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. / -

Αυτή η εργασία διαπραγματεύεται τη θεωρία της διοίκησης έργου, από μια τεχνική κυρίως οπτική, εξού και το «μια αλγοριθμική προσέγγιση» του τίτλου. Για το σκοπό αυτό, η εργασία ξεκινάει με μια εισαγωγή στην έννοια του έργου, η οποία ακολουθείται από την ανάλυση των βασικών στοιχείων της θεωρίας της διοίκησης έργου και τους ορισμούς των σχετικών όρων και λειτουργιών που εμπλέκονται, στο Κεφάλαιο 1. Στο Κεφάλαιο 2, αναλύεται ο Χρονικός Προγραμματισμός του έργου, που αποτελεί το σκελετό για όλη τη διαδικασία της διοίκησης ενός έργου. Παρουσιάζονται αναλυτικά οι βασικές τεχνικές της δικτυωτής απεικόνισης ενός έργου και οι βασισμένες σε αυτό τεχνικές χρονικού προγραμματισμού Κρίσιμου Μονοπατιού (Critical Path Method – CPM) και η στοχαστική τεχνική PERT (Program Evaluation and Review Technique). Στην ίδια κατηγορία ανήκει και η σχετικά νέα τεχνική της Κρίσιμης Αλυσίδας (Critical Chain Method), που παρουσιάζει σημαντικές καινοτομίες και αναπτύσσεται διεξοδικά. Στο κεφάλαιο 3 μεταβαίνουμε από την απλουστευτική περίπτωση των εργασιών με μόνο χαρακτηριστικό τους χρόνους εκτέλεσής τους στην πιο ρεαλιστική περίπτωση όπου απαιτούν τη χρήση κάποιων πόρων για την εκτέλεσή τους. Παρουσιάζεται η έννοια των πόρων και το πώς οι περιορισμοί στη χρονική ή/και ποσοτική διαθεσιμότητά τους επηρεάζει το χρονικό προγραμματισμό. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο πρόβλημα του χρονικού προγραμματισμού με περιορισμένους πόρους και εκτενής ανάλυση γίνεται στις επιστημονικές τεχνικές που υπάρχουν και είναι δόκιμες για την αντιμετώπιση του προβλήματος, που είναι πολύ δύσκολο να λυθεί με βέλτιστο τρόπο. Το κεφάλαιο 4 ασχολείται με το πρακτικότερο θέμα των ειδικών για τη διοίκηση έργου προγραμμάτων λογισμικού που κυκλοφορούν. Γίνεται συσχέτιση των λειτουργιών που πρέπει να διαθέτουν με τις αντίστοιχες λειτουργίες που επιτελούνται κατά τις διάφορες φάσεις του κύκλου ζωής ενός έργου και παρουσιάζονται με κριτική άποψη τα πιο διαδεδομένα προγράμματα αυτής της κατηγορίας. Τέλος, στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται ένα παράδειγμα εταιρίας που οι ανάγκες του έκαναν απαραίτητη την εφαρμογή των αρχών και τεχνικών της διοίκησης έργου. Πρόκειται για την ΕΡΓΟΣΕ Α.Ε., την θυγατρική εταιρία του ΟΣΕ που έχει αναλάβει να διεκπεραιώνει το κατασκευαστικό έργο που αφορά το σιδηροδρομικό δίκτυο και στο τελικό αυτό κεφάλαιο βλέπουμε πως έχει δομήσει ένα ολοκληρωμένο μηχανογραφικό σύστημα βασισμένο σε ένα πρόγραμμα διοίκησης έργου. / The present diploma thesis is dealing with the theory of project management, under a mostly technical perspective- which justifies the “an algorithmic approach” end of this thesis’ title. For this purpose, this thesis begins with an introduction to the notion of “project”, which is followed by an analysis of the fundamental elements of the project management theory and the definitions of the relevant terms and functions involved, in Chapter 1. In Chapter 2, project scheduling is being analyzed. Project scheduling is the framework for the entire function of project management. Extensive analysis of the basic techniques of network representation and the techniques of time scheduling that are based on it (namely, Critical Path Method – CPM, and Program Evaluation and Review Technique – PERT) are presented. To the same category of scheduling techniques belongs the Critical Chain Method as well, therefore it is thoroughly analyzed in this chapter. In Chapter 3, we move from the simplified case of the project tasks which are characterized only by the time they need so as to complete, to the more realistic case of tasks needing various resources. The notion of resources and the way their possible time/quantity availability constraints affect project scheduling are presented. Special emphasis is laid on the resource constrained project scheduling problem, which is a very hard problem to solve in an optimal way, and extensive analysis of the suitable scientific techniques available is offered. Chapter 4 deals with the more practical issue of the project management software. A correlation of the necessary functions of the software programs to the respective ones of the project life cycle is made, and some of the most popular software programs are presented under a critical perspective. Finally, Chapter 5 illustrates the example of a company whose needs make the application of project management principles and techniques necessary. This company is ERGOSE S.A., which is the affiliated company of the mother organization OSE (the Greek rail organization) and has undertaken the construction task of Greek railroads. In this final chapter the company’s integrated information system that is based on a project management software program is presented.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο προγραμματισμός και ο έλεγχος του ρομποτικού βραχίονα Katana s400 6M90 της εταιρίας Neuronics AG σε διάφορα περιβάλλοντα. Ο ρομποτικός βραχίονας έχει προγραμματιστεί στο περιβάλλον της γλώσσας C++, της γλώσσας C, του Matlab και του Labview. Βασικό στόχο αποτέλεσε η δημιουργία προγραμμάτων, τα οποία θέτουν τον ρομποτικό βραχίονα σε εκτέλεση βασικών λειτουργιών και κινήσεων. Τα προγράμματα αυτά δημιουργήθηκαν στο περιβάλλον της γλώσσας C++ και του Matlab. Προγράμματα για πιο σύνθετες λειτουργίες υλοποιήθηκαν στο περιβάλλον προγραμματισμού της γλώσσας C και του Labview. Στα προγράμματα αυτά συμπεριλαμβάνεται και ο έλεγχος του ρομπότ μέσω κάρτας ψηφιακών εισόδων/εξόδων (IOs), που είναι ενσωματωμένη στην βαθμίδα ελέγχου του ρομπότ. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε έλεγχος μέσω εφαρμογών TCP/IP, μέσω των οποίων δίνεται η δυνατότητα προγραμματισμού του ρομπότ από κάποια απομακρυσμένη θέση. Επιπρόσθετο στόχο αποτέλεσε η ανάπτυξη εφαρμογής, στην οποία χρησιμοποιήθηκε PLC για τον έλεγχο του ρομπότ σε συνδυασμό με μια μεταφορική ταινία, η οποία χρησιμοποιήθηκε για τη μεταφορά αντικειμένων. Κατά την εφαρμογή αυτή, το ρομπότ ελέγχθηκε μέσω της κάρτας ψηφιακών εισόδων/εξόδων. Τέλος, πραγματοποιήθηκε ορθή και αντίστροφη κινηματική ανάλυση και ορισμός του χώρου εργασίας του ρομποτικού βραχίονα. / The purpose of the present graduation study is the programming and control of the robotic arm Katana s400 6M90G, which belongs to the corporation Neuronics AG, under various softwares. The robotic arm has been programmed under a C++ and a C–based software, and under the development environments of Matlab and LabView. The main purpose was the creation of programs, which set the robot in mode of execution of main movements and functions. These programs were created in the environments of C++ and Matlab. Programs for more complex functions were created in the environment of C and LabView. These programs, also, include control via digital inputs/outputs (IOs) card, which is set in the control board of the robot. Moreover, control via TCP/IP applications has been accomplished, through which the user has the ability to program the robot while using a remote pc. An additional purpose was the development of an application, in which a plc and a conveyor were used. In this application, the robot was controlled via the digital inputs/outputs (IOs) card. Finally, direct kinematics and inverse kinematics analysis are presented, such as robot’s workspace definition.

Αρχικά εξετάζεται η φυσιολογία της καρδιάς και η λειτουργία της ως αντλίας, οι διάφορες φάσεις του καρδιακού κύκλου και τα αίτια των φαινομένων που παρατηρούνται σε αυτόν. Στη συνέχεια μελετώνται οι καρδιακοί ήχοι, η προέλευσή τους και μέθοδοι παρατήρησής τους, το ηλεκτροκαρδιογράφημα, τα χαρακτηριστικά του και οι εφαρμογές του. Ακολούθως εξετάζεται η δειγματοληψία, επεξεργασία και ανάλυση βιολογικών σημάτων. Πιο συγκεκριμένα, μελετώνται οι μέθοδοι και οι αλγόριθμοι με τους οποίους λαμβάνονται τα ηλεκτροκαρδιογραφικά και φωνοκαρδιογραφικά σήματα, απομακρύνεται ο θόρυβος που προστίθεται από διάφορες πηγές και ανιχνεύονται συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των κυματομορφών των σημάτων και ιδιότητές τους, για να αναλυθούν και να γίνει διάγνωση δυσλειτουργιών και παθολογιών της καρδιάς. Τέλος, αναπτύσσεται κώδικας συνεχούς δειγματοληψίας τεσσάρων καναλιών και καταγραφής των δεδομένων δειγματοληψίας σε μια κάρτα μνήμης πολυμέσων, προγραμματίζοντας τον μικροεπεξεργαστή MSP430F169 της Texas Instruments. / In the first part, the physiology of the heart and its functionality as a pump are studied, considering the different phases of a heart cycle and the phenomena observed within. Furthermore, heart sounds, their origin and methods of detection are examined, alongwith the electrocardiogram, its characteristics and applications. Secondly, sampling, processing and analysing methods of biosignals are described. In particular,techniques for ECG and PCG signal acquisition, noise reduction and detection of unique properties and characteristics are studied for analysis and diagnosis of heart disorders and pathologies. Finally, a code for continuous sampling of four channels and storing the sampled data into a multimedia memory card is developed, programming the MSP430F169 microcontroller, by Texas Instruments.

Τo Gene Expression Programming - GEP (Προγραμματισμός Γονιδιακής Έκφρασης - ΠΓΕ) είναι μια μέθοδος αυτόματης παραγωγής προγραμμάτων η οποία ανήκει στη γενική κατηγορία των Εξελικτικών Αλγορίθμων, εκείνων των τεχνικών δηλαδή που εμπνέονται από τις φυσικές διεργασίες της βιολογικής εξέλιξης. Συγκεκριμένα ο ΠΓΕ χρησιμοποιεί πληθυσμούς από άτομα, επιλέγει τα άτομα σύμφωνα με την καταλληλότητά τους (fitness) και εισάγει νέα σημεία (άτομα, πιθανές λύσεις) στον πληθυσμό χρησιμοποιώντας έναν ή περισσότερους γενετικούς τελεστές. Στόχος αυτής της Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας ήταν ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός Ολοκληρωμένου Γραφικού Περιβάλλοντος για τον Προγραμματισμό Γονιδιακής Έκφρασης καθώς και η υλοποίηση ορισμένων καινοτομιών. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, σχεδιάσθηκε και αναπτύχθηκε ένας καινοτόμος τελεστής για την μέθοδο του ΠΓΕ. Ο συγκεκριμένος τελεστής πραγματοποιεί μια τοπική αναζήτηση στις μεταβλητές που χρησιμοποιούνται στη μοντελοποίηση του εκάστοτε προβλήματος και επιλέγει εκείνες τις μεταβλητές για τις οποίες η απόδοση του αλγορίθμου βελτιστοποιείται. Η απόδοση του καινούργιου τελεστή ελέγχθηκε και πειραματικά. Μια επιπλέον καινοτομία που εφαρμόστηκε είναι η αυξομείωση του αριθμού των μεταλλάξεων. Συγκεκριμένα, επιλέγουμε να μειώνουμε τον αριθμό των μεταλλάξεων καθώς ο πληθυσμός εξελίσσεται, ενώ τον αυξάνουμε όταν έχουμε μικρή διαφορά ανάμεσα στη βέλτιστη και τη μέση απόδοση του πληθυσμού. Ο μεταβλητός αριθμός μεταλλάξεων σε συνδυασμό με την ικανότητα της μεθοδολογίας του ΠΓΕ να αποφεύγει τα τοπικά ακρότατα βελτιώνει σημαντικά την προσαρμοστικότητα του αλγορίθμου. Επιπλέον, για την αντιμετώπιση της αυξημένης υπολογιστικής πολυπλοκότητας που παρουσιάζει η μέθοδος, εισήχθη η έννοια του παραλληλισμού. Τέλος, η τροποποιημένη μέθοδος του ΠΓΕ εφαρμόστηκε σε πληθώρα προβλημάτων όπως η μοντελοποίηση συμπεριφοράς μιας χρονοσειράς μαγνητοεγκεφαλογραφήματος, η μοντελοποίηση της συμπεριφοράς κόπωσης υλικών, η πρόβλεψη ισοτιμίας δολαρίου – ευρώ, η πρόβλεψη πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων και η πρόβλεψη του βαθμού υδατοκορεσμού ελαιοκαλλιεργειών. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικά. / Gene Expression Programming (GEP) is one method of automatic generation of programs that belongs to a wider class of Evolutionary Algorithms. Evolutionary Algorithms are inspired by biological mechanisms of evolution. Specifically, GEP uses populations of individuals, select the individuals according to their fitness, and introduce genetic variation using one or more genetic operators. The purpose of this Master's Thesis was to design and implement an Integrated Graphical Environment for Gene Expression Programming and the implementation of certain innovations. Ιn the context of this thesis an innovative operator was designed and developed for the GEP method. This particular operator is conducting a local search on the variables used in modeling of a problem and chooses those variables for which the performance of the algorithm is optimized. The performance of the new operator was experimentally tested. Another innovation implemented was the fluctuation in the number of mutations. Specifically, we choose to reduce the number of mutations as the population evolves, while we increase it when the performance of the best individual found is very close to the average performance of the population. The variable number of mutations in combination with the ability of the methodology of GEP to avoid local extrema significantly improves the adaptability of the algorithm. Moreover, in order to face the increased computational complexity of the method, we introduce parallelism. Finally, the modified method of GEP was applied to many problems such as modeling behavior of a MEG’s time series, modeling of fatigue behavior of materials, forecasting Euro - United States Dollar exchange rate, predicting protein interactions and predicting the degree of saturation of olive crops. The results are very encouraging.

Η παρούσα εργασία καταγράφει τη μελέτη και τις λύσεις που δημιουργήθηκαν για το σχεδιασμό, την κατασκευή και την εγκατάσταση μιας υπηρεσίας απομακρυσμένης διαχείρισης συστημάτων και δικτύου για λογαριασμό του Πανελληνίου Σχολικού Δικτύου (ΠΣΔ) και συγκεκριμένα τη δημιουργία του συστήματος OpenRSM το οποίο συγκεντρώνει καινοτόμα χαρακτηριστικά για τα δεδομένα του κλάδου του ανοικτού λογισμικού. Η δημιουργία της υπηρεσίας αυτής αποτέλεσε την αφετηρία για τη μελέτη του χώρου των πληροφοριακών συστημάτων απομακρυσμένης διαχείρισης και για την ανεύρεση και κατασκευή λύσεων γενικού σκοπού που να μπορεί να καλύπτει πρακτικά όλες τις διαχειριστικές απαιτήσεις, με το ελάχιστο κόστος. Συγκεκριμένα, η εμπειρία που αποκομίστηκε από τα εμπορικά συστήματα απομακρυσμένης διαχείρισης και την εφαρμογή τους στο ΠΣΔ οδήγησε στην ιδέα, στον σχεδιασμό και την υλοποίηση του ευέλικτου συστήματος απομακρυσμένης διαχείρισης OpenRSM. Αντίστοιχη εμπειρία σχετικά με τις υπηρεσίες διαχείρισης και χρέωσης εκτυπωτικών και φωτοτυπικών υπηρεσιών οδήγησαν στην δημιουργία του καινοτόμου συστήματος KOYIAMI. Αφετηρία για την εργασία υπήρξε η ανάγκη για εγκατάσταση μιας υπηρεσίας σε κλίμακα δηλαδή σε μεγάλο αριθμό από σχολικά εργαστηριακά περιβάλλοντα. Η χρήση εμπορικού λογισμικού παρουσίασε πολλά προβλήματα και στην ανάγκη κατάλληλων, μη τετριμμένων λύσεων που βασίστηκαν σε εργασίες ολοκλήρωσης και ανάπτυξης. Η υλοποίηση της υπηρεσίας υπήρξε προβληματική τόσο σε επιχειρησιακό όσο και σε τεχνικό επίπεδο. Αν και βασίστηκε σε κορυφαίες κατά τεκμήριο λύσεις λογισμικού στον τομέα της ολοκληρωμένης επιχειρησιακής διαχείρισης συστημάτων και δικτύου, Enterprise Management Systems (EMS), υπήρξε δύσκολη η εγκατάσταση σε κλίμακα ανάλογη του μεγέθους του ΠΣΔ. Παράλληλα, το κόστος των συστημάτων λογισμικού υπήρξε δεσμευτικό για την συνέχεια των προσπαθειών στα πλαίσια των αντίστοιχων έργων. Η τελική λύση που δόθηκε προέκυψε από την συλλογή συμπερασμάτων για τις απαιτήσεις που διέπουν τις εγκαταστάσεις κλίμακας και τις απομακρυσμένες εγκαταστάσεις. Τα συμπεράσματα συνέκλιναν στο γεγονός ότι όσο η κλίμακα μεγαλώνει, οι επιχειρησιακές διαδικασίες είναι περισσότερο καθοριστικές όχι μόνο για την αποτελεσματικότητα, αλλά και για την ίδια τη βιωσιμότητα των λύσεων. Επίσης, οι σωστές διαδικασίες είναι απαραίτητο να υποστηρίζονται από αντίστοιχες τεχνικές λύσεις. Στην περίπτωση της υπηρεσίας απομακρυσμένης διαχείρισης απαιτήθηκε σημαντική προσπάθεια σε επιχειρησιακό και τεχνικό επίπεδο για να επιτευχθεί το τελικό αποτέλεσμα. Χρειάστηκε να αποσαφηνιστούν οι σωστές αρχές για τη διαχείριση και κυρίως την εγκατάσταση κλίμακας, να αναγνωριστούν οι κατάλληλες επιχειρησιακές διαδικασίες που θα καθιστούσαν τη λύση βιώσιμη και να δημιουργηθούν οι αντίστοιχες τεχνικές λύσεις σε επίπεδο ολοκλήρωσης και διαμόρφωσης των πακέτων εγκατάστασης καθώς και σε επίπεδο δικτυακής διαμόρφωσης. Η εμπειρία που αποκομίστηκε οδήγησε στη διερεύνηση του κλάδου το ελεύθερου λογισμικού ανοικτού κώδικα (ΕΛ/ΛΑΚ) προκειμένου να αναγνωριστούν εργαλεία τα οποία θα μπορούσαν να αποδώσουν με μηδενικό πρακτικά κόστος λειτουργικότητα αντίστοιχη με αυτή ενός EMS. Η διερεύνηση είχε ως αποτέλεσμα τη διαπίστωση ότι, παρότι τα εργαλεία διαχείρισης αποτελούν βασικό αντικείμενο ανάπτυξης και παρότι διατίθεται πληθώρα λογισμικών εντούτοις, μέχρι τη στιγμή που η διερεύνηση διενεργήθηκε, δεν υπήρχε κάποια προσπάθεια για την ολοκλήρωση ή την οργάνωση των διαδικασιών της διαχείρισης μέσα από ενιαίο, ολοκληρωμένο πληροφοριακό σύστημα κατά τα πρότυπα των EMS. Το σύστημα OpenRSM αναπτύχθηκε προκειμένου να καλύψει ακριβώς αυτό το κενό. Η μελέτη που προηγήθηκε της δημιουργίας του συστήματος κατέγραψε τις πιο αξιόλογες λύσεις ΕΛ/ΛΑΚ που θα μπορούσαν να ολοκληρωθούν στο σύστημα και χρησιμοποίησε την εμπειρία από την υλοποίηση της υπηρεσίας απομακρυσμένης διαχείρισης του ΠΣΔ προκειμένου να καταλήξει στην πιο ευέλικτη αρχιτεκτονική για το σύστημα καθώς και τις γενικές αρχές που θα έπρεπε να διέπουν τη λειτουργία του οι οποίες συνοψίζονται σε μέγιστη κλιμάκωση, μέγιστη ευκολία στην εγκατάσταση, διαδικτυακή λειτουργία, μέγιστη χρηστικότητα, ανεξαρτησία από λειτουργικά συστήματα και επεκτασιμότητα. Το σύστημα βασίζεται στον σχεδιασμό φορμαλιστικού πλαισίου για την προδιαγραφή και την διεκπεραίωση διαχειριστικών λειτουργιών οι οποίες μπορούν να αξιοποιούν τη λειτουργικότητα ανεξάρτητων τμημάτων λογισμικού που ολοκληρώθηκαν στο σύστημα είτε αναπτύχθηκαν για αυτό. Τέτοια λειτουργικότητα αφορά το σύστημα διαχείρισης διαθεσίμων, παρακολούθησης δικτύου, διαχείριση λογισμικού, διαχείριση επιφάνειας εργασίας, ανακάλυψης σταθμών εργασίας. Το πλαίσιο της λογικής του συστήματος υλοποιείται ως εξυπηρετητής διαχείρισης που ολοκληρώνει τις υπηρεσίες το συστήματος και που είναι ικανό να εκθέτει λειτουργικότητα προς τα υπόλοιπα τμήματα του συστήματος τα οποία είναι η γραφική διαχειριστική κονσόλα χρήστη και ο agent που εγκαθίσταται στους υπό διαχείριση σταθμούς εργασίας. Το σύστημα ΟpenRSM δοκιμάστηκε σε πιλοτικές εγκαταστάσεις σε φορείς όπως η Διεύθυνση Οργάνωσης Λειτουργίας των Κέντρων Εξυπηρέτησης Πολιτών, το Σώμα Ελεγκτών Επιθεωρητών της Δημόσιας Διοίκησης και η Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Αχαΐας, ενώ εξετάστηκε ενδελεχώς ως προς τη δυνατότητά του να εξυπηρετεί φορτίο ανάλογο των πόρων που του διατίθενται. Η εξέλιξη του συστήματος το επέκτεινε προς διάφορες ενδιαφέρουσες κατευθύνσεις και συγκεκριμένα προς την ολοκλήρωση με λύσεις για την υλοποίηση τεχνολογιών πλέγματος, όπως η περίπτωση της πλατφόρμας LiveWN η οποία είναι δυνατό, όπως έδειξε αντίστοιχη μελέτη, να διανεμηθεί μέσω του OpenRSM σε μεγάλες υποδομές όπως το ΠΣΔ χρησιμοποιώντας πλήρως αυτοματοποιημένες διαδικασίες. Αντίστοιχη μελέτη έδειξε ότι είναι δυνατός ο αυτοματοποιημένος έλεγχος ασύρματων δικτύων αισθητήρων που βασίζονται στο σύστημα ΤinyOS. Το σύστημα TinyOS μπορεί με εύκολο τρόπο να ολοκληρωθεί στο OpenRSM, να διανεμηθεί και να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία δικτύων αισθητήρων. Το σύστημα ΟpenRSM έχει επεκταθεί προς τον έλεγχο ενσωματωμένων συσκευών που χρησιμοποιούνται σε ενεργά στοιχεία ασύρματων δικτύων, προς την κατεύθυνση της χρήσης μεσισμικού ενώ έχει μελετηθεί διεξοδικά η ασφάλειά του. Στη συνέχεια της εργασίας παρουσιάζεται ένα πρόβλημα αντίστοιχο με αυτό της διαχείρισης συστημάτων και δικτύου στο ΠΣΔ, το οποίο αφορά τη βιώσιμη διαχείριση των εκτυπωτικών υπηρεσιών στην Ακαδημαϊκή Βιβλιοθήκη του Πανεπιστημίου Κρήτης. Διαπιστώθηκε ότι και στην περίπτωση των συστημάτων διαχείρισης εκτυπωτικών υπηρεσιών δεν διατίθεται ΕΛ/ΛΑΚ σύστημα ικανό να προσφέρει ολοκληρωμένη λύση και έτσι αναπτύχθηκε το σύστημα KOYIAMI το οποίο καταφέρνει να αποδώσει βιώσιμη, παραγωγική λειτουργία για την πίστωση, εξυπηρέτηση και χρέωση εκτυπώσεων και φωτοτυπιών. / This thesis elaborates on the study and the solutions developed for the design, manufacture and installation of a remote service for network and systems management for the Greek School Network. This work was the starting point for the study of the area of information systems and remote management for finding and building general-purpose solutions that can cover practically all the management requirements at minimum cost. The experience gained from commercial remote management systems and their application in Greek School Network led to the idea, design and implementation of the flexible remote management system OpenRSM. Relevant experience in management and billing services for copiers and printing infrastructures led to the creation of innovative system KOYIAMI. The starting point for the work was the need to install a management service in a large number of school laboratory stations. The use of commercial software faced problems and demanded non-trivial solutions that needed to based on integration and development work. The implementation of the service was problematic both from the operational and technical perspective. Although based on leading software solutions in integrated enterprise systems and network management it has been difficult to install on the scale size of the Greek School Network. Furthermore, the cost of software systems was binding on the continuation of efforts. The final solution resulted from the deduction and the satisfaction of the most fundamental requirements that govern installations of scale and remote installations. The findings converged on the fact that as the scale grows, the business processes are more crucial not only for efficiency but also the very viability of solutions. Also, proper procedures need to be supported by relevant technical solutions. In the case of our remote management service we clarifies the sound principles for managing the scaled installation procedures, identifies the appropriate operational procedures that would make the solution viable and constructed solutions based on integration of open source software, configuration packages and network. Our experience has led us explore the industry in the field of free and open source software in order to identify tools that could accommodate pieces of enterprise management systems functionality and practically cost zero. The investigation resulted in the finding that, although administrative and management tools are fundamental tools for the practice of development and maintenance in a professional level and although there are many pieces of software available, by the time the investigation was conducted there was no effort to integrate the organization or management processes through a single, integrated information system along the lines of an high-end enterprise management system. We thus developed OpenRSM to fill this gap. The study that preceded the creation of the system scrutinized the market for the most valuable open source solutions that could be integrated. We also exploited the experience from the implementation of the remote management service in the Greek School Network in order to design a system that would provide flexible architecture, maximum scalability, maximum ease of installation, operational over the internet, maximum usability, and independence from operating systems. The design of the system was based on a formalistic framework for specifying and processing corporate functions that utilize the functionality of independent software components. Such functionality includes to the system of assets management, network monitoring, software distribution, desktop management, station discovery. The basic system logic is implemented as a management server that orchestrates the execution of the integrated components thus exposing functionality to the rest of the architectural components of the system that is, the graphical management console user and the agent installed on the managed workstations. The system was tested in pilot installation at agencies such as the Department of Organization of Operation Centers for Citizen Service, the House of Inspectors and Auditors of Public Administration and the Prefecture of Achaia. It was thoroughly examined for its ability to serve load with respect to the resources available. The evolution of the system has been extended to a number of interesting directions; it was used to prove that it can facilitate the creation of Glite-based grid technologies through the usable distribution of the LiveWN platform that automatically produces worker nodes for the HellasGrid ifrastructure. A similar case study showed that it is possible automated control of wireless sensor networks based on TinyOS system. The TinyOS system can easily be integraded into OpenRSM, distributed and used for managing networked sensors. The OpenRSM has also been expanded to control embedded devices used in wireless networks active elements and towards the use of using JAVA-based. It was also extensively tested for its safety. Our thesis also presents a problem similar to the management of systems and network in the Greek School Network, that of sustainable management of printing services in the Academic Library of the University of Crete. It was found that for the management of printing services there are also no integrated open source systems that are to provide complete solutions; thus we developed another innovative system system, KOYIAMI, which manages to deliver sustainable, productive operation for credit, services and printing and photocopying costs.

Το πρόβλημα του χρονοπρογραμματισμού είναι πολύπλευρο και δύσκολο στη σαφή αλγοριθμική του επίλυση. Ιδιαίτερα ο χρονοπρογραμματισμός εξετάσεων είναι ένα συνεχές πρόβλημα που, όπως αποδεικνύουμε, είναι πολύ δύσκολο στη γρήγορη και αποδοτική αντιμετώπισή του. Στην παρούσα διπλωματική αφού περιγράψουμε το πρόβλημα και τις ιδιαιτερότητες που παρουσιάζονται στο ελληνικό πανεπιστήμιο, αναλύουμε γενικότερα το θέμα του timetabling και τους βασικούς αλγόριθμους επίλυσης τέτοιων προβλημάτων. Ακολούθως προχωρούμε στην παρουσίαση της διαδικτυακής εφαρμογής χρονοπρογραμματισμού εξετάσεων που υλοποιήσαμε για χρήση από το τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών. Η εφαρμογή αυτή αναπτύχθηκε με σύγχρονες τεχνικές και εργαλεία ανάπτυξης λογισμικού και, όντας ανοιχτού κώδικα, κατασκευάστηκε ως πλατφόρμα ανάπτυξης και σύγκρισης αλγορίθμων timescheduling. / The timescheduling problem is multifaceted and difficult to define an algorithmic solution. Especially the exams timetabling is a constant problem for universities and, as we prove, it is very difficult to quickly and efficiently deal with it.In this thesis, after describing the problem and the characteristics presented in the Greek university, we analyze the general issue of timetabling and the basic algorithms to solve such problems.Then we proceed to the presentation of the exam scheduling web application we implemented for use by the Department of Electrical and Computer Engineering, University of Patras. This application was developed with modern tools and techniques of software development and, being open source, was also built as a development and comparison platform for timescheduling algorithms.

Αντικείμενο της εργασίας αυτής αποτελεί η χρήση της γλώσσας λογικού προγραμματισμού Prolog για τη συντακτική ανάλυση (parsing) παραδειγμάτων ρηματικής φράσης, ακολουθώντας τις τελευταίες εξελίξεις στο χώρο της γενετικής γραμματικής (Μινιμαλιστικό Πρόγραμμα). Στην προσπάθεια πλήρους περιγραφής του προβλήματος, όπως απαιτεί ο λογικός προγραμματισμός, στο επίκεντρο τοποθετείται η διεπαφή σύνταξης – σημασιολογίας. Γίνεται αναφορά σε θεωρητικά προβλήματα όπως η διάκριση μεταξύ ανεργαστικών και μεταβατικών ρημάτων και η φύση των ρημάτων καιρού (weather verbs), και προτείνονται τρόποι ερμηνείας και διαχείρισης των παραπάνω προβλημάτων στο περιβάλλον της Prolog. / The purpose of this study is to examine the use of the logic programming language Prolog as a parser for VPs within the generative grammar/Minimalist Program framework. We focus on the syntax- semantics interface and try to address issues such as the differences between unergative- transitive verbs and the structure of weather verbs within the Prolog environment.

Στην εργασία αυτή ασχοληθήκαμε με το πρόβλημα της Πιθανοτικής Ικανοποιησιμότητας. Παρουσιάσαμε ανάλυση της πολυπλοκότητας του προβλήματος και το επιλύσαμε με την βοήθεια του λογισμικού πακέτου CPLEX. Περιγράψαμε προσεγγιστικούς αλγόριθμους για το πρόβλημα της Μέγιστης Ικανοποιησιμότητας που χρησιμοποιείται στην διαδικασία της Column Generation. Τέλος, πριγράψαμε το αντίστροφο πρόβλημα των συχνών στοιχειοσυνόλων και την σχέση του με το πρόβλημα της Μέγιστης Ικανοποιησιμότητας. / This thesis is about the problem of probabilistic satisfiability. We describe its computational complexity, we solve the problem using CPLEX, we discribe some approximations on Maximum Satisfiability. Finally, we describe the connection between the problem of Probabilistic Satisfiability and the inverse frequent itemset mining.

Πέραν από τις κλασσικές μεθόδους ηλεκτρονικής μάθησης που εφαρμόζονται σήμερα, προτείνεται ένας συνδυασμός εξελικτικών αλγορίθμων και τεχνητής νοημοσύνης για την δημιουργία έξυπνων προσαρμοστικών συστημάτων ηλεκτρονικής μάθησης. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία περιγράφονται και παρουσιάζονται οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι και ταυτόχρονα η προτεινόμενη πιλοτική εφαρμογή. Το προτεινόμενο σύστημα μπορεί να προβλέψει τις μαθησιακές ικανότητες του μαθητή, μέσα από εξεταστικές διαδικασίες οι οποίες προσφέρονται από το σύστημα, με αποτέλεσμα, το σύστημα να είναι σε θέση να προβλέψει τις επόμενες κινήσεις του μαθητή. Μέσα από την προτεινόμενη εφαρμογή αναπτύχθηκαν μηχανισμοί οι οποίοι συλλέγουν πληροφορίες για τον κάθε χρήστη ξεχωριστά και δημιουργούν ανεξάρτητα προφίλ χρήστη για τον κάθε ένα. Με την χρήση συνδυασμού εξελικτικών αλγορίθμων και αλγορίθμων μάθησης το σύστημα εκπαιδεύεται ώστε να μπορεί να προβλέπει τις μελλοντικές κινήσεις του χρήστη. Η εφαρμογή που αναπτύχτηκε είναι βασισμένη σε τεχνολογίες διαδικτύου, βάσεις δεδομένων και τεχνολογίες έξυπνων πρακτόρων. / As a step beyond the classic e-learning methods that are applied today, the combination of evolutionary programming with artificial intelligence has incorporated in order to create an intelligent adaptive e-learning system. In this thesis the theory of the proposed algorithms are presented and the proposed pilot application too. The proposed system can predict the learning possibilities of a student, concerning the knowledge that is provided to him by the system, thus providing the ability to the machine to predict and anticipate his reactions. We have developed applications that can collect information for the student’s history, thus creating concrete individual profiles. Then, using evolutionary programming techniques combined with machine learning algorithms the system is trained in order to can henceforth calculate and anticipate the student’s knowledge. The applications that have been developed are based on internet technologies, data bases and intelligent agents’ technology.