Εξάμηνο: 7ο εξάμηνο

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι να παρουσιάσει στους φοιτητές με μεθοδολογικό τρόπο καλές πρακτικές σχεδίασης και ανάπτυξης σύγχρονων καινοτόμων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και εφαρμογών. Ιδιαίτερη σημασία αποδίδεται στη μεθοδική και πολυκριτηριακή ανάλυση των απαιτήσεων, το μετασχηματισμό τους σε αρχιτεκτονικές προδιαγραφές και λειτουργικότητα συστήματος, στη βελτιστοποίηση της σχεδίασης σε όρους επίδοσης και διασφάλισης της ποιότητας των παρεχόμενων υπηρεσιών, τις προδιαγραφές της φωνητικής επικοινωνίας στα μελλοντικά δίκτυα, τις διαδικασίες εγκατάστασης και την αξιολόγηση καλής λειτουργίας σύμφωνης με τις αρχικές απαιτήσεις και προδιαγραφές. Για την ανάδειξη και εφαρμογή των παρουσιαζόμενων μεθοδολογιών Θα χρησιμοποιηθούν μελέτες περιπτώσεων (case studies) πραγματικών καινοτόμων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων υψηλής προστιθέμενης αξίας και σημαντικού αντίκτυπου, όπως το σύστημα SATWAYS που αναπτύχθηκε με την υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA) για τον Έλεγχο Εναέριας Κυκλοφορίας. Στα πλαίσια του μαθήματος οι φοιτητές θα κληθούν να επιλύσουν προβλήματα και να πειραματιστούν με μικρής έκτασης υλοποιήσεις που σχετίζονται με την ανάπτυξη καινοτόμων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Τέλος, παρουσιάζονται μεθοδολογίες εκτίμησης και ανάλυσης της εμπορικής βιωσιμότητας των υπό ανάπτυξη συστημάτων. Στα πλαίσια του μαθήματος θα πραγματοποιηθεί εκπαιδευτική επίσκεψη και επίδειξη του συστήματος SATWAYS σε επιχειρησιακή λειτουργία.

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα αποκτήσουν προχωρημένες εξειδικευμένες και κριτικές γνώσεις μηχανικού για τη σχεδίαση, ανάπτυξη και αξιολόγηση καινοτομικών ενσωματωμένων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων (βλ. Περιεχόμενο Μαθήματος) που ικανοποιούν αυστηρές απαιτήσεις ποιότητας των προσφερόμενων τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών. Οι γνώσεις που θα αποκομίσουν οι φοιτητές επιτρέπουν την κριτική εμβάθυνση και έρευνα στο ευρύ επιστημονικό πεδίο των ενσωματωμένων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και την υλοποίηση πρωτότυπων και καινοτομικών ενσωματωμένων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και εφαρμογών.

Οι φοιτητές θα έχουν τη δυνατότητα:

• να μετασχηματίζουν απαιτήσεις χρήστη σε αρχιτεκτονικές προδιαγραφές και λειτουργικότητα τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.
• να προδιαγράφουν πρωτότυπα ενσωματωμένα τηλεπικοινωνιακά συστήματα και την αρχιτεκτονική τους διαστρωμάτωση (υλικό, ενσωματωμένο λογισμικό, λογισμικό) βάσει συγκεκριμένων απαιτήσεων ποιότητας των προσφερόμενων υπηρεσιών.
• να σχεδιάζουν και προδιαγράφουν συστήματα επικοινωνιών φωνής για δίκτυα νέας γενεάς.
• να σχεδιάζουν μοντέλα ποιότητας υπηρεσίας που περιλαμβάνουν όλο το μήκος του τηλεπικοινωνιακού μονοπατιού από την παροχή της υπηρεσίας προς τον χρήστη και να εξάγουν με αυτά απαιτήσεις για τις προδιαγραφές και τις επιδόσεις επιμέρους τμημάτων του end-to-end path και των επιμέρους συστημάτων που συνθέτουν το τηλεπικοινωνιακό μονοπάτι.
• να βελτιστοποιούν τη σχεδίαση των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων σε όρους επίδοσης και διασφάλισης ποιότητας των παρεχόμενων υπηρεσιών.
• να εξηγήσουν τις λεπτομέρειες προσαρμογής και απλοποιήσεων των διακριτών παραγόντων θορύβου και πλεονεκτήματος του τηλεπικοινωνιακού μοντέλου ποιότητας κλήσεων ITU-T Ε-model στο περιβάλλον φωνητικών ραδιοεπικοινωνιών.
• να αξιοποιούν και επιλύουν το προσαρμοσμένο μοντέλο ποιότητας υπηρεσίας E-model για την εξαγωγή σχεδιαστικών παραμέτρων επίδοσης του συστήματος (πχ να καθορίζουν τους επιτρεπτούς κωδικοποιητές και την απώλεια ποιότητας φωνής με δεδομένη τη μέγιστη ανεκτή καθυστέρηση από άκρο σε άκρο και τις σταθερές τιμές των παραμέτρων καθυστέρησης στα τμήματα του τηλεπικοινωνιακού μονοπατιού).
• να καταρτίζουν πλάνα λεπτομερούς τεχνικής αξιολόγησης των παραδοτέων συστημάτων και των υποσυστημάτων τους για την τεκμηριωμένη επιβεβαίωση της καλής λειτουργίας των συστημάτων που είναι σύμφωνη με τις αρχικές απαιτήσεις και προδιαγραφές.
• να αναλύουν τα στοιχεία δορυφορικών ζεύξεων (link budget) για την παροχή τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών και να εξάγουν απαιτήσεις για το τηλεπικοινωνιακό σύστημα.
• να αναλύουν τις διαδικασίες και τα ζητήματα που αφορούν την εγκατάσταση και τη θέση σε χρηστική λειτουργία των συστημάτων.
• να καταρτίζουν πλάνα και ενότητες εργασίας, χρονοδιαγράμματα, λίστα τεχνικών παραδοτέων και αναφορών, κρίσιμα μονοπάτια, ορόσημα και ενδεικτικούς προϋπολογισμούς για αναπτυξιακά έργα στα πλαίσια των οποίων αναπτύσσονται καινοτομικά ενσωματωμένα τηλεπικοινωνιακά συστήματα.
• να εκπονούν ενδεικτικές τεχνοοικονομικές μελέτες εμπορικής βιωσιμότητας καινοτομικών ενσωματωμένων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων, περιλαμβανομένων αναλύσεων SWOT (strengths, weaknesses, opportunities, threats).

Περιεχόμενα

• Παρουσίαση ενδεικτικών καινοτόμων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και εφαρμογών υψηλής προστιθέμενης αξίας και σημαντικού αντίκτυπου.
• Μεθοδική και πολυκριτηριακή ανάλυση απαιτήσεων σχεδίασης και ανάπτυξης.
• Μετασχηματισμός απαιτήσεων χρήστη σε αρχιτεκτονικές προδιαγραφές και λειτουργικότητα συστήματος.
• Βελτιστοποίηση σχεδίασης σε όρους επίδοσης και διασφάλισης ποιότητας των παρεχόμενων υπηρεσιών.
• Λεπτομέρειες προσαρμογής του τηλεπικοινωνιακού μοντέλου ποιότητας κλήσεων ITU-T Ε-model στις ραδιοεπικοινωνίες και επαλήθευση πιστότητας μοντέλου.
• Αξιοποίηση του μοντέλου ποιότητας υπηρεσίας για την εξαγωγή σχεδιαστικών παραμέτρων επίδοσης του συστήματος (πχ να καθορίζουν τους επιτρεπτούς κωδικοποιητές φωνής με δεδομένη τη μέγιστη ανεκτή καθυστέρηση από άκρο σε άκρο και τις σταθερές τιμές των παραμέτρων καθυστέρησης στα τμήματα του τηλεπικοινωνιακού μονοπατιού).
• Επικοινωνίες φωνής σε δίκτυα νέας γενεάς βάσει του προτύπου NGN (Next Generation Network).
• Διαδικασίες και ζητήματα εγκατάστασης συστημάτων.
• Αξιολόγηση καλής λειτουργίας σύμφωνης με τις αρχικές απαιτήσεις και προδιαγραφές.
• Τεχνοοικονομική μελέτη εμπορικής βιωσιμότητας συστημάτων.
• Επίλυση προβλημάτων και προγραμματιστικές εργασίες.

Προτεινόμενα Συγγράμματα

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι να εστιάσει σε τηλεπικοινωνίες Μικρής Εμβέλειας, δίκτυα adhoc, δίκτυα αισθητήρων και εφαρμογές.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής/τρια θα διαθέτει προχωρημένες γνώσεις στο πεδίο των ασυρμάτων δικτύων μικρής εμβέλειας, καθώς και στις αρχές σχεδίασης, τεχνικές, τεχνολογίες και αρχιτεκτονικές τοπικών δικτύων και δικτύων αισθητήρων.

Οι φοιτητές θα έχουν τη δυνατότητα να μοντελοποιήσουν ασύρματα δίκτυα μικρής εμβέλειας και να επεξεργαστούν προβλήματα ανάλυσης, αξιολόγησης επίδοσης, σχεδίασης και βελτιστοποίησης, με κύρια έμφαση στα πρωτόκολλα φυσικού επιπέδου και στην διαχείριση δικτυακών πόρων.

Περιεχόμενα

• Τηλεπικοινωνίες Μικρής Εμβέλειας:
  • Τοπικά δίκτυα (Local Area Networks – LAN)
  • Προσωπικά δίκτυα (Personal Area Networks – PAN)
  • Ατομικά δίκτυα (Body Area Networks – BAN)
• Δίκτυα AdHoc:
  • Φυσικό επίπεδο και πομποδέκτες
  • Σχεδίαση MAC επιπέδου
  • Συνδεσιμότητα, τοπολογικές δομές και δρομολόγηση (Routing)
• Δίκτυα αισθητήρων:
  • Συγχρονισμός
  • Εντοπισμός (Localization, Positioning)
  • Ενεργειακή βελτιστοποίηση

Προτεινόμενα Συγγράμματα

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι η παρουσίαση και η ανάλυση των βασικών θεμάτων της θεωρίας κρυπτογραφίας, καθώς και των εφαρμογών της στον τομέα της επιστήμης υπολογιστών και των δικτύων. Η Κρυπτογραφία (προέρχεται από ελληνικό κρυπτός και το ρήμα γράφω) είναι η μελέτη της μυστικότητας μηνυμάτων. Στις μέρες μας η κρυπτογραφία είναι ένας κλάδος των μαθηματικών και της επιστήμης υπολογιστών που σχετίζεται με τη θεωρία πληροφορίας και την ασφάλεια υπολογιστών.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση:

• να χειρίζεται τα βασικά στοιχεία από τη θεωρία αριθμών και τη modular αριθμητική
• να διαχειρίζεται κρυπτογραφικούς αλγορίθμους και τις ιδιότητές τους
• να κατανοεί βασικές κρυπτογραφικές συναρτήσεις, όπως ψευδοτυχαίες ακολουθίες, μονόδρομες hash συναρτήσεις, δίκτυα αντικατάστασης – μετάθεσης και δίκτυα Feistel.
• να έχει εξοικειωθεί τα κύρια χαρακτηριστικά για τη συμμετρική και την ασύμμετρη κρυπτογραφία
• να χειρίζεται συστήματα διαχείρισης κλειδιών και ψηφιακές υπογραφές

Περιεχόμενα

• Βασικοί ορισμοί, έννοιες και ορολογία της ασφάλεια πληροφοριών και συστημάτων.
• Βασικά στοιχεία από τη θεωρία αριθμών και τη modular αριθμητική.
• Κρυπτογραφικοί αλγόριθμοι και ιδιότητές τους.
• Βασικές κρυπτογραφικές συναρτήσεις, όπως ψευδοτυχαίες ακολουθίες, μονόδρομες hash συναρτήσεις, δίκτυα αντικατάστασης – μετάθεσης και δίκτυα Feistel.
• Συμμετρική κρυπτογραφία η οποία περιλαμβάνει κρυπτολγόριθμους τμήματος και ροής.
• Ασύμμετρη κρυπτογραφία η οποία περιλαμβάνει το κρυπτοσύστημα RSA και το κρυπτοσύστημα ελλειπτικών καμπυλών.
• Συστήματα διαχείρισης κλειδιών και ψηφιακές υπογραφές.

Προτεινόμενα Συγγράμματα

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Πρωταρχικός στόχος του μαθήματος είναι η απόκτηση, από πλευράς φοιτητών, γνώσεων που σχετίζονται με το Ηλεκτρονικού Επιχειρείν (ΗΕ).

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση:

• να κατανοεί μια σειρά θεματικών ενοτήτων που άπτονται του θεωρητικού, τεχνολογικού, πρακτικού και κοινωνικο-οικονομικού υποβάθρου του ηλεκτρονικού επιχειρείν.
• να γνωρίζει το ρόλο, τις πρακτικές του ΗΕ, των επιδράσεων του, των νέων τεχνολογιών και επιχειρηματικών μοντέλων.
• να δύναται να υλοποιεί προγράμματα ΗΕ με χρήση τεχνικών και τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται ευρέως για διαφορετικές μορφές του ΗΕ.

Περιεχόμενα

• Εφαρμογή χρήστη-προς-χρήστη.
• Εφαρμογή επιχείρησης-προς-καταναλωτή.
• Εφαρμογή επιχείρησης-προς-επιχείρηση.
• Εφαρμογή ηλεκτρονικής διακυβέρνησης.
• Εφαρμογή ηλεκτρονικής τραπεζικής.
• Εφαρμογή ηλεκτρονικής μάθησης.
• Εφαρμογή ηλεκτρονικές υπηρεσίες.
• Εφαρμογή ηλεκτρονικές υπηρεσίες υγείας.

Προτεινόμενα Συγγράμματα

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Η Ψηφιακή Μάθηση και Διδασκαλία αναφέρεται σε καινοτόμες εκπαιδευτικές μεθόδους που αξιοποιούν τις ψηφιακές τεχνολογίες προκειμένου να παρέχουν δυνατότητες διδασκαλίας μάθησης και αξιολόγησης της μάθησης που δεν είναι εφικτό να προσφερθούν από τις παραδοσιακές εκπαιδευτικές πρακτικές.

Ο σκοπός του μαθήματος είναι η ανάπτυξη των κατάλληλων ικανοτήτων για την επιστημονικά τεκμηριωμένη αξιοποίηση συστημάτων ψηφιακής μάθησης και διδασκαλίας.

Σε αυτό το πλαίσιο, οι μαθησιακοί στόχοι του μαθήματος είναι, μετά από την επιτυχημένη ολοκλήρωση του μαθήματος, ο/η φοιτητής/τρια να είναι ικανός/η:

• να γνωρίζει και να κατανοεί το θεωρητικό υπόβαθρο της ψηφιακής μάθησης και διδασκαλίας
• να αναλύει, να αξιολογεί, να επιλέγει και να τεκμηριώνει παιδαγωγικά κατάλληλα συστήματα ψηφιακής μάθησης και διδασκαλίας για την υλοποίηση τεχνολογικά υποστηριζόμενων προγραμμάτων εκπαίδευσης και κατάρτισης
• να σχεδιάζει και να δημιουργεί παιδαγωγικά τεκμηριωμένα ψηφιακά μαθήματα

Περιεχόμενα

• Εισαγωγή στην Ψηφιακή Μάθηση και Διδασκαλία. Βασικές Έννοιες και Ορισμοί
• Επισκόπηση Θεμάτων Εκπαιδευτικού Σχεδιασμού για την Ψηφιακή Διδασκαλία, Μάθηση και Αξιολόγηση της Μάθησης
• Μοντέλο Ανάλυσης Συστημάτων Ψηφιακής Μάθησης. Τα διαφορετικά Επίπεδα του Μοντέλου: Ψηφιακό Εκπαιδευτικό Περιεχόμενο, Ψηφιακές Εκπαιδευτικές Δραστηριότητες & Διδακτικά Σενάρια, Ψηφιακά Μαθήματα, Προγράμματα Ψηφιακής Εκπαίδευσης & Κατάρτισης. Κατηγορίες Ρόλων που Εμπλέκονται στην Ψηφιακή Μάθηση και Ενέργειες που Εκτελούν.
• Ψηφιακό Εκπαιδευτικό Περιεχόμενο: Μαθησιακά Αντικείμενα και Ψηφιακές Βιβλιοθήκες Μαθησιακών Αντικειμένων (Μελέτη Περίπτωσης: ΦΩΤΟΔΕΝΤΡΟ). Εκπαιδευτικά Μεταδεδομένα
• Ψηφιακές Εκπαιδευτικές Δραστηριότητες και Διδακτικά Σεναρία. Εργαλεία Σχεδίασης, Ανάπτυξης, Διαχείρισης και Διάθεσης Διδακτικών Σεναρίων. Ψηφιακές Βιβλιοθήκες Διδακτικών Σεναρίων. Μελέτη Περίπτωσης: ΑΙΣΩΠΟΣ, ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ
• Μεθοδολογία και Εργαλεία Σχεδίασης και Ανάπτυξης Ψηφιακών Μαθημάτων.
• Μεθοδολογία και Εργαλεία Σχεδίασης, «Συγγραφής», Διαχείρισης και Διάθεσης Προγραμμάτων Ψηφιακής Εκπαίδευσης/Κατάρτισης και Ψηφιακών Τάξεων.

Προτεινόμενα Συγγράμματα

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του μαθήματος είναι η παρουσίαση των βασικών εννοιών της διοίκησης έργων που αφορούν στην κατασκευή πληροφοριακών συστημάτων και υπηρεσιών και η μελέτη του ευρέως αποδεκτού μεθοδολογικού πλαισίου διοίκησης έργων του Ινστιτούτου Διοίκησης Έργων (Project Management Institute – PMI) των ΗΠΑ. Στο πλαίσιο του μαθήματος χρησιμοποιείται από τους φοιτητές το πλαίσιο PMI μέσω διαθέσιμων εργαλείων διοίκησης έργων προκειμένου να ασκηθούν και να αποκτήσουν σχετικές εμπειρίες κατά την πρακτική-εργαστηριακή τους άσκηση.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/τριες θα είναι σε θέση να:

• Αναγνωρίζουν την ανάγκη διοίκησης (διαχείρισης) των έργων ψηφιακής τεχνολογίας όπως κάθε άλλου έργου
• Αναγνωρίζουν σημαντικά ζητήματα που ανακύπτουν κατά τη διάρκεια των διαδικασιών διοίκησης ψηφιακών έργων
• Περιγράφουν βέλτιστες πρακτικές στις διαδικασίες διαχείρισης ψηφιακών έργων και να ακολουθούν μια μεθοδολογία διοίκησης ψηφιακών έργων – από τη σύλληψη του έργου μέχρι την ολοκλήρωση του.
• Αναπτύσσουν δομές ανάλυσης εργασιών (WBS)
• Αναπτύσσουν σχέδια έργων (project plans)
• Αναπτύσσουν επιχειρησιακές περιπτώσεις (business cases)
• Περιγράφουν τις ομάδες διεργασιών διαχείρισης έργων κατά PMI
• Χρησιμοποιούν διάφορες τεχνικές και μεθόδους για την εκτίμηση των χρονοδιαγραμμάτων και προϋπολογισμών έργων
• Χρησιμοποιούν διάφορες τεχνικές και μεθόδους για την παρακολούθηση της προόδου των έργων
• Χρησιμοποιούν τεχνικές για την κατανομή και εξισορρόπηση των πόρων
• Κατανέμουν δραστηριότητες και πόρους με τη χρήση λογισμικού διαχείρισης έργων
• Σχεδιάζουν χρονοδιάγραμμα Gantt/PERT με τη χρήση λογισμικού διαχείρισης έργων
• Παρακολουθούν την πρόοδο κάθε έργου με τη χρήση λογισμικού διαχείρισης έργων

Περιεχόμενο Μαθήματος

1. Βασικές αρχές διοίκησης έργων (π.χ. ορισμός έργων, τυπολογία έργων, βασικά χαρακτηριστικά έργων). Συστημική προσέγγιση της διοίκησης έργων. Η επίδραση της οργανωτικής δομής στη διοίκηση έργων.
2. Κύκλοι ζωής έργων, πληροφοριακών συστημάτων και υπηρεσιών. Μεθοδολογίες διοίκησης ψηφιακών έργων (π.χ. φάσεις, παραδοτέα, διαδικασίες διοίκησης έργων PMI).
3. Ανάπτυξη επιχειρησιακών σχεδίων έργων (π.χ. μετρήσιμη οργανωσιακή αξία, μελέτη εφικτότητας, ανάλυση επικινδυνότητας, μελέτη κόστους-οφέλους, οικονομικά μοντέλα μέτρησης απόδοσης).
4. Διαχείριση χαρτοφυλακίου έργων (π.χ. μέτρηση απόδοσης οργανισμού με τη μετρική Balanced Scorecard).
5. Ανάπτυξη καταστατικού και σχεδίων διοίκησης έργων. Διαδικασίες διοίκησης έργων κατά PMI (γνωστικές περιοχές και ομάδες διαδικασιών διοίκηση έργων).
6. Διαδικασία ανάπτυξης δομής ανάλυσης εργασιών. Μέθοδοι εκτίμησης διάρκειας και κατανάλωσης πόρων (π.χ. top-down method, bottom-up method, guess estimating method, Delphi method). Μετρικές και προσεγγίσεις τεχνολογίας λογισμικού (π.χ. Function Point Analysis, COCOMO).
7. Τεχνικές και εργαλεία για την εκτίμηση του χρονοδιαγράμματος έργων. Διαγράμματα Gantt. Δικτυακά διαγράμματα. Μέθοδος κρίσιμου δρόμου CPM/PERT. Κατανομή και εξισορρόπηση πόρων.
8. Ανάλυση απόδοσης έργων (π.χ. ανάλυση διακύμανσης, παραγόμενη αξία). Παρακολούθηση δεικτών απόδοσης έργων (π.χ. SPI, CPI). Πρόβλεψη ολοκλήρωσης έργων (π.χ. προβλεπόμενο κόστος ολοκλήρωσης έργου και προβλεπόμενο κόστος στην ολοκλήρωση).

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

– Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:

• Phillips Joseph Χ (2007): Διαχείριση Έργων Πληροφορικής, Γκιούρδα & Σια ΕΕ
• Δημητριάδης Α (2009): Διοίκηση – Διαχείριση Πληροφοριακών Έργων, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών.
• Marchewka (2016): Information Technology Project Management: Providing Measurable Organizational Value, Wiley.
• Schwalbe K (2013): Information Technology Project Management, Cengage Learning.
• Phillips J (2010): IT Project Management: On Track From Start to Finish, McGraw-Hill Education.
• Maizlish and R. Handler (2010): IT Portfolio Management Step-by-Step: Unlocking the Business Value of Technology, Wiley.
• Project Management Institute (2004): A Guide to the Project Management Body of Knowledge, Third Edition (PMBOK Guides), Project Management Institute.
• Nicholas J (2004): Project Management for Business and Engineering: Principles and Practice, Butterworth-Heinemann.

– Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

• International Journal of Information Technology Project Management (IJITPM), IGI Global
• International Journal of Project Management, Elsevier

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος θα είναι σε θέση:

• να μοντελοποιούν και αναλύουν δεδομένα με κατάλληλες τεχνικές ανάλυσης, και να αξιολογούν την ποιότητα των δεδομένων εισόδου
• να επιλέγουν την κατάλληλη μέθοδο για την ανάλυση δεδομένων και να ερμηνεύουν τα αποτελέσματα.
• να υλοποιούν τεχνικές εποπτευόμενης και μη εποπτευόμενης μάθησης για την επίλυση πολλών προβλημάτων ανάλυσης όπως η πρόβλεψη, κατηγοριοποίηση, η τμηματοποίηση.
• να εφαρμόζουν μεθόδους για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της ανάλυσης δεδομένων.

Περιεχόμενα

• Συλλογή, προετοιμασία και αναπαράσταση δεδομένων για ανάλυση
• Παλινδρόμηση (linear, logistic regression)
• Τεχνικές Κατηγοριοποίησης (πιθανοτική κατηγοριοποίηση, δέντρα αποφάσεων, support vector machines)
• Προβλεπτική αναλυτική και νευρωνικά δίκτυα
• Συστήματα συστάσεων (recommender systems)
• Ανάλυση γράφων (εφαρμογές σε κοινωνικά δίκτυα)
• Ανάλυση κειμένων – Ανάλυση συναισθήματος
• Αξιολόγηση αποτελεσμάτων ανάλυσης δεδομένων

Προτεινόμενα Συγγράμματα

• Mohammed J. Zaki, Wagner Meira Jr.(2017): Εξόρυξη και Ανάλυση Δεδομένων: Βασικές Έννοιες και Αλγόριθμοι, Εκδόσεις Κλειδάριθμος.
• Anand Rajaraman, Jeffrey David Ullman (2013): Εξόρυξη από Μεγάλα Σύνολα Δεδομένων, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με: (α) την εκμάθηση τεχνικών προσπέλασης δεδομένων μεγάλου όγκου από διάφορες πηγές και σε ποικίλους μορφότυπους καθώς και την εγγραφή τους με γρήγορο τρόπο, (β) την αποδοτική αποθήκευση και ανάκτηση των δεδομένων με χρήση κατάλληλων τεχνικών ευρετηρίασης, και (γ) τη σχεδίαση και ανάπτυξη αλγορίθμων επεξεργασίας δεδομένων με απώτερο στόχο την ανάπτυξη αποδοτικών εφαρμογών διαχείρισης δεδομένων.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής /τρια θα είναι σε θέση:

• να αναπτύσσει δεδομενο-κεντρικές εφαρμογές με έμφαση στην απόδοση και στην κλιμακωσιμότητα
• να χρησιμοποιεί τις καταλληλότερες μεθόδους ευρετηρίασης για το εκάστοτε πρόβλημα
• να αξιολογεί και βελτιώνει τα τμήματα ενός αλγόριθμου επεξεργασίας δεδομένων που επιφέρουν υψηλό υπολογιστικό φόρτο
• να εφαρμόζει τις καταλληλότερες τεχνικές επεξεργασίας δεδομένων που ταιριάζουν για τα υπό ανάλυση δεδομένα και για το εκτιμώμενο σύνολο επερωτήσεων
• να αναπτύσσει με τρόπο αποδοτικό αλγόριθμους επεξεργασίας δεδομένων

Περιεχόμενα

• Τρόπος λειτουργίας δίσκου και κύριας μνήμης, σειριακή και τυχαία προσπέλαση, θέματα κόστους και απόδοσης, τοπικότητα στο δίσκο και στη μνήμη, άμεση και έμμεση προσπέλαση, δομές δεδομένων κύριας μνήμης (πίνακες, ουρές προτεραιότητας, κατακερματισμός).
• Τεχνικές προσπέλασης για δομημένα, ημι-δομημένα και αδόμητα δεδομένα, και πιο συγκεκριμένα από: σχεσιακές βάσεις δεδομένων, XML, RDF, έγγραφα κειμένου (text), ιστοσελίδες στο Διαδίκτυο (web pages), διαδικτυακές προγραμματιστικές διεπαφές (Web APIs), κοινωνικά δίκτυα (social networks).
• Μονοδιάστατα δεδομένα και ευρετηρίαση, το B-tree, παραλλαγές (B+tree, B*tree), επερωτήσεις εύρους (range queries), αντεστραμμένα ευρετήρια (Inverted Indexes).
• Χωρικά δεδομένα, τύποι δεδομένων, τύποι χωρικών τελεστών επερώτησης, προσεγγιστική αναπαράσταση, μέτρα απόστασης, επεκτάσεις για πολυδιάστατα δεδομένα.
• Μέθοδοι ευρετηρίασης για χωρικά δεδομένα, η μέθοδος πλέγματος, χωρικά ευρετήρια (R-tree, Quad-Tree), καμπύλες πλήρωσης χώρου (Hilbert, Z-Order),
• Αναζήτηση με βάση την ομοιότητα (similarity search), k κοντινότεροι γείτονες (k-NN), αλγόριθμοι branch-and-bound, locality sensitive hashing (LSH), προσεγγιστικοί αλγόριθμοι k-NN.
• Αναζήτηση κορυφαίων k (top-k), αλγόριθμοι που βασίζονται προεπεξεργασία, άμεσοι αλγόριθμοι (online), ο αλγόριθμος του Fagin, αλγόριθμοι με χρήση ευρετηρίου.
• Αλγόριθμοι για επερωτήσεις σύζευξης (join queries), χωρικές συζεύξεις (spatial joins), συζεύξεις κορυφαίων k (top-k joins).
• Χωρο-κειμενικά δεδομένα (spatio-textual data), τύποι ερωτήσεων, μέθοδοι ευρετηρίασης, αλγόριθμοι επεξεργασίας.

Προτεινόμενα Συγγράμματα

• R. Ramakrishnan, J. Gehrke (2012): Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων, 3η έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα.
• Ε. Στεφανάκης (2003): Βάσεις γεωγραφικών δεδομένων και συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών, Εκδόσεις Παπασωτηρίου.
• N. Mamoulis (2011): Spatial Data Management, Synthesis Lectures on Data Management, Morgan & Claypool.