Οι οικονομικές μονάδες μοιάζουν με τους ζωντανούς οργανισμούς: Δημιουργούνται, αναπτύσσονται, ακμάζουν, παρακμάζουν και πεθαίνουν, μέσα σε ένα αβέβαιο περιβάλλον. Η νομοτελειακή πορεία τους, όμως, από την γέννηση προς τον θάνατο είναι δυνατό να διαφοροποιηθεί ποιοτικά, μέσω της παράτασης των φάσεων της ανάπτυξης και της ακμής. Για να συμβεί αυτό θα πρέπει, στο μέτρο του δυνατού, να προγραμματίζεται η μελλοντική τους δράση, ώστε να εντοπίζονται έγκαιρα, να εκτιμώνται σωστά και να αντιμετωπίζονται αποτελεσματικά οι κίνδυνοι που τις απειλούν, παράλληλα δε να αξιοποιούνται οι ευκαιρίες που πηγάζουν από το ευρύτερο κοινωνικό και οικονομικό περιβάλλον. Είναι αναγκαία, επομένως, η διαρκής και συστηματική καταγραφή, παρατήρηση, ταξινόμηση, αξιολόγηση και αξιοποίηση των κάθε φορά διαθέσιμων δεδομένων, τα οποία εκφράζονται συνηθέστερα ως πιθανότητες κατανομές και σπανιότερα ως μονοσήμαντα μεγέθη. / These entities are like living organisms: Create, grow, flourish, decline and die within an uncertain environment. The deterministic path, however, from birth to death can be changed qualitatively by extending the phase of growth and prosperity. For this to happen should, wherever possible, to plan their future action to be identified in time to properly assess and manage effectively the risks threatening the above and also to exploit opportunities arising from the wider social and economic environment. It is necessary, therefore, the continuous and systematic recording, observation, classification, evaluation and utilization of data whenever available, the most commonly expressed as probabilities and distributions as a uniquely rare sizes.

Η εργασία χωρίζεται σε τέσσερα κεφάλαια. Το πρώτο κεφάλαιο είναι η εισαγωγή και κάποιες πληροφορίες για τις εταιρείες των οποίων θα κάνουμε την ανάλυση των οικονομικών καταστάσεων. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε που για την εκπόνηση της εργασίας. Δηλαδή ο τρόπος που έγινε η δουλειά. Ακόμη γίνεται αναφορά στους αριθμοδείκτες που θα χρησιμοποιηθούν. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η ανάλυση των οικονομικών καταστάσεων και, προφανώς, η εξαγωγή συμπερασμάτων βάσει των αποτελεσμάτων των αριθμοδεικτών. Τέλος, κάνουμε μία συνολική σύγκριση των υπό μελέτη εταιρειών, σύμφωνα με τα δεδομένα του τρίτου κεφαλαίου, βγάζοντας ένα γενικό συμπέρασμα. / --

Στην διατριβή αυτή μελετήθηκαν και εξακριβώθηκαν θεωρητικά όλες οι φυσικές διεργασίες που υπεισέρχονται στις μετρήσεις του διαμορφωμένου φωτορεύματος. Με βάση αυτές δείξαμε ότι μπορούμε να εξάγουμε όλες τις πιθανές διεργασίες παγίδευσης και επανασύνδεσης σε διάφορες κατηγορίες ανόργανων ημιαγωγών. Σαν μελλοντική μελέτη μπορεί να γίνει η επέκταση της θεωρητικής ανάλυσης για υλικά όπου έχουμε ατέλειες που μπορούν να βρεθούν σε περισσότερες από δύο καταστάσεις φορτίου όπως είναι οι αιωρούμενοι δεσμοί του άμορφου . Επίσης η ανάλυση που προτείνουμε μπορεί να εφαρμοστεί και στην κατηγορία των οργανικών ημιαγωγών. / In this thesis we studied and verified theoretically, all the physical processes involved in modulated photocurrent measurements. Based on these measurements, we show that we can extract all possible trapping and recombination processes in different classes of inorganic semiconductors. As future study, we can extend the theoretical analysis for materials which have defects that may be found in more than two charge states such as the dangling bonds in amorphous silicon. Also, the analysis we propose can be applied to the class of organic semiconductors.

Τα μεγάλα εταιρικά σκάνδαλα των τελευταίων δεκαετιών, το ανταγωνιστικό οικονομικό περιβάλλον και οι πιέσεις που υφίστανται τα στελέχη των επιχειρήσεων να πετύχουν όλο και υψηλότερους στόχους, σηματοδοτούν μια νέα απειλή για το χρηματοοικονομικό σύστημα: την παραποίηση των λογιστικών καταστάσεων. Παράλληλα, πληθαίνουν οι επιχειρήσεις που κηρύσσουν πτώχευση εξαιτίας παραποίησης λογιστικών καταστάσεων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα η Enron η οποία παρά την ανοδική της πορεία, ειδικότερα μετά τα μέσα της δεκαετίας του 1990, κήρυξε πτώχευση λίγες εβδομάδες μετά την αποκάλυψη ότι είχαν παραποιηθεί οι λογιστικές της καταστάσεις. Μια πολλά υποσχόμενη λύση σε προβλήματα πρόβλεψης παραποιημένων λογιστικών καταστάσεων και πτώχευσης επιχειρήσεων αποτελεί η μηχανική μάθηση. Κύριος στόχος η δημιουργία αλγορίθμων που μέσα από την εμπειρική απόκτηση και ενοποίηση γνώσεων παρέχει τη δυνατότητα αυτόματης επίλυσης περίπλοκων προβλημάτων. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η πρόβλεψη παραποιημένων λογιστικών καταστάσεων και η πτώχευση επιχειρήσεων με μεθόδους εξόρυξης δεδομένων. Αρχικά εισάγονται οι βασικές έννοιες των χρηματοοικονομικών καταστάσεων και αναλύονται θέματα σχετικά με τη σημασία τους για μια επιχείρηση. Στη συνέχεια εισάγονται οι όροι της χρηματοοικονομικής αποτυχίας και αναλύονται τα κύρια μοντέλα που συνήθως χρησιμοποιούνται για την έγκαιρη πρόβλεψη της χρηματοοικονομικής αποτυχίας. Όσον αφορά τη μηχανική μάθηση γίνεται αναφορά στις βασικές έννοιες, στις τεχνικές εξόρυξης γνώσης και αναλύονται οι σημαντικότερες τεχνικές ταξινόμησης. Χρησιμοποιείται ένας αντιπροσωπευτικός αλγόριθμος για κάθε μία από τις βασικότερες τεχνικές ταξινόμησης στη διερεύνηση της αποτελεσματικότητάς τους στην πρόβλεψη παραποιημένων λογιστικών καταστάσεων και πτώχευσης επιχειρήσεων. Μέσω ενός αυτοματοποιημένου συστήματος (στατιστικό πακέτο R), παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας και αξιολογούνται οι δημοφιλέστεροι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης: o αλγόριθμος C4.5 [45] ως αντιπροσωπευτικός των δέντρων απόφασης, ο RBF [46] των Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων, ο αλγόριθμος RIPPER [47] ως αντιπροσωπευτικός της μάθησης με κανόνες και ο αλγόριθμος Bagging ως αντιπροσωπευτικός των ομάδων ταξινομητών. Επιπλέον, χρησιμοποιήσαμε τον αλγόριθμο SMO (Sequential Minimal Optimization) ως αντιπροσωπευτικό για τις Μηχανές Διανυσμάτων Υποστήριξης [48]. Για τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιήσαμε κατά την πειραματική διαδικασία ο αλγοριθμος RBF εμφανίζεται ακριβέστερος κατά την πρόβλεψη τόσο στο πρόβλημα πρόβλεψης πτώχευσης επιχειρήσεων όσο και στο πρόβλημα πρόβλεψης παραποίησης λογιστικών καταστάσεων. Τέλος, στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας υλοποιήθηκαν δύο εφαρμογές σε javascript, οι οποίες περιλαμβάνουν τα κυριότερα κριτήρια – αριθμοδείκτες που μπορούν να προβλέψουν την πιθανότητα πτώχευση μιας επιχείρησης και την πιθανότητα παραποίηση των λογιστικών καταστάσεων. / --

Το αντικείμενο της διπλωματικής μου εργασίας είναι η παρουσίαση – εξέταση του φαινομένου της παραποίησης των χρηματοοικονομικών καταστάσεων και ο έλεγχος της ακρίβειας του τύπου και της διαδικασίας της Λογιστικής πληροφόρησης σαν μέσο αντιμετώπισης του φαινομένου. Ειδικότερα δίνεται έμφαση στις λογιστικές ανεπάρκειες του συστήματος, τα περιθώρια και τα κενά που παρουσιάζει, τις δυνατότητες που παρέχει στα διοικητικά στελέχη των επιχειρήσεων να εκμεταλλευτούν τις αδυναμίες αυτές. / The subject of my thesis work is the presentation - examining the phenomenon of counterfeiting of financial statements and checking the accuracy of the type and process Accounting information as a means of addressing the phenomenon. Particular emphasis on accounting deficiencies system, margins and gaps in the opportunities allows business managers to take advantage weaknesses.

Στην εργασία αυτή επεκτείνουμε το μοντέλο των πρωτοκόλλων πληθυσμών που προτάθηκε από τους Angluin et al., ούτως ώστε να μοντελοποιήσουμε πιο ισχυρά δίκτυα αποτελούμενα από πολύ μικρά τεχνουργήματα περιορισμένων πόρων (πράκτορες), τα οποία είναι πιθανόν να ακολουθούν μη προβλέψιμη παθητική κίνηση. Οι πράκτορες αυτοί επικοινωνούν μόνο κατά ζεύγη σύμφωνα με τις επιλογές ενός εχθρικού δρομολογητή. Ένας κατευθυνόμενος (ή μη κατευθυνόμενος) γράφος επικοινωνίας αποτυπώνει την ακόλουθη πληροφορία: κάθε ακμή (u,υ) του γράφου υποδηλώνει ότι επιτρέπεται κατά τον υπολογισμό να συμβούν μία ή περισσότερες αλληλεπίδρασεις του u με τον υ στις οποίες ο u είναι ο μυητής και ο υ ο αποκρινόμενος. Το νέο χαρακτηριστικό του μοντέλου των πρωτοκόλλων πληθυσμών με διαμεσολαβητή το οποίο προτείνουμε στην παρούσα εργασία είναι η ύπαρξη ενός παθητικού παρόχου επικοινωνίας τον οποίο καλούμε διαμεσολαβητή. Ο διαμεσολαβητής είναι μία απλή βάση δεδομένων με δυνατότητες επικοινωνίας. Βασική δουλειά του είναι να διατηρεί τις επιτρεπόμενες αλληλεπιδράσεις σε κλάσεις επικοινωνίας, των οποίων ο αριθμός είναι σταθερός και ανεξάρτητος του μεγέθους του πληθυσμού. Για τον λόγο αυτό υποθέτουμε ότι κάθε πράκτορας του πληθυσμού έχει έναν μοναδικό προσδιοριστή (ίσως εργοστασιακό) τον οποίο ο ίδιος δεν μπορεί να γνωρίζει. Όταν δύο πράκτορες πρόκειται να αλληλεπιδράσουν αποστέλλουν τους μοναδικούς προσδιοριστές τους (ταυτότητες) στον διαμεσολαβητή ο οποίος τους κοινοποιεί την κλάση στην οποία ανήκει το μεταξύ τους κανάλι επικοινωνίας (δηλαδή, την κατάσταση του κατευθυνόμενου ή μη ζεύγους των προσδιοριστών τους) και οι πράκτορες ανανεώνουν την κατάστασή τους και την κατάσταση της μεταξύ τους ακμής βάσει μίας καθολικής συνάρτησης μετάβασης. Εάν η μεταξύ τους αλληλεπίδραση δεν επιτρέπεται ή, με άλλα λόγια, αν το ζεύγος αυτό δεν υπάρχει στη βάση δεδομένων του διαμεσολαβητή οι πράκτορες ενημερώνονται ότι θα πρέπει να ματαιώσουν την αλληλεπίδραση. Παρατηρούμε ότι με τον τρόπο αυτό αρχίζουμε να αποκτούμε κάποιον έλεγχο σχετικά με την ασφάλεια του δικτύου και επιπλέον μέσω του διαμεσολαβητή μπορούμε ανά πάσα στιγμή να γνωρίζουμε την τοπολογία του δικτύου. Ισοδύναμα, είναι σα να επιτρέπουμε στις ακμές του γράφου επικοινωνίας να διατηρούν καταστάσεις από ένα σύνολο καταστάσεων ακμών σταθερού πληθικού αριθμού. Ο εναλλακτικός αυτός τρόπος να δούμε το νέο μοντέλο έχει πολλά πλεονεκτήματα ως προς την τυπική μοντελοποίηση και τον σχεδιασμό πρωτοκόλλων, αφού μας επιτρέπει να παραβλέψουμε τις λεπτομέρειες υλοποίησης του διαμεσολαβητή. Επιπρόσθετα, επεκτείνουμε περαιτέρω το νέο μοντέλο επιτρέποντας στις ακμές να έχουν κόστη από ένα, επίσης, σταθερού πληθικού αριθμού σύνολο, τα οποία είναι μόνο προς ανάγνωση. Εν συνεχεία, επιτρέπουμε στους κανόνες μεταβάσεων των εκάστοτε πρωτοκόλλων να διαβάζουν τις καταστάσεις του ζεύγους πρακτόρων που αλληλεπιδρούν και την κατάσταση και το κόστος της ακμής μέσω της οποίας γίνεται η αλληλεπίδραση (αν, φυσικά, έχουμε ορίσει κόστη στο πρόβλημά μας) και να ανανεώνουν όλα αυτά τα στοιχεία πέραν από τα κόστη που είναι μόνο προς ανάγνωση. Παρατηρούμε, επομένως, ότι οι προδιαγραφές των πρωτοκόλλων του νέου μοντέλου συνεχίζουν, να είναι ανεξάρτητες του μεγέθους του πληθυσμού και συνεχίζουν να μην χρησιμοποιούν μοναδικούς προσδιοριστές, δηλαδή, το νέο μοντέλο διατηρεί τα χαρακτηριστικά της κλιμάκωσης, της ομοιομορφίας και της ανωνυμίας. Τα Πρωτόκολλα Πληθυσμών με Διαμεσολαβητή (Mediated Population Protocols - MPP) που προτείνουμε μπορούν να υπολογίσουν σταθερά ιδιότητες γράφων σχετικά με τον γράφο επικοινωνίας. Για να το δείξουμε αυτό παρουσιάζουμε πρωτόκολλα για το μεγιστοτικό ταίριασμα, την μεταβατική θήκη, τις ακμές ελαχίστου κόστους και το ελάχιστο μονοπάτι από τη ρίζα ως τα φύλλα ενός έξω-κατευθυνόμενου δέντρου και αποδεικνύουμε την ορθότητά τους. Εν συνεχεία, δείχνουμε ότι το μοντέλο των πρωτοκόλλων με διαμεσολαβητή αποτελεί ένα ισχυρότερο υπολογιστικά μοντέλο από το κλασικό μοντέλο των πρωτοκόλλων πληθυσμών. Πρώτα παρατηρούμε το προφανές, ότι, δηλαδή, το κλασικό μοντέλο των πρωτοκόλλων πληθυσμών είναι ειδική περίπτωση του νέου μοντέλου, άρα το νέο μοντέλο μπορεί να κάνει σίγουρα τουλάχιστον ότι και το κλασικό. Εν συνεχεία, παρουσιάζουμε ένα πρωτόκολλο με διαμεσολαβητή το οποίο υπολογίζει σταθερά το γινόμενο δύο θετικών ακέραιων στην περίπτωση που ο G (γράφος επικοινωνίας) είναι πλήρης κατευθυνόμενος και συνεκτικός. Τα κατηγορήματα που περιλαμβάνουν πολλαπλασιασμό δύο ακέραιων μεταβλητών δεν είναι ημιγραμμικά και έχει αποδειχθεί ότι τα κλασικά πρωτόκολλα πληθυσμών σε πλήρεις γράφους υπολογίζουν σταθερά μόνο ημιγραμμικά κατηγορήματα, άρα με τον τρόπο αυτό δείχνουμε ότι υπάρχει τουλάχιστον ένα κατηγόρημα που ενώ δεν υπολογίζεται σταθερά απ'' το βασικό μοντέλο υπολογίζεται σταθερά από το μοντέλο το οποίο προτείνουμε. Για τις ανάγκες της απόδειξης διατυπώνουμε και αποδεικνύουμε ένα γενικό Θεώρημα σχετικά με τη σύνθεση δύο πρωτοκόλλων πληθυσμών με διαμεσολαβητή, το ένα εκ των οποίων χρησιμοποιεί σταθεροποιούμενες εισόδους. Δείχνουμε, επίσης, ότι όλα τα κατηγορήματα που υπολογίζονται σταθερά απ'' το μοντέλο μας ανήκουν (μη ομοιόμορφα) στην κλάση NSPACE(m), όπου το m συμβολίζει το πλήθος των ακμών του γράφου επικοινωνίας. Τέλος, ορίζουμε τα πιθανοτικά πρωτόκολλα πληθυσμών με διαμεσολαβητή, στα οποία ο δρομολογητής επιλέγει σε κάθε βήμα την επόμενη αλληλεπίδραση ισοπίθανα μεταξύ των ακμών του γράφου επικοινωνίας και δείχνουμε ότι κάθε Peano κατηγόρημα που υπολογίζεται σταθερά από ένα πιθανοτικό MPP μπορεί να επαληθευτεί σε αιτιοκρατικό πολυωνυμικό χρόνο. / In this work we extend the population protocol model of Angluin et al., in order to model more powerful networks of very small resource limited artefacts (agents) that is possible to follow some unpredictable passive movement. These agents communicate in pairs according to the commands of an adversary scheduler. A directed (or undirected) communication graph encodes the following information: each edge (u,υ) denotes that during the computation it is possible for an interaction between u and υ to happen in which u is the initiator and υ the responder. The new characteristic of the proposed mediated population protocol model is the existance of a passive communication provider that we call mediator. The mediator is a simple database with communication capabilities. Its main purpose is to maintain the permissible interactions in communication classes, whose number is constant and independent of the population size. For this reason we assume that each agent has a unique identifier for whose existence the agent itself is not informed and thus cannot store it in its working memory. When two agents are about to interact they send their ids to the mediator. The mediator searches for that ordered pair in its database and if it exists in some communication class it sends back to the agents the state corresponding to that class. If this interaction is not permitted to the agents, or, in other words, if this specific pair does not exist in the database, the agents are informed to abord the interaction. Note that in this manner for the first time we obtain some control on the safety of the network and moreover the mediator provides us at any time with the network topology. Equivalently, we can model the mediator by communication links that are capable of keeping states from a edge state set of constant cardinality. This alternative way of thinking of the new model has many advantages concerning the formal modeling and the design of protocols, since it enables us to abstract away the implementation details of the mediator. Moreover, we extend further the new model by allowing the edges to keep readable only costs, whose values also belong to a constant size set. We then allow the protocol rules for pairwise interactions to modify the corresponding edge state by also taking into account the costs. Thus, our protocol descriptions are still independent of the population size and do not use agent ids, i.e. they preserve scalability, uniformity and anonymity. The proposed Mediated Population Protocols (MPP) can stably compute graph properties of the communication graph. We show this for the properties of maximal matchings (in undirected communication graphs), also for finding the transitive closure of directed graphs and for finding all edges of small cost. We demonstrate that our mediated protocols are stronger than the classical population protocols. First of all we notice an obvious fact: the classical model is a special case of the new model, that is, the new model can compute at least the same things with the classical one. We then present a mediated protocol that stably computes the product of two nonnegative integers in the case where G is complete directed and connected. Such kind of predicates are not semilinear and it has been proven that classical population protocols in complete graphs can compute precisely the semilinear predicates, thus in this manner we show that there is at least one predicate that our model computes and which the classical model cannot compute. To show this fact, we state and prove a general Theorem about the composition of two mediated population protocols, where the first one has stabilizing inputs. We also show that all predicates stably computable in our model are (non-uniformly) in the class NSPACE(m), where m is the number of edges of the communication graph. Finally, we define Randomized MPP and show that, any Peano predicate accepted by a Randomized MPP, can be verified in deterministic polynomial time.

Η μερική διαφορική εξίσωση Hamilton-Jacobi-Bellman παράγει τη λύση στο πρόβλημα του υπολογισμού της βέλτιστης ανάδρασης καταστάσεων σε μη γραμμικά δυναμικά συστήματα. Η προσπάθεια ανάπτυξης εύχρηστων και αξιόπιστων μεθόδων αριθμητικής ή προσεγγιστικής επίλυσης της εξίσωσης Hamilton-Jacobi-Bellman έχει τεράστια σημασία στη ρύθμιση διεργασιών γιατί μπορεί να οδηγήσει άμεσα σε εργαλεία σχεδιασμού μη γραμμικών ρυθμιστών. Ειδικότερα, στη ρύθμιση διεργασιών, η απόδοση ενός ρυθμιστικού συστήματος αξιολογείται βάσει ενός τετραγωνικού δείκτη απόδοσης σε άπειρο χρονικό ορίζοντα, και η βέλτιστη ανάδραση καταστάσεων μπορεί να υπολογισθεί μέσω της λύσης της εξίσωσης Hamilton-Jacobi-Bellman, μη εξαρτώμενης από το χρόνο. Στο πρόβλημα της επίλυσης της παραπάνω εξίσωσης παρουσιάζονται σοβαρές δυσκολίες, κυρίως λόγω υπολογιστικής πολυπλοκότητας. Για το λόγο αυτό, οι μέχρι στιγμής πρακτικές εφαρμογές υπήρξαν περιορισμένες. Στην παρούσα εργασία αναπτύσσεται υπολογιστική μέθοδος, βασισμένη στον αλγόριθμο επαναλήψεων Newton-Kantorovich, η οποία επιτυγχάνει πολυωνυμική προσέγγιση της λύσης της μερικής διαφορικής εξίσωσης Hamilton-Jacobi-Bellman υπό μορφή αναπτύγματος σε δυναμοσειρά Taylor. Με τον τρόπο αυτό επιταχύνονται σημαντικά οι υπολογισμοί για τον προσδιορισμό της βέλτιστης ανάδρασης καταστάσεων. Η μέθοδος εφαρμόζεται αρχικά σε ένα παράδειγμα ισοθερμοκρασιακού αντιδραστήρα συνεχούς λειτουργίας με ανάδευση, ο οποίος παρουσιάζει δυναμική συμπεριφορά μη-ελάχιστης φάσης, με μία είσοδο, μία έξοδο και δύο καταστάσεις. Στη συνέχεια, εφαρμόζεται σε παραδείγματα μη ισοθερμοκρασιακού αντιδραστήρα αντίστοιχης δυναμικής συμπεριφοράς, τριών καταστάσεων, πρωτίστως με μία είσοδο και μία έξοδο και κατόπιν με δύο εισόδους και δύο εξόδους. Με ανάπτυξη και εφαρμογή κώδικα MAPLE για κάθε μία περίπτωση χωριστά, υπολογίζονται προσεγγιστικά οι βέλτιστοι νόμοι ανάδρασης και σχεδιάζονται οι βέλτιστες αποκρίσεις των εισόδων και των εξόδων κάθε ενός από τα παραπάνω συστήματα, ενώ ταυτόχρονα γίνεται και καταγραφή των αντίστοιχων χρόνων εκτέλεσης κάθε κώδικα. Τέλος, στην περίπτωση του ισοθερμοκρασιακού αντιδραστήρα, γίνεται σύγκριση της προτεινόμενης μεθόδου με προϋπάρχουσες, κατά κύριο λόγο σε ζητήματα χρόνων εκτέλεσης, αλλά και σε ζητήματα απόδοσης στη ρύθμιση. / The partial differential equation Hamilton-Jacobi-Bellman produces the solution in the problem of calculation of optimal state feedback in non-linear dynamic systems. The effort of designing functional and reliable, numerical or approximate, methods for solving Hamilton-Jacobi-Bellman equation has enormous importance in process control because it can lead directly to tools of planning non-linear regulators. More specifically, in process control, the attribution of a regulating system is evaluated using a quadratic performance index in infinite time horizon, and the optimal state feedback can be calculated by the solution of the non time depended Hamilton-Jacobi-Bellman equation. The problem of solving the equation above encounters serious difficulties, mainly because of the calculation complexity. For this reason, the practical applications existed until now were very few. In the present work a calculating method is developed, based in the iterative algorithm Newton-Kantorovich, which achieves polynomial approach of the solution of partial differential equation Hamilton-Jacobi-Bellman under the form of Taylor series expansion. Thus the calculations for the determination of optimal state feedback are considerably accelerated. The method is initially applied in an example of continuous stirred tank reactor, with non-minimum phase dynamic behavior, with one input, one output and two state variables. Afterwards, it is applied in examples of not isothermal reactor of the same dynamic behavior, three state variables, firstly with one input and one output variables and then with two input and two output variables. Using the symbolic program MAPLE, a code was developed for each case separately, which calculates approximately the optimal feedback laws and designs the optimal responses of the inputs and outputs of each of the systems above, while the corresponding times of implementation of each code are simultaneously recording. Finally, in the case of isothermal reactor, a comparison is made between the proposed and preexisting methods, mainly in the base of the time of implementations and the regulation performance.

In this Master’s thesis, we have focused on the description of three-level quantum systems through master equations for their density matrix, involving a recently proposed non-linear thermodynamic one. The first part is focused on a three-level system interacting with two heat baths, a hot and a cold one. We investigated the rate of heat flow from the hot to the cold bath through the quantum system, and how the steady-state is approached. Additional calculations here refer to the rate of entropy production and the evolution of all elements of the density matrix of the system from an arbitrary initial state to their equilibrium or steady-state value. The results are compared against those of a linear, Lindblad-type master equation designed so that for a quantum system interacting with only one heat bath, the same final Gibbs steady state is attained. In the second part of this thesis, we focus on the electromagnetically induced transparency (EIT), a phenomenon typically achievable only in atoms with specific energy structures. For a three level system (to which the present study has focused), for example, EIT requires two dipole allowed transitions (the 1-3 and the 2-3) and one forbidden (the 1-2). The phenomenon is observed when a strong laser (termed the control laser) is tuned to the resonant frequency of the upper two levels. Then, as a weak probe laser is scanned in frequency across the other transition, the medium is observed to exhibit both: a) transparency at what was the maximal absorption in the absence of the coupling field, and b) large dispersion effects at the atomic resonance. We discuss the Hamiltonian describing the phenomenon and we present results from two types of master equations: a) an empirically modified Von-Neumann one allowing for decays from each energy state, and b) a typical Lindblad one, with time-dependent operators. In the first case, an analytical solution is possible, which has been confirmed through a direct solution of the full master equation. In the second case, only numerical results can be obtained. We present and compare results from the two master equations for the susceptibility of the system with respect to the probe field, and we discuss them in light also of available experimental data for this very important phenomenon. / Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην περιγραφή των κβαντικών συστημάτων τριών καταστάσεων μέσω εξισώσεων master για την μήτρα πυκνότητας πιθανότητάς τους (density matrix), συμπεριλαμβάνοντας μία πρόσφατα προτεινόμενη μη-γραμμική θερμοδυναμική εξίσωση. Το πρώτο μέρος εστιάζει σε ένα σύστημα τριών καταστάσεων το οποίο βρίσκεται σε αλληλεπίδραση με δύο λουτρά θερμότητας, ένα θερμό και ένα ψυχρό. Εξετάζεται ο ρυθμός ροής θερμότητας από το θερμό προς το ψυχρό λουτρό μέσω του κβαντικού συστήματος, και με ποιον τρόπο επιτυγχάνεται η μόνιμη κατάσταση. Επιπλέον υπολογισμοί αναφέρονται στον ρυθμό παραγωγής της εντροπίας και στην εξέλιξη όλων των στοιχείων της μήτρας πυκνότητας πιθανότητας από μία τυχαία αρχική κατάσταση προς την ισορροπία ή τη μόνιμη κατάσταση. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται συγκριτικά με εκείνα μιας γραμμικής, τύπου Lindblad master εξίσωσης, κατάλληλα σχεδιασμένης ώστε στην ειδική περίπτωση ενός κβαντικού συστήματος σε αλληλεπίδραση με ένα λουτρό θερμότητας επιτυγχάνεται η ίδια τελική μόνιμη κατάσταση Gibbs. Στο δεύτερο μέρος, εστιάζουμε στην ηλεκτρομαγνητικά επαγόμενη διαφάνεια (electromagnetically induced transparency (EIT)), ένα φαινόμενο το οποίο τυπικά είναι εφικτό μόνο σε άτομα με ειδικές ενεργειακές δομές. Για ένα σύστημα τριών καταστάσεων (στο οποίο επικεντρώνεται η παρούσα εργασία), για παράδειγμα, το ΕΙΤ απαιτεί δύο διπολικά επιτρεπτές μεταβάσεις (την 1-3 και την 2-3) και μία απαγορευμένη (την 1-2). Το φαινόμενο παρατηρείται όταν ένα ισχυρό laser (το αποκαλούμενο ως control laser) συντονίζεται στη συχνότητα των δύο άνω ενεργειακών σταθμών. Τότε, καθώς ένα ασθενές probe laser ανιχνεύεται με συχνότητα όμοια με της άλλης επιτρεπόμενης μετάβασης, το μέσο παρατηρείται να εμφανίζει τα εξής: α) διαφάνεια στο σημείο μέγιστης απορρόφησης απουσία του control πεδίου, και β) έντονα φαινόμενα διασποράς στον ατομικό συντονισμό. Θα συζητήσουμε τη Χαμιλτονιανή που περιγράφει το φαινόμενο και θα παρουσιάσουμε αποτελέσματα από δύο εξισώσεις master: α) μία εμπειρική τροποποιημένη Von-Neumann εξίσωση επιτρέποντας τις απώλειες από κάθε ενεργειακή κατάσταση, και β) μία τυπική Lindblad εξίσωση, με χρόνο-εξαρτώμενους τελεστές. Στην πρώτη περίπτωση, είναι πιθανή η εύρεση μιας αναλυτικής λύσης, η οποία έχει επιβεβαιωθεί μέσω μιας άμεσης (direct) λύσης της πλήρους εξίσωσης master. Στη δεύτερη περίπτωση, μπορούν να ληφθούν μόνο αριθμητικά αποτελέσματα. Παρουσιάζονται και συγκρίνονται τα αποτελέσματα που ελήφθησαν από τις δύο master εξισώσεις και αφορούν την επιδεκτικότητα (susceptibility) του συστήματος σε σχέση με το probe πεδίο, και τέλος συζητιούνται σε σχέση με διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα γι’ αυτό το πολύ σημαντικό φαινόμενο.

Οι κυψέλες καυσίμου είναι ηλεκτροχημικές διατάξεις οι οποίες επιτρέπουν την απευθείας μετατροπή της ελεύθερης χημικής ενέργειας ενός καυσίμου σε ηλεκτρική. Οι κυψέλες καυσίμου πολυμερικής μεμβράνης (ΡΕΜ) αποτελούν μία υποσχόμενη τεχνολογία που βρίσκεται κοντά στο στάδιο της εμπορευματοποίησης. Το κυριότερο καύσιμο που χρησιμοποιείται στις κυψέλες καυσίμου είναι το υδρογόνο, το οποίο παράγεται συνήθως από αναμόρφωση υδρογονανθράκων ή αλκοολών. Το μονοξείδιο του άνθρακα που παράγεται επίσης κατά την διαδικασία της αναμόρφωσης αποτελεί ένα σημαντικό άλυτο πρόβλημα στις κυψέλες ΡΕΜ, καθώς η ρόφησή του στην άνοδο της κυψέλης προκαλεί την υποβάθμιση της λειτουργίας της. Το φαινόμενο της ηλεκτροχημικής ενίσχυσης συνίσταται στην μη-φαρανταϊκή τροποποίηση της ενεργότητας ενός καταλύτη που βρίσκεται σε επαφή με έναν στερεό ηλεκτρολύτη, ως αποτέλεσμα της μετακίνησης προωθητικών ειδών από τον ηλεκτρολύτη προς την καταλυτική διεπιφάνεια μετάλλου/αερίου, που προκαλείται από την επιβολή ρεύματος ή δυναμικού μεταξύ του καταλύτη και ενός ηλεκτροδίου αναφοράς. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η ηλεκτροχημική ενίσχυση της οξείδωσης μίγματος αναμόρφωσης μεθανόλης από ανόδους πλατίνας και χρυσού μίας κυψέλης ΡΕΜ. Αποδείχθηκε πως η ηλεκτροχημική ενίσχυση επηρεάζεται σημαντικά από το διαχεόμενο διαμέσου της πολυμερικής μεμβράνης οξυγόνο, όπως επίσης και από τις συνθήκες λειτουργίας της κυψέλης καυσίμου. Επίσης μελετήθηκε η ηλεκτρική απόδοση ανόδων πλατίνας και χρυσού παρουσία CO. Προσδιορίστηκαν οι τιμές της ενθαλπίας ρόφησης του CO στα ηλεκτρόδια πλατίνας και χρυσού, καθώς και οι τιμές της ενέργειας ενεργοποίησης της απομάκρυνσης του CO από το κάθε ηλεκτρόδιο. Επίσης μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας στο φαινόμενο της πολλαπλότητας μονίμων καταστάσεων κατά την λειτουργία κυψελών ΡΕΜ. Παρατηρήθηκε εξασθένηση του φαινομένου με την αύξηση της θερμοκρασίας, σε συμφωνία με τις προβλέψεις του μοντέλου γ. / Fuel cells are electrochemical devices which convert chemical energy of a fuel directly to electricity. Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells are close to commercialization. The most common fuel used is hydrogen, which is usually produced via hydrocarbons or alcohol reforming. However, during this process, carbon monoxide is formed as well, adsorbs strongly on the anode of the cell and thus impairs significantly its performance. The electrochemical promotion effect is a phenomenon where application of constant current or potential between a catalyst supported on a solid electrolyte and a reference electrode, leads to non-Faradaic changes in catalytic activity. In this thesis, it was studied the electrochemical promotion of oxidation of a methanol reformate mixture on platinum and gold anodes of a PEM fuel cell. It was found that electrochemical promotion is influenced by oxygen crossover through the polymer membrane and also by the cell operating conditions. Moreover, the electrical efficiency of platinum and gold anodes in presence of CO was studied and the values of the heat of CO adsorption on each anode and the activation energies of CO removal were estimated. Finally, the effect of temperature on the phenomenon of steady-state multiplicities was studied. It was found that increasing the temperature, the phenomenon of multiplicities is suppressed in agreement with the gama model.

Η παρούσα διατριβή ασχολείται με τη συγκριτική μελέτη λέξεων στην Αγγλική και τη Νέα Ελληνική που περιέχουν δεσμευμένα μορφολογικά στοιχεία, δηλαδή μορφήματα που δεν απαντώνται ανεξάρτητα στο λόγο. Στην Αγγλική οι λέξεις αυτές είναι γνωστές με τον όρο «νεοκλασικά σύνθετα», καθώς τα δεσμευμένα στοιχεία που περιέχουν έχουν αρχαιοελληνική ή λατινική προέλευση. Στη Νέα Ελληνική πρόκειται για μία κατηγορία ρηματικών συνθέτων, που περιέχουν ένα δεσμευμένο θέμα ρηματικής προέλευσης σε τελική θέση. Σημαντικό χαρακτηριστικό των εν λόγω λέξεων είναι ότι ένα μεγάλο ποσοστό αυτών ανήκει σε ειδικά επιστημονικά και τεχνικά λεξιλόγια. Στόχος της μελέτης είναι ο άμεσος συσχετισμός των λέξεων αυτών στις δύο γλώσσες από μορφολογική άποψη, με απώτερο σκοπό τη βέλτιστη υπολογιστική τους επεξεργασία. Για τις ανάγκες της παρούσας συγκροτήθηκαν δύο σώματα δεσμευμένων θεμάτων που εμφανίζονται σε τελική θέση μέσα σε λέξεις της Αγγλικής και της Νέας Ελληνικής, τα οποία αποτέλεσαν τα κύρια γλωσσικά δεδομένα, τόσο για την θεωρητική ανάλυση, όσο και για την υπολογιστική επεξεργασία των υπό εξέταση λέξεων. Λαμβάνοντας υπόψη τις θεωρητικές απόψεις που έχουν διατυπωθεί, τα δεδομένα που προέκυψαν από την εξέταση των σωμάτων δεσμευμένων στοιχείων, καθώς και την παρουσία των λέξεων με δεσμευμένα στοιχεία κατά τη διάρκεια εξέλιξης της κάθε γλώσσας, πραγματοποιείται η μορφολογική τους ανάλυση, που έχει ως αποτέλεσμα τον άμεσο συσχετισμό τους με την αναγνώριση αντίστοιχων δομών στις εν λόγω λέξεις. Με βάση τα συμπεράσματα της θεωρητικής ανάλυσης επιχειρείται η δημιουργία ενός συστήματος υπολογιστικής μορφολογικής επεξεργασίας των εν λόγω λέξεων, που διέπεται από κοινές αρχές και κοινούς κανόνες για τις δύο γλώσσες, με στόχο την όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερη και οικονομικότερη περιγραφή του φαινομένου, για χρήση σε ένα πλήθος εφαρμογών της γλωσσικής επεξεργασίας. Ο φορμαλισμός που χρησιμοποιείται αποτελεί έναν λεξιλογικό μεταγλωττιστή (LEXC) που είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για τον ορισμό λεξιλογίων φυσικών γλωσσών και βασίζεται στις μεθόδους πεπερασμένων καταστάσεων. / This PhD thesis deals with the comparative study of words containing bound morphological stems in English and Modern Greek (MG) and their computational processing. A great number of these words, also known as neoclassical compounds, belong to technical and scientific terminologies. The linguistic database used for the theoretical analysis and the computational processing proposed in this study, consists of two corpora, especially built for and appended in the current study, containing bound stems as final elements in words of English and MG. According to the theoretical analysis proposed, compounds with bound stems in the two languages share similar structures. The proposed system for the computational processing of these words, based on the the conclusions of the theoretical analysis, makes use of finite state methods, specifically the Xerox Lexical Compiler (LEXC) and offers an efficient way of implementing the phenomenon of neoclassical compounding in modern languages.