Η τακτική ανασκόπηση και αξιολόγηση της επίδοσης ενός οργανισμού σε θέματα εργασιακής ασφάλειας και υγείας αποτελεί απαραίτητη διεργασία για την αποτελεσματική διαχείριση των θεμάτων αυτών. Η αξιολόγηση της επίδοσης είναι στενά συνδεδεμένη με την παρακολούθηση, που στην περίπτωση της εργασιακής ασφάλειας και υγείας γίνεται μέσω δεικτών, αποτελεσμάτων και προληπτικών. Και οι δύο διεργασίες έχουν ως στόχο την παροχή πληροφοριών για την τρέχουσα επίδοση και την υποστήριξη αποφάσεων για τη βελτίωσή της. Ωστόσο, η βασική διαφορά τους έγκειται στο ότι η παρακολούθηση αποτελεί μία «περιγραφική» διεργασία, που κυρίως επικεντρώνεται σε διαδικασίες και αποτελέσματα, ενώ η αξιολόγηση αποτελεί μία «ερμηνευτική» διεργασία, που εξετάζει σε βάθος τις αλληλεπιδράσεις παραγόντων και προσπαθεί να ανακαλύψει τα αίτια που οδηγούν σε συγκεκριμένες ενέργειες ή αποτελέσματα. Η παρούσα διατριβή αφορά τη συστημική προσέγγιση που απαιτείται για την ανάπτυξη και εφαρμογή μιας διεργασίας αξιολόγησης της επίδοσης σε θέματα εργασιακής ασφάλειας και υγείας. Προς αυτήν την κατεύθυνση, η διατριβή εξετάζει αρχικά τις θεωρητικές προσεγγίσεις πάνω στο αντικείμενο της αξιολόγησης της επίδοσης σε θέματα ασφάλειας, και τις επαναπροσδιορίζει μέσα από το πρίσμα της ολιστικής προσέγγισης στα θέματα διαχείρισης της ασφάλειας. Η διατριβή στοχεύει κυρίως στη διαμόρφωση ενός θεωρητικού πλαισίου με βασικές θέσεις για τη συστημική προσέγγιση επιμέρους θεμάτων που σχετίζονται με την αξιολόγηση, όπως είναι το επίπεδο της ανάλυσης, οι αλληλεπιδράσεις παραγόντων που επηρεάζουν ή σχετίζονται με τη διαχείριση της ασφάλειας, η καθιέρωση κριτηρίων αξιολόγησης που να προκύπτουν μέσα από μια συμμετοχική διεργασία και να αντανακλούν τον συμβιβασμό μεταξύ διαφορετικών απόψεων και αντιλήψεων. Για την επικύρωση του θεωρητικού πλαισίου, προτείνεται η εφαρμογή της Μεθόδου Μαλακών Συστημάτων (Soft Systems Methodology), η οποία χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη και την εφαρμογή μίας διεργασίας αξιολόγησης της επίδοσης σε θέματα εργασιακής ασφάλειας και υγείας σε έναν συγκεκριμένο δημόσιο οργανισμό. / Regular review and evaluation of an organisation’s occupational health and safety performance are essential processes for the effective safety management. Performance evaluation is closely related to monitoring, which, in the case of occupational health and safety is done through reactive and proactive indicators. Both processes, monitoring and evaluation, aim at providing information on the current performance, and at supporting decisions on safety improvement actions. However, their basic difference is based on the fact that monitoring is a “descriptive” process, which is mainly focused on procedures and results, while evaluation is an “interpretivistic” process, which explores the inter-relations of safety related factors and seeks to identify the causes of particular actions or results. The present thesis discusses the systemic approach required for the development and implementation of an occupational health and safety evaluation process. Towards this purpose, the various theoretical positions on the subject of safety performance evaluation are initially examined and redefined through the lens of a holistic safety management approach. This thesis aims mainly at formulating a theoretical framework consisted of basic positions on the systemic approach of specific issues related with safety performance evaluation, such as: level of analysis, inter-relations of safety related factors, evaluation criteria selected through a participatory process, thus reflecting the compromise between different views and beliefs. For the validation of this theoretical framework, Soft Systems Methodology is proposed and implemented for the development and implementation of an occupational health and safety performance evaluation process in a particular organization of the public sector.

Η αναβάθμιση της διαδικασίας ανάπτυξης εφαρμογών λογισμικού που αφορούν τον έλεγχο βιομηχανικών συστημάτων, είναι ένα θέμα που απασχολεί για δεκαετίες του μηχανικούς ελέγχου αλλά και τους μηχανικούς λογισμικού. Κατά την ανάπτυξη των βιομηχανικών εφαρμογών, οι μηχανικοί καλούνται να ικανοποιήσουν πληθώρα απαιτήσεων μεταξύ των οποίων: συμβατότητα με το υπάρχον εγκατεστημένο υλικό, συμβατότητα με τις ήδη εγκατεστημένες παλαιότερες εφαρμογές και επαναχρησιμοποίηση τμημάτων λογισμικού. Για τους παραπάνω λόγους, αναζητούνται συνεχώς λύσεις οι οποίες: θα προσφέρουν μια περισσότερο φιλική προς το μηχανικό ελέγχου διαδικασία ανάπτυξης η οποία θα υποστηρίζει επεκτασιμότητα των εφαρμογών, θα διευκολύνει την επαναχρησιμοποίηση τμημάτων του λογισμικού, θα ενισχύει την συντήρηση του λογισμικού και θα είναι ανεξάρτητη από το υλικό εκτέλεσης των βιομηχανικών συστημάτων. Η International Electrotechnical Commission (IEC) για να αντιμετωπίσει τις απαιτήσεις των σύγχρονων συστημάτων δημιούργησε το πρότυπο IEC61499 το οποίο έρχεται να επεκτείνει το Function Block του IEC61131. Το IEC61499, καθορίζει μια μεθοδολογία σχεδιασμού, όπου το Function Block είναι το βασικό δομικό συστατικό για την ανάπτυξη διαλειτουργικών κατανεμημένων εφαρμογών αυτοματισμού και ελέγχου. Οι εφαρμογές ελέγχου μπορούν να υλοποιηθούν από Function Block δίκτυα διασυνδέοντας τις εισόδους και εξόδους τους. Το IEC61499 προτείνει επίσης τον σχεδιασμό εργαλείων λογισμικού για την υποστήριξη (εν μέρει αυτοματοποίηση) της διαδικασίας ανάπτυξης. Στην παρούσα διατριβή, παρουσιάζεται μια νέα προσέγγιση για τον σχεδιασμό κατανεμημένων βιομηχανικών εφαρμογών και πιο συγκεκριμένα Συστημάτων Μέτρησης και Ελέγχου Βιομηχανικών Διεργασιών1 (IPMCSs) όπως τα ορίζει το πρότυπο IEC. Η προσέγγιση εστιάζει στον ορισμό μιας μεθοδολογίας για την φάση της ανάλυσης και κύρια την τεκμηρίωση των απαιτήσεων και τον μετέπειτα μετασχηματισμό του μοντέλου ανάλυσης σε μοντέλο σχεδιασμού. Η προτεινόμενη προσέγγιση βασίζεται σε κατάλληλα οριζόμενες έννοιες και τεχνικές και αξιοποιεί τελευταίες τάσεις από το χώρο της Μηχανιστικής Λογισμικού (Software Engineering), όπως είναι η έννοια της μετα-μοντελοποίησης (Meta-modeling) όπως αυτή ορίζεται στα πλαίσια της βασισμένης σε μοντέλα ανάπτυξης (Model Driven Development) και της Unified Modeling Language (UML) και των επεκτάσεων της (UML Profiles) και εφαρμογή αυτών στο σχεδιασμό βιομηχανικών εφαρμογών. Για την ομαλή μετάβαση από τις καταγεγραμμένες απαιτήσεις σε μοντέλα σχεδιασμού τεκμηριώθηκε και παρουσιάζεται ένα σύνολο κανόνων μετασχηματισμού το οποίο περιγράφηκε αυστηρά με χρήση της Object Constraint Language. Για να αξιοποιηθεί η προτεινόμενη προσέγγιση από μηχανικούς ελέγχου, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα εργαλείο λογισμικού συμβατό με το πρότυπο IEC61499. Το εργαλείο που έχει το όνομα CORFU ESS έρχεται να υποστηρίξει: α) την φάση της ανάλυσης, β) τον μετασχηματισμό του μοντέλου ανάλυσης σε μοντέλο σχεδιασμού, γ) τον σχεδιασμό εφαρμογών με Function Blocks όπως ορίζει το IEC61499, δ) την κατανομή των Function Block στις συσκευές των βιομηχανικών δικτύων και ε) τον έλεγχο των τελικών Function Block δικτύων. Η προσέγγιση εφαρμόσθηκε σε μελέτες περίπτωσης για να επιδείξει την εφαρμοσιμότητα της προτεινόμενης διαδικασίας, την αποτελεσματικότητα του εργαλείου που αναπτύχθηκε και την δυνατότητα της διαδικασίας και του εργαλείου να καλύψουν απαιτήσεις μικρής ή μεγάλης κλίμακας εφαρμογών. / Following technology’s trends, engineers in the industrial and control sector continuously face problems on developing distributed industrial control applications that should meet various functional, interface, operational and performance requirements by conforming on engineering concerns such as maintainability and reliability. During the development of industrial applications, engineers deal with aspects on device compatibility, software compatibility and software reusability. To deal with these challenges, control engineers are underway in applying Software Engineering practices in the development process of distributed industrial control applications that will enhance reusability, maintainability and will be independent of the underlying platform. A proof of this motion is the standard 61499 of the International Electrotechnical Commission (IEC) which is affected from practices and current trends in Software Engineering. The IEC 61499 standard extends the FB concept of IEC1131 to share many of the well defined and already widely acknowledged benefits of concepts introduced by object technology. This standard describes also a methodology that defines the FB as the main building block and specifies the way that FBs can be used to define robust, re-usable software components that constitute complex IPMCSs. Complete control applications, can be built from networks of FBs that are formed by interconnecting their inputs and outputs. IEC 61499 proposes also that, Engineering Support Systems (ESSs) are highly required to support the whole development process. This dissertation presents a new approach for the design of distributed industrial control applications or Industrial Process Measurement and Control Systems (IPMCSs) as defined in the IEC 61499. The approach defines a methodology for the analysis phase, based on object-oriented concepts, and mainly focuses in the requirements specification and the transformation from the analysis model to the design model. The approach is based on properly defined concepts and adopts modern techniques and latest trends from Software Engineering such as the concept of metamodeling, Model Driven Development (MDL), the Unified Modeling language (UML), UML extensions as defined in UML profiles and applies them to the design of distributed industrial control applications. For the transition from requirements specification to design models a set of transformation rules is presented, formally specified by means of the Object Constraint Language, that are used to later to automate the transition process. Towards the automation and the exploitation from control engineers of the proposed approach, a prototype ESS that supports the development process and is compatible with IEC61499 was implemented. The ESS named CORFU ESS comes to support all the phases of the proposed process: the object-oriented analysis, the automated transformation process from the analysis to the design model, the design with Function Blocks as proposed from the IEC 61499 standard, the verification of Function Block diagrams and the distribution of Function Blocks to industrial field devices. In order to verify the development process, several case studies have been designed and are presented in the context of this dissertation in order to prove: the applicability of the proposed approach, the effectiveness of the implemented prototype ESS and the ability of the approach to cover small and large scale applications.

Στην παρούσα διατριβή αναπτύσσονται κατάλληλα μοντέλα για τις επιμέρους μονάδες φωτοβολταϊκού (ΦΒ) συστήματος συνδεδεμένου στο δίκτυο. Στόχος είναι να αντιμετωπιστούν ταυτόχρονα και αποτελεσματικά οι ιδιαιτερότητές του, που οφείλονται στη συμπεριφορά των διακοπτικών στοιχείων και στα μη γραμμικά χαρακτηριστικά της ΦΒ γεννήτριας και του μετασχηματιστή απομόνωσης. Αναπτύσσονται μέθοδοι που αυξάνουν την ταχύτητα εξομοίωσης. Αυτό επιτυγχάνεται με χρήση αυξητικών μοντέλων για τα μη γραμμικά στοιχεία και αποτελεσματικών αλγορίθμων για την αντιμετώπιση της μεταβλητής τοπολογίας. Τα μοντέλα που παρουσιάζονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συνδεδεμένα στο δίκτυο ΦΒ συστήματα οποιασδήποτε διάταξης. Μέσω εξομοιώσεων της λειτουργίας ενός οικιακού ΦΒ συστήματος συνδεδεμένου στο δίκτυο διερευνάται η ευαισθησία της αρμονικής παραμόρφωσης τάσεων και ρευμάτων σε μεταβολές παραμέτρων του συστήματος. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ένα νέο μοντέλο για τη ροή ενέργειας σε κυκλώματα με μη ημιτονοειδείς κυματομορφές. Το μοντέλο παρέχει μαθηματική περιγραφή μέσω του πολυδιανύσματος της ισχύος, το οποίο γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ στιγμιαίας και φαινομένης ισχύος, όπως η μιγαδική ισχύς υπό ημιτονοειδείς συνθήκες. Το πολυδιάνυσμα της ισχύος επιτρέπει συστηματική και ενιαία αντιμετώπιση όλων των περιπτώσεων. Το μοντέλο ροής ενέργειας που παρουσιάζεται περιγράφει τις συνιστώσες ισχύος όχι μόνο ποσοτικά, αλλά και ποιοτικά. Από φυσικής πλευράς βασίζεται στη γενίκευση της έννοιας της αμοιβαίας σύζευξης. Η προσέγγιση που ακολουθείται επιτρέπει την φυσική ερμηνεία όλων των συνιστωσών της ισχύος, οι οποίες συνδέονται με μια αναπαράσταση μέσω ισοδυνάμου κυκλώματος. Οι προϋπάρχουσες μέθοδοι μπορούν να προκύψουν ως ειδικές περιπτώσεις του μοντέλου. Η βαθύτερη κατανόηση των φαινομένων ισχύος που παρέχει θέτει το θεωρητικό υπόβαθρο για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων, όπως η αντιστάθμιση. Ακολούθως εξετάζεται η επιλογή του βέλτιστου μεγέθους παθητικών φίλτρων με παράλληλους συντονιζόμενους κλάδους. Η διερεύνηση λαμβάνει υπόψη όχι μόνο πηγές αρμονικών ρευμάτων λόγω μη γραμμικών φορτίων αλλά και την παρουσία προϋπάρχουσας αρμονικής παραμόρφωσης της τάσης. Μέσω αναλυτικής μεθόδου προκύπτουν εκφράσεις κλειστής μορφής για απλοποιημένες περιπτώσεις. Αυτές μπορούν να βοηθήσουν στην κατανόηση της επίδρασης διαφόρων παραμέτρων. Επίσης διαμορφώνεται η γενικότερη περίπτωση του προβλήματος και αντιμετωπίζεται με Γενετικούς Αλγόριθμους. Μέσα από εκτεταμένες εξομοιώσεις για διάφορα επίπεδα αρμονικών τάσης και ρεύματος, διερευνώνται διεξοδικά οι δυνατότητες των παθητικών φίλτρων. Τα πρακτικά συμπεράσματα που προκύπτουν μπορούν να βοηθήσουν στη λήψη αποφάσεων για τον έλεγχο των αρμονικών σε διάφορες εφαρμογές. / In this thesis, appropriate models for the individual components of a grid-connected photovoltaic (PV) system are developed. The aim is to simultaneously and efficiently handle its peculiarities, which are due to the switching action of the switching devices and the nonlinear characteristics of the PV generator and the isolation transformer. Methods that increase simulation speed are developed. This is accomplished by using incremental models for the nonlinear components and efficient algorithms to handle the variable topology. The presented models can be used for grid-connected PV systems of any configuration. Through simulations of the performance of a residential grid-connected PV system the sensitivity of the harmonic distortion of voltages and currents to variations in system parameters is investigated. Next, a novel model for the energy flow in circuits with nonsinusoidal waveforms is presented. This model provides a mathematical description through the power multivector, which bridges the gap between the instantaneous and apparent power, like the complex power does under sinusoidal conditions. The power multivector permits a systematic and uniform treatment of all cases. The presented energy flow model describes power components not only quantitatively but also qualitatively. From a physical perspective it is based on the generalization of the concept of mutual coupling. The approach that is followed permits the physical interpretation of all power components, which are associated with an equivalent circuit representation. Pre-existing methods can be derived as special cases of the model. The deeper understanding of power phenomena it provides sets the theoretical foundation for the solution of practical problems, such as compensation. Next, the optimal sizing of shunt, passive, single-tuned filters is examined. The investigation takes into account not only harmonic current sources due to nonlinear loads but also the presence of background voltage harmonic distortion. Through an analytical approach closed-form expressions are derived for simplified cases. These can help in the comprehension of the influence of various parameters. Moreover, the general case of this problem is formulated and solved using Genetic Algorithms. Through extensive simulations for various current and voltage harmonic levels, the potentialities of these filters are thoroughly investigated. The practical conclusions that are drawn can facilitate decisions regarding harmonic control in various applications.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται µια εκτενής µελέτη συστηµάτων απόκλισης τυπωµένων κεραιών για ασύρµατες συσκευές. Η εξέλιξη των ασύρµατων επικοινωνιών και ειδικότερα η κατανόηση των φαινοµένων που λαµβάνουν χώρα στο ασύρµατο κανάλι µετάδοσης έδωσε ώθηση στην ανάπτυξη τεχνικών αντιµετώπισης φαινοµένων όπως η πολυοδευτική εξασθένηση και η διασυµβολική παρεµβολή. Τέτοιες τεχνικές είναι οι τεχνικές απόκλισης και ειδικότερα οι τεχνικές απόκλισης κεραιών (χώρου, πόλωσης και διαγράµµατος ακτινοβολίας) οι οποίες συνδυάζουν τα λαµβανόµενα από διαφορετικές κεραίες σήµατα µε σκοπό την δηµιουργία ενός σήµατος υψηλότερης στάθµης. Η µεθοδολογία αξιολόγησης της ικανότητας απόκλισης ενός συστήµατος κεραιών περιλαµβάνει τα κριτήρια του συντελεστή συσχέτισης των λαµβανοµένων σηµάτων και του λόγου των µέσων ενεργών κερδών των κεραιών που αποτελούν το σύστηµα. Καθοριστικό ρόλο στην τεχνική απόκλισης διαδραµατίζει ο τρόπος που συνδυάζονται τα λαµβανόµενα σήµατα στον δέκτη, µε την τεχνική του µεγίστου λόγου να αποτελεί την βέλτιστη λύση από πλευράς απόδοσης, αλλά ταυτοχρόνως την πιο δύσκολα υλοποιήσιµη. Η ποσοτικοποίηση της ικανότητας απόκλισης ενός συστήµατος πραγµατοποιείται µε το κέρδος απόκλισης το οποίο λαµβάνει διαφορετικές µορφές και ουσιαστικά παρέχει την πληροφορία του ποσοστού βελτίωσης του συνδυασµένου σήµατος σε σχέση µε µία κεραία αναφοράς. Στα πλαίσια της διατριβής αναπτύχθηκαν συστήµατα απόκλισης τυπωµένων κεραιών δύο, τριών, τεσσάρων έως και έξι στοιχείων. Χρησιµοποιήθηκαν κεραίες γεωµετρίας fractal λόγω της σπουδαίας ικανότητας σµίκρυνσης που παρέχει η εν λόγω τεχνική καθώς και το µονόπολο γεωµετρίας ανεστραµµένου F. Ακολουθήθηκε η µεθοδολογία αξιολόγησης της ικανότητας απόκλισης για όλα τα προτεινόµενα συστήµατα και έγινε σύγκριση µεταξύ των συστηµάτων. Μελετήθηκε αφ’ ενός η επίδραση της θέσης της κεραίας σε µία ασύρµατη συσκευή και αφ’ ετέρου η επιλογή της καταλληλότερης προς χρήση κεραίας στην µείωση του φαινοµένου της αµοιβαίας σύζευξης, φαινόµενο το οποίο αποτελεί τον κυριότερο παράγοντα µείωσης της συνολικής ικανότητας απόκλισης σε ένα σύστηµα πολλαπλών κεραιών. Ακόµη, µελετήθηκαν συστήµατα απόκλισης κεραιών τα οποία λειτουργούν σε διαφορετικές µπάντες συχνοτήτων. Τέλος, έγινε µια συγκριτική µελέτη για τον ρόλο που διαδραµατίζει το περιβάλλον και ο τρόπος που κατανέµεται η προσπίπτουσα ισχύς στην συµπεριφορά της απόκλισης των µελετηθέντων συστηµάτων. / This thesis presents a comprehensive study on printed antenna diversity systems for wireless devices. The current upsurge in wireless communications systems and, in particular, the realization of the immanent propagation mechanisms that take place in the transmission medium led to the development of special techniques in order to mitigate the undesired phenomena such as multipath fading and intersymbol interference. Antenna diversity (space, polarization and pattern) is one of these techniques and is based on the assumption that the received signals of two or more antennas could be efficiently combined in order to produce a stronger signal. The evaluation of the diversity performance involves the correlation coefficient of the received signals and the mean effective gain ratio of the diversity antennas. A key role in diversity action plays the combining technique used with the maximum ratio technique producing the best results. Diversity performance is “quantified” by means of diversity gain, which gives the amount of improvement of the combined signal relative to a signal received from a reference antenna. In this thesis, printed antenna diversity systems comprising up to six elements were developed. Antennas of fractal geometry such as the Koch, Minkowski, Sierpinski and FRC monopoles, were utilized due to their inherent miniaturization ability as well as the printed inverted F antenna. All the proposed systems were evaluated according to the methodology mentioned earlier and a comparison of the diversity performance between the systems was carried out. The effect of the antenna placement as well as the proper antenna selection for each system on the reduction of mutual coupling was addressed, which is an issue of primal importance in multi element antenna systems. Multi band antenna diversity systems were also studied. Finally, the impact of the environment’s power distribution on the diversity performance of the antenna systems was considered.

Συγκριτική θεώρηση των συστημάτων ταξινόμησης βραχομάζας rmr gsi και rmi σε υδροηλ/κες σήραγγες στη θέση Παλιούρης Ν. Ιωαννίνων / The comparison of rockmass classification systems, rmr, gsi, rmi in hydrological tunnels at Paliouris Ioanninon

Οι σύγχρονες τάσεις της Επιστήμης Σχεδιασμού των Υπολογιστικών Συστημάτων έχουν υιοθετήσει την χρήση των Κρυφών Μνημών ή Μνημών Cache, αποβλέποντας στην απόκρυψη της Καθυστέρησης της Κύριας Μνήμης των Συστημάτων (Memory Latency) και την γεφύρωση του χάσματος της απόδοσης του Επεξεργαστή και της Κύριας Μνήμης (Processor – Memory Performance Gap). Οι Μνήμες Cache έτσι έχουν αποκτήσει αδιαμφισβήτητα πρωτεύοντα ρόλο στην Ιεραρχία Μνήμης των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. Οι νέες τάσεις Σχεδιασμού ανέδειξαν την Έννοια του Παραλληλισμού σε πρωτεύοντα ρόλο. Αρχικά διερευνήθηκε ο Παραλληλισμός Επιπέδου Εντολών, ωστόσο η αύξηση της Απόδοσης των Υπολογιστών σύντομα έφτασε ένα μέγιστο. Την τελευταία δεκαετία το κέντρο του ενδιαφέροντος των σχεδιαστών έχει και πάλι μετατοπιστεί, καθώς ένας νέος τύπος Επεξεργαστών έχει εισέλθει στο προσκήνιο, οι Πολυπύρηνοι Επεξεργαστές, ή όπως είναι αλλιώς γνωστοί on-chip Multiprocessors (CMP). Αυτές οι εξελίξεις, σε συνδυασμό με την ολοένα αυξανόμενη πολυπλοκότητα της “συμπεριφοράς” των εκτελούμενων Εφαρμογών, ώθησαν το σχεδιαστικό ενδιαφέρον προς την εκμετάλλευση ενός νεοσύστατου τύπου Παραλληλισμού. Ο Παραλληλισμός Επιπέδου Μνήμης ή Memory Level Parallelism (MLP) αποτελεί τα τελευταία χρόνια, το πλέον ισχυρό μέσο αύξησης της απόδοσης των Υπολογιστικών Συστημάτων και μαζί με τους Πολυπύρηνους Επεξεργαστές θα κυριαρχήσει στο προσκήνιο των εξελίξεων τα επόμενα χρόνια. Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός Στατιστικού – Πιθανοτικού Μοντέλου για μελέτη και πρόβλεψη των φαινομένων που αναπτύσσονται σε Μνήμες Cache, στις οποίες αποθηκεύονται δεδομένα από εκτελούμενες Εφαρμογές, με έντονο Παραλληλισμό Επιπέδου Μνήμης. Θα οριστεί ένας Εκτιμητής του Φόρτου που επιβάλλεται στο Σύστημα, από φαινόμενα Παραλληλισμού Επιπέδου Μνήμης (MLP). Στην συνέχεια, με βάση το Μοντέλο που αναπτύσσουμε, θα διερευνηθεί ένα ικανοποιητικό σύνολο Εφαρμογών, και θα εξαχθεί μια Εκτίμηση – Πρόβλεψη για τον Φόρτο (MLP) του Συστήματος. Εφόσον οι Προβλέψεις μας κριθούν επιτυχής, το Μοντέλο Πρόβλεψης Φόρτου MLP που αναπτύξαμε, μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο Εργαλείο στα χέρια των Σχεδιαστών που ασχολούνται με την αύξηση της Απόδοσης των Σύγχρονων Υπολογιστικών Συστημάτων. / -

Το OpenRSM (Open Remote System Management) είναι ένα εργαλείο ανοιχτού κώδικα για την απομακρυσμένη διαχείριση συστημάτων και δικτυακών συσκευών. Πρόκειται για ένα ολοκληρωμένο σύστημα που συνδυάζει και σε ορισμένες περιπτώσεις επεκτείνει έναν αριθμό εργαλείων ανοιχτού κώδικα παρέχοντας ένα κοινό περιβάλλον εργασίας με σκοπό την αποτελεσματική εκτέλεση λειτουργιών όπως: Ανακάλυψη περιουσιακών στοιχείων (Inventory), Εγκατάσταση και απεγκατάσταση λογισμικού (Deployment), Απομακρυσμένος έλεγχος σταθμών εργασίας (Remote Control), Εκτέλεση εντολών κελύφους (Command Execution). Το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και να υλοποιήσει οποιαδήποτε διαδικασία διαχείρισης συστημάτων και δικτύου. Έχει διερευνηθεί η χρήση του στα έξης: Διαχείριση ασύρματων access points, Ολοκλήρωση με συστήματα Grid και διαμοιρασμού υπολογιστικών πόρων. Το OpenRSM αποτελείται από μια κεντρική κονσόλα ελέγχου και διαχείρισης (Manager), έναν εξυπηρετητή διαχείρισης (Server) ο οποίος υλοποιεί την λογική εξυπηρετητή που ολοκληρώνει, προγραμματίζει, αποθηκεύει και εκτελεί τις διαχειριστικές λειτουργίες και τους πράκτορες (agents) οι οποίοι εγκαθίσταται στους διαχειριζόμενους σταθμούς και τους καθιστούν διαχειρίσιμους. Κατά την αρχική ανάπτυξη του OpenRSM επιλέχθηκε ως τεχνολογία υλοποίησης η γλώσσα προγραμματισμού Borland Delphi. Το αποτέλεσμα της συγκεκριμένης σχεδιαστικής επιλογής ήταν τα λειτουργικά τμήματα (Agent, Manager, Server) του OpenRSM να μπορούν να εγκατασταθούν μόνο σε υπολογιστές που διαθέτουν λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows. Ο συγκεκριμένος περιορισμός σε συνδυασμό με την αυξανόμενη τα τελευταία χρόνια χρήση λειτουργικών συστημάτων που βασίζονται στον πυρήνα Linux από όλο και μεγαλύτερες ομάδες χρηστών οδήγησε στην ανάγκη επανασχεδιασμού του OpenRSM και στην εκ νέου υλοποίηση του. Βασικός σκοπός της παρούσας εργασίας αποτελεί ο επανασχεδιασμός του OpenRSM ώστε να παρέχει επιπλέον λειτουργίες και κυρίως η εκ νέου υλοποίηση του χρησιμοποιώντας ως τεχνολογία το Qt framework. Τελικός στόχος είναι η δημιουργία ενός ολοκληρωμένου συστήματος για την αποτελεσματική διαχείριση απομακρυσμένων συστημάτων που θα μπορεί να εγκατασταθεί σε όλα τα βασικά λειτουργικά συστήματα. Για τον σκοπό αυτό θα μελετηθεί η υπάρχουσα αρχιτεκτονική και θα προταθούν μια σειρά από βελτιώσεις/επεκτάσεις οι οποίες θα προσφέρουν στο σύστημα ένα σημαντικό αριθμό από νέες λειτουργίες. Οι πιο σημαντικές από αυτές είναι η ολοκλήρωση του λειτουργικού συστήματος TinyOS με το OpenRSM για την παρακολούθηση των ασύρματων δικτύων αισθητήρων (WSN) που βασίζονται σε αυτό, η δυνατότητα εγκατάστασης ενημερώσεων των εφαρμογών που έχουν εγκατασταθεί στους διαχειριζόμενους σταθμούς και η ολοκλήρωση του λογισμικού BOINC με το OpenRSM. Επιπλέον, εξετάζουμε ζητήματα που αφορούν την ενίσχυση των μηχανισμών ασφαλείας στην επικοινωνία των λειτουργικών τμημάτων του OpenRSM, καθώς και την ανάπτυξη λειτουργιών για το χρονοπρογραμματισμό των διαφόρων εργασιών και την ενεργειακή απόδοση των υπό-διαχείριση μηχανημάτων. / OpenRSM is a tool for remote management of workstations. It extends and integrates high-value open source projects in order to provide an integrated management platform. The goal has been to build a remote systems and network management platform capable to facilitate daily tasks. The system is designed to be fully functional yet simple, unlike most commercial management systems. OpenRSM is designed to offer: Inventory and assets management: information retrieval about installed assets, Software delivery: management of installed software. Supports user-interactive and silent installations/uninstallation among other, Remote procedure call: sending executable commands to stations, Remote Control, Wireless access points management, Integration with EGEE Grid technologies. The main components of OpenRSM are the server, the agent and the user console. The console accepts input from users and conveys it to the server in the form of task objects. The server is responsible for the coordination of the subsystems and task dispatch. The agent is a passive component on managed stations that accepts commands from the server and executes them. Borland Delphi programming language was initially used for the development of the OpenRSM system. The result of this design choice was the operating components (Agent, Manager, Server) of OpenRSM to be installed only on computers which run the operating system Microsoft Windows. This particular restriction in combination with the increase in the use of Linux-based operating systems led to the re-design of OpenRSM. The main purpose of this work is the development of OpenRSM using the Qt framework and the elaboration in functionality. The main goal has been to develop of a system capable to manage remote stations in a platform-independent manner. For this purpose, a study of the existing architecture is essential in order to propose a series of improvements which will provide the system with a significant number of new features. The most important of these features is the monitoring and management of wireless sensor networks, the ability to install updates for applications which are installed on the managed stations and the integration of open-source software platform BOINC with OpenRSM. As a result of this integration, OpenRSM would provide the operation of deploying BOINC software client and managing BOINC system into managed workstations. Moreover, we consider issues which are related to strengthening the security mechanisms in the communication between OpenRSM components and the development of new operations for scheduling jobs and for energy-efficiency of managed stations.

Το αντικείμενο της διατριβής αφορά την ανάλυση και τον έλεγχο δυναμικών συστημάτων με περιορισμούς στο διάνυσμα της εισόδου ή/ και στις μεταβλητές κατάστασης. Τα θεωρητικά εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων προέρχονται από τη θεωρία ευστάθειας Lyapunov, την αρχή σύγκρισης συστημάτων και τη θεωρία συνόλων, και οδήγησαν στην εδραίωση συνθηκών ευστάθειας και την ανάπτυξη συστηματικών μεθόδων εύρεσης λύσης στο πρόβλημα ελέγχου συγκεκριμένων κατηγοριών δυναμικών συστημάτων με περιορισμούς. Πιο συγκεκριμένα, για την κατηγορία των γραμμικών συστημάτων συνεχούς και διακριτού χρόνου, προτάθηκε μια νέα μέθοδος επίλυσης του προβλήματος ευσταθειοποίησης συνόλου αρχικών συνθηκών και του υπολογισμού του μέγιστου θετικά αμετάβλητου ή αμετάβλητου με έλεγχο συνόλου παρουσία περιορισμών στις εισόδους ή/και στις καταστάσεις. Τα αποτελέσματα επεκτάθηκαν και στην κατηγορία των γραμμικών συστημάτων με πολυτοπικη αβεβαιότητα. Επίσης, μελετήθηκε η κατηγορία των αυτοανάδρομων μοντέλων κινούμενου μέσου όρου (ARMA models). Αρχικά εδραιώθηκαν συνθήκες που εγγυώνται ευστάθεια για ένα συγκεκριμένο σύνολο αρχικών συνθηκών παρουσία περιορισμών. Τα αποτελέσματα αυτά εφαρμόστηκαν στην κατηγορία των δικτυωμένων συστημάτων ελέγχου (NCS), όπου υπολογίστηκε ένας κοινός γραμμικός νόμος ελέγχου ανατροφοδότησης κατάστασης για όλο το εύρος της καθυστέρησης της εισόδου. Τέλος, μελετήθηκε η κατηγορία των διγραμμικών συστημάτων συνεχούς και διακριτού χρόνου. Αρχικά διατυπώθηκαν ικανές συνθήκες ύπαρξης πολυεδρικών συναρτήσεων Lyapunov για αυτήν την κατηγορία συστημάτων. Το πρόβλημα που μελετήθηκε είναι η ευσταθειοποίηση μιας συγκεκριμένης περιοχής του χώρου κατάστασης παρουσία περιορισμών στις εισόδους και τις καταστάσεις και προτάθηκε μια υποβέλτιστη λύση που οδηγεί στον υπολογισμό γραμμικού νόμου ελέγχου ανατροφοδότησης κατάστασης. Όλα τα αποτελέσματα προκύπτουν από την επιλογή πολυεδρικών συναρτήσεων Lyapunov οι οποίες οδηγούν στο χαρακτηρισμό πολυεδρικών εκτιμήσεων της περιοχής ελκτικότητας και θετικά αμετάβλητων συνόλων. Τα κυριότερα οφέλη της επιλογής τέτοιων συναρτήσεων είναι η μη συντηρητική εκτίμησης της περιοχή ευστάθειας και η εδράιωση συνθηκών που οδηγούν σε συστηματικές μεθόδους επίλυσης των προβλημάτων ανάλυσης και ελέγχου, η λύση των οποίων προκύπτει από τη λύση γραμμικών προβλημάτων βελτιστοποίησης. / This dissertation considers the problem of stability analysis and control of dynamical systems under constraints in the input and/or state vector. The theoretical tools used arise from Lyapunov stability theory, comparison systems theory and set theoretic methods and lead to the determination of stability conditions and development of systematic methods that solve the control problem of constrained systems of particular type. In specific, for linear discrete or continuous time systems, a novel method that leads to the solution of the initial condition set stabilization problem as well as the maximal controlled invariant set computation problem is presented. These results have been extended for the case of linear systems with polytopic uncertainty. Also, the category of auto regressive moving average (ARMA) models is investigated. First, conditions that guarantee stability for a preassigned initial conditions set for constrained ARMA models are established. These results are applied to the category of networked control systems (NCS), were a single linear state feedback control law is computed for the whole range of the input delay. Finally, the category of bilinear discrete-time or continuous-time systems is investigated. Initially, sufficient conditions which guarantee existence of polyhedral Lyapunov functions are presented. The problem studied here is the stabilization of an initial condition set in the presence of input and state constraints. The solution proposed is suboptimal and leads to the determination of a linear state feedback control law. The choice of Lyapunov functions leads to the determination of a polyhedral approximation of the domain of attraction as well as polyhedral positively invariant sets. The main benefits of choosing this type of functions is the nonconservative estimation of the domain of attraction and the establishment of stability conditions that lead to systematic control design methods through the solution of linear programming problems.

Οι ενσωματωμένες συσκευές αποτελούν μια κατηγόρια υπολογιστών ειδικού σκοπού με ραγδαία αύξηση τα τελευταία χρόνια. Σε αντίθεση με τους γνωστούς σε όλους υπολογιστές γενικού σκοπού που μπορούν να επιτελέσουν σχεδόν οποιαδήποτε λειτουργία, οι ενσωματωμένες συσκευές επιτελούν μόνο συγκεκριμένες λειτουργίες, οι οποίες είναι προκαθορισμένες κατά τον σχεδιασμό τους. Η διαχείριση τέτοιων και μη συσκευών αποτελεί ένα τεράστιο κεφάλαιο αφού η διαφορετικότητα των λειτουργιών τους, δημιουργεί ένα διαφορετικό τρόπο αντιμετώπισης τους κατά την πρακτική της διαχείρισης. Υπάρχει περιορισμός στα διαθέσιμα εργαλεία για την διαχείριση όλων των ενσωματωμένων συστημάτων με ένα εργαλείο, αλλά η ερεύνα μας επικεντρώνεται στη διαχείριση οικογενειών τέτοιων συσκευών με κριτήριο τη λειτουργία του ειδικού σκοπού που επιτελούν. Σκοπός λοιπόν της εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη λογισμικού για την ομαδική διαχείριση οικογένειας ενσωματωμένων συσκευών και κοινών υπολογιστών γενικού σκοπού οπουδήποτε λειτουργικού συστήματος. Η συνεισφορά της υπάρχουσας εργασίας συνοψίζεται στις εξής συνιστώσες: 1. Οι ενσωματωμένες συσκευές στις οποίες επικεντρωθήκαμε αφορούν δικτυακές συσκευές (ασύρματες ή ενσύρματες) πολλών λειτουργιών (Access Points, Clients, Repeaters,Points to Points, WDS, Transparent Clients, Routers). 2. Το λογισμικό για υπολογιστές ειδικού σκοπού που δημιουργήθηκε μπορεί να εκτελεστεί τόσο σε λειτουργικά συστήματα MS Windows όσο και σε *ΝΙΧ. 3. Η ανάπτυξη του λογισμικού έγινε βάση του συστήματος ORSM, το οποίο είναι ένα εργαλείο ανοικτού κώδικα για την απομακρυσμένη διαχείριση συστημάτων και δικτύων. (Με αστερίσκο * τόσο στα περιεχόμενα όσο και στο κύριο μέρος της εργασίας δείχνουμε τις δυνατότητες του νέου λογισμικού σε σχέση με το σύστημα ORSM). Συνοπτικά οι δυνατότητες διαχείρισης αφορά τις παρακάτω λειτουργίες: • Ανακάλυψη περιουσιακών στοιχείων (Inventory Process). • Παρακολούθηση απόδοσης συστημάτων (Monitoring). • Εγκατάσταση και απεγκατάσταση λογισμικού (Software Deployment). • Απομακρυσμένο έλεγχο (Remote Desktop). • Εκτέλεση εντολών κελύφους (Remote Command). / An embedded system is a special-purpose computer system designed to perform one or a few dedicated functions, often with real-time computing constraints. It is usually embedded as a part of a complete device including hardware and mechanical parts. In contrast, a general-purpose computer, such as a personal computer, can do many different tasks depending on programming. Embedded systems control many of the common devices in use today. Managing infrastructure with such devices (embedded and general purpose computers) is usually demanding and expensive but nevertheless essential for organizations. There is a limit in tools which achieve effective management to those infrastructure topologies. At present, open management solutions are few and immature however there are tools such as OpenRSM aiming to deliver lightweight, remote and customizable management, easily customizable to cover the needs of small organizations. OpenRSM implements a generic management framework that models generalized use cases that can be exploited by users to adapt the tool to their needs. However, given maturity of the tool, it is unclear how easy it would be for users to extend it in order to include management of new types of devices. As network environments grow to digital ecosystems, the management targets increase in number and diversity. Wireless active elements, handheld systems or embedded devices are becoming common and need to be brought under standard management practices in the same manner as routers or workstations. This paper describes how the OpenRSM management functionality can be extended in order to provide customizable management of embedded devices and more specifically of wireless access points (the symbol * shows the new extension of ORSM). In general the management capabilities which are embed to OPENRSM system and target to wireless active elements are: (Inventory process, monitoring, firmware upgrade, save/reload configuration settings, remote commands, and discovery process).

Η παρούσα μελέτη αποσκοπούσε στη διερεύνηση των επιμορφωτικών αναγκών των νεοδιόριστων δασκάλων. Μετά τον προσδιορισμό και την καταγραφή των προβλημάτων που αντιμετωπίζουν οι δάσκαλοι στο καθημερινό τους έργο, προσπαθήσαμε να προσδιορίσουμε τις προσωπικές τους ανάγκες για επιμόρφωση, διαχωρίζοντάς τες σε συνειδητές και ρητές και σε συνειδητές και μη ρητές. Στη συνέχεια εξετάσαμε κατά πόσο το πρόγραμμα της εισαγωγικής επιμόρφωσης το οποίο είναι υποχρεωμένοι να παρακολουθήσουν οι νεοδιόριστοι δάσκαλοι, ανταποκρίθηκε στα προβλήματα και κάλυψε τις επιμορφωτικές ανάγκες τους. Για τη μελέτη των παραπάνω θεμάτων, χρησιμοποιήσαμε τη θεωρία των κοινωνικών συστημάτων και ως ερευνητικό εργαλείο το ερωτηματολόγιο. Για την επεξεργασία των δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν τόσο η ποσοτική ανάλυση, όσο και η ποιοτική ανάλυση περιεχομένου. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν, ότι τα προβλήματα και οι επιμορφωτικές ανάγκες είναι πολλά, ενώ το πρόγραμμα της εισαγωγικής επιμόρφωσης δεν ανταποκρίθηκε στα προβλήματα και στις ανάγκες που είχαν οι νεοδιόριστοι δάσκαλοι για επιμόρφωση. / The study aimed to analyze the training needs of newly appointed primary teachers. After defining and recording the daily problems that schoolteachers face in their work, we tried to impose their personal needs for in-service training by dividing them into two categories: conscious and explicit ones and in conscious and not explicit ones. The next step was to examine the grade to which the program of introductive in-service training which, the newly appointed primary teachers are obliged to follow, covered their training needs and gave solution to some of the existing problems. In order to investigate the above-mentioned subjects, we applied the theory of social systems. As a research tool in our study we used the questionnaire. Quantitative as well as qualitative content analysis, have been used in order to analyze data. The study showed multiple problems, and indicated the great need for future training. Finally, the introductive training program did not correspond to the problems and the needs that the newly appointed primary teachers faced