Η ολοένα αυξανόμενη διείσδυση και χρήση του Internet παγκοσμίως έχει οδηγήσει στην επιτακτική ανάγκη ενός καλά ορισμένου και κοινά αποδεκτού τρόπου αναπαράστασης και ανταλλαγής της πληροφορίας στο διαδίκτυο. Όλο και περισσότερα ετερογενή συστήματα και πλατφόρμες χρειάζονται να ανταλλάξουν δεδομένα και πληροφορίες μεταξύ τους, με τρόπο καλά ορισμένο αλλά ταυτόχρονα δυναμικό και ελαστικό. H XML αναπτύχθηκε για να επιλύσει ακριβώς αυτό το πρόβλημα, της εινιαίας και καθολικά αποδεκτής αναπαράστασης της διακινούμενης πληροφορίας. Η ραγδαία αύξηση όμως του όγκου των δεδομένων που αναπαρίστανται σε XML δημιούργησε την ανάγκη αναζήτησης μέσα στην δενδρική δομή ενός ΧΜL εγγράφου για κάποια συγκεκριμένη πληροφορία. Η ανάγκη αυτή ταυτόχρονα με την ανάγκη για γρήγορη πρόσβαση στους κόμβους του ΧΜL δέντρου, οδήγησε σε διάφορα εξειδικευμένα ευρετήρια καθένα με διαφορετικά χαρακτηριστικά και δομή. Τα δεδομένα όμως στη σύγχρονη κοινωνία της πληροφόρησης δεν παραμένουν στατικά, αλλά διαρκώς αλλάζουν και μεταβάλλονται δυναμικά. Για να μπορέσουν να αναταποκριθούν στη δυναμική αυτή των δεδομένων, τα ευρετήρια θα πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να μεταβάλλονται και αυτά δυναμικά και με ελάχιστο κόστος. Ταυτόχρονα με την ανάγκη αναζήτησης συγκεκριμένης πληροφορίας μέσα σε ένα σύνολο XML δεδομένων, γεννήθηκε και η ακριβώς αντίστροφη ανάγκη: το φιλτράρισμα ενός συνόλου XML δεδομένων διαμέσου κάποιων προτύπων και κανόνων ώστε να βρεθούν εκείνα τα δεδομένα που ταιριάζουν με τα αποθηκευμένα πρότυπα και κανόνες. Το πρόβλημα αυτό συναντάται κυρίως στα συστήματα publish/subscribe, στα οποία οι χρήστες ορίζουν τα ενδιαφέροντά τους και το σύστημα αναλαμβάνει να τους αποστέλλει μόνο πληροφορίες και δεδομένα σχετικά με τις προτιμήσεις τους. Η αναπαράσταση της πληροφορίας σε XML οδήγησε τα συστήματα αυτά να ενσωματώσουν αλγορίθμους φιλτραρίσματος των XML δεδομένων διαμέσου ενός συνόλου προτύπων και κανόνων που έχουν ορίσει εκ των προτέρων οι χρήστες του. Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής αυτής εργασίας μελετάμε και συγκρίνουμε τις υπάρχουσες τεχνικές δυναμικής δεικτοδότησης και φιλτραρίσματος XML εγγράφων και παρουσιάζουμε έναν νέο, πρωτοποριακό αλγόριθμο φιλτραρίσματος που υπερτερεί των υπαρχόντων. / The increasingly use of Internet worldwide has led to the impulsory need of a standard, well-defined and wide-accepted information representation. More and more heterogeneous systems require exchanging data and information between them, in a well-defined, flexible and dynamic matter. XML was created in order to address the need of a standard and well-defined information representation. However, the boom of information capacity expressed in XML has rised a new problem: that of searching among a huge XML data for a specific information. This problem along with the need of efficient access to the nodes of an XML tree-structured document has led to the proposal of various heuristic indexes, each one with diferrent structure and features. However, because data do not remain static but change dynamically through time, the proposed indexes should have the flexibility to change dynamically accordingly to the data changes, with the minimal cost. Together with the problem of searching through a set of XML documents, a new problem has rised: that of filtering an XML document through a predefined set of patterns and rules. This problem comes from publish/subscribe systems where the users define their interests and preferences and the system undertakes to filter incoming information through the stored user profiles. The vast volume of XML-represented data and information has led those systems to incorporate XML filtering algorithms which filter the incoming XML data streams through the predefined user profiles.

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη και η αξιολόγηση των δυνατοτήτων προηγμένης σημασιολογικής αναζήτησης (advanced semantic search) πάνω σε περιεχόμενο που προέρχεται από το Διαδικτύο. Στα πλαίσια της εργασίας, σχεδιασθηκε και υλοποιήθηκε υποσύστημα, το οποίο ενσωματώθηκε και αξιολογήθηκε πάνω στο μηχανισμό peRSSonal ο οποίος ανακτά, επεξεργάζεται και παρουσιάζει στους χρήστες του άρθρα και υλικό από διάφορες ειδησεογραφικές πύλες (news portals) του Διαδικτύου, προσαρμόζοντάς τα στις προσωπικές επιλογές του χρήστη. Η αναζήτηση παραμετροποιείται με στοιχεία όπως: χρονικό πλαίσιο δημοσίευσης τού υλικού (διάστημα από – έως), κατηγορία (πρότυπες κατηγορίες του συστήματος peRSSonal), φυσική γλώσσα στην οποία είναι γραμμένο καθώς και δυνατότητα για στατικό ή σημασιολογικό (εννοιολογικό) ταίριασμα (semantic matching) με τα άρθρα της βάσης. Αρχικά, από την επερώτηση (query) του χρήστη δημιουργείται ένα σύνολο ριζών (stems) των λέξεων οι οποίες δόθηκαν. Η εξαγωγή των ριζών εκτελείται με υποβοήθηση από stemming αλγορίθμο για την αγγλική γλώσσα, ενώ ο σχεδιασμός του συστήματος προβλέπει και τη μελλοντική υποστήριξη διαφορετικών φυσικών γλωσσών καταβάλλοντας μικρό κόπο. Για τις λεκτικές ρίζες που προκύπτουν, εντοπίζονται σχετικές τους και ταυτόχρονα με τη διαδικασία αυτή διενεργείται αναζήτηση στη βάση δεδομένων για κωδικολέξεις (keywords) με βάση την κατηγορία του άρθρου, ούτως ώστε να εμπλουτιστεί το ερώτημα του χρήστη με επιπλέον πληροφορία, καθιστώντας πιο επιτυχημένη και στοχευμένη την αναζήτηση στην πληθώρα των άρθρων που υπάρχουν αποθηκευμένα στη βάση δεδομένων. Για αυτές τις κωδικολέξεις υπολογίζονται συντελεστές – βάρη που θα προσδιορίζουν τη συνάφειά τους με την επερώτηση του χρήστη. Ανάλογα με τον τύπο της αναζήτησης, στατική η σημασιολογική, το υποσύστημα αναζήτησης συγκρίνει την επερώτηση του χρήστη με τα αποθηκευμένα άρθρα και για κάθε ένα από αυτά, ο αλγόριθμος υπολογίζει το βαθμό συνάφειάς του με την επερώτηση. Τα άρθρα που επιλέγονται τελικά είναι αυτά που ξεπερνούν ένα κατώφλι συνάφειας, το οποίο τα κατατάσσει εννοιολογικά πιο κοντά στην επερώτηση του χρήστη. Σημαντικό σημείο στο στάδιο αυτό, είναι η δυνατότητα, για τους εγγεγραμένους χρήστες της Δικτυακής Πύλης, να εκτελείται περεταίρω φιλτράρισμα πάνω στο πρωτογενές αποτέλεσμα, βάσει των προσωπικών τους επιλογών καθώς και πληροφορίας που προέρχεται από τη βάση δεδομένων και που διαμορφώνεται δυναμικά από την παρατήρηση της γενικής συμπεριφοράς των χρηστών κατά την πλοήγηση τους μέσα στον σύστημα (χρόνος παραμονής στα άρθρα, άρθρα που δεν προτιμώνται, συχνότητα επιλογής άρθρων από μια δεδομένη θεματική ενότητα κλπ). Σκοπός είναι η εξαγωγή πιο στοχευμένου συνόλου άρθρων που ικανοποιεί τελικά περισσότερο τον χρήστη. Τέλος, για την βελτίωση της απόδοσης του συστήματος, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε αλγόριθμος που εκτελεί caching στα αποτελέσματα των επερωτήσεων. Με τον τρόπο αυτό, κάθε νέα αναζήτηση θα λαμβάνει πολύ πιο γρήγορα τα cached αποτελέσματα προγενέστερων παρόμοιων αναζητήσεων, ξοδεύοντας το χρόνο στα πιο πρόσφατα άρθρα. Το caching εκτελείται δυναμικά, τροποποιώντας σε κάθε επερώτηση που υποβάλλεται τα αντίστοιχα cached αποτελέσματα και μεταβάλλοντας τις προτεραιότητές τους και τα βάρη τους, ώστε να οδηγεί την έξοδο ολοένα και πιο κοντά στα επιθυμητά άρθρα και παραμένοντας πιο κοντά στο εξελισόμενο προφίλ και στις προτιμήσεις του χρήστη. Μέσα από την εργασία, προέκυψαν αποτελέσματα που έχουν να κάνουν με σύγκριση αλγορίθμων σε όλα τα παραπάνω στάδια του μηχανισμού αλλά και ανταπόκριση του μηχανισμού στις ανάγκες του χρήστη. / The scope of the present MSc Thesis is the study and the evaluation of the features provided by an advanced semantic search over digital content which comes from the Internet. For the purposes of our work, we designed and implemented a module (subsystem), which was embedded and evaluated on the PeRSSonal news portal. The PeRSSonal news portal retrieves, processes and presents to the end user articles and other content from major News Portals of the Internet by adapting on the user’s personal preferences and profile. For the search procedure, parameters such as the date interval, the thematic category and the article’s language are used. Furthermore it is possible to use static or dynamic (semantic) matching with the articles of the database. In the first phase of the procedure, from the query that the user submitted we create a set of keywords, which are the stemmed words of the words described in the initial query. The extraction stemmed words is executed by an algorithm which implements the Porter Stemmer technique. The system currently supports the English language in the search procedure but its modular architecture allows for the support of other languages as well with little effort. For the keywords produced with this procedure, we locate their synonyms and in the same time a search in the database is conducted in order to find other keywords based on the thematic category of the submitted query. This second set of keywords enriches the first set thus making the search more focused on the thematic category the user chose. For these keywords that enrich the initial query, weights are computed based on their relation with the keywords of the initial query. Based on the type of the search (static or semantic), the search subsystem compares the enriched set of keywords with the articles stored in the database and for each one of these articles which match to the keywords of the query, a degree of relevance is computed. The articles that are selected to be in the final result are the ones that surpass a specific threshold of relevance which semantically brings them close to the user query. A significant point during this phase of the procedure is the possibility to execute for the registered users of the PeRSSonal portal a more detailed filtering on the primal result based on their personal preferences and data that is produced dynamically by observing their behavior (time they spend on the articles, not preferred articles, frequency of selecting a specific thematic category) in the system, during the sessions in that. The goal is the creation of a more focused result on the end user which satisfies him more. In the final phase of the algorithm, and in order to optimize the algorithm’s performance, we design and implement an algorithm which uses cache memory in the form of a database table and runs on the server machine. For each query that is submitted to the system, we store the retrieved results in this table and in the future queries, prior to triggering the search procedure, we compare the queries with the cached ones.In this way, every new search that already has a match in the cache table will consume much less time to execute as it will search only for articles which are not found in the cache. The caching algorithm is executed dynamically by modifying for every submitted query the cached results and by changing their priorities and their relevance weights in order to include in the output the desired articles and to stay closer to the user’s profile and preferences. From the experimental results of this work we had the chance to draw useful conclusions by the comparison of different algorithmic approaches for all the stages of the mechanism and by the response and performance of the algorithm as faced by the end user.

Σκοπός την εργασίας είναι η δημιουργία ενός ολοκληρωμένου ηλεκτρονικού καταστήματος το οποίο θα παρέχει στους χρήστες μεταξύ άλλων, δυνατότητα χωρικής αναζήτησης προϊόντων, και προσωποποίησης. Η εφαρμογή υποστηρίζει όλες τις λειτουργίες ενός σύγχρονου ηλεκτρονικού καταστήματος προσθέτοντας σε αυτές ένα πλήθος καινοτόμων λειτουργιών. Συγκεκριμένα υποστηρίζει λειτουργία καλαθιού αγορών και παραγγελιών μέσω πιστωτικής κάρτας χρησιμοποιώντας ένα εικονικό σύστημα τραπεζικών συναλλαγών, πλήθος λειτουργιών αναζήτησης προϊόντων, διαφορετικά είδη προσωποποίησης, πολλαπλά επίπεδα ασφάλειας με χρήση κρυπτογράφησης, δημιουργία λογαριασμών χρηστών, forum κα. Στις καινοτομίες της εφαρμογής συγκαταλέγονται η χωρική αναζήτηση προϊόντων με χρήση Τ.Κ., η αναζήτηση αντίστοιχων τιμών σε άλλα καταστήματα και η social προσωποποίηση με χρήση βαρών στους παράγοντες προσωποποίησης. Ιδιαίτερη βαρύτητα έχει δοθεί επίσης στην συντηρησιμότητα του συστήματος και στη φιλικότητα προς τον χρήστη. Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιήθηκαν είναι κατά κύριο λόγο HTML, CSS, PHP, Postgresql, smarty και λειτουργικό σύστημα Linux. / The purpose of this thesis is the development of a comprehensive online store that supports all functions of a modern e-shop plus a host of innovative features. Specifically, the application supports shopping cart, orders pipeline using a virtual banking system, many search products features, different kinds of personalization, multiple levels of security using encryption, user accounts, forum etc.. Innovations in the application include spatial search for products using postal codes, search for corresponding values in other e-shops and social personalization using weights to the personalization factors. Special attention was also given to the maintainability of the system and user friendliness. For the implementation of the application were used HTML, CSS, PHP, Postgresql, smarty and Linux operating system.

Η τεράστια ανάπτυξη του Παγκόσμιου Ιστού τις τελευταίες δεκαετίες έχει αναδείξει την αναζήτηση πληροφοριών ως ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα στον τομέα της έρευνας στις Τεχνολογίες της Πληροφορικής. Σήμερα, οι σύγχρονες μηχανές αναζήτησης απαντούν αρκετά ικανοποιητικά στα ερωτήματα των χρηστών, αλλά τα κορυφαία αποτελέσματα που επιστρέφονται δεν είναι πάντα σχετικά με τα δεδομένα που αναζητά ο χρήστης. Ως εκ τούτου, οι μηχανές αναζήτησης καταβάλλουν σημαντικές προσπάθειες για να κατατάξουν τα πιο σχετικά αποτελέσματα του ερωτήματος ως προς τον χρήστη στα κορυφαία αποτελέσματα της λίστας κατάταξης των αποτελεσμάτων. Η διατριβή αυτή ασχολείται κυρίως με το παραπάνω πρόβλημα, δηλαδή την κατάταξη στις υψηλότερες θέσεις των πιο σχετικών αποτελεσμάτων ως προς τον χρήστη (ειδικά για ερωτήματα που οι όροι τους έχουν πολλαπλές σημασίες). Στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας κατασκευάστηκαν αλγόριθμοι και τεχνικές που βασίζονται στην τεχνική της σχετικής ανατροφοδότησης (relevance feedback) για την βελτίωση των αποτελεσμάτων που επιστρέφονται από μια μηχανή αναζήτησης. Βασική πηγή της ανατροφοδότησης ήταν τα αποτελέσματα που επιλέγουν οι χρήστες κατά την διαδικασία πλοήγησης. Ο χρήστης επεκτείνει την αρχική πληροφορία αναζήτησης (λέξεις κλειδιά) με νέα πληροφορία που προέρχεται από τα αποτελέσματα που διαλέγει. Έχοντας ένα νέο σύνολο πληροφορίας που αφορά τις προτιμήσεις του χρήστη, συγκρίνεται η σημασιολογική πληροφορία του συνόλου αυτού με τα υπόλοιπα αποτελέσματα (αυτά που επιστράφηκαν πριν επιλέξει το συγκεκριμένο αποτέλεσμα) και μεταβάλλεται η σειρά των αποτελεσμάτων προωθώντας και προτείνοντας τα αποτελέσματα που είναι πιο σχετικά με το νέο σύνολο πληροφορίας. Ένα άλλο πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπιστεί κατά την υποβολή ερωτημάτων από τους χρήστες σε μια μηχανή αναζήτησης είναι ότι τα ερωτήματα που υποβάλλονται στις μηχανές αναζήτησης είναι συνήθως μικρά σε αριθμό λέξεων και αμφίσημα. Συνεπώς, πρέπει να υπάρχουν τρόποι αποσαφήνισης των διαφορετικών εννοιών των όρων αναζήτησης και εύρεσης της έννοιας που ενδιαφέρει τον χρήστη. Η αποσαφήνιση των όρων αναζήτησης είναι μια διαδικασία που έχει μελετηθεί στην βιβλιογραφία με αρκετούς διαφορετικούς τρόπους. Στην διατριβή μου προτείνω νέες στρατηγικές αποσαφήνισης των εννοιών των όρων αναζήτησης των μηχανών αναζήτησης και εξερευνάται η αποδοτικότητά τους στις μηχανές αναζήτησης. Η καινοτομία τους έγκειται στη χρήση του Page-Rank σαν ενδείκτη της σημαντικότητας μιας έννοιας για έναν όρο του ερωτήματος. Επίσης είναι ευρέως γνωστό ότι ο Παγκόσμιος Ιστός περιέχει έγγραφα με την ίδια πληροφορία και έγγραφα με σχεδόν ίδια πληροφορία. Παρά τις προσπάθειες των μηχανών αναζήτησης με αλγόριθμους εύρεσης των κειμένων που περιέχουν επικαλυπτόμενη πληροφορία, ακόμα υπάρχουν περιπτώσεις που τα κείμενα που ανακτώνται από μια μηχανή αναζήτησης περιέχουν επαναλαμβανόμενη πληροφορία. Στην διατριβή αυτή παρουσιάζονται αποδοτικές τεχνικές εύρεσης και περικοπής της επικαλυπτόμενης πληροφορίας από τα αποτελέσματα των μηχανών αναζήτησης χρησιμοποιώντας τις σημασιολογικές πληροφορίες των αποτελεσμάτων των μηχανών αναζήτησης. Συγκεκριμένα αναγνωρίζονται τα αποτελέσματα που περιέχουν την ίδια πληροφορία και απομακρύνονται, ενώ ταυτόχρονα τα αποτελέσματα που περιέχουν επικαλυπτόμενη πληροφορία συγχωνεύονται σε νέα κείμενα(SuperTexts) που περιέχουν την πληροφορία των αρχικών αποτελεσμάτων χωρίς να υπάρχει επαναλαμβανόμενη πληροφορία. Ένας άλλος τρόπος βελτίωσης της αναζήτησης είναι ο σχολιασμός των κειμένων αναζήτησης έτσι ώστε να περιγράφεται καλύτερα η πληροφορία τους. Ο σχολιασμός κειμένων(text annotation) είναι μια τεχνική η οποία αντιστοιχίζει στις λέξεις του κειμένου επιπλέον πληροφορίες όπως η έννοια που αντιστοιχίζεται σε κάθε λέξη με βάση το εννοιολογικό περιεχόμενο του κειμένου. Η προσθήκη επιπλέον σημασιολογικών πληροφοριών σε ένα κείμενο βοηθάει τις μηχανές αναζήτησης να αναζητήσουν καλύτερα τις πληροφορίες που ενδιαφέρουν τους χρήστες και τους χρήστες να βρουν πιο εύκολα τις πληροφορίες που αναζητούν. Στην διατριβή αυτή αναλύονται αποδοτικές τεχνικές αυτόματου σχολιασμού κειμένων από τις οντότητες που περιέχονται στην Wikipedia, μια διαδικασία που αναφέρεται στην βιβλιογραφία ως Wikification. Με τον τρόπο αυτό οι χρήστες μπορούν να εξερευνήσουν επιπλέον πληροφορίες για τις οντότητες που περιέχονται στο κείμενο που τους επιστρέφεται. Ένα άλλο τμήμα της διατριβής αυτής προσπαθεί να εκμεταλλευτεί την σημασιολογία των αποτελεσμάτων των μηχανών αναζήτησης χρησιμοποιώντας εργαλεία του Σημασιολογικού Ιστού. Ο στόχος του Σημασιολογικού Ιστού (Semantic Web) είναι να κάνει τους πόρους του Ιστού κατανοητούς και στους ανθρώπους και στις μηχανές. Ο Σημασιολογικός Ιστός στα πρώτα βήματά του λειτουργούσε σαν μια αναλυτική περιγραφή του σώματος των έγγραφων του Ιστού. Η ανάπτυξη εργαλείων για την αναζήτηση σε Σημασιολογικό Ιστό είναι ακόμα σε πρώιμο στάδιο. Οι σημερινές τεχνικές αναζήτησης δεν έχουν προσαρμοστεί στην δεικτοδότηση και στην ανάκτηση σημασιολογικής πληροφορίας εκτός από μερικές εξαιρέσεις. Στην έρευνά μας έχουν δημιουργηθεί αποδοτικές τεχνικές και εργαλεία χρήσης του Παγκόσμιου Ιστού. Συγκεκριμένα έχει κατασκευαστεί αλγόριθμος μετατροπής ενός κειμένου σε οντολογία ενσωματώνοντας την σημασιολογική και συντακτική του πληροφορία έτσι ώστε να επιστρέφονται στους χρήστες απαντήσεις σε ερωτήσεις φυσικής γλώσσας. Επίσης στην διατριβή αυτή αναλύονται τεχνικές φιλτραρίσματος XML εγγράφων χρησιμοποιώντας σημασιολογικές πληροφορίες. Συγκεκριμένα παρουσιάζεται ένα αποδοτικό κατανεμημένο σύστημα σημασιολογικού φιλτραρίσματος XML εγγράφων που δίνει καλύτερα αποτελέσματα από τις υπάρχουσες προσεγγίσεις. Τέλος, στα πλαίσια αυτής της διδακτορικής διατριβής γίνεται επιπλέον έρευνα για την βελτίωση της απόδοσης των μηχανών αναζήτησης από μια διαφορετική οπτική γωνία. Στην κατεύθυνση αυτή παρουσιάζονται τεχνικές περικοπής ανεστραμμένων λιστών ανεστραμμένων αρχείων. Επίσης επιτυγχάνεται ένας συνδυασμός των προτεινόμενων τεχνικών με υπάρχουσες τεχνικές συμπίεσης ανεστραμμένων αρχείων πράγμα που οδηγεί σε καλύτερα αποτελέσματα συμπίεσης από τα ήδη υπάρχοντα. / The tremendous growth of the Web in the recent decades has made the searching for information as one of the most important issues in research in Computer Technologies. Today, modern search engines respond quite well to the user queries, but the results are not always relative to the data the user is looking for. Therefore, search engines are making significant efforts to rank the most relevant query results to the user in the top results of the ranking list. This work mainly deals with this problem, the ranking of the relevant results to the user in the top of the ranking list even when the queries contain multiple meanings. In the context of this research, algorithms and techniques were constructed based on the technique of relevance feedback which improves the results returned by a search engine. Main source of feedback are the results which the users selects during the navigation process. The user extends the original information (search keywords) with new information derived from the results that chooses. Having a new set of information concerning to the user's preferences, the relevancy of this information is compared with the other results (those returned before choosing this effect) and change the order of the results by promoting and suggesting the results that are more relevant to the new set of information. Another problem that must be addressed when the users submit queries to the search engines is that the queries are usually small in number of words and ambiguous. Therefore, there must be ways to disambiguate the different concepts/senses and ways to find the concept/sense that interests the user. Disambiguation of the search terms is a process that has been studied in the literature in several different ways. This work proposes new strategies to disambiguate the senses/concepts of the search terms and explore their efficiency in search engines. Their innovation is the use of PageRank as an indicator of the importance of a sense/concept for a query term. Another technique that exploits semantics in our work is the use of text annotation. The use of text annotation is a technique that assigns to the words of the text extra information such as the meaning assigned to each word based on the semantic content of the text. Assigning additional semantic information in a text helps users and search engines to seek or describe better the text information. In my thesis, techniques for improving the automatic annotation of small texts with entities from Wikipedia are presented, a process that referred in the literature as Wikification. It is widely known that the Web contain documents with the same information and documents with almost identical information. Despite the efforts of the search engine’s algorithms to find the results that contain repeated information; there are still cases where the results retrieved by a search engine contain repeated information. In this work effective techniques are presented that find and cut the repeated information from the results of the search engines. Specifically, the results that contain the same information are removed, and the results that contain repeated information are merged into new texts (SuperTexts) that contain the information of the initial results without the repeated information. Another part of this work tries to exploit the semantic information of search engine’s results using tools of the Semantic Web. The goal of the Semantic Web is to make the resources of the Web understandable to humans and machines. The Semantic Web in their first steps functioned as a detailed description of the body of the Web documents. The development of tools for querying Semantic Web is still in its infancy. The current search techniques are not adapted to the indexing and retrieval of semantic information with a few exceptions. In our research we have created efficient techniques and tools for using the Semantic Web. Specifically an algorithm was constructed that converts to ontology the search engine’s results integrating semantic and syntactic information in order to answer natural language questions. Also this paper contains XML filtering techniques that use semantic information. Specifically, an efficient distributed system is proposed for the semantic filtering of XML documents that gives better results than the existing approaches. Finally as part of this thesis is additional research that improves the performance of the search engines from a different angle. It is presented a technique for cutting the inverted lists of the inverted files. Specifically a combination of the proposed technique with existing compression techniques is achieved, leading to better compression results than the existing ones.

Le sujet de cette thèse est la recherche du boson de Higgs du Modèle Standard par sa désintégration en quatre leptons avec l’expérience ATLAS au CERN. La théorie qui prédit le boson du Higgs est présentée et les contraintes de la théorie et des recherches directes et indirectes sont citées. L’expérience ATLAS et ses composants sont décrits et le Système de Contrôle du Détecteur pourle fonctionnement et la surveillance des blocs d’alimentation des chambres à tubes de dérive est détaillé. La reconstruction et l’identification des électrons et des muons sont résumées. Des études de performance sur les taux de faux muons, sur l’effet d’empilement sur l’isolation des muons, et sur l’efficacité de l’isolation et du paramètre d’impact des muons sont présentées. L’analyse de la désintégration de Higgs en quatre leptons est détaillée en mettant l’accent sur l’estimation du bruit de fond, les méthodes employées et les régions de contrôle utilisées. Les résultats de la recherche avec les données de 2011 à √s = 7TeV sont présentées, qui ont conduit à l’indication de l’observation du boson de Higgs. L’optimisation réalisée pour la recherche d’un boson de Higgs de basse masse est décrite et l’effet sur les données de 2011 sont présentés. L’analyse est effectuée avec les données de 2011 à √s = 8TeV collectées jusqu’au juillet et les résultats sont présentés, incluant la combinaison avec les données de 2011. Ces derniers résultats ont conduit à l’observation d’une nouvelle particule compatible avec le boson de Higgs du Modèle Standard. / The subject of this thesis is the search for the Standard Model Higgs boson through its decay into four leptons with the ATLAS experiment at CERN. The theory postulating the Higgs boson is presented and the constraints of the theory and direct and indirect searches are quoted. The ATLAS experiment and its components are described and the Detector Control System for the operation and monitoring of the power supplies of the Monitored Drift Tubes is detailed. The electron and muon reconstruction and identification are summarized. Studies on the muon fake rates, on the effect of pileup on the isolation of the muons, and on muon efficiencies of the isolation and impact parameter requirements are presented. The analysis of the Higgs decay to four leptons is detailed with emphasis on the background estimation, the methods employed and the control regions used. The results of the search using the 2011 √s= 7TeV data are presented which have led to hints for the observation of the Higgs boson. The optimization performed for the search of a low mass Higgs boson is described and the effect on the 2011 data are shown. The analysis is performed for the 2012 √s = 8TeV data collected up to July and the results are presented, including the combination with the 2011 data. These latest results have led to the observation of a new particle consistent with the Standard Model Higgs. / Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η αναζήτηση για το μποζόνιο Higgsτου Καθιερωμένου Προτύπου μέσω της διάσπασης του σε τέσσερα λεπτόνια, με το πείραμα ATLAS στο CERN. Παρουσιάζεται η θεωρία που προβλέπει το μποζόνιο Higgs και παρατίθενται οι περιορισμοί της θεωρίας και των άμεσων και έμμεσων αναζητήσεων του μποζονίου. Περιγράφονται το πείραμα ATLAS και τα επιμέρους στοιχεία του καθώς επίσης και το Σύστημα Ελέγχου Ανιχνευτή για τη λειτουργία και την παρακολούθηση του συστήματος τροφοδοσίας τάσης για τους Θαλάμους Ολίσθισης. Η ανακατασκευή και ταυτοποίηση των ηλεκτρονίων και των μιονίων συνοψίζονται. Παρουσιάζονται μελέτες για το ποσοστό των μιονίων που προέρχονται από διασπάσεις άλλων σωματιδίων, για την επίδραση των πολλαπλών αλληλεπιδράσεων σε κάθε σύγκρουση στην απομόνωση των μιονίων, καθώς και για την αποτελεσματικότητα των κριτηρίων επιλογής σχετικά με την απομόνωση και την παράμετρο κρούσης των μιονίων. Η ανάλυση της διάσπασης του Higgs σε τέσσερα λεπτόνια περιγράφεται λεπτομερώς με έμφαση στην εκτίμηση των διαδικασιών υποβάθρου, στις μέθοδους που εφαρμόζονται και στις περιοχές ελέγχου που χρησιμοποιούνται. Τα αποτελέσματα της αναζήτησης με τη χρήση των δεδομένων του 2011 σε √s = 7 TeV παρουσιάζονται τα οποία οδήγησαν σε υποδείξεις για την παρατήρηση του μποζονίου Higgs. Περιγράφεται η αναθεώρηση των κριτηρίων επιλογής για την αναζήτηση μιας χαμηλής μάζας μποζονίου Higgs και παρατίθεται η επίδραση της στα δεδομένα του 2011. Η ανάλυση διεξάγεται για τα δεδομένα του 2012 σε √s = 8 TeV που συλλέχθηκαν μέχρι τον Ιούλιο και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται, συμπεριλαμβανομένου του συνδυασμού με τα δεδομένα του 2011. Τα τελευταία αποτελέσματα έχουν οδηγήσει στην παρατήρηση ενός νέου σωματιδίου συμβατό με το μποζόνιο Higgsτου Καθιερωμένου Προτύπου.

Ο παγκόσμιος ιστός αποτελεί μία τεράστια αποθήκη πληροφοριών και αναπτύσσεται με τάχιστους ρυθμούς, ενώ η ανθρώπινη ικανότητα να εντοπίζει, να επεξεργάζεται και να αντιλαμβάνεται τις παρεχόμενες πληροφορίες παραμένει πεπερασμένη. Οι μηχανές αναζήτησης διευκολύνουν την αναζήτηση στον παγκόσμιο ιστό και έχουν γίνει αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινής ζωής των χρηστών του διαδικτύου. Οι χρήστες όμως χαρακτηρίζονται από διαφορετικές ανάγκες, προτιμήσεις, ιδιαιτερότητες και κατά την πλοήγησή τους μπορεί να χάσουν τον στόχο της αναζήτησής τους. Η προσωποποίηση στον παγκόσμιο ιστό, δηλαδή η εξατομίκευση των παρεχόμενων αποτελεσμάτων, αποτελεί μία πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την λύση του πληροφοριακού υπερφόρτου, παρέχοντας κατάλληλα προσαρμοσμένες εμπειρίες πλοήγησης. Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας αναπτύχθηκε μία μεθοδολογία για την προσωποποίηση των αποτελεσμάτων μίας μηχανής αναζήτησης ώστε αυτά να ανταποκρίνονται στις προτιμήσεις των χρηστών και στα διαιτολογικά τους χαρακτηριστικά. Η μεθοδολογία αναπτύχθηκε σε δύο μέρη: στο εκτός σύνδεσης τμήμα και στο συνδεδεμένο. Στο πρώτο με την χρησιμοποίηση των αρχείων πρόσβασης μίας μηχανής αναζήτησης και των διαιτολογικών χαρακτηριστικών των χρηστών, έγινε εξαγωγή πληροφορίας για τις προτιμήσεις των τελευταίων. Στην συνέχεια με την χρήση μίας οντολογίας που κατασκευάστηκε για τα πλαίσια της διπλωματικής αυτής εργασίας, έγινε σημασιολογική κατηγοριοποίηση των επιλογών των χρηστών και κατασκευάστηκαν τα προφίλ που τους χαρακτηρίζουν. Έπειτα με την χρήση ενός αλγορίθμου ομαδοποίησης οι χρήστες κατηγοριοποιήθηκαν με βάση τα διαιτολογικά τους χαρακτηριστικά και τις επιλογές τους στην μηχανή αναζήτησης. Στο συνδεδεμένο τμήμα ο αλγόριθμος προσωποποίησης εκμεταλλευόμενος την σημασιολογική αντιστοίχιση των αποτελεσμάτων της μηχανής αναζήτησης και τις ομάδες των χρηστών που δημιουργήθηκαν στο εκτός σύνδεσης τμήμα αναδιοργανώνει τα παρεχόμενα από την μηχανή αναζήτησης αποτελέσματα. Η αναδιοργάνωση γίνεται προωθώντας στις υψηλότερες θέσεις των αποτελεσμάτων της μηχανής αναζήτησης τα αποτελέσματα που ταιριάζουν καλύτερα με τις προτιμήσεις και τα χαρακτηριστικά της ομάδας στην οποία εντάσσεται ο χρήστης. Στο τέλος έγιναν πειράματα και εξακριβώθηκαν τα επιθυμητά αποτελέσματα για την προσωποποίηση σύμφωνα με τις σημασιολογικές ομάδες των χρηστών. / The World Wide Web has become a huge data repository and it keeps growing exponentially, whereas the human capability to find, process and understand the provided content remains constant. Search engines facilitate the search process in the World Wide Web and they have become an integral part of the web users' daily lives. However users who are characterized by different needs, preferences and special characteristics, navigate through large Web structures and may lost their goal of inquiry. Web personalization, i.e. the customization of the search engines’ returned results, is one of the most promising approaches for alleviating information overload providing tailored navigation experiences to Web users. The present dissertation presents the methodology which was implemented in order to personalize a search engine’s results for corresponding users’ preferences and dietary characteristics. This methodology was implemented in two parts: the offline and the online part. The first one uses a search engines’ log files and the dietary characteristics of the users in order to extract information for the latter preferences. Afterwards, with the use of an ontology which was created explicitly for this work, semantic profiling of users’ interests was achieved and their corresponding profiles were formed. Then with the use of a clustering algorithm, users’ categorization was made based on their dietary profiles and their preferences in the search engine. In the online part the methodology re-ranks the search engines’ results, based on the semantic characterization of those results and the users’ clusters which were created at the offline part. Re-ranking is achieved by placing those results which match better the interests and the characteristics of the user’s cluster at the top of the list of the search engines’ returned results. Experimental evaluation of the presented methodology shows that the expected objectives from the semantic users’ clustering in search engines are achievable.

Στην παρούσα εργασία γίνεται μια προσπάθεια οπτικής ανάκτησης λογοτύπων με σκοπό την οργάνωσή τους για μετέπειτα χρήση τους σε περιπτώσεις αναζήτησης ομοίων λογοτύπων από χρήστες. Η μελέτη γίνεται με χρήση μεθόδων και εργαλείων τα οποία είτε έχουν σχεδιαστεί για αυτό το σκοπό είτε έχουν ληφθεί από άλλα κομμάτια του τομέα αναγνώρισης προτύπων. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιούνται οι μεθοδολογίες: α. Angular Radial Transform (ART) που ορίζεται στο MPEG-7 πρωτόκολλο. β. Ένας αλγόριθμος σύγκρισης σχημάτων ως κατανομές ιστογραμμάτων που τον ονομάζουμε Angular Radial Histogram (ARH) και περιγράφεται σε δημοσίευση που αφορά την αναγνώριση σχημάτων. γ. Μια μεθοδολογία που εκμεταλλεύεται τον αλγόριθμο DCT και την συμπιεσμένη φύση των αρχείων εικόνων - λογοτύπων στο σημερινό web για γρήγορη αναζήτηση η οποία έχει χρησιμοποιηθεί για οργάνωση βάσεων γενικών εικόνων. δ. Μια μεθοδολογία στηριγμένη στα φίλτρα Gabor και το WW-Test η οποία έχει εφαρμοστεί με αρκετά καλά αποτελέσματα σε πεδιά αναγνώρισης προτύπων. Η έρευνα γίνεται σε τρεις (νεοκατασκευασμένες) βάσεις λογοτύπων όπου τα αποτελέσματα φαίνεται να είναι θετικά ειδικά για την τελευταία μεθοδολογία. / In this work, four different algorithms are used in the field of logos retrieval, in an efford to organize logos databases that can be handful in cases where users may need to retrieve similar logos. The algorithms that are used are a. Angular Radial Transform (ART) which is defiend in MPEG-7, b. An algorithm that compairs logos outlines called sas Angular Radial Histogram which has been proposed for general shape matching procedures, c. An algorithm based on the well known DCT and the compression nature of the very common JPEG protocol, d. An algorithm based on Gabor filters for feature extraction and the Wald-Wolfowitz for feature comparisons, which gave very good results. The tests took place on three different logos database which were constructed for this purpose.

Στη διπλωματική μας παραθέτουμε ένα μεγάλο κομμάτι βιβλιογραφίας σχετικής με Τεχνικές Εξατομικευμένης Αναζήτησης στον Παγκόσμιο Ιστό. Επίσης περιγράφονται αναλυτικά οι εφαρμογές που κατασκευάστηκαν στην διπλωματική μας και οι τεχνολογίες που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίησή τους. Συγκεκριμένα κατασκευάστηκε ένα σύστημα εξατομίκευσης, το οποίο καταγράφει την συμπεριφορά ενός χρήστη και στην συνέχεια του δίνει την δυνατότητα να εξατομικεύσει τα αποτελέσματα μιας μηχανής αναζήτησης(Google) με βάση την προηγούμενη συμπεριφορά του. Υλοποιήθηκαν τρεις διαφορετικοί αλγόριθμοι(ένας αλγόριθμος που βασίζεται στις ακμές του γράφου, ένας αλγόριθμος πρόσθεσης εικονικών κόμβων και ένας εκτεταμένος αλγόριθμος πρόσθεσης εικονικών κόμβων), οι οποίοι με βάση την προηγούμενη συμπεριφορά του χρήστη κατασκευάζουν ένα γράφημα συμπεριφοράς για αυτόν, το οποίο χρησιμοποιούν στη συνέχεια για να εξατομικεύσουν τα αποτελέσματα μιας ερώτησης. Οι αλγόριθμοι αυτοί καλούνται από το χρήστη μέσω του συστήματος εξατομίκευσης για μια ερώτηση και ταξινομούν τα αποτελέσματα της ερώτησης σύμφωνα με την νέα σειρά που υποδεικνύει το γράφημα συμπεριφοράς που έχει κατασκευαστεί για τον συγκεκριμένο χρήστη. Στη συνέχεια δίνονται αναλυτικά παραδείγματα λειτουργίας για κάθε αλγόριθμο, που αποδεικνύουν τους θεωρητικούς υπολογισμούς. Τέλος παρατίθενται βασικά κομμάτια του κώδικα που δημιουργήθηκε για την υλοποίηση του συστήματος εξατομίκευσης. / In our diplomatic we mention a big piece of bibliography relative with Techniques of Personalized Search in the World Wide Web. Also we describe analytically the applications that were manufactured in our diplomatic and the technologies that were used for their implementation. In particular, we construct a personalization system, which records the behaviour of user and then gives him the possibility of personalizing the results of a search engine (Google) with base his previous behaviour. They constructed three different algorithms(an algorithm that based on the edges of the graph, an algorithm that add virtual nodes and an extensive algorithm that add virtual nodes), which with base the previous behaviour of user construct a graph, which they use then in order to personalize the results of the query. These algorithms are called by the user via the personalization system for a query and they categorize the results of query according to the new order that indicates the graph of behaviour that has been constructed for the particular user. Then they are given analytic examples for each algorithm, which proves the theoretical calculations. Finally, they mentioned basic pieces of code that were created for the construction of the personalization system.

Στα πλαίσια της διδακτορικής μας διατριβής ασχοληθήκαμε με προβλήματα διαχείρισης δικτυακών πληροφοριακών συστημάτων που βασίζονται σε τεχνολογίες παγκόσμιου ιστού (network-centric information systems, netcentric information systems, web information systems). Η έννοια της δικτυο-κεντρικής προσέγγισης (netcentric) προσπαθεί να αποδώσει την τάση να χρησιμοποιείται η δικτυακή υποδομή και τεχνολογία όλο και περισσότερο στα πληροφοριακά συστήματα και τις εφαρμογές παγκόσμιου ιστού για να παρέχουν, να δημοσιοποιούν, να διαμοιράζουν και να επικοινωνούν online υπηρεσίες και πληροφορίες. Κύριος στόχος της διατριβής είναι α) η διασφάλιση της ποιότητας κατά την εξυπηρέτηση, β) η μείωση του χρόνου εντοπισμού και γ) η εξατομίκευση υπηρεσιών και πληροφοριών σε δικτυακά πληροφοριακά περιβάλλοντα και εφαρμογές που βασίζονται σε τεχνολογίες μηχανικής Παγκόσμιου Ιστού. Σε πρώτο επίπεδο, οι αποδοτικοί αλγόριθμοι που αναπτύξαμε αφορούν τις υπηρεσίες Web Services που έχουν σχεδιαστεί να υποστηρίζουν διαλειτουργική αλληλεπίδραση μεταξύ μηχανών με χρήση δικτυακής υποδομής. Πρόκειται ένα τεχνολογικό πλαίσιο το οποίο προτυποποιήθηκε από το W3 Consortium (http://www.w3.org) και γνωρίζει την ευρεία υποστήριξη τόσο της επιστημονικής κοινότητας τεχνολογιών πληροφορικής και επικοινωνιών όσο και των επαγγελματιών μηχανικών Η/Υ και της βιομηχανίας πληροφορικής παγκοσμίως. Αναλυτικότερα στο πρώτο μέρος της διατριβής δίνουμε αρχικά μία νέα κατηγοριοποίηση και συγκριτική παρουσίαση των λύσεων και προβλημάτων που αφορούν αποδοτικές λύσεις αλγορίθμων διαχείρισης και αναζήτησης υπηρεσιών. Στη συνέχεια, εισάγουμε μια σειρά από νέους αποδοτικούς αλγορίθμους διαχείρισης και αναζήτησης υπηρεσιών που διασφαλίζουν την ποιότητα της παρεχόμενης υπηρεσίας και βελτιώνουν την πολυπλοκότητα στο χρόνο εντοπισμού μιας υπηρεσίας. Συνολικά στο πρώτο μέρος παρουσιάζουμε: - Αποδοτικούς αλγορίθμους δυναμικής επιλογής Web Service που λαμβάνουν υπόψη μη λειτουργικές προδιαγραφές για ποιότητα και απόδοση κατά την προσπάθεια χρήσης (consumption) του Web Service (QoWS enabled WS discovery). - Αποδοτικούς αλγορίθμους διαχείρισης και αναζήτησης υπηρεσιών δικτυο-κεντρικών πληροφοριακών συστημάτων οι οποίοι βασίζονται σε αποκεντρικοποιημένες δικτυακές λύσεις ειδικά σχεδιασμένες για WS καταλογογράφηση (decentralized WS discovery). Σε δεύτερο επίπεδο, δίνουμε αποδοτικές προσαρμοστικές μεθόδους για την εξατομίκευση των αποτελεσμάτων αναζήτησης πληροφοριών στον Παγκόσμιο Ιστό. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνουμε βελτίωση της απόδοσης τόσο για τις εσωτερικές λειτουργίες διαχείρισης και αναζήτησης των δικτυακών πληροφοριακών συστημάτων όσο και του τελικού αποτελέσματος, της πληροφορίας δηλαδή, που παρουσιάζουν τα συστήματα αυτά στον τελικό χρήστη. Συγκεκριμένα, στο δεύτερο μέρος της διατριβής εισάγουμε μια σειρά από τρεις αλγορίθμους εξατομίκευση των αποτελεσμάτων αναζήτησης, οι οποίοι βασίζονται σε τεχνικές μετρικών συνδέσμων (link metrics). Το κύριο πλεονέκτημα των τεχνικών που προτείνουμε είναι ότι επιτρέπουν, με τη χρήση μιας αρκετά απλής μεθοδολογίας, την εξατομίκευση των αποτελεσμάτων αναζήτησης, χωρίς να επιβαρύνονται οι χρήστες σε όγκο αποθήκευσης ή με καθυστερήσεις λόγου χρόνου εκτέλεσής τους. Επιτυγχάνουμε εξατομικευμένη αναζήτηση εφαρμόζοντας τεχνικές ανάλυσης και επεξεργασίας συνδέσμων όχι στο γράφο ιστού αλλά για πρώτη φορά σε αρκετά μικρότερους εξατομικευμένους γράφους που σχηματίζονται από διαθέσιμες σημασιολογικές ταξονομίες. Συνοψίζοντας τα ερευνητικά αποτελέσματα του δεύτερου μέρους παρουσιάζουμε τα ακόλουθα: - Αποδοτικοί αλγόριθμοι για εξατομικευμένη αναζήτηση πληροφορίας (personalized searching) στον Παγκόσμιο Ιστό. - Μηχανισμός προσαρμοστικής παρουσίασης αποτελεσμάτων αναζήτησης με χρήση πολλαπλών επιπέδων κατηγοριοποίησης. - Επέκταση των αλγορίθμων για μηχανισμούς στοχευμένης συλλογής σελίδων (focused web crawlers) που αποτελούν εναλλακτική της εξατομικευμένης αναζήτησης πληροφοριών. Τέλος στο τρίτο και τελευταίο μέρος της διατριβής παρουσιάζουμε μια σειρά από εφαρμογές, αρχιτεκτονικές και λειτουργικά πλαίσια τα οποία αφορούν δικτυακά πληροφοριακά περιβάλλοντα στα οποία εφαρμόζουμε τεχνικές διαχείρισης υπηρεσιών και μηχανισμούς εξατομίκευσης πληροφοριών. O κύριος στόχος της παρουσίασης των λύσεων αυτών είναι να επιδειχθεί ότι οι προτεινόμενοι αποδοτικοί αλγόριθμοι, που παρουσιάστηκαν στα προηγούμενα κεφάλαια, έχουν εφαρμογή σε πολλαπλά προβλήματα διαφορετικών επιστημονικών και τεχνολογικών πεδίων που χρησιμοποιούν δικτυακά πληροφοριακά συστήματα και εφαρμογές παγκόσμιου ιστού. / In our PhD dissertation we dealt with performance issues in network - centric information systems, netcentric information systems and web information systems. Netcentric approach attempts to depict the augmenting tendency to use the network communication in information systems and web applications in order to provide, to publish, to distribute and to communicate online services and information. The key aim of our doctoral thesis is a) the quality at the service provision, v) the reduction of discovery time and c) the personalization of services and information in network information systems and applications that are based on web engineering technologies. Initially, we studied, designed and implemented efficient algorithms concerning Web Services technologies that have been designed to facilitate interoperable service integration using network infrastructure. Web Services Architecture has been standardized by W3 Consortium (http://www.w3.org) as the technological framework and it has received the wide support of the information technology scientific community as well as the information technology (IT) professionals and industry worldwide. In the first section we introduce a new categorization and comparative presentation of the available algorithmic solutions for service management and discovery. Then, we introduce a series of new efficient algorithms that ensure quality of service provision and improve time complexity in service discovery. Overall in the first part of the thesis we present: - Efficient algorithms for dynamic Web Service selection taking into account non-functional specifications (Quality of Web Service – QoWS) and performance issues during Web Service (WS) consumption attempt (i.e. QoWS enabled WS discovery). - Efficient algorithms for service management and discovery in network centric information systems that are based on decentralized network approaches specifically designed for WS discovery. In the sequel, we propose efficient adaptive methods for personalized web searching. In this way we provide performance improvement both for the internal management and discovery functionality of web based net-centric information systems as well as for the systems’ output that is the end-user information. In particular, in the second section, we introduce a series of three new algorithms for personalized searching. The proposed algorithms are mainly based on link metrics techniques. Their main advantage is that they allow, with the use of a simple methodology, search results personalization, with minimum overhead in terms of storage volume and computation time. We achieve personalized search using link analysis in a personalized graph much smaller one than the whole web graph. The personalized graph is shaped taking advantage of semantic taxonomies. Summarizing the novel research results of this second section are the following: - Efficient algorithms for personalized web information searching. - Adaptive presentation mechanisms of search results with the use of multiple levels of novel categorization. - Extension that allows the adoption of the algorithms for the case of focused web crawling mechanisms, which constitute an alternative personalized searching approach. Finally in the third and last section of our thesis, we present a series of applications, architectures and frameworks of different web based net-centric information environments cases, in which we apply our techniques for service management and personalized information discovery. The main objective of this presentation is to show that the efficient algorithms presented in the previous sections, have multiple potentials of application in problems of different research and technological areas using web based net-centric informative systems and web applications. Cases presented include network management information systems, e-learning approaches, semantic mining and multimedia retrieval systems, web content and structure maintenance solutions and agricultural information systems.

Στη διπλωματική λύνουμε το πρόβλημα του sudoku με χρήση του εκπαιδευτικού ρομπότ της Lego, το LEGO Mindstorm NXT. Το εκπαιδευτικό ρομπότ αυτό δεν έχει συγκεκριμένη μορφή αλλά αποτελείται από αλληλοσυνδεόμενα μεταξύ τους πλαστικά μέρη. Με χρήση αυτών κατασκευάσαμε ένα όχημα που αποτελεί παραλλαγή οχήματος από άλλη εργασία. Το όχημα αυτό μπορεί να κινείται μόνο μπροστά και πίσω. Διαθέτει έναν βραχίονα που μπορεί να κινεί δεξιά-αριστερά και στον οποίο εφαρμόζεται ένας αισθητήρας φωτεινότητας. Τέλος, στον βραχίονα υπάρχει θέση για στυλό. Το πρόβλημα του sudoku που δίνεται στο ρομπότ είναι εκτυπωμένο σε ένα χαρτί Α4. Το ρομπότ αναλαμβάνει να το αναγνωρίσει με τον αισθητήρα, να το επιλύσει και να το αποτυπώσει με τη χρήση του στυλό. Για την επίτευξη αυτού του στόχου επιστρατεύονται αλγόριθμοι ρομποτικής και αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης. Συγκεκριμένα για την πλοήγηση του οχήματος εφαρμόζεται μετρική και τοπολογική πλοήγησης, στη συνέχεια για την αναγνώριση του προβλήματος και την ταυτοποίηση κάθε εικόνας που λαμβάνεται υλοποιήσαμε αλγόριθμους μορφολογικής επεξεργασία και τέλος για την επίλυση του προβλήματος sudoku υλοποιήσαμε και συγκρίναμε δύο αλγόριθμους, την αναζήτησης κατά βάθος και την αναζήτηση κατά βάθος με διάδοση περιορισμών. Οι τελικοί αλγόριθμοι που αναπτύχθηκαν διαπιστώσαμε ότι πετυχαίνουν το σκοπό τους αφού το όχημα αναγνωρίζει τους αριθμούς του δοσμένου προβλήματος με ποσοστό επιτυχίας 95%, λύνει τα περισσότερα προβλήματα σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο και συμπληρώνει επιτυχώς τα κελιά του sudoku με τους σωστούς αριθμούς. Πέρα από αυτές τη σύγκριση των αλγορίθμων θεωρούμε ότι η μελέτη ενός τέτοιου συστήματος είναι ιδανική για εισαγωγή σε θέματα ρομποτικής και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εκπαιδευτικό εργαλείο πειραματισμού. Μάλιστα ο κώδικας μας σχολιάζεται επαρκώς σε αυτή την εργασία για να είναι ευκολότερη η κατανόηση του. Εκτός αυτού έχουμε αναπτύξει και πρόγραμμα αλληλεπίδρασης χρήστη-ρομπότ μέσω κονσόλας. / We solve the problem of sudoku using the educational robot LEGO Mindstorm NXT, made by LEGO. This educational robot doesn't have specific form but consists of interlinked plastics. We constructed a vehicle that is a variant from another work. This vehicle can move only forward and back. It has an arm that can move side to side and is equipped with a light sensor and a marker. The problem of sudoku is given to the robot in printed form on a A4 paper. The robot at first recognize the problem with the sensor, then it resolves it and finally writes the solution down by using the pen. To achieve this goal we implemented various algorithms. Specifically, we studied robotic algorithms such as metric and topological navigation. Moreover, to identify the printed problem we processed every captured image morphologically and finally to solve the sudoku instance we implemented and compared two methods, first-depth search and first-depth search with constraint propagation. We should mention that our code is written in Java for the lejOS firmware. The final code is capable of recognizing the numbers of the given problem with a success rate of 95%, solving most problems in less than a second and completing the cells on the paper with the correct numbers. Finally, we have developed an accompanying program that is usable for debugging purposes and for calibrating the robot. Even more, it can be used as education tool.