Η ραγδαία ανάπτυξη του διαδικτύου και των τεχνολογιών που το υποστηρίζουν έχει οδηγήσει στην ραγδαία αύξηση των εφαρμογών διαμοίρασης δεδομένων. Ταυτόχρονα, οι ανάγκες για ταχεία μεταφορά δεδομένων γίνονται ολοένα και μεγαλύτερες. Μία από τις πιο απαιτητικές κατηγορίες εφαρμογών που διανέμουν πληροφορία είναι οι εφαρμογές πολλαπλής αποστολής δεδομένων. Σε αυτές τις εφαρμογές, ένας αποστολέας θέλει να στείλει δεδομένα σε μία ομάδα παραληπτών, οι οποίοι στη γενική περίπτωση είναι γεωγραφικά κατανεμημένοι. Είναι προφανές ότι ο αποστολέας δεν μπορεί να στείλει τα δεδομένα σε όλους τους παραλήπτες ταυτόχρονα, γιατί το έυρος ζώνης που διαθέτει είναι περιορισμένο, ενώ οι παραλήπτες μπορεί να είναι χιλιάδες. Έτσι, υιοθετείται συνήθως η τακτική δημιουργίας ενός δέντρου διανομής, όπου ο αρχικός κόμβος στέλνει σε μερικούς μόνο παραλήπτες, οι οπόιοι προωθούν το μήνυμα στα παιδιά τους κ.ο.κ. Το δέντρο διανομής συνήθως κατασκευάζεται πάνω από ένα δομημένο δίκτυο ομοτίμων (p2p networks) και πιο συγκεκριμένα πάνω από ένα δίκτυο βασισμένο σε Κατανεμημένους Πίνακες Κατακερματισμού (Distributed Hash Tables - DHT). Αυτή η τεχνική, αν και λύνει το πρόβλημα της πολλαπλής αποστολής, αντιμετωπίζει όμως κάποια προβλήματα. Πιο συγκεκριμένα, το δέντρο διανομής είναι στατικό, δηλαδή δεν μπορεί να μεταβληθούν οι συνδέσεις μεταξύ των κόμβων αν αλλάξουν οι συνθήκες του υφιστάμενου δικτύου. Ακόμα, δεν υπάρχει κάποιος έλεγχος για τις δυνατότητες των κόμβων που βρίσκονται στα υψηλότερα επίπεδα του δέντρου. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το δέντρο να χάνει μεγάλο μέρος από την αποδοτικότητά του. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής, μελετάμε τη δημιουργία ενός δυναμικού δέντρου διανομής, το οποίο μπορεί να αναπροσαρμόζεται στις εκάστοτε συνθήκες, αυξάνοντας έτσι σημαντικά τη συνολική αποδοτικότητα. Πιο συγκεκριμένα, η βασική μετρική είναι το εύρος ζώνης που παρατηρούν οι χρήστες κατα τη διάρκεια μιας αποστολής δεδομένων. Παρουσιάζουμε διάφορα στατιστικά στοιχεία που δείχνουν τη δραστική βελτίωση που επιτυγχάνουμε με τη χρήση του συγκεκριμένου αλγορίθμου. Ακόμα, μελετάμε τη δημιουργία ενός δέντρου διανομής που θα εκμεταλλεύεται τη δομή των DHT δίκτύων και θα μπορεί να διανέμει την πληροφορία αξιόπιστα (με χρήση erasure coding τεχνικών) ενώ θα εγγυάται ένα λογαριθμικό μέσο αριθμό βημάτων για την αποστολή των δεδομένων. Ταυτόχρονα, το σύστημα προσπαθεί να ισοκατανείμει το φόρτο προώθησης των μηνυμάτων σε όλους τους κόμβους του δικτύου. Και τα δύο συστήματα έχουν υλοποιηθέι και αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας το DHT σύστημα Pastry και την υλοποίησή του σε Java (FreePastry). / The rapid evolution of the Internet and network technologies has led to an equally rapid increase in data dissemination applications. At the same time, the need for quick data transfer increase daily. One of the most demanding categories of information disseminating applications are file sharing applications. In these applications, one transmitter wants to send data to a group of receivers, that are geographically distributed. It is obvious that the transmitter can not send the data to all receivers simultaneously, because his bandwidth is limited , while the receivers may be hundreds or even thousands. Therefore, the most common method is that of the creation of a dissemination tree, where the initial node forwards the information to some recipients and they forward it to their children, etc. The dissemination tree is usually constructed over a peer-to-peer network, and specifically over a Distributed Hash Table (DHT) network. This method, although solves the problem of multicasting, faces some problems. First, the dissemination tree is static, which means that the connections between the nodes can not be rearranged, if the conditions of the underlying network change. Moreover, there is no control over the efficiency of the nodes in the highest levels of the tree. This leads to a significant drop in tree efficiency. In this thesis, we study the creation of a dynamic dissemination tree, which can adapt to the network conditions, thereby increasing the tree performance. Specifically, the basic evaluation metric is the bandwidth that end users perceive. We present evidence that shows the improvement that our algorithm imposes. We also study the creation of a dissemination tree that uses the existing DHT structure to efficiently and reliably (using erasure coding techniques) disseminate information and guarantees a logarithmic number of hops for message delivery. At the same time, the system tries to balance the load among all network nodes. Both systems were implemented and evaluated using the Pastry system and its implementation in Java (FreePastry).

Η παρούσα εργασία εξυπηρετεί δύο βασικούς σκοπούς. Αφενός τη δημιουργία μιας βάσης δεδομένων που θα επιτρέπει την άντληση συγκεντρωτικών πληροφοριών που αφορούν την κατανομή και διακύμανση των κυριοτέρων πλαγκτονικών τρηματοφόρων καθώς και των τιμών του οξυγόνου δ18Ο στη Μεσόγειο θάλασσα τα τελευταία 18000 χρόνια. Αφετέρου αποσκοπεί στη χωροχρονική επεξεργασία των δεδομένων με αποτέλεσμα την απεικόνιση της απόκρισης της Μεσογείου σε κλιματικές μεταβολές. / The present work serves two basic aims. On one side the creation of a data base that will allow centralized information that concerns the distribution and fluctuation of the mainer plagktonik foraminifera as well as prices of oxygen d18O in Mediterranean Sea the last 18000 years. It also aims in the chorochronikal treatment of data with result the depiction of the reaction of Mediterranean sea in climatic changes.

Ο στόχος αυτής της μελέτης είναι να μετρηθεί η αποδοτικότητα των επαγγελματικών ομάδων ποδοσφαίρου που παίζουν στην Σούπερ Λίγκα, την πρώτη κατηγορία στην Ελλάδα, κατά τη μετατροπή των επιθετικών τους κινήσεων σε αθλητική επιτυχία στη διάρκεια του αγώνα. Ο χρονικός ορίζοντας της μελέτης είναι οι τρεις περίοδοι από το 2004 έως το 2007. Με αυτό το στόχο η γράφουσα εφάρμοσε τη μεθοδολογία περιβάλλουσας ανάλυσης δεδομένων (DEA). Το κύριο συμπέρασμα της εργασίας είναι ότι οι αποδοτικές ομάδες στη δραστηριότητα που αναλύεται δεν αντιστοιχούν πάντα με εκείνες που τερμάτισαν υψηλότερα στην κατηγορία στο τέλος της αγωνιστικής περιόδου. / The aim of this study is to measure the efficiency of the professional soccer teams that play in the Greek Super Leaugue. The timeline of the study is the three seasons from 2004 to 2007. To that end, the writer used the data envelopment analysis methodology (DEA). The main conclusion is that the efficient teams in the activity analyzed do not always correspond with those that finished highest in the league at the end of the season.

Οι κινητικές δομές δεδομένων KDSs (kinetic data structures) είναι ένα νέο πλαίσιο εργασίας για το σχεδιασμό και την ανάλυση αλγορίθμων σχετικών με γεωμε- τρικά αντικείμενα (ευθύγραμμα τμήματα, πολύγωνα, δίσκοι κ.τ.λ.) σε κίνηση. Σκο- πός μας είναι να διατηρήσουμε ένα χαρακτηριστικό ενός συνόλου κινούμενων αντι- κειμένων, π.χ. την κυρτή θήκη ή το κοντινότερο ζευγάρι του. Η διατήρηση του χαρα κτηριστικού γίνεται μέσω ενός συνόλου συνθηκών που εγγυώνται την εγκυρότητα της δομής κάθε χρονική στιγμή και το οποίο μεταβάλλεται με το χρόνο λόγω της κίνησης. Οι συνθήκες αποθηκεύονται σε μια ουρά διατεταγμένες χρονολογικά. Κάθε φορά που αλλάζει το χαρακτηριστικό που μας ενδιαφέρει ενημερώνουμε τη δομή μας και την ουρά. Η πρώτη ενότητα της εργασίας είναι μια εισαγωγή στις KDSs. Αναφέρουμε βασικές έννοιες και ιδέες των KDSs όπως: συνάρτηση διαμόρφωσης, πιστοποιητικά, κρίσιμα γεγονότα. Επίσης, ασχολούμαστε και με τα μέτρα απόδοσής τους. Στη δεύτερη ενότητα ασχολούμαστε με τους δυαδικούς διαχωρισμούς χώρου BSPs, πρώτα σε στατικό και κατόπιν σε κινητικό περιβάλλον. Συγκεκριμένα παρουσιάζουμε τρεις αλγορίθμους για τη διατήρηση του BSP ενός συνόλου κινούμενων ευθυγράμμων τμημάτων στο επίπεδο. Σύμφωνα με τον πρώτο γνωστό αλγόριθμο που διατυπώθηκε για την αποτελεσματική διατήρηση του BSP για ένα σύνολο μη-τεμνόμενων ευθυγράμμων τμημάτων S στο επίπεδο χρησιμοποιώντας τη φιλοσοφία των KDSs, κατασκευάζουμε έναν BSP για το S θεωρώντας τα ευθύγραμμα τμήματα στάσιμα και στη συνέχεια τον διατηρούμε καθώς αυτά κινούνται. Ο δεύτερος αλγόριθμος είναι ουσιαστικά μια επέκταση του πρώτου καθώς ασχολείται με το ίδιο πρόβλημα, αλλά για τεμνόμενα ευθύγραμμα τμήματα. Αλλάζει το σύνολο των πιστοποιητικών και οι τρόποι με τους οποίους μπορεί να αλλάξει η δομή του BSP. Ο τρίτος αλγόριθμος χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό τρόπο για την κατασκευή και διατήρηση του BSP για το σύνολο S βελτιώνοντας τον αρχικό. Στην τρίτη ενότητα ασχολούμαστε με τη διατήρηση του Voronoi διαγράμματος (VD) για ένα σύνολο κινούμενων, πιθανώς τεμνόμενων δίσκων στο επίπεδο και του συμπαγούς Voronoi διαγράμματος για ένα σύνολο μη-τεμνόμενων κυρτών πολυγώνων στο επίπεδο (το συμπαγές VD είναι δυϊκό του VD, αλλά το μέγεθός του είναι συνάρτηση του αριθμού των πολυγώνων και όχι του αριθμού των κορυφών). Και στις δύο περιπτώσεις, η επίλυση του προβλήματος ανάγεται στη διατήρηση του δυϊκού του VD, της τριγωνοποίησης Delaunay DT . Η διατήρηση της DT βασίζεται στο γεγονός ότι ένα σύνολο τοπικών συνθηκών (έλεγχοι InCircle), πιστοποιούν την ολική ορθότητα της δομής και τοπικές επιδιορθώσεις είναι πάντα εφικτές. Έτσι, καθώς τα αντικείμενα κινούνται, έχουμε κάθε στιγμή μια έγκυρη DT και συνεπώς ένα έγκυρο VD. Τέλος, αναφέρουμε μια KDS για τον εντοπισμό συγκρούσεων μεταξύ δύο απλών πολυγώνων σε κίνηση. Ο αλγόριθμος διατηρεί μια υποδιαίρεση του ελεύθερου χώρου μεταξύ των πολυγώνων, που καλείται external relative geodesic triangulation, η οποία πιστοποιεί τη μη-σύγκρουσή των πολυγώνων. / Kinetic Data Structures (KDSs) are a new framework for designing and analyzing algorithms for geometrics objects (segments, polygons, disks etc.) in motion. Our goal is to maintain an attribute of a set of moving objects, for example the convex hull or the closest pair. The maintenance of the attribute is made through a set of conditions that guarantee the validity of the structure every moment. This set is changed with time due to the motion. The conditions are stored in a queue ordered chronologically. Every time the attribute is changed, we update the structure and the queue. The first chapter is an introduction to the KDSs. We mention basic notions and ideas of the KDSs, like: configuration function, certificates, critical events. Furthermore, we discuss their measure of performance. In the second chapter we deal with the Binary Space Partitions (BSPs), first in static and then in kinetic environment. Specifically, we present three algorithms for the maintenance of a BSP for a set of moving segments in the plane. According to the first known algorithm which was proposed for efficiently maintaining the BSP for a set of non-intersecting segments S in the plane using the philosophy of KDSs, we construct a BSP - considering that the segments are static - and then we maintain it as the segments move. The second algorithm is substantially an expansion of the first algorithm as it deals with the same problem, but for intersecting segments. The set of the certificates is changed as well as the set of critical events. The third algorithm uses a different technique for the construction and maintenance of the BSP for the set S. It is an improvement of the first algorithm. In the third chapter, we deal with the maintenance of the Voronoi diagram (VD) for a set of moving, probably intersecting disks in the plane and the maintenance of a compact Voronoi-like diagram for a set of non-intersecting, convex polygons in the plane (compact VD is dual to VD, except that its size is a function of the number of polygons and not of the number of vertices). In both cases, we solve the problem by maintaining the dual graph of VD, the Delaunay triangulation (DT ). The maintenance of the DT is based in the fact that a set of local conditions (InCircle tests) guarantee the total correctness of the structure and we are able to do only local changes. So, as the objects move, we have a valid DT every moment and consequently a valid VD. Finally, we mention a KDS for detecting collisions between two simple polygons in motion. In order to do so, we create a planar subdivision of the free space between the polygons, called External Relative Geodesic Triangulation, which certify their disjointness.

Το ερευνητικό αντικείμενο της συγκεκριμένης διατριβής αναφέρεται στην επεξεργασία έγχρωμης εικόνας με χρήση της θεωρίας γράφων, την ανάκτηση εικόνας καθώς και την οργάνωση / διαχείριση βάσεων δεδομένων με μεθόδους γραφημάτων και αναγνώρισης προτύπων, με εφαρμογή σε πολυμέσα. Τα συγκεκριμένα προβλήματα προσεγγίστηκαν διατηρώντας τη γενικότητά τους και επιλύθηκαν με βάση τα ακόλουθα σημεία: 1. Ανάπτυξη τεχνικών για την επιλογή χαρακτηριστικών από τις εικόνες βάσει χαρακτηριστικών χαμηλού επιπέδου (χρώματος και υφής), για χρήση τους σε εφαρμογές ομοιότητας και ανάκτησης εικόνας. 2. Υπολογισμός μετρικών και αποστάσεων στο χώρο των χαρακτηριστικών. 3. Μελέτη της πολυσχιδούς δομής των εικόνων μιας βάσης στο χώρο των χαρακτηριστικών. 4. Ελάττωση της διάστασης του χώρου και παραγωγή αναπαραστάσεων δύο διαστάσεων. 5. Εφαρμογή των μεθόδων αυτών σε υποκειμενικές αποστάσεις εικόνων. Η θεωρία γράφων και οι μέθοδοι αναγνώρισης προτύπων χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να παρουσιαστούν βέλτιστες λύσεις αφενός στο πρόβλημα της ανάκτησης εικόνων από βάσεις δεδομένων και αφετέρου στην οργάνωση και διαχείριση τέτοιων βάσεων εικόνων. Η διατριβή φέρνει πιο κοντά την επεξεργασία εικόνας με μεθόδους προερχόμενες από τη θεωρία γραφημάτων, τη στατιστική και την αναγνώριση προτύπων. Σε όλη τη διάρκεια της διατριβής, ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στο ζήτημα της εύρεσης του κατάλληλου συνδυασμού μεταξύ της αποτελεσματικότητας των συστημάτων και της αποδοτικότητας στα πλαίσια της εφαρμογής των προτεινόμενων αλγοριθμικών διαδικασιών. Τα αναλυτικά πειραματικά αποτελέσματα που πραγματοποιήθηκαν, αποδεικνύουν την βελτιωμένη απόδοση των προτεινόμενων μεθοδολογιών. / The subject of this doctoral thesis is related to color image processing using graph theoretic methods, image retrieval and image database management and organization in the reduced feature space, using pattern recognition analysis, with multimedia applications. The author attempted to approach the thesis subject by retaining its genericness and addressing the following points: 1. Development of techniques for extraction of image visual attributes based on low level features (color and texture information), to be used for image similarity and retrieval practices. 2. Calculation of metrics and distances in the feature space. 3. Study of the image manifolds created in the selected feature space. 4. Application of dimensionality reduction techniques and production of biplots. 5. Application of the proposed methodologies using perceptual image distances. Graph theory and pattern recognition methodologies were incorporated in order to provide novel solution to color image retrieval of image databases, as well as to image database management and organization. The current thesis brings closer image processing with graph theoretic methodologies, statistical analysis and pattern recognition. Throughout the thesis, consideration has been taken for finding the best trade off between effectiveness and efficiency when applying the proposed algorithmic procedures. The extended experimental results carried out in all stages of the projected studies reveal the enhanced performance of the proposed methodologies.

Δημιουργία του ιστότοπου της κυτταρολογικής Βάσης Δεδομένων Φυτών PhytoKaryon, η οποία περιέχει καρυολογικά δεδομένα των φυτών της Μεσογείου και της Ευρώπης. Υλοποιήθηκε σε περιβάλλον PHP, MySQL και Apache Server. Παρουσιάζει τα αποτελέσματα της αξιοποίησης της Βάσης Δεδομένων από την πλευρά του διαχειριστή του Ιστότοπου. / The creation of the site of the cytologic Plants' Data Base PhytoKaryon, which contains karyological data of plants of Mediterranean and Europe. It was implemented in PHP, MySQL and Apache Server environment. It presents the results of exploitation of Data Base from the side of site's administrator.

Η παρούσα εργασία έχει ως στόχο να παρουσιάσει έναν παράλληλο αλγόριθμο Εξόρυξης δεδομένων που μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλες βάσεις δεδομένων με χρήση Επαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού. Η κεντρική υπόθεση αυτής της εργασίας είναι πως είναι απαραίτητο αλλά και δυνατό να υιοθετηθούν παράλληλοι αλγόριθμοι στη διαδικασία της Εξόρυξης δεδομένων. Αποδεικνύεται ότι ο παραλληλισμός μπορεί να εφαρμοστεί αποδοτικά στον Επαγωγικό Λογικό Προγραμματισμό (Inductive Logic Programming - ILP). Η ολοκληρωμένη αναπαράσταση της γνώσης και η εξαιρετική ενσωμάτωση της υποκείμενης γνώσης του ILP αποδεικνύεται πολύ σημαντική μεταξύ των αλγορίθμων Εξόρυξης δεδομένων. Το Κεφάλαιο 1 αποτελεί μια εισαγωγή στην εξόρυξη δεδομένων. Παρουσιάζονται οι βασικές εργασίες που λαμβάνουν χώρα κατά την εξόρυξη δεδομένων καθώς και μερικοί από τους συνηθισμένους αλγορίθμους εξόρυξης δεδομένων. Στη συνέχεια, γίνεται μια εισαγωγή στη σχεσιακή εξόρυξη δεδομένων και δίνονται τα βασικά χαρακτηριστικά αλγορίθμων σχεσιακής εξόρυξης δεδομένων. Το Κεφάλαιο 2 αυτής της διπλωματικής εργασίας παρουσιάζει τη θεωρία του Eπαγωγικού Λογικού Προγραμματισμού (ΕΠΛ - ILP), μερικές δημοφιλείς μεθόδους ILP καθώς και τον τρόπο με τον οποίο εφαρμόζεται ο ILP για να επιλύσει προβλήματα που συναντώνται σε συστήματα βάσεων δεδομένων Παρουσιάζεται αναλυτικά μια συγκεκριμένη προσέγγιση στον ILP – η Mode Directed Inverse Entailment [60], καθώς αποτελεί τη βάση για την παράλληλη έκδοση της Progol που θα παρουσιαστεί σε επόμενο κεφάλαιο. Το Κεφάλαιο 3 είναι αφιερωμένο στην παρουσίαση διαφόρων συστημάτων ILP και την εφαρμογή τους στην Εξόρυξη δεδομένων. Στη συνέχεια του κεφαλαίου παρουσιάζεται ένας σειριακός αλγόριθμος ILP Εξόρυξης δεδομένων και η ανάλυση κόστους του. Γίνεται μια εισαγωγή στο Bulk Synchronous Parallelism (BSP) [46]. Το Κεφάλαιο 4, είναι μια σύνοψη της παράλληλης Επαγωγικής Λογικής. Στην αρχή αναφέρονται οι βασικές αρχές του παράλληλου επαγωγικού μοντέλου και στη συνέχεια ακολουθεί μια λεπτομερής περιγραφή. Εμφανίζονται τα προβλήματα μιας τέτοιας προσέγγισης και παρουσιάζεται μια ανάλυση κόστους. Τμήμα του Κεφαλαίου 4 είναι αφιερωμένο σε έναν παράλληλο αλγόριθμο ILP που χρησιμοποιεί το μοντέλο BSP. Για να υποστηριχθεί ο παράλληλος αλγόριθμος του Κεφαλαίου 4, το Κεφάλαιο 5 παρουσιάζει μερικά βασικά χαρακτηριστικά ενός παράλληλου συστήματος ILP – της παράλληλης Progol. Το σύστημα αυτό δημιουργήθηκε με βάση το μοντέλο BSP και βασίζεται στην Progol που υλοποιήθηκε (σε γλώσσα C) από το Muggleton. Παρέχονται πολλά παραδείγματα και επεξηγείται το φαινόμενο της υπεργραμμικής επιτάχυνσης (super-linear speedup). Στο Κεφάλαιο 6 έχουν συμπεριληφθεί τα αποτελέσματα των δοκιμών του αλγορίθμου του Κεφαλαίου 4 σε τρεις διαφορετικές περιπτώσεις προβλημάτων, στην ταξινόμηση των ζώων, στην εκμάθηση των κανόνων του σκάκι και στο πρόβλημα τερματισμού σε μια παρτίδα σκάκι. Το Κεφάλαιο 7 συνοψίζει τα αποτελέσματα της μεταπτυχιακής εργασίας. / -

Η εργασία αυτή έχει σα σκοπό τη διερεύνηση των εφαρμογών της κρυπτογραφίας στην ασφάλεια της διαδικασίας της αξιολόγησης σε περιβάλλοντα όπου γίνεται χρήση τεχνολογιών επικοινωνίας και πληροφορικής, κατασκευάζοντας μια κατηγορία πρωτοκόλλων που καλείται e-αξιολόγηση. Πιό συγκεκριμένα, ξεκινώντας από την όσο το δυνατόν πλήρη περιγραφή ενός συστήματος e-αξιολόγησης τόσο σε επίπεδο hardware όσο και σε επίπεδο software, σκοπός μας είναι να εισάγουμε κατάλληλες κρυπτογραφικές τεχνικές έτσι ώστε να καλύπτουμε τις απαιτήσεις ασφαλείας της διαδικασίας της e-αξιολόγησης και να δώσουμε παραδείγματα αντίστοιχων εφαρμογών όπου είναι γίνεται χρήση της ηλεκτρονικής αξιολόγησης. Στο πρώτο μέρος της εργασίας διερευνούμε τον τρόπο με τον οποίο ενσωματώνεται η έννοια της ασφάλειας στη διαδικασία της αξιολόγησης, τους λόγους για τους οποίους υπάρχει ανάγκη για ενσωμάτωση τεχνικών ασφαλείας στην αξιολόγηση και τα οφέλη που αποκομίζουμε από αυτές καθώς και μία γρήγορη παρουσίαση του συνόλου των τεχνικών που χρησιμοποιούνται. Στη συνέχεια του κεφαλαίου αυτού, παρουσιάζουμε που και πως ενσωματώνονται εφαρμογές κρυπτογραφίας στο σύνολο των τεχνικών ασφαλείας που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία αξιολόγησης. Στο δεύτερο μέρος κάνουμε μια παρουσίαση των κρυπτογραφικών πρωτοκόλλων και τεχνικών που έχουν εφαρμογή στην e-αξιολόγηση, καθώς και μια παρουσίαση του μαθηματικού τους υπόβαθρου. Στο τρίτο μέρος κάνουμε μια παρουσίαση των εφαρμογών της ηλεκτρονικής αξιολόγησης στην εκπαίδευση. / The goal of this work is to research the application of cryptography in the security of the process of evaluation in on-line environments, creating a framework of protocols which is collectively called e-evaluation. More specifically, we begin by providing a description of an e-evaluation system in both the hardware and the software level and introducing suitable cryptographic techniques so as to satisfy the security requirements of the e-evaluation process, giving examples of applications where there is use of electronic evaluation procedures. In the first part of this work we research the way the concept of security is integrated within the process of evaluation, the reasons for which there is need for integrating security techniques in that process and the benefits we gain by them. Then we provide a short description of techniques being use in the electronic evaluation process as well as where and how cryptography is applied in them. In the second part, we provide a description of the cryptographic techniques and protocols that have applications in the e-evaluation framework and their mathematical background. In the third and final part, we make a presentation of the applications of e-evaluation in education.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελεί μια μελέτη σύγκρισης και βελτιστοποίησης διάφορων αλγορίθμων ανακατασκευής δεδομένων, τα οποία προέρχονται από ένα πρότυπο σύστημα ΡΕΤ ικανό για απεικονίσεις μικρών ζώων. Η σύγκριση αφορά υπάρχοντες αλγορίθμους ανακατασκευής ενώ παρουσιάζεται και ένας νέος επαναληπτικός αλγόριθμος o ISWLS. Το δεύτερο μέρος της παρούσας διδακτορικής διατριβής ασχολείται με ένα άλλο σημαντικό στάδιο της επεξεργασίας ιατρικών δεδομένων την τμηματοποίηση της ιατρικής εικόνας. Παρουσιάζονται διάφορες τεχνικές παραμετρικών ελαστικών μοντέλων. Συγκεκριμένα παρουσιάζονται το κλασσικό μοντέλο φιδιού (snake), το μοντέλο gradient vector flow (gvf-snake) και τα t-snakes (topology-adaptive snakes). Επίσης παρουσιάζεται η μέθοδος self-affine mapping σαν μια εναλλακτική των παραπάνω παραμετρικών ελαστικών μοντέλων και εισάγεται ένα νέο κριτήριο σύγκλισής της. Όλες οι τεχνικές εφαρμόζονται σε οφθαλμικές εικόνες με σκοπό την τμηματοποίηση του οπτικού δίσκου / Small animal imaging is the conjunctive ring between experimental research and clinical implementation. Positron Emission Tomography (PET) has proven a valuable tool for in vivo small animal functional imaging. Image reconstruction in PET uses the collected projection data of the object/patient under examination. The purpose of this study is to assess the performance of iterative reconstruction methods, using phantom data from a prototype small-animal PET system. The algorithms being compared are the simultaneous versions of ART (SART), EM-ML, ISRA and WLS and a new iterative algorithm being introduced under the short name ISWLS. In the second part of this thesis elastic or deformable models are studied. Various methods of parametric elastic models are presented, namely the classical snake, the gradient vector field snake (gvf-snake) and the topogy-adaptive snake (t-snake). Also presented the method of self-affine mapping system as an alternative of elastic models. Further a new comparison criterion for the self affine mapping system method is introduced. All methods are applied to retinal images with the purpose of segmenting the optical disk. Moreover the aforementioned methods are compared in terms of segmentation accuracy.

Στην καθημερινή ιατρική πρακτική υπάρχουν δυσκολίες κατά την επιλογή του κατάλληλου θεραπευτικού σχήματος που ωφελεί ατομικά τον ασθενή, ο οποίος αποτελεί μία ξεχωριστή και μοναδική οντότητα. Η διαδικασία που ακολουθεί ένα φάρμακο από τη στιγμή που λαμβάνεται ακολουθεί τους κανόνες της φαρμακοκινητικής και φαρμακοδυναμικής, που με τη σειρά τους εξαρτώνται από παράγοντες όπως είναι η ηλικία, το φύλο, το περιεχόμενο του γαστρεντερικού σωλήνα (ΓΕΣ), ο τρόπος ζωής του ατόμου, οι συνήθειές του, οι συμπαρομαρτούσες νόσοι καθώς και άλλα φάρμακα που μπορεί να συγχορηγούνται. Οι μοριακοί μεσολαβητές όλων αυτών των παραγόντων υπόκεινται σε διακύμανση που απορρέει από την ύπαρξη γενετικών πολυμορφισμών. Γενετικοί πολυμορφισμοί σε γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες-μεταφορείς διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο. Οι παράγοντες αυτοί συνολικά επηρεάζουν την «τύχη» του φαρμάκου στον οργανισμό μέσω προαγωγής ή αναστολής μεταφορέων του τοιχώματος του ΓΕΣ, μέσω μεταβολής του pH ή της βακτηριακής χλωρίδας, μέσω αναστολής ή προαγωγής του μεταβολισμού του στο ήπαρ ή και μέσω της επιρροής της απέκκρισης και της κατανομής του φαρμάκου. Όσον αφορά την φαρμακοδυναμική, δηλαδή το αποτέλεσμα του ιδίου του φαρμάκου στον οργανισμό, επίσης εξαρτάται από τους παραπάνω παράγοντες όπως η ηλικία, το φύλο, συνοδές παθήσεις, άλλα φάρμακα ή χημικές ουσίες (που τυχόν δρουν ως ανταγωνιστές της θέσης δράσης) και φυσικά, οι γενετικοί πολυμορφισμοί των υποδοχέων θέσεων δράσης. Στην ιατρική πράξη και κατά τη συνταγογράφηση πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όλα τα προαναφερθέντα στοιχεία. Φυσικά, η πολυπλοκότητα αυτού κάνει κάτι τέτοιο να φαίνεται αδύνατο για έναν ιατρό. Για το λόγο αυτό, θα επιχειρηθεί ο θεωρητικός σχεδιασμός ενός υπολογιστικού συστήματος-λογισμικού που θα υλοποιήσει τον μέχρι τώρα ακατόρθωτο συνδυασμό όλων αυτών των αποσπασματικών παραμέτρων που επηρεάζουν την δράση των φαρμάκων και συγκεκριμένα των νευροψυχιατρικών. Η υλοποίηση ξεκινά με τη συλλογή των δεδομένων που στο εξής ονομάζονται παράμετροι-μεταβλητές του συστήματος και των οποίων ο συνδυασμός θα δίνει το αναμενόμενο αποτέλεσμα της χρήσης ενός νευροψυχιατρικού φαρμάκου σε κάθε ασθενή ξεχωριστά, αναλόγως της ηλικίας, του φύλου, του τρόπου ζωής, τις συνοδές παθήσεις, συγχορηγούμενα φάρμακα και τυχόν γνωστών γενετικών πολυμορφισμών. Το σύστημα θα είναι έτσι σχεδιασμένο, ώστε ανά πάσα στιγμή θα μπορούν να διοχετευθούν νέα δεδομένα, ανάλογα με την πρόοδο της έρευνας. Στο μέλλον, θα μπορούσε η μελέτη αυτή να θέσει τις βάσεις για ένα πλήρες σύστημα πρόβλεψης της δράσης όλων των κατηγοριών των φαρμάκων για τον ξεχωριστό ασθενή με απώτερο σκοπό την αποτελεσματικότερη και ασφαλέστερη ατομική θεραπεία. / -