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. Όμως, η πολυπλοκότητα αυτή καθιστά τις εφαρμογές δύσχρηστες καθώς είναι πολύ δύσκολο να συντηρηθούν και να επεκταθούν. 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 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. Στα πλαίσια της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας μελετώνται οι μέθοδοι μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα, τα σχεδιαστικά πρότυπα που έχουν οριστεί καθώς και οι μέθοδοι και οι διαδικασίες αντίστροφης μηχανίκευσης που έχουν αναπτυχθεί. Επιπλέον προτείνεται μία μέθοδος που ανιχνεύει και αξιολογεί την ύπαρξη πιθανών κλώνων μοντέλων. / 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 aplications 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 modelling 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 design and development of the web applications. A number of reverse engineering methods and tools have been proposed in order to analyse, comprehend and model the architectures of such applications. In this thesis, we study the various modelling methods that have been proposed, as well as the design patterns that have been defined and the reverse engineering methods that have been developed. Furthermore, we propose a method to detect and evaluate the existence of possible model clones.

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 εκθετική ανάπτυξη του Παγκόσμιου Ιστού και η συνεχής διασπορά του σε διάφορους τομείς της καθημερινότητας, έχει τροφοδοτήσει την ανάπτυξη μίας νέας γενιάς εφαρμογών, οι οποίες χαρακτηρίζονται πλέον από μεγάλο βαθμό πολυπλοκότητας. Η ανάπτυξη τέτοιων εφαρμογών είναι στην ουσία ένα υβρίδιο που συνδυάζει παραδοσιακά Πληροφοριακά Συστήματα με εφαρμογές Υπερμέσων (Hypermedia). Αυτός ο συνδυασμός θέτει νέες προκλήσεις στις υπάρχουσες προσεγγίσεις σχεδιασμού και παραγωγής λογισμικού. Στα πλαίσια της συγκεκριμένης διδακτορικής διατριβής, διερευνώνται θέματα βελτίωσης της απόδοσης εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού (ιδιαίτερα απαιτητικών σε δεδομένα - data intensive), σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής τους. Βασικός στόχος είναι η βελτίωση της απόδοσης εφαρμογών, σε πρώτο επίπεδο στα πλαίσια του σχεδιασμού, ανάπτυξης και συντήρησης τους και σε δεύτερο επίπεδο στα πλαίσια της διάθεσής τους προς τον τελικό χρήστη. Στο πρώτο κεφάλαιο της διδακτορικής διατριβής παρουσιάζεται η τρέχουσα κατάσταση σε σχέση με τις μεθοδολογίες σχεδιασμού και ανάπτυξης εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα μέχρι σήμερα. Γίνεται μία προσπάθεια να αναγνωριστούν και να χαρακτηριστούν οι διάφορες κατηγορίες λύσεων και παρουσιάζεται μία πρώτου επιπέδου αξιολόγηση σε σχέση με την επάρκεια που παρουσιάζουν στις απαιτήσεις της διαδικασίας ανάπτυξης εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού. Επιπλέον, επισημαίνονται διάφορα ανοιχτά προβλήματα και αναλύονται οι πιθανές μελλοντικές τάσεις. Ακόμη, αναλύεται σε μεγαλύτερο βάθος η μεθοδολογία και η αντίστοιχη γλώσσα μοντελοποίησης εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού WebML, καθώς αποτελεί τη βάση (γλώσσα επίδειξης) πάνω στην οποία θα στηριχτεί η παρουσίαση των τεχνικών και μεθόδων που προτείνονται στα επόμενα δύο κεφάλαια της διδακτορικής διατριβής. Στη συνέχεια, συζητούνται θέματα σε σχέση με τη μεθοδολογική προσέγγιση που χρησιμοποιήθηκε για το σχεδιασμό συγκεκριμένων παραδειγμάτων πραγματικών εφαρμογών και αναλύονται τα πλεονεκτήματα και τα αντίστοιχα μειονεκτήματα που παρουσιάστηκαν. Το δεύτερο κεφάλαιο επικεντρώνεται σε θέματα αξιολόγησης και αναδιάταξης του εννοιολογικού σχήματος-μοντέλου εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού. Εισάγεται η έννοια των Κλώνων Μοντέλου (Model Clones), ως μικρότερα μοντέλα υπερκειμένου που επαναλαμβάνονται σε ένα ευρύτερο μοντέλο εφαρμογής και η έννοια των Οσμών Μοντέλου (Model Smells), ως ενδείξεις ύπαρξης κλώνων. Παρουσιάζεται μία μέθοδος ανίχνευσης πιθανών προβλημάτων αποδοτικότητας, συνέπειας, ευχρηστίας και ποιότητας στο επίπεδο του σχήματος υπερκειμένου της εφαρμογής μέσω της εξόρυξης κλώνων μοντέλου. Έτσι μπορεί να επιτευχθεί ο αποδοτικός επανασχεδιασμός και η βελτίωση της συνολικής ποιότητάς της, σε επίπεδο διαχείρισης δεδομένων, διάταξης του υπερκειμένου και παρουσίασης του περιεχομένου. Επιπλέον, παρέχονται μετρικές αξιολόγησης, οι οποίες δίνουν τη δυνατότητα ποσοτικοποίησης της "ακατάλληλης" επαναχρη-σιμοποίησης των κλώνων και προτείνονται κανόνες αναδιάταξης του μοντέλου της εφαρμογής. Τέλος, αναλύονται θέματα αυτοματοποίησης της διαδικασίας αναδιάταξης του μοντέλου της εφαρμογής με βάση τους κλώνους μοντέλου που έχουν ανιχνευθεί. Οι τεχνικές που παρουσιάζονται μπορούν να εφαρμοστούν κατά τη διάρκεια σχεδιασμού της εφαρμογής, καθώς και κατά τη διάρκεια συντήρησης και επανασχεδιασμού της. Βασικός στόχος είναι να υποστηριχτεί η ανάγκη να προσεγγιστούν όλες οι πτυχές αποδοτικού και ποιοτικού σχεδιασμού από την αρχή του κύκλου ανάπτυξης εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού. Στο τρίτο κεφάλαιο μελετάται το πρόβλημα εντοπισμού αποδοτικών σχεδιαστικών λύσεων και σχεδιαστικών προτύπων μέσα στο εννοιολογικό σχήμα-μοντέλο μίας ή περισσότερων εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού. Τα σχεδιαστικά πρότυπα παράγονται από πεπειραμένους σχεδιαστές λογισμικού, οι οποίοι εμπειρικά μελετούν μια σειρά από επιτυχημένες εφαρμογές και στη συνέχεια ορίζουν ένα ή περισσότερα από αυτά. Επιπλέον, το μεγαλύτερο ποσοστό σχεδιαστικών προτύπων μέχρι σήμερα, έχει προταθεί από ένα πολύ μικρό αριθμό σχεδιαστών. Με στόχο την αντιμετώπιση του παραπάνω προβλήματος, προτείνεται μία μέθοδος αυτόματης εξόρυξης αποτελεσματικών σχεδιαστικών λύσεων κατά τη διάρκεια σχεδίασης (ή συντήρησης και επανασχεδιασμού) μίας εφαρμογής, στο επίπεδο του μοντέλου της. Η συγκεκριμένη μεθοδολογική προσέγγιση, στην περίπτωση που εφαρμοστεί σε εννοιολογικά σχήματα πολλών εφαρμογών μίας συγκεκριμένης κατηγορίας, μπορεί να οδηγήσει στον προσδιορισμό Πλαισίων Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον αποδοτικό σχεδιασμό εφαρμογών της συγκεκριμένης αυτής κατηγορίας, ή ακόμα και στον αυτόματο εντοπισμό σχεδιαστικών προτύπων. Τέλος, παρουσιάζεται ο συνδυασμός της μεθόδου με υψηλότερου επιπέδου γλώσσες χειρισμού μοντέλου εφαρμογών, ώστε να επιτευχθεί η αυτοματοποίηση της εφαρμογής των αποδοτικών σχεδιαστικών λύσεων που ανακτήθηκαν με τη χρήση της, για τη δημιουργία ή επέκταση του εννοιολογικού σχήματος μίας εφαρμογής. Στο τελευταίο κεφάλαιο της διδακτορικής διατριβής γίνεται διερεύνηση του προβλήματος της συνεχώς αυξανόμενης κίνησης στον Παγκόσμιο Ιστό και της επίδρασης που έχει αυτό στην ποιότητα των εφαρμογών που βασίζονται στο συγκεκριμένο περιβάλλον. Σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες, η κίνηση στον Παγκόσμιο Ιστό διπλασιάζεται κάθε χρόνο. Οι χρήστες απαιτούν όλο και μεγαλύτερο όγκο πληροφορίας από τους Ιστοχώρους του Παγκόσμιου Ιστού, ενώ παράλληλα θέλουν να ξοδέψουν όσο το δυνατόν μικρότερο χρόνο για την καταφόρτωση δεδομένων (downloading). Για το λόγο αυτό, όλο και περισσότερο εύρος ζώνης Διαδικτύου απαιτείται και οι παροχείς πρόσβασης στο Διαδίκτυο (ISPs) προσπαθούν να λύσουν το πρόβλημα κατασκευάζοντας δίκτυα υψηλών ταχυτήτων. Στο συγκεκριμένο κεφάλαιο παρουσιάζεται μία μέθοδος μείωσης του χρόνου καταφόρτωσης ιστοσελίδων με τη χρήση αλγορίθμων συμπίεσης δεδομένων. Επίσης, παρουσιάζεται μια περιπτωσιολογική μελέτη (case study) που υπολογίζει τη μείωση του χρόνου που απαιτείται για να καταφορτωθεί πλήρως μία ιστοσελίδα και να παραδοθεί στον τελικό χρήστη. Επιπλέον, αναλύεται ο τρόπος υπολογισμού του ποσοστού μείωσης του όγκου των μεταφερόμενων δεδομένων, των πόρων σε εύρος ζώνης και του χρόνου απόκρισης, όταν το χαρακτηριστικό συμπίεσης του πρωτοκόλλου HTTP/1.1 ενεργοποιηθεί. / The exponential growth of the Web and its capillar diffusion in a variety of productive contexts are nurturing a novel generation of applications, characterized by a large degree of complexity. The development of such applications is a hybrid between traditional Information Systems development and Hypermedia authoring. This combination challenges the existing tools and approaches for software production. In this dissertation we take an in-depth look at a wide range of aspects concerning the performance improvement of data-intensive Web applications. The main goal is to improve the performance at all levels of the application life-cycle. At a first level we focus on the processes of design, development and maintenance of Web applications and at a second level on their effective delivery to their end users. In the first chapter we present the current practices and methodological approaches proposed by the research community, in order to provide a firm and effective framework for the design/modeling and development of Web applications. We evidentiate the software engineering, architectural, and applicative issues of Web development, and compare the current approaches on Web modeling, in order to identify open problems and potential extensions. We provide an in-depth analysis of Web Modeling Language (WebML), as it will be utilized for the demonstration of the methods and techniques proposed in the next two chapters. Finally, we summarize the results and report on the advantages and disadvantages identified during the design and development of four real life web applications using a modeling language. The second chapter focuses on evaluating and refactoring the conceptual schemas of Web applications. We introduce the notion of Model Clones, as partial conceptual schemas that are repeated within a broader application model and the notion of Model Smells, as certain blocks in the Web applications model, that imply the possibility of refactoring. We illustrate a methodology for detecting and evaluating the existence of potential model clones, in order to identify problems in an application

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 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. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετούνται οι μέθοδοι μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα, τα σχεδιαστικά πρότυπα που έχουν οριστεί καθώς και οι μέθοδοι και οι διαδικασίες αντίστροφης μηχανίκευσης που έχουν αναπτυχθεί. Επιπλέον προτείνεται μία μέθοδος αυτόματου εντοπισμού σχεδιαστικών λύσεων στο εννοιολογικό μοντέλο μιας εφαρμογής και μία μέθοδος αντίστροφης μηχανίκευσης με στόχο τη μοντελοποίηση της εφαρμογής. Αναλυτικά, η παρούσα διπλωματική εργασία είναι δομημένη ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο παραθέτονται τα οφέλη χρήσης μοντέλων κατά το σχεδιασμό εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, καθώς και οι βασικές απαιτήσεις που θα πρέπει να ικανοποιούν οι μέθοδοι μοντελοποίησης για την πληρέστερη μοντελοποίηση των χαρακτηριστικών των εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Επιπλέον, γίνεται επισκόπηση και παρουσίαση των κυριότερων μεθόδων μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην παρουσίαση της γλώσσας μοντελοποίησης WebML, γιατί αποτελεί την γλώσσα μοντελοποίησης με βάση την οποία αναπτύχθηκαν οι μέθοδοι που προτείνονται στα κεφάλαια 3 και 4. Τέλος, στο κεφάλαιο αυτό γίνεται σύγκριση των προτεινόμενων μεθόδων μοντελοποίησης. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα οφέλη χρήσης σχεδιαστικών προτύπων τόσο από άπειρους όσο και από έμπειρους σχεδιαστές και δίνεται ένας επίσημος ορισμός των σχεδιαστικών προτύπων για τον παγκόσμιο ιστό. Επιπλέον, στα πλαίσια του κεφαλαίου αυτού γίνεται παρουσίαση των προτύπων δημοσίευσης και διαχείρισης περιεχομένου που έχουν οριστεί στη WebML. Για το σχεδιασμό πολύπλοκων εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, ναι μεν το είδος επαναχρησιμοποίησης που προσφέρουν τα σχεδιαστικά πρότυπα παγκόσμιου ιστού είναι πολύτιμα, εν τούτοις απαιτείται η επαναχρησιμοποίηση όσο το δυνατόν μεγαλύτερων σχεδιαστικών δομών. Για το λόγο αυτό γίνεται αναφορά και παρουσίαση της επαναχρησιμοποίησης που υποστηρίζεται από τη χρήση σχεδιαστικών πλαισίων ανάπτυξης εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Στο τρίτο κεφάλαιο προτείνεται μία μέθοδος ανάκτησης αποδοτικών σχεδιαστικών λύσεων και σχεδιαστικών προτύπων μέσα στο εννοιολογικό σχήμα-μοντέλο μίας ή περισσότερων εφαρμογών παγκόσμιου ιστού. Η συγκεκριμένη μεθοδολογική προσέγγιση, αν εφαρμοστεί σε εννοιολογικά σχήματα πολλών εφαρμογών μίας συγκεκριμένης κατηγορίας, μπορεί να οδηγήσει στον προσδιορισμό πλαισίων ανάπτυξης εφαρμογών για τον αποδοτικό σχεδιασμό εφαρμογών της συγκεκριμένης αυτής κατηγορίας, ή ακόμα και στον αυτόματο εντοπισμό σχεδιαστικών προτύπων. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται ο ερευνητικός χώρος της αντίστροφης μηχανίκευσης, τα συστατικά που αποτελούν μία εφαρμογή παγκόσμιου ιστού, καθώς και ο τύπος της πληροφορίας που απαιτείται να εξαχθεί από μία διαδικασία αντίστροφης μηχανίκευσης, έτσι ώστε να γίνει κατανοητή και αντιληπτή η αρχιτεκτονική μιας τέτοιας εφαρμογής. Προτείνεται επίσης μια μέθοδος αντίστροφης μηχανίκευσης εφαρμογών παγκόσμιου ιστού, με στόχο τη μοντελοποίησή τους με χρήση της WebML και παρουσιάζεται το εργαλείο που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, για να υποστηρίξει την προτεινόμενη μέθοδο. Η εφαρμογή του σε μία εφαρμογή προβολής περιεχομένου έδωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα όσον αφορά τη λειτουργικότητα και την αποτελεσματικότητα της μεθόδου. / 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 aplications 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 modelling 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 analyse, comprehend and model the architectures of such applications. In this thesis, we study the various modelling methods that have been proposed, as well as the design paterns that have been defined and the reverse engineering methods that have been developed. Furthermore, we propose a method to automatically detect design solutions at the conceptual schema of a web application and a reverse engineering method in order to model an existing web application. Analytically, this master thesis is being structured in the following chapters: The first chapter presents the benefits of using models when designing web applications, as well as the requirements that a web application must satisfy in order to be able to model the features of the web applications. The main modelling methods, that have been proposed by the research community, are also presented. The Web modelling language (WebML) is extensively presented as it constitutes the model language with which the methods that we suggest in chapters 3 and 4 have been developed. In the end of this chapter, we make a comparison of the proposed modelling methods. In the second chapter we present the benefits gained when using design patterns by non-experienced as well by experienced developers. Moreover, we present the patterns that have been defined in WebML. Though the kind of reuse provided by patterns is valuable when designing web applications, complex web applications need a way to maximize reuse of larger design structures. For this reason, we also present the kind of reuse that is provided by using web application frameworks. In the third chapter we propose a methodology for retrieving effective design solutions, or even more design patterns, within the conceptual schema of one or more web applications. This approach, if applied to a large number of applications of the same domain, may lead to the identification of templates for specific domain Web application frameworks and to the discovery of new design patterns. The fourth and last chapter of this thesis focuses on reverse engineering. We present the work that has been done in the domain of reverse engineering, the components of a web application, and the type of information that should be retrieved by a reverse engineering approach in order to comprehend the architecture of the web application. We also suggest a reverse engineering method in order to model an existing web application using WebML. The tool that was implemented in order to support this method is also presented. Applying this method in a content management application gave us good results as far as its functionality and its effectiveness are concerned.