelado por um sistema fractal aleat?rio, semelhante ao tapete de Sierpinski. Este fractal ? formado por obst?culos de diversos tamanhos, cuja fun??o de distribui??o segue uma lei de pot?ncia. Al?m do mais, est?o aleatoriamente dispostos em um canal retangular. O campo de velocidades e outros detalhes da din?mica dos fluidos s?o obtidos resolvendo-se, numericamente, as equa??es de Navier-Stokes e as da continuidade no n?vel de poros, onde ocorre realmente o fluxo de fluidos em meios porosos. Os resultados das simula??es num?ricas permitiram-nos fazer uma an?lise da distribui??o das tens?es de cisalhamento desenvolvidas nas interfaces s?lido-fluido, e encontrar rela??es alg?bricas entre as for?as viscosas ou de atrito e par?metros geom?tricos do modelo, inclusive a sua dimens?o fractal. Com base nos resultados num?ricos propusemos rela??es de escala que envolve os par?metros relevantes do fen?meno, quantificando as fra??es dessas for?as com rela??o ?s classes de tamanhos dos obst?culos. Finalmente, foi poss?vel, tamb?m, fazer infer?ncias sobre as flutua??es na forma da distribui??o das tens?es viscosas desenvolvidas na superf?cie dos obst?culos. / In this work we have investigated some aspects of the two-dimensional flow of a viscous Newtonian fluid through a disordered porous medium modeled by a random fractal system similar to the Sierpinski carpet. This fractal is formed by obstacles of various sizes, whose distribution function follows a power law. They are randomly disposed in a rectangular channel. The velocity field and other details of fluid dynamics are obtained by solving numerically of the Navier-Stokes and continuity equations at the pore level, where occurs actually the flow of fluids in porous media. The results of numerical simulations allowed us to analyze the distribution of shear stresses developed in the solid-fluid interfaces, and find algebraic relations between the viscous forces or of friction with the geometric parameters of the model, including its fractal dimension. Based on the numerical results, we proposed scaling relations involving the relevant parameters of the phenomenon, allowing quantifying the fractions of these forces with respect to size classes of obstacles. Finally, it was also possible to make inferences about the fluctuations in the form of the distribution of viscous stresses developed on the surface of obstacles.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-06T19:44:43Z No. of bitstreams: 1 TiagoDeMedeirosVieira_TESE.pdf: 5848175 bytes, checksum: c1a4daee02684a757d68737320361109 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-07T19:39:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TiagoDeMedeirosVieira_TESE.pdf: 5848175 bytes, checksum: c1a4daee02684a757d68737320361109 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-07T19:39:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TiagoDeMedeirosVieira_TESE.pdf: 5848175 bytes, checksum: c1a4daee02684a757d68737320361109 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Muitos sistemas f?sicos t?m uma din?mica que pode ser modelada atrav?s de processos de percola??o. A percola??o ? utilizada para estudar desde a difus?o de um fluido em um meio desordenado at? a fragmenta??o de um rede de computadores causada por um ataque de hackers. Uma caracter?stica comum a todos esses sistemas nos quais a percola??o pode se aplicar ? a presen?a de dois regimes n?o-coexistentes associados a certas propriedades do sistema. Por exemplo: o meio desordenado pode permitir ou n?o a passagem do fluido de acordo com sua porosidade. A mudan?a de um regime para o outro caracteriza a transi??o de fase percolativa. A forma padr?o de se analisar essa transi??o ? atrav?s do chamado par?metro de ordem, uma vari?vel relacionada a alguma caracter?stica do sistema que apresenta valor zero em um dos regimes e valor diferente de zero no outro. A proposta apresentada na presente tese ? que essa transi??o de fase pode ser avaliada sem o uso direto do par?metro de ordem, sendo poss?vel caracteriz?-la atrav?s do uso da entropia de Shannon. Essa entropia ? uma medida do grau de incerteza na informa??o codificada atrav?s de uma distribui??o de probabilidades. A proposta ? estudada no contexto da forma??o de aglomerados em grafos aleat?rios, sendo aplicada tanto para a percola??o cl?ssica quanto para a percola??o explosiva. Ela se baseia no c?lculo da entropia da distribui??o de probabilidades dos tamanhos dos aglomerados e os resultados obtidos mostram que o ponto cr?tico da transi??o est? relacionado ?s derivadas da fun??o entropia. Al?m disso, a diferen?a entre as naturezas suave e abrupta das transi??es cl?ssica e explosiva, respectivamente, ? refor?ada ao se observar que a entropia tem valor m?ximo no ponto cr?tico da transi??o cl?ssica, enquanto que essa correspond?ncia n?o ocorre durante a transi??o explosiva. / Various physical systems have dynamics that can be modeled by percolation processes. Percolation is used to study issues ranging from fluid diffusion through disordered media to fragmentation of a computer network caused by hacker attacks. A common feature of all of these systems is the presence of two non-coexistent regimes associated to certain properties of the system. For example: the disordered media can allow or not allow the flow of the fluid depending on its porosity. The change from one regime to another characterizes the percolation phase transition. The standard way of analyzing this transition uses the order parameter, a variable related to some characteristic of the system that exhibits zero value in one of the regimes and a nonzero value in the other. The proposal introduced in this thesis is that this phase transition can be investigated without the explicit use of the order parameter, but rather through the Shannon entropy. This entropy is a measure of the uncertainty degree in the information content of a probability distribution. The proposal is evaluated in the context of cluster formation in random graphs, and we apply the method to both classical percolation (Erd?os- R?enyi) and explosive percolation. It is based in the computation of the entropy contained in the cluster size probability distribution and the results show that the transition critical point relates to the derivatives of the entropy. Furthermore, the difference between the smooth and abrupt aspects of the classical and explosive percolation transitions, respectively, is reinforced by the observation that the entropy has a maximum value in the classical transition critical point, while that correspondence does not occurs during the explosive percolation.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UmbertoLF_TESE_1-68.pdf: 5033463 bytes, checksum: 3b00a374c52d4c445b840f5c54fc0ba9 (MD5) Previous issue date: 2000-03-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The new technique for automatic search of the order parameters and critical properties is applied to several well-know physical systems, testing the efficiency of such a procedure, in order to apply it for complex systems in general. The automatic-search method is combined with Monte Carlo simulations, which makes use of a given dynamical rule for the time evolution of the system. In the problems inves?tigated, the Metropolis and Glauber dynamics produced essentially equivalent results. We present a brief introduction to critical phenomena and phase transitions. We describe the automatic-search method and discuss some previous works, where the method has been applied successfully. We apply the method for the ferromagnetic fsing model, computing the critical fron?tiers and the magnetization exponent (3 for several geometric lattices. We also apply the method for the site-diluted ferromagnetic Ising model on a square lattice, computing its critical frontier, as well as the magnetization exponent f3 and the susceptibility exponent 7. We verify that the universality class of the system remains unchanged when the site dilution is introduced. We study the problem of long-range bond percolation in a diluted linear chain and discuss the non-extensivity questions inherent to long-range-interaction systems. Finally we present our conclusions and possible extensions of this work / Atrav?s da nova t?cnica de Busca Autom?tica de par?metros de ordem e propriedades cr?ticas, estudamos v?rios sistemas f?sicos conhecidos, com o intuito de testar a efici?ncia desta t?cnica, a fim de aplic?-la para. sistemas complexos em geral. O M?todo de Busca Autom?tica (MBA) ? desenvolvido em combina??o com o M?todo de Simula??o de Monte Carlo e este por sua vez se utiliza de uma determinada din?mica para. fazer o sistema evoluir com o tempo. Nos problemas que tratamos, utilizamos as din?micas de Metropolis e de Gl?uber, que produzem resultados essencialmente equiva?lentes. Fazemos uma breve revis?o das transi??es de fase e fen?menos cr?ticos. Descrevemos o MBA e comentamos alguns trabalhos onde a. aplica??o deste m?todo j? obteve sucesso. Aplicamos o MBA para o modelo de Ising ferromagn?tico. Calculamos as fronteiras cr?ticas e o expoente fl da magnetiza??o em v?rias redes geom?tricas e v?rias dimens?es espaciais. Aplicamos tamb?m o MBA para o modelo de Ising ferromagn?tico em uma rede quadrada com dilui??o de s?tios. Calculamos as fronteiras cr?ticas, o expoente 0 e o expoente 7 da susceptibilidade. O MBA calcula simultaneamente os expoentes (5 e 7. Verificamos que a. classe de universalidade do sistema n?o ? alterada quando se introduz dilui??o. Estudamos o problema, da. percola??o de liga??es de longo alcance na cadeia linear dilu?da. Discutimos quest?es de extensividade e n?o extensividade inerentes ? sistemas com intera??es de longo alcance. Finalmente, apresentamos nossas conclus?es e poss?veis extens?es deste trabalho

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-12-29T17:50:30Z No. of bitstreams: 1 AlineAmabileViolBarbosa_TESE.pdf: 6434010 bytes, checksum: e3a07408423ecca8798dc99b1a3c1f71 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-02T20:15:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlineAmabileViolBarbosa_TESE.pdf: 6434010 bytes, checksum: e3a07408423ecca8798dc99b1a3c1f71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-02T20:15:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlineAmabileViolBarbosa_TESE.pdf: 6434010 bytes, checksum: e3a07408423ecca8798dc99b1a3c1f71 (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O recente desenvolvimento do poder de processamento computacional vem trazendo para dentro do escopo da f?sica e outras ci?ncia exatas desafios at? ent?o considerados exclusivos de ci?ncias qualitativas. M?todos e conceitos da F?sica t?m contribu?do para avan?os em diversas ?reas, dentre elas neuroci?ncia. Vimos na presente tese de doutorado estudar o comportamento do c?rebro humano em estado alterado de consci?ncia, a partir de mapas funcionais gerados por resson?ncia magn?tica funcional (fMRI, {\it functional Magnetic Ressonance}) usando ferramentas da f?sica estat?stica e da teoria de redes complexas. Analisamos dados de fMRI do c?rebro de sujeitos em estado de repouso em duas condi??es distintas: em estado natural e em estado alterado de consci?ncia pela ingest?o de uma infus?o psicoativa, proveniente da cultura ind?gena amaz?nica, chamada Ayahuasca. Em linhas gerais fomos guiados por duas perguntas. O Ayahuasca causa diferen?as nas redes funcionais do c?rebro? Como quantificar essas diferen?as? Inicialmente constru?mos redes complexas usando os dados de fMRI para mapear informa??es das redes funcionais do c?rebro de cada sujeito em ambas condi??es. A seguir analisamos as propriedades estat?sticas e topol?gicas dessas redes. Comparando as redes geradas a partir dos dados adquiridos antes e depois da ingest?o do Ayahuasca, detectamos duas mudan?as importantes nas propriedades estat?sticas e topol?gicas. Encontramos primeiramente um aumento na entropia de Shannon da distribui??o de grau. Encontramos tamb?m uma segunda mudan?a importante: Uma varia??o na topologia que interfere nas efici?ncias das redes referentes ao estado alterado. Parte das mudan?as nas efici?ncias de rede v?o al?m do que pode ser explicado exclusivamente pelo aumento de entropia. Interpretamos e discutimos esses dois resultados no contexto de neuroci?ncia. Comentamos tamb?m sobre a como a quantifica??o de informa??es das redes funcionais pode ser melhorar nossa compreens?o do funcionamento do c?rebro humano e, consequentemente, contribuir para o desenvolvimento de novas metodologias em diagn?stico e tratamento de dist?rbios psiqui?tricos ainda pouco compreendidos. / An important problem in nonlinear dynamics and statistical physics relates to the quantitative description of the behavior of complex systems. The human brain is one such system. Methods and concepts used in physics have contributed to the development of diverse fields, including neuroscience. In this thesis, we investigate the behavior of the human brain in altered states of consciousness. We study the functional maps of the brain generated by functional magnetic resonance imaging (fMRI), using the tools of statistical physics and the theory of complex networks. We analyze resting state fMRI data of the brains of 9 human subjects under two distinct conditions: under normal waking state and in an altered state of consciousness, induced by ingestion of the psychoactive infusion known as Ayahuasca, of Amazonian indigenous origin. Our study was broadly motivated by two questions: Does Ayahuasca affect the functional brain networks? How can we quantify these effects? We initially constructed complex network models of the brain using the fMRI data, before and after ingestion of Ayahuasca. We next analyzed the statistical and topological properties of these networks. Comparing the networks generated from the data before and after Ayahuasca ingestion, we find some significant changes which we highlight: an increase in the Shannon entropy, a increase in the mean geodesic distance and changes in network efficiencies. The increase in mean distance indicates a global expansion of the brain networks. This suggests a decrease in global integration of brain regions. Moreover, the increase in the entropy of the degree distribution suggests an increase in the range of possibilities of functional patterns. The change in the network efficiencies goes beyond what can be accounted for by the changes in degree distribution. We discuss and present potential interpretations of our results in the context of neuroscience.

A crescente demanda por serviços de saúde, juntamente com a necessidade de proporcionar um cuidado com qualidade e com segurança, trazem desafios para as instituições que trabalham nessa área. Buscando-se soluções para esse problema, hospitais vêm aderindo a filosofia Lean Healthcare (LH), contudo é necessário ressaltar a dificuldade que essas aplicações podem ter, em longo prazo, por ser uma abordagem distinta da gestão tradicional e não levar em consideração a natureza complexa da saúde. Esse estudo buscou em desenvolver um Framework para análise e intervenção em Sistemas Complexos (SC), por meio da integração entre princípios de gestão de sistemas enxutos e princípios da ciência da complexidade. Para isso, lançou-se mão de métodos, como mapeamento de fluxo de valor, mapeamento de processos e Functional Resonance Analysis Method (FRAM). O Framework proposto estruturou-se em 6 etapas, sendo construído por meio da Design Science Research. O estudo aplicado ocorreu em um hospital universitário na análise do fluxo do paciente grave do Serviço de Emergência para a Unidade de Terapia Intensiva. Como resultado dessa aplicação, foi possível identificar 16 problemas nesse fluxo, propondo-se um plano de ação para um dos problemas e simulando os potenciais impactos por meio da utilização do FRAM. Concluiu-se que é possível unificar as visões de LH e de SC, gerandose uma visão aprofundada dos problemas enfrentados no cotidiano dos serviços da saúde, criando meios para intervenções mais seguras e que proporcionem maior qualidade no cuidado prestado ao paciente. / The increasing demand for healthcare, altogether with the necessity to provide quality and secure care, bring challenges for institutions in this domain. Pursuing solutions for this problem, hospitals are implementing Lean Healthcare (LH) philosophy, although, it is important to consider difficulties that this application might have in a long term. This is due to the fact LH differs from a tradition approach and does not take in consideration the complex nature of healthcare systems. This study sought to develop a Framework for analysis and intervention in Complex Systems (CS) through integration of principals from Lean Production Management and Complex Science. In this way, methods such as Value Stream Mapping, Process Mapping, and Functional Resonance Analysis Method (FRAM) were used. The proposed Framework had six stages, been based in Design Science Research. The Framework application took place in an university hospital, focusing in the critically ill patients flow from the emergency service to the intensive therapy unit. As a result, it was possible to identify 16 problems in the flow and an action plan was proposed for one problem using FRAM for potential impacts simulation. In conclusion, the integration of LH and CS was possible, generating a deeper understanding of day-by-day problems in healthcare, creating means for secure interventions and allowing more quality in patient care.

A crise primordial da informação genética tal como delineada pelo modelo de quasi-espécies tem permanecido há mais de três décadas como um desafio as teorias de origem da vida e evolução pré-biótica. A despeito das diversas soluções propostas ao longo desse período, não há ainda uma que seja plenamente aceita pela comunidade científica. Dentro dessa gama de soluções, os modelos que usam uma abordagem de seleção em múltiplos níveis destacam-se como uma alternativa ao paradigma da área, o celebrado modelo de hiperciclos. Denominados modelos de vesículas pré-bióticas, entre os quais destaca-se o corretor estocástico, estes assumem a cooperação, de forma mais ou menos explícita, como ingrediente essencial para vencer a crise da informação genética. A cooperação tem sido vista como capaz de proporcionar um modo de contornar a crise sucitada por Eigen ao permitir a divisão da informação essencial em diversas partes, todas abaixo do limiar da catastrofe de erro. Entretanto, até muito recentemente, havia pouca literatura especializada explorando esta classe de modelos, especialmente no que tange à questões de coexistência. O objetivo desta dissertação é estudar mais profundamente alguns modelos deste tipo dando ênfase a este tipo de problema. Inicialmente, vamos explorar um modelo determinístico de seleção de grupo similar ao corretor estocástico, baseado no famoso Wright’s Island Model com algumas modificações. Em especial, relaxamos a necessidade de tempos de geração iguais nos dois níveis da dinãmica. Além deste, também vamos estudar uma versão menos restritiva do modelo de compartimentos original. Nos dois casos, a idéia geral é buscar as condições que garantam a coexistência dos diversos tipos de genes envolvidos. / The primordial genetic information crisis as defined by the Eigen’s quasispecies model, which can be used as a paradigm here, has been a challenge to any theory about the origin of life and prebiotic evolution for more than three decades. Despite several tentative solutions proposed along this period, there’s no consensual solution to the scientific community. Among that diversity of solutions, models that use a multilevel selection approach have been seen as an viable alternative to area’s paradigm, the hypercycles model. Those called prebiotic vesicle models, whose principal example is the stochastic corrector model, assume cooperation, in a more or less explicit fashion, as an essencial ingredient to solve the genetic crisis. Cooperation has been seen as capable of providing means to bypass the genetic crisis by dividing the essential information into several pieces, each one bellow the error threshold. Until recently, no complete treatment for such a model could be found in the specialized literature, specially in relation to replicators coexistence questions. So, the main purpose of this dissertation is the throughly exploration of some of those models with emphasis in coexistence aspects. Initially, we will explore a deterministic group selection model based in the celebrated Wright’s Island Model with some modifications. We relax some of the assumptions os the model to accommodate distinct time scales between the different levels of the model. Besides this model, we will study a less restrictive version of a compartment model. In both cases, we give special emphasis in the search of coexistence conditions that guarantee the survival of the different templates.

Neste trabalho demonstramos que padrões e aleatoriedade estão intimamente relacionados, ao contrário do que intuitivamente é considerado como campos opostos. Esta abordagem visa dois propósitos: por um lado, obter vantagens das propriedades caóticas para medir pseudo-aleatoriedade, e por outro lado, extrair padrões de diagramas espaço-tempo como método de reconhecimento de padrões. Este trabalho centrou-se em dois métodos relacionados com sistemas complexos, como sistemas dinâmicos de tempo discreto, redes complexas, autômatos celulares (AC) e suas combinações. O primeiro método foi explorar as propriedades das profundezas do caos como fonte de pseudo-aleatoriedade a partir de sistemas dinâmicos caóticos, como o mapa logístico e o mapa da tenda. Observamos que os padrões desaparecem e a pseudo-aleatoriedade é aumentada pela remoção de k dígitos à direita da vírgula dos pontos de uma órbita original de um mapa caótico. Portanto, foi encontrada uma fonte caótica interessante para obter geradores de números de pseudo-aleatórios (PRNGs) parametrizada por k. Um segundo método foi proposto com base na incorporação de autômatos celulares na topologia de rede, também chamada de rede-autômato, visando caracterizar as redes a partir da dinâmica espaço-temporal intrínseca dessas redes. Quatro problemas de grande demanda foram explorados, tais como (i) identificar redes sociais online; (ii) identificar organismos de diferentes domínios da vida através de suas redes metabólicas; (iii) classificar padrões de distribuição de estômatos variando de acordo com diferentes condições ambientais; e (iv) o problema de identificação de autoria. Finalmente, essa mesma abordagem foi utilizada para analisar as sequências de números pseudo-aleatórios gerados pelo padrão ouro do k-mapa logístico no contexto do reconhecimento de padrões. A abordagem proposta permitiu explorar padrões e pseudoaleatoriedade extraídos de uma miríade de sistemas com resultados bem-sucedidos em termos de acerto e boa pseudo-aleatoriedade. Além disso, este trabalho trouxe consigo progressos significativos em aplicações de reconhecimento de padrões do mundo real de um amplo ramo de campos como criptografia, criptoanálise, biologia e ciência dos dados. / In this work, we demonstrate that patterns and randomness are close related, contrary to what intuitively is considered as opposite fields. We aimed for a pattern recognition approach that aims for two purposes: (i) to take advantages from the chaotic properties as a source of pseudo-randomness in order to measure pseudo-randomness and (ii) to extract patterns from spatio-temporal diagrams obtained from complex systems models as a pattern recognition method. This work has focused on different complex systems such as discrete dynamical systems, complex networks, cellular automata (CA), and their combinations. The first method was to explore the chaotic properties in a deep-zoom manner as a source of pseudo-randomness from chaotic dynamical systems such as the logistic map and the tent map. We observed that the patterns vanish and therefore pseudo-randomness is increased by removing k right digits from the original orbit sequences. Therefore, we found an interesting chaotic source to obtain pseudo-randomness number generators (PRNGs). A second method was proposed based on the embedding of cellular automata (CA) over a network topology, also called network automata, aiming to characterize networks from the intrinsic spatio-temporal dynamics of these networks. Various on-demand problems were explored such as (i) identifying online social networks; (ii) identifying organisms from distinct domains of life through their metabolic networks; (iii) classifying stomata distribution patterns varying according to different environmental conditions; and (iv) the authorship identification problem. Finally, this same approach was used to analyze the sequences of pseudo-random numbers generated by the gold standard k-logistic map in the context of pattern recognition. So far, the proposed pattern recognition approach based on non-linear systems allowed us to explored patterns and pseudo-randomness extracted from a myriad of systems with successful results in terms of accuracy and good pseudorandomness. The proposed method has made significant progress in real-world pattern recognition applications from a wide branch of fields such as Cryptography, Cryptanalysis, Biology and Data Science.

Este estudo propõe uma investigação sobre a importância e a necessidade da presença de um narrador de estórias tradicionais no cotidiano escolar, por meio da apresentação de um relato de experiência, desenvolvida em duas escolas públicas na favela da Maré, no Rio de Janeiro, em 2007. A partir de uma abordagem teórica e estética, a pesquisa trata das estórias tradicionais como obras de arte de tempos muito antigos, que podem redimensionar o desejo e o autoconhecimento de alunos e professores, promovendo situações no cotidiano escolar que propiciam a aprendizagem significativa. A utilização de uma visão sistêmica, em que os diversos elementos de estudo formam um sistema de sistemas, foi a base da construção do trabalho de observação e reflexão sobre as experiências empreendidas e os diversos conceitos articulados a elas, propiciando um olhar cíclico, circular, onde cada elemento é pensado em si e em relação aos outros sistemas. Esses elementos, além das estórias, são o narrador, as escolas, os professores, os alunos, a sala de aula e a Maré. Outros elementos que entram na construção do trabalho são o próprio conceito de aprendizagem significativa, a caracterização das estórias tradicionais e de experiência estética, este último, um conceito fundamental para o entendimento e proposição do trabalho com arte, dentro ou fora da escola. / This study aims to investigate the importance and necessity of a narrator in traditional stories in the school routine. It is going to be presented reports of real experiences developed in two public schools located in Favela da Maré, Rio de Janeiro. From the theoretical and aesthetic approach, the research relates traditional stories, such as works of art dated from ancient times which may draw the wish and self knowing of students and teachers, promoting daily school experiences that provide a significant learning. The use of a systemic vision in which the different elements of studies form a system of systems was the base of construction of the observation and reflection work of the undertaken experiences and the distinct concepts articulated to it, providing a cyclical look, where each element is interpreted related to the others. These elements, beyond the stories, are the narrator, the schools, the teachers, the classrooms and Favela da Maré itself. Other elements present in quest are the concept of significantly learning, the characterization of traditional stories and experience aesthetics, the latter, a key concept for understanding and proposition of working with art, inside or outside the school.

Made available in DSpace on 2015-10-19T11:49:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 niltonsantos2005.pdf: 2099181 bytes, checksum: 28889304b093d3c3a531947c3cf4606b (MD5) Previous issue date: 2005-02-22 / This thesis deals with the challenge and the need of building a model to indicate a path allowing the approach of Information in highly complex and open systems like the Internet. The structure of a new model is necessary to enable us to conceive strategies, methods and technologies for processing unlimited amounts of elements establishing the possibility of an infinity of relations. The models and methods created in order to process information works on systems that are different for they are close systems. These systems assume that they relations are defined a priori, pre-determineted and steady and are able to process only a limited number of elements. Applying such technologies in systems like Internet is only possible in very specific situations. This is why traditional approaches can not describe the study of logics, processes and dynamics of com-plex systems. In these systems the possibility of relations and interactivity is infinite / O objetivo desta tese é afirmar a necessidade de construção de um mode-lo e apontar um caminho que permitam abordar e tratar a questão da Informação em sistemas com grande complexidade e que se distinguem por serem abertos, como a Internet. Isto, porquê a construção de um novo modelo é necessária para que possamos conceber estratégias, métodos e tecnologias que sejam capazes de processar um número ilimitado de elementos e a estabelecer uma infinidade de relações. Os modelos e métodos criados para processar informações, que se consti-tuem no arsenal teórico e tecnológico da Ciência da Informação, trabalham com sistemas que se distinguem por serem fechados. Estes sistemas consideram as relações como definidas a priori, predeterminadas e estáveis, e são capazes ape-nas de processar um número limitado de elementos. Por isso, a utilização de suas tecnologias em sistemas como a Internet só se mostra viável em situações locali-zadas e muito particulares. Estes dois tipos de sistemas têm qualidades e lógicas completamente diferentes e estão relacionados aos paradigmas que os expressam. As concepções, tecnologias, práticas e metodologias construídas para sistemas fechados e finitos, estabelecidas a partir do que, no curso desta tese, caracterizamos como Ordem do Livro, não são capazes de descrever e operacionalizar processos que envol-vem situações de ampla complexidade. Por isso as abordagens tradicionais não permitem a descrição e estudo das lógicas, processos e dinâmica de sistemas complexos, onde a possibilidade de relações e interatividade é infinita. O resulta-do é a dificuldade de utilização da Internet com eficácia e o atraso em sua conso-lidação. Para contribuirmos a construção deste caminho percorremos conceitos e questões colocadas pela Ciência da Informação demarcando seus contornos e limites e procurando verificá-los a partir do que seria a lógica de uma Ordem da Internet. Com as novas tecnologias não estamos apenas frente a um modismo ou elemento novo, capaz de oferecer novas especializações para a profissão e no-vas disciplinas para nossos cursos. A Ordem da Internet exige a própria redefini-ção da Ciência da Informação como área de conhecimento, de seu objeto, de suas metodologias e seus instrumentos