Στη παρούσα εργασία περιγράφεται η σχεδίαση και η υλοποίηση μιας θέσεως εργασίας (workstation) ενός εργαστηρίου DSPs από απόσταση που θα εξειδικεύεται στην επεξεργασία εικόνας. / This master thesis describes the design and implementation of a Workstation of a DSPs Remote Lab, specialized in image processing.

Η παρούσα εργασία ασχολείται με την ανάκτηση (retrieval) σχήματος από μια βάση δεδομένων στην οποία περιλαμβάνονται ομοειδή αλλά και ανόμοια σχήματα. Τα σχήματα αυτά είναι τρισδιάστατα και παρουσιάζονται σε διάφορες μορφές. Αυτό σημαίνει ότι το ίδιο αντικείμενο μπορεί να παρουσιάζεται στην βάση δεδομένων είτε ελαφρώς παραμορφωμένο, είτε από διαφορετική γωνία είτε να έχουν μετατοπιστεί οι κινούμενοι σύνδεσμοι που μπορεί να έχει. Πρόκληση και στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι ο αλγόριθμος που θα υλοποιήσουμε, να μπορεί να ταυτοποιεί το προς εξέταση αντικείμενο με τα σχήματα που αντιπροσωπεύουν το αυτό αντικείμενο. Ο αλγόριθμος που θα χρησιμοποιήσουμε κάνει χρήση των αποστάσεων διάχυσης (Diffusion distances), οι οποίες αποτελούν αντικείμενο έρευνας με πολλές εφαρμογές για την ανεύρεση σχήματος. / This paper deals with the retrieval of shapes from a database that includes similar and dissimilar shapes. These shapes are three-dimensional and are presented in various forms. This means that the same object can be presented in the database or slightly distorted, either from a different angle or with the driven links shifted. Challenge and aim of this thesis is the algorithm that we will implement , it can identify the subject being studied with shapes that represent the same object. The algorithm makes use of the diffusion distances, which are the subject of investigation of many applications for finding shape.

Η διατριβή ασχολείται με το πρόβλημα της διαλειτουργικότητας και συνεργασίας εκπαιδευτικών εφαρμογών στο διαδίκτυο. Η έρευνα οδήγησε στη σχεδίαση και υλοποίηση ενός πρωτότυπου περιβάλλοντος που στηρίζεται στην αρχιτεκτονική πολλαπλών πρακτόρων και επιτρέπει τη συνεργασία μεταξύ των εκαπιδευτικών κόμβων να υποστηρίξουν μαθησιακές δυσκολίες του από απόσταση εκπαιδευομένου. / This thesis focuses on the problem of the interoperability an d cooperation between educational applications in the open enviroment of the World Wide Web. The research led to the design and development of a prototype enviroment (Multi Agent Tutoring System MATS) that implements the collaboration among educational nodes in order to support the needs of a distantr learner.

Αντικείμενο της εργασίας μου είναι η E-learning. Αρχικά εξετάζω την πορεία της μέσα στον χρόνο, τα πλεονεκτήματά της αλλά και τα μειονεκτήματά της σε σχέση με την παραδοσιακή εκπαίδευση. Σαν μια νέα διάσταση στον χώρο της εκπαίδευσης χρειάζεται νέος σχεδιασμός τόσο όσον αφορά στην οργάνωση των μαθημάτων και του εκπαιδευτικού υλικού όσο και για την διαχείριση της τάξης. Συνεχίζω με την παρουσίαση των διαφόρων μοντέλων ανάπτυξης της E-learning που έχουν κατά καιρούς προταθεί. Μέσα από αυτά και κυρίως λόγω των προβλημάτων που αναδεικνύονται, διαφαίνονται και οι προοπτικές εξέλιξης της που δεν είναι άλλες από την συνδυασμένη μάθηση στην οποία και γίνεται ιδιαίτερη αναφορά αφού όπως όλα δείχνουν αναμένεται τελικά να επικρατήσει λόγω των πλεονεκτημάτων που προσφέρει. Ακολουθούν σκέψεις και προβληματισμοί ανθρώπων που έχουν ασχοληθεί ιδιαίτερα με την εκπαίδευση από απόσταση καθώς επίσης και προτάσεις για την αποδοτικότερη χρήσης της. Αυτοί που καλούνται να υλοποιήσουν την νέα αυτή μέθοδο μάθησης είναι βέβαια οι εκπαιδευτικοί και σίγουρα οι σκέψεις τους και οι προβληματισμοί τους έχουν θέση στην παρούσα εργασία. Στην συνέχεια γίνεται μία προσπάθεια αξιολόγησης της αποτελεσματικότητας της E-learning μέσα από διάφορες έρευνες που κατά καιρούς έχουν γίνει σε διάφορα σημεία του κόσμου. Στο κεφάλαιο για την κατάσταση στην Ελλάδα παρουσιάζω το Πανελλήνιο Σχολικό δίκτυο το οποίο είναι επιφορτισμένο με την παροχή τηλεματικών και άλλων υπηρεσιών στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση, με παράλληλη παράθεση των στοιχείων εκείνων που δείχνουν κατά πόσο οι υπηρεσίες αυτές χρησιμοποιούνται από μαθητές και εκπαιδευτικούς έτσι ώστε έμμεσα να φανεί κατά πόσο η εκπαιδευτική κοινότητα είναι πρόθυμη να χρησιμοποιήσει την νέα τεχνολογία. Συνεχίζω με τον μοναδικό πανεπιστημιακό φορέα που κάνει χρήση της Ε-learning ο οποίος είναι το Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο επικεντρώνοντας την προσοχή ιδιαίτερα στο τμήμα εκείνο που αξιοποιεί και αναπτύσσει την νέα αυτή μορφή της εκπαίδευσης. Στην συνέχεια αναφέρομαι στην πετυχημένη προσπάθεια της Ρουμανίας πάνω στην E-learning η οποία θα μπορούσε να λειτουργήσει ως οδηγός για άλλες αντίστοιχες προσπάθειες και κλείνω την εργασία μου με παρουσίαση διαγραμμάτων που δείχνουν πως έχει η κατάσταση στα διάφορα κράτη της Ευρώπης σχετικά με την χρήση της νέας αυτής μορφής μάθησης. / The object of my study is E-learning. Initially I refer to E-learning through the time, the advantages and the disadvantages related to the traditional education. As a new dimension in the space of education it needs a new planning in the way the courses are organized, the educational material and the class management. I continue with the presentation of various models of growth of E-learning that have been proposed. Through them and especially through the problems that have appeared, we can see the prospect of E-learning that is not other than the hybrid learning. There is particular report in this kind of learning because all elements show that this learning will finally prevail, because off the advantages that it offers. Some thoughts and reflections of persons that have particularly dealt with the education from distance are presented as well as proposals for more efficient use. Those that are called to materialise this new method of learning are the teachers and surely their thoughts and their reflections have been writen in this work. Then becomes an effort of evaluation of effectiveness of E-learning through various researches that occasionally have taken place all over the world. In the chapter for the situation in Greece I present the Hellenic School network which is charged with the rendering of telematics and other services in the first and secondary education. Moreover there is a parallel presentation of the elements that show how much these services are used by students and teachers. Through these elements we can see the degree the educational community is willing to use the new technology.I continue with the unique academic institution in Greece that makes use of E–learning, which is the Greek Open University, focusing the attention particularly in that department that develops and uses this new type of education. Then I refer to the succesful effort of Romania in E - learning which would be a good example for other similar efforts. I close my work with the presentation of diagrams that shows the situation in Europe with regard to the use of this new type of learning.

Στη σύγχρονη εποχή το κενό απόδοσης μεταξύ του επεξεργαστή και της μνήμης ενός σύγχρονου υπολογιστικού συστήματος συνεχώς μεγαλώνει. Είναι λοιπόν σημαντικό να ερευνηθούν νέοι τρόποι για να καλυφθεί η αδυναμία της κύριας μνήμης να ακολουθήσει τον επεξεργαστή. Η μνήμη cache ήταν ανέκαθεν ένα χρήσιμο εργαλείο προς αυτήν την κατεύθυνση. Χρειάζεται όμως πλέον να προχωρήσει πέρα από την απλοϊκή μορφή της και τον αλγόριθμο LRU Η παρούσα διπλωματική έχει σαν σκοπό την μελέτη της cache σε πραγματικό περιβάλλον και την ανάλυση της δυνατότητας και της χρησιμότητας της πρόβλεψης της συμπεριφοράς ενός σύγχρονου προγράμματος όσον αφορά την προσπέλαση της μνήμης. Η εργασία επικεντρώνεται στην χρήση τεχνικών dynamic instrumentation για την υλοποίηση ενός μηχανισμού πρόβλεψης της απόστασης επαναχρησιμοποίησης μιας θέσης μνήμης, μέσω της ανάλυσης και μελέτης της συμπεριφοράς της εντολής, που ζητά να προσπελάσει την συγκεκριμένη θέση μνήμης. Αναλύεται εκτενώς η λειτουργία ενός τέτοιου μηχανισμού και παρέχονται στατιστικές μετρήσεις που επιβεβαιώνουν την χρησιμότητα και ευστοχία μιας τέτοιας πρόβλεψης. / In contemporary times the performance gap between the CPU and the main memory of a modern computer system grows larger. So it is important to find new ways to cover the inability of the main memory to cope with the CPU’s performance. Cache memory has always been a useful tool towards this goal. However the need arises for it to move beyond simplistic implementations and algorithms like LRU. The present end year project aims towards the study of cache memory in a real time environment and the analysis of the capability and usefulness of prediction of the memory access behaviour of a modern program. The thesis puts weight on the use of dynamic instrumentation techniques for the creation of a prediction mechanism of the reuse distance of a memory address, through the analysis and study of the behavior of the instruction that accessed this memory address. The function of such a mechanism is analyzed in depth and statistical measures are provided to prove the usefulness and accuracy of such a prediction.

Το αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής αφορά στην ανάπτυξη μιας ευέλικτης και επεκτάσιμης αρχιτεκτονικής που θα αξιοποιηθεί στον σχεδιασμό συστημάτων για την διεξαγωγή πειραμάτων από απόσταση. Τα συστήματα αυτά αναφέρονται ως RLs (Remote Laboratories) και επιτρέπουν στους χρήστες να χειρίζονται απομακρυσμένα τον διαθέσιμο εργαστηριακό εξοπλισμό με σκοπό την διεξαγωγή πειραμάτων. Στην διεθνή βιβλιογραφία έχουν καταγραφεί σημαντικές ερευνητικές προσπάθειες που σχετίζονται με την ανάπτυξη RLs σε διάφορα γνωστικά αντικείμενα. Όμως ακόμη και σήμερα δεν έχει υιοθετηθεί από την επιστημονική κοινότητα κάποια κοινά αποδεκτή αρχιτεκτονική για την ανάπτυξη RLs. Αρχικά προτείνεται μια αρχιτεκτονική για την ανάπτυξη RLs η οποία ονομάζεται ARIAL (Architecture of Internet Accessible Laboratories) η οποία είναι ανεξάρτητη από το γνωστικό αντικείμενο των υποστηριζόμενων από απόσταση πειραμάτων. Η συγκεκριμένη αρχιτεκτονική είναι επίσης ανεξάρτητη τόσο από το υλικό (hardware) όσο και από το λογισμικό (software) που θα αξιοποιηθεί για την ανάπτυξη ενός RL. Η ARIAL αποτελείται από δύο δομικά στοιχεία, τον MWS (Main Web Server) και το WS (WorkStation). Ο MWS αναλαμβάνει κυρίως την διαχείριση των χρηστών και των διαθέσιμων WSs. Ενώ τα WSs που συνήθως βρίσκονται σε πολλαπλότητα, αναλαμβάνουν αποκλειστικά την διεξαγωγή των υποστηριζόμενων από απόσταση πειραμάτων. Η επικοινωνία μεταξύ του MWS και των WSs επιτυγχάνεται μέσω μιας βάσης δεδομένων που επιτρέπει την πρόσβαση μέσω διαδικτύου. Επομένως, τα WSs μπορούν να εγκατασταθούν σε οποιαδήποτε γεωγραφική τοποθεσία επιτρέποντας την ανάπτυξη ομοσπονδιακών RLs. Όμως το σημαντικότερο χαρακτηριστικό της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής το οποίο συμβάλει αποφασιστικά στην βιωσιμότητα ενός RL, είναι η υποστήριξη από απόσταση πειραμάτων που έχουν σχεδιαστεί και υλοποιηθεί από τους χρήστες. Με στόχο την επιβεβαίωση της ARIAL προτείνεται ένα RL στην ψηφιακή επεξεργασία σήματος με DSPs που ονομάζεται R-DSP Lab (Remote Digital Signal Processors Laboratory). Το R-DSP Lab παρέχει στους χρήστες την δυνατότητα είτε να διεξάγουν ένα από τα προκαθορισμένα από απόσταση πειράματα είτε να επιβεβαιώσουν την ορθή λειτουργία μιας DSP εφαρμογής που ανέπτυξαν οι ίδιοι. Το συγκεκριμένο RL επιτρέπει επίσης την ανάπτυξη από απόσταση πειραμάτων από τους χρήστες. Στην περίπτωση αυτή οι χρήστες εκτός από την DSP εφαρμογή που επιθυμούν, θα πρέπει να υλοποιήσουν και το GUI (Graphical User Interface) που αναλαμβάνει τον απομακρυσμένο έλεγχο της παραπάνω DSP εφαρμογής. Κατά την διεξαγωγή οποιουδήποτε από τα παραπάνω απόσταση πειράματα οι χρήστες μέσω μιας κατάλληλα σχεδιασμένης ιστοσελίδας έχουν την δυνατότητα να ελέγχουν απομακρυσμένα τα διαθέσιμα εργαστηριακά όργανα. Στην συνέχεια προτείνεται ένα RL στην ψηφιακή επεξεργασία εικόνας με DSPs που ονομάζεται R-DImPr Lab (Remote Digital Image Processing Laboratory). Το συγκεκριμένο RL επιτρέπει την επιβεβαίωση μιας DSP εφαρμογής που αναπτύχθηκε από τον χρήστη αξιοποιώντας το API (Application Program Interface) του R-DImPr Lab. Η DSP εφαρμογή αναλαμβάνει την ψηφιακή επεξεργασία εικόνων που λαμβάνονται από τον διαθέσιμο αισθητήρα εικόνας. Κατά την διεξαγωγή του από απόσταση πειράματος ο χρήστης μέσω της ιστοσελίδας του RL αφού επιλέξει τις ρυθμίσεις του αισθητήρα εικόνας, έχει την δυνατότητα να παρατηρήσει τόσο στην αρχική όσο και στην επεξεργασμένη εικόνα. Με σκοπό την διεύρυνση των δυνατοτήτων του R-DimPr Lab σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε ένα σύστημα επεξεργασίας εικόνας με DSPs το οποίο παρέχει στους χρήστες την δυνατότητα να διεξάγουν από απόσταση πειράματα ελέγχοντας απομακρυσμένα, τόσο την λειτουργία της αντίστοιχης DSP εφαρμογής όσο και την θέση του αισθητήρα εικόνας. Ο έλεγχος της θέσης του αισθητήρα εικόνας επιτυγχάνεται μέσω ενός μηχανισμού κίνησης που βασίζεται σε δύο βηματικούς κινητήρες και επιτρέπει την περιστροφή του αισθητήρα εικόνας σε δύο άξονες. Επιπρόσθετα, διερευνείται η δυνατότητα ανάπτυξης από απόσταση πειραμάτων στην ψηφιακή επεξεργασία εικόνας με DSPs από τους χρήστες αξιοποιώντας το R-DSP Lab. Τέλος, προτείνεται ένα RL στην αρχιτεκτονική των υπολογιστών που επιτρέπει στους χρήστες να προγραμματίσουν σε assembly μια από τις δύο διαθέσιμες CPUs (Central Processing Units). Κατά την διαδικασία επιβεβαίωσης, αρχικά φορτώνεται στο FPGA (Field Programmable Gate Array) της διαθέσιμης αναπτυξιακής πλατφόρμας η υλοποίηση του συστήματος που βασίζεται στην επιλεγμένη CPU. Στην συνέχεια μέσω του GUI της ιστοσελίδας του προτεινόμενου RL, οι χρήστες έχουν την δυνατότητα να παρατηρήσουν βήμα προς βήμα τις μικρο-λειτουργίες που λαμβάνουν χώρα στην επιλεγμένη CPU κατά την εκτέλεση του προγράμματος. / The subject of this Ph.D. dissertation deals with the development of a flexible and expandable architecture which will be exploited in the design of systems for the conduction of remote experiments. These systems are referred as RLs (Remote Laboratories) and allow the users to handle remotely the available laboratory equipment in order to perform remote experiments. Significant scientific efforts which deal with the development of RLs in several cognitive fields, have been documented in the international literature. However, even today a commonly accepted architecture for the development of RLs has not been adopted by the scientific community. At the beginning, an architecture for the development of RLs which is called ARIAL (ARchitecture of Internet Accessible Laboratories) and is independent of the cognitive field of the supported remote experiments, is proposed. This architecture is also independent of both the hardware and the software which will be utilized for the development of the corresponding RL. The ARIAL consists of two structural elements, the MWS (Main Web Server) and the WS (WorkStation). The MWS undertakes the management of the users and the available WSs. Each one of the multiple WSs is exclusively responsible for the conduction of the supported remote experiments. The communication between the MWS and the WSs is achieved through an internet accessible database. Therefore, the WSs can be installed in any geographic location allowing the development of federal RLs. However, the most important feature of the proposed architecture which contributes decisively to the sustainability of a RL, is the support of remote experiments designed and implemented by the users. In order to confirm the ARIAL, this Ph.D. dissertation also proposes a RL in digital signal processing with DSPs which is called R-DSP Lab (Remote Digital Signal Processors Laboratory). The R-DSP Lab provides the users with the ability either to perform one of the predefined remote experiments or to confirm the operation of a DSP application which is developed by them. In addition, the proposed RL allows the development of remote experiments by the users. In this case, the users implement offline both the desired DSP application and the GUI (Graphical User Interface) which undertakes the remote control of the above DSP application. During the conduction of the above remote experiments, the users are able to remote control the available laboratory instruments through a carefully designed web page. Subsequently, a RL in digital image processing with DSPs which is called R-DImPr Lab (Remote Digital Image Processing Laboratory), is also proposed. This RL allows the verification of a DSP application developed by the user utilizing the API (Application Program Interface) of R-DImPr Lab. The DSP application undertakes the digital process of images which are captured by the available image sensor. During the conduction of the remote experiment, the user through the web page of the proposed RL, selects the parameters of the image sensor and observes both the original and the processed image. In order to expand the features of the R-DImPr Lab, a digital image processing system based on DSPs was designed and developed. This system allows the users to perform remote experiments by controlling remotely both the DSP application and the position of the image sensor. The control of the image sensor’s position is achieved through a motion actuator which is based on two stepper motors and allows the rotation of the image sensor in two axes. In addition, this Ph.D. dissertation explores the possibility of the development of remote experiments in digital image processing with DSPs by the users utilizing the features of the R-DSP Lab. Finally, a RL in computer architecture which allows the users to program in assembly language one of the two available CPUs (Central Processing Units), is proposed. During the verification process, the implementation of the system which is based on the selected CPU, is loaded into the FPGA (Field Programmable Gate Array) of the available development platform. The users through the GUI of the proposed RL’s web page, are able to observe the micro-operations which take place in the selected CPU during the step by step program execution.

Η μέθοδος αναγνώρισης μέσω του τρόπου πληκτρολόγησης αποτελεί μία μέθοδο αναγνώρισης βιομετρικών χαρακτηριστικών με στόχο να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος κλοπής των προσωπικών κωδικών των πελατών ενός συστήματος. Το παρόν βιομετρικό σύστημα βασίζεται στο σενάριο ότι ο ρυθμός με τον οποίο ένα πρόσωπο πληκτρολογεί είναι ξεχωριστός. Το βιομετρικό σύστημα έχει δύο λειτουργίες, την εγγραφή των πελατών στο σύστημα και τη σύγκριση. Για την εγγραφή απαραίτητη είναι η εξαγωγή των προτύπων των πελατών τα οποία αποθηκεύονται στη βάση δεδομένων του συστήματος ενώ για στη σύγκριση το πρότυπο του χρήστη συγκρίνεται με το πρότυπο του πελάτη που ισχυρίζεται ότι είναι. Στη παρούσα εργασία η εξαγωγή τον προτύπων πραγματοποιείται μέσω μία σειράς αλγοριθμικών διαδικασιών. Αρχικά η μονοδιάστατη χαρακτηριστική χρονοσειρά του χρήστη μετατρέπεται μέσω της μεθόδου Method of Delays σε ένα πολυδιάστατο διάνυσμα που λειτουργεί ως χαρακτηριστικό της ακολουθίας. Στη συνέχεια χρησιμοποιούμε δύο διαφορετικές μεθόδους για να υπολογίσουμε τις ανομοιότητες μεταξύ των πολυδιάστατων διανυσμάτων που προέκυψαν. Οι δύο αυτές μέθοδοι είναι οι Wald-Wolfowitz test και Mutual Nearest Point Distance. Οι τιμές αυτές τοποθετούνται σε έναν πίνακα κάθε στοιχείο του οποίου αναπαριστά την ανομοιότητα μεταξύ δύο χρονοσειρών. Ο πίνακας αυτός μπορεί είτε να αποτελέσει το σύνολο των προτύπων των χρηστών είτε να χρησιμοποιηθεί ως είσοδο στη μέθοδο Multidimensional Scaling που χρησιμοποιείται για μετατροπή του πίνακα ανομοιοτήτων σε διανύσματα και εξαγωγή νέων προτύπων. Τέλος, προτείνουμε ως επέκταση της εργασίας την εκπαίδευση του βιομετρικού συστήματος με χρήση των τεχνικών Support Vector Machines. Για τη λειτουργία της σύγκρισης εξάγουμε πάλι το πρότυπο του χρήστη με την ίδια διαδικασία και το συγκρίνουμε με μία τιμή κατωφλίου. Τέλος, ο έλεγχος της αξιοπιστίας του συστήματος πραγματοποιείται μέσω της χρήσης τριών δεικτών απόδοσης, Equal Error Rate, False Rejection Rate και False Acceptance Rate. / The identification method via keystroke is a method of identifying biometric features in order to minimize the risk of theft of personal codes of customers of a system. The present biometric system based on the scenario that the rate at which a person presses the keyboard buttons is special. The biometric system has two functions, the enrollment of customers in the system and their test. For enrollment, it is necessary to export standards of customers’ information stored in the system database and for the test the standard of the user is compared with the standard of the user that is intended to be the customer. In the present thesis the export of the standards is taken place via a series of algorithmic procedures. Initially,the one dimensional characteristic time series of user is converted, by the technique Method of Delays, in a multidimensional vector that acts as a feature of the sequence. Then, two different methods are used to compute the dissimilarities between multidimensional vectors obtained. These two methods are the Wald-Wolfowitz test and the Mutual Nearest Point Distance. These values are placed in an array, each element of which represents the dissimilarity between two time series. This table can be either the standards of users or can be entry in the Multidimensional Scaling method used to convert the table disparities in vectors and then produce new standards of users. Finally, we propose as extension of our thesis, the training of biometric system with using the techniques of Support Vector Machine. For the test, again the pattern of the user is extracted with the same procedure and is compared to a threshold. Finally, the reliability of the system is carried out through the use of three performance indicators, Equal Error Rate, False Rejection Rate and False Acceptance Rate.

Η ραγδαία εξάπλωση του Internet έχει προκαλέσει σημαντικές αλλαγές σε πολλούς κλάδους της οικονομίας και της κοινωνίας παγκόσμια. Με τη ραγδαία ανάπτυξη των Τεχνολογιών της Πληροφορικής και της Τεχνολογίας, μια νέα μορφή εκπαίδευσης εμφανίστηκε, που δεν είναι άλλη από το e-learning (εκπαίδευση από απόσταση), που έφερε την επανάσταση στο εκπαιδευτικό γίγνεσθαι. Επιπρόσθετα ο Παγκόσμιος Ιστός σταδιακά μετεξελίσσεται στο Σημασιολογικό Παγκόσμιο Ιστό (Semantic Web) νέα μοντέλα και πρότυπα (XML, RDF, OWL) αναπτύσσονται για την προώθηση αυτής της διαδικασίας. Η έκφραση, μετάδοση και αναζήτηση πληροφοριών με χρήση αυτών των προτύπων ανοίγει νέους ορίζοντες στη χρήση του Διαδικτύου. Οι οντολογίες κερδίζουν ολοένα έδαφος για την αναπαράσταση γνώσης. Σε μια μεγάλη οντολογία που περιέχει χρήσιμα δεδομένα για ένα σύστημα εξ’ αποστάσεως εκπαίδευσης, αξίζει κάποιος να ερευνήσει την «κρυμμένη γνώση», δηλαδή να ανακαλύψει πιθανές συσχετίσεις ή συνειρμούς, να βρει πρότυπα ή μορφές που επαναλαμβάνονται ή ακραία φαινόμενα. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια επίδειξη τεχνολογίας για την έγκυρη και έγκαιρη πρόβλεψη της απόδοσης των φοιτητών σε ένα σύστημα εξ’ αποστάσεως εκπαίδευσης. Η βασική ιδέα προκύπτει από την ανάγκη να σχεδιαστεί μία οντολογία η οποία θα μπορεί να αποθηκεύσει τη γνώση σχετικά με τις ικανότητες φοιτητών (user profile) σε σχέση με ένα συγκεκριμένο εκπαιδευτικό αντικείμενο (ΠΛΗ23 – Τηλεματική, Διαδίκτυο του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου (ΕΑΠ) )η οποία έχει πολύ συγκεκριμένη ύλη και 4 υποχρεωτικές γραπτές εργασίες ανά έτος). Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα μελέτης της ανάλυσης των δεδομένων των φοιτητών με τεχνικές εξόρυξης γνώσης. Η εύρεση των κανόνων πραγματοποιήθηκε μέσω του εργαλείου Weka. Το αποτέλεσμα που προέκυψε είναι μία βάση γνώσης βάσει της οποίας γίνεται έγκαιρα και έγκυρα η πρόβλεψη της συμπεριφοράς του φοιτητή, δηλαδή αν θα καταφέρει να ολοκληρώσει επιτυχώς ή μη τη Θεματική Ενότητα που έχει αναλάβει στο ΕΑΠ, ώστε ο διδάσκων να μπορεί από πολύ νωρίς να υποστηρίξει το φοιτητή με επιπλέον υλικό αν απαιτείται. / The rapid spread of Internet has caused significant changes in many sectors of the economy and society worldwide. From those changes could not be left out of education. With the rapid development of information technologies and technology, a new form of education appears, e-learning (distance education), which revolutionized the educational process. Furthermore, while the World Wide Web gradually transforms into Semantic Web, new standards and models (XML, RDF, OWL) are evolving in order to launch this inquiry. The storage, presentation, transmission and search of information according to those standards open up new horizons in the utilization of the Web. Ontologies are increasingly get used for knowledge representation. A large ontology contains useful data for a system of distance education, deserves someone to investigate the "hidden knowledge", i.e. to discover possible associations or to find patterns or forms that are repeated or extreme events. This thesis is a demonstration of technology for accurate and timely prediction of the performance of students in a system of distance education. The basic idea was to design an ontology that can store knowledge about the students’ skills (user profile) in relation to a specific educational purpose (PLI23 - Telematics, Internet of the Hellenic Open University, which has a very specific matter and 4 mandatory projects per year). Then we present the results of a study analyzing student data mining techniques (data mining-classification). The discovery rules took place via the tool Weka. The result is a knowledge base which is the appropriate tool (Interface teacher) may provide that a student needs on a particular topic (in addition to material help from the teacher), etc.

Στόχος της παρούσης διπλωματικής είναι η δημιουργία μιας διαδικτυακής εφαρμογής όπου θα υποστηρίζει τη δημιουργία, τη διαχείριση και την εκτέλεση μιας μελέτης αξιολόγησης γραφικού σχεδιασμού διεπιφανειών χρήστη, με τη μέθοδο της χαρτογράφησης προτίμησης, καθώς επίσης και τη συλλογή και αποθήκευση των αποτελεσμάτων. Μετά από βιβλιογραφική έρευνα κρίθηκε σκόπιμο να υλοποιηθεί η μέθοδος της χαρτογράφησης προτίμησης για τη διεξαγωγή της μελέτης. Στη συνέχεια προσδιορίστηκαν οι αρχές πάνω στις οποίες βασίστηκε η σχεδίαση και η ανάπτυξη της εφαρμογής. Η παρούσα εφαρμογή είναι πλούσιας διαδραστικότητας, μπορεί να υλοποιήσει αξιολόγηση από απόσταση και να ικανοποιεί τις απαιτήσεις του ανταποκρινόμενου σχεδιασμού, ενώ ταυτόχρονα παρέχεται η δυνατότητα προσθήκης νέων μεθόδων. Για την υλοποίηση της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκαν οι νέες τεχνολογίες διαδικτύου HTML5, CSS3, jQuery καθώς και οι PHP, MySQL, JavaScript, AJAX. Η τελική αξιολόγηση από ειδικούς ευχρηστίας του εργαστηρίου αλληλεπίδρασης ανθρώπου υπολογιστή, έκρινε την εφαρμογή ικανή να εκπληρώσει το στόχο της και έδωσε θετική ανάδραση για περεταίρω βελτίωση. / The aim of the present diploma thesis is the development of a web application which supports the creation, management and execution of a graphic design evaluation study by implementing the method of preference mapping, as well as the collection and storage of results. After extended literature research the method of preference mapping was found to be the most suitable for conducting the study. Subsequently, the main principles were identified upon which the design and development of the application was based on. This rich internet application is able to conduct remote evaluation, while achieving the purpose of responsive design which was a fundamental requirement. It also provides the ability for new evaluation methods to be added. For the implementation of the application new internet technologies as HTML5, CSS3, jQuery were used, as well as PHP, MySQL, JavaScript and AJAX. The usability evaluation of this application was conducted by usability experts of the human computer interaction laboratory. The conclusion of the experts was that the application is highly usable and their recommendations provided effective feedback.