Κύριος στόχος της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι η διερεύνηση τεχνικών βελτίωσης της προσφερόμενης ποιότητας υπηρεσιών (QoS) σε ένα περιβάλλον συνλειτουργίας πολλαπλών HAPs. Στο περιβάλλον αυτό έχουμε διαφορετικούς τύπους χρηστών που μοιράζονται την περιοχή κάλυψης και το εύρος ζώνης. Παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της μελέτης αυτής που περιλαμβάνει τη θεωρία τηλεπικοινωνιακής κίνησης. Αναπτύσσουμε ένα αναλυτικό μοντέλο ώστε να περιγράψουμε το περιβάλλον συνλειτουργίας στο οποίο έχουμε δύο κατηγορίες χρηστών. Η μία κατηγορία αποτελείται από χρήστες που έχουν πλήρη πρόσβαση στα HAPs, ενώ η άλλη κατηγορία αποτελείται από χρήστες με περιορισμένη πρόσβαση στα HAPs. Για να επιτύχουμε αυτή τη βελτίωση του QoS εφαρμόζουμε διάφορους μηχανισμούς περιορισμού. Σκοπός μας είναι να περιοριστεί η πρόσβαση στους πόρους του καναλιού για τους χρήστες με πλήρη πρόσβαση στα HAPs, ώστε να υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα πρόσβασης για τους χρήστες με περιορισμένη πρόσβαση στα HAPs. Παρουσιάζονται και αναλύονται διάφοροι περιορισμοί με στόχο την εύρεση του καταλληλότερου για την επίτευξη μιας ισορροπημένης και χαμηλής πιθανότητας απόρριψης κλήσης. Αναλύεται, επίσης, και επεξηγείται η παρουσία φαινομένων παρεμβολής και πολυόδευσης στο σύστημά μας καθώς και η εξοικονόμηση συχνοτήτων. / The main objective of this thesis is to investigate techniques for improvement the Quality of Service (QoS) in an environment of multiple HAPs. In this environment there are different user types which share coverage area and radio spectrum. It is presented the theoretical background of this study that includes theory telecommunication traffic. We develop an analytical model to describe system behavior of a coexistence scenario containing two user groups, which have full and limited HAP availability. In order to achieve this improvement of QoS, operate different restrictions. Our aim is to limit access to channel resources to users with full access to HAPs, so that there is a greater probability of access for users with limited access to HAPs. Different types of restriction function are analyzed trying to find the most suitable for achieving a balanced low probability performance to both user groups simultaneously. It is also explained the presence of interference, small-scale fading and saving frequencies.

Σήμερα, ίσως περισσότερο από κάθε άλλη περίοδο στο παρελθόν, η ποιότητα έχει αναδειχθεί ως η ουσιώδης προϋπόθεση επιβίωσης των προϊόντων και των υπηρεσιών. Ο γκουρού της ποιότητας E.W. Deming το 1980 έγραφε: «Στο τέλος του αιώνα θα υπάρχουν δύο είδη επιχειρήσεων. Αυτές που εφαρμόζουν Συστήματα Ολικής Ποιότητας και εκείνες που δεν θα υπάρχουν πλέον στον επιχειρηματικό χώρο». Ο αφορισμός αυτός ίσως ακούγεται υπερβολικός. Το γεγονός όμως ότι ζούμε σε ένα έντονα ανταγωνιστικό και παγκοσμιοποιημένο περιβάλλον, ιδιαίτερα σε μια τέτοια περίοδο οικονομικής κρίσης, κάνει κατανοητό πως το κλειδί για την επιβίωση και την αποτελεσματικότητα των επιχειρήσεων είναι η υψηλή ποιότητα των προϊόντων και των υπηρεσιών που παρέχουν και η σύνδεση τους με την ικανοποίηση του πελάτη. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι, αφενός, η μελέτη εκείνων των μοντέλων χωροθέτησης που αφορούν την κάλυψη της ζήτησης των προϊόντων / υπηρεσιών και αφετέρου η ενσωμάτωση, σε αυτά, της ποιότητας ως χαρακτηριστικό των εγκαταστάσεων που πρόκειται να χωροθετηθούν. / The purpose of this thesis is to describe the facility location models regarding to the demand covering of products and services and to integrate quality as a characteristic of the facilities.

Οι επιθέσεις στο Διαδίκτυο και ειδικά οι επιθέσεις άρνησης εξυπηρέτησης (Denial of Service, DoS) αποτελούν ένα πολύ σοβαρό πρόβλημα για την ομαλή λειτουργία του Διαδικτύου. Αυτό το είδος επιθέσεων στοχεύει στην διατάραξη της καλής λειτουργίας ενός συστήματος, καταναλώνοντας τους πόρους του ή προκαλώντας υπερφόρτωση στο δίκτυο, καθιστώντας το ανίκανο να παρέχει στους πελάτες του τις υπηρεσίες για τις οποίες προορίζεται. Η αντιμετώπιση των επιθέσεων αυτών έχει απασχολήσει πολλούς ερευνητές τα τελευταία χρόνια και έχουν προταθεί πολλές διαφορετικές μέθοδοι πρόληψης, ανίχνευσης, και απόκρισης. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής επιχειρείται αρχικά ο ορισμός και η ταξινόμηση των επιθέσεων DoS και DDoS, με ιδιαίτερη αναφορά στις επιθέσεις DoS στον Παγκόσμιο Ιστό. Στη συνέχεια αναλύονται διάφοροι τρόποι αναγνώρισης επιθέσεων, με κύριους άξονες την αναγνώριση υπογραφής και την ανίχνευση ανωμαλιών. Γίνεται εμβάθυνση στο πεδίο της ανίχνευσης ανωμαλιών και πραγματοποιείται η μελέτη ενός συστήματος που ανιχνεύει ανωμαλίες σε δεδομένα κίνησης δικτύου που περιέχουν επιθέσεις. / Attacks in the Internet, and especially Denial of Service attacks, are a very serious threat to the normal function of the Internet. This kind of attack aims to the disruption of the normal function of a system, by consuming its resources or overloading the network, making it incapable to provide services, that is designed for, to the clients. In recent years many researchers have tried to propose solutions to prevent, detect and respond effectively to attacks. In this thesis, first a definition, and then a classification of DoS and DDoS attacks is proposed, with distinctive reference to attacks in the World Wide Web. Several ways of attack detection are analyzed, with signature detection and anomaly detection being the most significant. Afterwards, the field of anomaly detection is thoroughly analyzed, and a system that detects anomalies to a dataset of network traffic that contains attacks, is examined.

Σκοπός της διπλωματικής είναι η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας και η ανεύρεση των κυριότερων θεωρητικών – εννοιολογικών μοντέλων σχετικά με τη πολιτική ποιότητας 6σ. Ωστόσο ο σημαντικότερος σκοπός ήταν η κατασκευή ενός πλήρους και τεκμηριωμένου ερωτηματολογίου που να ανταποκρίνεται στο περιβάλλον που λειτουργούν οι ελληνικές επιχειρήσεις. Μεθοδολογία: ανασκόπηση της βιβλιογραφίας και πιο συγκεκριμένα των διεθνών ακαδημαϊκών βιβλιοθηκών (emerald) όπου έγινε αναζήτηση άρθρων χρησιμοποιώντας ως λέξεις κλειδιά: 6 σίγμα, κρίσιμοι παράγοντες 6σ, οφέλη του έξι σίγμα, εμπόδια και δυσκολίες του έξι σίγμα, το έξι σίγμα στη παροχή υπηρεσιών, λόγοι εφαρμογής – λόγοι μη εφαρμογής, η απόδοση του έξι σίγμα, εργαλεία και τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη πρωτοβουλία έξι σίγμα, το έξι σίγα και η σύνδεσή του με άλλες προσεγγίσεις ποιότητας (TQM, BE, ISO) και lean έξι σίγμα. Αποτελέσματα: η παρούσα εργασία παρουσιάζει τα κυριότερα εννοιολογικά μοντέλα πάνω στη πολιτική ποιότητας 6σ. Επίσης εξετάζει τα μοντέλα αυτά από την πλευρά των επιχειρήσεων παροχής υπηρεσιών και το πώς αυτά εφαρμόζονται επιτυχώς από αυτές. Το τελικό αποτέλεσμα της εργασίας είναι ένα τεκμηριωμένο ερωτηματολόγιο το οποίο προορίζεται για τις επιχειρήσεις παροχής υπηρεσιών και εξετάζει το κατά πόσο η πρωτοβουλία έξι σίγμα είναι γνωστή στα ελληνικά δεδομένα. Περιορισμοί: η εργασία παρέχει μόνο μία ανασκόπηση της βιβλιογραφίας και όχι ερευνητικά αποτελέσματα. Πρακτικές εφαρμογές: η εργασία παρέχει μία πλήρης εικόνα πάνω στα θεωρητικά - εννοιολογικά μοντέλα για την πολιτική ποιότητας έξι σίγμα στις επιχειρήσεις παροχής υπηρεσιών και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση για μελλοντικές εργασίες. Καλύπτει το κενό που υπάρχει στην κατασκευή ενός πλήρους και καλά τεκμηριωμένου ερωτηματολογίου Πρωτοτυπία – αξία: η εργασία αυτή καλύπτει σημαντικά το κενό που υπάρχει στην ελληνική βιβλιογραφία σχετικά με τη πολιτική ποιότητας έξι σίγμα. Συμβάλλει στη παροχή ενός εννοιολογικού πλαισίου για τη πολιτική ποιότητας έξι σίγμα από την πλευρά των επιχειρήσεων παροχής υπηρεσιών. / The purpose of the current thesis is to review the literature and finding the main theoretical - conceptual models on the quality policy 6s. However the most important goal was to build a complete and documented questionnaire to respond to the environment that Greek companies operate. Methodology : literature review and in particular searching at international academic libraries (emerald) of articles using keywords such as: six sigma critical success factors, six sigma benefits, obstacles and difficulties of six sigma, six sigma in the service sector, implementation reasons – reasons for no implementation, the performance of six sigma, tools and techniques used in the six sigma initiative, the six sigma’s connection with other quality approaches (TQM, BE, ISO) and lean six sigma. Results: This paper presents the main conceptual models on the quality policy 6s. Also considers these models from the perspective of service providers and how they apply them successfully. The final outcome of this study is a well documented questionnaire intended for service firms, which examines whether the six sigma initiative is known in Greek service sector. Limitations: The paper provides only an overview of the literature rather than research results. Practical applications: this study provides a complete overview on the theoretical - conceptual models for the quality system of Six Sigma in the service sector and can be used as a basis for future studies. It covers the gap that exists in providing a complete and well- documented questionnaire. Originality - value: this study covers the major gap in Greek literature on Six Sigma quality policy. It provides a conceptual framework for six sigma quality policy on the part of the service providers.

Τα δίκτυα πλέγματος (grid networks) αποτελούνται από ένα σύνολο ισχυρών υπολογιστικών, αποθηκευτικών και άλλων πόρων. Οι πόροι αυτοί είναι συνήθως γεωγραφικά αλλά και διοικητικά διασκορπισμένοι και συνδέονται με ένα δίκτυο δεδομένων. Τα δίκτυα πλέγματος το τελευταίο καιρό έχουν αποκτήσει μία δυναμική, η οποία εντάσσεται μέσα σε ένα γενικότερο πλαίσιο, αυτό της κατανεμημένης επεξεργασίας και αποθήκευσης δεδομένων. Επιστήμονες, ερευνητές αλλά και απλοί χρήστες χρησιμοποιούν από κοινού τους κατανεμημένους πόρους για την εκτέλεση διεργασιών ή τη χρήση εφαρμογών, για τις οποίες δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν τους τοπικά διαθέσιμους υπολογιστές τους λόγω των περιορισμένων δυνατοτήτων τους. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάζουμε ζητήματα που σχετίζονται με το χρονοπρογραμματισμό (scheduling) των διεργασιών στους διαθέσιμους πόρους, καθώς και με τη δρομολόγηση (routing) των δεδομένων που οι διεργασίες χρειάζονται. Εξετάζουμε τα ζητήματα αυτά είτε χωριστά, είτε σε συνδυασμό, μελετώντας έτσι τις αλληλεπιδράσεις τους. Αρχικά, προτείνουμε ένα πλαίσιο παροχής ποιότητας υπηρεσιών στα δίκτυα πλέγματος, το οποίο μπορεί να εγγυηθεί σε ένα χρήστη μία μέγιστη χρονική καθυστέρηση εκτέλεσης των διεργασιών του. Με τον τρόπο αυτό, ένας χρήστης μπορεί να επιλέξει με απόλυτη βεβαιότητα εκείνον τον υπολογιστικό πόρο που μπορεί να εκτελέσει τη διεργασία του πριν τη λήξη της προθεσμίας της. Το προτεινόμενο πλαίσιο δεν στηρίζεται στην εκ των προτέρων δέσμευση των υπολογιστικών πόρων, αλλά στο ότι οι χρήστες μπορούν να αυτό-περιορίσουν το ρυθμό δημιουργίας διεργασιών τους, ο οποίος συμφωνείται ξεχωριστά με κάθε πόρο κατά τη διάρκεια μίας φάσης εγγραφής τους. Πραγματοποιούμε έναν αριθμό πειραμάτων προσομοίωσης που αποδεικνύουν ότι το προτεινόμενο πλαίσιο μπορεί πράγματι να παρέχει στους χρήστες εγγυημένο μέγιστο χρόνο καθυστέρησης εκτέλεσης των διεργασιών τους, ενώ με τις κατάλληλες επεκτάσεις το πλαίσιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμα και όταν το φορτίο των διεργασιών δεν είναι εκ των προτέρων γνωστό. Στη συνέχεια εξετάζουμε το πρόβλημα της ``Συγκέντρωσης Δεδομένων'' (ΣΔ), που εμφανίζεται όταν μία διεργασία χρειάζεται περισσότερα του ενός τμήματα δεδομένων να μεταφερθούν σε έναν υπολογιστικό πόρο, πριν η διεργασία ξεκινήσει την εκτέλεσή της σε αυτόν. Μελετάμε τα υπό-προβλήματα της επιλογής των αντιγράφων των δεδομένων, του χρονοπρογραμματισμού της διεργασίας και της δρομολόγησης των δεδομένων της και προτείνουμε έναν αριθμό πλαισίων ``Συγκέντρωσης Δεδομένων''. Μερικά πλαίσια εξετάζουν μόνο τις υπολογιστικές ή μόνο τις επικοινωνιακές απαιτήσεις των διεργασιών, ενώ άλλα εξετάζουν και τα δύο είδη απαιτήσεων. Επιπλέον, προτείνονται πλαίσια ``Συγκέντρωσης Δεδομένων'' τα οποία βασίζονται στην κατασκευή ελαχίστων γεννητικών δέντρων(Minimum Spanning Tree - MST), με σκοπό τη μείωση της συμφόρησης στο δίκτυο δεδομένων, που εμφανίζεται κατά την ταυτόχρονη μεταφορά των δεδομένων μίας διεργασίας. Στα πειράματα προσομοίωσης μας αξιολογούμε τα προτεινόμενα πλαίσια και δείχνουμε ότι αν η διαδικασία της ``Συγκέντρωση Δεδομένων'' πραγματοποιηθεί σωστά, τότε η απόδοση του δικτύου πλέγματος, όσον αφορά τη χρήση των πόρων και την εκτέλεση των διεργασιών, μπορεί να βελτιωθεί. Επιπλέον, ερευνούμε την εφαρμογή τεχνικών σύνοψης της πληροφορίας των χαρακτηριστικών των πόρων στα δίκτυα πλέγματος. Προτείνουμε ένα σύνολο μεθόδων και τελεστών σύνοψης, προσπαθώντας να μειώσουμε τον όγκο των πληροφοριών πόρων που μεταφέρονται πάνω από το δίκτυο, ενώ παράλληλα επιθυμούμε οι συνοπτικές πληροφορίες που παράγονται να βοηθούν το χρονοπρογραμματιστή να παίρνει αποδοτικές αποφάσεις ανάθεσης διεργασιών στους διαθέσιμους πόρους. Οι τεχνικές αυτές μπορούν να συνδυαστούν και με τις αντίστοιχες τεχνικές που εφαρμόζονται στα ιεραρχικά δίκτυα δεδομένων για τη δρομολόγηση, εξασφαλίζοντας έτσι τη διαλειτουργικότητα μεταξύ διαφορετικών δικτύων πλέγματος καθώς και το απόρρητο των πληροφοριών που ανήκουν σε διαφορετικούς παρόχους πόρων. Στα πειράματα προσομοίωσης μας χρησιμοποιούμε σαν μετρική της ποιότητας / αποδοτικότητας των αποφάσεων του χρονοπρογραμματιστή τον Stretch Factor (SF), που ορίζεται ως ο λόγος της μέσης καθυστέρησης εκτέλεσης των διεργασιών όταν αυτές χρονοπρογραμματίζονται με βάση ακριβείς πληροφορίες πόρων, προς τη μέση καθυστέρηση τους όταν χρησιμοποιούνται συνοπτικές πληροφορίες. Ακόμα, μετράμε τη συχνότητα με την οποία ο χρονοπρογραμματιστής ενημερώνεται για τις αλλαγές στην κατάσταση των πόρων καθώς και τον όγκο των πληροφοριών πόρων που μεταφέρονται. Μελετάμε, ακόμα, ζητήματα που προκύπτουν από την υλοποίηση αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού που έχουν αρχικά μελετηθεί σε περιβάλλοντα προσομοίωσης, σε πραγματικά συστήματα ενδιάμεσου λογισμικού (middleware) για δίκτυα πλέγματος, όπως το gLite. Το πρώτο ζήτημα που εξετάζουμε είναι το γεγονός ότι οι πληροφορίες που παρέχονται στους αλγορίθμους χρονοπρογραμματισμού στα συστήματα αυτά δεν είναι πάντα έγκυρες, ενώ το δεύτερο ζήτημα είναι ότι δεν υπάρχει ευελιξία στο διαμοιρασμό των πόρων μεταξύ διαφορετικών διεργασιών. Η μελέτη μας δείχνει ότι με απλές αλλαγές στους μηχανισμούς διαχείρισης διεργασιών ενός συστήματος ενδιάμεσου λογισμικού, αυτά αλλά και άλλα ζητήματα μπορούν να αντιμετωπιστούν, επιτυγχάνοντας σημαντικές βελτιώσεις στην απόδοση των δικτύων πλέγματος. Στα πλαίσια αυτά μάλιστα, εξετάζουμε τη χρήση της τεχνολογίας της εικονικοποίησης (virtualization). Υλοποιούμε και αξιολογούμε τους προτεινόμενους μηχανισμούς σε ένα μικρό δοκιμαστικό δίκτυο πλέγματος. Τέλος, προτείνουμε έναν αλγόριθμο πολλαπλών κριτηρίων για τη δρομολόγηση και ανάθεση μήκους κύματος υπό την παρουσία φυσικών εξασθενήσεων (Impairment-Aware Routing and Wavelength Assignment, IA-RWA) για οπτικά δίκτυα δεδομένων. Τα οπτικά δίκτυα είναι η δικτυακή τεχνολογία που χρησιμοποιείται σήμερα για τη διασύνδεση των υπολογιστικών και αποθηκευτικών πόρων των δικτύων πλέγματος, ενώ οι διάφορες φυσικές εξασθενήσεις τείνουν να μειώνουν την ποιότητα μετάδοσης (Quality of Transmission - QoT) των οπτικών σημάτων. Κύριο χαρακτηριστικό του προτεινόμενου αλγορίθμου είναι ότι υπολογίζει την ποιότητα μετάδοσης (Quality of Transmission - QoT) ενός υποψήφιου οπτικού μονοπατιού (lightpath) μη βασιζόμενο σε πραγματικές μετρήσεις ή εκτιμήσεις μέσω αναλυτικών μοντέλων των διαφόρων φυσικών εξασθενήσεων, αλλά μετρώντας τις αιτίες στις οποίες αυτά οφείλονται. Με τον τρόπο αυτό ο αλγόριθμος γίνεται πιο γενικός και εφαρμόσιμος σε διαφορετικές συνθήκες (μέθοδοι διαμόρφωσης του οπτικού σήματος, ρυθμοί μετάδοσης, τιμές διαφόρων φυσικών παραμέτρων, κ.α.). Τα πειράματα προσομοίωσης μας δείχνουν ότι ο προτεινόμενος αλγόριθμος μπορεί να εξυπηρετήσει τις περισσότερες δυναμικές αιτήσεις σύνδεσης, υπολογίζοντας γρήγορα, μονοπάτια με καλή ποιότητα μετάδοσης σήματος. Γενικά, η παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζει έναν αριθμό σημαντικών και καινοτόμων μεθόδων, πλαισίων και αλγορίθμων που αφορούν τα δίκτυα πλέγματος. Παράλληλα ωστόσο αποκαλύπτει το εύρος των ζητημάτων και ως ένα βαθμό και τις αλληλεπιδράσεις τους, που σχετίζονται με την αποδοτική λειτουργία των δικτύων πλέγματος, τα οποία απαιτούν τη σύνθεση και τη συνεργασία ερευνητών, μηχανικών και επιστημόνων από διάφορα πεδία. / Grid networks consist of several high capacity, computational, storage and other resources, which are geographically distributed and may belong to different administrative domains. These resources are usually connected through high capacity optical networks. The grid networks evolution follows the current trend of distributedly performed computation and storage. This trend provides several new possibilities to scientists, researchers and to simple users around the world, so as to use the shared resources for executing their tasks and running their applications. These operations are not always possible to perform in local, limited capacity, resources. In this thesis we study issues related to the scheduling of tasks and the routing of their datasets. We study these issues both separately and jointly, along with their interactions. Initially, we present a Quality of Service (QoS) framework for grids that guarantees to users an upper bound on the execution delay of their submitted tasks. Such delay guarantees imply that a user can choose, with absolute certainty, a resource to execute a task before its deadline expires. Our framework is not based on the advance reservation of resources, instead, the users follow a self constrained task generation pattern, which is agreed separately with each resource during a registration phase. We validate experimentally the proposed Quality of Service (QoS) framework for grids, verifying that it satisfies the delay guarantees promised to users. In addition, when the proposed extensions are used, the framework also provides delay guarantees without exact a-priori knowledge of the task workloads. Next, we examine a task scheduling and data migration problem for grid networks, which we refer to as the Data Consolidation (DC) problem. Data Consolidation arises when a task requests concurrently multiple pieces of data, possibly scattered throughout the grid network that have to be present at a selected site before the task's execution starts. In such a case, the scheduler must select the data replicas to be used, the site where these data will be gathered for the task to be executed, and the routing paths to be followed. We propose and experimentally evaluate several Data Consolidation schemes. Some consider only the computational or only the communication requirements of the tasks, while others consider both kinds of requirements. We also propose Data Consolidation (DC) schemes, which are based on Minimum Spanning Trees (MST) that route concurrently the datasets so as to reduce the congestion that may appear in the future, due to these transfers. In our simulation experiments we validate the proposed schemes and show that if the Data Consolidation operation is performed efficiently, then significant benefits can be achieved, in terms of the resources' utilization and task delay. We also consider the use of resource information aggregation in grid networks. We propose a number of aggregation schemes and operators for reducing the information exchanged in a grid network and used by the resource manager in order to make efficient scheduling decisions. These schemes can be integrated with the schemes utilized in hierarchical data networks for data routing, providing interoperability between different grid networks, while the sensitive or detailed information of resource providers is kept private. We perform a large number of experiments to evaluate the proposed aggregation schemes and the used operators. As a metric of the quality of the aggregated information we introduce the Stretch Factor (SF), defined as the ratio of the task delay when the task is scheduled using complete resource information over the task delay when an aggregation scheme is used. We also measure the number of resource information updates triggered by each aggregation scheme and the amount of resource information transferred. In addition, we are interested in the difficulties encountered and the solutions provided in order to develop and evaluate scheduling policies, initially implemented in a simulation environment, in the gLite grid middleware. We identify two important such implementation issues, namely the inaccuracy of the information provided to the scheduler by the information system, and the inflexibility in the sharing of a resource among different jobs. Our study indicates that simple changes in the gLite's scheduling procedures can solve these and other similar issues, yielding significant performance gains. We also investigate the use of the virtualization technology in the gLite middleware. We implement and evaluate the proposed mechanisms in a small gLite testbed. Finally, we propose a multicost impairment-aware routing and wavelength assignment (IA-RWA) algorithm in optical networks. In general, physical impairments tend to degrade the optical signal quality. Also, optical networks is the main networking technology used today for the interconnection of the grid's, computational and storage, resources around the world. The main characteristic of the proposed algorithm is that it calculates the quality of transmission (QoT) of a candidate lightpath by measuring several impairment-generating source parameters and not by using complex formulas to directly account for the effects of physical impairments. In this way, this approach is more generic and more easily applicable to different conditions (modulation formats, bit rates). Our results indicate that the proposed impairment-aware routing and wavelength assignment (IA-RWA) algorithm can efficiently serve the online traffic in an optical network and to guarantee the transmission quality of the found lightpaths, with low running times. In general, in this thesis we present several novel mechanisms and algorithms for grid networks. At the same time, this Thesis reveals the variety of the issues that relate to the efficient operation of the grid networks and their interdependencies. For handling all these issues the cooperation of researches, scientists and engineers from various fields, is required.

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των μεθόδων βελτιστοποίησης της ποιότητας των παρεχομένων υπηρεσιών των δικτύων κυτταρικής τηλεφωνίας τρίτης γενιάς σε διαλειπτικό περιβάλλον. Αρχικά γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή στην εξέλιξη των συστημάτων κινητών επικοινωνιών και παρουσιάζεται το σημαντικότερο πρότυπο τρίτης γενιάς, το UMTS και τα ιδιαίτερα τεχνικά χαρακτηριστικά του. Στην συνέχεια αναλύεται το LTE το οποίο αποτελεί την τελευταία εξέλιξη των δικτύων τρίτης γενιάς και αναμένεται να αντικαταστήσει το UMTS στο άμεσο μέλλον αποτελώντας στην πραγματικότητα τον πρόδρομο των συστημάτων τέταρτης γενιάς. Στην συνέχεια εστιάζουμε στα διαλειπτικά κανάλια αναλύοντας τα φαινόμενα που παρατηρούνται σε αυτά και τα στατιστικά μοντέλα μέσα από τα οποία περιγράφονται. Παράλληλα διερευνάται η επίδραση των φαινομένων αυτών (θετική ή αρνητική) στο QoS των δικτύων τρίτης γενιάς βάσει των χαρακτηριστικών τους (όπως παρουσιάστηκαν στο κεφάλαιο 1) και οι δυνατότητες για περαιτέρω βελτιστοποίηση κατα τον σχεδιασμό των δικτύων και την σωστή εκμετάλλευση των χαρακτηριστικών του περιβάλλοντος όδευσης. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στα μοντέλα εσωτερικού χώρου λόγω του μεγάλου φορτίου κίνησης που καλούνται να εξυπηρετήσουν. Στο τελευταίο μέρος παρουσιάζεται η διαδικασία παραμετροποίησης κάποιων σημαντικών μοντέλων και τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων που έγιναν στον χώρο του κτηρίου των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών. / The subject of this diploma thesis is the study of the optimization techniques of the quality of service for third generation cellular telephony networks in fading enviroment. After a short presentation of the evolution of the systems of wireless telecommunications, it is discussed UMTS the most important third generation system which dominated the european market and its technical features. LTE is also introduced, the system which is expected to replace UMTS in the near future while being the predecessor of the fourth generation systems. Then we focus on the fading channels analysing the phenomena wich are related to them and analysing the statistical models that describe them. It is also studied the effect (positive or negative) of these phenomena on the QoS of the third generation networks and the optimization methods which can be applied during the network designing process with special reference to the indoor propagation models because of the big amount of traffic load that they are asked to serve. At the last chapter of the thesis there is a presentation of the parameter setting procedure for some important models and the outcomes of the simulation that took place in the building of Electronic Engineering.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται έλεγχος της λειτουργίας ενός πλήθους διαφορετικών τεχνολογιών δικτύου, όπως το Ψηφιακό Δίκτυο Ενοποιημένων Υπηρεσιών (Integrated Services Digital Network, ISDN), ο ψηφιακός βρόχος συνδρομητή (Digital Subscriber Loop), οι τεχνολογίες SHDSL,VDSL κ.α. Αφότου έγινε μια εκτενής περιγραφή των περισσότερων τύπων δικτύων και διεξοδική μελέτη των λειτουργιών τους, προσδιορίστηκαν οι τεχνολογίες δικτύου που είναι εφικτό να μελετηθούν στα πλαίσια ενός εργαστηριακού μαθήματος. Για την επίτευξη του στόχου αυτού δη-μιουργήθηκαν μια σειρά εργαστηριακών ασκήσεων που βοηθούν στην κατανόηση τόσο των συγκεκριμένων τεχνολογιών (και των μεταξύ τους διαφορών) όσο και των πολυάριθμων ελέγχων που είναι δυνατό να διεξαχθούν για την παρακολούθηση και συντήρηση των συγκεκριμένων δικτύων. Εν κατακλείδι η εργασία αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη των πιο σημαντικών τεχνολογιών δικτύου. / This diploma thesis examines the monitoring of the functions, of many network technologies such as the Integrated Services Digital Network (ISDN), the Digital Subscriber Loop (DSL), the SHDSL, VDSL technologies and more. After an extensive reference of the most network types and a comprehensive study of their functions, it has been determined which of those is possible to be examined as a part of lab course. In order for this goal to be achieved, it has been created a set of laboratory exercises that help in the understanding of these network technologies, the differences between them and the multiple tests that can be conducted for the monitoring and maintenance of those networks. In conclusion this diploma thesis is useful tool in the study of the most important network technologies.

Στην παρούσα διατριβή αντιμετωπίζεται το πρόβλημα της παροχής επιστημονικού λογισμικού σαν υπηρεσία διαδικτύου, με έμφαση στις εφαρμογές χρονοπρογραμματισμού ανθρώπινων πόρων. Οι εφαρμογές αυτές χαρακτηρίζονται από ειδικές ανάγκες ως προς το περιβάλλον υλικού και λογισμικού, ανήκοντας στο γενικότερο χώρο των NP-hard προβλημάτων βελτιστοποίησης. Δημιουργήθηκαν και παρουσιάζονται δύο πλατφόρμες παροχής υπηρεσιών, SchedSP και SchedSP-WS, με στόχο να παρέχουν υπηρεσίες λειτουργικού συστήματος στους δημιουργούς εφαρμογών ιστού, ενώ παρέχονται ειδικές υπηρεσίες για την υποστήριξη εφαρμογών χρονοπρογραμματισμού. Η απαιτούμενη υπολογιστική χωρητικότητα εξασφαλίστικε αρχικά από το σύστημα PLEIADES, που επίσης παρουσιάζεται ως πάροχος υπολογιστικής υποδομής σαν υπηρεσιά, το οποίο αργότερα αντικαταστάθηκε από την υποδομή του ευρωπαϊκού έργου υποδομής EGEE. Επίσης, παρουσιάζεται ένα μοντέλο κατανεμημένης εφαρμογής χρονοπρογραμματισμού, το οποίο αποτελεί τη βάση του πλαισίου SchedScripter. Το πλαίσιο SchedScripter που επίσης παρουσιάζεται, επιτρέπει τη δημιουργία κατανεμημένων εφαρμογών χρονοπρογραμματισμού, βασισμένων στο υπολογιστικό πλέγμα. / This PhD dissertation deals with the provision of scientific software as Internet service, with emphasis on human resources scheduling applications. These applications have special needs from the computational environment, in terms of software and hardware, as they are NP-hard optimization problems. Two application service provider platforms have been created and presented, SchedSP and SchedSP-WS, aiming to offer operating system like services to web application developers, while they offer special support for scheduling applications. The required computational capacity initially was provided by PLEADES, which is also presented as a computational infrastructure service provider, to be substituded later by the EU infrastructures project EGEE. A distributed scheduling application model is presented, which is the foundation of the SchedScripter framework. The SchedScripter framework, which is also presented, enables the creation of distributed scheduling applications, running on a computational grid.

Σήμερα, βρισκόμαστε ήδη στο στάδιο μετάβασης από τις παραδοσιακές επιτραπέζιες υπολογιστικές τεχνολογίες στα διάχυτα (ubiquitous) υπολογιστικά περιβάλλοντα που θα μας υποστηρίζουν σχεδόν σε κάθε καθημερινή μας λειτουργία ή δραστηριότητα. Παράλληλα, υπάρχει μία αυξανόμενη τάση για τοποθέτηση του χρήστη στο κέντρο των υπηρεσιών. Αυτό σημαίνει ότι οι υπηρεσίες θα προσαρμόζονται με βάση το στενό και ευρύτερο περιβάλλον διαβίωσης (context), τις ανάγκες και τις προτιμήσεις των χρηστών. Δύο από τις βασικότερες έννοιες στις οποίες βασίζεται η προσφορά διάχυτων εξατομικευμένων υπηρεσιών είναι η γνώση πλαισίου (context awareness) και η μοντελοποίηση χρηστών (user modeling). Η έλευση του διάχυτου υπολογισμού και η χρησιμοποίηση της διάχυτης μοντελοποίησης χρηστών (ubiquitous user modeling) έχει δημιουργήσει νέες προσδοκίες και προκλήσεις για την παροχή εξατομικευμένων υπηρεσιών σε πολλούς τομείς εφαρμογών μεταξύ των οποίων είναι και ο τομέας της υγείας. Η ιατρική αντιμετώπιση αλλάζει πλέον κατεύθυνση και γίνεται προστατευτική, προληπτική και εύκολα προσεγγίσιμη (π.χ. στη δουλειά, στο σπίτι, κλπ.), συνοδευόμενη από συνεχή και εμμένουσα παροχή υψηλής ποιότητας εξατομικευμένης ιατρικής συμβουλής και υποστήριξης. Οι σύγχρονες ιατρικές υπηρεσίες αναμένονται να είναι διαθέσιμες κάθε στιγμή, 7 ημέρες την εβδομάδα και να παρέχονται με έναν εξατομικευμένο τρόπο ώστε να απευθύνονται στις ιδιαίτερες ανάγκες και απαιτήσεις κάθε ατόμου. Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται μία μεθοδολογία παροχής διάχυτων υπηρεσιών σε εξελιγμένα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα που συνδυάζει τη γνώση πλαισίου, τη μοντελοποίηση χρηστών και τα κοινωνικά δίκτυα (social networks). Η μεθοδολογία αυτή εφαρμόστηκε στον ιατρικό χώρο και ειδικότερα στις διαταραχές άγχους. Πιο συγκεκριμένα, στη διατριβή καθορίστηκαν πλήρως οι παράμετροι πλαισίου που σχετίζονται άμεσα με τις διαταραχές άγχους και προτάθηκε ένα μοντέλο πλαισίου που βασίζεται σε οντολογίες. Επίσης, μελετήθηκε η δομή και οι τεχνικές κατασκευής και ανανέωσης των μοντέλων χρηστών, ενώ μελετήθηκε η χρήση των κοινωνικών δικτύων για την παροχή ιατρικής φροντίδας και οι ρόλοι των μελών τους στις διαταραχές άγχους. Τέλος, προτάθηκε η αρχιτεκτονική ενός συστήματος γνώσης πλαισίου που ενσωματώνει τις ανωτέρω τεχνολογίες, τμήμα του οποίου αναπτύχθηκε, υλοποιήθηκε και αξιολογήθηκε από επαγγελματίες ιατρούς. Κατά την εφαρμογή της παραπάνω μεθοδολογίας στις διαταραχές άγχους αναπτύχθηκε η εφαρμογή PerMed που αποτελεί ένα εργαλείο αρχειοθέτησης και επεξεργασίας των προσωπικών πληροφοριών των ασθενών και τέσσερις υπηρεσίες που στοχεύουν στην υποστήριξη της θεραπείας των διαταραχών άγχους. Οι τρεις εστιάζουν στην ανακάλυψη πιθανών συσχετίσεων στα δεδομένα πλαισίου, ενώ η τέταρτη στοχεύει στην πρόβλεψη του άγχους που θα παρουσιάσει ένας ασθενής σε ένα δεδομένο πλαίσιο. Τα σχόλια που λάβαμε από επαγγελματίες ψυχιάτρους είναι αρκετά ενθαρρυντικά και ευελπιστούμε ότι η προτεινόμενη προσέγγιση θα αποτελέσει ένα ισχυρό εργαλείο υποστήριξης της θεραπείας των διαταραχών άγχους. / Today, we are already on the transition from the traditional desktop-based computing technologies towards ubiquitous computing environments that will enfold us in almost all our daily situations and activities. Simultaneously, there exists an increased tendency of putting the user into the center of service delivery. This means that the services in the ubiquitous environments should be adapted to the context, the needs and the preferences of users. Two of the key-concepts, based on which the delivery of ubiquitous personalized services is realized, are context-awareness and user modeling. The emergence of ubiquitous computing and ubiquitous user modeling has created new expectations and challenges for the delivery of personalized services in a considerable amount of application domains, among which is the healthcare domain. Healthcare provision changes direction becoming protective, proactive and more reachable (e.g. at home or at work), accompanied by continuous and persistent provision of personalized high-quality health advice and assistance. Modern healthcare services are expected to be available around the clock, seven days a week and delivered in a personalized manner addressing the specific needs and preferences of each individual. The present dissertation presents a methodology of providing ubiquitous services at advanced telecommunication networks, which combines context-awareness, user modeling and social networks. This methodology was implemented in the healthcare domain and more specifically in anxiety disorders. In particular, in this dissertation, the contextual aspects that are directly associated with anxiety disorders were defined and an ontology-based context model was proposed. In addition, the user models’ structure was determined and the techniques for the processing of their content were developed. Furthermore, the use of social networks in anxiety disorders and the role of their members were studied. Finally, the architecture of a context-aware system that integrates all the above technologies was proposed, a part of which was developed, implemented and evaluated by professional psychiatrists. During the implementation of the proposed methodology in anxiety disorders, the PerMed application that provides medical experts with a tool for archiving and processing the patient’s personal data and four treatment supportive services were developed. The three of them focus on the discovery of possible associations between the patient’s contextual data and the last service aims at predicting the stress level a patient might suffer from, in a given context. The feedback received from expertized psychiatrists was very encouraging and we hope that the proposed approach will constitute a powerful treatment supportive tool for anxiety disorders.

Η ποιότητα, άρα και ο τρόπος παρακολούθησης της, δηλαδή ο ποιοτικός έλεγχος, σχετίζεται άμεσα με την κερδοφορία μιας επιχείρησης• είτε αυτό επιτευχθεί μέσω αύξησης των πωλήσεων είτε μέσω μείωσης του κόστους παραγωγής ή παροχής υπηρεσιών. Ολοένα και περισσότερο γίνεται αποδεκτό το γεγονός ότι η υψηλή ποιότητα του προϊόντος και των υπηρεσιών και η σύνδεσή τους με την ικανοποίηση του πελάτη, είναι το κλειδί για την επιβίωση οποιασδήποτε επιχείρησης. Επομένως, κρίνεται επιτακτική ανάγκη η μελέτη και έρευνα γύρω από την σχέση της ποιότητας και των επιχειρήσεων και ειδικά σε περιόδους οικονομικής κρίσης και έντονων πιέσεων των καταναλωτών και της αγοράς. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιάσει τη μεθοδολογία σχεδιασμού ενός συστήματος ποιοτικού ελέγχου με τη χρήση μεθόδων πολυκριτηριακής ανάλυσης και να γίνει σύγκριση αυτών των μεθόδων. / The purpose of this thesis is to describe the methodology of a Quality Control System planning using methods of multictiteria analysis and to compare these methods.