Ο στόχος αυτής της εργασίας είναι η μελέτη κάποιων μαθηματικών μεθόδων για τη μοντελοποίηση σε μπλοκ δικτύων με βάρη -- όπως μελετήθηκαν στην διδακτορική διατριβή του Ziberna (2007). Στο μεγαλύτερό τους μέρος, οι μέθοδοι της μοντελοποίησης σε μπλοκ είχαν αναπτυχθεί αρχικά μόνο για δυαδικά και προσημασμένα δίκτυα κυρίως από τους Doreian et al. (2005). Στην διατριβή του Ziberna (2007) συζητήθηκαν και αξιολογήθηκαν οι υπάρχουσες προσεγγίσεις και επεκτάθηκαν για την μοντελοποίηση σε μπλοκ δικτύων με βάρη. Για τις έμμεσες προσέγγισεις, σύμφωνα με τον γνωστό ορισμό της κανονικής ισοδυναμίας, ο Ziberna πρότεινε κάποιες σχετικές τροποποιήσεις. Αυτό έγινε επίσης με στόχο να βρεθούν οι καλύτερες μέθοδοι για τη μοντελοποίηση σε μπλοκ διαφορετικών τύπων δικτύων με βάρη και για την αναζήτηση των βέλτιστων λύσεων, που έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά (σύμφωνα με τους χρησιμοποιούμενους διαφορετικούς τύπους ισοδυναμίας, όπως θα δούμε στο Κεφάλαιο 2). Η μοντελοποίηση σε μπλοκ των δικτύων αποτελεί μέρος της ανάλυσης κοινωνικών δικτύων (Wasserman και Faust, 1994), που είναι περιοχή της Μαθηματικής Κοινωνιολογίας. Στη θεωρία αυτή, μια σύντομη ανασκόπηση της οποίας θα δώσουμε στο Κεφάλαιο 1, ένα (κοινωνικό) δίκτυο είναι ένα σύνολο μονάδων, οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους με μια ή περισσότερες σχέσεις, που ορίζονται σε αυτές. Η μοντελοποίηση σε μπλοκ (κοινωνικών) δικτύων είναι μια μέθοδος για τη διαμέριση (ή ομαδοποίηση - clustering) των μονάδων ενός δικτύου και για τον προσδιορισμό της δομής των αθροιστικών σχέσεων μεταξύ των ομάδων, που σχηματίζονται από τις ομαδοποιημένες (διαμερισμένες) μονάδες. Έτσι, η μοντελοποίηση σε μπλοκ αναζητεί ομάδες ισοδύναμων μονάδων με βάση κάποια συγκεκριμένη έννοια ισοδυναμίας. Όπως παρατηρεί ο Doreian (1988), ``η ισοδυναμία έχει γίνει μια θεμελιώδης έννοια της ανάλυσης κοινωνικών δικτύων". Οι δύο ευρύτερα χρησιμοποιούμενες έννοιες ισοδυναμίας είναι η δομική και η κανονική ισοδυναμία. Για τους σκοπούς της παρούσας εργασίας, όπως θα δούμε στο Κεφάλαιο 2, οι μέθοδοι της μοντελοποίησης σε μπλοκ διαιρούνται στις έμμεσες και τις άμεσες προσεγγίσεις. Οι έμμεσες προσεγγίσεις υπολογίζουν αρχικά κάποιο μέτρο ομοιότητας ή ανομοιότητας μεταξύ των μονάδων ενός δικτύου με βάση ένα επιλεγμένο μέτρο ισοδυναμίας και χρησιμοποιούν έπειτα μια από τις κλασσικές τεχνικές ομαδοποίησης, για να προσδιορίσουν τις ομάδες των μονάδων. Από την άλλη μεριά, οι άμεσες προσεγγίσεις αναζητούν άμεσα μια διαμέριση, η οποία ταιριάζει καλύτερα στην επιλεγμένη ισοδυναμία και η οποία μετράται σύμφωνα με μια επιλεγμένη συνάρτηση κριτηρίου (Batagelj, 1992). Η μέθοδος της γενικευμένης μοντελοποίησης σε μπλοκ βασίζεται στην άμεση προσέγγιση. Όταν συγκρίνεται με άλλες άμεσες προσεγγίσεις, η κύρια δύναμή της είναι η προσαρμοστικότητά της. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να πραγματοποιήσει κάποια μοντελοποίηση σε μπλοκ σύμφωνα με διαφορετικούς τύπους ισοδυναμίας, συμπεριλαμβανομένης και της γενικευμένης ισοδυναμίας. Η γενικευμένη ισοδυναμία δεν είναι ένας συγκεκριμένος τύπος ισοδυναμίας, αλλά περισσότερο μια έννοια για την κατασκευή ``ειδικών" ισοδυναμιών. Ορίζεται σύμφωνα με έναν προηγούμενο καθορισμό των επιτρεπόμενων τύπων συνδέσεων μεταξύ των ομάδων και μεταξύ μονάδων μέσα στις ομάδες. Πάντως, ενώ η γενικευμένη μοντελοποίηση σε μπλοκ αρχικά είχε αναπτυχθεί για δυαδικά και προσημασμένα δίκτυα, ο Ziberna (2007) ήταν ο πρώτος που την μελέτησε για δίκτυα με βάρη. Για το σκοπό αυτό, ο Ziberna εισήγαγε κάποιους νέους τύπους μπλοκ, που είναι κατάλληλοι για δίκτυα με βάρη. Τα κοινά χαρακτηριστικά όλων των προσεγγίσεων γενικευμένης μοντελοποίησης σε μπλοκ, εκτός από την κοινή βασική συνάρτηση κριτηρίου, περιλαμβάνουν την δυνατότητα προσδιορισμού της επιθυμητής λύσης είτε μέσω ενός τύπου ισοδυναμίας (που στη συνέχεια μεταφράζεται στους επιτρεπόμενους τύπους μπλοκ) ή μέσω κάποιας γενικευμένης ισοδυναμίας (η οποία ορίζεται άμεσα από τους επιτρεπόμενους τύπους μπλοκ ή, ακόμα ακριβέστερα, από το επιθυμητό μοντέλο των μπλοκ). Μια τέτοια έννοια ισοδυναμίας είναι η f-κανονική ισοδυναμία για δίκτυα με βάρη, η οποία αντιστοιχεί στην κανονική ισοδυναμία για τα δυαδικά ή προσημασμένα δίκτυα. Επιπλέον, θα μελετήσουμε στην εργασία αυτή κάποιους αλγόριθμους, που υλοποιούν τους υπολογισμούς για συγκεκριμένες μεθόδους μοντελοποίησης σε μπλοκ. Έτσι, για τις έμμεσες προσεγγίσεις, θα χρησιμοποιήσουμε τους αλγόριθμους REGE για τον υπολογισμό των ομοιοτήτων ή ανομοιοτήτων κάτω από συνθήκες κανονικής ισοδυναμίας. Στο Κεφάλαιο 3, όπου βρίσκεται ο πυρήνας της εργασίας, αναπτύσσονται οι μέθοδοι της γενικευμένης μοντελοποίησης σε μπλοκ δικτύων με βάρη. Αυτές οι προσεγγίσεις είναι οι εξής: η μοντελοποίηση σε μπλοκ με βάρη, η ομοιογενής μοντελοποίηση σε μπλοκ και η πεπλεγμένη μοντελοποίηση σε μπλοκ. Επιπλέον, ακολουθώντας τον Ziberna (2007), οι ιδέες των Batagelj και Ferligoj (2000) συζητώνται και αναπτύσσονται περαιτέρω για την περίπτωση της πεπλεγμένης μοντελοποίησης σε μπλοκ. Για να ενσωματώσει τις προτάσεις του για διάφορους τύπους μοντελοποίησης δικτύων με βάρη, ο Ziberna (2007) έχει αναπτύξει ένα σχετικό υπολογιστικό πακέτο, το blockmodeling, το οποίο είναι δομημένο πάνω στο προγραμματιστικό περιβάλλον R (R Development Core Team 2006). Αυτό θα παρουσιαστεί και θα συζητηθεί στο τέλος του Κεφαλαίου 3. Τέλος, στο Κεφάλαιο 4, θα εφαρμόσουμε τις μεθόδους της μοντελοποίησης σε μπλοκ σε διάφορα εμπειρικά και τεχνητά παραδείγματα. Ακόμα, στα παραδείγματα αυτά, οι προτεινόμενες προσεγγίσεις θα συγκριθούν ως προς τα θεωρητικά χαρακτηριστικά τους και την απόδοσή τους. / The aim of my work is to study and test approaches to the generalized blockmodeling of valued networks since so far the generalized blockmodeling approach has only been developed for binary and signed networks by Doreian et al. (2005). In addition, existing approaches that could be used for the blockmodeling of valued networks are discussed and evaluated. This is done with the aim to find the best methods or approaches for the blockmodeling of different types of valued networks1 in the search for optimal solutions with different characteristics. Generalized blockmodeling forms part of (social) network analysis. Simply put, a network is a set of units with one or more relations defined on them. Blockmodeling is a method for partitioning the units of a network and determining the pattern of relations among (obtained) clusters. Blockmodeling seeks clusters of equivalent units based on some notion of equivalence. The two most widely used equivalences are structural and regular equivalence. For the purpose of this dissertation, one of the most important divisions of blockmodeling approaches is into indirect and direct approaches. Indirect approaches first compute some measure of similarity or dissimilarity among the units of a network based on a selected measure of equivalence and then use one of the classical clustering techniques to uncover clusters of units, while direct approaches directly search for a partition that best fits the selected equivalence as measured by a selected criterion function. Generalized blockmodeling is based on the direct approach. When compared to other direct approaches, its main strength is its adaptability. It can be used to perform blockmodeling according to different types of equivalences, including generalized equivalence. Generalized equivalence is not a specific type of equivalence but more of a concept for building ‘custom’ equivalences. It is defined by specifying allowed types of connections between and within clusters. However, up till now generalized blockmodeling has only been developed for binary and signed networks. Here new approaches, by Ziberna, to the generalized blockmodeling of valued networks are discussed. However, as they can still be regarded as approaches to generalized blockmodeling as presented by Doreian et al. (2005) the same type of criterion function can be used. The most important differences between the approaches to generalized blockmodeling presented by Doreian et al. (2005) and those developed here is that the approaches presented by Doreian et al. (2005) can be applied to binary and signed networks, while those presented here can be applied to valued networks. To achieve that, new block types appropriate for valued networks are introduced by Ziberna. The common characteristics of all approaches to generalized blockmodeling are, in addition to the common basic criterion function, their ability to specify the desired solution either by a type of equivalence (which is then translated into allowed block types) or by generalized equivalence. Generalized equivalence is defined directly by the allowed block types or even more precisely by the desired blockmodel. In addition to generalized blockmodeling, other approaches to blockmodeling are reviewed (indirect blockmodeling and other direct approaches). For one family of algorithms that falls into the category of indirect approaches, the REGE algorithms for computing (dis)similarities in terms of regular equivalence, some modified versions are also presented. They and some other approaches are then tested on several empirical and constructed examples. The proposed approaches are compared based on their theoretical characteristics and their performance in the examples.

Ο σχεδιασμός, ως ανθρώπινη ενασχόληση για πολλούς αιώνες, στηρίχθηκε κυρίως στην εμπειρία και στο ταλέντο. Μετά τα μέσα του 20ου αιώνα, αναπτύχθηκαν επιστημονικές προσπάθειες ώστε ο σχεδιασμός να αποτελέσει αυτόνομο επιστημονικό πεδίο. Από τότε αναπτύχθηκαν αρκετές φιλοσοφίες, μοντέλα, μέθοδοι και τεχνικές για το σχεδιασμό. Επειδή ο σχεδιασμός είναι μια νοητική εργασία με ειδικά χαρακτηριστικά για κάθε άτομο ή ομάδα, η συστηματική του οργάνωση είναι πολύ δύσκολη. Η θεωρητική θεμελίωση του σχεδιασμού είναι ακόμη δυσκολότερη και μέχρι τώρα έχουν εμφανιστεί λίγες απόπειρες για την ανάπτυξη μιας γενικευμένης θεωρίας συστηματικού σχεδιασμού, η οποία βρίσκεται σε προεπιστημονικό στάδιο, ενώ έχει αναπτυχθεί πλούσια γνώση που αναφέρεται σε μεθοδολογίες σχεδιασμού καθώς και εφαρμογές. Στη διατριβή αυτή εισάγεται ένα μαθηματικό μοντέλο που συνεισφέρει στη συστηματικοποίηση του θεμελιώδους σχεδιασμού. Ερμηνεύονται με μαθηματικό τρόπο οι γενικές διαδικασίες παραγωγής και αξιολόγησης των λύσεων στο θεμελιώδη σχεδιασμό, και μοντελοποιούνται τα αντικείμενα και οι κανόνες χρησιμοποιώντας ασαφή ή δίτιμη ή πολύτιμη λογική ανάλογα με το πόσο καλά καθορισμένο είναι το πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί. Στη διατριβή αναπτύχθηκε ένα μαθηματικό μοντέλο για τη διαδικασία παραγωγής λύσεων στο θεμελιώδη σχεδιασμό. Αναπτύχθηκε ένας μηχανισμός για την αυτόματη παραγωγή βαθμών ικανοποίησης των εφικτών λύσεων ως προς τις σχεδιαστικές προδιαγραφές και των σχεδιαστικών περιορισμών. Το σύνολο των υποψηφίων τελικών λύσεων παράγεται από ένα πίνακα που περιέχει τους βαθμούς αυτούς. Η παραγωγή του συνόλου των τελικών λύσεων που είναι ένα υποσύνολο του συνόλου των υποψηφίων τελικών λύσεων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας το Ευκλείδειο μέτρο. Επειδή, λόγω συνδυαστικής έκρηξης, η αναζήτηση των λύσεων μερικές φορές είναι χρονοβόρα, αναπτύχθηκαν δύο ευρετικές μέθοδοι οι οποίες στηρίζονται σε στοιχεία διανυσματικής ανάλυσης για να επιταχυνθεί αυτή η διαδικασία. Εισάγεται επίσης ένα γενικευμένο πλαίσιο κατασκευής δεικτών για την αξιολόγηση των θεμελιωδών λύσεων. Για την κατασκευή των δεικτών χρησιμοποιούνται τελεστές της ασαφούς λογικής και πιο συγκεκριμένα οι T-norms και οι τελεστές μέσου όρου. Αναπτύχθηκαν επίσης οδηγίες για την επιλογή της κλάσης των τελεστών αλλά και για τους τελεστές αυτούς καθαυτούς. Ο σχεδιαστής μπορεί να κατασκευάσει δείκτες αξιολόγησης με τους οποίους μπορεί να αξιολογήσει και να επιλέξει θεμελιώδεις λύσεις με βάση ειδικά χαρακτηριστικά, όπως είναι η μηχανοτρονικότητα κ. άλ. που θέλει να κατέχει το τελικό προϊόν. Επίσης, εισήχθηκε ο “Μηχανοτρονικός Δείκτης” με τον οποίο ο σχεδιαστής μπορεί να επιλέξει τις πιο ευέλικτες, ευφυείς και με τη μικρότερη πολυπλοκότητα λύσεις. Η διαμόρφωση του δείκτη στηρίχθηκε στα τρία αυτά χαρακτηριστικά που κατέχουν τα μηχανοτρονικά προϊόντα. Αναπτύχθηκε ένα σύστημα βασισμένο σ’ αυτή τη γνώση για το μηχανοτρονικό σχεδιασμό ρομποτικών αρπάγων για το χειρισμό εύκαμπτων υλικών. Η απαραίτητη για τον σκοπό αυτό γνώση προήλθε από την σχετική βιβλιογραφία και από τους ειδικούς (experts) και κατόπιν οργανώθηκε κατάλληλα. Το σύστημα αυτό αποτελεί το πρώτο που εμφανίζεται στη βιβλιογραφία για το χειρισμό εύκαμπτων υλικών, και το πρώτο που υλοποιεί το θεμελιώδη σχεδιασμό αρπαγών. Στο σύστημα αυτό δοκιμάστηκαν και μελετήθηκαν οι παραπάνω μέθοδοι παραγωγής και αξιολόγησης λύσεων. Οι μέθοδοι που αναπτύσσονται στην παρούσα διατριβή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πραγματοποίηση του μηχανοτρονικού θεμελιώδους σχεδιασμού ή για την ανάπτυξη νέων πιο αποτελεσματικών συστημάτων βασισμένων σε γνώση για το μηχανοτρονικό θεμελιώδη σχεδιασμό. / Ιt was only by the middle of the 20th century when design – an intense human activity – became the focus point of scientists towards the direction of its formalization and “scientification”. Since then, design philosophies, models, methods and techniques have been developed. The systematic formulation of design is very difficult since it is a perceptive process with special characteristics for every person or team. The theoretical foundation of design is more difficult and until now there have been made relatively few attempts for developing a generalized theory of systematic design. This theory is still in pre-scientific phase, while there is rich knowledge on design methodologies in specific applications. In this thesis, a mathematical model towards systemizing the conceptual design phase is introduced. A mathematical interpretation of the general concept generation and evaluation processes is analyzed. The design entities and rules governing a design problem are represented using fuzzy, Boolean and many-valued logic depending on how well-defined is the knowledge of the field that the model is applied to. A mechanism for the automatic generation of the degrees of satisfaction of the design specifications by the feasible solutions subjected to the design constraints is also proposed. From a matrix that contains these degrees, the set of all possible combined solutions is generated. The generation of the set of final solutions, that is a subset of the set of the combined solutions, is based on a suitable partition of the Euclidean space. In order to avoid the combinatorial explosion that occurs during design space search, two heuristic search methods have been developed based on vector analysis. A frame for introducing design indices for the evaluation of alternative solutions is also proposed. The formulation of the design indices is based on fuzzy logic and more specific on T-norms and averaging operators. The guidelines for the selection of the class of operators and then for the operator itself are also given. Using this frame, the designer can form evaluation indices based on special characteristics that the product must inherit. Furthermore, the “Mechatronics Index” is introduced. Using this index, the designer can select the most intelligent and flexible alternative solutions that have the minimum complexity. The formulation of the index is based on these three common characteristics of the mechatronics products. Finally, the knowledge for the design of grippers for handling non-rigid materials is acquired from experts and literature and organized in a knowledge-based system. This system is the first to appear in the international literature for the conceptual design of grippers for handling non-rigid materials. In this system the above methods for the concept generation and evaluation has been tested and studied. The present thesis proposes a methodology that of it can be used for the realization of the conceptual mechatronics design or for the development of new intelligent knowledge-based systems for the conceptual mechatronics design of products.

Η σχεδίαση μικροεπεξεργαστών, ειδικά τα τελευταία χρόνια στη διάρκεια των οποίων οι εξελίξεις στην αρχιτεκτονική υπολογιστών και στην τεχνολογία ημιαγωγών ήταν ραγδαίες, είναι μια πολύπλοκη και δύσκολη διαδικασία. Παραδοσιακά οι σχεδιαστές για εκτιμήσουν την αποδοτικότητα του συστήματος που αναπτύσσουν χρησιμοποιούν πλήρη προσομοίωση κύκλο-προς-κύκλο. Δυστυχώς αυτή η διαδικασία είναι πολύπλοκη σχεδιαστικά, χρονοβόρα και δεν παρέχει κανενός είδους πληροφορία για τις διεργασίες και τις αλληλεπιδράσεις που συμβαίνουν στο εσωτερικό του επεξεργαστή. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζεται η γενική δομή ενός υπερβαθμωτού επεξεργαστή με εκτέλεση εκτός σειράς. Πάνω σε αυτή τη δομή χτίζεται ένα αναλυτικό μοντέλο για τις επιδόσεις του επεξεργαστή σε σχέση με τον κώδικα που εκτελεί και τα δομικά του χαρακτηριστικά. Η μοντελοποίηση αυτή βασίζεται στο ότι ένας υπερβαθμωτός επεξεργαστής διατηρεί σταθερή την απόδοσή του πέρα από εξαιρετικά γεγονότα (cache misses, branch mispredictions). Παρουσιάζεται το αναλυτικό μοντέλο σταθερής απόδοσης και ο αντίκτυπος του κάθε είδους miss event ξεχωριστά. Τελικά, επιτυγχάνεται μια συνολική εκτίμηση των επιδόσεων του συστήματος. / The last few years the advances in the fields of computer architecture and semiconductor technology have rendered microprocessor design a very complex and difficult procedure. Traditionally, in order to assess the efficiency of the system under development designers have used full cycle-based simulation. Unfortunately this process is complex, time-consuming and provides no insight on the interaction between the building blocks of a modern processor. In this thesis, we present a generic design of a superscalar out-of-order processor. Based on this design, we build an analytical performance model derived from the parallelism of the code to be executed and the processor design parameters. The foundation of this model is that a well-designed superscalar processor maintains a steady performance level at all times - with the occurrence of miss events (cache misses, branch mispredictions) a sole exception. Therefore, we present a steady-state performance model and we model each type of miss event and its impact in isolation. Finally, we assess the performance of a generic out-of-order processor.

Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας σχεδιάστηκε και αναλύθηκε ένα μοντέλο ολοκληρωμένου συστήματος διαχείρισης ατόμων με Σακχαρώδη Διαβήτη (ΣΔ), κυρίως ατόμων με Σακχαρώδη Διαβήτη Τύπου 1 (ΣΔΤ1), κάνοντας χρήση δικτύων επικοινωνιών τηλεϊατρικής. Κατά την διάρκεια της σχεδίασης και ανάλυσης του συστήματος – μοντέλου λάβαμε υπόψη μας τις ανάγκες όλων των εμπλεκομένων χρηστών (διαβητικούς, οικείους τους, φροντιστές, ιατρούς) ενσωματώνοντας τα πιο πρόσφατα τεχνολογικά εργαλεία. Σκοπός του μοντέλου είναι α) η χρήση τεχνολογιών φιλικών προς τους εμπλεκόμενους χρήστες, β) η σχεδίαση και ανάλυση ενός συστήματος όπου τα άτομα με ΣΔ θα αποκομίζονται τα οφέλη των τεχνολογικών εξελίξεων χωρίς όμως να αλλάξει η υπάρχουσα φιλοσοφία της καθημερινότητάς τους και γ) η μελλοντική υλοποίηση του συστήματος, να αναβαθμίζει την ποιότητα ζωής των ατόμων αυτών, ενώ παράλληλα να ενισχύει το αίσθημα ασφάλειας. Το μοντέλο-σύστημα το οποίο προτείνουμε αποτελείται από τα ακόλουθα υποσυστήματα: α) Σύστημα Διαχείρισης Διαβητικών (ΣΔΔ), β) Εφαρμογή Κινητών Επικοινωνιών (ΕΚΕ) , ενώ συγχρόνως υποστηρίζεται από κατάλληλη πλατφόρμα επικοινωνίας για την τηλε-παρακολούθηση και την τηλε-διαχείριση των ατόμων με ΣΔ. Το ΣΔΔ συνιστάται να αποτελείται από i) κεντρική βάση δεδομένων, ii) εφαρμογή διαχείρισης δεδομένων από τους ιατρούς, iii) εφαρμογή διαχείρισης δεδομένων από το άτομο με ΣΔ και iv) από σύνολο διεπαφών διασύνδεσης του ΣΣΔ με τα υπόλοιπα υποσυστήματα. Οι μηχανισμοί που προτείνονται πρέπει να παρέχουν ακεραιότητα και ασφάλεια μεταφοράς και αποθήκευσης των δεδομένων, καθώς και των αποτελεσμάτων της επεξεργασίας τους. Το μοντέλο αναδεικνύει την δυνατότητα μέσω του προτεινόμενου συστήματος τα δεδομένα του διαβητικού, είτε μέσω του διαδικτύου, είτε του δικτύου κινητής τηλεφωνίας να μεταφέρονται, στο θεράποντα ιατρό. Ο ιατρός με τη βοήθεια κατάλληλων υπολογιστικών εργαλείων αναλύει τα δεδομένα του διαβητικού και πραγματοποιεί καίριες παρεμβάσεις για τη θεραπεία του ατόμου με ΣΔ. Οι παρεμβάσεις μπορεί να είναι από απλές, όπως η χρήση της σύριγγας ή η διαιτητική αγωγή, έως σύνθετες, όπως τροποποίηση της δόσης ινσουλίνης ή ακόμα γνωστοποίηση της ανάγκης για νοσηλεία. Όταν αυτές είναι διαθέσιμες, ενημερώνουν απευθείας τις εφαρμογές που αφορούν το άτομο με ΣΔ. Επίσης, το προτεινόμενο σύστημα θα υποστηρίζει τη θεραπευτική αγωγή των πασχόντων μέσω κατάλληλου υπολογιστικού μοντέλου, το οποίο με την βοήθεια προηγουμένων δεδομένων του διαβητικού εκτιμά τη βέλτιστη ρύθμιση της ινσουλίνης. Τελικώς, το σύστημα προτείνεται να ενημερώνει με συνέπεια και ασφάλεια τον ηλεκτρονικό ιατρικό φακέλου του ασθενούς με στοιχεία που εξασφαλίζουν την σωστή καθοδήγησή του, ενώ παράλληλα εξυπηρετούν μελλοντικές αναφορές. / In the course of this project an integrated Diabetes Management System for Diabetes Mellitus (DM) patients was designed and analyzed especially for those suffering from Diabetes Type I. While designing and analyzing this model-system the needs of all relevant users (DM patients, their families, carers and physicians) was taken into consideration and at the same time the most advanced technological tools were used. The main aim of the developed system was i) the use of user friendly technology, ii) the design of a system whose users will capitalize on the benefits offered by technology advances while their everyday life and habits remain unchanged, iii) the improvement of DM patients’ quality of everyday life, while at the same time offer an increased feeling of health security. The model-system, which is proposed comprises of the following components: i) Diabetes Management System (DMS), ii) Mobile Phone Application, while at the same time is supported by the appropriate telecommunication platform for the remote monitoring and management of diabetes patients. DMS consists of i) a central database system, ii) an application for patient data to be managed by physicians, iii) an application for patient data to be managed by the DM patients themselves and iv) a number of interfaces between the DMS and other subsystems. The proposed mechanisms must provide data integrity as well as secure transmission and storage of the data and its analysis results. Via this model-system ,the DM patient’s data is transmitted to the physician either via the website or via the mobile phone. The physician using the appropriate tools, analyses the data and issues to the point, early and efficient interventions in order to improve the individual’s health status. These interventions range from simple ones, such as how to use the syringe or follow a diet regime, to complex ones such as changing the insulin dosage or even alerting the patient that he/she requires medical attention. When available, they immediately update all the DM patient, relevant applications. Moreover the proposed system allows for the automatic support of the patient’s treatment using an appropriate computational model. This model, using historical patient data suggests the optimal insulin dosage. Finally, the system is suggested to support the secure and timely update of the patient electronic health record, by inserting on a continuous basis, with vital information that will help him/her with his disease guidance as well as in future reports.

Στη διπλωματική αυτή εργασία ερευνάται η χρήση του WiMax σε ένα περιβάλλον εσωτερικού χώρου. Πιο συγκεκριμένα, μελετάμε τη συμπεριφορά και την απόδοση ενός καναλιού συχνότητας ίδιας με εκείνη στην οποία λειτουργεί το WiMax. Η έρευνα γίνεται με βάση κάποια μοντέλα, τα οποία περιγράφουν εμπειρικά ή ημι-εμπειρικά τη συμπεριφορά της ασύρματης διάδοσης σε διάφορους χώρους. Στο Κεφάλαιο 1, γίνεται μία σύντομη εισαγωγή στις ασύρματες επικοινωνίες και μία γενική ανασκόπηση των κατηγοριών και εφαρμογών της. Στη συνέχεια, στο κεφάλαιο 2 περιγράφεται το πρότυπο 802.11. Αναλύεται η δομή, η λειτουργία, η ασφάλεια και οι εφαρμογές του Wi-Fi και παρουσιάζονται οι υποκατηγορίες του προτύπου. Κατ΄ αντιστοιχία, το κεφάλαιο 3 αναφέρεται στο πρότυπο 802.16, όπου παρουσιάζονται οι καινοτομίες που εισάγονται, οι νέες τεχνολογίες μετάδοσης, οι εφαρμογές και τα κύρια χαρακτηριστικά του WiMax. Με βάση τα όσα αναφέρονται στα κεφάλαια 2 και 3, στο κεφάλαιο 4 γίνεται η σύγκριση των δύο τεχνολογιών. Προχωρώντας στο πρακτικό μέρος της εργασίας, έχουμε στο κεφάλαιο 5 την παρουσίαση των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων μετάδοσης που επηρεάζουν την ασύρματη μετάδοση και που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη σε οποιαδήποτε μελέτη ασύρματου δικτύου. Το κεφάλαιο κλείνει με την αναφορά και τη μαθηματική περιγραφή των μοντέλων που θα χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια. Στο κεφάλαιο 6 γίνεται η σύγκριση των πειραματικών δεδομένων με αυτά που προκύπτουν θεωρητικά. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται γραφικά και υπολογίζονται τα σφάλματα των υπολογισμών. Τέλος, στο κεφάλαιο 7 εξάγονται τα γενικά συμπεράσματα της εργασίας. / The thesis begins with a small introduction on wireless communications focusing mainly on its categories and functionality. In chapter 2 the standard 802.11, known as Wi-Fi, is presented starting with the structure and main functions and finalizing with the subcategories and safety issues of the standard. Similarly, chapter 3 contains a detailed analysis of the 802.16 standard, where new technologies in information encoding and signal transmission improve the quality of service, range and safety of wireless communication. Based on chapters 2 and 3, chapter 4 presents the comparison of the two technologies. Chapter 5 contains a thorough presentation of the electromagnetic effects that we need to consider when studying the propagation of the wireless channel. The chapter ends with a reference and mathematical definition of the models that are used in the next part of the thesis: the comparison of the estimated values of received power to those that were actually measured. All measurements took place at the Laboratory of Wireless Communications of the department of Electrical and Computer Engineering at the University of Patras. Finally, chapter 7 summarizes the above presenting the conclusions of the experiment.

Η διαδικασία πώρωσης καταγμάτων των οστών συμπεριλαμβάνει την ενεργοποίηση και αλληλεπίδραση διαφόρων κυττάρων, που ρυθμίζονται από βιοχημικά και μηχανικά σήματα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται το μαθηματικό μοντέλο πώρωσης καταγμάτων οστών, συμπεριλαμβανομένου μόνο των βιοχημικών ερεθισμάτων. Το μοντέλο αυτό, που αναπτύχθηκε αρχικά από τους Geris L. et al. (2008), περιλαμβάνει μία σειρά μερικών μη γραμμικών διαφορικών εξισώσεων που περιγράφουν την χωροχρονική εξέλιξη των συγκεντρώσεων και των πυκνοτήτων των κυτταρικών τύπων, των τύπων εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας και των αυξητικών παραγόντων που συμμετέχουν στη διαδικασία πώρωσης. Η προσομοίωση του μαθηματικού μοντέλου πώρωσης οστών έγινε μέσω υπολογιστικού κώδικα πεπερασμένων όγκων στο Matlab. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην διαδικασία της αγγειογένεσης που λαμβάνει χώρα κατά την πώρωση των καταγμάτων και αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την αποκατάσταση των οστών και την πλήρη επαναφορά τους στην αρχική κατάσταση. Για την καλύτερη κατανόηση των διαδικασιών αγγειογένεσης, εκτός από την μελέτη του μαθηματικού μοντέλου της πώρωσης των οστών, πραγματοποιήθηκε μελέτη των βιολογικών διαδικασιών επούλωσης δερματικής πληγής και προσομοίωση με υπολογιστικό κώδικα στο Matlab του απλοποιημένου μαθηματικού μοντέλου της αγγειογένεσης στην επούλωση δερματικών πληγών. / The process of fracture healing involves the action and interaction of many cells, regulated by biochemical and mechanical signals. This postgraduate dissertation studies a mathematical bone fracture healing model for the case of normal fracture healing including only the biochemical factors (a bioregulatory model). The mathematical model, which was originally established by Geris L. et al. (2008), consists of a system of nonlinear partial differential equations describing the spatiotemporal evolution of concentrations and densities of the cell types, extracellular matrix types and growth factors indispensable to the healing process. The simulation of mathematical model was held by a computational finite volume code in Matlab. Particular emphasis is given to the process of angiogenesis, which occurs during fracture healing and is a key factor for bone repair and restore of the original state. For a better understanding of angiogenesis processes, a study in biological processes for dermal wound healing was held and a simulation of a simplified mathematical model of angiogenesis in healing dermal wounds by a computational code in Matlab.

Η εργασία που ακολουθεί έχει ως σκοπό την μοντελοποίηση ενός ασύρματου καναλιού σε εσωτερικό χώρο. Πιο συγκεκριμένα θα προσπαθήσουμε να βρούμε την κατανομή της ισχύος εντός του χώρου θεωρώντας πως έχουμε εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από δίκτυο wifi που εκπέμπει στα 2.4 GHz. Προκειμένου να μοντελοποιήσουμε το ασύρματο κανάλι μας είμαστε υποχρεωμένοι να γνωρίζουμε τα σημαντικότερα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά την ασύρματη διάδοση, αυτά παρουσιάζονται στο κεφάλαιο 1. Επιπλέον μιας και αναφερόμαστε σε δίκτυα wifi θεωρείται αναγκαίο να καταγράψουμε τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά αυτής της τεχνολογίας κάτι που γίνεται στο κεφάλαιο 2 αυτής της διπλωματικής εργασίας. Στη συνέχεια στο κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται τα σημαντικότερα μοντέλα εσωτερικού χώρου για την εύρεση της μέσης ισχύς της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας συναρτήσει της απόστασης ,ενώ τέλος στο κεφάλαιο 4 γίνεται η προσπάθεια για την μοντελοποίηση του ασύρματου καναλιού χρησιμοποιώντας τη θεωρία των Rayleigh και Rician διαλείψεων. / The work that follows is intended to model a wireless channel to the inner space . In particular we will try to find the distribution of power within the area that we are considering emission of electromagnetic radiation from wifi network emitting at 2.4 GHz. In order to model the wireless channel we have to know the important events that occur during wireless propagation ,these are presented in Chapter 1. Moreover since referring to wifi networks is considered necessary to record the important features of this technology which is in Chapter 2 of this thesis . Then in Chapter 3 presents the major indoor models to find the average power of electromagnetic radiation as a function of distance, and finally in Chapter 4 is the attempt to model the wireless channel using the theory of Rayleigh and Rician misfire .

Ο σκοπός της παρούσας έρευνας είναι να εξετάσει, σε μία περίπτωση φοιτητικού πληθυσμού (φοιτητές Τμήματος Γεωλογίας), κατά πόσο οι γνώσεις γύρω από το όριο συνάρτησης και ακολουθίας (ιδιαίτερα και της γεωμετρικής σειράς), τις περισσότερες από τις οποίες έχουν διδαχθεί οι σημερινοί φοιτητές σχολής Θετικών Επιστημών κατά τη διάρκεια της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης είναι γνώσεις οι οποίες έχουν κατανοηθεί σε κάποιο βάθος και αν αυτή η "γνωστική κληρονομιά" μπορεί να αξιοποιηθεί στο χώρο της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. / The purpose of this research is to examine, in one case of student population (Geology students), whether the knowledge about the function limit and the series(specially the geometric series), most of which have been taught to today's "Science's Faculty" students during secondary education, is knowledge which has been understood in sufficient depth and whether this "cognitive legacy" can be used in higher education.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της ομαδοποίησης των προσημασμένων γράφων. / The main theme of this dissertation is the blockmodeling of signed graphs.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ηλεκτρομαγνητική μοντελοποίηση υπό βρoχόπτωση στις VHF και UHF περιοχές συχνοτήτων. Προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα για την ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών (κυτταρική και δορυφορική τηλεφωνία, μετάδοση τηλεοπτικών σημάτων) προσδιορίζονται η ισχύς λήψης και μία σειρά από παραμέτρους. / The aim of this master thesis is the RF modeling during rainfall for the VHF and UHF ranges. In order to infer conclusions for the quality of the supplied services (cellular and satellite telephony, transmission of television signals) the received power and a series of parameters are defined.