Στην παρούσα εργασία αντιμετωπίζουμε την διαδικασία εξατομικευμένης αναζήτησης από την πλευρά της σημασιολογίας και του περιεχομένου των σελίδων. Συγκεκριμένα γίνεται χρήση μιας θεματικής ιεραρχίας για την αυτόματη δημιουργία των προφίλ αναζήτησης των χρηστών και χρησιμοποιείται η ίδια ιεραρχία για τον θεματικό χαρακτηρισμό του περιεχομένου ενός κειμένου. Στηριζόμενοι σε μία συνδυασμένη ανάλυση των ενδιαφερόντων του χρήστη και των θεμάτων των σελίδων εξατομικεύουμε τα ανακτώμενα αποτελέσματα δίνοντας προτεραιότητα σε εκείνα τα αποτελέσματα τα οποία το θεματικό τους περιεχόμενο ανταποκρίνεται στο προφίλ του χρήστη. / This work discusses the process of personalized search under the view point of the semantics content of the web pages. In details, a thematic hierarchy is being used to create automatically user search profiles and the same hierarchy is being used to thematic characterize the content of documents. Based on a combined analysis of users’ interests and the thematic content of web pages, we personalize the results giving priority in those results which their thematic content response to the user profile.

Θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση της θεωρίας του Αριστοτέλη για το πρώτο κινούν ακίνητο στο βιβλίο Λ (12ο), του έργου του "Μετά τα Φυσικά". Η πραγμάτευση του ζητήματος της ουσίας του πρώτου κινούντος ακινήτου, καταλαμβάνει κατά κύριο λόγο τα κεφάλαια 6,7 και 9 του βιβλίου Λ και παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον και πρωτοτυπία, γι’ αυτό και δικαίως απασχόλησε αρκετούς σχολιαστές. Στις απόψεις μερικών απ’ αυτών γίνεται αναφορά και στην παρούσα εργασία , σε μια απόπειρα να επεξηγηθούν, να τονιστούν αλλά και να "φωτιστούν", βασικά σημεία του αριστοτελικού κειμένου, όπως ακόμη και να διερευνηθούν κάποια από τα ερωτήματα που τυχόν εγείρει. / --

Η παρούσα εργασία εστιάζεται και παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη λύση στο πρόβλημα της κάθετης επιχειρησιακής ολοκλήρωσης, της διαφανούς δηλαδή ολοκλήρωσης εφαρμογών και συστημάτων, τα οποία είναι δυνατό να εκτελούνται σε διαφορετικά επίπεδα όσον αφορά στην κλασσική ιεραρχία του βιομηχανικού / κατασκευαστικού περιβάλλοντος, από το Επιχειρησιακό Επίπεδο στο οποίο εκτελείται το σύστημα Διαχείρισης Επιχειρησιακών Πόρων (Enterprise Resource Planning – ERP) ως το Επίπεδο Ελέγχου Πεδίου (field control επίπεδο). Η λύση η οποία προτείνεται είναι ένα λογισμικό συνδετικότητας (middleware) που δημιουργεί την αναγκαία υποδομή για ένα πιο ευέλικτο και ευφυές βιομηχανικό περιβάλλον. / The present dissertation, focuses and presents an integrated solution to the problem of vertical business integration that is the transparent integration of applications and systems that is possible to operate in different levels within the classical hierarchy of the industrial / production environment. This hierarchy comprises of the ERP, field control and the device layer. The industrial environment is characterized by particular complexity and is highly heterogeneous. As a result, any attempt to modify the existing production processes is particularly difficult. This project, combines standards, established and emerging technologies to address two contradicting requirements: integration and flexibility.

Nowadays,hospitals are equipped with high resolution medical imaging systems such as MRI, CT that help the radiologists to make more accurate diagnosis. However these systems cannot give any information of the explicit content that is on the image pixels. The vast amount of images that are produced in hospitals is processed mainly by the medical domain users. Even systems such as PACS cannot retrieve images with anatomical or disease-­‐related criteria. The integrating of semantic web technologies in health care can provide a solution. The benefits for the semantic web technologies are owed to the core element of the semantic web, which is the ontology. The ontology sets strict relationships between its entities. The main goal of this thesis is to design and develop an online approach for Semantic Annotation and Retrieval of Medical Images. The architecture of the proposed system is based on a service oriented approach that enables the expandability of the system by integrating new features such as image processing algorithms to perform Computer Aided Diagnosis (CAD) tasks and to make queries with low -­‐ level image characteristics. Also the adopting of such an approach for the architecture allows to add new reference ontologies to the system without redesigning the core architecture. The ontology framework of the system includes (a) three reference ontologies, namely the Foundational Model of Anatomy (FMA) for the anatomy annotation, the International Classification of Disease (ICD-­‐10) for the disease annotation and the RadLex for the radiological findings and (b) an application ontology that connects the medical document with the concepts of the medical ontologies (FMA, ICD-­‐10, Radlex) and it also contains information about patient, hospital and image modality. Part of application ontology information is extracted from the DICOM header. In the context of the current thesis, the system was used to annotate and retrieve several medical images. The proposed online approach for annotation and retrieval of medical images system can enable the interoperability between different Health Information Systems (HIS) and can constitute a tool for discovering the hidden knowledge in medical image data. / -

Τα τελευταία χρόνια γίνονται πολλές έρευνες οι οποίες δείχνουν πως οι Οντολογίες και οι τεχνολογίες βασισμένες σε οντολογίες, βρίσκουν ευρεία εφαρμογή στην εκπαίδευση και αποτελούν έναν από τους πιο σημαντικούς τομείς έρευνας της εκπαιδευτικής τεχνολογίας. Μια οντολογία αποτελεί την τυπική προδιαγραφή κάποιας περιοχής γνώσης (Gruber, 1993). Παρέχει τις βασικές έννοιες του πεδίου γνώσης που περιγράφεται και τις μεταξύ τους σχέσεις, καθώς και την ορολογία με την οποία αναφερόμαστε στις έννοιες και τις σχέσεις αυτές. Δηλαδή, μια οντολογία παρέχει τόσο λεξιλόγια και όσο και σχήματα οργάνωσης της γνώσης, τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν ως κοινά πλαίσια επικοινωνίας μεταξύ ανθρώπων, συστημάτων και οργανισμών, διευκολύνοντας το διαμοιρασμό, την διαλειτουργικότητα και την επαναχρησιμοποίηση πόρων (Uschold & Gruninger, 1996). Οι Οντολογίες συνδέονται στενά με το λεγόμενο Σημασιολογικό Ιστό, που αναφέρεται στη σημασιολογική διασύνδεση των πληροφοριών που υπάρχουν στον Παγκόσμιο Ιστό με τρόπο κατανοητό από μηχανές (Berners Lee et al., 2001). Μια τέτοια διασύνδεση θα έδινε πολύ μεγάλες προοπτικές όσον αφορά στο διαμοιρασμό, ανάκληση και επαναχρησιμοποίηση της πληροφορίας τόσο στην εκπαίδευση όσο σε όλο το φάσμα των δραστηριοτήτων μας. Η εργασία μας συνίσταται στη δημιουργία μιας εκπαιδευτικής εφαρμογής για τη διαχείριση μαθησιακού υλικού και μαθησιακών στόχων σχετικών με το αντικείμενο της Αντικειμενοστρεφούς Ανάλυσης και συγκεκριμένα με το γνωστικό πεδίο των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, η οποία βασίζεται σε οντολογίες. Χρησιμοποιούμε οντολογίες για να περιγράψουμε με τυπικό τρόπο τρεις βασικές συνιστώσες της μαθησιακής διαδικασίας: το γνωστικό πεδίο, τα μαθησιακά αντικείμενα και τους μαθησιακούς στόχους, με σκοπό να γίνει δυνατή η αυτόματη επεξεργασία των παραπάνω συνιστωσών από εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης και να προωθείται η επικοινωνία, η διαλειτουργικότητα και ο διαμοιρασμός πόρων. Ακόμα, ζητούμενο της εφαρμογής μας αποτελεί η ενσωμάτωση σε αυτήν δυνατοτήτων παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών. Αφού κάνουμε μια σύντομη επισκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τη χρήση οντολογιών στην Εκπαίδευση αναφερόμαστε στις Οντολογίες που δημιουργήσαμε και στον τρόπο που είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν για να επιτευχθούν οι προαναφερθέντες στόχοι. Σημειώνουμε ότι στην παρούσα εργασία δεν περιλαμβάνεται η εκπαιδευτική αξιολόγηση του συστήματος (μετά από πιλοτική χρήση), αλλά μόνο η επαλήθευση της λειτουργίας του. / An ontology is a formal specification of a conceptualization (Gruber, 1993). It provides terminology and conceptual schemas concerning a domain, and can be used as a communication framework between humans, software systems and organizations, promoting interoperability and reusability of resources. Our work concerns the creation of an ontology-based educational application that aims at the management of educational resources and instructional goals related to the field of Object-Orient Analysis and specifically the field of Use Case Diagrams. As part of our work, we have used ontologies to formally describe three basic components of the educational process: the learning material, the knowledge domain and the learning goals. We created three ontologies: the use case diagram ontology (domain ontology), the competency ontology (to model the learning goals) and the learning object ontology (to describe the learning material), which we ultimately combined in one application. The inclusion of components like learning objects and competencies in our application, as well as the use of ontologies to formally describe them, are features that can promote interoperability and resource reuse and can be used to provide personalised services. In this paper, we first describe ontologies and their current uses in the education field according to recent research and then we proceed with the analytic description of our ontologies and our application.

Ένα υποσύνολο του τεράστιου όγκου πληροφοριών του Ιστού αφορά τα Ανοικτά Δεδομένα (Open Data), τα οποία αποτελούν πληροφορίες, δημόσιες ή άλλες, στις οποίες ο καθένας μπορεί να έχει πρόσβαση και να τις χρησιμοποιεί περαιτέρω για οποιονδήποτε σκοπό με στόχο να προσθέσει αξία σε αυτές. Η δυναμική των ανοιχτών δεδομένων γίνεται αντιληπτή όταν σύνολα δεδομένων των δημόσιων οργανισμών μετατρέπονται σε πραγματικά ανοιχτά δεδομένα, δηλαδή χωρίς νομικούς, οικονομικούς ή τεχνολογικούς περιορισμούς για την περαιτέρω χρήση τους από τρίτους. Τα ανοικτά δεδομένα ενός Τμήματος ή Σχολής Πανεπιστημίου μπορούν να δημιουργήσουν προστιθέμενη αξία και να έχουν θετικό αντίκτυπο σε πολλές διαφορετικές περιοχές, στη συμμετοχή, την καινοτομία, τη βελτίωση της αποδοτικότητας και αποτελεσματικότητας των Πανεπιστημιακών υπηρεσιών, την παραγωγή νέων γνώσεων από συνδυασμό στοιχείων κ.α. Ο τελικός στόχος είναι τα ανοικτά δεδομένα να καταστούν Ανοικτά Διασυνδεδεμένα Δεδομένα. Τα Διασυνδεδεμένα Δεδομένα, αποκτούν νόημα αντιληπτό και επεξεργάσιμο από μηχανές, επειδή περιγράφονται σημασιολογικά με την χρήση οντολογιών. Έτσι τα δεδομένα γίνονται πιο «έξυπνα» και πιο χρήσιμα μέσα από την διάρθρωση που αποκτούν. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, υλοποιείται μια πρότυπη δικτυακή πύλη με την χρήση του Συστήματος Διαχείρισης Περιεχομένου CMS Drupal, το οποίο ενσωματώνει τεχνολογίες Σημασιολογικού Ιστού στον πυρήνα του, με σκοπό την μετατροπή των δεδομένων ενός Τμήματος ή Σχολής Πανεπιστημίου σε Ανοικτά Διασυνδεδεμένα Δεδομένα διαθέσιμα στην τρίτη γενιά του Ιστού τον Σημασιολογικό Ιστό. / A subset of the vast amount of information of the web is concerned with open data, which is information, whether public or other, in which everyone can have access and use it for any purpose with a view to add value. The dynamics of open data becomes noticeable when datasets of public bodies are transformed into truly open data , i.e. without legal, financial or technological limitations for further use by third parties. The open data of a university department or faculty can add value and have a positive impact on many different areas such as participation, innovation, improvisation of the efficiency and effectiveness of university services, generating new knowledge from a combination of elements , etc. The ultimate goal is to transform open data into open linked data. The linked data , become meaningful and processable by machines, given that they are semantically described, using ontologies. Thus, the data become more " intelligent " and more useful through the structure they acquire. In this thesis , a prototype web portal is implemented using the content management system CMS Drupal, which incorporates semantic web technologies in the core, in order to convert the data of a University Department or School in open linked data available in the third generation web semantic web.

Η παρούσα Διπλωματική Εργασία μελετά το θέμα της προσωποποίησης - εξατομίκευσης δικτυακών τόπων. Αρχικά, παρουσιάζεται μια ανασκόπηση στη σχετική βιβλιογραφία όπου εντοπίζεται πληθώρα αναφορών και λύσεων -ακαδημαϊκών και εμπορικών- για το συγκεκριμένο θέμα. Στις περισσότερες από αυτές τις περιπτώσεις καταβάλλεται προσπάθεια για εξατομίκευση η οποία στηρίζεται σε δεδομένα που συλλέγονται από δηλώσεις ή ενέργειες του χρήστη, άμεσα ή έμμεσα. Όμως, η μελέτη των σχετικών άρθρων δείχνει ότι η μέχρι σήμερα επιτυχία των εγχειρημάτων αξιοποίησης δεδομένων χρήσης του ιστού (web usage data) είναι περιορισμένη. Το βασικό έλλειμμα που διαπιστώνεται είναι το γεγονός ότι η διαχείριση του περιεχομένου ενός δικτυακού τόπου συνήθως γίνεται με μηχανιστικό τρόπο, αποφεύγοντας τόσο την κατανόηση του περιεχομένου του όσο και της δομής του. Ακολούθως, στη Διπλωματική Εργασία γίνεται απόπειρα εξατομίκευσης δικτυακών τόπων με ημιαυτόματο τρόπο χρησιμοποιώντας τα αρχεία καταγραφής χρήσης ιστού ενώ ταυτόχρονα βασίζεται σε σημασιολογικές και εννοιολογικές αναλύσεις του περιεχομένου των δικτυακών τόπων. Με αυτήν τη μέθοδο υλοποιείται ένα εργαλείο που εξατομικεύει τον δικτυακό τόπο προτείνοντας στους χρήστες ιστοσελίδες με παραπλήσιο εννοιολογικό περιεχόμενο. Αυτό γίνεται δημιουργώντας την οντολογία του εκάστοτε δικτυακού τόπου και συνδυάζοντάς τη με τα δεδομένα πλοήγησης των χρηστών. / The present Diploma Dissertation attempts to study the personalization of websites. Initially, a thorough review of the relevant bibliography is presented, in which a plethora of academic and commercial reports and solutions is located regarding the subject of website personalization. In most cases, to achieve personalization, the researchers are based on data which are directly or indirectly collected by user statements or actions. However, the study of relative articles shows that there is limited success in the use of web usage data for personalization purposes. The fundamental problem lies in the fact that the comprehension of the content and the structure of a website is often neglected or even avoided. Further on, personalization of websites in a semi-automatic way is attempted using log files while it is simultaneously based in semantic and conceptual analysis of the website content. In this way, a tool is developed that personalizes websites by proposing web pages with similar conceptual content to the users. This is done by creating the ontology of the website and combining it with the users’ web usage data.

Τα τελευταία χρόνια υπάρχει εκθετική αύξηση του όγκου της πληροφορίας που δημοσιεύεται στο Διαδίκτυο. Καθώς όμως η πληροφορία αυτή δε συνδέεται με τη σημασιολογία της παρατηρείται δυσκολία στη διαχείρισή της και στην πρόσβαση σε αυτήν. Ο Σημασιολογικός Ιστός, λοιπόν, είναι μια ομάδα μεθόδων και τεχνολογιών που σκοπεύουν να δώσουν τη δυνατότητα στις μηχανές να κατανοήσουν τη “σημασιολογία” των πληροφοριών σχετικά με τον Παγκόσμιο Ιστό. Ο Σημασιολογικός Ιστός (Semantic Web) αποτελεί επέκταση του Παγκοσμίου Ιστού. Στο Σημασιολογικό Ιστό οι πληροφορίες εμπλουτίζονται με μεταδεδομένα, τα οποία υπακουούν σε κοινά πρότυπα και επιτρέπουν την εξαγωγή γνώσεως από την ήδη υπάρχουσα, καθώς επίσης και το συνδυασμό της υπάρχουσας πληροφορίας με στόχο την εξαγωγή συμπερασμάτων. Απώτερος στόχος του Σημασιολογικού Ιστού είναι η βελτιωμένη αναζήτηση, η εκτέλεση σύνθετων διεργασιών και η εξατομίκευση της πληροφορίας σύμφωνα με τις ανάγκες του κάθε χρήστη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η χρήση των τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού για τη βελτίωση της πρόσβασης σε πολιτισμικά δεδομένα. Συγκεκριμένα αρχικά έγινε εμβάθυνση στις τεχνολογίες και στις θεμελιώδεις έννοιες του Σημασιολογικού Ιστού. Παρουσιάστηκαν αναλυτικά οι βασικές γλώσσες σήμανσης: XML που επιτρέπει τη δημιουργία δομημένων εγγράφων με λεξιλόγιο καθορισμένο από το χρήστη, RDF που προσφέρει ένα μοντέλο δεδομένων για την περιγραφή πληροφοριών με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή η ανάγνωση και η κατανόησή τους από μηχανές. Αναφέρθηκαν, ακόμη, οι διάφοροι τρόποι σύνταξης της γλώσσας RDF καθώς και πως γίνεται αναζήτηση σε γράφους RDF με το πρωτόκολλο SPARQL. Στη συνέχεια ακολουθεί η περιγραφή της RDFS, που πρόκειται για γλώσσα περιγραφής του RDF λεξιλογίου. Έχοντας παρουσιαστεί σε προηγούμενο κεφάλαιο η έννοια της οντολογίας, γίνεται αναφορά στη σημασιολογική γλώσσα σήμανσης OWL, που χρησιμοποιείται για την έκδοση και διανομή οντολογιών στο Διαδίκτυο. Έπειτα ακολουθεί μια ανασκόπηση από επιλεγμένα έργα, ελληνικά, ευρωπαϊκά και διεθνή, των τελευταίων ετών που χρησιμοποιούν τις τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού στο τομέα του πολιτισμού και της πολιτισμικής κληρονομιάς. Τέλος στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζεται μία εφαρμογή διαχείρισης αρχαιολογικών χώρων-μνημείων και μελετώνται σε βάθος οι τεχνολογίες και τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίησή της. / Over the past few years there has been exponential increase of the volume of information published on the Internet. Since information is not connected to its semantics, it is difficult to manipulate and access it. Therefore, the Semantic Web consists of methods and technologies that aim to enable machines to understand information’s semantics. The Semantic Web is an extension of the World Wide Web (WWW). Specifically, information is enriched with metadata, which are subject to common standards and permit knowledge extraction from the existing one and the combination of existing information in order to infer implicit knowledge, as well. Future goals of the Semantic Web are enhanced searching, complicated processes’ execution and information personalization according to each user’s needs. This post-graduate diploma thesis researches the usage of Semantic Web technologies for the enhancement of the access to cultural data. More specifically, Semantic Web technologies and essential concepts were studied. Basic markup languages were presented analytically: XML that allows structured documents’ creation with user defined vocabulary, RDF that offers a data model for such information description that it is readable and understandable by machines. Also, various RDF syntaxes and how to search RDF graphs using SPARQL protocol were referred. Below RDFS description follows, that is a description language of RDF vocabulary. After having introduced the concept of ontology in previous chapter, the semantic markup language OWL is presented, that is used for ontology publishing and distribution on the Internet. A review of selected projects of the last years, Greek, European and international, which are characterized by the application of technologies of the Semantic Web in the sector of Culture and Cultural heritage, is presented. In the last chapter, an application that manages archaeological places- sites is presented and it is studied technologies and tools that were used for it.

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.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή προτείνονται μεθοδολογίες υπολογιστικής νοημοσύνης για την επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων γονιδιακής έκφρασης μικροσυστοιχιών cDNA. Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο σκέλος αναπτύσσονται δύο νέες προσεγγίσεις για την εύρωστη εκτίμηση και διόρθωση του θορύβου υποβάθρου: η διόρθωση υποβάθρου βάσει εκατοστημορίων και η διόρθωση υποβάθρου βάσει παλινδρόμησης loess. Οι προσεγγίσεις αυτές καινοτομούν κυρίως στο ότι χρησιμοποιούν μία εύρωστη εκτίμηση του θορύβου υποβάθρου, γεγονός που τις καθιστά ιδανικές σε περιπτώσεις, όπου τα δεδομένα είναι θορυβώδη. Επιπροσθέτως, αναπτύσσεται ένα νέο, γενικής χρήσεως, πλαίσιο για τη συστηματική αξιολόγηση του βαθμού επίδρασης των μεθόδων διόρθωσης υποβάθρου. Μέσω του πλαισίου αυτού, οι δύο προτεινόμενες προσεγγίσεις, καθώς και άλλες ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι, αξιολογούνται βάσει εφαρμογής τους σε διαφορετικά σύνολα δεδομένων αυτο-υβριδοποίησης, με τις πρώτες να εμφανίζουν ιδιαιτέρως καλή απόδοση. Το πλαίσιο αυτό καινοτομεί στο ότι ενσωματώνει νέα κριτήρια και τρόπους γραφικής απεικόνισης. Τόσο οι προτεινόμενες μέθοδοι εκτίμησης και διόρθωσης θορύβου υποβάθρου, όσο και το πλαίσιο συστηματικής αξιολόγησής τους, συνιστούν μία νέα, ενδελεχή μελέτη που προσανατολίζει στην εφαρμογή ή απόρριψη μίας συγκεκριμένης προσέγγισης, συνεισφέροντας εν τέλει στην κατάκτηση καλλίτερης ποιότητας δεδομένων μικροσυστοιχιών. Επίσης, στο δεύτερο σκέλος της διατριβής αναπτύσσεται ένα νέο, ολοκληρωμένο και γενικής χρήσεως πλαίσιο ανάλυσης δεδομένων μικροσυστοιχιών ούτως, ώστε να διερευνηθεί το ζήτημα εάν στην T-λευχαιμική κυτταρική σειρά CCRF-CEM επικρατούν εγγενείς ή επίκτητοι μηχανισμοί αντοχής στην πρεδνιζολόνη. Συγκεκριμένα, καταλλήλως επιλεχθέντα δεδομένα μικροσυστοιχιών cDNA – που διευκολύνουν την εξέταση τόσο της εξαρτώμενης από τη συγκέντρωση δράσης, όσο και της δυναμικής της ανταπόκρισης στην πρεδνιζολόνη (πρώιμη και όψιμη δράση) – γίνονται αντικείμενο επεξεργασίας και ενδελεχούς ανάλυσης, και βάσει συγκεκριμένων, προ-διατυπωμένων συλλογισμών, προσεγγίζεται το εν λόγω ερώτημα. Το πλαίσιο αυτό είναι καινοτόμο, εφόσον, πέραν του ότι ενσωματώνει μία πρωτότυπη ακολουθία μεθόδων, προσεγγίζει συστηματικά το πρόβλημα της εγγενούς ή επίκτητης αντοχής, συνεισφέροντας, έτσι, στην ευρύτερη προσπάθεια διερεύνησης των επακριβών μηχανισμών αντοχής των λευχαιμικών κυττάρων στα γλυκοκορτικοειδή. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του στα δεδομένα της εν λόγω κυτταρικής σειράς συνηγορούν υπέρ της ύπαρξης μίας σύνθετης ανταπόκρισης του υπό μελέτη συστήματος στα γλυκοκορτικοειδή, η οποία όμως τείνει περισσότερο προς έναν εγγενή μηχανισμό αντοχής. / In the present Ph.D. thesis, computational intelligence methods for processing and analyzing cDNA microarray gene expression data are designed and developed. More specifically, in the first part of this thesis, the problem of background estimation and correction of two-channel microarray data is addressed and two novel algorithms are proposed, namely the percentiles-based and the loess-based background correction methods. Both approaches are based on the multiplicative model of background, while utilizing robust background noise estimators, thus making them ideal for noisy datasets. Furthermore, a new, generic framework for the systematic evaluation of the impact of the background estimating methodologies is suggested, whereupon the aforementioned methods as well as other approaches are evaluated by application to various publicly available self-self hybridization datasets. As suggested by this thorough, comparative evaluation our algorithms perform very well regarding noise reduction. The evaluation framework, which is based mainly on different and widely used statistical measures, incorporates new criteria and visualization methods. Moreover, it represents a novel, detailed contribution to the examination of the impact of background correction methods to the final interpretation of microarray experiments, conferring explicit guidance on the pros and cons of them and when they should be applied. Additionally, in the second part of this thesis, a new, generic, computational microarray data analysis framework is described, in order to examine the hypothesis of whether the resistant T-cell leukemia cell line CCRF-CEM posses an intrinsic or exert an acquired mechanism of resistance and to investigate the molecular imprint of this, upon prednisolone treatment. More analytically, using the above explained computational analysis workflow, microarray data that enable the examination of both the dose effect of prednisolone exposure and the dynamics (early and late) of the molecular response of the cells at the transcriptomic layer, are systematically analyzed based on specific, predefined formulations. The analysis of the results supports a complex mechanism of action for the cells which seems to favor though more the intrinsic mechanism of resistance.