Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την μοντελοποίηση και προσομοίωση της συμπεριφοράς ενσύρματων τηλεπικοινωνιακών καναλιών. Αρχικά, αναλύθηκε το θεωρητικό υπόβαθρο των ενσύρματων τηλεπικοινωνιακών καναλιών και αναπτύχθηκαν τα βασικά μοντέλα που υλοποιήθηκαν στην διπλωματική εργασία. Στην συνέχεια, περιγράφηκε η πλατφόρμα ανάπτυξης STM32-H107 όπου πραγματοποιήθηκε η προσομοίωση του συστήματος και αναλύθηκαν τα βασικά περιφερειακά του επεξεργαστή που χρησιμοποιήθηκαν. Στις τελευταίες ενότητες, αναλύθηκαν το γραφικό περιβάλλον του χρήστη, το σύστημα που τρέχει στην πλατφόρμα και η επικοινωνία μεταξύ των δύο, ενώ μετρήθηκε η αξιοπιστία του συστήματος μέσα από μετρήσεις και σύγκριση των επιθυμητών τιμών SNR που εισήγαγε ο χρήστης με αυτές που επιτύγχανε το σύστημα. / This master thesis deals with the modeling and the simulation of wired telecommunication channels’ behavior. Firstly, the theoretical background of wired telecommunication channels was explained and their basic models were developed. Also, the development board STM32-H107, which was used for the simulation of the system, was described, and the basic processor’s peripherals were analyzed. In the final chapters, the graphical user interface and the application which run on the board, as well as their communication, were presented. System’s reliability was evaluated through comparing the real SNR with the desired SNR.

Οι εφαρμογές παγκόσμιου ιστού προσφέρουν ολοένα και περισσότερες, με υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας, υπηρεσίες σε σχέση με τους πρώτους ιστότοπους που χρησιμοποιούνταν απλά και μόνο για την προβολή πληροφοριών. Λόγω της ολοένα αυξανόμενης πολυπλοκότητας των εφαρμογών αυτών, ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη κι η συντηρησιμότητα μιας εφαρμογής παγκόσμιου ιστού προβάλλει ως μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που καλείται να αντιμετωπίσει ο σχεδιαστής της. Η ερευνητική κοινότητα προκειμένου να αντιμετωπίσει την αυξανόμενη πολυπλοκότητα του σχεδιασμού εφαρμογών παγκόσμιου ιστού έχει προτείνει ένα πλήθος προσεγγίσεων και μεθόδων βασισμένων σε μοντέλα. Η δουλειά του σχεδιαστή εφαρμογών παγκόσμιου ιστού μπορεί να απλοποιηθεί ακόμα περισσότερο με την επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας άλλων σχεδιαστών εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας αυτής γίνεται με τη χρήση σχεδιαστικών προτύπων που ορίζονται από πεπειραμένους σχεδιαστές. Αν κατά το σχεδιασμό μιας εφαρμογής χρησιμοποιηθεί κάποια μέθοδος μοντελοποίησης σε συνδυασμό με ένα σύνολο σχεδιαστικών προτύπων, η τελική εφαρμογή θα είναι πιο αποδοτική και ποιοτική. Πολλές φορές όμως, κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας εφαρμογής παγκόσμιου ιστού δε λαμβάνεται υπόψη κάποια συγκεκριμένη μεθοδολογία μοντελοποίησης και ανάπτυξης. Ένα πλήθος μεθόδων αντίστροφης μηχανίκευσης έχει αναπτυχθεί για την ανάλυση, κατανόηση και μοντελοποίηση των αρχιτεκτονικών τέτοιου είδους εφαρμογών. Κατά τη μοντελοποίηση της αρχιτεκτονικής παραδοσιακών συστημάτων λογισμικού δεν εμφανίζεται η εσωτερική δομή του λειτουργικού συστήματος και του συστήματος παραθύρων (windowing system). Αντίστοιχα και στο πεδίο εφαρμογών παγκόσμιου ιστού δεν εμφανίζεται η εσωτερική δομή του εξυπηρετητή παγκόσμιου ιστού και του φυλλομετρητή. Τα αρχιτεκτονικά διαγράμματα των εφαρμογών παγκόσμιου ιστού πρέπει να δείχνουν τα κύρια συστατικά μιας εφαρμογής τα οποία συνδέονται μεταξύ τους για να υλοποιήσουν μεγάλες και σύνθετες εφαρμογές. Κύρια συστατικά μιας εφαρμογής θεωρούνται τα αντικείμενα του παγκόσμιου ιστού, οι πίνακες της βάσης δεδομένων και τα πολυμεσικά αντικείμενα. Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας, αναλύσαμε το πιο δημοφιλές σύστημα διαχείρισης περιεχομένου (Content Management Systems – CMS) ανοιχτού κώδικα, το Joomla!. Συγκεκριμένα, εφαρμόσαμε αντίστροφη μηχανίκευση σε αυτό, ώστε να μπορέσουμε να μοντελοποιήσουμε την αρχιτεκτονική του. Για αυτό το σκοπό, αναπτύξαμε μια εφαρμογή που ερευνά τον HTML κώδικα όλων των σελίδων ενός ιστότοπου φτιαγμένου σε Joomla!, προκειμένου να γίνει αυτόματη εξαγωγή του μοντέλου του και όχι με το χέρι. Βασικός στόχος είναι να μπορέσουμε να αξιολογήσουμε το σχεδιασμό του μοντέλου του, αλλά και να παρέχουμε έναν αυτοματοποιημένο τρόπο για αξιολόγηση. Έτσι, θα μπορούν να προταθούν τρόποι αναδιάταξης, με στόχο τόσο την ευχρηστία όσο και την αποδοτικότητα χρήσης του συγκεκριμένου συστήματος διαχείρισης περιεχομένου. / Web Applications provide many services and they are not used just to display content, as it was the case for the first web sites. Due to the growing complexity, the design, development and maintenance of these applications has become one of the major challenges that the developer has to face. In an attempt to face this growing complexity, the research community has proposed a number of model based approaches and methods. The task of the hypertext architect may be further facilitated by reusing the experience of other hypertext architects. This reuse is achieved by means of design patterns that have been defined by experts. If, we make use of a modeling method in combination with design patterns when designing a web application, the final result will be more efficient and qualitative. Usually, due to the pressing market demands, the modeling methods or techniques are not applied during the degin and development of the web applications. A number of reverse engineering methods and tools have been proposed in order to analyze, comprehend and model the architectures of such applications. When the architecture of traditional software systems is modeled, the internal structure of the operating and windowing system does not appear. Similarly, in the field of web applications, the internal structure of the web server and browser does not appear. The architectural diagrams of web applications need to show the main components of an application, which are linked together in order to create large and complex applications. The main components of an application are the objects of the Web, the database tables and the multimedia objects. In this thesis, we analyzed the most popular open source Content Management System (CMS), Joomla!. More specifically, we applied reverse engineering to it, so that we could model its architecture. For this purpose, we developed an application which explores the HTML code of all web pages of a web site created by Joomla!, so that the extraction of its model will be done automatically and not manually. The main goal is to manage to evaluate the design of its model and to provide an automatic way for evaluation, as well. Thus, we can recommend ways to redeploy the system, so that usability and efficiency will be achieved, in the use of this content management system.

Η αυτοματοποιημένη μεθοδολογία εύρεσης προγραμμάτων υπολογιστών (κώδικα) που βασίζεται στις αρχές της βιολογικής εξέλιξης, ονομάζεται Γενετικός Προγραμματισμός (ΓΠ). Με άλλα λόγια, πρόκειται για μια τεχνική Μηχανικής Μάθησης, η οποία χρησιμοποιεί ένα Εξελικτικό Αλγόριθμο για να βελτιστοποιήσει ένα πληθυσμό από προγράμματα υπολογιστή σύμφωνα με μια συνάρτηση καταλληλότητας που καθορίζεται από την ικανότητα του προγράμματος να εκτελέσει ένα δοσμένο υπολογιστικό έργο. Στην εργασία αυτή θα χρησιμοποιηθούν διάφορες τεχνικές Γενετικού Προγραμματισμού στην μοντελοποίηση Χρονοσειρών. Τα συστήματα που θα αναπτυχθούν, θα χρησιμοποιηθούν για τους παρακάτω σκοπούς: • Μοντελοποίηση του συστήματος που «παράγει» τη χρονοσειρά, • Εξαγωγή χαρακτηριστικών και κανόνων που μπορούν να οδηγήσουν στην ικανότητα πρόβλεψης χρονοσειρών. Οι χρονοσειρές που θα χρησιμοποιηθούν για να δοκιμάσουμε την λειτουργία των συστημάτων που θα υλοποιηθούν είναι οι εξής: • Χρονοσειρά δεικτών ελληνικού χρηματιστηρίου, • Χρονοσειρές ιατρικών δεδομένων όπως για παράδειγμα χρονοσειρά σήματος μαγνητοεγκεφαλογραφήματος. Οι κλασσικές τεχνικές Γενετικού Προγραμματισμού χρησιμοποιούν δενδρικές δομές για την αναπαράσταση των προγραμμάτων-ατόμων των πληθυσμών. Στο παρελθόν έχουν εκπονηθεί και υλοποιηθεί πολλές εργασίες που χρησιμοποιούν γενετικό προγραμματισμό για την μοντελοποίηση χρονοσειρών. Τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά. Το βασικό πρόβλημα που αντιμετωπίστηκε ήταν ο μεγάλος χρόνος εκτέλεσης που απαιτούν οι κλασσικές τεχνικές Γενετικού προγραμματισμού. Το θέμα λοιπόν είναι ανοιχτό σε μελέτη και υπάρχει η ανάγκη να χρησιμοποιηθούν νέες τεχνικές γενετικού προγραμματισμού για να πάρουμε και καλύτερα και πιο γρήγορα αποτελέσματα. Στην εργασία αυτή, θα χρησιμοποιηθεί η τεχνική του Γραμμικού Γενετικού Προγραμματισμού. Σε αυτήν την τεχνική, τα προγράμματα-άτομα του πληθυσμού αναπαρίστανται σαν μια ακολουθία από εντολές οι οποίες αναπαρίστανται σε δυαδική μορφή. Οι δύο αυτές τεχνικές θα συγκριθούν και θα βγουν συμπεράσματα για το ποια είναι η πιο χρήσιμη στον τομέα της μοντελοποίησης χρονοσειρών. Ακόμη, θα υλοποιηθούν αλγόριθμοι οι οποίοι εντοπίζουν και αφαιρούν τον κώδικα που δεν συμμετέχει στην παραγωγή της εξόδου των προγραμμάτων-ατόμων του πληθυσμού. Οι αλγόριθμοι αυτοί, περιμένουμε να επιταχύνουν κατά πολύ την διαδικασία της εξέλιξης του πληθυσμού, αφού στον γενετικό προγραμματισμό σχηματίζονται συχνά τέτοια μπλοκ κώδικα που δεν επηρεάζουν την έξοδο των προγραμμάτων. / -

Στις μέρες μας, η πρόοδος της τεχνολογίας έχει επιφέρει μια μεγάλη αύξηση στην ποσότητα των υγρών αποβλήτων. Ταυτόχρονα, υπάρχει η απαίτηση για βιολογική απομάκρυνση του αζώτου από υγρά απόβλητα με στόχο τη μείωση του συνολικού κόστους της διεργασίας. Προς αυτή την κατεύθυνση, τεχνολογίες για βιολογική απομάκρυνση αζώτου με παράκαμψη της παραγωγής νιτρικών, έχουν αναπτυχθεί. Ένας αριθμός παραγόντων όπως η αμμωνία, η θερμοκρασία, το PH, παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή νιτρικών. Τελευταία γίνεται και η χρήση ματηματικών μοντέλων με στόχο την μελέτη και τη βελτιστοποίηση αυτών των τεχνολογιών. Στην παρούσα εργασία μια τροποποίηση του μοντέλου ASM1 χρησιμοποιείται για την προσομοίωση μιας οξειδωτικής τάφρου, στην οποία πραγματοποιείται βιολογική απομάκρυνση αζώτου. Το σύστημα προσομοιάζεται με με 26 αντιδραστήρες CSTR, συνδεδεμένους σε σειρά. Αερόβιες και ανοξικές συνθήκες επικρατούν σε κάθε αντιδραστήρα. Παράγοντες όπως η κατανομή αερόβιων ανοξικών αντιδρστήρων, η ηλικία της λάσπης, ο λόγος ανακύκλωσης της λάσπης και του ανάμικτου υγρού και ο ογκομετρικός ρυθμός ροής μελετήθηκαν. Η συμπεριφορά του συστήματος ήταν παρόμοια.Σε όλες τις περιπτώσεις, πλην μιας, δεν παρατηρήθηκε παραγωγή νιτρικών. Τελικά οι επαναλαμβανόμενες αερόβιες-ανοξικές συνθήκες ευνοούν την παράκαμψη της παραγωγής νιτρικών. / Nowadays, the progress of technology has created a big increasement in the quantity of wastewater. Simultaneously, there is the demand of biological nitrogen removal from wastewater in order the cost of the process be reduced. In this direction, technologies of biological nitrogen removal, bypassing nitrate production, has developed. A number of factors such as ammonia, temperature, PH, play a significant role in nitrate production. Lately, mathematical models are used in great extend in order to study and optimize these technologies. In this study a modified ASM1 model is used to simulate an oxidation ditch, which performs biological nitrogen removal. The system is simulated with 26 CSTRS, connected in series. Aerobic or anoxic conditions prevail in each reactor. A number of factors such as the distribution of aerobic-anoxic reactors, sludge age, recycling rate of the sludge, recycling rate of mixed liquor and volumetric flow of wastewater was studied. The behavior of the system was the same. Nitrate production did not take place in all cases, except one. So repeated aerobic-anoxic conditions favor bypassing nitrate production.

Ο πιο σύγχρονος και περισσότερα υποσχόμενος τύπος οπτικών δικτύων, είναι τα οπτικά δίκτυα πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (Wavelength Division Multiplexing – WDM). Τα δίκτυα αυτά διαθέτουν τεράστια χωρητικότητα και αναμένεται να αποτελέσουν τα μελλοντικά δίκτυα κορμού για τη μεταφορά μεγάλου όγκου δεδομένων. Η πλήρης αξιοποίηση της χωρητικότητας των WDM δικτύων, όμως, απαιτεί την επίλυση ειδικών θεμάτων που σχετίζονται µε τις ιδιαιτερότητες και τη φύση των WDM οπτικών δικτύων. Το σημαντικότερο ίσως από αυτά είναι το πρόβλημα της δρομολόγησης και ανάθεσης μήκους κύματος (Routing and Wavelength Assignment – RWA), πάνω στο οποίο έχει αναπτυχθεί έντονη ερευνητική δραστηριότητα τα τελευταία χρόνια, το οποίο είναι NP-πλήρες. Ένα άλλο θέμα που χρήζει ιδιαίτερης προσοχής είναι οι εξασθενήσεις που υφίσταται ένα σήμα μέσα στο οπτικό δίκτυο. Όταν λοιπόν κάποιο σήμα διαδίδεται κατά μήκος ενός οπτικού μονοπατιού πέφτει η ποιότητα του εξαιτίας των φυσικών επιδράσεων που δέχεται. Οι φυσικές επιδράσεις κατά κανόνα μειώνουν τον λόγο σήματος προς θόρυβο (SNR), με αποτέλεσμα να αυξηθεί σημαντικά και η συχνότητα εμφάνισης λαθών (BER) στον κόμβο προορισμού. Αν η παραπάνω συχνότητα εμφάνισης λαθών είναι μεγαλύτερη από ένα καθορισμένο όριο, τότε το αίτημα δρομολόγησης θα πρέπει να απορριφθεί. Επομένως κατά την επίλυση του RWA προβλήματος θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι επιδράσεις που προκαλούνται στο σήμα λόγω των φυσικών χαρακτηριστικών του δικτύου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία έχει υλοποιηθεί ένας αλγόριθμος για την επίλυση του στατικού RWA, που βασίζεται στην μοντελοποίηση ενός γραμμικού προβλήματος (Linear Programming – LP). Κατά την μοντελοποίηση λαμβάνονται υπόψη οι πιο σημαντικές επιδράσεις, όπως η χρωματική διασπορά (Chromatic Dispersion – CD), η διασπορά τρόπου πόλωσης (Polarization Mode Dispersion – PMD), η ενισχυμένη αυθόρμητη εκπομπή (Amplifier Spontaneous Emission – ASE) και η αλληλεπίδραση γειτονικών καναλιών (crosstalk). Η επίδραση των τριών πρώτων παραμέτρων εξαρτάται αποκλειστικά από τα χαρακτηριστικά των συνδέσμων και μοντελοποιούνται σύμφωνα με αναλυτικούς τύπους, ενώ η επίδραση του crosstalk εξαρτάται από τον αριθμό των οπτικών μονοπατιών που διατρέχουν ένα σύνδεσμο. Προτείνεται επίσης μία συνάρτηση βελτιστοποίησης ώστε να προκύπτουν ακέραιες λύσεις με πολύ μεγάλη πιθανότητα από την επίλυση του LP (Linear Program) προβλήματος. Αυτός ο αλγόριθμος εφαρμόζεται σε ένα μητροπολιτικό δίκτυο και λαμβάνονται συγκριτικά αποτελέσματα για διάφορες παραμέτρους των φυσικών στοιχείων του δικτύου. / Wavelength division multiplexing (WDM) is a promising technology for faster and more reliable data communication networks. In a WDM network several optical signals are sent on the same fiber using different wavelength channels. Multiple WDM channels from different end users may be multiplexed on the same fiber. Traditionally only a small fraction of the fiber capacity is in use, but by using WDM it is possible to exploit this huge capacity more efficiently. Under WDM, the optical transmission spectrum is curved up into a number of non-overlapping wavelength bands, with each wavelength supporting a single communication channel operating at whatever rate one desires. WDM technology has been recognized as one of the key components of the future networks. Routing and wavelength assignment (RWA) is a crucial issue for WDM optical network designers. In wavelength routed WDM optical networks connections between terminal stations are established through the use of lightpaths. Given a WDM optical topology and a set of connection requests between pairs of source-destination terminal nodes, the problem of how to route all the lightpaths simultaneously, one per connection, and which wavelength should be assigned to each one of them, subject to minimizing network resources or maximizing traffic characteristics, arises; this is known as the Routing and Wavelength Assignment problem RWA. In transparent networks, the signal quality is subject to a variety of physical impairments, such as polarization mode dispersion (PMD), amplified spontaneous emission (ASE) noise and chromatic dispersion (CD) and crosstalk. These impairments are linearly modeled and handled effectively by a set of analytical formulas as additional constraints on RWA. We apply our algorithm to perform impairment-constraint based RWA, in order to obtain comparative results of a typical metropolitan network's performance under various network and impairment parameters, such as bit rate, amplifier gain and type, modulation format used, etc.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η συμπεριφορά του ανθρώπινου δέρματος κατά την εφαρμογή σημειακής (κατακόρυφης) δύναμης αλλά και μη σημειακής (επιφανειακής). Για τη μελέτη κατασκευάζεται εικονικό μοντέλο τμήματος του δέρματος με χρήση πεπερασμένων στοιχείων. Στόχος είναι η εισαγωγή του μαθηματικού μοντέλου σε ρομποτικό σύστημα το οποίο θα κάνει ένεση προκαλώντας το λιγότερο δυνατό πόνο ή μασάζ με τη μεγαλύτερη δυνατή αποτελεσματικότητα. Στη διπλωματική δεν προγραμματίζεται κάποιο ρομπότ που να επιτελεί το έργο αυτό, αλλά αναπτύσσεται ο κώδικας σε matlab ο οποίος μετασχηματισμένος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από ένα ρομποτικό σύστημα. Αρχικά, αναλύεται η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων ώστε να επιλεγεί το κατάλληλο μοντέλο για το πρόβλημά μας. Με την παραδοχή ότι υπάρχει αξονική συμμετρία επιλέγεται να χρησιμοποιηθεί μια δομή δύο διαστάσεων αποτελούμενη από δύο στρώματα διαφορετικής ελαστικότητας (υποθετικά, δέρμα και υποδόριος ιστός). Για τη μοντελοποίηση αυτή αναλύονται οι διαδικασίες που πρέπει να ακολουθηθούν και οι παραδοχές που πρέπει να ληφθούν υπ’ όψιν. Επίσης, αναλύεται με μαθηματικό τρόπο η προσέγγιση του προβλήματος παραμόρφωσης σε δύο διαστάσεις. Στη φάση αυτή, ανάπτυξης και επιλογής του βέλτιστου μοντέλου, η προσομοίωση γίνεται εξ' ολοκλήρου σε matlab. Στη συνέχεια, αφού ορισθεί το μοντέλο σε δύο διαστάσεις πρέπει να προσδιοριστούν οι παράμετροι για το σχετικό πάχος των δύο στρωμάτων και τη σχετική τους ελαστικότητα ώστε το μοντέλο να ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα. Για να επιτευχθεί η συγκριτική αυτή αξιολόγηση, χρησιμοποιούνται δύο ομάδες πραγματικών πειραματικών τιμών που περιγράφονται σε σχετικές μελέτες διαθέσιμες στη διεθνή βιβλιογραφία. Δοκιμάζονται συγκριτικά διάφορα ζεύγη παραμέτρων με στόχο να γίνει μια ανάλυση ευαισθησίας του μοντέλου, και να εντοπιστεί αυτός ο συνδυασμός τιμών για τον οποίο υπάρχει η ελάχιστη απόκλιση από τα πειραματικά δεδομένα. Τέλος, αξίζει να αναφέρουμε πως στο δεύτερο τμήμα της εργασίας όπου μοντελοποιείται η συμπεριφορά του δέρματος σε μη σημειακή καταπόνηση χρησιμοποιούνται τα ίδια πειραματικά δεδομένα καθώς και δεδομένα από άλλες προσπάθειες μοντελοποίησης. Ο κώδικας που χρησιμοποιείται είναι κατά ένα μεγάλο ποσοστό ίδιος με αυτόν του 1ου μέρους. / The scope of this thesis is the study of the behavior of the human skin surface at the application of a vertical point as well as a non-point force on it. A model of a skin part is developed for the needs of this study, with use of finite elements method. The aim is to introduce the mathematical model in a robotic system which will inject causing the least possible pain or massage with maximum efficiency. In this thesis the robot is not being programmed, but it is been developed the code in matlab which by an appropriate transformation it could be used by the robot. First of all, the finite element method is been analyzed in order to select an appropriate model for our problem. Assuming axial symmetry is chosen to use a two-dimensional structure consisting of two layers of different elasticity (supposedly, skin and subcutaneous tissue). For the modeling the procedures we have to follow and the standards we should take into account are being analyzed. Furthermore we analyze the approach of the problem of deformation in two dimensions mathematically. At this stage, construction and selection of the optimal model, the simulation is entirely in matlab application. Then, after having built the model in two dimensions, the parameters for the relative thickness of both layers and their relative flexibility to the model to reflect reality must be defined. To achieve comparative evaluation, two groups of actual experimental values described in related studies available in the literature. Several pairs of parameters are being tested and compared in order to do a sensitivity analysis of the model, and found this combination of values for which there is little deviation from the experimental data. Finally it is worth mentioning that the second part of the work where the behavior of the skin in non-spot stress is being modeled there are used the same experimental data and data from other modeling efforts. The code used is a large proportion same as the one used in the 1st part.

Οι εφαρμογές παγκόσμιου ιστού προσφέρουν ολοένα και περισσότερες, με υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας υπηρεσίες, σε σχέση με τους πρώτους ιστότοπους που χρησιμοποιούνταν απλά και μόνο για την προβολή πληροφοριών. Λόγω της ολοένα αυξανόμενης πολυπλοκότητας των εφαρμογών αυτών, ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη κι η συντηρησιμότητα μιας εφαρμογής παγκόσμιου ιστού αποτελεί πλέον μια πολυσύνθετη διαδικασία την οποία καλείται να αντιμετωπίσει ο σχεδιαστής εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η δουλειά του σχεδιαστή μπορεί να απλοποιηθεί με την επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας άλλων σχεδιαστών εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η επαναχρησιμοποίηση της εμπειρίας αυτής γίνεται με χρήση σχεδιαστικών προτύπων που ορίζονται από πεπειραμένους σχεδιαστές. Αν κατά το σχεδιασμό μιας εφαρμογής χρησιμοποιηθεί κάποια μέθοδος μοντελοποίησης σε συνδυασμό με ένα σύνολο σχεδιαστικών προτύπων, η τελική εφαρμογή θα είναι πιο αποδοτική και ποιοτική. Την ίδια χρονική στιγμή η χρήση φορητών συσκευών (κινητά τηλέφωνα, pda) έχει αυξηθεί σε πολύ μεγάλο βαθμό και όλο και μεγαλύτερο είναι το ποσοστό των συσκευών που διαθέτει και σύνδεση δεδομένων με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται εύκολα η σύνδεση στο διαδίκτυο από την φορητή συσκευή. Το πρόβλημα που παρουσιάζεται είναι ότι σχεδόν το σύνολο από τις ιστοσελίδες έχουν δημιουργηθεί για να προβάλλονται σε πλοηγούς (browsers) σε προσωπικούς υπολογιστές που κατά κανόνα έχουν πολύ μεγαλύτερα μέσα προβολής (οθόνες) σε σχέση με τις φορητές συσκευές. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετούνται οι μέθοδοι μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα και τα σχεδιαστικά πρότυπα που έχουν οριστεί καθώς και οι τεχνικές αποτελεσματικής σχεδίασης εφαρμογών διαδικτύου για φορητές συσκευές (τεχνικές αντιστροφής μηχανίκευσης, μετασχηματισμός μοντέλου για προβολή σε φορητές συσκευές, αυτόματη παραγωγή εφαρμογής παγκοσμίου ιστού από το μοντέλο). / Web Applications provide many services and they are not used just to display content, as it was the case for the first web sites. Due to the growing complexity of these applications, the design, development and maintenance of web applications has become a complex process that the software architect has to face. The job of the software architect can be simplified by reusing the experience of others developers/ designers/ software architects. This reuse is achieved by means of design patterns that have been defined by experts. If, we make use of a modeling method in combination with design patterns when designing a web application, the final result will be more efficient and qualitative. At the same time the use of portable devices (mobile phones, pda) has grown enormously. The percentage of available devices with data connection available is increasing. As a result, it is easy to connect to Internet from a portable device. As part of this thesis, we study the modeling methods and the and design standards proposed by the research community. Moreover we study the methods for designing effectively information systems for the support of mobile applications (reverse engineering, transformation model for viewing on mobile devices, auto generate web applications based on model etc).

Σε αυτή την εργασία μελετώνται οι διαφορές μεταξύ της δια ζώσης και της εξ αποστάσεως συνεργασίας στα πλαίσια μιας υπολογιστικά υποστηριζόμενης άσκησης μοντελοποίησης. Ένα μαθηματικό πρόβλημα σχεδιάστηκε και δόθηκε στους συμμετέχοντες. Εξετάστηκε σε βάθος η διαδικασία μοντελοποίησης στο ModellingSpace, ένα υπολογιστικά υποστηριζόμενο και συνεργατικό περιβάλλον μάθησης. Δεκαέξι μαθητές γ’ Γυμνασίου συμμετείχαν στην έρευνα και δούλεψαν σε δυάδες. Οι μισές δυάδες εργάστηκαν δια ζώσης, ενώ οι υπόλοιπες δούλεψαν εξ αποστάσεως. Η ανάλυση δεδομένων εστίασε στην αναγνώριση γνωστικών στρατηγικών μοντελοποίησης. Τα αποτελέσματα προτείνουν ότι οι δυάδες που εργάστηκαν εξ αποστάσεως έδωσαν έμφαση στην ανάλυση και στη σύνθεση, καθώς παρουσίασαν υψηλότερη μαθησιακή απόδοση (διαφορά προτεστ και μετατεστ), ενώ οι δια ζώσης δυάδες χρειάστηκαν την υποστήριξη του δασκάλου και παρουσίασαν ισχυρότερες κοινωνικές αλληλεπιδράσεις. Παρόλο το γεγονός ότι οι ενέργειες των δυάδων δια ζώσης ήταν περισσότερες σε αριθμό, οι δυάδες που εργάστηκαν εξ αποστάσεως φαίνεται ότι εστίασαν περισσότερο στη δραστηριότητα. Σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις και στις δύο ομάδες παρουσιάστηκε διερευνητική ομιλία προς την επίλυση του προβλήματος. Επιπλέον λιγότερες φάνηκαν να είναι οι διαφωνίες μεταξύ των συνεργατών. Τα αποτελέσματα μπορούν να δώσουν ερμηνείες για τη σχεδίαση μαθησιακών προγραμμάτων και για τη διευκόλυνση των συνεργατικών δραστηριοτήτων. / In this study, the differences between online and face-to-face collaboration in the context of a computer-supported modeling task are examined. A mathematical problem was designed and given to the participants. Their modeling process using ModellingSpace, a collaborative computer-supported educational environment, was closely monitored. Sixteen ninth grade students participated in the study, who worked in groups of two. Half of the groups worked face-to-face, whereas the rest collaborated online. The data analysis focused on the identification of cognitive modeling strategies. The obtained results suggest that pairs who worked online emphasized on analysis and synthesis and demonstrated a higher learning gain, whereas face-to-face pairs needed the teacher’s support and demonstrated stronger social interaction. Despite the fact that the actions of face-to-face dyads were more in number, the dyads that worked online seemed to present more task oriented actions. Regarding the interactions, in both groups a mutual exploration of the problem is depicted. Moreover, few disagreements were observed. The findings, which are discussed extensively, may have a number of implications for the design of learning programs and the facilitation of collaborative tasks.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη της ανάλυσης και σύνθεσης ήχου με τη βοήθεια ημιτονοειδών. Ειδικότερα, εξετάζονται οι παράμετροι της ανάλυσης και σύνθεσης και πως αυτες επηρεάζουν την τελική ανακατασκευή του σήματος. Στη συνέχεια γίνεται διερεύνηση της ανάλυσης και σύνθεσης μόνο στις χαμηλές συχνότητες. Με βάση ένα περιορισμένο εύρος ζώνης, γίνεται ανίχνευση των τονικών υψών. Αναπτύσσονται τρεις μέθοδοι κατηγοριοποίησης τους και στη συνέχεια γίνεται μία αξιολόγηση των μεθόδων αυτών μέσω των μέτρων NMR και PEAQ. / In this degree thesis sound analysis and synthesis using sinusoidals is studied. More specifically, parameters of analysis and synthesis are examined and how they affect the final reconstruction of a signal. Further research is conducted for analysis and synthesis at low sound frequencies. Based on a limited bandwidth, pitch detection is taking place on the input signal. Three methods of categorizing frequencies are developed and they are evaluated using the metrics of NMR (Noise to Mask Ratio) and PEAQ (Perceptual Evaluation of Audio Quality).

Τα τελευταία χρόνια παρουσιάζεται μία ραγδαία ανάπτυξη των φορητών συσκευών οι οποίες παρέχουν στον χρήστη την δυνατότητα πρόσβασης στον Παγκόσμιο Ιστό και, κατ' επέκταση, την δυνατότητα πλοήγησης στις εφαρμογές του Παγκοσμίου Ιστού του ενδιαφέροντος του. Είναι γεγονός, όμως, ότι οι περισσότερες εφαρμογές του Παγκοσμίου Ιστού έχουν σχεδιαστεί και αναπτυχθεί ώστε να απεικονίζουν αποδοτικά το περιεχόμενό τους κυρίως στους προσωπικούς επιτραπέζιους υπολογιστές. Δεδομένου ότι οι φορητές συσκευές διαθέτουν οθόνη περιορισμένου μεγέθους και ανάλυσης σε σχέση με τους επιτραπέζιους υπολογιστές, ο χρήστης αναγκάζεται να κινείται εντός του παραθύρου της φορητής συσκευής ώστε να βρει το περιεχόμενο που τον ενδιαφέρει και την κατάλληλη θέση του παραθύρου ώστε να είναι εφικτή η ανάγνωση του. Αυτή η κουραστική και χρονοβόρα διαδικασία καθιστά δύσχρηστη την πλοήγηση στον Παγκόσμιο Ιστό μέσω των φορητών συσκευών. Με άλλα λόγια, το μείζον πρόβλημα που προκύπτει είναι πως μπορούμε να απεικονίσουμε ποιοτικά το περιεχόμενο των εφαρμογών Παγκοσμίου Ιστού, που έχουν σχεδιαστεί αποκλειστικά για επιτραπέζιους υπολογιστές, σε φορητές συσκευές. Επομένως, κρίνεται απαραίτητη η χρήση τεχνικών για φιλική προς τον χρήστη απεικόνιση του περιεχομένου των εφαρμογών Παγκοσμίου Ιστού στις φορητές συσκευές. Στο πλαίσιο αυτού του προβλήματος, η ερευνητική κοινότητα αλλά και μερικές ιδιωτικές εταιρίες έχουν προτείνει αρκετές λύσεις για την αντιμετώπισή του δίχως όμως να μπορούν να εφαρμοστούν καθολικά. Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, εξετάζουμε λύσεις που βασίζονται στην μοντελοποίηση Web εφαρμογών έτσι ώστε να βελτιώσουμε την απεικόνισή του περιεχομένου τους στις φορητές συσκευές. Στόχος μας είναι η δημιουργία ενός αυτοματοποιημένου εργαλείου το οποίο θα προσαρμόζει το μοντέλο μίας εφαρμογής, η οποία έχει σχεδιαστεί αποκλειστικά για επιτραπέζιους υπολογιστές, ώστε το περιεχόμενό της να προβάλλεται με τον καλύτερο δυνατό τρόπο σε φορητές συσκευές. Για την επίτευξη αυτή της τεχνικής μελετώνται τεχνικές αντίστροφης μηχανίκευσης και προτείνονται μετασχηματισμοί του WebML μοντέλου για απεικόνιση του περιεχομένου εφαρμογών σε φορητές συσκευές. / In recent years, we have experienced the explosive growth of mobile devices which provide on users access capability to the Web. Thus, they provide navigation capability to various Web applications on users. However, it is fact that most Web applications have been designed and developed to display efficiently their content mostly on desktop computers. Considering that the mobile devices dispose limited screen size and resolution in terms of the desktop computers, the user is needed to scroll manually inside the window of the mobile device to find the content that interests him/her and the appropriate position of the window so that viewing the web application content is feasible. This tedious and time-consuming process make it difficult to use the mobile Web access of the mobile devices. In other words, the fundamental problem that arises is how we could display efficiently the Web applications' content designed for desktop computers to mobile devices. Hence, it is necessary the usage of methods for more user-friendly representation of Web applications' content on mobile devices. In this issue, the scientific community and many companies has proposed a lot of solutions in order to face this problem. However, none of these solutions can be applied universally. In this thesis, we examine solutions that are based on the modeling of Web application in order to be improved their representation on mobile devices. Generally, our intention is to develop an automated tool that will adapt the model of a Web application that has been designed for desktop computers exclusively, in order to be displayed with the best possible way on mobile devices. To achieve our solution, we study reverse engineering techniques and propose a set of transformations on the WebML model of every Web application.