Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η απεικόνιση της βιοϊατρικής πληροφορίας με πρωτότυπο τρόπο, δίνοντας έμφαση τόσο στον σχεδιασμό και στην ανάπτυξη μίας φιλικής διεπαφής για τον χρήστη όσο και στην απόκτηση τεχνικής γνώσης από μέρους μου. Έτσι, μελετήθηκαν υπάρχουσες εφαρμογές-τεχνολογίες και οι αντίστοιχες δυνατότητες που προσέφεραν, σε συνδυασμό πάντα με τις απαιτήσεις και τις ανάγκες των ιατρών. / The subject of the present diploma is the imaging of biomedical information in an original way, emphasizing both the design and development of a user friendly interface and the acquisition of technical knowledge for me. Thus, studied existing applications and technologies and their respective capabilities offered, I tried to make a system always in combination with the demands and the needs of the doctors.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία ασχοληθήκαμε με την ανάπτυξη Υπηρεσιών Ιστού (της περισσότερο δημοφιλούς και ευρέως διαδεδομένης υλοποίησης της υπηρεσιοστρεφούς αρχιτεκτονικής) για την υλοποίηση του παρακάτω σεναρίου ( use case scenario) : • Μηχανογράφηση του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών Στο σενάριο αυτό υλοποιήσαμε υπηρεσίες που εξυπηρετούν τους φοιτητές, τους καθηγητές και την γραμματεία αυτού. Πιο συγκεκριμένα απαιτείται μέσω του Internet: • Ο φοιτητής να έχει την δυνατότητα : α) να δηλώσει τα μαθήματα και τα συγγράμματα που επιθυμεί για το τρέχων εξάμηνο β) να δει το ιστορικό δηλώσεων των δηλώσεων και αλλαγών για όλα τα μαθήματα και γ) την αναλυτική βαθμολογία του. • Ο καθηγητής να έχει την δυνατότητα α) να ανεβάζει τη βαθμολόγια των μαθημάτων .β) να έχει πρόσβαση στη λίστα των φοιτητών που έχουν δηλώσει τα μάθηματά του. Eπιπλέον ο πρόεδρος του τμήματος έχει τη δυνατότητα πρόσβασης σε στατιστικά στοιχεία για τις εξεταστικές. • Η γραμματεία του τμήματος α) να έχει τη δυνατότητα να εγκρίνει τις δηλώσεις των φοιτητών και β) να έχει την δυνατότητα πρόσβασης στα στοιχεία των φοιτητών( δηλώσεις , βαθμολογίες κ.λ.π.) / The purpose of this diploma thesis was the development of Web Services ( one of the most popular and well known implementation solution of Service Oriented Architecture) in purpose of providing a solution using methods in the following use case scenario • Computerization of the Electrical and Computer Engineering Department of the University of Patras In this use case we developed web services that allow both the students and the department staff (faculty members and secretaries alike) to interact with each other. More specifically via the use of Internet: • The students have the ability to a) apply for their semester courses and their respective books b) view their course application history and c) view their exam grades for each course • The faculty staff and professors, have the ability a) to upload the exam grades to the department's database and b) have access to the list which contains the names of the students that have applied for their courses. In addition the dean must have access to statistical data concerning the exam grades. • The secretary staff has the ability to review the course applications of the students and take the appropriate action (such as reject or accept the application). In addition the secretary staff has access to all data concerning the students (grades ,course application history etc.)

Ο παγκόσμιος ιστός αποτελεί μία τεράστια αποθήκη πληροφοριών και αναπτύσσεται με τάχιστους ρυθμούς, ενώ η ανθρώπινη ικανότητα να εντοπίζει, να επεξεργάζεται και να αντιλαμβάνεται τις παρεχόμενες πληροφορίες παραμένει πεπερασμένη. Οι μηχανές αναζήτησης διευκολύνουν την αναζήτηση στον παγκόσμιο ιστό και έχουν γίνει αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινής ζωής των χρηστών του διαδικτύου. Οι χρήστες όμως χαρακτηρίζονται από διαφορετικές ανάγκες, προτιμήσεις, ιδιαιτερότητες και κατά την πλοήγησή τους μπορεί να χάσουν τον στόχο της αναζήτησής τους. Η προσωποποίηση στον παγκόσμιο ιστό, δηλαδή η εξατομίκευση των παρεχόμενων αποτελεσμάτων, αποτελεί μία πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την λύση του πληροφοριακού υπερφόρτου, παρέχοντας κατάλληλα προσαρμοσμένες εμπειρίες πλοήγησης. Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας αναπτύχθηκε μία μεθοδολογία για την προσωποποίηση των αποτελεσμάτων μίας μηχανής αναζήτησης ώστε αυτά να ανταποκρίνονται στις προτιμήσεις των χρηστών και στα διαιτολογικά τους χαρακτηριστικά. Η μεθοδολογία αναπτύχθηκε σε δύο μέρη: στο εκτός σύνδεσης τμήμα και στο συνδεδεμένο. Στο πρώτο με την χρησιμοποίηση των αρχείων πρόσβασης μίας μηχανής αναζήτησης και των διαιτολογικών χαρακτηριστικών των χρηστών, έγινε εξαγωγή πληροφορίας για τις προτιμήσεις των τελευταίων. Στην συνέχεια με την χρήση μίας οντολογίας που κατασκευάστηκε για τα πλαίσια της διπλωματικής αυτής εργασίας, έγινε σημασιολογική κατηγοριοποίηση των επιλογών των χρηστών και κατασκευάστηκαν τα προφίλ που τους χαρακτηρίζουν. Έπειτα με την χρήση ενός αλγορίθμου ομαδοποίησης οι χρήστες κατηγοριοποιήθηκαν με βάση τα διαιτολογικά τους χαρακτηριστικά και τις επιλογές τους στην μηχανή αναζήτησης. Στο συνδεδεμένο τμήμα ο αλγόριθμος προσωποποίησης εκμεταλλευόμενος την σημασιολογική αντιστοίχιση των αποτελεσμάτων της μηχανής αναζήτησης και τις ομάδες των χρηστών που δημιουργήθηκαν στο εκτός σύνδεσης τμήμα αναδιοργανώνει τα παρεχόμενα από την μηχανή αναζήτησης αποτελέσματα. Η αναδιοργάνωση γίνεται προωθώντας στις υψηλότερες θέσεις των αποτελεσμάτων της μηχανής αναζήτησης τα αποτελέσματα που ταιριάζουν καλύτερα με τις προτιμήσεις και τα χαρακτηριστικά της ομάδας στην οποία εντάσσεται ο χρήστης. Στο τέλος έγιναν πειράματα και εξακριβώθηκαν τα επιθυμητά αποτελέσματα για την προσωποποίηση σύμφωνα με τις σημασιολογικές ομάδες των χρηστών. / The World Wide Web has become a huge data repository and it keeps growing exponentially, whereas the human capability to find, process and understand the provided content remains constant. Search engines facilitate the search process in the World Wide Web and they have become an integral part of the web users' daily lives. However users who are characterized by different needs, preferences and special characteristics, navigate through large Web structures and may lost their goal of inquiry. Web personalization, i.e. the customization of the search engines’ returned results, is one of the most promising approaches for alleviating information overload providing tailored navigation experiences to Web users. The present dissertation presents the methodology which was implemented in order to personalize a search engine’s results for corresponding users’ preferences and dietary characteristics. This methodology was implemented in two parts: the offline and the online part. The first one uses a search engines’ log files and the dietary characteristics of the users in order to extract information for the latter preferences. Afterwards, with the use of an ontology which was created explicitly for this work, semantic profiling of users’ interests was achieved and their corresponding profiles were formed. Then with the use of a clustering algorithm, users’ categorization was made based on their dietary profiles and their preferences in the search engine. In the online part the methodology re-ranks the search engines’ results, based on the semantic characterization of those results and the users’ clusters which were created at the offline part. Re-ranking is achieved by placing those results which match better the interests and the characteristics of the user’s cluster at the top of the list of the search engines’ returned results. Experimental evaluation of the presented methodology shows that the expected objectives from the semantic users’ clustering in search engines are achievable.

Tα τελευταία χρόνια, η εξάπλωση του διαδικτύου και το εύρος της πληροφορίας που διατίθεται στο χρήστη, καθιστούν αναγκαία τη χρησιμοποίηση σημασιολογικών τεχνικών προσωποποίησης, προκειμένου να βελτιώσουν την εμπειρία του χρήστη στο διαδίκτυο. Στις μηχανές αναζήτησης, οι χρήστες βελτιώνουν το επερώτημά τους με την προσθήκη, την αφαίρεση ή την αντικατάσταση των λέξεων. Παρ 'όλα αυτά , εκτός από την αλληλεπίδραση με μια μηχανή αναζήτησης, η εμπειρία ενός χρήστη στο διαδίκτυο κατά την αναζήτηση της σωστής πληροφορίας, περιλαμβάνει και την περιήγησή του σε σελίδες ενός δικτυακού τόπου ή μια σειρά από δικτυακούς τόπους. Κατά τη διάρκεια της συνεδρίας του, ο χρήστης αναδιαμορφώνει την αναζήτησή του. Ωστόσο, τόσο ο καθορισμός της σημασιολογίας της αναζήτησής του, όσο και ο προσανατολισμός της αναζήτησής του (γενίκευση ή εξειδίκευση σε ένα σημασιολογικό πεδίο) με βάση την πλοήγηση μέσα από τις σελίδες, δεν είναι τόσο εύκολοι. Κάθε σελίδα περιέχει περισσότερες από μία έννοιες. Επιπλέον, η επιλογή των αντιπροσωπευτικότερων είναι πολύπλοκη διαδικασία. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η παρουσίαση της μεθοδολογίας SOSACT. Η μεθοδολογία SOSACT αποτελεί μια σημασιολογική μεθοδολογία εξατομίκευσης που παρακολουθεί τις επιλογές του χρήστη κατά τη συνεδρία του και καθορίζει αν ο χρήστης ειδικεύει ή γενικεύει την πλοήγηση του μέσα από τη σημασιολογική ανάλυση των σελίδων, σε ένα εννοιολογικό πεδίο. Η μεθοδολογία SOSACT ορίζει το σημασιολογικό προσανατολισμό της πλοήγησης του χρήστη. Επιπλέον, στην παρούσα εργασία προτείνεται ο αλγόριθμος SOSACT, ο οποίος εντοπίζει το σημασιολογικό προσανατολισμό του χρήστη με τη βοήθεια μίας ταξινομίας. Η μεθοδολογία SOSACT υλοποιείται από το σύστημα SOSACT. Το σύστημα SOSACT εφαρμόζει τον αλγόριθμο SOSACT και προτείνει χρήσιμες συστάσεις προς το χρήστη για τη βελτίωση της διαδικτυακής αναζήτησής του . Το σύστημα SOSACT αξιολογήθηκε με τη χρησιμοποίηση πραγματικής δραστηριότητας χρηστών σε μια ιστοσελίδα, για ορισμένο χρονικό διάστημα. Η μεθοδολογία SOSACT μπορεί να εφαρμοστεί και σε ένα σώμα κειμένων και όχι μόνο σε διαδικτυακές πηγές. Μπορεί να γίνει ένα χρήσιμο εργαλείο για τη βελτίωση της πλοήγησης στο διαδίκτυο. Επιπλέον, η προτεινόμενη μεθοδολογία μπορεί να γεφυρώσει τις τεχνικές αποσαφήνισης του επερωτήματος στις μηχανές αναζήτησης και τις τεχνικές αναδιαμόρφωσης του αντικειμένου περιήγησης. Η μεθοδολογία SOSACT θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μια συγκριτική μελέτη μεταξύ των δύο αυτών τομέων και να οδηγήσει σε νέες τεχνικές και στις δύο περιοχές έρευνας του Σημασιολογικού Ιστού. / In recent years, the spread of the World Wide Web, as well as the range of information available to the user make the use of semantic personalization techniques a necessity in order to enhance the user experience on the web. In search engines, users refine their query by adding, removing or replacing the keywords in their query. Thus, query refinement is easy to be detected and tell whether a user generalizes or specializes his web search. Nevertheless, besides interaction with a search engine, a user web search involves browsing and navigating through the pages of a web site or a number of web sites while seeking the right information. During this session the user reformulates his search. But, defining search orientation (generalization or specialization) based on navigation through web pages is not that easy. Each page contains more than one concept. Furthermore, the concepts may be developed in the same extend and it is difficult to tell about the representative semantics of a certain page and thus a user session’s orientation. In order to define user navigation’s orientation a semantic web personalization methodology is developed, the SOSACT methodology, which tracks user’s hits through a session and defines whether a user specializes or generalizes his navigation through semantics analysis of the pages in his session window. Moreover, the SOSACT algorithm is proposed of capturing user session orientation based on concept taxonomy. The SOSACT methodology is implemented by the SOSACT system. The SOSACT system applies the SOSACT algorithm and proposes useful recommendation to the user to improve his web search. The SOSACT system is evaluated on real user activity in a web site for a certain period of time. The experimental outcomes satisfied the prospective results. The SOSACT methodology could become a useful tool for navigation refinement. Furthermore, this work is proved to bridge search engine query refinement and browsing reformulation techniques. It could be a comparative study between these two fields and lead to new techniques in both areas or migration techniques between both areas.

This dissertation deals with the distributed processing techniques for parameter estimation and efficient data-gathering in wireless communication and sensor networks. With the aim of enabling an energy aware and low-complexity distributed implementation of the estimation task, several useful optimization techniques that generally yield linear estimators were derived in the literature. Up to now, most of the works considered that the nodes are interested in estimating the same vector of global parameters. This scenario can be viewed as a special case of a more general problem where the nodes of the network have overlapped but different estimation interests. Motivated by this fact, this dissertation states a new Node-Specific Parameter Estimation (NSPE) formulation where the nodes are interested in estimating parameters of local, common and/or global interest. We consider a setting where the NSPE interests are partially overlapping, while the non-overlapping parts can be arbitrarily different. This setting can model several applications, e.g., cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks, power system state estimation in smart grids etc. Unsurprisingly, the effectiveness of any distributed adaptive implementation is dependent on the ways cooperation is established at the network level, as well as the processing strategies considered at the node level. At the network level, this dissertation is concerned with the incremental and diffusion cooperation schemes in the NSPE settings. Under the incremental mode, each node communicates with only one neighbor, and the data are processed in a cyclic manner throughout the network at each time instant. On the other hand, in the diffusion mode at each time step each node of the network cooperates with a set of neighboring nodes. Based on Least-Mean Squares (LMS) and Recursive Least-Squares (RLS) learning rules employed at the node level, we derive novel distributed estimation algorithms that undertake distinct but coupled optimization processes in order to obtain adaptive solutions of the considered NSPE setting. The detailed analyses of the mean convergence and the steady-state mean-square performance have been provided. Finally, different performance gains have been illustrated in the context of cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks. Another fundamental problem that has been considered in this dissertation is the data-gathering problem, sometimes also named as the sensor reachback, that arises in Wireless Sensor Networks (WSN). In particular, the problem is related to the transmission of the acquired observations to a data-collecting node, often termed to as sink node, which has increased processing capabilities and more available power as compared to the other nodes. Here, we focus on WSNs deployed for structural health monitoring. In general, there are several difficulties in the sensor reachback problem arising in such a network. Firstly, the amount of data generated by the sensor nodes may be immense, due to the fact that structural monitoring applications need to transfer relatively large amounts of dynamic response measurement data. Furthermore, the assumption that all sensors have direct, line-of-sight link to the sink does not hold in the case of these structures. To reduce the amount of data required to be transmitted to the sink node, the correlation among measurements of neighboring nodes can be exploited. A possible approach to exploit spatial data correlation is Distributed Source Coding (DSC). A DSC technique may achieve lossless compression of multiple correlated sensor outputs without establishing any communication links between the nodes. Other approaches employ lossy techniques by taking advantage of the temporal correlations in the data and/or suitable stochastic modeling of the underlying processes. In this dissertation, we present a channel-aware lossless extension of sequential decoding based on cooperation between the nodes. Next, we also present a cooperative communication protocol based on adaptive spatio-temporal prediction. As a more practical approach, it allows a lossy reconstruction of transmitted data, while offering considerable energy savings in terms of transmissions toward the sink. / Η παρούσα διατριβή ασχολείται με τεχνικές κατανεμημένης επεξεργασίας για εκτίμηση παραμέτρων και για την αποδοτική συλλογή δεδομένων σε ασύρματα δίκτυα επικοινωνιών και αισθητήρων. Το πρόβλημα της εκτίμησης συνίσταται στην εξαγωγή ενός συνόλου παραμέτρων από χρονικές και χωρικές θορυβώδεις μετρήσεις που συλλέγονται από διαφορετικούς κόμβους οι οποίοι παρακολουθούν μια περιοχή ή ένα πεδίο. Ο στόχος είναι να εξαχθεί μια εκτίμηση που θα είναι τόσο ακριβής όσο αυτή που θα πετυχαίναμε εάν κάθε κόμβος είχε πρόσβαση στην πληροφορία που έχει το σύνολο του δικτύου. Στο πρόσφατο σχετικά παρελθόν έγιναν διάφορες προσπάθειες που είχαν ως σκοπό την ανάπτυξη ενεργειακά αποδοτικών και χαμηλής πολυπλοκότητας κατανεμημένων υλοποίησεων του εκτιμητή. Έτσι, υπάρχουν πλέον στη βιβλιογραφία διάφορες ενδιαφέρουσες τεχνικές βελτιστοποίησης που οδηγούν σε γραμμικούς, κυρίως, εκτιμητές. Μέχρι τώρα, οι περισσότερες εργασίες θεωρούσαν ότι οι κόμβοι ενδιαφέρονται για την εκτίμηση ενός κοινού διανύσματος παραμέτρων, το οποίο είναι ίδιο για όλο το δίκτυο. Αυτό το σενάριο μπορεί να θεωρηθεί ως μια ειδική περίπτωση ενός γενικότερου προβλήματος, όπου οι κόμβοι του δικτύου έχουν επικαλυπτόμενα αλλά διαφορετικά ενδιαφέροντα εκτίμησης. Παρακινημένη από αυτό το γεγονός, αυτή η Διατριβή ορίζει ένα νέο πλαίσιο της Κόμβο-Ειδικής Εκτίμησης Παραμέτρων (ΚΕΕΠ), όπου οι κόμβοι ενδιαφέρονται για την εκτίμηση των παραμέτρων τοπικού ενδιαφέροντος, των παραμέτρων που είναι κοινές σε ένα υποσύνολο των κόμβων ή/και των παραμέτρων που είναι κοινές σε όλο το δίκτυο. Θεωρούμε ένα περιβάλλον όπου η ΚΕΕΠ αναφέρεται σε ενδιαφέροντα που αλληλεπικαλύπτονται εν μέρει, ενώ τα μη επικαλυπτόμενα τμήματα μπορούν να είναι αυθαίρετα διαφορετικά. Αυτό το πλαίσιο μπορεί να μοντελοποιήσει διάφορες εφαρμογές, π.χ., συνεργατική ανίχνευση φάσματος σε γνωστικά δίκτυα ραδιοεπικοινωνιών, εκτίμηση της κατάστασης ενός δικτύου μεταφοράς ενέργειας κλπ. Όπως αναμένεται, η αποτελεσματικότητα της οποιασδήποτε κατανεμημένης προσαρμοστικής τεχνικής εξαρτάται και από τον συγκεκριμένο τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται η συνεργασία σε επίπεδο δικτύου, καθώς και από τις στρατηγικές επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται σε επίπεδο κόμβου. Σε επίπεδο δικτύου, αυτή η διατριβή ασχολείται με τον incremental (κυκλικά εξελισσόμενο) και με τον diffusion (διαχεόμενο) τρόπο συνεργασίας στο πλαίσιο της ΚΕΕΠ. Στον incremental τρόπο, κάθε κόμβος επικοινωνεί μόνο με ένα γείτονα, και τα δεδομένα από το δίκτυο υποβάλλονται σε επεξεργασία με ένα κυκλικό τρόπο σε κάθε χρονική στιγμή. Από την άλλη πλευρά, στον diffusion τρόπο σε κάθε χρονική στιγμή κάθε κόμβος του δικτύου συνεργάζεται με ένα σύνολο γειτονικών κόμβων. Με βάση τους αλγορίθμους Ελαχίστων Μέσων Τετραγώνων (ΕΜΤ) και Αναδρομικών Ελαχίστων Τετραγώνων (ΑΕΤ) οι οποίοι χρησιμοποιούνται ως κανόνες μάθησης σε επίπεδο κόμβου, αναπτύσσουμε νέους κατανεμημένους αλγόριθμους για την εκτίμηση οι οποίοι αναλαμβάνουν ευδιακριτές, αλλά συνδεδεμένες διαδικασίες βελτιστοποίησης, προκειμένου να αποκτηθούν οι προσαρμοστικές λύσεις της εξεταζόμενης ΚΕΕΠ. Οι λεπτομερείς αναλύσεις για τη σύγκλιση ως προς τη μέση τιμή και για τη μέση τετραγωνική απόδοση σταθερής κατάστασης έχουν επίσης εξαχθεί στο πλαίσιο αυτής της Διατριβής. Τέλος, όπως αποδεικνύεται, η εφαρμογή των προτεινόμενων τεχνικών εκτίμησης στο πλαίσιο της συνεργατικής ανίχνευσης φάσματος σε γνωστικές ραδιοεπικοινωνίες, οδηγεί σε αισθητά κέρδη απόδοσης. Ένα άλλο βασικό πρόβλημα που έχει μελετηθεί στην παρούσα εργασία είναι το πρόβλημα συλλογής δεδομένων, επίσης γνωστό ως sensor reachback, το οποίο προκύπτει σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (ΑΔΑ). Πιο συγκεκριμένα, το πρόβλημα σχετίζεται με την μετάδοση των λαμβανόμενων μετρήσεων σε έναν κόμβο συλλογής δεδομένων, που ονομάζεται sink node, ο οποίος έχει αυξημένες δυνατότητες επεξεργασίας και περισσότερη διαθέσιμη ισχύ σε σύγκριση με τους άλλους κόμβους. Εδώ, έχουμε επικεντρωθεί σε ΑΔΑ που έχουν αναπτυχθεί για την παρακολούθηση της υγείας κατασκευών. Σε γενικές γραμμές, σε ένα τέτοιο δίκτυο προκύπτουν πολλές δυσκολίες σε ότι αφορά το sensor reachback προβλήμα. Πρώτον, η ποσότητα των δεδομένων που παράγονται από τους αισθητήρες μπορεί να είναι τεράστια, γεγονός που οφείλεται στο ότι για την παρακολούθηση της υγείας κατασκευών είναι απαραίτητο να μεταφερθούν σχετικά μεγάλες ποσότητες μετρήσεων δυναμικής απόκρισης. Επιπλέον, η υπόθεση ότι όλοι οι αισθητήρες έχουν απευθείας μονοπάτι μετάδοσης, με άλλα λόγια ότι βρίσκονται σε οπτική επαφή με τον sink node, δεν ισχύει στην περίπτωση των δομών αυτών. Για να μειωθεί η ποσότητα των δεδομένων που απαιτούνται για να μεταδοθούν στον sink node, αξιοποιείται η συσχέτιση μεταξύ των μετρήσεων των γειτονικών κόμβων. Μία πιθανή προσέγγιση για την αξιοποίηση της χωρικής συσχέτισης μεταξύ δεδομένων σχετίζεται με την Κατανεμημένη Κωδικοποίηση Πηγής (ΚΚΠ). Η τεχνική ΚΚΠ επιτυγχάνει μη απωλεστική συμπίεση των πολλαπλών συσχετιζόμενων μετρήσεων των κόμβων χωρίς να απαιτεί την οποιαδήποτε επικοινωνία μεταξύ των κόμβων. Άλλες προσεγγίσεις χρησιμοποιούν απωλεστικές τεχνικές συμπίεσης εκμεταλλευόμενες τις χρονικές συσχετίσεις στα δεδομένα ή / και κάνοντας μία κατάλληλη στοχαστική μοντελοποίηση των σχετικών διαδικασιών. Σε αυτή τη Διατριβή, παρουσιάζουμε μία επέκταση της διαδοχικής αποκωδικοποίησης χωρίς απώλειες λαμβάνοντας υπόψιν το κανάλι και βασιζόμενοι σε κατάλληλα σχεδιασμένη συνεργασία μεταξύ των κόμβων. Επιπρόσθετα, παρουσιάζουμε ενα συνεργατικό πρωτόκολλο επικοινωνίας που στηρίζεται σε προσαρμοστική χωρο-χρονική πρόβλεψη. Ως μια πιο πρακτική προσέγγιση, το πρωτόκολλο επιτρέπει απώλειες στην ανακατασκευή των μεταδιδόμενων δεδομένων, ενώ προσφέρει σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας μειώνοντας των αριθμό των απαιτούμενων μεταδόσεων προς τον sink node.

Η παρούσα διατριβή έχει ως στόχο να συνεισφέρει στον τομέα του Web Engineering εισάγοντας τρόπους αντιμετώπισης αυτών των προβλημάτων που αντιμετωπίζουν οι Μηχανικοί Παγκόσμιου Ιστού κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής των Εφαρμογών και των Πληροφοριακών Συστημάτων Παγκόσμιου Ιστού επόμενης γενιάς, και ειδικότερα κατά το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και συντήρησή τους. Ειδικά τα τελευταία χρόνια, η εξέλιξη των εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού στηρίζεται, κατά κύριο λόγο, σε δυο τεχνολογικούς “πυλώνες”: στις βασικές αρχές και τεχνολογίες του Web 2.0 και στο Semantic Web. Είναι ισχυρή η πεποίθηση πως αυτές οι δύο διαφορετικές “σχολές” στην εξέλιξη του Παγκόσμιου Ιστού δε βρίσκονται σε σύγκρουση μεταξύ τους, αλλά μπορούν να συνδυαστούν κατάλληλα ώστε να ξεπεράσουν τις όποιες εγγενείς αδυναμίες τους. Κατ' αυτόν τον τρόπο, οι εφαρμογές Παγκόσμιου Ιστού της επόμενης γενιάς θα είναι σε θέση να συνδυάζουν τις αρχές του Web 2.0, κυρίως αυτές που στοχεύουν στην ευχρηστία των εφαρμογών και στη συνεργατική ανάπτυξη, με το ισχυρό τεχνολογικό υπόβαθρο του Semantic Web που διευκολύνει σε μεγάλο βαθμό την ανταλλαγή και το διαμοιρασμό πληροφορίας μεταξύ των εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού. Προσφάτως, έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται ευρέως ο όρος Web 3.0 για να περιγράψει τη μελλοντική κατεύθυνση που τείνουν να ακολουθήσουν οι εφαρμογές Παγκόσμιου Ιστού. Το Web 3.0 προβλέπεται σαφώς να περιλαμβάνει τις αρχές του Semantic Web και του Web 2.0, αλλά οι ερευνητές πιστεύουν πως θα περιλαμβάνει επίσης και κάποια πιο εξειδικευμένα πεδία όπως η Τεχνητή Νοημοσύνη στον Παγκόσμιο Ιστό (Web AI). Σε κάθε περίπτωση πάντως, δεν έχει καταστεί ξεκάθαρο, όχι μόνο το ποια θα είναι τα πλήρη χαρακτηριστικά του Web 3.0, αλλά και το ποιες θα είναι οι κατάλληλες διαδικασίες και τεχνολογίες, με βάση τις οποίες θα μπορούν να δομηθούν και να αναπτυχθούν οι αντίστοιχες εφαρμογές επόμενης γενιάς, με αποτέλεσμα η πορεία προς το Web 3.0 να γίνεται προς το παρόν με αυθαίρετο και άναρχο τρόπο. Σε αυτή την κατεύθυνση, μελετάται η παρούσα κατάσταση σχετικά με την υποστήριξη των εφαρμογών του Web 3.0, και γίνονται συγκεκριμένες προτάσεις για τη βελτίωσή της. Σαν πρώτο βήμα προτείνεται μια αρχιτεκτονική τριών επιπέδων (3-tier), η οποία αφενός, στο χαμηλότερο επίπεδο, περιλαμβάνει μια ισχυρή υποδομή σημασιακής βάσης γνώσης που μπορεί να υποστηρίξει το συνδυασμό πολλαπλών διάσπαρτων πηγών δεδομένων, χωρίς να απαιτεί ένα ισχυρό προϋπάρχον σημασιακό υπόβαθρο, και αφετέρου, στα ψηλότερα επίπεδα, προσφέρει μεγάλη ευελιξία στο χρήστη κατά την αλληλεπίδραση με το υποκείμενο μοντέλο οντολογιών, και μπορεί να υποστηρίξει τη συνεργατική ανάπτυξη των εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού επόμενης γενιάς. Επίσης, ένα από τα σημαντικότερα τμήματα της παρούσας διατριβής, είναι η πρόταση για μια συγκεκριμένη διαδικασία ανάπτυξης και ένα μοντέλο κύκλου ζωής των εφαρμογών του Web 3.0, όπου, λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαίτερα στοιχεία και τον διττό χαρακτήρα των εν λόγω εφαρμογών, δίνονται εμπεριστατωμένα βήματα για το πως μπορούν να ξεπεραστούν τα όποια εμπόδια και να υπάρξει η μέγιστη δυνατή απόδοση κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη των εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού επόμενης γενιάς. Με βάση τα παραπάνω, δίνεται η δυνατότητα για την ανάπτυξη κάποιων ενδεικτικών εφαρμογών Παγκόσμιου Ιστού, οι οποίες συνδυάζουν τη φιλοσοφία του Web 2.0 και το ισχυρό τεχνολογικό υπόβαθρο του Semantic Web. / --

Η κατάλληλη οργάνωση του περιεχομένου ενός ιστοτόπου, έτσι ώστε να αυξάνεται η ευρεσιμότητα των πληροφοριών και να διευκολύνεται η επιτυχής ολοκλήρωση των τυπικών εργασιών των χρηστών, αποτελεί έναν από τους πρωταρχικούς στόχους των σχεδιαστών ιστοτόπων. Οι υπάρχουσες τεχνικές του πεδίου Αλληλεπίδρασης-Ανθρώπου Υπολογιστή που συνεισφέρουν στην επίτευξη αυτού του στόχου συχνά αγνοούνται εξαιτίας των απαιτήσεών τους σε χρονικούς και οικονομικούς πόρους. Ειδικότερα για ειδησεογραφικούς ιστοτόπους, τόσο το μέγεθος τους όσο και η καθημερινή προσθήκη και τροποποίηση των παρεχόμενων πληροφοριών, καθιστούν αναγκαία τη χρήση αποδοτικότερων τεχνικών για την οργάνωση του περιεχομένου τους. Στην εργασία αυτή διερευνούμε την αποτελεσματικότητα μίας μεθόδου, επονομαζόμενης AutoCardSorter, που έχει προταθεί στη βιβλιογραφία για την ημιαυτόματη κατηγοριοποίηση ιστοσελίδων, βάσει των σημασιολογικών συσχετίσεων του περιεχομένου τους, στο πλαίσιο οργάνωσης των πληροφοριών ειδησεογραφικών ιστοτόπων. Για το σκοπό αυτό διενεργήθηκαν πέντε συνολικά μελέτες, στις οποίες πραγματοποιήθηκε τόσο ποσοτική όσο και ποιοτική σύγκριση των κατηγοριοποιήσεων που προέκυψαν από συμμετέχοντες σε αντίστοιχες μελέτες ταξινόμησης καρτών ανοικτού και κλειστού τύπου, με τα αποτελέσματα της τεχνικής AutoCardSorter. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προέκυψε ότι η AutoCardSorter παρήγαγε ομαδοποιήσεις άρθρων που βρίσκονται σε μεγάλη συμφωνία με αυτές των συμμετεχόντων στις μελέτες, αλλά με σημαντικά αποδοτικότερο τρόπο, επιβεβαιώνοντας προηγούμενες παρόμοιες μελέτες σε ιστοτόπους άλλων θεματικών κατηγοριών. Επιπρόσθετα, οι μελέτες έδειξαν ότι μία ελαφρώς τροποποιημένη εκδοχή της AutoCardSorter τοποθετεί νέα άρθρα σε προϋπάρχουσες κατηγορίες με αρκετά μικρότερο ποσοστό συμφωνίας συγκριτικά με τον τρόπο που επέλεξαν οι συμμετέχοντες. Η εργασία ολοκληρώνεται με την παρουσίαση κατευθύνσεων για την βελτίωση της αποτελεσματικότητας της AutoCardSorter, τόσο στο πλαίσιο οργάνωσης του περιεχομένου ειδησεογραφικών ιστοτόπων όσο και γενικότερα. / The proper structure of a website's content, so as to increase the findability of the information provided and to ease the typical user task-making, is one of the primary goals of website designers. The existing methods from the field of HCI that assist designers in this, are often neglected due to their high cost and human resources demanded. Even more so on News Sites, their size and the daily content updating call for improved and more efficient techniques. In this thesis we investigate the efficiency of a novel method, called AutoCardSorter, that has been suggested in bibliography for the semi-automatic content categorisation based on the semantic similarity of each webpage-content. To accomplish this we conducted five comparative studies in which the method was compared, to the primary alternatives of the classic Card Sorting method (open, closed). The analysis of the results showed that AutoCardSorter suggested article categories with high relavance to the ones suggested from a group of human subjects participating in the CardSort studies, although in a much more efficient way. This confirms the results of similar previous studies on websites of other themes (eg. travel, education). Moreover, the studies showed that a modified version of the method places articles under pre-existing categories with significant less relavance to the categorisation suggested by the participants. The thesis is concluded with the proposal of different ways to improve the proposed method's efficiency, both in the content of News Sites and in general.

Η έλλειψη της δραστηριότητας του χρήστη σχετικά με τα αποτελέσματα της αναζήτησης μέχρι πρόσφατα θεωρείτο ως ένδειξη της δυσαρέσκειας του από την απόδοση ανάκτησης, και συχνά τέτοια αδράνεια χαρακτήριζε την αναζήτηση ως αποτυχημένη (negative search abandonment). Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι ορισμένες αναζητήσεις μπορούν να ικανοποιηθούν από το περιεχόμενο των αποτελεσμάτων που παρουσιάζονται στον χρήστη, χωρίς να χρειάζεται να κάνει κλικ σε κάποιο από τα ανακτημένα αποτελέσματα (positive search abandonment), και έτσι τονίζεται η ανάγκη να γίνουν διακρίσεις μεταξύ των επιτυχημένων και αποτυχημένων αναζητήσεων που δεν ακολουθούνται από κλικς. Με αυτή την εργασία προτείνουμε τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας μεθοδολογίας αξιολόγησης της ικανοποίησης του χρήστη από τα αποτελέσματα αναζητήσεων που δεν ακολουθούνται από επισκέψεις στο περιεχόμενο των δεδομένων ανάκτησης. Για την επίτευξη του στόχου αυτού διενεργήσαμε μελέτη χρηστών που διερευνά τις προθέσεις των χρηστών πίσω από ερωτήματα που δεν ακολουθούνται από επίσκεψη σε κάποιο από τα αποτελέσματα που επέστρεψε η αναζήτηση και εξετάζει τις εργασίες αναζήτησης που μπορούν να ολοκληρωθούν με επιτυχία βασισμένες εξ ολοκλήρου στις πληροφορίες που παρέχονται στη σελίδα με τα αποτελέσματα. Επιπρόσθετα, μελετήθηκαν και υλοποιήθηκαν εργαλεία, QWC Browser, για την καταγραφή της δραστηριότητας του χρήστη με συστήματα ανάκτησης πληροφορίας από τον Παγκόσμιο Ιστό. Στηριζόμενοι στην ευρέως αποδεχόμενη ιδέα της χρήσης της δραστηριότητας του χρήστη ως δείκτη υπονοούμενης αξιολόγησης συσχέτισης (implicit relevance judgments), εξετάσαμε την ύπαρξη σχέση μεταξύ των ρητών δηλώσεων (explicit judgments) ικανοποίησης του χρήστη και μετρικών αξιολόγησης της υπονοούμενης ανατροφοδότησης (implicit measures) του χρήστη. Τέλος, χρησιμοποιήσαμε τεχνικές μοντελοποίησης για την ανάπτυξη μοντέλων πρόβλεψης για την σύλληψη της ικανοποίησης του χρήστη από τις αναζητήσεις που δεν ακολουθούνται από κλικς. / The lack of user activity on search results was until recently perceived as a sign of user dissatisfaction from retrieval performance, often, referring to such inactivity as a failed search (negative search abandonment). However, recent studies suggest that some search tasks can be achieved in the contents of the results displayed without the need to click through them (positive search abandonment); thus they emphasize the need to discriminate between successful and failed searches without follow-up clicks. In this paper we propose to design and implement a methodology for assessing user satisfaction from the results of searches that are not followed by visits to the content of the retrieved results. To achieve this goal we conducted a user study in order to identify the search intentions of queries without follow-up clicks to any of the results returned by the search and identify the search tasks that can be accomplished successfully based entirely on information provided on the results page. Additionally, we developed an instrumented browser, QWC Browser, to collect a variety of measures of user activity after the query submittion. Moreover, we examined whether there is an association between explicit judgments of user satisfaction and implicit measures of user interest in order to understand what implicit measures were most strongly associated with user satisfaction. Finally, we used Bayesian modeling techniques to develop predictive models, to capture user satisfaction from searches that are not followed by clicks to the retrieved results.

Οι μηχανές αναζήτησης είναι ένα ανεκτίμητο εργαλείο για την ανάκτηση πληροφοριών από το διαδίκτυο. Απαντώντας στα ερωτήματα του χρήστη, επιστρέφουν μια λίστα με αποτελέσματα, ταξινομημένα κατά σειρά, με βάση τη συνάφεια του περιεχομένου τους προς το ερώτημα. Ωστόσο, αν και οι μηχανές αναζήτησης είναι σίγουρα αρκετά καλές στην αναζήτηση συγκεκριμένων ερωτημάτων, όπως είναι η εύρεση μιας συγκεκριμένης ιστοσελίδας, αντίθετα μπορούν να είναι λιγότερο αποτελεσματικές όσον αφορά την αναζήτηση ασαφών, προς αυτές, ερωτημάτων, όπως για παράδειγμα όταν συναντούμε το φαινόμενο της αμφισημίας, όπου μια λέξη μπορεί να πάρει περισσότερες από μία έννοιες μέσα στα συμφραζόμενα διαφορετικής πρότασης. Άλλο ένα παράδειγμα ερωτήματος είναι όταν υπάρχουν περισσότερες από δύο υποκατηγορίες και νοήματα σ’ ένα ερώτημα, πράγμα που σημαίνει ότι ο χρήστης θα πρέπει να διατρέξει έναν μεγάλο αριθμό αποτελεσμάτων για να βρει αυτά που τον ενδιαφέρουν. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός έμπειρου συστήματος, που θα μετά-επεξεργάζεται τις απαντήσεις μας κλασικής μηχανής αναζήτησης και θα ομαδοποιεί τα αποτελέσματα σε μια ιεραρχία από κατηγορίες με βάση το περιεχόμενο τους. Οι σημαντικότερες σημερινές λύσεις πάνω στο πρόβλημα της αντιστοίχησης των αποτελεσμάτων σε συστάδες είναι τα συστήματα Vivisimo, Carrot, CREDO και SnakeT. Η συνεισφορά που προτείνεται στη παρούσα εργασία, είναι η χρήση μίας σειράς τεχνικών που βελτιώνουν την ποιότητα των ομάδων απάντησης. Μία πρωτότυπη τεχνική που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία είναι η αναδιατύπωση των ερωτημάτων (query reformulation) μέσω διαφόρων στρατηγικών. Ο λόγος που παρουσιάζονται τέτοιες στρατηγικές, είναι επειδή συχνά οι χρήστες τροποποιούν ένα προηγούμενο ερώτημα αναζήτησης ώστε να ανακτήσουν καλύτερα αποτελέσματα ή κι επειδή πολλές φορές δεν μπορούν να διατυπώσουν σωστά ένα ερώτημα λόγω της μη γνώσης επιθυμητών αποτελεσμάτων. Επιπλέον, επωφεληθήκαμε από τη Wikipedia αντλώντας δεδομένα από τους τίτλους των σελίδων αλλά κι από τις κατηγορίες στις οποίες ανήκουν αυτές οι σελίδες. Αυτό γίνεται μέσω της σύνδεσης των συχνών όρων που ανήκουν στα κείμενα των αποτελεσμάτων αναζήτησης με τη σημασιολογική εγκυκλοπαίδεια Wikipedia, με σκοπό την εξαγωγή των διαφορετικών εννοιών και νοημάτων του κάθε όρου. Ειδικότερα, αναζητείται στη Wikipedia η ύπαρξη σελίδας (ή σελίδων για το φαινόμενο της αμφισημίας) που αντιστοιχίζονται στους όρους αυτούς με αποτέλεσμα τη χρησιμοποίηση του τίτλου και της κατηγορίας ως επιπρόσθετη πληροφορία. Τέλος η Wikipedia χρησιμοποιείται και στην ανάθεση ετικετών στις τελικές συστάδες ως επιπρόσθετη πληροφορία κάθε ξεχωριστού κειμένου που βρίσκεται στη συστάδα. / -

Το διαδίκτυο εισέρχεται ολοένα και περισσότερα στα νοικοκυριά αλλά και στον εργασιακό χώρο των περισσότερων Ελλήνων. Στο περιβάλλον του διαδικτύου, οι χρήστες είναι οι καταναλωτές, και η κατανόηση των προσδοκιών τους είναι υψίστης σημασίας. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μία προσπάθεια προσέγγισης των κριτηρίων που λαμβάνονται υπόψη κατά την αξιολόγηση των δικτυακών τόπων. Ταυτόχρονα με την θεωρητική προσέγγιση που παρουσιάζεται στα πρώτα κεφάλαια, στην οποία συμπεριλαμβάνονται διάφορα μοντέλα αξιολόγησης, βασισμένα στην υπάρχουσα βιβλιογραφία, επιπλέον επιτυγχάνεται μία εμπειρική διερεύνηση για την αξιολόγηση τριών δικτυακών τόπων που εμφανίζουν διαφορετικό περιεχόμενο. Σκοπός δεν είναι η σύγκριση και η κατάταξη των δικτυακών τόπων σε αξιόλογους ή μη. Αντιθέτως, η συγκεκριμένη μελέτη προσπαθεί να εντοπίσει τους παράγοντες που συμβάλλουν στην αξιολόγηση των δικτυακών τόπων. Τα δεδομένα προήλθαν από την συμπλήρωση ερωτηματολογίων και αναλύθηκαν με το Spss 19 και η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε είναι η παραγοντική ανάλυση. / Nowadays, the internet takes a great and important part in everyday lives in the majority of Greek people , whether at home, at work or in both locales. In the Internet world, users are consumers, and this facts has a great significance in understanding their expectations. This present study comprises an effort in approaching several criteria which could be taken into account for evaluating websites. In the first part of the study there is a theoretical approach which consists of several models of evaluation, based on the existing bibliography. In addition to the theoretical base, an empiric investigation is also represented, which has achieved for the evaluation of three specific websites with different content. The purpose is not to define which sites are “good” and which are “bad,” but rather is to help in identifying the factors that affecting the evaluation of websites. The data was analyzed by using SPSS 19 and Factor analysis method was used to identify the factors.