Διδακτορικές διατριβές

Μόνιμο URI για αυτήν τη συλλογήhttps://pyxida.aueb.gr/handle/123456789/5

Περιήγηση

Φιλτράρετε τα αποτελέσματα ανά έτος ή μήνα

Τώρα δείχνει 1 - 20 από 49

Η συμβολή οργανωσιακών εικόνων ασφαλείας πληροφοριακού συστήματος στην υλοποίηση ασφαλών πληροφοριακών συστημάτων
(2003-07-20) Τρύφωνας, Θεόδωρος Α.; Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Πληροφορικής; Κάτσικας, Σωκράτης; Χρυσικόπουλος, Βασίλειος; Γεωργιάδης, Παναγιώτης; Γκρίτζαλης, Δημήτριος; Κιουντούζης, Ευάγγελος; Πουλυμενάκου, Αγγελική; Κοκολάκης, Σπυρίδων
Καθώς η τεχνολογία της πληροφορικής (ΤΠ) γίνεται ολοένα και πιο σημαντική για τη λειτουργία των σύγχρονων οργανισμών, η απρόσκοπτη αξιοποίησή της είναι απαίτηση που θέτουν οι περισσότεροι οργανισμοί. Σχετικές μελέτες (π.χ. CSI/FBI 2002, E&Y 2002, Gartner 2001) δείχνουν ότι τα προβλήματα ασφάλειας της τεχνολογικής υποδομής είναι δαπανηρά και ενέχουν κινδύνους, όπως αποκάλυψη πολύτιμης εμπιστευτικής επιχειρησιακής πληροφορίας, αδυναμία διεκπεραίωσης εργασιών κ.ά. Το αποτέλεσμα σε κάθε περίπτωση είναι ιδιαίτερα ζημιογόνο για τον οργανισμό. Διαφαίνεται, λοιπόν, η ανάγκη για την εξασφάλιση των τεχνολογικών συστημάτων από σκόπιμες ή τυχαίες απειλές. Για την αντιμετώπιση των προβλημάτων ασφάλειας έχουν κατά καιρούς διατυπωθεί διάφορες προτάσεις, τόσο σε επίπεδο έρευνας, όσο και πρακτικής (Πίνακας 7, σελ. 50). Από τη χαρακτηριστική αυτή κατηγοριοποίηση (Baskerville 1993, Backhouse & Dhillon 1996 κ.ά.) και άλλες που μελετούν τις ερευνητικές προτάσεις από πλευράς φιλοσοφίας και επιστημολογίας (Siponen 2002, Siponen & Baskerville 2001), φαίνεται ότι οι περισσότερες στοχεύουν στην εξασφάλιση των πληροφοριακών συστημάτων (ΠΣ) ανεξάρτητα από τη φάση του κύκλου ζωής στην οποία αυτά βρίσκονται (υπό ανάπτυξη, λειτουργία κλπ.). Οι προτάσεις αυτές συνήθως εφαρμόζονται όταν ένα τεχνολογικό σύστημα έχει ήδη αναπτυχθεί (λειτουργία), γιατί κατά την ανάπτυξή του υπάρχουν διάφοροι παράγοντες, που δεν βοηθούν στην εστίαση του ενδιαφέροντος στην ασφάλεια. Για παράδειγμα κατά τα στάδια της ανάπτυξης τεχνικά χαρακτηριστικά του συστήματος δεν είναι πλήρως γνωστά, ενώ είναι δυνατό να αλλάζουν συνεχώς οι απαιτήσεις του συστήματος. Επίσης οι περισσότερες προτάσεις προϋποθέτουν ως φορέα ενσωμάτωσης της ασφάλειας στο σύστημα το φορέα ανάπτυξης, που συνήθως δεν έχει ιδιαίτερη γνώση ασφάλειας.
Οικονομική μοντελοποίηση και μηχανισμοί κινήτρων για την αποδοτική παροχή πόρων σε συστήματα ομότιμων οντοτήτων
(2006) Αντωνιάδης, Παναγιώτης; Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Πληροφορικής; Κουρκουμπέτης, Κώστας
Οι προσωπικοί υπολογιστές και οι κινητές συσκευές έχουν σήμερα σημαντικές δυνατότητες, συνδέονται μεταξύ τους μέσω δικτύων υψηλών ταχυτήτων ή και άμεσα (σχηματίζοντας δυναμικά δίκτυα) και έτσι παρέχουν τις κατάλληλες προϋποθέσεις για την ανάπτυξη εξελιγμένων κατανεμημένων εφαρμογών, τις λεγόμενες εφαρμογές ομότιμων οντοτήτων ή ιδιότιμες εφαρμογές (peer-to-peer —p2p— applications), με σκοπό την εκμετάλλευση της τεράστιας ποσότητας αχρησιμοποίητων πόρων στα άκρα του δικτύου. Ο διαμοιρασμός αρχείων, η εφαρμογή που συνετέλεσε καθοριστικά για την έξαρση του ενδιαφέροντος για τςι ιδιότιμες εφαρμογές, είναι ακόμα η πιο δημοφιλής και η μόνη που χρησιμποιείται σε ευρεία κλίμακα. Ωστόσο πολλές άλλες προτίνονται και βρίσκονται υπό σχεδιασμό με σκοπό την εκμετάλλευση πόρων διαφορετικών τύπων όπως η υπολογιστική ισχύς, η μνήμη, το εύρος ζώνης, και άλλους. Μια θεμελιώδης διαφορά των ιδιότιμων εφαρμογών σε σύγκριση με τα παραδοσιακά κατανεμημένα συστήματα είναι το γεγονός ότι οι διάφορες αποφάσεις των μεμονομένων ομότιμων οντοτήτων του συστήματος βασίζονται στο προσωπικό τους όφελος και το γεγονός αυτό οδηγεί εν γένει σε μη αποδοτική λειτουργία του συστήματος. Συγκεκριμένα η ορθολογική συμπεριφορά ενός ομότιμου χρήστη θα ήταν να συμμετάσχει στο συστημα χωρίς να συνεισφέρει τους δικούς του πόρους ακολουθώντας τη λεγόμενη στρατηγική της "ανέξοδης συμμετοχής" (free riding), η οποία θα μπορούσε να έχει καταστροφικά αποτελέσματα σε ότι αφορά την αποδοτικότητα του συστήματος.
Προσδιορισμός βελτιωμένων μοντέλων χωροθέτησης - κάλυψης με εξερεύνηση των δυνατοτήτων των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών
(Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, 2009-10) Αλεξανδρής, Γεώργιος Π.; Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Πληροφορικής; Μαγείρου, Ευάγγελος
Διδακτορική διατριβή - Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Μοντέλο δεδομένων για δυναμικά εξελισσόμενα περιβάλλοντα βάσεων δεδομένων
(Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, 2010) Ανδρικόπουλος, Παναγιώτης Κ.; Γιαννακουδάκης, Εμμανουήλ
Διδακτορική διατριβή - Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Techniques and systems for online and distributed database processing
(Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, 2010) Bornea, Mihaela Ancuta; Βασσάλος, Βασίλειος
Modern information processing is moving into a realm where we often need to processlarge amounts of data on a daily basis, as a result of increased monitoring of environmentalparameters, market transactions, RFID chips, web activity, and other sources of valuableinformation. The availability of this data establishes new business and application sce-narios, increasing the appetite of users for more sophisticated operations with increasingperformance requirements. The success of businesses and organizations in today’s compet-itive marketplace depends on their ability to find the right piece of information at the right(i.e. shortest) time. Being able to meet the high demand of these applications represents achallenging task which is often assigned to the database system.
Κατανομή ροών κίνησης σε ασύρματους σταθμούς με πολλαπλές ενεργές δικτυακές διεπαφές
(2011-02) Ζαφείρης, Βασίλειος; Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Πληροφορικής; Γιακουμάκης, Εμμανουήλ
Η διατριβή στοχεύει στη βελτιστοποίηση της συνδεσιμότητας ενός κινητού τερματικού σε ένα ετερογενές περιβάλλον ασύρματης δικτυακής πρόσβασης. Συγκεκριμένα, γίνεται μελέτη του προβλήματος της κατανομής των ροών κίνησης ενός ασύρματου σταθμού που διαθέτει δυνατότητα ταυτόχρονης χρήσης πολλαπλών δικτυακών διεπαφών (multi-homed). Επιπλέον, γίνεται προδιαγραφή της αρχιτεκτονικής και μελέτη της επίδοσης ενός συστήματος για την υποστήριξη της εκτέλεσης αλγορίθμων κατανομής ροών κίνησης ή συναφών μηχανισμών απόφασης. Το πρόβλημα της κατανομής ροών κίνησης (traffic flow assignment problem-TFAP) αποτελεί προσαρμογή για multi-homed σταθμούς του προβλήματος επιλογής δικτύου πρόσβασης. Στα πλαίσια της διατριβής γίνεται αναλυτική διατύπωση του TFAP προβλήματος και μελέτη της πολυπλοκότητάς του. Καθώς το TFAP αποδεικνύεται ότι είναι NP-Hard, γίνεται προδιαγραφή ενός ευρετικού αλγορίθμου βασισμένου σε τοπική αναζήτηση για την προσεγγιστική επίλυσή του. Ο ευρετικός αλγόριθμος επιτυγχάνει ικανοποιητική ακρίβεια η οποία αξιολογείται μέσω της σύγκρισης των προσεγγιστικών λύσεων με τις ακριβείς λύσεις για ένα μεγάλο αριθμό τυχαία παραγομένων προβλημάτων. Η αξιολόγηση της προσέγγισης πραγματοποιείται επίσης και μέσω προσομοίωσης όπου γίνεται μελέτη του κόστους διαχείρισης κινητικότητας που υπεισέρχεται η συνεχής βελτιστοποίηση της κατανομής των ροών κίνησης ενός σταθμού. Η εκτέλεση αλγορίθμων επιλογής δικτύου ή κατανομής ροών κίνησης απαιτεί την μεταφορά στα σημεία απόφασης πληροφορίας η οποία είναι κατανεμημένη μεταξύ των ασύρματων σταθμών και των δικτύων πρόσβασης. Η έγκαιρη μεταφορά της στα σημεία απόφασης καθώς και η ολοκλήρωση ομοειδών δεδομένων από διαφορετικές πηγές αποτελούν προϋποθέσεις για την αξιόπιστη εκτέλεση των αλγορίθμων. Η συλλογή της παραπάνω πληροφορίας αυτόνομα από κάθε τερματικό είναι χρονοβόρα, ενώ η συγκέντρωση και παροχή της αποκλειστικά από τον οικείο πάροχο κάθε χρήστη θέτει ζητήματα αξιοπιστίας. Η διατριβή προτείνει την αρχιτεκτονική ενός συστήματος για την υποστήριξη της εκτέλεσης αλγορίθμων κατανομής ροών κίνησης ή επιλογής δικτύου πρόσβασης το οποίο λαμβάνει υπόψη τα παραπάνω ζητήματα. Το σύστημα είναι κατανεμημένο σε πολλαπλές διαχειριστικές περιοχές και είναι βασισμένο σε πράκτορες λογισμικού οι οποίοι εκπροσωπούν τους χρήστες, τους παρόχους και τη ρυθμιστική αρχή. Η διατριβή προδιαγράφει τις βασικές λειτουργίες του συστήματος και την ενσωμάτωσή του στη δικτυακή υποδομή ενός ετερογενούς ασύρματου δικτύου. Επιπλέον, παρέχει μελέτη θεμάτων που σχετίζονται με την επίδοσή του μέσω της υλοποίησης ενός συστήματος προσομοίωσης.
Πρόληψη του spam στη διαδικτυακή τηλεφωνία μέσω πολιτικών ασφάλειας και ηχητικών CAPTCHA
(Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, 2011-07) Σουπιώνης, Ιωάννης; Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Πληροφορικής; Γκρίτζαλης, Δημήτριος
Διδακτορική διατριβή - Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Efficient texture representation and sampling algorithms for real-time rendering
(Athens University of Economics and Business, 2013-04) Mavridis, Pavlos; Athnes University of Economics and Business, Department of Informatics; Papaioannou, Georgios
Doctoral Thesis - Athnes University of Economics and Business.
Research on economic mechanisms and incentives for technologies of future Internet
(2013-08-31) Κωστόπουλος, Αλέξανδρος Γ.; Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Πληροφορικής; Σταμούλης, Γεώργιος Δ.; Weber, Richard; Κουρκουμπέτης, Κωνσταντίνος
This dissertation delves into various aspects about the adoption of new protocols in today‘s Internet. The deployment and adoption of Internet protocols differ from the diffusion of end user-centred innovations, such as consumer-products, since the Internet is a complex system consisting of different stakeholders with conflicting interests.It is suggested that the Internet architecture should be flexible enough to sufficiently incorporate stakeholders‘ preferences, the so-called ―design for tussle‖ principle. We analyse the proposed ―design for tussle‖ principle by investigating selected protocols of current Internet and we relate adoption issues to their compatibility with this principle. Although tussle-aware design is very important for the long-term evolution of Internet, it is not sufficient condition to ensure the adoption of a certain protocol.Apart from the tussle-aware design, we consider several factors affecting the adoption of a new protocol. Based on these factors, we propose an adoption framework for Internet protocols, which can be used as a roadmap for analysing their potential deployment and adoption by stakeholders.We concentrate on emerging protocols for the Internet intending to solve bandwidth allocation issues better; Multipath TCP (MPTCP), as well as protocols for information exposure of the network congestion. We present their basic operation, and we investigate how such mechanisms incorporate the tussles on bandwidth sharing and resource allocation into the Internet.Moreover, we apply the aforementioned adoption framework to these protocols in order to give a broader picture of the issues surrounding their adoption. We investigate the new challenges for the involved stakeholders, the viability of the different deployment scenarios, as well as the business models that may be enabled. Finally, we consider how to give the right incentives to the involved stakeholders for adopting these proposed Internet protocols.
The contribution of experiential and material purchases to happiness: expanding the experience recommendation
(2018) Kousi, Sofia; Baltas, George; Indounas, Konstantinos; Andronikidis, Andreas; Dimitriadis, Sergios; Siοmkos, George J.; Skarmeas, Dionysios; Kokkinaki, Flora
The experience recommendation posits that experiential purchases, such as concert and airplane tickets, contribute more to happiness than material purchases, such as clothes and cars. Closer examination of the extant research on the topic and the empirical explanations provided for this effect, reveals underlying asymmetries in the nature of these purchases, which contribute to the happiness advantage of experiential purchases. As such, the experience recommendation seems to only partially explain the relationship between consumption and happiness, thus limiting the value of any recommendation for maximizing happiness from spending. Τhe present research proposes and examines two asymmetries which give experiential purchases a happiness advantage. Specifically, the present study hypothesizes that experiential purchases are inherently more hedonic and self-expressive than material purchases. More importantly, it hypothesizes that once these asymmetries are corrected, material purchases elicit equal levels of happiness as experiential purchases. Through a qualitative study and five experiments, it is demonstrated that recalled experiential purchases tend to be more hedonic and self-expressive than material purchases. These characteristics give experiential purchases a happiness advantage, as they mediate the relationship between happiness and purchase type. The results of the present research contribute to the refinement of the experience recommendation, and indicate that under specific circumstances, material purchases can also make people happy. These findings refine the experience recommendation, deepen our understanding of the relationship between consumption and happiness, and add to a growing volume of research that reveals the complexity of this relationship. The data points to a necessary shift away from the question of whether experiential or material purchases make people happier, to asking what elements and characteristics of any purchase are likely to elicit happiness. The results suggest a prioritization of highly self-expressive and hedonic purchases, as these two characteristics positively influence the elicited happiness.
Deep neural networks for information mining from legal texts
(2021-04-19) Chalkidis, Ilias; Χαλκίδης, Ηλίας; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Aletras, Nikolaos; Vazirgiannis, Michalis; Vassalos, Vasilios; Koubarakis, Manolis; Konstas, Ioannis; Paliouras, Georgios; Androutsopoulos, Ion
Legal text processing (Ashley, 2017) is a growing research area where Natural Language Processing (NLP) techniques are applied in the legal domain. There are several applications such as legal text segmentation (Mencia, 2009; Hasan et al., 2008), legal topic classification (Mencia and Fürnkranzand, 2007; Nallapati and Manning, 2008), legal judgment prediction and analysis (Wang et al., 2012; Aletras et al., 2016), legal information extraction (Kiyavitskaya et al., 2008; Dozier et al., 2010; Asooja et al., 2015), and legal question answering (Kim et al., 2015b, 2016b). These applications and relevant NLP techniques arise from three main sub-domains, i.e, legislation, court cases, and legal agreements (contracts). In all three sub-domains, documents are much longer than in most other modern NLP applications. They also have different characteristics concerning the use of language, the writing style, and their structuring, compared to non-legal text. Given the rapid growth of deep learning technologies (Goodfellow et al., 2016; Goldberg, 2017), the goal of this thesis is to explore and advance deep learning methods for legal tasks, such as contract element and obligation extraction, legal judgment prediction, legal topic classification, and information retrieval, that have already been discussed in the literature (but not in the context of deep learning) or that were first addressed during the work of this thesis. In this direction, we aim to answer two main research questions: First and foremost on the adaptability of neural methods that have been proposed for related NLP tasks in other domains and how they are affected by legal language, writing, and structure; and second on providing explanations of neural models’ decisions (predictions). Considering the first research question we find and highlight several cases, where either legal language affects a model’s performance or suitable modeling is needed to imitate the document structure. To this end, we pre-train and use in-domain word representations and neural language models, while we also propose new methods with state-of-the-art performance. With respect to model explainability, we initially experiment with saliency (attention) heat-maps and highlight their limitations as a means for the explanation of the model’s decisions, especially in the most challenging task of legal judgment prediction, where it is most important. To overcome these limitations we further study rationale extraction techniques as a prominent methodology towards model explainability.In lack of publicly available annotated datasets in order to experiment with deep learning methods, we curate and publish five datasets for various legal tasks (contract element extraction, legal topic classification, legal judgment prediction and rationale extraction, and legal information retrieval), while we also publish legal word embeddings and a legal pre-trained language model to assist legal text processing research and development. We consider our work, a first, fundamental, step among other recent efforts, towards improving legal natural language understanding using state-of-the-art deep learning techniques, which further promotes the adaptation of new technologies and sheds light on the emerging field of legal text processing.
Developing resilience and cyber-physical protection capabilities for critical aviation infrastructures
(2021-06-14) Lykou, Georgia; Λύκου, Γεωργία; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Apostolopoulos, Theodoros; Stamatiou, Υannis; Μαυρίδης, Ιωάννης; Μάγκος, Εμμανουήλ; Κοτζανικολάου, Παναγιώτης; Στεργιόπουλος, Γεώργιος; Gritzalis, Dimitrios
Transport sector is a critical infrastructure that greatly supports the smooth functioning of society's welfare and viability of economies worldwide. Disruptions to transportation systems can cause large economic impacts or even human losses, so they should be adequately protected from physical and cyber-physical threats.We focused our research on aviation sector, which is the safest transport mode, however the most interdepended one in terms of information and communication technologies applied. Cyber-attacks are increasing in quantity and persistence, so the consequences of a successful malicious cyber-attack to civil aviation operations could be severe nowadays. Aiming to enhance operational practices and develop robust cybersecurity governance in smart airports, we have presented a systematic and comprehensive analysis of unlawful attacks towards smart airports, by implementing cybersecurity best practices and resilience measures.Our research examined cyber security challenges and interoperability in Air Traffic Management systems and proposed an extended threat model for analysing possible targets and risks involved. We analysed cyber resilience aspects in the aviation context and the need for holistic strategy of defence, prevention, and response. Furthermore, as the fastest growing segment of aviation, Unmanned Aerial Systems(UAS) continue to increase in technical complexity, and capabilities. However, UAS pose significant challenges in terms of safety, security, and privacy. An increasing phenomenon, nowadays, is drone-related incidents near airport facilities, which are expected to proliferate in frequency and severity, as drones become larger and more powerful. Critical infrastructures need to be protected from such aerial attacks, through effective counteracting technologies, risk management, and resilience plans. In this dissertation, we have explored how counter drone technologies can prevent, detect, identify, and mitigate rogue drones. We have analysed realistic attack scenarios of malicious drones’ attacks and proposed an effective C-UAS protection plan for each case. We have also discussed the applicability limitations of C-UAS in the aviation context and proposed a resilience action plan for airports stakeholders for defending airborne threats from misused drones.The integration of our research in the aviation sector, focused on air transport networks and introduced a risk-based method to analyse interdependencies and congestions in the aviation network. The proposed methodology and software tool can assess delay incidents in airports, produce weighted risk dependency graphs, presenting how a delay that occurred in one airport may affect the operational efficiency of other interconnected airports. The tool can also detect the most critical airports and congested connections, while it can indicate the n-order dependency chains, which should be avoided by airline flight planners, to reduce delay impacts in the aviation network.
Mechanisms and policies for resource allocation in clouds and next generation networks
(2022-02-24) Darzanos, George; Νταρζάνος, Γεώργιος; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Koutsopoulos, Iordanis; Courcoubetis, Costas A.; Polyzos, George C.; Siris, Vasilios A.; Dimakis, Antonios; Denazis, Spyros; Stamoulis, George D.
Το οικοσύστημα του Διαδικτύου σήμερα αποτελείται από ένα μεγάλο εύρος φορέων όπως οι Πάροχοι Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας (Mobile Network Operators - MNOs), οι Πάροχοι Υπηρεσιών Υπολογιστικής Νέφους (Cloud Service Providers - CSPs), τα Δίκτυα Διανομής Περιεχομένου (Content Delivery Networks - CDNs), οι Πάροχοι Περιεχομένου (Content Providers - CPs), οι Πάροχοι Υπηρεσιών Over-the-Top (OTT) κ.λ.π.. Οι φορείς αυτοί προσφέρουν αμοιβαίως συμπληρωματικές λειτουργίες και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για την από κοινού παροχή υπηρεσιών προστιθέμενης αξίας σε επιχειρήσεις και τελικούς χρήστες. Ωστόσο, αυτοί οι φορείς είναι ορθολογικές (rational) οντότητες που αναζητούν κέρδη. Συνεπώς, αν και συνεργάζονται λειτουργικά, ανταγωνίζονται μεταξύ τους για τη διανομή των εσοδών από τους πελάτες των προσφερόμενων υπηρεσιών. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, προτείνουμε και αξιολογούμε υποδείγματα και μηχανισμούς που διευκολύνουν την αλληλεπίδραση αυτών των φορέων, καθώς και μηχανισμούς και πολιτικές που επιτυγχάνουν αποτελεσματική κατανομή πόρων και εσόδων σε συνεργατικά και σε ανταγωνιστικά οικοσυστήματα, καθώς και σε ενδιάμεσες περιπτώσεις συνεργασίας. Ειδικότερα, μελετάμε: (i) τη δημιουργία ομοσπονδιών από πολλαπλούς CSPs, εστιάζοντας στην παροχή υπηρεσιών υπολογιστικής νέφους που αξιοποιούν τους συλλογικά διαθέσιμους υπολογιστικούς πόρους, (ii) τις αλληλεπιδράσεις πολλαπλών MNOs κατά τη δημιουργία τεμαχίων δικτύου (network slices) τα οποία πρέπει να διασχίζουν πολλούς MNOs προκειμένου να καταστεί δυνατή η εξυπηρέτηση των αντίστοιχων από-άκρο-σε-άκρο εφαρμογών, και (iii) την από κοινού εξέταση της ανάθεσης χρηστών και της τοποθέτησης περιεχομένου σε Σταθμούς Βάσης Μικρού Κελιού (Small-cell Base Station - SBS), όπου ένας MNO και ένας CP συνεργάζονται για την αποτελεσματική διαχείριση των διαθέσιμων πόρων του ασύρματου δικτύου και της χωρητικότητας αποθήκευσης περιεχομένου (caches).
Quality of musicians' experience in network music performance
(2022-03-16) Tsioutas, Konstantinos; Τσιούτας, Κωνσταντίνος; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Polyzos, George C.; Siris, Vasilios A.; Apostolopoulos, Theodoros; Doumanis, Ioannis; Kalogeraki, Vana; Floros, Andreas; Xylomenos, George
The increased use of tele-presence and tele-conferencing facilities, whether due to the need to isolate during a pandemic, or due to the desire to avoid costly and time consuming travel, prompted a renewed interest in Network Music Performance (NMP), where musicians collaborate remotely over the Internet in real time. Although the Internet has made dramatic leaps in capacity since the first NMP systems were created in the 20th century, the delays involved when communicating over the Internet, whether due to the physical distance between the endpoints, or due to the unpredictable nature of network traffic, are an important hindrance to the widespread use of NMP applications.The main question that this thesis attempts to answer is how much delay humans are able to tolerate for NMP to be acceptable. To achieve this goal, we first identify the factors influencing the Quality of Musicians' Experience (QoME) during NMP. Out of these factors, we single out audio delay, which makes or breaks a performance. We also consider audio quality, as it may be reduced to save bandwidth, without resorting to delay-inducing audio compression. A review of the literature shows that past work on evaluating the human tolerance to delay during NMP either employs a scenario where music is not performed, that is, synchronization of hand claps, or involves a very small number of experiments, thus having low statistical significance.Before embarking on a large scale study of NMP with actual musical performances, we first performed two exploratory studies. The first study tested our experimental setup, including the software and hardware employed, so as to ensure that the testing environment was acceptable to musicians and that we could gather accurate data without interruptions. The second study tested our assessment method, which consisted of questionnaires answered by each participant at the end of every performance, with a small number of musicians. Based on these studies, we then designed and carried out the largest NMP study to date with actual musicians performing real musical pieces. In this study, we varied either audio delay or audio quality in a systematic manner, gathering up answers to a fine-tuned questionnaire for QoME assessment. This subjective evaluation revealed that after crossing a quality threshold, further increasing audio quality had no discernible effects to QoME, indicating that when bandwidth is limited, we can sacrifice (up to a point) audio quality to reduce the required bitrate, without resorting to compression. On the other hand, we found that varying delay did have a statistically significant effect to QoME. More importantly though, our results indicate that the delay threshold up to which NMP is feasible is closer to 40~ms, rather than the 25-30~ms previously considered acceptable. Having recorded audio and video from all sessions, we complemented this subjective study with three additional evaluation methods, making our work the first multimodal study of the QoME for NMP. First, we performed tempo analysis on the recorded audio, to assess the highest delay at which the musicians could maintain a steady tempo; the results from this study confirmed that delays of up to 40~ms are acceptable for NMP, as indicated by the subjective study. Second, we analyzed the audio features of the recordings, finding that delay had a larger impact on percussive instruments and musicians performing rhythm parts; this result confirmed similar results from a previous, but much smaller study. Third, we analyzed the video recordings in order to detect the emotions felt by the musicians using machine learning methods, finding that as audio delay or audio quality was varied there were clear disruptions in the emotions of the musicians; while these results are intriguing, they were not clear enough to substitute the subjective analysis.
Spectral analysis and preconditioned iterative solvers for large structured linear systems
(2022-03-16) Barakitis, Nikos; Μπαρακίτης, Νικόλαος; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Serra-Capizzano, Stefano; Vrahatis, Michael N.; Gallopoulos, Efstratios; Yannacopoulos, Athanasios; Toumpis, Stavros; Triantafyllou, Dimitrios; Vassalos, Paris
In this thesis, the numerical solution of three different classes of problems have been studied. Specifically, new techniques have been proposed and their theoretical analysis has been performed, accompanied by a wide set of numerical experiments, for investigating further and comparing the effectiveness and performance of the presented approach. The first two belong to the research area of numerical linear algebra and concern the spectral analysis and preconditioning for Krylov subspace methods of the coefficient matrix of large structured linear systems. The third concerns a problem from the area of financial computing namely the pricing of an American put option.In the first set of problems, the asymptotic spectra of large matrices coming from the summarization of Toeplitz structure functions was studied. The spectral asymptotic behavior of this matrix sequences was provided analytically. Taking advantage of this analysis circulant preconditioners were proposed, and the eigenvalue distribution of the preconditioned matrix sequences was given. All theoretical results were numerically confirmed. The second problem that was studied concerns the theoretical and numerical exploration of proper preconditioners based on the spectral symbols of the coefficient matrix arising from the discretization of Fractional order Differential Equations problems. Beside the theoretical study, a comparison between the already propose in the literature techniques was conducted. The numerical experiments show that in the one dimensional case, the proposed preconditioners perform similarly with the best known techniques for this problem. However, in the challenging and more interesting for the applications multivariate setting the proposed preconditioners show their superiority against all the competitors.For the pricing of an American put option an iterative algorithm based on the theory of dynamic programming was proposed. Taking advantage of the already known characteristics of the optimal value function it was proved theoretically and numerically confirmed that the proposed algorithm obtains monotonically increasing value functions and converges to the optimal one.
Resource allocation, content recommendations and online learning mechanisms for mobile edge computing
(2022-05-23) Χατζηελευθερίου, Λίβια-Έλενα; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Polyzos, George; Toumpis, Stavros; Iosifidis, George; Dimakis, Antonios; Siris, Vasileios; Stamoulis, Georgios; Koutsopoulos, Iordanis
The Mobile Edge Computing (MEC) paradigm brings computing and cache capacity resources in the proximity of users. It gives rise to a new ecosystem of services, such as Augmented Reality (AR) ones, while reducing the latency that is experienced by users and lowering network service costs. The main challenges that MECfaces are related to the scarcity of resources at the network edge, the unpredictability of important system parameters, such as traffic, content and computation demand, and the ultra-low latency requirements that must be satisfied.In this thesis we deal with the challenges above, towards the optimization of two MEC goals: content delivery and real-time analytics at the edge of the network. We present resource allocation mechanisms and methods that automate the resource allocation, for fifth-generation (5G), Beyond-5G (B5G) and sixth-generation (6G) communication systems, accounting for edge resources such as caches, computational resources of mobiledevices and edge servers, bandwidth and energy. We tackle both offline and Online Learning (OL) instances of optimization problems that span content recommendationsand caching, user association and allocation of computing resources. We use a variety of mathematical tools to solve these problems, such as combinatorial optimization, convex optimization and Online Convex Optimization (OCO), a special case of OL. We analyse and we exploit the structural properties of the formulated optimization problems, either by designing algorithms ex novo, or by adapting existing techniques to our settings. We provide cost-efficient, fast and elegant solutions with provable performance guarantees, for a variety of important problems that arise within the MEC context. Overall, this Ph.D. thesis tackles a set of important optimization problems that arise in the context of edge computing and networking. We present novel problem formulations and algorithms that lead to solutions with provable performance guarantees, bringing the Mobile Edge Computing (MEC) paradigm a step closer to its practical realization.
Urban data analytics and applications in the Big Data era
(2023-03-23) Τομαράς, Δημήτριος; Tomaras, Dimitrios; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Vassalos, Vasilios; Xylomenos, George; Stamoulis, Georgios; Voulgaris, Spyridon; Chrysanthis, Panos; Papapetrou, Panagiotis; Kalogeraki, Vana
Τα τελευταία χρόνια παρατηρούμε τόσο τη μεγάλη εξάπλωση των έξυπνων συσκευών όσο και τη μεγάλη έλευση του Διαδικτύου των Πραγμάτων ως τη βάση πάνω στην οποία αναπτύσσονται πολυάριθμες έξυπνες εφαρμογές και υπηρεσίες με γνώμονα την επίλυση διαφόρων προβλημάτων μέσα στις πόλεις. Η πληθώρα των διαθέσιμων πηγών δεδομένων έχει προσφέρει μια σειρά σημαντικών επιλογών για την παρακολούθηση και την αξιολόγηση της κατάστασης μιας έξυπνης πόλης σε πραγματικό χρόνο. Το πρώτο μέρος της διατριβής ασχολείται με την ανάλυση και τη μοντελοποίηση των αστικών δεδομένων μελετώντας διάφορες πηγές τέτοιων δεδομένων, είτε εξετάζοντας τα δεδομένα μονομερώς είτε συνδυάζοντας πολλαπλές πηγές δεδομένων ταυτόχρονα. Προτείνονται μετρικές και τεχνικές που εξυπηρετούν την μοντελοποίηση της συμπεριφοράς τους βάσει των χαρακτηριστικών τους, και εν συνεχεία επιτρέπουν περαιτέρω συνδυασμό πολλαπλών πηγών αστικών δεδομένων δημιουργώντας συνέργειες μεταξύ τους. Λαμβάνοντας υπόψιν τις προκλήσεις που προκύπτουν από τα διαφορετικά χαρακτηριστικά των πηγών δεδομένων, στο πρώτο μέρος προτείνεται ένα σύνολο μεθοδολογιών που επιτρέπουν στον κάθε ενδιαφερόμενο να κατανοήσει τον παλμό του αστικού περιβάλλοντος σε πραγματικό χρόνο καθώς και να εξάγει σημαντικά συμπεράσματα από τα δεδομένα που συλλέγονται.Το δεύτερο μέρος της διατριβής επικεντρώνεται στο πρόβλημα της αξιοποίησης των συμπερασμάτων που έχουν προκύψει από τα αστικά δεδομένα καθώς και τη μοντελοποίησή τους και στοχεύει στο να αναδείξει την αξία τους σε εφαρμογές και συστήματα που τα χρησιμοποιού. Σε αυτό το μέρος της διατριβής, προτείνεται ένα σύνολο νέων αλγορίθμων και εφαρμογών που αξιοποιούν την ανάλυση και τη μοντελοποίηση των αστικών δεδομένων καθώς και τα συμπεράσματα που έχουν προκύψει μέσω αυτών, με στόχο την αντιμετώπιση πραγματικών προβλημάτων μέσα σε μια έξυπνη πόλη. Αυτό το μέρος της διατριβής περιλαμβάνει αλγορίθμους γράφων για προβλήματα εκχώρησης πόρων μέσα σε οποιαδήποτε δίκτυα μεταφορών, αλγορίθμους δρομολόγησης μέσα σε γράφους με δυναμικά βάρη, καθώς και τεχνικές που αφορούν την ιδιωτικότητα των δεδομένων από χρήστες υπηρεσιών ανάλυσης δεδομένων.
Deep neural networks for biomedical question answering
(2023-05-01) Παππάς, Δημήτριος; Pappas, Dimitrios; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Papageorgiou, Haris; Koutsopoulos, Iordanis; Vassalos, Vasilios; Kotidis, Υannis; Konstas, Ioannis; Paliouras, Georgios; Androutsopoulos, Ion
Σε αυτήν τη διατριβή, επεκτείνουμε την έρευνα στον τομέα των ερωταποκρίσεων σε βιοϊατρικά κείμενα. Το πρώτο μέρος της διατριβής επικεντρώνεται στην ανάκτηση περιλήψεων επιστημονικής βιβλιογραφίας με βάση μια ερώτηση που υποβάλλεται από έναν βιοϊατρικό ειδικό εκφρασμένη σε φυσική γλώσσα. Προτείνουμε νέα μοντέλα βαθιάς μάθησης για την ανάκτηση βιοϊατρικών κειμένων και εξαγωγή αποσπασμάτων σχετικών με την ερώτηση. Προτείνονται επίσης μοντέλα που ανακτούν τα κείμενα και τα αποσπάσματα ταυτόχρονα, τα οποία βελτιώνουν ακόμη περισσότερο τα αποτελέσματα. Το καλύτερο μοντέλο βαθιάς μάθησης που δημιουργήθηκε έγινε δημόσια διαθέσιμο ως πρωτότυπο έρευνας κατά τη διάρκεια της πανδημίας του κορονοϊού για να βοηθήσει τους ερευνητές σε όλο τον κόσμο. Σε συνεργασία με βιοϊατρικούς ειδικούς, χρησιμοποιήσαμε ένα από τα μοντέλα βαθιάς μάθησης μας για την ανάκτηση εγγράφων και αναπτύξαμε ένα σύστημα αναγνώρισης λογοτεχνίας για συστηματικές ανασκοπήσεις.Ένα μείζον θέμα στις ερωταποκρίσεις σε βιοϊατρικά κείμενα είναι η έλλειψη επισημειωμένων δεδομένων από ανθρώπους, καθώς η επισημείωση απαιτεί ανθρώπινη ειδίκευση και χρόνο. Για αυτό το λόγο στο δεύτερο τμήμα της διατριβής, κατασκευάσαμε δύο νέα τεχνητά σύνολα δεδομένων για ερωταποκρίσεις σε βιοϊατρικά δεδομένα με τη μορφή πολλαπλής επιλογής (cloze-style QA) τα οποία και διατίθενται ελεύθερα. Ακολουθήσαμε μια μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν σε ειδησεογραφικά άρθρα και βιβλία και κατασκευάζουμε εκατομμύρια τεχνητά παραδείγματα εκπαίδευσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκπαίδευση μοντέλων βαθιάς μάθησης που απαιτούν μεγάλο όγκο δεδομένων. Αξιολογώντας τις απαντήσεις των ανθρώπων στις κατασκευασμένες ερωτήσεις, δείχνουμε ότι οι άνθρωποι που είναι ειδικοί στον τομέα ξεπερνούν τους μη ειδικούς, το οποίο υποστηρίζει τον ισχυρισμό ότι η ανθρώπινη τεχνογνωσία είναι απαραίτητη για την απάντηση ερωτήσεων στον βιοϊατρικό τομέα. Αναπτύξαμε και εκπαιδεύσαμε νέα μοντέλα βαθιάς μάθησης για κατανόηση γραπτού λόγου χρησιμοποιώντας τα νέα μας σύνολα δεδομένων. Τα μοντέλα μας ξεπερνούν προηγούμενα προτεινόμενα μοντέλα βαθιάς μάθησης για ερωταποκρίσεις πολλαπλών επιλογών, καθώς και τέσσερα ισχυρά μοντέλα που δεν χρησιμοποιούν βαθιά μάθηση. Σε πειράματα που διεξήχθησαν σε ένα δείγμα του συνόλου δεδομένων, το καλύτερο μοντέλο ξεπέρασε όλους τους ανθρώπους που δεν ήταν ειδικοί και πέτυχε ανταγωνιστικά αποτελέσματα σε σύγκριση με τους ειδικούς βιοϊατρικής.Στο τρίτο μέρος της διατριβής, εκπαιδεύσαμε μοντέλα βαθιάς μάθησης για εξαγωγή απαντήσεων σε βιοϊατρικές ερωτήσεις ως τμήματα κειμένου (φράσεις) σε δύο καλά εδραιωμένα βιοϊατρικά σύνολα δεδομένων. Με δεδομένο ένα απόσπασμα κειμένου και μια ερώτηση, επιλέγεται ως απάντηση ένα τμήμα του αποσπάσματος.Εξετάζουμε έξι τεχνικές επαύξησης δεδομένων που εφαρμόζεται πριν από την εκπαίδευση των μοντέλων.Δείχνουμε ότι όλες οι τεχνικές επαύξησης δεδομένων βελτιώνουν την απόδοση, ακόμα και όταν χρησιμοποιούνται ως δεδομένα για περαιτέρω εκπαίδευση (fine-tuning) όταν χρησιμοποιούνται μεγάλα προεκπαιδευμένα γλωσσικά μοντέλα.Δείχνουμε επίσης ότι η χρήση ενός από τα τεχνητά σύνολα δεδομένων που δημιουργήθηκαν σε αυτή τη διατριβή λειτουργεί ως μια καλή τεχνική επαύξησης δεδομένων.
Design and analysis of auction mechanisms: algorithms and incentives
(2023-05-22) Τσικιρίδης, Αρτέμ; Tsikiridis, Artem; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Dimakis, Antonios; Karagiannis, Ioannis; Sgouritsa, Alkmini; Stamoulis, Georgios; Pagourtzis, Aris; Fotakis, Dimitris; Markakis, Evangelos
Σε αυτή τη διατριβή, σχεδιάζουμε νέους αλγορίθμους για περιβάλλοντα συνδυαστικών δημοπρασιών ακολουθώντας μια διεπιστημονική προσέγγιση. Ταυτόχρονα, αναλύουμε την απόδοση υπαρχόντων πρωτοκόλλων δημοπρασιών και αναδεικνύουμε τις σχεδιαστικές αρχές εκείνες που επιτρέπουν εγγυήσεις απόδοσης.Στο πρώτο κομμάτι της διατριβής μελετάμε δύο υποδείγματα δημοπρασιών σημαντικών ως προς τις πρακτικές εφαρμογές τους: δημοπρασίες πυρήνα (core-selecting auctions) και δημοπρασίες πολλών αντιγράφων ενός αντικειμένου (multi-unit auctions). Αρχικά μελετούμε την έννοια του πυρήνα, όπως ορίστηκε από τους Ausubel και Milgrom. Μελετούμε το πολύτοπο που σχηματίζει ο πυρήνας σε μεγαλύτερο βάθος και αναδεικνύουμε μερικές νέες ιδιότητες. Χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες αυτές, προτείνουμε έναν φιλαλήθη μηχανισμό που είναι ανταγωνιστικός ως προς τα MRCS έσοδα. Ο μηχανισμός αυτός είναι ο πρώτος ντετερμινιστικός, ανταγωνιστικός προς τον πυρήνα μηχανισμός για δυαδικά περιβάλλοντα δημοπρασιών μίας παραμέτρου στη βιβλιογραφία. Ακόμη, δίνουμε μια καταφατική απάντηση στην ερώτηση που είχε τεθεί στην βιβλιογραφία σχετικά με το αν υπάρχουν μη φθίνοντες (non-decreasing) MRCS μηχανισμοί. Στη συνέχεια, επικεντρωνόμαστε στις δημοπρασίες πολλών αντιγράφων ενός αντικειμένου (multi-unit auctions). Αναλύουμε δημοπρασίες διακριτής τιμής (discriminatory price), οι οποίες αποτελούν φυσική γενίκευση των δημοπρασιών πρώτης τιμής. Εξάγουμε νέα κάτω και άνω φράγματα ως προς το Τίμημα της Αναρχίας των μικτών σημείων ισορροπίας. Επιπλέον, παρουσιάζουμε έναν διαχωρισμό της κλάσης αυτής με την κλάση των Μπεϋζιανών σημείων ισορροπίας κατά Nash.Στο δεύτερο κομμάτι της διατριβής, μελετάμε δημοπρασίες προμηθειών (procurement auctions). Αρχικά, μελετάμε ένα πρόβλημα κάλυψης που προκύπτει σε γεωγραφικά μοντέλα αγορών πληθοπορισμού. Σχεδιάζουμε έναν φιλαλήθη μηχανισμό που πετυχαίνει έναν φραγμένο λόγο προσέγγισης σε σχέση με το βέλτιστο κόστος του δημοπράτη, βελτιώνοντας το καλύτερο γνωστό αποτέλεσμα της βιβλιογραφίας. Για την ίδια αντικειμενική συνάρτηση, σχεδιάζουμε έναν φιλαλήθες Πλήρως Πολυωνυμικού Χρόνου Σχήμα Προσέγγισης (FPTAS) για την περίπτωση εισόδων με σταθερό αριθμό εργασιών. Στη συνέχεια μελετάμε μια οικογένεια αντίστροφων δημοπρασιών στην οποία ο δημοπράτης έχει περιορισμένο προϋπολογισμό και οι πλειοδότες μπορούν να ανατεθούν να εκτελέσουν το καθήκον τους τμηματικά ή σε πολλά επίπεδα υπηρεσίας. Προτείνουμε δύο μηχανισμούς, έναν για κάθε περιβάλλον.
Increasing security and resilience in cyber-physical processes of critical infrastructures
(2023-09-26) Δεδούσης, Παναγιώτης; Dedousis, Panagiotis; Athens University of Economics and Business, Department of Informatics; Apostolopoulos, Theodoros; Stamatiou, Υannis; Mavridis, Ioannis; Katos, Vasilios; Kotzanikolaou, Panagiotis; Stergiopoulos, George; Gritzalis, Dimitrios
Η σύγχρονη κοινωνία και η εθνική ευημερία εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις Κρίσιμες Υποδομές (ΚΥ). Ωστόσο, σημαντικά ζητήματα ασφάλειας και αξιοπιστίας αποτελούν τροχοπέδη στη λειτουργία τους. Αυτή η διατριβή επικεντρώνεται στη δημιουργία νέων και καινοτόμων εργαλείων και μεθοδολογιών για την ανάλυση της επικινδυνότητας σε δίκτυα γράφων με σκοπό τη βελτίωση της Ασφάλειας και της Ανθεκτικότητας των ΚΥ.Αρχικά, προτείναμε μια μέθοδο που αυτοματοποιεί την ανάλυση των αλληλεξαρτήσεων αγαθών που υποστηρίζουν επιχειρηματικές διαδικασίες σε δίκτυα ΚΥ με σκοπό τη μείωση της επικινδυνότητας απέναντι σε κυβερνοαπειλές. Επιπλέον, προτείναμε μια μέθοδο για την αυτόματη ανάλυση σύνθετων γράφων επιθέσεων σε υποδομές νέφους, που μπορεί να εντοπίζει κρίσιμες ευπάθειες για το υπό μελέτη σύστημα.Αναπτύξαμε μια αυτοματοποιημένη μέθοδο που αξιοποιεί την εξόρυξη δεδομένων από αρχεία καταγραφής συμβάντων ενός πληροφοριακού συστήματος για τη διεξαγωγή ταχύτερων και πιο εμπεριστατωμένων Αποτιμήσεων Επικινδυνότητας. Η αποτελεσματική παρακολούθηση των επιφανειών επίθεσης των ΚΥ είναι ζωτικής σημασίας. Στο πλαίσιο αυτό, η προσέγγισή μας για τη διαδικασία εξόρυξης δεδομένων αναγνωρίζει απροσδόκητους διανυσματικούς επιθετικούς τομείς εντός των επιχειρηματικών διαδικασιών. Επιπλέον, αναπτύξαμε μια τεχνική δικτυακής επίθεσης (bit-masking) που επιτρέπει την κακόβουλη αμφίδρομη επικοινωνία, η οποία αποκαλύπτει ελαττώματα ασφαλείας στις λύσεις ασφαλείας και υπογραμμίζει την ανάγκη για προηγμένη πρόληψη των απειλών.Τα δίκτυα αεροπορικών μεταφορών παίζουν κρίσιμο ρόλο στις λειτουργίες των ΚΥ. Προς αυτήν την κατεύθυνση, παρουσιάσαμε μια μέθοδο βασισμένη στην επικινδυνότητα για την ανάλυση των αλληλεξαρτήσεων και των συμφορήσεων στο αεροπορικό δίκτυο, με σκοπό την διασφάλιση της ανθεκτικότητας των δικτύων αεροπορίας.Για να ενισχύσουμε την ανθεκτικότητα των Κυβερνο-Φυσικών Συστημάτων, προτείναμε ένα πλαίσιο που ενσωματώνει αρχές ασφάλειας και ανθεκτικότητας στον σχεδιασμό βιομηχανικών συστημάτων. Τέλος, παρουσιάσαμε μια μέθοδο που συνδυάζει και εφαρμόζει τις έννοιες των Digital twins και του Chaos Engineering σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις και τις υποκείμενες διαδικασίες τους για τη δημιουργία μοντέλων με στόχο τη μελέτη και τη βελτίωση της ανθεκτικότητάς τους.

Περιήγηση

Πλοήγηση Διδακτορικές διατριβές ανά Ημερομηνία έκδοσης