9ο Εξάμηνο ΗΜΜΥ

Στατιστική αναγνώριση προτύπων με εφαρμογές σε αναγνώριση ήχων, οπτικών αντικειμένων, οπτικοακουστικών γεγονότων και άλλων χωρο-χρονικών αισθητηριακών ή συμβολικών δεδομένων. Το μάθημα εστιάζει σε επεξεργασία ακουστικών σημάτων & φωνής, επεξεργασία φυσικής γλώσσας, όραση υπολογιστών, και επεξεργασία πολυτροπικών σημάτων, με έμφαση σε θεωρία εκτίμησης και εκμάθησης ακολουθιών. Αναλυτικά: Επανάληψη θεμάτων μηχανικής μάθησης. Προχωρημένα θέματα εκτίμησης παραμέτρων: μεγιστοποίηση ύστερης πιθανότητας (maximum a posteriori), Μπεϋζιανή εκμάθηση (Bayesian learning), μεγιστοποίηση προσδοκώμενης πιθανοφάνειας (expectation maximization), εκμάθηση χωρίς επίβλεψη (unsupervised learning). Προχωρημένα θέματα βελτιστοποίησης και εμβάθυνση σε SVMs. Προχωρημένα θέματα επιλογής χαρακτηριστικών (feature selection) και μετασχηματισμού χαρακτηριστικών: Independent Component Analysis (ICA), Non-negative Matrix Factorization (NMF), Latent Semantic Analysis (LSA). Πιθανοτικά γραφικά μοντέλα: μοντέλα Markov, κρυφά μοντέλα Markov (HMMs), Conditional Random Fields (CRFs), Markov Random Fields (MRFs), αλγόριθμοι inference. Επανάληψη θεμάτων βαθιάς μηχανικής μάθησης (DNNs, CNNs). Νευρωνικά μοντέλα για ακολουθίες: RNNs, gating (LSTMs, GRUs), encoder-decoders, attention, transformers, auto-encoders, deep generative models, GANs, graph NNs. Structured probabilistic models, μέθοδος Monte Carlo, προσεγγιστική εκμάθηση (approximate inference), εκτίμηση partition function. Neuro-symbolic NNs, memory models, cognitive architectures. Προχωρημένα θέματα ενισχυτικής μάθησης (reinforcement learning): value-based, policy gradient, actor-critic. Γεωμετρία της γνώσης: εισαγωγή σε μετρικούς και τοπολογικούς χώρους, Riemannian manifolds, Poincare embeddings. Αναλυτικές και Εργαστηριακές ασκήσεις.

Δίκτυα Ομοτίμων (P2P Systems) μεγάλης κλίμακας Μοντέλο υπολογισμού MapReduce και τεχνολογίες κατανεμημένων συστημάτων αρχείων (HDFS) Εισαγωγή στα Υπολογιστικά Νέφη (Cloud Computing). Εισαγωγή και θέματα σε Edge/Fog Computing. ΝοSQL αποθήκες δεδομένων μεγάλου όγκου. Columnar Databases (Συστήματα Διαχείρισης Δεδομένων με αποθήκευση κατά στήλη) Μοντέλα/Μηχανές επεξεργασίας και αποθήκευσης μεγάλου όγκου δεδομένων γράφων. Επεξεργασία Ροών Δεδομένων (Stream Processing) Επεξεργασία χρονικά επισημασμένων ροών δεδομένων (time series data processing) Οπτικοποίηση και εξερεύνηση μεγάλου όγκου δεδομένων (Big Data Visualization and Exploration) Ερευνητικά-Προηγμένα θέματα

Εισαγωγή στην Επιστήμη Δικτύων (Network Science): Βασικοί ορισμοί δικτύων, ρόλος δικτύων και παραδείγματα σε διαφορετικές εφαρμογές, έλεγχος τοπολογίας και δημιουργία δικτύων. Στοιχεία θεωρίας γραφημάτων και επισκόπηση βασικών ορισμών. Δομή και χαρακτηριστικά σύνθετων και κοινωνικών δικτύων: τυχαία μοντέλα δικτύων, δίκτυα μικρού-κόσμου (small-world), δίκτυα νόμου δύναμης (power-law), δίκτυα ελεύθερης-κλίμακας (scale-free), κανονικά δίκτυα (regular), τυχαία γεωμετρικά δίκτυα (random geometric graphs), κ.τ.λ.. Στοιχεία ανάλυσης σύνθετων και κοινωνικών δικτύων: μετρικές ανάλυσης (κατανομή βαθμού κόμβου, συντελεστής συσσωμάτωσης, κεντρικότητα δικτύου, κ.τ.λ.), επιλεκτική σύνδεση και δημιουργία/εξέλιξη δικτύων. Εξελικτικός υπολογισμός: γενετικοί αλγόριθμοι, επιγνωστικοί αλγόριθμοι, παράλληλος υπολογισμός και ευρετικές μέθοδοι υπολογισμού. Εφαρμογές στις Τηλεπικοινωνίες και την Επιστήμη των Υπολογιστών: έλεγχος τοπολογίας, δρομολόγηση και ανάθεση πόρων, επίδραση δομής δικτύου στη διάδοση πληροφορίας/διαμόρφωσης γνώμης, επίδραση κοινωνικών δικτύων σε συστήματα σύστασης, επιδημιολογικά μοντέλα πληροφορίας, συνεργασία και συγχρονισμός, επίδραση κοινωνικών δικτύων σε συστήματα διαφήμισης. Στο εργαστήριo δίνεται έμφαση στη συλλογή ελεύθερων/ανοιχτών δεδομένων από κοινωνικά δίκτυα, επεξεργασία δεδομένων και στατιστική ανάλυση, με σκοπό τη μελέτη τοπολογιών και χαρακτηριστικών διαφόρων δικτύων, εντοπισμό κόμβων επιρροής δικτύου, ανίχνευση κοινοτήτων με παρόμοια χαρακτηριστικά, μελέτη διάδοσης πληροφορίας/διαμόρφωσης γνώμης, συστήματα και μέθοδοι κοινωνικής σύστασης.

Το μάθημα πραγματεύεται την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τους κατανεμημένους ενεργειακούς πόρους. Περιεχόμενα του μαθήματος: (1) Εισαγωγή περί ΑΠΕ: Κύριες τεχνολογίες, παρούσα κατάσταση ανάπτυξης και προοπτικές, θεσμικό πλαίσιο, κόστος παραγωγής, συμμετοχή στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας (2) Ανεμογεννήτριες: Τεχνολογίες, αρχές λειτουργίας και ελέγχου. Χαρακτηριστικά του ανέμου, στοιχεία αεροδυναμικής, έλεγχος stall και pitch, λειτουργία σταθερών και μεταβλητών στροφών, διαμόρφωση ηλεκτρικού μέρους, γεννήτριες και μετατροπείς ισχύος, εσωτερικά ηλεκτρικά δίκτυα αιολικών πάρκων. (3) Διασύνδεση στο δίκτυο σταθμών ΑΠΕ: Σύνδεση σε ΥΤ, ΜΤ και ΧΤ, τεχνικές προϋποθέσεις, μεθοδολογίες ανάλυσης, κορεσμός δικτύων, επίπτωση στη λειτουργία ηλεκτρικών συστημάτων και αγορών, κυρίαρχες προκλήσεις σύνδεσης σταθμών ΑΠΕ και αποθήκευσης και επικρατέστερες λύσεις αντιμετώπισής τους (4) Ενεργειακή απόδοση σταθμών ΑΠΕ: Γενικός υπολογισμός με βάση το αιολικό και ηλιακό δυναμικό, μεθοδολογία για νησιωτικά συστήματα υπό περιορισμούς διείσδυσης, μεθοδολογία για διασυνδεδεμένα συστήματα υπό συνθήκες περικοπών ενέργειας ΑΠΕ (5) Φωτοβολταϊκά: Τεχνολογίες, χαρακτηριστικές, έλεγχος, μετατροπείς ισχύος, θεσμικό πλαίσιο αυτοπαραγωγής (6) Αξιολόγηση επενδύσεων ΑΠΕ: Εκτίμηση βιωσιμότητας επενδύσεων και υπολογισμός βασικών οικονομικών δεικτών (7) Αποθήκευση ενέργειας: Τεχνολογίες, βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά, τοπολογίες, παρεχόμενες υπηρεσίες, θεσμικό πλαίσιο, συμμετοχή στις αγορές, οφέλη και προκλήσεις ανάπτυξης

Μοντέλα ΑΗΣ: Λέβητες, διατάξεις ελέγχου λεβήτων, στρόβιλοι, βαθμίδες στροβίλων. Μοντέλα ΥΗΣ παραγωγής: Κυματικά φαινόμενα στον αγωγό προσαγωγής, υδραυλικό πλήγμα, ηλεκτρικά ανάλογα. Δυναμικά μοντέλα και διατάξεις ελέγχου σύγχρονων γεννητριών. Ρυθμιστές στροφών. Ρύθμιση φορτίου συχνότητας: σφάλμα ελέγχου περιοχής, συνεχής και διακριτός έλεγχος, έλεγχος συχνότητας και διασυνδετικής ροής. Είδη διεγερτριών. Αυτόματοι ρυθμιστές τάσης. Εισαγωγή στην ευστάθεια μη γραμμικών συστημάτων: Ευστάθεια μόνιμης κατάστασης (μικρών διαταραχών) και μεταβατική ευστάθεια. Ευστάθεια μικρών διαταραχών σύγχρονης μηχανής. Ηλεκτρομηχανικές ταλαντώσεις – Εργαστήριο. Επίδραση της ρύθμισης τάσης. Σταθεροποιητές - Σχεδίαση. Μεταβατική ευστάθεια. Προσδιορισμός κρίσιμων γωνιών και χρόνου εκκαθάρισης. Άμεσες και έμμεσες μέθοδοι. Ενεργειακές συναρτήσεις. Εφαρμογές στο Simulink.

Θέματα θεωρίας. Εξετάζεται σε βάθος το θεωρητικό υπόβαθρο των κυριότερων μοντέλων γλωσσών προγραμματισμού: προστακτικού, συναρτησιακού, λογικού, αντικειμενοστρεφούς και ταυτόχρονου προγραμματισμού. Θεωρία πεδίων και λ-λογισμός. Συστήματα τύπων. Σημασιολογία γλωσσών προγραμματισμού: λειτουργική, δηλωτική και αξιωματική. Θέματα υλοποίησης. Εξετάζονται θέματα αποδοτικής υλοποίησης συναρτησιακών (ML και Haskell), λογικών (Prolog), και αντικειμενοστρεφών (π.χ. C++, Java και C#) γλωσσών προγραμματισμού. Αφηρημένες μηχανές και αλγόριθμοι αυτόματης διαχείρισης μνήμης. Θέματα υλοποίησης ταυτοχρονισμού και εξαιρέσεων. Γλώσσες σεναρίων (π.χ. Perl, Python, Ruby κλπ.).

Το μάθημα εισάγει τον σπουδαστή στις αρχιτεκτονικές Διαχείρισης Δικτύων (Network Management) με έμφαση στα δίκτυα και πρωτόκολλα Internet. Καλύπτονται ευφυείς μέθοδοι βασισμένες στο λογισμικό για την αυτοματοποίηση εργασιών διαχείρισης που βρίσκουν ιδιαίτερη εφαρμογή σε σύγχρονα κέντρα δεδομένων (data centers). Οι παραδόσεις πλαισιώνονται από εργαστηριακές ασκήσεις και αποθηκευμένο πολυμεσικό υλικό online (συγχρονισμένες διαλέξεις – video/audio και διαφάνειες) μέσω του εργαλείου SeLCont. Το υλικό είναι ανοιχτά προσπελάσιμο στο δικτυακό τόπο www.netmode.ntua.gr. Η ύλη περιλαμβάνει: (1) Το πρότυπο αναφοράς FCAPS: Διαχείριση Βλαβών (Fault Management), Διάρθρωσης (Configuration), Λογιστικής (Accounting), Επιδόσεων (Performance) και Ασφαλείας (Security) (2) Ανασκόπηση των πρωτοκόλλων TCP/IP και σύγχρονες κατευθύνσεις σε οπτικά δίκτυα κορμού, δίκτυα ευρυζωνικής πρόσβασης τοπικά δίκτυα (LAN), υπολογιστικά νέφη (Clouds), Data Centers, Content Delivery Networks (CDNs). Αναφορά στο τοπικό δίκτυο του Ε.Μ.Π., το Εθνικό Δίκτυο Υποδομών Τεχνολογίας & Έρευνας (GRNET) και το Πανευρωπαϊκό Ακαδημαϊκό – Ερευνητικό Δίκτυο GÉANT (3) Παγκόσμια διάρθρωση του Internet, διασύνδεση των παρόχων υπηρεσιών Internet (Internet Service Providers – ISPs), το Border Gateway Protocol (BGP) (4) Διαχείριση δικτύων TCP/IP (Intranet/Internet) με τα πρωτόκολλα SNMP (5) Διαχείριση και λειτουργία σε επίπεδα πρωτοκόλλων χαμηλότερα του IP, μεταγωγή Ethernet και εικονικά τοπικά δίκτυα (VLAN) (6) Αυτοματοποιημένες διεργασίες καταγραφής (monitoring, πρωτόκολλα NetFlow και sFlow), τηλεμετρίας (streaming telemetry και In-band Network Telemetry) (7) Ο ρόλος των Data Models, δομές YANG για ευφυή προγραμματιζόμενα δικτυακά στοιχεία, διαχειριστικά εργαλεία NETCONF και RESTCONF (8) Διαχείριση ασφαλείας: Συμμετρική, ασύμμετρη και υβριδική κρυπτογραφία. Ψηφιακά πιστοποιητικά, υποδομές δημοσίου κλειδιού (Public Key Infrastructures – PKI), υποδομές ταυτοποίησης και εξουσιοδότησης (Authentication & Authorization Infrastructures – ΑΑΙ). Firewalls και ανίχνευση επιθέσεων και ανωμαλιών (9) Διαστασιολόγηση και μετρήσεις σε εικονικά και οπτικά ιδιωτικά δίκτυα (Virtual Private Networks – VPN). Αρχιτεκτονικές υπολογιστικού νέφους (Cloud Architecture), διαχείριση ενοποιημένων υποδομών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (Information & Communication Techonologies – ICT) (10) Ευφυή δίκτυα: Παροχή ολοκληρωμένων υπηρεσιών σε δίκτυα IP (Voice over IP – VoIP, Triple Play Next Generation Networks). Δίκτυα οριζόμενα από Λογισμικό (Software Defined Networks – SDN), ευφυείς διαδικασίες ελέγχου (πρωτόκολλο OpenFlow) (11) Προγραμματισμός δικτυακών συσκευών σε επίπεδο δεδομένων (data plane programmability), η γλώσσα προγραμματισμού ειδικού σκοπού P4, εφαρμογές ασφαλείας και αποδοτικής διαχείρισης κίνησης σε κέντρα δεδομένων (Data centers) (12) Network Management as a Service, Digital Twinning και εξομοίωση (emulation) σε διεθνή δίκτυα πιλοτικών δοκιμών (13) Εξέλιξη σύγχρονων δικτυακών υποδομών (fixed mobile convergence), αρχιτεκτονικές κινητής τηλεφωνίας, Internet of Things (IoT) Οι σπουδαστές ασκούνται στη χρήση εργαλείων λογισμικού διαχείρισης, τα οποία τους επιτρέπουν να κατανοήσουν τη διασύνδεση του δικτύου του Ε.Μ.Π. με ακαδημαϊκά ελληνικά και ευρωπαϊκά δίκτυα (GRNET, GÉANT). Επίσης, οι φοιτητές χρησιμοποιούν δημοφιλή εργαλεία προσομοίωσης (π.χ. Cisco Packet Tracer) και εξομοίωσης (π.χ. Oracle VirtualBox) δικτυακών υποδομών για να εξασκηθούν σε παραδοσιακές και νέες τεχνολογίες διαχείρισης δικτύων υπολογιστών. Οι εργαστηριακές ασκήσεις παρουσιάζονται στα εργαστήρια προσωπικών υπολογιστών του Ιδρύματος (PC Labs).

Διαχείριση Ενέργειας: Εισαγωγή και σημασία της διαχείρισης ενέργειας. Βασικές αρχές, εμπλεκόμενοι τομείς και οργανωτική θεώρηση της ενεργειακής διαχείρισης σε μια επιχειρησιακή μονάδα παραγωγής προϊόντων ή παροχής υπηρεσιών. Μεθοδολογία ενεργειακής επιθεώρησης. Ενεργειακό ισοζύγιο και διάγραμμα «Sankey». Οικονομική αξιολόγηση ενεργειακών επενδύσεων. Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας. Σύγχρονοι χρηματοδοτικοί μηχανισμοί ενεργειακών έργων και ο ρόλος των Επιχειρήσεων Ενεργειακών Υπηρεσιών (ΕΕΥ). Κανονισμός Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κτιρίων (ΚΕΝΑΚ). Χρήση καταγραφικού εξοπλισμού για ενεργειακές επιθεωρήσεις. Μελέτες περιπτώσεων για ενεργειακές επιθεωρήσεις (κτίρια πολυτεχνείου, νοσοκομειακή μονάδα, ξενοδοχείο, κ.λπ.). Μεθοδολογία Monitoring & Targeting. Πληροφοριακά συστήματα ενεργειακής διαχείρισης. Δείκτες ενεργειακής απόδοσης κτιρίων. Περιβαλλοντική Πολιτική: Κλιματική αλλαγή και εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Περιβαλλοντική και κλιματική πολιτική από το Πρωτόκολλο του Κιότο μέχρι τη συμφωνία του Παρισιού. Υποστήριξη Αποφάσεων Χάραξης Ενεργειακής και Περιβαλλοντικής Πολιτικής. Βασικές αρχές της νομοθεσίας περιβάλλοντος και ανάλυση περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Μοντέλα και Τεχνικές Αξιολόγησης Ενεργειακών και Περιβαλλοντικών Πολιτικών. Εργαστηριακές ασκήσεις για εξοικείωση των φοιτητών στη χρήση καταγραφικού εξοπλισμού για τη διενέργεια ενεργειακών επιθεωρήσεων και για τη διενέργεια ενεργειακής επιθεώρησης με χρήση κατάλληλου διαδικτυακού εργαλείου.

Επισκόπηση τεχνολογιών δικτύων για υπηρεσίες πολυμέσων. Μεταγωγή κυκλώματος, μεταγωγή πακέτου, αναμετάδοση πλαισίου (Frame Relay), οπτική μεταγωγή. Σύγχρονη Ψηφιακή Ιεραρχία (SDH/SONET). Βρόχος Ψηφιακού Συνδρομητή (xDSL). Αρχιτεκτονικές Δικτύων Ενοποιημένων Υπηρεσιών Ευρείας Ζώνης (B-ISDN), πρότυπο αναφοράς πρωτοκόλλων, διάταξη αναφοράς πρωτοκόλλων. Στρώμα Ασύγχρονου Τρόπου Μεταφοράς (ΑΤΜ), Στρώμα Προσαρμογής στο ΑΤΜ (AAL). Χαρακτηρισμός τηλεπικοινωνιακής κίνησης και αναλυτικά πρότυπα. Διαχείριση πόρων, έλεγχος αποδοχής σύνδεσης, αλγόριθμοι ελέγχου παραμέτρων χρήσης, μορφοποίησης κίνησης, προτεραιοτήτων. Κατηγορίες υπηρεσιών φέροντος, επίδοση αλγορίθμων αποδοχής σύνδεσης, σύγκριση σχημάτων αναμονής εισόδου με εξόδου. Σηματοδοσία και συστήματα ελέγχου υπηρεσιών: SS7, Q2931, Ευφυή Δίκτυα (ΙΝ). Δίκτυα πρόσβασης, οπτικά παθητικά δίκτυα ευρείας ζώνης (ΡΟΝ). Τοπικά και Μητροπολιτικά Δίκτυα Υψηλών Ταχυτήτων. Μεταγωγή ετικέτας πολλαπλών προορισμών (ΜPLS). Διασύνδεση και διαλειτουργικότητα δικτύων, ποιότητα υπηρεσίας. Μηχανική μάθηση και δίκτυα επικοινωνιών ευρείας ζώνης.

Εισάγονται τα διάφορα υποσυστήματα μιας δορυφορικής ζεύξης και εξετάζεται η γεωμετρική θεώρηση της κίνησης των γεωσύγχρονων και γεωστατικών δορυφόρων με έμφαση στους δεύτερους. Αναπτύσσονται επιμέρους θέματα του δορυφορικού διαύλου (π.χ. δορυφορικές κεραίες), ενώ παράλληλα η δορυφορική ζεύξη αναλύεται σε όρους εκπεμπόμενης και λαμβανόμενης ισχύος, σηματοθορυβικών σχέσεων και επιδράσεως τυχαίων παραγόντων. Γίνεται μία σύντομη ανασκόπηση των αναλογικών μεθόδων διαμόρφωσης και στην συνέχεια εξετάζονται λεπτομερώς οι ψηφιακοί τρόποι διαμόρφωσης καθώς και η υλοποίησή τους σε δορυφορικά συστήματα επικοινωνιών. Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στο προσαρμοσμένο φίλτρο και στον υπολογισμό της πιθανότητας λάθους σε ψηφιακά τηλεπικοινωνιακά συστήματα. Εξετάζεται λεπτομερώς ο δορυφορικός αναμεταδότης. Δίνεται έμφαση στην επεξεργασία του δορυφορικού σήματος στον αναμεταδότη καθώς και στην επίδραση της μη γραμμικότητας των δορυφορικών ενισχυτών. Αναπτύσσονται τα δορυφορικά δίκτυα με έμφαση στις τρεις μεθόδους πολλαπλής προσπέλασης, διαίρεσης συχνότητας (FDMA), διαίρεσης χρόνου (TDMA), διαίρεσης κώδικα (CDMA).

Το μάθημα αποτελεί μία εξειδικευμένη περιοχή των κτηριακών βιομηχανικών εγκαταστάσεων. Αφορά την εγκατάσταση, την διαχείριση και τον ποιοτικό έλεγχο των νοσοκομειακών εγκαταστάσεων. Η ύλη του μαθήματος περιλαμβάνει τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις γενικά των νοσοκομειακών χώρων και ιδιαίτερα των χώρων επείγουσας ιατρικής, όπου η παροχή θα πρέπει να είναι αδιάλειπτη και απρόσκοπτη, όπως χειρουργεία και μονάδες εντατικής θεραπείας. Επίσης, περιλαμβάνει τις ειδικές μελέτες αντιβακτηριακού κλιματισμού, ιατρικών αερίων, αποστείρωσης – απολύμανσης, ακτινοπροστασίας και αντιστατικών δαπέδων. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει να δώσει στους φοιτητές τις απαραίτητες γνώσεις, ώστε μετά την επιτυχή περάτωση του μαθήματος να είναι ικανοί τόσο να εκπονήσουν τις απαιτούμενες ειδικές μελέτες για ένα νέο νοσοκομείο ή και γενικότερα ιατρικό χώρο, όσο και να είναι σε θέση να διαχειρίζονται και να ελέγχουν υπάρχουσες νοσοκομειακές εγκαταστάσεις. Τέλος, στόχος του μαθήματος είναι να παράσχει στον φοιτητή τη γνώση για την προστασία ασθενών επείγουσας ιατρικής, οι οποίοι είναι περισσότερο ευάλωτοι στην ηλεκτροπληξία.

Εντροπία, σχετική εντροπία και αμοιβαία πληροφορία, ιδιότητα της ασυμπτωματικής ισοκατανομής, ρυθμοί εντροπίας στοχαστικών διεργασιών, συμπίεση δεδομένων, τυχερά παίγνια και συμπίεση δεδομένων, χωρητικότητα διαύλου, διαφορική εντροπία, δίαυλος Gauss, θεωρία ρυθμού-παραμόρφωσης, θεωρία πληροφορίας και στατιστική, μέγιστη εντροπία, καθολική κωδικοποίηση πηγής, πολυπλοκότητα Kolmogorov, δικτυακή θεωρία πληροφορίας, θεωρία πληροφορίας και θεωρία χαρτοφυλακίου, ανισότητες της θεωρίας πληροφορίας.

Συγχρονισμός: Φυσικά, λογικά και διανυσματικά ρολόγια, συγχρονισμός φυσικών και λογικών ρολογιών, ο αλγόριθμος του Lamport. Κατανεμημένος συντονισμός: Αλγόριθμοι αμοιβαίου αποκλεισμού, αλγόριθμοι εκλογών, κατανεμημένη συμφωνία, διαδραστική συνέπεια, βυζαντινά πρωτόκολλα, κατανεμημένος αλγόριθμος ομοφωνίας Paxos. Δοσοληψίες και έλεγχος ταυτοχρονισμού: ιδιότητες ACID, εμφωλευμένες δοσοληψίες, αυστηρό κλείδωμα δυο φάσεων, προβλήματα ταυτόχρονων ενημερώσεων, διάταξη χρονοσφραγίδων, αισιόδοξος έλεγχος ταυτοχρονισμού. Κατανεμημένες δοσοληψίες και έλεγχος ταυτοχρονισμού: κατανεμημένες ατομικές δοσοληψίες, κατανεμημένος έλεγχος ταυτοχρονισμού, εντοπισμός αδιεξόδων, ανάνηψη από σφάλματα. Αντίγραφα δεδομένων: ανοχή σε σφάλματα, πρωτεύον/δευτερεύον αντίγραφο, παθητική/ενεργητική αντιγραφή, διαχείριση δικτυακών κατατμήσεων, υψηλή διαθεσιμότητα, επίπεδα συνέπειας, το θεώρημα CAP. Δίκτυα ομότιμων κόμβων, κατανεμημένοι πίνακες κατακερματισμού, κατανεμημένα αποθηκευτικά συστήματα, προγραμματιστικά μοντέλα κατανεμημένης επεξεργασίας Map Reduce και Bulk Syncronous Parallel.

Αριθμητικές μέθοδοι ανάλυσης και μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων χαμηλής συχνότητας με τη βοήθεια του Η/Υ. Εφαρμογή στον υπολογισμό της επιδόσεως και των παραμέτρων των ισοδυνάμων κυκλωμάτων των ηλεκτρικών μηχανών και των μετασχηματιστών. Τυλίγματα ηλεκτρικών μηχανών εναλλασσόμενου και συνεχούς ρεύματος. Υπολογισμός αρμονικών τάσεων και ΜΕΔ και επιπτώσεις στη λειτουργία των ηλεκτρικών μηχανών. Αναλυτικός υπολογισμός μαγνητικών κυκλωμάτων και συνθήκες κορεσμού, υπολογισμοί ροών σκεδάσεως. Υπολογισμοί απωλειών σιδήρου (υστέρησης και δινορρευμάτων) και χαλκού (ωμικές και δινορρευμάτων). Υπολογισμοί δυνάμεων και ροπών. Υπολογισμοί θερμικών πεδίων, θέρμανση και ψύξη ηλεκτρικών μηχανών και μετασχηματιστών. Προκαταρκτική και οριστική σχεδίαση ηλεκτρικών μηχανών και μετασχηματιστών.

Κλασική κρυπτογραφία: κρυπτοσυστήματα αντικατάστασης, Καίσαρα, Vigenere, μέθοδοι κρυπτανάλυσης. Τέλεια μυστικότητα (Shannon), one-time pad. Σημασιολογική ασφάλεια, CPA, CCA, παίγνια ασφάλειας και κρυπτογραφικές αναγωγές. Συμμετρική κρυπτογραφία. Ψευδοτυχαιότητα, κρυπτοσυστήματα ροής, γεννήτρια Blum-Blum-Shub, γεννήτρια RC4, καταχωρητές γραμμικής ανάδρασης (LFSR). Κρυπτοσυστήματα τμήματος: δίκτυα Feistel, DES, AES. Τρόποι λειτουργίας. Συναρτήσεις σύνοψης ή κατακερματισμού (hash functions): οικογένεια SHA, μέθοδος επέκτασης Merkle-Damgard, δένδρα Merkle, χρονοσήμανση, salt. Κώδικες πιστοποίησης γνησιότητας (MACs). Στοιχεία θεωρίας αριθμών: διαιρετότητα, αριθμητική υπολοίπων, τετραγωνικά υπόλοιπα, Κινέζικο Θεώρημα Υπολοίπων. Στοιχεία θεωρίας ομάδων, θεώρημα Lagrange, συνάρτηση φ του Euler. Έλεγχος πρώτων αριθμών. Κρυπτογραφία δημοσίου κλειδιού. Ανταλλαγή κλειδιού Diffie – Hellman. Κρυπτοσυστήματα RSA και Rabin, επιθέσεις. Το πρόβλημα της παραγοντοποίησης, αλγόριθμοι rho και Dixon. Το πρόβλημα του διακριτού λογαρίθμου, αλγόριθμος Shanks, ελλειπτικές καμπύλες. Το κρυπτοσύστημα El Gamal. Ψηφιακές Υπογραφές: RSA, DSS, τυφλές υπογραφές, αδιαμφισβήτητες υπογραφές. Κρυπτογραφικά πρωτόκολλα: διαμοιρασμός μυστικού, σχήματα δέσμευσης, σχήματα αναγνώρισης. Αποδείξεις μηδενικής γνώσης: Σ-πρωτόκολλα, μη διαλογικές αποδείξεις, witness indistinguishable και witness hiding protocols. Στοιχεία θεωρίας πολυπλοκότητας, μονόδρομες συναρτήσεις, η κλάση UP. Εφαρμογές και προχωρημένα θέματα: ζεύξεις (pairings), ηλεκτρονικές ψηφοφορίες, ψηφιακό χρήμα, Bitcoin, blockchain, consensus.\\\\\\\\ Το μάθημα συμπληρώνεται με γραπτές και εργαστηριακές ασκήσεις και εργασία (υπό μορφή project) με παρουσίαση και συγγραφή αναφοράς. \\\\\\\\ Εργαστήριο: ασκήσεις σχεδιασμού και υλοποίησης κρυπτογραφικών αλγορίθμων και πρωτοκόλλων σε C++ ή άλλη κατάλληλη γλώσσα προγραμματισμού.

Ορισμοί και παραδείγματα μικροσυστημάτων. Σχέση μεταξύ μικροηλεκτρονικής, μικρο-οπτικής και μικρο-ηλεκτρομηχανικής τεχνολογίας. Τεχνολογία και φυσικά μοντέλα διαδικασιών επεξεργασίας πυριτίου: Θερμικές διεργασίες και διαδικασίες νόθευσης, εναπόθεση λεπτών στρωμάτων, οπτική λιθογραφία και λιθογραφία ηλεκτρονικής δέσμης, εγχάραξη με πλάσμα. Απαιτήσεις νανοηλεκτρονικής τεχνολογίας και εξέλιξη των διεργασιών για έλεγχο στην νανοκλίμακα. Βασικά χαρακτηριστικά και φυσικές αρχές λειτουργίας αισθητήρων. Διαδικασίες μικρομηχανικής: επιφανειακή μικρομηχανική και μικρομηχανική όγκου. Παραδείγματα ολοκληρωμένης κατασκευής και λειτουργίας φυσικών και χημικών αισθητήρων. Βιοαισθητήρες και lab-on-chip. Από την μικροτεχνολογία στην νανοτεχνολογία. Μέθοδοι κατασκευής στην νανοκλίμακα, προσεγγίσεις top-down και bottom-up. Νανομετρολογία. Κατασκευή και κβαντικές ιδιότητες νανοσωματιδίων και νανονημάτων και εφαρμογές τους σε αισθητήρες.

Εισαγωγή. Κεραμικά: Φυσικοχημικές ιδιότητες και μέθοδοι παρασκευής κεραμικών. Μονωτικά, Ημιαγώγιμα και Υπεραγώγιμα κεραμικά, Κεραμικά ιοντικής αγωγιμότητας. Άμορφα κεραμικά, Ύαλοι. Νανοκεραμικά και πορώδη κεραμικά, Προηγμένα κεραμικά. Διηλεκτρικά: Ηλεκτρομονωτικά υλικά, Διηλεκτρικά υλικά πυκνωτών. Διηλεκτρικά υλικά μικροηλεκτρονικής. Ενεργά διηλεκτρικά – Σιδηροηλεκτρικά, Πιεζοηλεκτρικά και Πυροηλεκτρικά διηλεκτρικά, Ηλεκτρίτες. Φωτοβόλταϊκά υλικά. Ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης. Υγροί κρύσταλλοι.

Ανασκόπηση βασικών εννοιών και αρχιτεκτονικών νευρωνικών δικτύων (ΝΔ). Ασαφής λογική και συλλογιστική. Αρχιτεκτονικές ασαφούς και νευρωνικού ελέγχου. Ασαφής έλεγχος βασισμένος στο μοντέλο και ανάλυση ευστάθειας/βελτιστότητας με χρήση γραμμικών ανισοτήτων μητρώων (LMIs). Σθεναρός και προσαρμοστικός ευφυής (ασαφής και νευρωνικός) έλεγχος. Προσέγγιση ενισχυτικής μάθησης (reinforcement learning). Εφαρμογές σε ρομποτικά συστήματα και συστήματα ισχύος.

Εισαγωγή. Ανασκόπηση βασικών εννοιών μηχανικής μάθησης και υπολογιστικής νοημοσύνης. Μοντέλα και αρχιτεκτονικές νευρωνικών δικτύων, δυναμική συμπεριφορά, σύγκλιση και ευστάθεια, αλγόριθμοι μάθησης, υπολογιστικές δυνατότητες. Ανασκόπηση Θεωρίας Μάθησης, bias/complexity tradeoff, Πιθανώς Προσεγγιστικά Ορθή μάθηση (Probably Approximately Correct – PAC learning). Μη ομοιόμορφη μαθησιμότητα (non-uniform learnability), Πολυπλοκότητες Rademacher, συνάρτηση ανάπτυξης (growth function), διάσταση Vapnik – Chervonenkis (VC). No Free Lunch Theorem. Perceptron, πολυστρωματικό perceptron (MultiLayer Perceptron-MLP)). Βαθιά μάθηση. Βαθιά νευρωνικά δίκτυα πρόσθιας τροφοδότησης (deep feedforward neural networks). Εκπαίδευση νευρωνικών δικτύων. Συναρτήσεις κόστους (loss functions), συναρτήσεις ενεργοποίησης (activation functions), στοχαστική κάθοδος κλίσης (Stochastic Gradient Descent), βελτιστοποίηση (optimization). Υπερπροσαρμογή / υποπροσαρμογή (overfitting / underfitting), ομαλοποίηση (regularization). Επαύξηση δεδομένων (data augmentation), κανονικοποίηση παρτίδας (batch normalization). Αρχικοποίηση βαρών, προεπεξεργασία δεδομένων. Επιλογή μοντέλου, ρύθμιση υπερπαραμέτρων (hyperparameter tuning). Επικύρωση μοντέλου (model validation). Συλλογική μάθηση (ensemble learning). Συνελικτικά Νευρωνικά Δίκτυα (Convolutional Neural Networks) και παραλλαγές. Ακολουθιακά μοντέλα (sequence models). Επαναληπτικά νευρωνικά δίκτυα (Recurrent Neural Networks – RNN) και παραλλαγές (Gated Recurrent Unit – GRU, Long Short-Term Memory – LSTM, bidirectional LSTM). Μηχανισμός προσοχής (attention), self-attention, multi-head attention. Μετασχηματιστές (transformers), μετασχηματιστές όρασης (vision transformers). Ανταγωνιστική μάθηση (competitive learning), χάρτες Kohonen. Συσχετιστικά (associative) δίκτυα, δίκτυα Hopfield. Παραγωγικά μοντέλα (generative models). Περιορισμένες μηχανές Boltzman (Restricted Boltzman Machines), βαθιές μηχανές Boltzman (Deep Boltzman Machines), βαθιά δίκτυα πεποίθησης (Deep Belief Networks). Αυτοκωδικοποιητές (autoencoders), αυτοκωδικοποιητές αποθορυβοποίησης (denoising autoencoders). Αυτοκωδικοποιητές διακυμάνσεων (Variational Autoencoders – VAE). Παραγωγικά ανταγωνιστικά δίκτυα (Generative Adversarial Networks – GAN). Μοντέλα διάχυσης (diffusion models). Αυτοεπιβλεπόμενη μάθηση (self-supervised learning), αντικρουόμενη μάθηση (contrastive learning). Ημιεπιβλεπόμενη μάθηση (Semi-supervised learning). Μάθηση με μεταφορά (transfer learning), προσαρμογή πεδίου (domain adaptation), multi-task learning, few-shot learning, zero-shot learning. Ανασκόπηση βασικών εννοιών ενισχυτικής μάθησης (reinforcement learning). Βαθιά ενισχυτική μάθηση, βαθιά δίκτυα-Q (Deep Q-Networks – DQN), double DQN, dueling DQN, noisy DQN και άλλα μοντέλα. Νευρωνικά Δίκτυα Γράφων (Graph Neural Networks). Ενσωματώσεις κόμβων / γράφων (node / graph embeddings), εκπαίδευση νευρωνικών δικτύων γράφων, συνελικτικά δίκτυα γράφων (Graph Convolutional Networks), δίκτυα γράφων με μηχανισμό προσοχής (Graph Attention Networks). Επεξηγησιμότητα μοντέλων βαθιάς μάθησης. Εφαρμογές νευρωνικών δικτύων και βαθιάς μάθησης Αναλυτικές ασκήσεις και εργαστηριακή εξάσκηση στα παραπάνω αντικείμενα (Python και σχετικές βιβλιοθήκες). [helios μαθήματος](https://helios.ntua.gr/course/view.php?id=953)

Σύγκριση τεχνολογιών διαφορετικών δικτύων (ΙP, τηλεφωνία, ATM). Εισαγωγή στα Οπτικά Δίκτυα, τεχνολογία και δομικά στοιχεία δικτύων οπτικών ινών. Συστήματα οπτικής διαμόρφωσης/αποδιαμόρφωσης και συστήματα μετάδοσης υπερ-υψηλών ταχυτήτων. Σχεδίαση και τεχνολογία οπτικών διακοπτών και οπτικών πολυπλεκτών (add/drop, optical crossconnects). Εισαγωγή στα WDM δίκτυα. Στοιχεία και σχεδιασμός WDM δικτύων. Διατάξεις φωτονικών στοιχείων που χρησιμοποιούνται σε οπτικά WDM συστήματα και μοντελοποίηση. Θέματα βελτιστοποίησης κατά τον σχεδιασμό και την λειτουργία οπτικών δικτύων. Το πρόβλημα δρομολόγησης και ανάθεσης μήκους κύματος. Ο ρόλος των φυσικών εξασθενήσεων. Εργαλεία για το σχεδιασμό και τη λειτουργία οπτικών δικτύων. Δίκτυα ευέλικτου φάσματος (flex-grid) και θέματα σχεδιασμού τους. SDN δίκτυα. Έλεγχος ροής και συμφόρησης σε οπτικά δίκτυα. Προστασία και βιωσιμότητα (survivability) οπτικών δικτύων (επίπεδο ελέγχου – control plane). Οπτικά δίκτυα πρόσβασης. Οπτική και αμιγώς οπτική μεταγωγή/δρομολόγηση οπτικών πακέτων και ριπής οπτικών πακέτων. Εσωτερικά οπτικά δίκτυα για κέντρα δεδομένων.

Σκοπός του εργαστηριακού αυτού μαθήματος είναι να αποκτήσουν οι φοιτητές μια ρεαλιστική εικόνα εφαρμογής βασικών θεμάτων διοίκησης σε προβλήματα του πραγματικού κόσμου εφαρμόζοντας σε ένα σύγχρονο περιβάλλον προσομοίωσης τις αρχές διοίκησης και λήψης αποφάσεων. Οι συμμετέχοντες αναλαμβάνουν, σε ομάδες 4 έως 5 ατόμων, τη διοίκηση μιας νεοσύστατης επιχείρησης παραγωγής και εμπορίας Η/Υ και τους ανατίθενται διοικητικοί ρόλοι που αντιστοιχούν στις λειτουργίες αυτής (γενική διεύθυνση, παραγωγή, πωλήσεις, μάρκετινγκ, χρηματοοικονομική διοίκηση. Στο πλαίσιο αυτό, αναλαμβάνουν να συντάξουν και να εφαρμόσουν ένα πλήρες επιχειρηματικό σχέδιο, προκειμένου να κατανοήσουν τον τρόπο με τον οποίο συνδυάζονται και αλληλεπιδρούν οι λειτουργίες της επιχείρησης καθώς και την επίδραση του ανταγωνισμού που επιβάλλει τη συνεχή ανάλυση των συνθηκών αλλά και τη λήψη αποφάσεων σε τακτικό και σε λειτουργικό επίπεδο. Επιπλέον, πραγματοποιούνται διαλέξεις, όπου γίνεται εμβάθυνση σε σημαντικά ζητήματα της στρατηγικής διοίκησης και του επιχειρησιακού σχεδιασμού, καθώς και της διοίκησης των επιμέρους λειτουργιών μιας επιχείρησης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην παρουσίαση σχετικών πραγματικών παραδειγμάτων προερχόμενων από γνωστές επιχειρήσεις και οργανισμούς.

Το μάθημα αποτελεί την εισαγωγή του σπουδαστή στον ποιοτικό έλεγχο του εξοπλισμού των βιομηχανικών εγκαταστάσεων και υλικών. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην θεμελίωση των βασικών εννοιών του ποιοτικού ελέγχου. Παρουσιάζονται στοιχεία για τη διάκριση των δοκιμών. Παρουσιάζονται στοιχεία για τον εξοπλισμό των κυριότερων εγκαταστάσεων και τα κυριότερα σημεία ελέγχου. Παρουσιάζονται οι διάφορες μετρήσεις που γίνονται στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις και στον εξοπλισμό αυτών.

Εισαγωγή στη φυσιολογία - λειτουργική οργάνωση του σώματος. Η σημασία της υπολογιστικής προσομοίωσης στην κατανόηση της συμπεριφοράς του οργανισμού, στη διερεύνηση της παθογένειας νόσων και στη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού σύγχρονων βιοϊατρικών συστημάτων. Μοντέλο και προσομοίωση. Τεχνικές προσομοίωσης. “Insilico” Βιολογία. Διαμερισματικά μοντέλα: βασικές αρχές, εκτίμηση παραμέτρων μοντέλου, σχεδιασμός βέλτιστου πειράματος, επαλήθευση, εφαρμογές. Μέθοδοι τεχνητής νοημοσύνης για προσομοίωση και έλεγχο βιολογικών και φυσιολογικών συστημάτων. Προσομοίωση και έλεγχος καρδιαγγειακού συστήματος: προσομοίωση αρτηριακών και φλεβικών δέντρων, προσομοίωση καρδιάς, νευρικός και ορμονικός έλεγχος. Προσομοίωση και έλεγχος αναπνευστικού συστήματος: Δομή του συστήματος ελέγχου του αναπνευστικού, χημειοαντανακλαστικά μοντέλα, προσομοίωση αναπνευστικού κέντρου, μοντέλα αυτορύθμισης. Εργαστηριακές ασκήσεις σε θέματα βιοπληροφορικής, προσομοίωσης κυτταρικής ανάπτυξης καρκινικών όγκων, προσομοίωσης μεταβολικού συστήματος γλυκόζης-ινσουλίνης, υπολογιστικής νευροεπιστήμης, με έμφαση στην αξιοποίηση των αντίστοιχων μοντέλων στη σύγχρονη θεραπευτική και διαγνωστική διαδικασία.

Το μάθημα αποτελεί εμβάθυνση στα εξής θέματα: Διατάξεις παραγωγής τάσεων και ρευμάτων δοκιμής. Μετασχηματιστές δοκιμής. Ανορθωτές. Διατάξεις παραγωγής υψηλών συνεχών και κρουστικών τάσεων, αποσβεννυμένων ταλαντώσεων και κρουστικών ρευμάτων. Κατασκευαστικά και λειτουργικά στοιχεία, ισοδύναμα κυκλώματα. Οδεύοντα κύματα. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εκπαίδευση των φοιτητών μας στα εξής θέματα: Διατάξεις παραγωγής τάσεων και ρευμάτων δοκιμής. Μετασχηματιστές δοκιμής. Ανορθωτές. Διατάξεις παραγωγής υψηλών συνεχών και κρουστικών τάσεων, αποσβεννυμένων ταλαντώσεων και κρουστικών ρευμάτων. Κατασκευαστικά και λειτουργικά στοιχεία, ισοδύναμα κυκλώματα. Οδεύοντα κύματα. Τέλος, στόχο του μαθήματος αποτελεί η κατανόηση και η εξοικείωση των φοιτητών μας με τα εξής θέματα: Διατάξεις παραγωγής τάσεων και ρευμάτων δοκιμής. Μετασχηματιστές δοκιμής. Ανορθωτές. Διατάξεις παραγωγής υψηλών συνεχών και κρουστικών τάσεων, αποσβεννυμένων ταλαντώσεων και κρουστικών ρευμάτων. Κατασκευαστικά και λειτουργικά στοιχεία, ισοδύναμα κυκλώματα. Οδεύοντα κύματα.

Βασικές αρχές της προστασίας συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας από βραχυκυκλώματα φάσεων (τριφασικά, διφασικά χωρίς γη) και γης (διφασικά και μονοφασικά προς γη). Αρχές λειτουργίας και τύποι ηλεκτρονόμων. Ηλεκτρονόμοι υπερέντασης, διαφορικοί, απόστασης, κατεύθυνσης. Προστασία μετασχηματιστών και ηλεκτρικών μηχανών (γεννητριών και κινητήρων). Προστασία γραμμών, μετασχηματιστών, ζυγών, πηνίων και πυκνωτών. Προσαρμοστική προστασία δικτύων διανομής με διεσπαρμένη παραγωγή. Βασικές αρχές λειτουργίας ψηφιακών ηλεκτρονόμων. Μελέτες προστασίας με προγράμματα Η/Υ. Εργαστηριακές εφαρμογές ψηφιακών ηλεκτρονόμων.

Δοσοληψίες, ιδιότητες ACID, συντονισμός δοσοληψιών. Έλεγχος ταυτοχρονισμού, τεχνικές ταυτοχρονισμού, κλείδωμα δυο φάσεων 2PL, αναβάθμιση κλειδώματος. Τεχνικές ανάνηψης. Αλγόριθμος ARIES. Αποθήκες Δεδομένων, OLAP. Ολοκλήρωση Δεδομένων. Κατανεμημένο σύστημα αρχείων Google File System. Κατανεμημένη διαχείριση δεδομένων με Apache Spark. Αρχές παράλληλων και κατανεμημένων Βάσεων Δεδομένων.

Στοιχεία Δικαίου. Επιχειρείται μια γενική θεώρηση του δικαίου, επεξηγούνται οι βασικές νομικές έννοιες και οι κυριότερες νομικές σχέσεις οι οποίες δημιουργούνται και περιλαμβάνονται στους ακόλουθους κλάδους του Δικαίου: Δημόσιο Δίκαιο (Συνταγματικό Δίκαιο, Διοικητικό Δίκαιο) Δίκαιο της ΕΚ - Ιδιωτικό Δίκαιο - Αστικό Δίκαιο (Γενικές Αρχές, Ενοχικό Δίκαιο, Εμπράγματο Δίκαιο) - Εμπορικό Δίκαιο (Δίκαιο των Εμπορικών Πράξεων, Δίκαιο των Εταιριών, Δίκαιο των Αξιογράφων) - Εργατικά Ατυχήματα/Ευθύνη του μηχανικού. Τεχνική Νομοθεσία. Η ενότητα αυτή αφορά τη νομοθεσία για την Κατασκευή των Δημοσίων Έργων (είδη διαγωνισμών, σύναψη συμβάσεως, ανώμαλη εξέλιξη της συμβάσεως, εργοληπτικές εταιρίες κλπ.) - Κοινοτική νομοθεσία για την Κατασκευή των Δημοσίων Έργων (οδηγίες της ΕΚ, διατάγματα προσαρμογής).

Ο σκοπός του μαθήματος είναι η απόκτηση γνώσης για τις σύγχρονες τεχνικές και μεθόδους διοίκησης και διαχείρισης έργων (project organization, project management). Με τη χρήση πραγματικών περιπτώσεων (case studies), παρουσιάζονται οι βασικές διαδικασίες διοίκησης έργων με στόχο τη βελτίωση των ικανοτήτων των σπουδαστών στη συστηματική αντιμετώπιση των προβλημάτων που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια καθορισμού και σχεδιασμού ενός έργου (project initiation and design), στελέχωσης του έργου (project staffing), οργάνωσης του έργου (project organization), χρονικού και οικονομικού προγραμματισμού (time scheduling and cost management), καθώς και της αξιολόγησης των αποτελεσμάτων ενός έργου (project evaluation). Tο μάθημα παρουσιάζει τις μεθόδους και τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση και αξιολόγηση έργων και προγραμμάτων (project and programme management). Εξετάζονται οι εναλλακτικές μορφές οργάνωσης για την διαχείριση έργων, οι διαμάχες και αντιθέσεις που δημιουργούνται κατά την διάρκεια ενός υλοποίησης έργου και οι τρόποι επίλυσής τους. Παρουσιάζονται οι διαδικασίες σχεδιασμού έργων και κατασκευής δικτύων δραστηριοτήτων, που αποτελούν τον βασικό μηχανισμό μοντελοποίησης των δραστηριοτήτων ενός έργου. Η χρονική ανάλυση ενός δικτύου δραστηριοτήτων εξετάζεται με τον υπολογισμό της κρίσιμης διαδρομής, με την μέθοδο CPM, και την μέθοδο PERT. Η ανάλυση του κόστους έργου ενός γίνεται με την τεχνική CPM-Cost που διερευνά τη σχέση διάρκεια / κόστος έργου και τον υπολογισμό του βέλτιστου συνδυασμού με τεχνικές μαθηματικού προγραμματισμού. Για την ανάλυση της χρήσης εναλλακτικών πόρων χρησιμοποιούνται οι μέθοδοι RPS. Τέλος, γίνεται ειδική μνεία στις ιδιαιτερότητες διαχείρισης τεχνολογικών έργων, καθώς και στα πληροφοριακά συστήματα που χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό και τη διαχείριση έργων (π.χ. Primavera, Artemis, κλπ).

Όραμα Κινητών Επικοινωνιών του Μέλλοντος. Ενεργειακά Αποδοτικές Επικοινωνίες. Διάδοση Ραδιοκυμάτων-Απώλειες και Διάδοση για Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών (μικροκυματικών και χιλιοστομετρικών συχνοτήτων). Αναλυτικά και Εμπειρικά Ντετερμινιστικά Μοντέλα. Διαλείψεις Μεγάλης Κλίμακας-Σκίαση. Διαλείψεις Μικρής Κλίμακας και Χαρακτηρισμός Καναλιού σε Δίκτυα Επικοινωνιών Εσωτερικού και Εξωτερικού Χώρου. Κυψελωτά Συστήματα. Ανάλυση Παρεμβολών. Τεχνικές Μείωσης Παρεμβολών. Διαστασιοποίηση Κινητών Δικτύων–Ανάλυση Κίνησης Φωνής/Δεδομένων/Πολυμέσων. Χωρητικότητα σε συστήματα πολλαπλής πρόσβασης FDMA, TDMA, CDMA. Ψηφιακές Τεχνικές Διαφορισμού Συστήματα Πολλαπλών Κεραιών. Χωρο-χρονικοί Κώδικες Μετάδοσης-Σχήμα Alamouti. Επίδραση της Ακτινοβολίας των Κεραιών. Σύστημα Κινητών Επικοινωνιών 2ης, 3ης και 4ης Γενιάς. Δίκτυα Υποστήριξης/Κορμού (χιλιοστομετρικά/οπτικά). Συνεργατικές Τεχνικές και Ραδιοεπαναλήπτες. Ασφάλεια Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών. Δορυφορικές Κινητές Επικοινωνίες- Αρχές Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών 5ης Γενιάς. Τεχνολογίες Κινητού Υπολογισμού. Πρόβλημα Επιλογής Δικτύου Κινητών Επικοινωνιών και Βελτιστοποίηση Ανάθεσης Πόρων. Υπηρεσίες και Τεχνικές Εντοπισμού Θέσης σε Εσωτερικούς και Εξωτερικούς Χώρους. Ασκήσεις και Παραδείγματα για όλες τις τεχνικές ενότητες του Μαθήματος. Υπολογιστικές Ασκήσεις, Ασκήσεις Προσομοίωσης MATLAB, Εφαρμογές Βαθιάς Μάθηση σε Συστήματα Κινητού Υπολογισμού.

Εισαγωγή στην παράλληλη επεξεργασία. Αρχιτεκτονικές μοιραζόμενης και κατανεμημένης μνήμης (μηχανές συμμετρικής πολυεπεξεργασίας-SMPs, COMA, NUMA, CC-NUMA, Clusters, συστήματα πολυ-υπολογισμού-MPPs). Μέθοδοι, τεχνικές και δίκτυα διασύνδεσης (Bus-oriented, Cube, Switch Network, Mixed systems). Συστοιχίες Υπολογιστών (Clusters) ως υπερυπολογιστικά συστήματα. Αρχές παράλληλου προγραμματισμού. Σχεδιασμός και υλοποίηση παράλληλων προγραμμάτων. Τεχνικές παραλληλοποίησης, διαμέρισης υπολογισμών. Προγραμματιστικά μοντέλα ανταλλαγής μηνυμάτων και κοινού χώρου διευθύνσεων. Συγχρονισμός και ταυτόχρονη πρόσβαση σε δομές δεδομένων. Ανάπτυξη εφαρμογών παράλληλης επεξεργασίας στο εργαστήριο σε αρχιτεκτονικές με πολλαπλούς πυρήνες και επιταχυντές με χρήση OpenMP, MPI, CUDA, Cilk, κ.ά.. Αξιολόγηση επίδοσης.

Εισαγωγή στα συστήματα ραντάρ. Εξίσωση (εμβέλεια) του ραντάρ. Θεωρία ανίχνευσης σημάτων ραντάρ μέσα από θόρυβο. Θεωρία σκέδασης από διηλεκτρικά ή αγώγιμα σώματα. Σκέδαση από άπειρο κύλινδρο, σφαίρα, ημιάπειρο επίπεδο. Αριθμητικές μέθοδοι επίλυσης προβλημάτων σκέδασης. Θεωρία γεωμετρικής οπτικής και περίθλασης. Ραντάρ με συνάφεια φάσης: συνεχούς κύματος, με διαμόρφωση συχνότητας (FM), ραντάρ ανίχνευσης κινουμένων στόχων (ΜΤΙ), ραντάρ συνθετικής απεικόνισης (SAR). Δέκτης προσαρμοσμένου φίλτρου, δέκτης συσχετισμού. Συνάρτηση αβεβαιότητας (ambiguity function) για παλμούς εκπομπής ραντάρ.

Μοντέλα Περιγραφής Ενσωματωμένων Συστημάτων: Μοντέλα υπολογισμού, Γλώσσες προγραμματισμού Υψηλού Επιπέδου. Σχεδιασμός και Ανάλυση Προγράμματος/Εφαρμογής: Μοντέλα Προγράμματος, Μετασχηματισμοί υψηλού επιπέδου, Μεταφραστές για ενσωματωμένα συστήματα, Βελτιστοποίηση προγράμματος. Υλικό Ενσωματωμένων Συστημάτων: Πολυεπεξεργαστικές Αρχιτεκτονικές (MPSOC), Μονάδες επεξεργασίας, Δίκτυα και τοπολογίες διασύνδεσης, Ιεραρχίες Μνήμης, Μονάδες Διαχείρισης Μνήμης. Λογισμικό Ενσωματωμένων Συστημάτων: Ενσωματωμένα Λειτουργικά Συστήματα Πραγματικού χρόνου, χρονοδρομολόγηση σε συστήματα πραγματικού χρόνου. Υλοποίηση Ενσωματωμένων Συστημάτων-Συνσχεδιασμός Υλικού και Λογισμικού: Πλατφόρμες Σχεδιασμού, Τμηματοποίηση Υλικού και Λογισμικού, Ανάλυση Απόδοσης, Αλγόριθμοι Συν-σύνθεσης Υλικού και Λογισμικού. Επαλήθευση: Επαλήθευση υβριδικών συστημάτων, Προσομοίωση και Εξομοίωση, Δοκιμή, Προσομοίωση σφαλμάτων, Ανάλυση κινδύνων, Αξιοπιστία.

Αντικείμενο του μαθήματος είναι η σχεδίαση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται σε τηλεπικοινωνιακά συστήματα και ειδικότερα: Θεωρία ηλεκτρικού θορύβου και σχεδίαση διατάξεων που ελαχιστοποιούν το θόρυβο. Σχεδίαση ενισχυτών υψηλών συχνοτήτων (μεγιστοποίηση διαθέσιμου κέρδους, ελαχιστοποίηση θορύβου, έλεγχος ευστάθειας). Σχεδίαση μη-γραμμικών στοιχείων, πολλαπλασιαστών, μικτών, ενισχυτών ισχύος. Θεωρία μη γραμμικής ανάλυσης, τεχνική ισορροπίας αρμονικών, σειρές Voltera. Σχεδίαση ταλαντωτών, διαμορφωτών/αποδιαμορφωτών, βρόχοι κλειδώματος φάσης. Σχεδίαση ψηφιακών πομποδεκτών. Το μάθημα περιλαμβάνει και ασκήσεις για σχεδίαση ηλεκτρονικών τηλεπικοινωνιακών κυκλωμάτων με χρήση κατάλληλου CAD.

Η μελέτη της αλληλεξάρτησης μεταξύ της δομής και των τεχνικών ιδιοτήτων των ημιαγωγών και η περιγραφή και διερεύνηση του σχεδιασμού και των βιομηχανικών μεθόδων κατασκευής διατάξεων ημιαγωγών, όπως οι δίοδοι εκπομπής φωτός, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες μετατροπής της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια, κ.λπ.. Εργαστήριο και Υπολογιστικά θέματα: Μικροσκοπική παρατήρηση και υπολογισμός στοιχείων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, σχεδιασμός μιας διόδου εκπομπής φωτός, προκαταρκτικός σχεδιασμός ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος για την ηλεκτροδότηση π.χ. ενός απομονωμένου οικισμού. Πειραματικός προσδιορισμός των ηλεκτρικών παραμέτρων φωτοβολταϊκών στοιχείων διαφόρων τύπων με τη βοήθεια των χαρακτηριστικών I-V