Η ραγδαία ανάπτυξη του Παγκόσμιου Ιστού τα τελευταία χρόνια έχει προκαλέσει την αύξηση του εκπαιδευτικού υλικού που είναι διαθέσιμο σε ηλεκτρονική μορφή, με αποτέλεσμα η αναζήτηση και η εύρεση των ψηφιακών εκπαιδευτικών υλικών να γίνεται όλο και πιο δύσκολη. Για αυτό το λόγο τα ψηφιακά εκπαιδευτικά αντικείμενα, ή αλλιώς Μαθησιακά Αντικείμενα (Learning Objects) πρέπει να περιγράφονται με τη χρήση εκπαιδευτικών μεταδεδομένων έτσι ώστε να διευκολύνονται οι λειτουργίες της εύρεσης, ανάκτησης, κατηγοριοποίησης και επαναχρησιμοποίησης των αντικειμένων. Τα τελευταία χρόνια έχουν δημιουργηθεί αρκετά αποθέματα για την αποθήκευση ψηφιακών εκπαιδευτικών αντικειμένων, όπως είναι το DSpace, το EPrints και το Fedora. Τα ψηφιακά αποθέματα κάνουν χρήση μεταδεδομένων για τα ψηφιακά αντικείμενα που αποθηκεύονται στο σύστημά τους. Συχνά όμως παρατηρείται ότι ενώ η κύρια χρήση των αποθεμάτων είναι για εκπαιδευτικούς σκοπούς, δεν δίνεται η δυνατότητα να εμπλουτίζονται τα εκπαιδευτικά αντικείμενα που αποθηκεύονται στα αποθέματα με μεταδεδομένα εκπαιδευτικού τύπου. Κατά συνέπεια, ο κύριος στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι να μελετήσει τα διαθέσιμα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων και να επεκτείνει τα υπάρχοντα σύνολα μεταδεδομένων των ψηφιακών αποθεμάτων ώστε να συμπεριλαμβάνουν και μεταδεδομένα εκπαιδευτικού σκοπού. Για να επιβεβαιωθούν τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης μελέτη έγινε εφαρμογή της σε ένα πραγματικό εκπαιδευτικό απόθεμα που αναπτύχθηκε στα πλαίσια του ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ για το Πανεπιστήμιο Πατρών. Βασικό χαρακτηριστικό των εκπαιδευτικών αποθεμάτων είναι και η διαλειτουργικότητα με άλλα συστήματα. Η διαλειτουργικότητα εξασφαλίζει τη συνεργασία του συστήματος με άλλα αποθέματα επιτρέποντας τη συγκομιδή και αξιοποίηση των ψηφιακών αντικειμένων και από άλλα αποθέματα. Για το λόγο αυτό μελετάται το πώς μπορεί να επιτευχθεί η διαλειτουργικότητα ενός συστήματος ώστε να αξιοποιούνται και τα εκπαιδευτικά μεταδεδομένα του αποθέματος, μέσω της υπηρεσίας ΟΑΙ-PMH, που υποστηρίζεται από τα περισσότερα αποθέματα, αλλά και μέσω της καινούριας υπηρεσίας OAI-ORE. Η υλοποίηση της διαλειτουργικότητας στα πλαίσια της συγκεκριμένης εργασίας επικεντρώνεται στο σύστημα DSpace. Ο Σημαντικός Ιστός (Semantic Web) αποτελεί την εξέλιξη του Παγκόσμιου Ιστού. Στον Σημαντικό Ιστό οι πληροφορίες περιγράφονται από δεδομένα αποκτώντας συγκεκριμένη σημασία και δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στις μηχανές να επεξεργαστούν δεδομένα που μέχρι σήμερα ήταν κατανοητά μόνο από τους ανθρώπους. Έτσι, γίνεται μελέτη ώστε να επιτευχθεί η δυνατότητα σημασιακής διαλειτουργικότητας στα αποθέματα και συγκεκριμένα στο DSpace. Με τον τρόπο αυτό γίνεται δυνατή η συνδιαλλαγή και διαπραγμάτευση πληροφοριών μεταξύ συστημάτων, οι οποίες, ενώ μπορεί να είναι κατά βάση ετερογενείς, προερχόμενες από πολλαπλές πηγές και αδόμητες σημασιακά, μπορούν να συσχετίζονται και, βάσει συμπερασμών, να συνδυάζονται κατάλληλα με στόχο την ανακάλυψη νέας γνώσης. / The rapid growth of World Wide Web in the last years has led to an increase of the educational material that is available in digital way. As a result of this, searching and discovering of digital educational material is becoming more and more difficult. For this reason, digital education objects, or Learning Objects, have to be described using education metadata in order to facilitate searching, retrieval, classification and reuse of these objects. In the recent years, a lot of repositories have been built to store digital educational objects, like DSpace, EPrints and Fedora. Digital repositories make use of metadata to describe digital objects that are stored in their system. But we can note that although the main use of these repository systems is for educational purposes, we do not have the ability to enrich learning objects that are stored in these systems with educational metadata. Therefore, the main purpose of this thesis is to study the available educational metadata standards and to extend the available metadata sets of digital repositories in order to include and support metadata for education purposes. A main feature of most educational repositories is interoperability with other systems. Interoperability assures the cooperation of one repository with others by allowing the harvesting and using of digital objects stored in one place by other systems and services. For this reason, it is studied how educational metadata can be incorporated in a repository’s interoperability services, and mainly in the OAI-PMH service, which is supported by most repositories, but also in a new service named OAI-ORE. The implementation of these interoperability services is focused on the DSpace system. Finally, Semantic Web is the evolution of World Wide Web. In Semantic Web information is described by data, so this information gains meaning which gives the ability to machines to process this information which till now was meaningful only to humans. So, it is also studied how semantic interoperability can be achieved between repositories and specifically between repositories based on DSpace. This will give the ability to exchange information between systems. Although this information may come from different and heterogeneous sources, and although this information may be semantically unstructured, it can be associated and combined in order to discover new knowledge.

Η Ηλεκτροεγκεφαλογραφία (ΗΕΓ) και η Μαγνητοεγκεφαλογραφία (ΜΕΓ) αποτελούν δύο από τις πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενες μη επεμβατικές μεθόδους μελέτης της λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου, κατά τις οποίες καταγράφονται εξωτερικά του κρανίου, το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο, που οφείλονται στη διέργεση εγκεφαλικών νευρώνων. Oι κύριες βιοηλεκτρικές πηγές των πεδίων που καταγράφονται σ’ αυτά, είναι ομάδες νευρώνων, που προτυποποιούνται με ένα ηλεκτρικό δίπολο. Αρχικά επιλέγεται το πλέον ρεαλιστικό πρότυπο των τριών φλοιών. Δηλαδή ως αγωγός θεωρείται ολόκληρο το κρανίο, συμπεριλαμβανομένου του δέρματος, των κρανιακών οστών, του εγκεφαλονωτιαίου υγρού και του εγκεφαλικού ιστού – περιοχές διαφορετικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας – και υπολογίζεται το ηλεκτρικό δυναμικό και το μαγνητικό πεδίο, επιλύεται δηλαδή τόσο το ευθύ πρόβλημα ΗΕΓ, όσο και το αντίστοιχο ΜΕΓ, στη σφαιρική και στην ελλειψοειδή γεωμετρία. Το δεύτερο πρότυπο αφορά στην επίλυση του ευθέος προβλήματος ΗΕΓ για την περίπτωση όπου ο εγκεφαλικός ιστός θεωρηθεί ως ένα σφαιρικός αγωγός, στο εσωτερικό του οποίου βρίσκεται είτε ομόκεντρα μια σφαιρική περιοχή υγρού, οπότε χρησιμοποιείται για την επίλυση το σφαιρικό σύστημα συντεταγμένων, είτε έκκεντρα, οπότε χρησιμοποιείται αντίστοιχα το δισφαιρικό. Τέλος, ως αγωγός θεωρείται μια ομογενής σφαίρα, περίπτωση όπου η ακριβής και πλήρης αναλυτική λύση για το πρόβλημα του Βιομαγνητισμού είναι γνωστή. Η συνεισφορά όμως της διατριβής για το πρότυπο αυτό είναι στη δημιουργία χρήσιμων εργαλείων για την μετατροπή των αναπτυγμάτων των λύσεων σε σειρές, στις αντίστοιχες κλειστές μορφές μέσω της άθροισης των σειρών, καθώς και στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το αντίστροφο πρόβλημα ΗΕΓ, τα οποία προκύπτουν από τη γραφική επεξεργασία της κλειστής λύσης του ηλεκτρικού δυναμικού, όπως αυτή προέκυψε από τη μέθοδο των ειδώλων. / Electroenchephalography (EEG) and Magnetoenchephalophy (MEG) are common non invansive methods for studying the function of the human brain. Considering that the data of the generated electric potential (Electroencephalogram) and the magnetic field (Magnetoenchephalogram), takes place on or in the surrounding the head, the entire head, including the skin, the bones, the cerebrospinal fluid and the cerebral, regions which are characterizing by different electric conductivity are including. For this model, the direct Bioelectromagnetism problem is solved in both spherical and ellipsoidal geometry. Specifically, the leading terms of the electric potential in the exterior of the conductor and everywhere in the interior, as well as the leading quadrupolic term of the multipole expansion of the exterior magnetic induction field in the ellipsoidal geometry, are obtained. The reduction of the the ellipsoidal results to the corresponding spherical case, which has brought up useful conclusions concerning these two geometrical models, is also presented. The direct EEG problem is described, for the case where the entire cerebral is considered as a spherical conductor, which surrounds a fluid spherical region of different conductivity. When the two spherical regions are concentric, the problem is solved with the spherical geometry, but when these are eccentric the problem is solved with the bispherical geometry. Finally, the exact and complete analytic solution for the forward EEG problem is produced by the Image Theory for the homogeneous spherical conductor and is elaborated graphically. In particular, some electric potential distributions are produced on the surface of the spherical brain, where the equipotential curves are represented by circles. Considering these distributions, a parametric analysis of the position and the orientation o the moment dipole is accomplished for the current dipole that has considered in this thesis. Consequently, when the source is near the surface, the orientation of the moment is directed vertically to the zero equipotential circle to the increase potential, since the position vector of the source tends to become vertical to the maximum equipotential curves. The existence of special position and orientation of the source, for which the contribution in the external magnetic field is zero - and for the spherical case, where the position and the orientation of the sources are parallel - corresponds to parallel equipotential curves.