Provably Correct Control-Flow Graphs from Java Programs with Exceptions

We present an algorithm to extract flow graphs from Java bytecode, focusing on exceptional control flows. We prove its correctness, meaning that the behaviour of the extracted control-flow graph is an over-approximation of the behaviour of the original program. Thus any safety property that holds for the extracted control-flow graph also holds for the original program. This makes control-flow graphs suitable for performing different static analyses. For precision and efficiency, the extraction is performed in two phases. In the first phase the program is transformed into a BIR program, where BIR is a stack-less intermediate representation of Java bytecode; in the second phase the control-flow graph is extracted from the BIR representation. To prove the correctness of the two-phase extraction, we also define a direct extraction algorithm, whose correctness can be proven immediately. Then we show that the behaviour of the control-flow graph extracted via the intermediate representation is an over-approximation of the behaviour of the directly extracted graphs, and thus of the original program

Identidades Nacionais e identidade Latino-Americana

Metadados do Trabalho de Conclusão de Curso: Identidades Nacionais e identidade Latino-Americana, pela discente: Clodoaldo Gomes de Carvalho, sob Orientação de Clara Agustina Suárez Cruz do curso de Especialização em Literatura Latino-Americana (2011-2012) da Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA), no Repositório Institucional da UNILA (RI-UNILA).Identidades Nacionais e identidade Latino-American

Land use change and ecosystem services: linking social and ecological systems across time

In light of the projected climate change for the coming decades, there is an urgent need for multifunctional landscapes that are capable to provide a diversity of ecosystem services. This requires a better understanding of social and ecological factors that influence how these landscapes are managed and how this, in turn, influences the provision of ecosystem services. Land Use Land Cover (LULC) changes are one of the main factors that lead to spatiotemporal changes of ecosystems services. As such, the identification of the main socioeconomic drivers of LULC can give important insights about the drivers of ecosystem services. However, the analysis of ecosystem services in a context of socio-ecological systems is still underdeveloped. Brazil has witnessed intense changes in LULC in the last five centuries, which may have influenced the provision of ecosystem services at local, regional and global scales. In the southeast mountain area of the Atlantic Forest biome, the Zona da Mata de Minas Gerais is characterized by a heterogeneous landscape mosaic composed of pasture and coffee fields intermingled with forest fragments, which are predominantly inhabited and managed by family farmers. The Zona da Mata is considered a complex socio-ecological system and is an interesting case to study the spatio-temporal provision of ecosystem services. In Chapter 2, I assessed the LULC changes from 1986 to 2015 and their main socioeconomic drivers. By combining data obtained from satellite images, workshops and secondary data, I showed that forest and coffee areas increased, and pasture decreased. These changes were associated with government measures to protect the environment, financial support of family farmers, migration to cities and the agroecological movement. A scenarios analysis of contrasting socio-economic narratives indicated that sustainable measures taken by the government to protect the environment and support family farmers with financial credit will lead to increase forest and coffee areas in the Green Road scenario. In contrast, the socioeconomic development in the Fossil Fuel scenario, which projects a decline in environmental protection and focuses on rapid economic development, there will be a decline in forest areas. In Chapter 3, I explored the spatial variation of ecosystem services from 1986 to 2015 and the impacts of LULC changes on ecosystem services provision levels and their interactions. To map the spatio variation of ecosystem services, I used the LULC maps from 1986 and 2015 (Chapter 2) and the InVEST model. This analysis indicated that the conversion of forest to pasture has strong negative impacts on soil erosion control and water flow regulation, manifesting mostly as trade-offs and dis-synergies between ecosystem services. In Chapter 4, I investigated the separate effects of LULC changes and climate on water dynamics from 1990 to 2015, and explored scenarios of LULC change and climate change for 2045. For this purpose, I used the SWAT model and climate data combined with historical and future LULC maps developed in Chapter 2. I found that the variation in climate variables was the main factor for the observed increase in the river streamflow in the study period and that forest can buffer extreme precipitation events. The exploration of future scenarios indicated that the increase in forest cover under the Green Road scenario is expected to decrease the surface runoff water and increase evapotranspiration as compared to the Fossil Fuel scenario, mitigating the impacts of soil erosion and climatic extremes in the region. Projected changes in precipitation and temperature are expected to have negative impacts for agriculture in the future. In Chapter 5, I assessed the impact of climate change on the suitability of Coffea arabica production in the study region and the potential of agroforestry systems to mitigate these impacts. For this, I combined the species distribution model MaxEnt with current and future climate projections. Agroforestry system have the potential to reduce air temperatures under the canopy of trees. I explored the effect of the altered the microclimate in agroforestry systems on the suitability for coffee production by adjusting future climate data to reflect conditions in agroforestry systems. I found that the area suitability for coffee production from the current monoculture coffee systems will decline by 60% under the projected climatic changes. However, the implementation of coffee agroforestry systems can mitigate these negative impacts of climatic change and maintain 75% of the area suitable for coffee production in 2050. Combining social and ecological systems in an interdisciplinary framework, generated insights in the relationships between climate and LULC change, and how this influences several ecosystem services. This framework connects different research fields and allows different stakeholders to work together to find effective ways to work towards multifunctional landscapes that promote the sustainable use of ecosystem services

Ineffective controls on capital inflows under sophisticated financial markets: Brazil in the nineties

We analyze the Brazilian experience in the 1990s to access the effectiveness of controls on capital inflows in restricting financial inflows and changing their composition towards long term flows. Econometric exercises (VARs) lead us to conclude that controls on capital inflows were effective in deterring financial inflows for only a brief period, from two to six months. The hypothesis to explain the ineffectiveness of the controls is that financial institutions performed several operations aimed at avoiding capital controls. We then conducted interviews with market players in order to provide several examples of the financial strategies that were used in this period to invest in the Brazilian fixed income market while bypassing capital controls. The main conclusion is that controls on capital inflows, while they may be desirable, are of very limited effectiveness under sophisticated financial markets. Therefore, policy-makers should avoid spending the scarce resources of bank supervision trying to implement them and focus more in improving economic policy.

Classification of dementias based on brain radiomics features

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia InformáticaNeurodegenerative diseases impair the functioning of the brain and are characterized by alterations in the morphology of specific brain regions. Some of the main disorders include Alzheimer's, Parkinson's, and Huntington's diseases, and the number of cases increases exponentially since ageing is one of the main risk factors. Trying to identify the areas in which this type of disease appears is something that can have a very positive impact in this area of Medicine and can guarantee a more appropriate treatment or allow the improvement of the quality of life of patients. With the current technological advances, computer tools are capable of performing a structural or functional analysis of neuroimaging data from Magnetic Resonance Images(MRI). Therefore, Medical Informatics uses these techniques to create and manage medical neuroimaging data to improve the diagnosis and management of these patients. MRI is the image type used in the analysis of the brain area and points to a promising and reliable diagnostic tool since it allows high-quality images in various planes or strategies and MRI methods are fundamental diagnostic tools in clinical practice, allowing the diagnosis of pathologic processes such as stroke or brain tumours. However, structural MRI has limitations for the diagnosis of neurodegenerative disorders since it mainly identifies atrophy of brain regions. Currently, there is increased interest in informatics applications capable of monitoring and quantifying human brain imaging alterations, with potential for neurodegenerative disorders diagnosis and monitoring. One of these applications is Radiomics, which corresponds to a methodolog ythat allows the extraction of features from images of a given region of the brain. Specific quantitative metrics from MRI are acquired by this tool, and they correspond to a set of features, including texture, shape, among others. To standardize Radiomics application, specific libraries have been proposed to be used by the bioinformatics and biomedical communities, such as PyRadiomics, which corresponds to an open source Python package for extracting Radiomics of MRIs. Therefore, this dissertation was developed based on magnetic resonance images and the study of Deep Learning (DL) techniques to assist researchers and neuroradiologists in the diagnosis and prediction of neurodegenerative disease development. Two different main tasks were made: first, a segmentation, using FreeSurfer, of different regions of the brain and then, a model was build from radiomic features extracted from each part of the brain and interpreted for knowledge extraction.As doenças neurodegenerativas estão associadas ao funcionamento do cérebro e caracterizam-se pelo facto de serem altamente incapacitantes. São exemplos destas, as doenças de Alzheimer, Parkinson e Huntington, e o seu número de casos tem vindo a aumentar exponencialmente, uma vez que o envelhecimento é um dos principais factores de risco. Tentar identificar quais são as regiões cerebrais que permitem predizer o seu aparecimento e desenvolvimento é algo que, sendo possível, terá um impacto muito positivo nesta área da Medicina e poderá garantir um tratamento mais adequado, ou simplesmente melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Com os avanços tecnológicos atuais, foram desenvolvidas ferramentas informáticas que são capazes de efetuar uma análise estrutural ou funcional de Ressonâncias Magnéticas (MRI), sendo essas ferramentas usadas para promover a melhoria e o conhecimento clínico. Deste modo, as constantes evoluções científicas têm realçado o papel da Informática Médica na neuroimagem para criar e gerenciar dados médicos, melhorando o diagnóstico destes pacientes. A MRI é o tipo de imagem utilizada na análise de regiões cerebrais e aponta para uma ferramenta de diagnóstico promissora e fiável, uma vez que permite obter imagens de alta qualidade em vários planos, permitindo assim, o diagnóstico de processos patológicos, tais como acidentes vasculares ou tumores cerebrais. Atualmente, existem inúmeras aplicações informáticas capazes de efetuar análises estruturais e funcionais do cérebro humano, pois é este o principal órgão afetado pelas doenças neurodegenerativas. Uma dessas aplicações é o Radiomics, que permite fazer a extração de features de imagens do cérebro. A biblioteca a utilizar será PyRadiomics, que corresponde a um package open source em Python para a extração de features Radiomics de imagens médicas. As features correspondem a características da imagem. Assim sendo, a presente dissertação foi desenvolvida com base em imagens de ressonância magnética e no estudo das técnicas de Deep Learning para investigar e auxiliar os médicos neurorradiologistas a diagnosticar e a prever o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Foram feitas duas principais tarefas: primeiro, uma segmentação, utilizando o software FreeSurfer, de diferentes regiões do cérebro e, de seguida, foi construído um modelo a partir das features radiómicas extraídas de cada parte do cérebro que foi interpretado

Surface plasmon resonance as a tool in the functional analysis of an immunodominant site in foot-and-mouth disease virus

A fast and direct surface plasmon resonance (SPR) method for the kinetic analysis of the interactions between peptide antigens and immobilised monoclonal antibodies (mAb) has been established. Protocols have been developed to overcome the problems posed by the small size of the analytes (Eleven linear 15-residue synthetic peptides, reproducing all possible combinations of the four replacements found in foot-and-mouth disease virus (FMDV) field isolate C-S30, were evaluated. The direct kinetic SPR analysis of the interactions between these peptides and three anti-site A mAbs suggested additivity in all combinations of the four relevant mutations, which was confirmed by parallel ELISA analysis. The four-point mutant peptide (A15S30) reproducing site A from the C-S30 strain was the least antigenic of the set, in disagreement with previously reported studies with the virus isolate. Increasing peptide size from 15 to 21 residues did not significantly improve antigenicity. Overnight incubation of A15S30 with mAb 4C4 in solution showed a marked increase in peptide antigenicity not observed for other peptide analogues, suggesting that conformational rearrangement could lead to a stable peptide-antibody complex. In fact, peptide cyclization clearly improved antigenicity, confirming an antigenic reversion in a multiply substituted peptide. Solution NMR studies of both linear and cyclic versions of the antigenic loop of FMDV C-S30 showed that structural features previously correlated with antigenicity were more pronounced in the cyclic peptide.Twenty-six synthetic peptides, corresponding to all possible combinations of five single-point antigenicity-enhancing replacements in the GH loop of FMDV C-S8c1, were also studied. SPR kinetic screening of these peptides was not possible due to problems mainly related to the high mAb affinities displayed by these synthetic antigens. Solution affinity SPR analysis was employed and affinities displayed were generally comparable to or even higher than those corresponding to the C-S8c1 reference peptide A15. The NMR characterisation of one of these multiple mutants in solution showed that it had a conformational behaviour quite similar to that of the native sequence A15 and the X-ray diffraction crystallographic analysis of the peptide - mAb 4C4 complex showed paratope - epitope interactions identical to all FMDV peptide - mAb complexes studied so far. Key residues for these interactions are those directly involved in epitope - paratope contacts (141Arg, 143Asp, 146His) as well as residues able to stabilise a particular peptide global folding. A quasi-cyclic conformation is held up by a hydrophobic cavity defined by residues 138, 144 and 147 and by other key intrapeptide hydrogen bonds, delineating an open turn at positions 141, 142 and 143 (corresponding to the Arg-Gly-Asp motif).Se diseñó un método rápido y sencillo para el análisis cinético por resonancia de plasmón superficial (RPS) de las interacciones entre antígenos peptídicos de bajo peso molecular (Se sintetizaron once pentadecapéptidos con todas las combinaciones posibles de las cuatro mutaciones que caracterizan el bucle GH del aislado C-S30 del VFA respecto a la secuencia de referencia C-S8c1. Los resultados del análisis cinético directo, por RPS, de la antigenicidad de estos péptidos frente a tres AM sugirieron que dichas combinaciones eran aditivas, observación que fué confirmada por ELISA competitivo. Así, el tetramutante (A15S30) que mimetiza el bucle GH de C-S30 resultó ser el peor antígeno de la serie, en contraste con resultados anteriores con este aislado. Aumentando el tamaño del tetramutante de 15 a 21 aminoácidos no afectó significativamente su antigenicidad. En cambio, una incubación prolongada con el AM llevó a un aumento de reactividad no observado para otros análogos. Posiblemente una reordenación conformacional del péptido pudo conllevar a la formación de un complejo estable con el anticuerpo. Experimentos de RPS con un análogo cíclico del péptido A15S30 confirmaron una reversión en la antigenicidad del tetramutante inducible a través de restricciones conformacionales. Estudios de ambos péptidos, lineal y cíclico, por resonancia magnética nuclear (RMN) mostraron que características estructurales anteriormente correlacionadas con la antigenicidad eran más pronunciadas en el análogo cíclico.Se prepararon veintiseis péptidos con todas las posibles combinaciones de cinco sustituciones específicas en el bucle GH del VFA C-S8c1. Dichas sustituciones individuales habían sido objeto de estudios anteriores, obteniéndose una elevada antigenicidad para los correspondientes péptidos mutantes frente a AM anti-VFA. No se pudo sistematizar el análisis cinético por RPS de los nuevos mutantes multiples, debido a problemas tanto en la determinación de las constantes cinéticas de disociación, como en la regeneración de las superficies de AM. Se utilizó así la RPS para la determinación de la afinidad péptido - AM en solución, obteniéndose antigenicidades comparables o incluso superiores a las del péptido nativo A15 (VFA C-S8c1). Se estudió uno de los mutantes multiples (A15FPS) por RMN, observándose una conformación identica a la del péptido nativo. El estudio del complejo cristalino entre el péptido A15FPS y el AM 4C4 por difracción de RX mostró que las interacciones parátopo - epítopo eran similares a las observadas con el péptido nativo. Se concluyió que los residuos clave para el reconocimiento son tanto aquellos involucrados en contactos directos (141Arg, 143Asp, 146His) como aquellos que estabilizan el plegamiento adecuado del péptido. Así, una conformación casi cíclica es soportada por una cavidad hidrofóbica definida por los residuos 138, 144 y 147 y por puentes de hidrógeno intra-peptídicos clave, diseñándose un bucle abierto centrado en las posiciones 141, 142 and 143 (triplete Arg-Gly-Asp). </i

Arte generativa : interfaces comportamentais na mediação entre imagem e som

While attempting to find new ways to create art, artists transgress the traditional notions of creativity and art. Computers start to have creative behaviors in which the artist conducts his work. Both, generative practices and interactivity have a special impact on the creation of Art and in its new relationships. Interactivity and generative processes can create a space for genuine innovative creative practices in art where the artwork is the result of collaborative work between computers and users. Is our goal to express generative practices not as a static creative process, but instead as an iterative communication between system and interface/ interface and user. This collaboration between system, user and artist gains higher relevance through the creation of an interface that is capable of synthesizing these expressions. In the process of identification of a new way of relating generative graphics systems and user/performer, an application for mobile devices was developed where interaction takes into account the need to express the generative processes through the interface, generating a greater connection between the three parties (generative system, interface system and user). This need comes from the generative system itself since it is semi-autonomous and is constantly undergoing modifications exhausted in any type of static and rigid interface . Sliders and buttons take away the freedom of a system that aims to expand connections and collaborations, where the authoritarian act of the user/performer overrides the choices of the system by imposing their own. ALIVEART proposes a new form of communication where the generative graphics interface adapts depending on the characteristics of an artificial living system. Thus, the parameters set by the system are modified on the interface showing only those that the user may interact. Over time these choices cause modification of the a-life as well as the interface. The result is a system that algorithmically, via sound inputs, draws graphics that are modified by an adaptive interface. Rather than change the operation of the interface, we sought to create new interaction paradigms in which the user’s interference is revised by proposing a more conscious way to interact with artificial living systems. Via a survey of three areas of expertise (designers, performers and user interface experts), ALIVEART was assessed. New areas of interest were identified that confirmed the necessity to implement interfaces that adapt to systems and users thus allowing new forms of relationships and creative processes in the creation of digital art.No processo de encontrar novas formas de criar obras de arte, os artistas conseguem transgredir as noções tradicionais de criatividade e arte. Computadores desenvolvem comportamentos criativos em que os artistas decidem exploram capacidades externas a eles para alcançar novas expressões artísticas. Ambos, práticas generativas e a interatividade, têm um impacto especial na criação da arte e nas suas relações. Nesta conjuntura, interatividade e os processos generativos são um espaço de práticas inovadoras, criativas e originais para a arte em que a obra é resultado de um trabalho colaborativo entre artista, computadores e utilizadores. É o nosso objetivo demostrar que as práticas generativas não como um processo criativo estático, mas sim como uma comunicação que se repete entre sistema e interface / interface e usuário. Esta colaboração entre o sistema, usuário e artista, que ganha maior relevância através da criação de uma interface que é capaz de sintetizar todas estas expressões gerando uma nova visão artística que resulta dessa articulação. Através de uma detalhada revisão bibliográfica conseguimos datar as primeiras modificações de paradigma que foram decisivos na criação dos conceitos que trabalhamos nos dias de hoje. Dos 60 em diante, a arte e os aspectos socioculturais sofreram mudanças muito importantes permitindo que os artistas rejeitassem as práticas artísticas tradicionais e que introduzissem novas ideias. Essas ideias mudaram a forma como os artistas produziram arte e até mesmo aquilo que era considerado arte. Artistas dos movimentos artisticos Fluxus e Arte Conceptual foram reesposáveis por criar uma clivagem ainda maior entre antigas e novas práticas através da introdução de ideias que são a base para a arte como a conhecemos hoje. Essas ideias foram essenciais para gerar nos anos 90 o espaço em que os artistas por computador encontraram para explorar novas mídias na produção de arte. Uma das maiores mudanças que ocorreram durante os anos 60 advém da obra de arte deixar de estar relacionada com o artefacto, passando a ser mais relevante as ideias e os processos relacionados com o ato artístico. Artistas conceituais começaram a expor as suas instruções para a construção de uma determinada obra de arte como sendo a própria obra de arte. Este processo de separação das práticas artistas e das técnicas, incentivou novas estratégias de arte e deu um novo significado para o papel do artista. O processo tornou-se o aspecto mais importante das práticas artísticas alterando por completo a relação entre arte e artista. Com o uso do computador essas ideias ganham forma através da introdução de sistemas interativos (resultado directo da arte particiativa) e através da criação de comportamentos semiautónomos que surgiam das regras estabelecidas no computador. Muitos artistas contemporâneos desenvolveram tais obras de arte e foram capazes de criar um novo tipo de criatividade que emerge destas três entidades: o usuário, artista e sistema generativo. Apesar do computador permitir aos utilizadores novas formas de criar, muitas vezes verificamos que as estratégias utilizadas não conseguem desfrutar de forma completa da autonomia de sistemas externos devido a forma como se estabelece a interação. Em resposta, surge a necessidade de buscar uma nova forma de se relacionar sistemas gráficos generativos e utilizador/performer de uma forma que explorasse as capacidades dos sistema de vida articial dandolhe realmente alguma autonomia sobre a sua condição. Optou-se por desenvolver uma aplicação para dispositivos móveis onde a interação toma em consideração a necessidade do sistema de se expressar através do interface, gerando uma maior conexão entre as três partes (sistema generativo, interface e utilizador). Essa necessidade advém dos sistemas generativos serem semiautónomos e estarem constantemente a se modificarem, se esgotado num interface estático e rígido. Sliders e botões esgotam a liberdade de um sistema que pretende ampliar conexões e colaborações, onde o ato autoritário do utilizador/performer aniquila as escolhas do sistema impondo as suas próprias. ALIVEART propõe uma nova forma de comunicação com sistemas de gráficos generativos onde o interface se adapta consoante as características de um sistema de vida artificial. Essa adaptação significa que os parâmetros definidos pelo sistema se modificam no interface mostrando somente aqueles que o utilizador pode interferir. Ao longo do tempo as escolhas do a-life vão modificando assim como o interface. O resultado é um sistema que através do som desenha algoritmicamente gráficos que são modificados através de um interface adaptativo. Esta interface adaptiva apresenta ao performer os elementos visuais que podem ser controlados excluindo os que, naquele momento, são irrelevantes permitindo mais foco no ato performativo e permitindo que o utilizador/ performer seja capaz de uma maior imersão no sistema em si. Mais do que manipular parâmetros buscamos metáforas que sejam capazes de ampliar a comunicação entre mundo virtual e actual permitindo até criar uma ligação simbiótica entre os três elementos envolvidos. Mais do que alterar o funcionamento do interface, buscou-se criar novos paradigmas de interação onde o próprio acto de interferência do utilizador é revisto, sendo proposta uma forma mais consciente de interagir com sistema artificiais vivos e consequentemente explorando mais profundamente as propostas dos sistemas vivos artificiais através de tomam decisões ao definir a informação que é partilhada com o utilizador através do interface. Através de testes realizados com especialista das três áreas que sustenta ALIVEART (design, HCI e performance) foi avaliado a adequação dessa proposta e definidos novas áreas de interesse confirmando a necessidade de implementar interfaces que se adaptam ao sistemas e ao utilizadores para expandir novas formas de relações e processos criativos na criação de arte digital. Concluímos em nossos experimentos que tal tipo de interface Alcançou resultados importantes na promoção da colaboração e do compromisso do utilizador com sistemas generativos, promovendo uma interação mais dinâmica e fluida com um sistema que é, por definição, semiautónomo. Como que se espera das práticas generativas e interativa abordadas na revisão de literatura, ambas características foram muito importantes no processo de definição do conceito de criatividade. No desenvolvimento da interface de ALIVEART notamos que interface adaptável não só torna a tarefa para ambos os sistemas mas fácil como também muda o processo de criatividade em si, permitindo que o usuário defina e implemente num sistema externo à ele habilidades que promovam a criatividade. Apesar dos resultados positivos obtidos com este primeiro protótipo conseguimos apontar novos caminhos de investigação que se desenrolam do trabalho aqui desenvolvido. É nossa proposta que se amplie as possibilidades de escolha do sistema, colaborando ainda mais com o utilizadores apostando nas escolhas do sistema para o desenvolvimento de novas formas criativas de gerar gráficos. Acreditamos também que técnicas como Music Information Retrieval (MIR) são de grande importância para esta linha de trabalho uma vez que permitem que o sistema reconheça e se adapte mais livremente ao estilo musical de cada concerto