Η πρωτείνη MuSK (Muscle Specific Kinase) αποτελεί μέρος ενός συμπλόκου υποδοχέων της αγκρίνης (agrin) οι οποίοι διεγείρουν την φωσφορυλίωση της τυροσίνης και οδηγούν στην ομαδοποίηση των υποδοχέων ακετυλοχολίνης (AChRs) στην μετασυναπτική μεμβράνη της νευρομυϊκής σύναψης των σπονδυλωτών οργανισμών. Μεταλλάξεις της MuSK είναι υπεύθυνες για ασθένειες και δυσλειτουργίες της νευρομυϊκής σύναψης, όπως το εκ γενετής μυασθενικό σύνδρομο. Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον για την πρωτεΐνη MuSK έχει αυξηθεί, αλλά παρόλα αυτά δεν έχουν αποδειχθεί πλήρως, ούτε ο ρόλος της, ούτε η λειτουργία της ,ούτε η δομής της. Χρησιμοποιώντας τεχνικές μοντελοποίησης μέσω ομολογίας και χρησιμοποιώντας ως εκμαγεία γνωστές κρυσταλλογραφικές δομές, δημιουργήθηκε το υπολογιστικό μοντέλο της ανθρώπινης MuSK. Για την μελέτη της συμπεριφοράς της πρωτεΐνης πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής σε υδατικό περιβάλλον όπου εξήχθησαν συμπεράσματα για τον προσανατολισμό της δομής, τις αλληλεπιδράσεις των τμημάτων της και την συνολική συμπεριφορά του μορίου. / The protein MuSK (Muscle specific Kinase) is part of an agrin receptor complex which stimulates tyrosine phosphorylation and lead to the clustering of acetylcholine receptors (AChRs) in the postsynaptic membrane of the neuromuscular junction of vertebrate organisms. MuSK mutations are responsible for diseases and disorders of the neuromuscular junction, such as congenital myasthenic syndrome. In recent years interest over MuSK protein has increased, but till now neither the role nor function, nor the structure of the protein have been fully demonstrated. Using homology modeling techniques and based on templates of known crystallographic structures, we have generated in silico the model of human MuSK. To study the behavior of the protein we used molecular dynamics simulations carried out in an aqueous environment where conclusions were reached on the orientation of the structure, interactions between the domains of the protein and the overall behavior of the molecule.

Τα αποτελέσματα της κλιματικής αλλαγής που είναι πλέον εμφανή παντού έχουν αυξήσει την περιβαλλοντική συνείδηση των πολιτών αλλά και των οργανώσεων που δραστηριοποιούνται μέσα σε αυτό. Έτσι, για τις οργανώσεις, τις επιχειρήσεις ειδικότερα, το περιβάλλον αποτελεί σοβαρή στρατηγική παράμετρο που επεκτείνεται πέρα από «φιλανθρωπικές» δράσεις στα πλαίσια της Εταιρικής Κοινωνικής Ευθύνης ή ακόμα και επικοινωνιακών δράσεων για την περαιτέρω ανάπτυξη του «οικο-καταναλωτισμού». Καθώς κάθε (πραγματική) περιβαλλοντική επιχειρηματική στρατηγική σχετίζεται με τη χρήση (και κατάχρηση) των φυσικών πόρων, είναι λογικό να αφορά άμεσα τις παραγωγικές δραστηριότητες και τις οργανωσιακές οντότητες που είναι υπεύθυνες για τη διαχείρισή τους. Προς αυτήν την κατεύθυνση, εδώ και μια δεκαετία περίπου, η «εισαγωγή» της περιβαλλοντικής παραμέτρου στο ευρύτερο πλαίσιο του περιεχομένου και της διαδικασίας της στρατηγικής παραγωγής (manufacturing/operations strategy) απασχολεί όχι μόνο την ερευνητική κοινότητα, αλλά και τον πραγματικό κόσμο των οργανώσεων με παραγωγική δραστηριότητα. Η συζήτηση στρέφεται στην ενσωμάτωση των περιβαλλοντικών απαιτήσεων ως στόχων συμμόρφωσης ή/και ως προκλήσεων για καινοτόμο στρατηγική δράση σε δύο διαφορετικά επίπεδα: είτε ως περιοριστικά ή «διευρύνοντα» χαρακτηριστικά των γενικών στόχων απόδοσης (κόστος, ευελιξία, ποιότητα, ταχύτητα, αξιοπιστία στην παράδοση με την περιβαλλοντική συνισταμένη), είτε ως συγκρότηση ιδιαίτερου/ξεχωριστού στόχου απόδοσης (κόστος, ευελιξία, ποιότητα, ταχύτητα, αξιοπιστία στην παράδοση και περιβάλλον), με διαφορετικές δράσεις για την κάθε περίπτωση. Με δεδομένο το νεαρό της ηλικίας του συγκεκριμένου πεδίου έρευνας, είναι λογικό οι ερευνητικές δραστηριότητες μέχρι στιγμής να αφορούν σε κατηγοριοποιήσεις και εννοιολογικά πλαίσια. Επιπλέον, παρατηρείται ενδιαφέρον για την εισαγωγή της περιβαλλοντικής παραμέτρου σε γνωστά και «δουλεμένα» πλαίσια στρατηγικής παραγωγής στα οποία το λειτουργικό σύστημα θεωρείται λίγο-πολύ σταθερό και συζητούνται μόνον «περιβαλλοντικές» βελτιώσεις. Οι περισσότερες από αυτές τις «συντηρητικές» βελτιώσεις έχουν ως βάση τη διαχείριση της ποιότητας και τα σχετικά με αυτή πρότυπα (ISO 14000). Όμως, μια στρατηγική προσέγγιση στην περιβαλλοντική διαχείριση της παραγωγής/λειτουργιών απαιτεί την υιοθέτηση και έκφραση μιας ευρύτερης άποψης για το περιβάλλον και την αειφορία, στα πλαίσια της οποίας γίνονται συγκεκριμένες επιλογές. Οι επιλογές αυτές πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τις ιδιαίτερες ικανότητες της επιχείρησης σε σχέση με το ευρύτερο θεσμικό περιβάλλον (με την ευρεία έννοια) μέσα στο οποίο λειτουργεί η οργάνωση. Η διατριβή αυτή στοχεύει στη διερεύνηση των συνθηκών επιλογής (ή/και αλλαγής) περιβαλλοντικής στρατηγικής στα πλαίσια της στρατηγικής παραγωγής ακολουθώντας μια θεσμο-εξελικτική (evolutionary institutional) προσέγγιση. Πιο συγκεκριμένα, με την υιοθέτηση της θεωρίας των πόρων και των ικανοτήτων και με τη χρήση μοντέλων συστημικής δυναμικής (system dynamics) προσβλέπει στην σε βάθος μελέτη των εσωτερικών συνθηκών των επιχειρήσεων (αλληλεπιδράσεις αποφάσεων και μικρο-δραστηριοτήτων) που συντελούν στην υιοθέτηση συγκεκριμένων λογικών περιβαλλοντικής στρατηγικής στην παραγωγή, ως ανταπόκριση σε μεταβαλλόμενα θεσμικά περιβάλλοντα (institutional arrangements), τα οποία στις κοινωνικο-τεχνικές προσεγγίσεις λειτουργούν ως περιβάλλοντα επιλογής (selection environments) στην εξελικτική διαδικασία. / This thesis analyses competition and cooperation in supply chains. It focuses on the case of coopetition between an Original Equipment Manufacturer (OEM) and retailers, that collaborate in the forward supply chain and compete in the reverse. The thesis concentrates on the strategic options available to OEM in order to keep the remanufacturing operations of the retailer from eroding its market share. It analyses the environmental impact that OEM strategic responses have on of the entire supply chain and each actor independently. The main contribution is in demonstrating the inherent trade offs in such a supply chain context. In attempting to abate competition, the OEM has a range of options available but it also faces a stale mate: it can neither defend completely against competition, not improve substantially the environmental performance of the supply chain. Methodologically the analysis draws on the Resource Based View of theory competition, sociotechnical systems theory, system dynamics modelling and simulation methodology, and organizational complexity theory. Initially the supply chain is analysed through modelling and simulation at the micro level of the OEM and the retailer. In light of the trade offs inherent in the configuration of the supply chain, the case for the difficulty of endogenous change towards a configuration with an enhanced environmental performance is build based on organizational complexity, and manufacturing operations literature. Consequently, the problem of change is analysed at the level of sociotechnical systems theory, where the supply chain is viewed as part of the overall industrial production system. Drawing on this, propositions about system intervention are established. Their implications in terms of the environmental performance of the supply chain are tested at the micro level by modifying appropriately the model. The results show that a different supply chain configuration of increased environmental performance is possible.

Στην παρούσα εργασία, πραγματοποιείται η μελέτη του φαινομένου της δυναμικής αλληλεπίδρασης εδάφους-κατασκευής όταν αυτή θεμελιώνεται επί εύκαμπτων, επιφανειακών θεμελιώσεων με ή χωρίς πασσάλους. Η μέχρι σήμερα μελέτη της αλληλεπίδρασης εδάφους-κατασκευής έχει περιορισθεί κυρίως σε επιφανειακά, άκαμπτα ή εύκαμπτα θεμέλια και επιφανειακές ή βαθιές, άκαμπτες θεμελιώσεις επί πασσάλων. Ο συνδυασμός εύκαμπτων θεμελιώσεων, επιφανειακών ή βαθιών, και πασσαλώσεων, κοινή πρακτική σε πλείστες κατασκευές, δεν έχει μελετηθεί λόγω της περιπλοκότητας του φαινομένου και των σχετικών αβεβαιοτήτων όσον αφορά στα δεδομένα του προβλήματος. Συνεπώς, η κρισιμότητα των διαφόρων παραμέτρων, και των πολλαπλών αλληλεπιδράσεων τους, στη σεισμική απόκριση των κατασκευών παραμένει εν πολλοίς άγνωστη. Στόχος της εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός διακριτού προσομοιώματος για τον εδαφικό ημιχώρο, το οποίο θα δύναται να χρησιμοποιηθεί για την δυναμική ανάλυση εύκαμπτων θεμελίων με ή χωρίς πασσάλους. Σε αυτή την μελέτη χρησιμοποιείται αποκλειστικά η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων (ΜΠΣ), για την διακριτοποίηση της κατασκευής, του εδάφους και του συστήματος θεμελίωσης. Ειδικότερα, με τη χρήση του πακέτου πεπερασμένων στοιχείων ACS SASSI, διακριτοποιείται ο εδαφικός ημιχώρος και υπολογίζεται το πεδίο μετακινήσεων της επιφάνειας του ημιχώρου για διάφορες συχνότητες που αντιστοιχούν σε συνήθεις σεισμικές διεγέρσεις. Με γνωστό το πεδίο μετακινήσεων, υπολογίζονται οι δυναμικές δυσκαμψίες του ημιχώρου συναρτήσει της συχνότητας και της απόστασης από το σημείο φόρτισης και δημιουργείται ένα νέο διακριτό προσομοίωμα που αντικαθιστά το έδαφος, με βάση το μητρώο δυναμικών δυσκαμψιών. Τέλος με κατάλληλη αδιαστατοποίηση, προκύπτουν κλειστές εκφράσεις για τα στοιχεία του μητρώου δυναμικών δυσκαμψιών, που παρέχουν το επιπλέον πλεονέκτημα ότι είναι ανεξάρτητες της συχνότητας διέγερσης και έτσι γίνεται εφικτή η απευθείας ανάλυση συστημάτων αλληλεπίδρασης εδάφους – κατασκευής στο πεδίο του χρόνου. Το προτεινόμενο προσομοίωμα του ελαστικού ημιχώρου επεκτείνεται στην περίπτωση του μεμονωμένου πασσάλου σε εδαφικό ημιχώρο. Το διακριτό προσομοίωμα που αναπτύχθηκε προηγουμένως είναι κατάλληλο για εισαγωγή σε πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων γενικού σκοπού ( όπως π.χ. ANSYS, SAP2000, ABAQUS ) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κάθε είδος επιφανειακής εύκαμπτης ή άκαμπτης θεμελίωσης ανεξαρτήτου γεωμετρίας, υποκαθιστώντας τον ελαστικά γραμμικό εδαφικό ημιχώρο. Με αυτό τον τρόπο γίνεται εφικτή η επίλυση οποιουδήποτε συστήματος αλληλεπίδρασης εδάφους – κατασκευής. Η ακρίβεια και αποτελεσματικότητα του προτεινόμενου προσομοιώματος για τον εδαφικό ημιχώρο, γίνεται φανερή από μια σειρά συγκρίσεων με αποτελέσματα παλαιοτέρων δημοσιεύσεων για άκαμπτα και εύκαμπτα θεμέλια και κατασκευών με ή χωρίς πασσάλους. / During the last decades the problem of dynamic soil-structure interaction (SSI), has received considerable attention due to the large number of installations and structures sensitive to dynamic excitations such as multistory buildings, bridges, nuclear reactors, platforms etc. In fact every structure that lies on a deformable soil medium, experiences the effects of dynamic SSI. Although the phenomenon is thoroughly studied for a variety of soil-structure systems the main research effort has been focused on the dynamic behavior of rigid foundations. The assumption of foundation rigidity is so popular because it simplifies the solution procedure. In contrast, the dynamic analysis of flexible foundations adds more parameters to the problem, by requiring the discretization of both the soil medium and the foundation itself. In this work, the main goal is the study of the dynamic response of flexible foundations (e.g. mat foundations, raft foundations) and the development of a new discrete model for the analysis of soil-foundation-structure systems, which incorporates the effects of foundation flexibility. The problem under consideration consists of determining the dynamic response of the surface of the soil medium idealized as a linear elastic, isotropic half space. To this end the Finite element Method (FEM) is utilized throughout this work. The FEM computer code ACS SASSI is used to simulate the half space. Using the dynamic response of half space surface due to a unit harmonic load, calculated at a dense network of surface nodal points, the impedances of the half space are computed. Using these values a simplified, frequency independent discrete impedance matrix is constructed. Results of the above analysis are presented for a range of frequencies and half-space material properties, in easy to use graphs. This model is expanded to incorporate the case of a single flexible pile embedded on a homogenous half space. The above discrete model can easily be imported to any standard general purpose FEM code (e.g., ANSYS, SAP2000), where the solution of the soil-structure system can be obtained for a variety of soil-structure systems. The main advantages of this model are 1) Accurate, easy and fast discretization of the soil medium 2) No limitation exist due to foundation type or geometry 3) Analyses can be performed both in frequency and time domain.

Η σύγχρονη αρχιτεκτονική στρέφεται σε λύσεις που έχουν ως στόχο την εξοικονόμηση ενέργειας, χωρίς όμως να επιβαρύνεται σε μεγάλο βαθμό η απόδοση του επεξεργαστή. Ιδιαίτερα οι υπερβαθμωτοί (superscalar) επεξεργαστές που επιτρέπουν εκτέλεση εκτός σειράς (out-of-order execution) διακρίνονται από υψηλή κατανάλωση ενέργειας, εξαιτίας των πολύπλοκων δομών που χρησιμοποιούν για την αύξηση της απόδοσης. Η δυναμική ρύθμιση τάσης – συχνότητας (DVFS) αποτελεί μία ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνική για την επίτευξη εξοικονόμησης ενέργειας. Μειώνοντας τη συχνότητα λειτουργίας ενός κυκλώματος, είναι δυνατόν να μειωθεί και η τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος. Με τον τρόπο αυτό ελαττώνεται και η ενέργεια που καταναλώνει το κύκλωμα. Σκοπός της εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός μηχανισμού πραγματικού χρόνου που θα ρυθμίζει τη συχνότητα και την τάση λειτουργίας ενός superscalar, out-of-order επεξεργαστή ώστε να επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ενέργειας χωρίς μεγάλη μείωση της απόδοσης του επεξεργαστή. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί ελαττώνοντας τη συχνότητα και την τάση κατά τις περιόδους που ο επεξεργαστής εκτελεί πολλές λειτουργίες μνήμης. Η εξομοίωση του μηχανισμού μας για μία σειρά από μετροπρογράμματα δείχνει ότι μπορούμε να επιτύχουμε μεγάλη εξοικονόμηση ενέργειας χωρίς σημαντική αύξηση του χρόνου εκτέλεσης των προγραμμάτων. / Modern research in computer architecture focuses on techniques whose purpose is to save energy, without much loss in processor's performance. Especially superscalar processors that allow out of order execution are characterized by high energy consumption, because of the complex structures the use in order to increase performance. Dynamic Voltage - Frequency Scaling (DVFS) is a widely used technique for energy saving. Reducing the frequency of the processor's clock, it is possible to reduce the supply voltage. In this way the consumed energy is also reduced. The purpose of this diploma thesis is to create a real time mechanism that will scale the frequency and the voltage of a superscalar, out of order processor so that the processor saves energy without much loss in processor's performance. This can be made by reducing the frequency and the voltage during the periods that the processor executes many memory functions. The simulation of our mechanism for a variety of benchmarks proved that we can save much energy without much increase in the benchmark's execution time.

Στην παρούσα εργασία σχεδιάστηκε και εφαρμόστηκε ένας νέος αλγόριθμος χειρισμού των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων. Οι αλληλεπιδράσεις ηλεκτροστατικής φύσεως αποτελούν αντικείμενο εκτενούς μελέτης στον ερευνητικό κλάδο των μοριακών προσομοιώσεων. Ιδιαίτερα σε βιολογικά μοριακά συστήματα, τα οποία αποτελούνται από υδατικά διαλύματα πολυηλεκτρολυτών, οι ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις κυριαρχούν. Η ευρέως διαδεδομένη μέθοδος άθροισης κατά Ewald η οποία χαρακτηρίζεται για την ακρίβεια της, είναι ιδιαίτερα απαιτητική σε υπολογιστικό χρόνο δεδομένου ότι κλιμακώνεται ως Ν2, όπου Ν ο συνολικός αριθμός φορτίων του συστήματος. Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η προσεγγιστική μέθοδος σφαιρικής αποκοπής για την περίπτωση πολυηλεκτρολυτών. Έως σήμερα, η μέθοδος της σφαιρικής αποκοπής έχει εφαρμοστεί σε μοριακά συστήματα ιοντικών κρυστάλλων. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, εισάγοντας μια σφαιρική αποκοπή στον υπολογισμό του ηλεκτροστατικού δυναμικού και παράλληλα επιτυγχάνοντας ηλεκτροουδετερότητα του υπό εξέταση σφαιρικού συστήματος, πραγματοποιείται μείωση του υπολογιστικού χρόνου σε δίχως σημαντικές απώλειες σε ακρίβεια. Στην παρούσα εργασία σχεδιάστηκε ο αλγόριθμος της σφαιρικής αποκοπής για δύο κατηγορίες μορίων: τους πολυηλεκτρολύτες χωρίς ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις όπως είναι το μόριο του νερού και τους πολυηλεκτρολύτες με ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις όπως είναι τα μόρια CiEj των αλκυλικών αιθέρων πολυ-(οξυ-αιθυλενίου). Επιπρόσθετα, επεκτείναμε τη μέθοδο άθροισης κατά Ewald για την εφαρμογή της σε πολυηλεκτρολύτες, χωρίς και με ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις προκειμένου να προχωρήσουμε σε σύγκριση της ακριβής μεθόδου Ewald με τα αποτελέσματα του νέου αλγορίθμου της σφαιρικής αποκοπής. Συγκρίνοντας τα αριθμητικά αποτελέσματα των δύο μεθόδων για τα δύο διαφορετικά είδη πολυηλεκτρολυτών ( H2Ο και CiEj ) από ατομιστικές προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής οδηγηθήκαμε σε πλήρη συμφωνία των δύο μεθόδων γεγονός που επιβεβαιώνει την εγκυρότητας της νέας μεθόδου. Επίσης, μέσω των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής μελετήθηκαν οι θερμοδυναμικές, δομικές και δυναμικές ιδιότητες των δύο συστημάτων. Η παρούσα εργασία είναι δομημένη ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στο θεωρητικό υπόβαθρο προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι μέθοδοι χειρισμού των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων που συναντούμε έως σήμερα στη βιβλιογραφία. Στη συνέχεια, στο κεφάλαιο 3 περιγράφεται ο αλγόριθμος της σφαιρικής αποκοπής. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από τις προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής με τις μεθόδους σφαιρικής αποκοπής και άθροισης κατά Ewald. / -

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής υπήρξε αφενός η μελέτη και η αξιολόγηση των υπαρχόντων τεχνικών και αφετέρου ο σχεδιασμός, η υλοποίηση και η αποτίμηση νέων τεχνικών και μηχανικών για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του συστήματος με τη βέλτιστη αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων. / The objective of this dissertation was on the one hand the study and analysis of existing techniques and algorithms for large-scale DVEs and on the other hand the design, implementation and assessment of new techniques, methods and algorithms that can ensure the quality of the provided services and the efficient operation of the system. The algorithms and techniques developed were analysed and evaluated through extensive experiments both for identifying possible weaknesses and for highlighting the applications that can achieve optimum results. More specifically, two approaches have been designed and developed. The first approach is related to the design and development of a partitioning algorithm, that, in contrary to existing approaches, exploits the special characteristic of the virtual world and the impact those characteristics have on users’ behavior in order to predict the needs of the environment, in terms of resources, before they are required. The second approach is related to the design and development of a dynamic management approach that exploits the dynamic nature of DVEs in order to perform load balancing and to ensure performance optimization. During the elaboration of this dissertation, we found out that one of the basic problems when designing and implementing algorithms, methods and techniques for large-scale DVEs is the way that their efficiency could be examined. In most of the cases, the evaluation is based on theoretical models, which often fail to meet the circumstances and situations met in real DVEs. In particular, for supporting largescale DVEs, extended infrastructure is needed in terms of both hardware and software. Due to the fact that both researchers and application designers do not always have access to such extended infrastructure, the assessment and evaluation of developed techniques are extremely difficult. In most of the cases, both application designers and researchers adopt specialized methods for evaluating different techniques, while in other cases simulation tools have been developed from scratch. However, given the fact that the design and implementation is application or technique-specific, the reusability of these tools for different architectures and algorithms is not always successful. To this direction and for overcoming this important limitation, a simulation modeling framework for assessing DVEs performance was designed and implemented. The framework takes into account a number of both generic and special-cause parameters, which can be set on demand by the DVE designers and stake-holders and it is based on transforming system requirements to the concepts of operational management.

Η παρούσα εργασία αφορά την ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων και την εκτέλεση υπολογιστικών προσομοιώσεων Μοριακής δυναμικής για την περιγραφή και μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς συστημάτων αποτελούμενων από μακρομόρια πολυαιθυλενοξειδίου. Δύο κατηγορίες συστημάτων εξετάστηκαν, πολυμερικά τήγμα κυκλικών καθώς και γραμμικών αλυσίδων του πολυαιθυλενοξειδίου. Ένα εύρος δομικών θερμοδυναμικών αλλά και δυναμικών ιδιοτήτων περιγράφεται από το προτεινόμενο μοριακό μοντέλο και τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τις προβλέψεις των δύο επιτυχημένων θεωριών για τα πολυμερή, τις θεωρίες Rouse και ερπυσμού (Reptation Theory). Δίνεται έμφαση στη σύγκριση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από τις προσομοιώσεις των γραμμικών και κυκλικών συστημάτων έτσι ώστε να κατανοηθεί η φύση της κυκλικής αλυσίδας. Η μελέτη αυτή διαπραγματεύεται ταυτόχρονα ένα αυστηρά καθορισμένο πρόβλημα από φυσική άποψη αλλά και ένα ιδιαίτερο θέμα σύγχρονου τεχνολογικού ενδιαφέροντος. Η εργασία αρχικά εισάγει το γενικότερο πλαίσιο κάτω από το οποίο θα γίνει η μελέτη των συστημάτων πολυαιθυλενοξειδίου. Γίνεται αναφορά σε θεωρητικά θέματα όπως η ανάπτυξη της θεωρίας Rouse και ερπυσμού τόσο για τα γραμμικά όσο και για τα κυκλικά πολυμερή και έπειτα παρουσιάζονται αποτελέσματα προσομοιώσεων των προαναφερθέντων συστημάτων σε ένα εύρος θερμοκρασιών. / This work involves developing mathematical models and molecular dynamics computer simulations which are performed to describe and study the dynamic behavior of systems composed of polyethylene macromolecules. Two types of systems examined, polymer melt cyclic and linear chains of polyethylene. A range of structural, thermodynamic and dynamic properties are described by the proposed molecular model and the results are compared with the predictions of two successful theories for polymers, Rouse and Reptation Theory. Emphasis is placed on comparing the results of simulations of linear and cyclic systems so as to understand the nature of the circular chain. This study deals with a strictly defined physical problem but also an issue of distinct technological interest. This work initially introduces the general framework under which the study will be made of polyethylene systems. Refer to theoretical issues such as the development of Rouse and Reptation theory for both linear and cyclic polymers and then presented simulation results of the above systems in a range of temperatures.

Small concentrations of graphene can significantly alter the phase behavior and the mechanical and electrical characteristics of polymeric materials. In this Masters thesis, we present results from a hierarchical simulation methodology that leads to the prediction of the thermodynamic, conformational, structural, dynamic and mechanical properties of polymer nanocomposites. As a model system, we have chosen syndiotactic poly(methyl methacrylate) or sPMMA reinforced with uniformly dispersed graphene sheets. How graphene functionalization affects the elastic constants of the resulting nanocomposite is also examined. The simulation strategy entails three steps: 1) Generation of an initial structure which is subjected to potential energy minimization and detailed molecular dynamics (MD) simulations at T=500K and P=1atm, to obtain well relaxed melt configurations of the nanocomposite and to extract any interested properties. Furthermore, for the sPMMA/graphene nanocomposite: 2) Gradual cooling of selected configurations down to room temperature to obtain a good number of structures representative of its glassy phase, and 3) Molecular mechanics (MM) calculations of its mechanical properties following the method originally proposed by Theodorou and Suter. The MD simulations have been executed with the LAMMPS code using the all-atom DREIDING force-field. By analyzing MD trajectories under constant temperature and pressure, all nanocomposite systems were found to exhibit slower terminal and segmental dynamics than the unfilled ones. The addition of a small fraction of graphene sheets in the polymer matrix led to the enhancement of its elastic constants especially when functionalized graphene sheets were used. / Μικρές συγκεντρώσεις γραφενίου μπορούν να τροποποιήσουν σημαντικά τη φασική συμπεριφορά και τα μηχανικά και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των πολυμερικών υλικών. Στη παρούσα εργασία παρουσιάζουμε αποτελέσματα από μία ιεραρχική μεθοδολογία προσομοίωσης που οδηγεί στη πρόβλεψη των θερμοδυναμικών, δομικών, δυναμικών και μηχανικών ιδιοτήτων πολυμερικών νανοσύνθετων υλικών. Σαν σύστημα μοντελοποίησης, επιλέξαμε τον συνδιοτακτικό πολυμεθακρυλικό μεθυλεστέρα, syndiotactic poly(methyl methacrylate), ή sPMMA, ενισχυμένο με ομοιόμορφα διεσπαρμένα φύλλα γραφενίου. Επίσης εξετάζεται και το πώς η χημική τροποποίηση του γραφενίου επηρεάζει τις ελαστικές ιδιότητες του νανοσύνθετου υλικού. Η στρατηγική της προσομοίωσης των συστημάτων συνοψίζεται σε τρία βήματα: 1) Δημιουργία αρχικών απεικονίσεων οι οποίες υποβάλλονται σε ελαχιστοποίηση της δυναμικής τους ενέργειας και στη συνέχεια σε λεπτομερείς προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής (MD) σε T=500K και P=1atm, ώστε να εξαγάγουμε πλήρως χαλαρωμένες διαμορφώσεις τήγματος του νανοσύνθετου υλικού και να υπολογίσουμε ιδιότητες που μας ενδιαφέρουν. Επιπλέον για τα νανοσύνθετα υλικά sPMMA/γραφενίου συνεχίζουμε με 2) Σταδιακή ψύξη επιλεγμένων ατομιστικών διαμορφώσεων σε θερμοκρασία δωματίου με σκοπό την εξαγωγή ενός ικανοποιητικού αριθμού δομών, αντιπροσωπευτικών της υαλώδους φάσης τους, και 3) Εφαρμογή της μεθόδου της Μοριακής Μηχανικής (MM) για τον υπολογισμό των μηχανικών ιδιοτήτων τους ακολουθώντας τη μέθοδο που προτάθηκε από τους Θεοδώρου και Suter. Οι προσομοιώσεις της Μοριακής Δυναμικής πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση του κώδικα LAMMPS, εφαρμόζοντας το DREIDING πεδίο-δυνάμεων και υιοθετόντας το μοντέλο των διακριτών ατόμων για την περιγραφή των ατομιστικών αλληλεπιδράσεων των συστημάτων. Αναλύοντας τις τροχιές των ατόμων από τις προσομοιώσεις της Μοριακής Δυναμικής υπό σταθερή θερμοκρασία και πίεση, τα υπό μελέτη νανοσύνθετα συστήματα βρέθηκαν να παρουσιάζουν βραδύτερη ολική και τοπική δυναμική σε σχέση με το καθαρό πολυμερές. Η προσθήκη μικρών κλασμάτων φύλλων γραφενίου στην πολυμερική μήτρα οδήγησε στην ενίσχυση των ελαστικών ιδιοτήτων της και σε μία περαιτέρω βελτίωση αυτών, όταν χρησιμοποιήθηκαν χημικώς τροποιημένα φύλλα γραφενίου.

Η παρούσα μελέτη εξετάζει τη δυναμική σχέση μεταξύ των τιμών των ζωοτροφών και παραγωγού, καταναλωτή για τέσσερα είδη κρέατος: μοσχάρι, χοιρινό, αρνί και κοτόπουλο. Η σχετική βιβλιογραφία δείχνει ότι πολλοί παράγοντες επιδρούν στις τιμές των αγροτικών προϊόντων αλλά οι τιμές των ζωοτροφών είναι ο κυριότερος. Αυτό συμβαίνει γιατί οι ζωοτροφές αποτελούν πρώτη ύλη για την παραγωγή κρέατος και κατ΄επέκταση θα επηρέασουν τις τιμές παραγωγού και καταναλωτή. Τα δεδομένα αποτελούνται από 279 μηνιαίες τιμές που εκτείνονται από τον Ιανουάριο 1990 έως τον Ιανουάριο 2013. Χρησιμοποιώντας Johansen cointegration tests, Granger causality tests και impulse response functions τα εμπειρικά αποτελέσματα επιβεβαιώνουν πως οι τιμές των ζωοτροφών, οι τιμές παραγωγού και οι τιμές καταναλωτή δεν είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους. / The present paper studies the relationship among feed prices, producer prices and consumer prices of meat: beef, pork, poultry and lamb. The literature indicates that there are many factors which affect agricultural commodity prices but the feed prices are the main. This is why feed has a principal role in the production of meat and will affect producer and consumer prices. The data consists of 279 monthly observations extending from January 1990 to January 2013. Using Johansen cointegration tests, Granger causality tests and impulse response functions, the empirical findings confirm that feed prices, consumer prices and producer prices are interdependent.

Το Υπολογιστικό Νέφος (Cloud Computing) χαρακτηρίζεται ως το νέο μοντέλο ανάπτυξης λογισμικού και παροχής υπηρεσιών στον τομέα των Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών. Τα κύρια χαρακτηριστικά του είναι η κατά απαίτηση διάθεση υπολογιστικών πόρων, η απομακρυσμένη πρόσβαση σε αυτούς μέσω διαδικτύου και η ευελιξία των παρεχόμενων υπηρεσιών. Η ευελιξία επιτρέπει την αναβάθμιση ή υποβάθμιση των υπολογιστικών πόρων σύμφωνα με τις απαιτήσεις του τελικού χρήστη. Επιπλέον, η συνεχής αύξηση του μεγέθους της παραγόμενης από διάφορες πηγές πληροφορίας (διαδίκτυο, επιστημονικά πειράματα) έχει δημιουργήσει μία τεράστια ποσότητα πολύπλοκων και διάχυτων ψηφιακών δεδομένων . Η απόσπαση χρήσιμης γνώσης από μεγάλου όγκου ψηφιακά δεδομένα απαιτεί έξυπνες και ευκόλως επεκτάσιμες υπηρεσίες ανάλυσης, εργαλεία προγραμματισμού και εφαρμογές. Επομένως, η δυνατότητα της ελαστικότητας και της επεκτασιμότητας έχει κάνει το Υ-πολογιστικό Νέφος να είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία αναφορικά με τις αναλύσεις μεγάλου όγκου δεδομένων οι οποίες απαιτούν παραλληλισμό, πολύπλοκες ροές ανάλυσης και υψηλό υπολογιστικό φόρτο εργασίας. Για την καλύτερη δυνατή διαχείριση πολύπλοκων αναλύσεων και ενορχήστρωση των απαιτούμενων διαδικασιών, είναι απαραίτητη η ένθεση ροών εργασιών. Μια ροή εργασίας είναι ένα οργανωμένο σύνολο ενεργειών που πρέπει να πραγματοποιηθούν για να επιτευχθεί μια εμπορική ή ερευνητική διεργασία, καθώς και οι μεταξύ τους εξαρτήσεις αφού κάθε ενέργεια αποτελείται από ορισμένα βήματα που πρέπει να εκτελεστούν σε συγκεκριμένη σειρά. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία δημιουργήθηκε ένα σύστημα για τη δυναμική διαχείριση των προσφερόμενων πόρων σε μια υποδομή Υπολογιστικού Νέφους και την εκτέλεση κατανεμημένων υλοποιήσεων υπολογιστικής ανάλυσης δεδομένων. Συγκεκριμένα, η εφαρμογή, αφού λάβει από το χρήστη τα δεδομένα εισόδου για την έναρξη μιας νέας διαδικασίας ανάλυσης, εξετάζει τα δεδομένα των επιστημονικών προβλημάτων καθώς και την πολυπλοκότητά τους και παρέχει δυναμικά και αυτόματα τους αντίστοιχους υπολογιστικούς πόρους για την εκτέλεση της αντίστοιχης λειτουργίας ανάλυσής τους. Επίσης, επιτρέπει την καταγραφή της ανάλυσης και αναθέτει τον συντονισμό της διαδικασίας σε αντίστοιχες ροές εργασιών ώστε να διευκολυνθεί η ενορχήστρωση των παρεχόμενων πόρων και η παρακολούθηση της εκτέλεσης της υπολογιστικής διαδικασίας. Η συγκεκριμένη μεταπτυχιακή εργασία, με τη χρήση τόσο των παρεχόμενων υπηρεσιών μιας υποδομής Υπολογιστικού Νέφους όσο και των δυνατοτήτων που παρέχουν οι ροές εργασιών στην διαχείριση των εργασιών, έχει σαν αποτέλεσμα να απλουστεύει την πρόσβαση, τον έλεγχο, την οργάνωση και την εκτέλεση πολύπλοκων και παράλληλων υλοποιήσεων ανάλυσης δεδομένων από την στιγμή εισαγωγής των δεδομένων από το χρήστη έως τον υπολογισμό του τελικού αποτελέσματος. Πιο αναλυτικά η διπλωματική εργασία επικεντρώθηκε στη πρόταση μιας ολοκληρωμένης λύσης για: 1. τη παροχή μιας εφαρμογής στην οποία ο χρήστης θα έχει τη δυνατότητα να εισάγεται και να ξεκινά μια σύνθετη ανάλυση δεδομένων, 2. τη δημιουργία της κατάλληλης υποδομής για τη δυναμική διάθεση πόρων από μια cloud υποδομή ανάλογα με τις ανάγκες του εκάστοτε προβλήματος και 3. την αυτοματοποιημένη εκτέλεση και συντονισμό της διαδικασίας της ανάλυσης με χρήση ροών εργασιών. Για την επικύρωση και αξιολόγηση της εφαρμογής, αναπτύχθηκε η πλατφόρμα IRaaS η οποία παρέχει στους χρήστες του τη δυνατότητα επίλυσης προβλημάτων πολλαπλών πεδίων / πολλαπλών φυσικών. Η πλατφόρμα IRaaS βασίστηκε πάνω στην προαναφερόμενη εφαρμογή για τη δυναμική ανάθεση υπολογιστικών πόρων και συντονισμός εκτέλεσης πολύπλοκων διαδικασιών ανάλυσης δεδομένων. Εκτελώντας μια σειρά αναλύσεων παρατηρήθηκε ότι η συγκεκριμένη εφαρμογή παρέχει καλύτερους χρόνους εκτέλεσης, μικρότερη δέσμευση υπολογιστικών πόρων και κατά συνέπεια μικρότερο κόστος για τις αναλύσεις. Η εγκατάσταση της πλατφόρμας IRaaS για την εκτέλεση των πειραμάτων έγινε στην υποδομή Υπολογιστικού Νέφους του εργαστηρίου Αναγνώρισης Προτύπων. Η υποδομή βασίστηκε στα λογισμικά XenServer και Cloudstack, τα οποία εγκαταστάθηκαν και παραμετροποιήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. / Cloud Computing is the new software development and service providing model in the area of Information and Communication Technologies. The main aspects of Cloud Computing are the on-demand allocation of computational resources, the remote access to the latter via the Internet and the elasticity of the provided services. Elasticity provides the capability to scale the computational resources depending on the computational needs. The continuous proliferation of data warehouses, webpages, audio and video streams, tweets, and blogs is generating a massive amount of complex and pervasive digital data. Extracting useful knowledge from huge digital datasets requires smart and scalable analytics services, programming tools, and applications. Due to the aspects of elasticity and scalability, Cloud Computing has become an emerging technology regarding to big data analysis, which demands parallelization, complex workflow analysis and massive computational workload. In this respect, workflows have an important role in managing complex flows and orchestrating the required processes. A workflow is an orchestrated set of activities that are necessary in order to complete a commercial or scientific task, as well as any dependencies between these tasks, since each one of them can be further decomposed into finer tasks that need to be executed in a predefined order. In this thesis, a system is presented that dynamically allocates the available resources provided by a cloud infrastructure and orchestrates the execution of complex and distrib-uted data analysis on these allocated resources. In particular, the system calculates the required computational resources (memory and CPU) based on the size of the input data and on the available resources of the cloud infrastructure, concluding to allocate dynamically the most suitable resources. . Moreover, the application offers the ability to coordinate the distributed analysis process utilising workflows for the orchestration and monitoring of the different tasks of the computational flow execution. Taking advantage of the services provided by a cloud infrastructure as well as the functionality of workflows in task management, this thesis has resulted in simplifying access, control, coordination and execution of complex and parallel data analysis implementations from the moment that a user enters a set of input data to the computation of the final result. In this context, this thesis focuses on a comprehensive and integrated solution that: 1. provides an application, through which the user is able to log in and start a complex data analysis, 2. offers the necessary infrastructure for dynamically allocating the cloud resources of, based on the needs of the particular problem, and 3. executes and coordinates the analysis process automatically by leveraging workflows. In order to validate and evaluate the application, the IRaaS platform was developed, offering the ability of solving multi-domain/multi-physics problems. The IRaaS platform is based on the aforementioned system in order to enable the dynamic allocation of computational resources and to coordinate the execution of complex data analysis processes. By executing a series of experiments with different input data, we observed that the presented application resulted in improved execution times, better allocation of computational resources and, thus, lower cost. In order to perform experiments, the IRaaS platform was set up on the cloud infrastructure of Pattern Recognition laboratory. In the context of this thesis, a new infrastructure has been installed and parameterized based on XenServer as virtualization hypervisor and CloudStack platform for the creation of a private cloud infrastructure.