With the advent of portable devices (e.g., smartphones) and the advances in wireless networking technologies (e.g., WLAN, GPRS, UMTS), the vision of ubiquitous computing is becoming a reality. It aims to facilitate user tasks through the seamless utilization of heterogeneous computing and communication capabilities (represented as services) available in the environment. Service discovery, which is necessary for achieving the above goal, must be aware of the service's non-functional properties due to the challenges posed by ubiquitous computing, such as device portability and mobility. This thesis proposes an overall solution that supports QoS-aware service discovery in ubiquitous computing environments. Our contribution lies in substantiating QoS awareness in the following three aspects. Firstly, during the process of discovering services, the expiring wireless links resulting from device mobility are identified and avoided since they cause service failures and thus hamper service reliability. Secondly, as mu tiple services can be discovered, a comprehensive utility function is proposed to evaluate services in terms of their various non-functional properties, meanwhile taking into account the service user's preferences among them, for the purpose of selecting the best one. Thirdly, to avoid untrustworthy services, a distributed reputation mechanism is proposed to facilitate the evaluation of the service host's trustworthiness. The above three proposed solutions are extensively evaluated respectively, based on analysis and simulation. They are further incorporated into a middleware that supports QoS aware Web service discovery in ubiquitous computing environments. A prototype implementing the middleware is deployed and evaluated. The results show that the overhead introduced by QoS awareness seems reasonable.

Τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της Πληροφορικής Τεχνολογίας, οι Οντολογίες βρίσκονται στο επίκεντρο των ενδιαφερόντων επιστημόνων και ερευνητικών ομάδων σε όλο τον κόσμο. Η έρευνα κατευθύνεται σε μια σειρά από διαφορετικά επιστημονικά πεδία όπως της τεχνητής νοημοσύνης, της διαχείρισης γνώσης, καθώς και των τεχνολογιών του παγκόσμιου και ιδιαίτερα του σημασιολογικού ιστού. Το σύνολο των διεργασιών οι οποίες αφορούν στην διαδικασία ανάπτυξης οντολογιών, στον κύκλο ζωής τους, καθώς και στις μεθοδολογίες, στα εργαλεία και στις γλώσσες προγραμματισμού που απαιτούνται για την δημιουργία τους αναφέρεται ως Μηχανική των Οντολογιών. Η κατασκευή οντολογιών είναι μια διεργασία η οποία επηρεάζεται από αντικειμενικούς αλλά και υποκειμενικούς παράγοντες. Στους αντικειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται τα εργαλεία με τα οποία θα κατασκευαστεί και θα επεξεργαστεί η οντολογία, η γλώσσα στην οποία θα αναπτυχθεί, η μεθοδολογία στην οποία θα βασιστεί, οι εφαρμογές στις οποίες θα χρησιμοποιηθεί, το είδος της οντολογίας και τις διαθέσιμες πηγές γνώσης (τυπικές ή μη), όπως λεξικά ή υπάρχουσες οντολογίες. Στους υποκειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται οι ειδικές δεξιότητες ανάλυσης γνώσης και η εμπλοκή ατόμων που το καθένα έχει την δική του άποψη σχετικά με το πεδίο ενδιαφέροντος. Συνεπώς, η ανάπτυξη μιας οντολογίας είναι επιρρεπής στα λάθη, αφού μπορεί να υπάρξουν διάφορες ερμηνείες για το ίδιο πεδίο και τα αποτελέσματα είναι συχνά υποκειμενικά, διότι κάθε σχεδιαστής οντολογιών έχει διαφορετικούς στόχους, μπορεί να αναλύει το πεδίο ενδιαφέροντος σε διαφορετικό επίπεδο και αποσκοπεί σε διαφορετικό τρόπο χρήσης της οντολογίας. Για να ξεπεραστεί το πρόβλημα της δημιουργίας υποκειμενικών οντολογιών, οι ερευνητές ανέπτυξαν συνεργατικές μεθοδολογίες ανάπτυξης. Στις μεθοδολογίες αυτές πολλές υποκειμενικές και ίσως αντιφατικές έννοιες πρέπει να συνενωθούν έτσι ώστε να οδηγήσουν σε ένα διαμοιραζόμενο εννοιολογικό μοντέλο. Η μετάβαση όμως από την ατομική αντίληψη στο επίπεδο της κοινότητας, που θεωρείται δεδομένη σε μια συνεργατική προσέγγιση, απαιτεί ικανότητες και γνώσεις τις οποίες κάποιος αρχάριος δεν διαθέτει. Με βάση τον παραπάνω προβληματισμό, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αξιοποίηση της μεθοδολογίας κατασκευής οντολογιών που προτείνεται στην εργασία [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. Στο πλαίσιο αξιοποίησής της, κατασκευάζονται οντολογίες οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. Ειδικότερα, παρατίθενται αναλυτικά οι μεθοδολογίες ανάπτυξης οντολογιών και κατηγοριοποιούνται. Αναλύονται στην συνέχεια, οι ιδιαιτερότητες των οντολογιών σε Περιβάλλοντα Περιρρέουσας νοημοσύνης και τελικά ακολουθώντας, τα στάδια ανάπτυξης οντολογιών της προαναφερθείσας μεθοδολογίας, κατασκευάζονται οντολογίες πεδίου ενδιαφέροντος οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. / The last years, with the development of Computer scientist Technology, the Ontologies are found in the centre of interesting scientists and inquiring teams in all the world. The research is directed in a line by different scientific fields as the artificial intelligence, the management of knowledge, as well as technologies of the world wide web and particularly the semantic web. The total of activities what concern in the process of development of ontologies, in their circle of life, as well as in the methodologies, in the tools and in the computing languages that are required for the creation to them are reported as Mechanics of Ontologies. The manufacture of ontologies is an activity which is influenced by objective but also subjective factors. In the objective factors are included the tools with which will be manufactured and will process the ontology, the language in which will be developed, the methodology on which it will be based, the applications in which it will be used, the type of ontology and the available sources of knowledge (formal or not), as dictionaries or existing ontologies. In the subjective factors are included the special dexterities of analysis of knowledge and the entanglement of individuals that each one has his own opinion with regard to the field of interest. Consequently, the development of ontology is prone in the errors, after it can exist various interpretations for the same field and the results are frequent subjective, because each designer of ontologies aims at different, can analyze the field of interest in different level and aims in different way of use of ontology. In order to exceeded the problem of creation of subjective ontologies, the researchers developed cooperative methodologies of development. In these methodologies many subjective and perhaps contradictory significances should join themselves so as to lead to a distribute conceptual model. The passage however from the individual perception in the level of community, that is considered given in a cooperative approach, requires faculties and knowledge which someone novice does not have. Based in the last examination, objective of present diplomatic work is the exploitation of methodology of manufacture of ontologies that is proposed in the work [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. In the frame of exploitation of the methontology , are manufactured ontologies that will be used in applications of ubiquitous intelligence. More specifically, are mentioned analytically the methodologies of development ontologies and are categorized. Are then analyzed, the particularities of ontologies in Ubiquitous Computing Environments and finally following, the stages of development ontologies of mentioned before methodology, are manufactured ontologies of field of interest what will be used in applications of Ubiquitous Computing intelligence.