Συνεχής έμμεση αυθεντικοποίηση χρηστών κινητού τηλεφώνου με συνδυασμό των δεδ...ISSEL
Τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα (smartphones) έχουν γίνει πλέον αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητας και οι πληροφορίες που αποθηκεύονται σε αυτά συνεχώς αυξάνονται. Προκύπτει λοιπόν το ζήτημα της ασφάλειας αυτών των συσκευών, που είναι κρίσιμο για την εξασφάλιση της προστασίας των δεδομένων του ιδιοκτήτη ενός smartphone από κακόβουλους χρήστες. Οι περισσότερες συσκευές πλέον προσφέρουν ένα επίπεδο ασφάλειας χρησιμοποιώντας διάφορους τρόπους αυθεντικοποίησης, που όμως έχουν χαρακτηριστεί ευάλωτοι και έτσι έχει δημιουργηθεί η ανάγκη για την υλοποίηση καινούργιων μεθοδολογιών. Λύση στο πρόβλημα έρχονται να δώσουν τεχνικές συνεχούς – έμμεσης αυθεντικοποίησης, δηλαδή συστήματα που εκτελούνται συνεχώς στο παρασκήνιο της συσκευής, χωρίς να χρειάζονται την εκτέλεση ενεργειών από την πλευρά του χρήστη. Τα συστήματα αυτά συνήθως χρησιμοποιούν διάφορα δεδομένα του κινητού τηλεφώνου ή άλλων συσκευών, μοντελοποιούν την συμπεριφορά του χρήστη και στην συνέχεια παρέχουν ένα μοναδικό ή συμπληρωματικό επίπεδο ασφαλείας, που εξετάζει αν η συμπεριφορά του χρήστη συμβαδίζει με αυτή του ιδιοκτήτη. Στη συγκεκριμένη εργασία, το σύστημα βασίζει τη λειτουργία του σε δεδομένα αισθητήρων που είναι ήδη εγκατεστημένοι στα περισσότερα smartphones, όπως το επιταχυνσιόμετρο, το γυροσκόπιο και η οθόνη αφής. Η συμπεριφορά του ιδιοκτήτη μοντελοποιείται με αυτά τα δεδομένα μέσω της χρήσης μοντέλων μηχανικής μάθησης που, στη συνέχεια, μπορούν να πάρουν κατάλληλες αποφάσεις. Αυτό που κάνει το εν λόγω σύστημα να ξεχωρίζει είναι η χρήση ενός συνόλου μοντέλων μηχανών διανυσμάτων υποστήριξης μίας κλάσης (One Class Support Vector Machines), με ένα εύρος τιμών για τις παραμέτρους, για κάθε τύπο δεδομένων, που παράγει την πιθανότητα μια συμπεριφορά να συμβαδίζει με αυτή του ιδιοκτήτη και στην συνέχεια καλεί ένα σύστημα εμπιστοσύνης να αποφασίσει αν θα πραγματοποιηθεί το κλείδωμα της συσκευής. Όπως αποδεικνύεται, ένα τέτοιο σύστημα είναι εύκολα υλοποιήσιμο, μπορεί να προσαρμόζεται στον τύπο δεδομένων που είναι διαθέσιμος κάθε στιγμή και έτσι μπορεί να επιφέρει σημαντικές βελτιώσεις στην αυθεντικοποίηση του χρήστη με έναν συνεχή αλλά και μη παρεμβατικό τρόπο.
Η αυξανόµενη δηµοτικότητα των κινητών τηλεφώνων (smartphones) έχει εγείρει σοβαρούς προβληµατισµούς σχετικά µε την ασφάλεια τους. Αυτό οφείλεται στο ότι σε αυτές τις συσκευές διατηρούνται πλέον ευαίσθητα προσωπικά και συχνά επαγγελµατι κά δεδοµένα και οι υπάρχοντες τρόποι αυθεντικοποίησης έχουν αποδειχθεί αναποτελε σµατικοί. Κωδικοί-µοτίβα και PIN, συγκεκριµένα, µπορούν εύκολα να αποκτηθούν από υποκλοπείς κοιτάζοντας κρυφά τις κινήσεις του ϑύµατος στην οθόνη του κινητού, ενώ όλοι οι ευρέως χρησιµοποιούµενοι τρόποι αυθεντικοποίησης, γενικότερα, προσφέρουν αυθεντικοποίηση µόνο κατά το ξεκλείδωµα της συσκευής, αφήνοντας την χωρίς καµία προστασία µετά από αυτό το στάδιο. Στη διπλωµατική αυτή, εισάγεται µια συνεχής και έµµεση προσέγγιση αυθεντικοποίησης που µπορεί να λειτουργήσει ως συµπληρω µατικός τρόπος αυθεντικοποίησης. Η προσέγγιση αυτή υποβοηθείται και ενισχύεται από την ανάπτυξη µιας µεθοδολογίας εξατοµίκευσης των κριτηρίων αυθεντικοποίησης, η οποία ϐασίζεται στον τρόπο που διαφορετικοί χρήστες συµπεριφέρονται ανάλογα µε το περιεχόµενο της οθόνης που πλοηγούνται. Αυτή η τελευταία προσθήκη µπορεί εν δεχοµένως να ϑεωρηθεί και ως η σηµαντικότερη συνεισφορά αυτής της διπλωµατικής στον τοµέα της συνεχούς και έµµεσης αυθεντικοποίησης, καθώς δεν έχουν διερευνηθεί ακόµα πολλοί τρόποι ϐελτιστοποίησης των µεθόδων αυθεντικοποίησης. Για να επιτευ χθούν αυτοί οι στόχοι, αξιοποιήθηκε µια συµπεριφορική, ϐιοµετρική ϐάση δεδοµένων, που περιέχει χειρονοµίες διαφόρων χρηστών. ∆ύο τύποι χειρονοµιών αναλύθηκαν, χειρονοµίες αγγίγµατος της οθόνης (taps) και χειρονοµίες κατά τις οποίες κινείται το δάχτυλο κατά µήκος της οθόνης (swipes), ως προς τη δυνατότητά τους να διαχωρίζουν τους χρήστες. Οι Μηχανές ∆ιανυσµάτων Υποστήριξης Μίας Κλάσης (One-Class SVM) έπαιξαν σηµαντικό ϱόλο στην ανάπτυξη αυτής της µεθοδολογίας καθώς εκπαιδεύονται µε τη χρήση χειρονοµίων ενός και µόνο χρήστη, κάτι που µπορεί να εφαρµοστεί και σε ϱεαλιστικές συνθήκες. Το πρόβληµα του καθορισµού της διακύµανσης που εµφανίζει κάθε χρήστης στη συµπεριφορά του (ϐάσει του περιεχοµένου της οθόνης που πλοη γείται) αντιµετωπίστηκε σαν πρόβληµα οµαδοποίησης, µε τη ϐοήθεια του αλγορίθµου k-means. Η µεθοδολογία αποδείχθηκε αποτελεσµατική, ειδικά κατά την ανάλυση χει ϱονοµιών swipes, και η ενσωµάτωση πληροφοριών συµπεριφοράς σε συνδυασµό µε το περιεχόµενο της οθόνης πλοήγησης µπορεί να επιφέρει σηµαντικές ϐελτιώσεις κατά την αυθεντικοποίηση χρηστών.
Continuous Implicit Authentication of smartphone users based on behavioral an...ISSEL
The increasing popularity of smartphones has raised serious safety concerns. This is due to the fact that these devices hold sensitive personal and often pro fessional information and existing authentication schemes have proven inefficient. Password patterns and PIN codes, in particular, can easily be acquired by attackers with shoulder surfing techniques, while all widely-employed user authentication mechanisms, in general, offer one-time authentication, leaving the device unpro tected after the login stage. In this thesis, a continuous and implicit authenti cation (CIA) approach is introduced that can act as a complementary authenti cation method. This approach is supplemented by developing a methodology of personalising authentication criteria by analysing how different users behave based on the context of the screen they are browsing. This last addition serves as the greatest contribution of this thesis in the field of continuous and implicit authentication, since not many ways of optimizing authentication schemes have been explored yet. As a means of pursuing the aforementioned goals, a behavioral biometrics dataset, containing several users’ gestures, was utilized. Two types of gestures were examined, swipes and taps, on how they can serve as a way of distinguishing users. One-Class SVM played a key role in developing this methodology as it allows training with the use of only one user’s gestures, something that can be deployed in real-life scenarios. The problem of determining the behavioral variance that each user indicates (based on the context of the screen he/she is browsing) was handled as a clustering problem, addressed by the k-means algorithm. The method proved to be efficient, especially when analysing swipe gestures, and the incorporation of contextual-behavioral information can offer substantial improvements in user authentication schemes.
Machine Learning: Regression with Conjugate Gradient and Levenberg Marquardt ...Angelos Alevizopoulos
Machine Learning paper on Multi-layer Perceptron: Regression with Conjugate Gradient and Levenberg Marquardt Algorithms (Presentation in Greek language).
Συνεχής έμμεση αυθεντικοποίηση χρηστών κινητού τηλεφώνου με συνδυασμό των δεδ...ISSEL
Τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα (smartphones) έχουν γίνει πλέον αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητας και οι πληροφορίες που αποθηκεύονται σε αυτά συνεχώς αυξάνονται. Προκύπτει λοιπόν το ζήτημα της ασφάλειας αυτών των συσκευών, που είναι κρίσιμο για την εξασφάλιση της προστασίας των δεδομένων του ιδιοκτήτη ενός smartphone από κακόβουλους χρήστες. Οι περισσότερες συσκευές πλέον προσφέρουν ένα επίπεδο ασφάλειας χρησιμοποιώντας διάφορους τρόπους αυθεντικοποίησης, που όμως έχουν χαρακτηριστεί ευάλωτοι και έτσι έχει δημιουργηθεί η ανάγκη για την υλοποίηση καινούργιων μεθοδολογιών. Λύση στο πρόβλημα έρχονται να δώσουν τεχνικές συνεχούς – έμμεσης αυθεντικοποίησης, δηλαδή συστήματα που εκτελούνται συνεχώς στο παρασκήνιο της συσκευής, χωρίς να χρειάζονται την εκτέλεση ενεργειών από την πλευρά του χρήστη. Τα συστήματα αυτά συνήθως χρησιμοποιούν διάφορα δεδομένα του κινητού τηλεφώνου ή άλλων συσκευών, μοντελοποιούν την συμπεριφορά του χρήστη και στην συνέχεια παρέχουν ένα μοναδικό ή συμπληρωματικό επίπεδο ασφαλείας, που εξετάζει αν η συμπεριφορά του χρήστη συμβαδίζει με αυτή του ιδιοκτήτη. Στη συγκεκριμένη εργασία, το σύστημα βασίζει τη λειτουργία του σε δεδομένα αισθητήρων που είναι ήδη εγκατεστημένοι στα περισσότερα smartphones, όπως το επιταχυνσιόμετρο, το γυροσκόπιο και η οθόνη αφής. Η συμπεριφορά του ιδιοκτήτη μοντελοποιείται με αυτά τα δεδομένα μέσω της χρήσης μοντέλων μηχανικής μάθησης που, στη συνέχεια, μπορούν να πάρουν κατάλληλες αποφάσεις. Αυτό που κάνει το εν λόγω σύστημα να ξεχωρίζει είναι η χρήση ενός συνόλου μοντέλων μηχανών διανυσμάτων υποστήριξης μίας κλάσης (One Class Support Vector Machines), με ένα εύρος τιμών για τις παραμέτρους, για κάθε τύπο δεδομένων, που παράγει την πιθανότητα μια συμπεριφορά να συμβαδίζει με αυτή του ιδιοκτήτη και στην συνέχεια καλεί ένα σύστημα εμπιστοσύνης να αποφασίσει αν θα πραγματοποιηθεί το κλείδωμα της συσκευής. Όπως αποδεικνύεται, ένα τέτοιο σύστημα είναι εύκολα υλοποιήσιμο, μπορεί να προσαρμόζεται στον τύπο δεδομένων που είναι διαθέσιμος κάθε στιγμή και έτσι μπορεί να επιφέρει σημαντικές βελτιώσεις στην αυθεντικοποίηση του χρήστη με έναν συνεχή αλλά και μη παρεμβατικό τρόπο.
Η αυξανόµενη δηµοτικότητα των κινητών τηλεφώνων (smartphones) έχει εγείρει σοβαρούς προβληµατισµούς σχετικά µε την ασφάλεια τους. Αυτό οφείλεται στο ότι σε αυτές τις συσκευές διατηρούνται πλέον ευαίσθητα προσωπικά και συχνά επαγγελµατι κά δεδοµένα και οι υπάρχοντες τρόποι αυθεντικοποίησης έχουν αποδειχθεί αναποτελε σµατικοί. Κωδικοί-µοτίβα και PIN, συγκεκριµένα, µπορούν εύκολα να αποκτηθούν από υποκλοπείς κοιτάζοντας κρυφά τις κινήσεις του ϑύµατος στην οθόνη του κινητού, ενώ όλοι οι ευρέως χρησιµοποιούµενοι τρόποι αυθεντικοποίησης, γενικότερα, προσφέρουν αυθεντικοποίηση µόνο κατά το ξεκλείδωµα της συσκευής, αφήνοντας την χωρίς καµία προστασία µετά από αυτό το στάδιο. Στη διπλωµατική αυτή, εισάγεται µια συνεχής και έµµεση προσέγγιση αυθεντικοποίησης που µπορεί να λειτουργήσει ως συµπληρω µατικός τρόπος αυθεντικοποίησης. Η προσέγγιση αυτή υποβοηθείται και ενισχύεται από την ανάπτυξη µιας µεθοδολογίας εξατοµίκευσης των κριτηρίων αυθεντικοποίησης, η οποία ϐασίζεται στον τρόπο που διαφορετικοί χρήστες συµπεριφέρονται ανάλογα µε το περιεχόµενο της οθόνης που πλοηγούνται. Αυτή η τελευταία προσθήκη µπορεί εν δεχοµένως να ϑεωρηθεί και ως η σηµαντικότερη συνεισφορά αυτής της διπλωµατικής στον τοµέα της συνεχούς και έµµεσης αυθεντικοποίησης, καθώς δεν έχουν διερευνηθεί ακόµα πολλοί τρόποι ϐελτιστοποίησης των µεθόδων αυθεντικοποίησης. Για να επιτευ χθούν αυτοί οι στόχοι, αξιοποιήθηκε µια συµπεριφορική, ϐιοµετρική ϐάση δεδοµένων, που περιέχει χειρονοµίες διαφόρων χρηστών. ∆ύο τύποι χειρονοµιών αναλύθηκαν, χειρονοµίες αγγίγµατος της οθόνης (taps) και χειρονοµίες κατά τις οποίες κινείται το δάχτυλο κατά µήκος της οθόνης (swipes), ως προς τη δυνατότητά τους να διαχωρίζουν τους χρήστες. Οι Μηχανές ∆ιανυσµάτων Υποστήριξης Μίας Κλάσης (One-Class SVM) έπαιξαν σηµαντικό ϱόλο στην ανάπτυξη αυτής της µεθοδολογίας καθώς εκπαιδεύονται µε τη χρήση χειρονοµίων ενός και µόνο χρήστη, κάτι που µπορεί να εφαρµοστεί και σε ϱεαλιστικές συνθήκες. Το πρόβληµα του καθορισµού της διακύµανσης που εµφανίζει κάθε χρήστης στη συµπεριφορά του (ϐάσει του περιεχοµένου της οθόνης που πλοη γείται) αντιµετωπίστηκε σαν πρόβληµα οµαδοποίησης, µε τη ϐοήθεια του αλγορίθµου k-means. Η µεθοδολογία αποδείχθηκε αποτελεσµατική, ειδικά κατά την ανάλυση χει ϱονοµιών swipes, και η ενσωµάτωση πληροφοριών συµπεριφοράς σε συνδυασµό µε το περιεχόµενο της οθόνης πλοήγησης µπορεί να επιφέρει σηµαντικές ϐελτιώσεις κατά την αυθεντικοποίηση χρηστών.
Continuous Implicit Authentication of smartphone users based on behavioral an...ISSEL
The increasing popularity of smartphones has raised serious safety concerns. This is due to the fact that these devices hold sensitive personal and often pro fessional information and existing authentication schemes have proven inefficient. Password patterns and PIN codes, in particular, can easily be acquired by attackers with shoulder surfing techniques, while all widely-employed user authentication mechanisms, in general, offer one-time authentication, leaving the device unpro tected after the login stage. In this thesis, a continuous and implicit authenti cation (CIA) approach is introduced that can act as a complementary authenti cation method. This approach is supplemented by developing a methodology of personalising authentication criteria by analysing how different users behave based on the context of the screen they are browsing. This last addition serves as the greatest contribution of this thesis in the field of continuous and implicit authentication, since not many ways of optimizing authentication schemes have been explored yet. As a means of pursuing the aforementioned goals, a behavioral biometrics dataset, containing several users’ gestures, was utilized. Two types of gestures were examined, swipes and taps, on how they can serve as a way of distinguishing users. One-Class SVM played a key role in developing this methodology as it allows training with the use of only one user’s gestures, something that can be deployed in real-life scenarios. The problem of determining the behavioral variance that each user indicates (based on the context of the screen he/she is browsing) was handled as a clustering problem, addressed by the k-means algorithm. The method proved to be efficient, especially when analysing swipe gestures, and the incorporation of contextual-behavioral information can offer substantial improvements in user authentication schemes.
Machine Learning: Regression with Conjugate Gradient and Levenberg Marquardt ...Angelos Alevizopoulos
Machine Learning paper on Multi-layer Perceptron: Regression with Conjugate Gradient and Levenberg Marquardt Algorithms (Presentation in Greek language).
Εφαρμογή Τεχνικών Εξόρυξης Δεδομένων για την Εξαγωγή Προτύπων Διόρθωσης σε Σφ...ISSEL
Τις τελευταίες δεκαετίες, τα έργα λογισµικού γίνονται όλο και µεγαλύτερα, χρησιµότερα και διεισδύουν σε όλο και περισσότερες πτυχές του ανθρώπινου ϐίου. Κατά την ανάπτυξη και τη συντήρηση λογισµικού, οι προγραµµατιστές σπαταλούν µεγάλο µέρος του χρόνου τους στον εντοπισµό και τη διόρθωση σφαλµάτων. Τα εργαλεία στατικής ανάλυσης κώδικα αυτοµατοποιούν τη διαδικασία εντοπισµού των σφαλµάτων. Η χρήση τους, ωστόσο, παραµένει περιορισµένη, καθώς η κατανόηση και η διόρθωση σφαλµάτων παραµένουν ευθύνες των προγραµµατιστών. Τα τελευταία χρόνια, πραγµατοποιούνται έρευνες για την εξόρυξη προτύπων διόρθωσης τέτοιων σφαλµάτων άλλα και την ανάπτυξη συστηµάτων αυτοµατοποιηµένης διόρθωσης σφαλµάτων. Οι πρώτες στοχεύουν στην κατανόηση του τρόπου που οι προγραµµατιστές αντιµετωπίζουν τέτοια προβλήµατα, και πολλές ϕορές τα αποτελέσµατα τους αποτελούν ϐάση για τις δεύτερες. Η παρούσα διπλωµατική, στοχεύει στην εξόρυξη χρήσιµων προτύπων διόρ ϑωσης σφαλµάτων για σφάλµατα που ανήκουν στους κανόνες του εργαλείου στατικής ανάλυσης PMD. Αρχικά, µέσω κατάλληλων ερωτηµάτων στο API του Github, αναζητο ύνται commits που αφορούν διορθώσεις τέτοιων σφαλµάτων και λαµβάνονται οι εκδόσεις των αρχείων πριν και µετά των αλλαγών των commits. Στη συνέχεια, µέσω εκτέλεσης του PMD στις δύο εκδόσεις, εντοπίζονται οι επιµέρους διορθώσεις και δηµιουργείται κα τάλληλο σύνολο δεδοµένων, αποτελούµενο αποκλειστικά από διορθώσεις σφαλµάτων, κανόνων του PMD. Οι επιµέρους διορθώσεις αναλύονται και µε αξιοποίηση της αναπα ϱάστασης κώδικα srcML και του αλγορίθµου απόστασης επεξεργασίας δέντρου Gumtree, είναι εφικτή η εξαγωγή µιας ακολουθίας όρων που είναι αντιπροσωπευτικοί για κάθε διόρθωση. ΄Ετσι, µε εύρεση του µήκους της µέγιστης κοινής υπακολουθίας µεταξύ δύο διορθώσεων, είναι εφικτή η ανάπτυξη ενός µοντέλου οµοιότητας για τις διορθώσεις συνολικά και κατ΄ επέκταση, η οµαδοποίηση τους και η εξαγωγή προτύπων διόρθω σης. Πραγµατοποιήθηκαν δύο διαφορετικά πειράµατα οµαδοποίησης : στο ένα αξιοποιήθηκε ο αλγόριθµος K-medoids και στο άλλο ο DBSCAN. Και στα δύο πειράµα τα, άλλα ιδιαίτερα σε αυτό µε τον DBSCAN, σχεδόν κάθε εξαγόµενη οµάδα αποτελείται κυρίως από διορθώσεις σφαλµάτων ενός κανόνα του PMD. Παράλληλα, µε τον υπο λογισµό του αριθµού των commits και των αποθετηρίων από τα οποία προέρχονται οι διορθώσεις κάθε οµάδας - προτύπου, ϕανερώνεται ότι οι περισσότερες οµάδες προκύπτουν από διορθώσεις προερχόµενες από µεγάλο αριθµό commits και αποθετηρίων. ΄Ετσι αντανακλούν τον τρόπο που αρκετοί προγραµµατιστές ϑα αντιµετώπιζαν παρόµοια προβλήµατα. Συνεπώς, τα εξαγόµενα πρότυπα ϑα µπορούσαν να αποτελέσουν αφετη ϱία για κάποιον µηχανισµό αυτοµατοποιηµένης διόρθωσης σφαλµάτων, ϐασιζόµενο στο PMD για τον εντοπισµό τους.
Applying Data Mining Techniques to Extract Fix Patterns for Static Analysis V...ISSEL
Contemporary Software products are getting larger and more complex. Dur ing the processes of software development and maintenance, developers spend a significant amount of their work time on detecting and fixing bugs. Static Analysis Tools automate the process of bug detection. Their application, however, is lim ited as the process of understanding and fixing of bugs, remains part of developer’s responsibilities. Lately, several research approaches aspire to extract useful bug fix patterns, or to automate the bug fixing process. The first approaches focus on understanding how developers face similar problems and frequently they serve as groundwork for systems for automated bug fixing. Our research aims at the extraction of useful bug fix patterns, for bugs that trigger the rules of the static analysis tool PMD. Initially, by querying the Github API, we search for commits that correspond to fixes of these categories of bugs. Both the before and after the commit versions of the commits’ files are downloaded. Then, by executing PMD on the two versions of each file, individual fixes are detected and a proper dataset is crafted. The dataset comprises fixes of bugs detectable from rules of PMD. The fixes are analyzed, and by utilizing srcML code representation and tree edit distance algorithm Gumtree, a representative sequence is extracted from each fix. Afterwards, by utilizing the metric of longest common subsequence between two sequences of two fixes, we develop a similarity scheme for the dataset’s fixes. This similarity scheme, operates as the base for the clustering of fixes and pattern extraction. In order to cluster the fixes, two separate experiments were conducted, one with K-medoids and one with the DBSCAN algorithm. In both experiments, but mostly with the DBSCAN algorithm, almost each cluster groups mostly bug fixes of a certain PMD rule. Alongside, by computing the number of commits and repositories from which the fixes of each cluster come from, it becomes obvious, that most of the clusters arise from fixes coming from a large number of commits and repositories. Thus, the extracted patterns correspond to the way in which similar problems are faced, by a number of different developers. Consequently, our extracted patterns, can be utilized as groundwork for an automated bug fixing system, where PMD will serve for bug detection.
Punctual fault identification through Machine Learning techniquesISSEL
The technology uprising in the premises of the 4th industrial revolution has led to the modernization of the maintenance field and the migration from preventive to predictive maintenance through machine learning methods and techniques. This diploma thesis aims, through research of classical and state of the art algorithms in the timeseries anomaly detection and classification domain, to the development of a user friendly and accurate tool of fault identification. To achieve this, it is essential to research for the most suitable machine learning techniques and consequently implement, adjust and evaluate their results in a real industrial environment.
Έγκαιρη ταυτοποίηση βλαβών με αλγόριθμους Μηχανικής MάθησηςISSEL
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας και την είσοδο στην 4η βιομηχανική επανάσταση, ο τομέας της μηχανολογικής συντήρησης επεκτείνεται καθώς μεταβαίνει από προληπτικά μέτρα σε προβλεπτικές τεχνικές που αξιοποιούν μεθόδους και μοντέλα μηχανικής μάθησης. Η κείμενη διπλωματική εργασία στοχεύει μέσα από έρευνα και εφαρμογή κλασσικών και καινοτόμων τεχνικών στον τομέα της ανίχνευσης ανωμαλιών και ταξινόμησης χρονοσειρών να υλοποιήσει ένα εύχρηστο και αξιόπιστο εργαλείο ταυτοποίησης βλαβών. Μια τέτοια υλοποίηση προϋποθέτει την έρευνα διαθέσιμων τεχνικών μηχανικής μάθησης, την υλοποίηση και προσαρμογή τους σε ένα πραγματικό βιομηχανικό περιβάλλον, και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων στον επιτρεπόμενο βαθμό.
Gougousis Dimitris: Development of an automated machine learning system for p...Manos Tsardoulias
The benefits of machine learning are undeniable in most, if not all the aspects of human activity. From weather forecasting to classifying a tumor as benign or malignant the use of machine learning speeds up and facilitates solving the problem at hand. However, the deployment of the most suitable machine learning model for the problem at hand is a time consuming process that requires knowledge gained through experience and continuous practice on the subject. The aforementioned obstacles can be removed by means of automated machine learning which, as the name suggests, attempts to automate the development process of machine learning models, and thus the benefits of the former to become broadly available. Contributing towards that end is the field of meta-learning, which studies the performance of different machine learning models in a wide range of tasks and uses this experience to "predict" the most suitable model for a given task, avoiding the process of trial and error. This thesis deals with the task of automating machine learning by employing meta-learning techniques specifically for regression problems. The aim of this work is the development of a system able to decide the exact optimal values for the hyperparameters of three algorithms, given the data to process. In that way a great deal of time is saved during the deployment of the model and the use of machine learning becomes available to more groups of people.
System Development for Prediction of Static Analysis Metrics of Source CodeISSEL
Nowadays, the pace of technological development and the uninterrupted use of online sources have resulted in rapid software development processes. In the numerous projects that are constantly being implemented, what is becoming more and more evident is the smooth development of the source code around a number of criteria that define its quality. This problem is especially magnified when there are dilemmas of reusing snippets of code and doubts arise about the best choice. Therefore, such issues make it necessary to assess the quality of code fragments that are candidates for reuse based on their maintainability. The process of evaluating the quality of the source code of a software project is a time consuming and costly operation, as it involves a high degree of complexity depending on the languages the project has been implemented in and its scope. At the same time, the contribution of many developers to a project always increases the difficulties of correct evaluation. Consequently, such issues require techniques and tools that take into account multiple parameters in order to rigorously and reasonably assess the quality of a project in terms of its maintainability. One of the most prevalent techniques is the analysis of source code using static metrics that rigorously evaluate the characteristics of the software project. This is what this thesis is based on, as it focuses on static source code analysis and methods that will contribute to the evaluation of software quality through them. This is done as long as there is the availability of open source projects in repositories such as GitHub and can be used to build tools aiming at solving the issue. The static analysis of open-source projects through metrics is the basis of the system designed in the current thesis. The system designed and built in this thesis is to create a reliable and functionally useful process that is capable of predicting the future values of static analysis metrics. This tool essentially attempts to detect patterns of behavior of static metrics for past metrics and predict similar behavior in the future using memory. This is implemented using LSTM and GRU networks as their architecture focuses on holding information in memory for long periods of time. Since software production is growing at an increasingly rapid pace, such a tool will be a key element in a smooth and well-guided source code development path.
Ανάπτυξη συστήματος πρόβλεψης της εξέλιξης των μετρικών στατικής ανάλυσης πηγ...ISSEL
Στις μέρες μας, ο ρυθμός ανάπτυξης της τεχνολογίας και η αδιάλειπτη χρήση του διαδικτύου έχουν ως αποτέλεσμα την εξέλιξη της διαδικασίας ανάπτυξης λογισμικού με ταχύτατους ρυθμούς. Στα πολυάριθμα έργα που υλοποιούνται συνεχώς, αυτό που προβληματίζει όλο και περισσότερο τους ειδικούς στον τομέα, είναι η ομαλή ανάπτυξη του πηγαίου κώδικα γύρω από ένα πλήθος κριτηρίων που ορίζουν την ποιότητά του. Αυτό το πρόβλημα διογκώνεται κυρίως όταν υπάρχουν διλήμματα επαναχρησιμοποίησης τμημάτων κώδικα και προκύπτουν ενδοιασμοί για τη σωστότερη επιλογή. Επομένως, τέτοιου είδους θέματα καθιστούν αναγκαία την αξιολόγηση της ποιότητας τμημάτων κώδικα που είναι υποψήφια για επαναχρησιμοποίηση βάση της συντηρησιμότητάς τους. Η διαδικασία αξιολόγησης της ποιότητας του πηγαίου κώδικα ενός έργου λογισμικού αποτελεί μια χρονοβόρα και κοστοβόρα λειτουργία, καθώς περιέχει υψηλό βαθμό περιπλοκότητας ανάλογα με τις γλώσσες που περιλαμβάνει το έργο αλλά και την έκταση του. Παράλληλα, η συμβολή πολλών και διαφορετικών προγραμματιστών στην ανάπτυξη του έργου, αποτελεί καθοριστικό παράγοντα στην αύξηση των δυσκολιών σωστής αξιολόγησης. Καθώς το έργο αναπτύσσεται, η ανάγκη για έλεγχο συντηρησιμότητας τόσο από την πλευρά του μηχανικού όσο και από την πλευρά του πελάτη γίνεται πρωταρχικός σκοπός. Συνεπώς, τέτοια ζητήματα απαιτούν τεχνικές και εργαλεία που θα λαμβάνουν υπόψιν πλήθος παραμέτρων με στόχο την αυστηρή και λογική αξιολόγηση της ποιότητας ενός έργου ως προς την συντηρησιμότητα του. Μια από τις επικρατέστερες τεχνικές είναι η ανάλυση του πηγαίου κώδικα με χρήση μετρικών που αξιολογούν με αυστηρά κριτήρια τα χαρακτηριστικά του έργου λογισμικού. Πάνω σε αυτό βασίστηκε και η παρούσα διπλωματική, καθώς εστιάζει στη στατική ανάλυση πηγαίου κώδικα και σε μεθόδους που θα συμβάλλουν στην αξιολόγηση της ποιότητας λογισμικού μέσω αυτών. Αυτό γίνεται εφόσον υπάρχει διαθεσιμότητα έργων ανοιχτού κώδικα τα οποία βρίσκονται διαθέσιμα σε αποθετήρια όπως το GitHub και μπορούν να αξιοποιηθούν για τη δημιουργία εργαλείων που στοχεύουν στην επίλυση του ζητήματος. Η στατική ανάλυση έργων ανοιχτού κώδικα μέσω μετρικών αποτελεί την βάση δεδομένων του συστήματος της παρούσας διπλωματικής. Σκοπός του συστήματος που ερευνούμε σε αυτή την διπλωματική είναι η δημιουργία μιας αξιόπιστης και λειτουργικά χρήσιμης διαδικασίας που θα είναι ικανή να προβλέπει τις μελλοντικές τιμές των μετρικών στατικής ανάλυσης. Αυτό το εργαλείο ουσιαστικά προσπαθεί να ανιχνεύσει μοτίβα συμπεριφοράς των στατικών μετρικών για μετρήσεις του παρελθόντος και να προβλέπει όμοιες συμπεριφορές στο μέλλον με χρήση της μνήμης. Η υλοποίηση αυτή γίνεται με δίκτυα LSTM και GRU καθώς η αρχιτεκτονική τους εστιάζει στην συγκράτηση πληροφοριών στη μνήμη για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Από την στιγμή που η παραγωγή λογισμικού αυξάνεται με όλο και πιο ραγδαίους ρυθμούς, ένα τέτοιο εργαλείο θα αποτελέσει βασικό στοιχείο στην ομαλή και σωστά καθοδηγούμενη πορεία ανάπτυξης του πηγαίου κώδικα.
Ένα Πλαίσιο Εξόρυξης Γράφων για την Εκτίμηση της Εξέλιξης Ακολουθιών και Εφαρ...ISSEL
Τα τελευταία χρόνια πραγματοποιούνται αξιόλογες προσπάθειες για την κατανόηση και την αντιμετώπιση γονιδιακών ασθενειών, δηλαδή ασθενειών που οφείλονται σε ανωμαλίες ή μεταλλάξεις στο γενετικό υλικό. Πρακτικά, μέσω της μελέτης του ανθρώπινου γονιδιώματος επιδιώκεται η χαρτογράφηση και η αποκωδικοποίηση αυτών των νόσων και των πολύπλοκων μηχανισμών λειτουργίας τους, κάτι που αποτελεί το πρώτο βήμα στον αγώνα τόσο για τον ακριβή καθορισμό και την κατανόηση των παραγόντων που συμβάλλουν στη γένεση και την εξέλιξή τους όσο και για την αποτελεσματική αντιμετώπιση και θεραπεία τους. Η παρούσα διπλωματική εργασία συντελεί στη μοντελοποίηση της ασθένειας της λευχαιμίας, μιας μορφής καρκίνου που προσβάλλει το αίμα ή το μυελό των οστών. Συγκεκριμένα, διαθέτοντας ένα σύνολο 251 γράφων, κάθε ένας από τους οποίους αποτυπώνει την πορεία/εξέλιξη μιας ακολουθίας ανοσοσφαιρίνης σε καρκινικά κύτταρα ενός ασθενή, στόχος είναι με τη χρήση τεχνικών εξόρυξης δεδομένων να ανακαλυφθούν χρήσιμα μοτίβα μεταξύ των δειγμάτων και να συνδεθούν μεταξύ τους για το σχηματισμό μεγαλύτερων υπερδικτύων που θα ερμηνεύουν και τη γενικότερη πορεία εξέλιξης της ασθένειας. Αρχικά, τα δεδομένα των παραπάνω γράφων τροποποιούνται κατάλληλα για την είσοδό τους στα εργαλεία της ανάλυσης και στη συνέχεια η συνολική μεθοδολογία διακλαδίζεται σε τρεις διαδικασίες. Στο πρώτο στάδιο εφαρμόζεται τεχνική Εξόρυξης Συχνών Υπογράφων (FSM) με χρήση του αλγόριθμου gSpan για την αναζήτηση υπογράφων ακριβείας που εμφανίζονται επανειλημμένα με ταυτόσημη δομή και πληροφορία σε ένα πλήθος από τα δείγματα εισόδου. Στο δεύτερο στάδιο εφαρμόζεται τεχνική Εξόρυξης Κανόνων Συσχέτισης (ARM) με χρήση του αλγόριθμου A – priori για την αναζήτηση εσωτερικών υπομοτίβων των αρχικών δειγμάτων με τη μορφή κανόνων, οι οποίοι εκφράζουν ισχυρές/πιθανές μεταβάσεις από ένα σύνολο μεταλλάξεων σε ένα επόμενο. Στο τρίτο στάδιο εφαρμόζεται εκ νέου η ίδια τεχνική σε ομαδοποιημένα πλέον υποσύνολα δειγμάτων και παρουσιάζονται συνδυασμένοι ισχυροί κανόνες που συνθέτουν υπερδίκτυα για συγκεκριμένες κατηγορίες δειγμάτων. Σε κάθε περίπτωση, όλα τα μοτίβα που αναδεικνύονται ταξινομούνται με βάση τον τύπο της ασθένειας και του γονιδίου ανοσοσφαιρίνης που προσβάλλεται. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν είναι ποικιλόμορφα. Ανιχνεύονται ολιγάριθμα μοτίβα, μέτριου ή μικρού μεγέθους αλλά μεγάλης ακρίβειας στην πρώτη περίπτωση, περισσότερα και μεγαλύτερου εύρους αλλά πιθανοτικά, στατιστικά υπολογισμένα μοτίβα στη δεύτερη περίπτωση και μεγαλύτερα συνδυαστικά μοτίβα που αναφέρονται σε κοινή κατηγορία για την τελευταία περίπτωση. Επομένως, τα κατάλληλα μοτίβα για κάθε περίσταση δύνανται να μελετηθούν και να αξιοποιηθούν για την άντληση χρήσιμων συμπερασμάτων, όπως η αναγνώριση/ταυτοποίηση μοτίβων, η κατηγοριοποίηση περιπτώσεων ασθενών, η πρόβλεψη εξέλιξης μεταλλαγμένων ακολουθιών, η εκτίμηση της κλινικής πορείας και έκβασης περιστατικών και η διαμόρφωση του κατάλληλου χειρισμού και αγωγής.
Full coverage of a priori known map from multiple robotic agentsManos Tsardoulias
Robotics is a field that gets a lot of attention in the last decades. One of the first problems that concerned researchers were robotic coverage and localization. Those problems are equally interesting today and in addition to the trivial single agent implementations, we get to see multi-agent implementations too. Those solutions are applied to different needs, for instance, military applications, urban search and rescue (USAR), perimeter surveillance. Those efforts got even more plausible in the last decade due to the increase of processing power, the fall of hardware prices and the increase of network bandwidth. The current thesis handles the problem of coordinating two agents with the goal of fully covering an a priori known space with the use of a sensor of interest. In the first chapter we present the introduction, the purpose of this thesis and the layout of the text. In the second chapter we present the state of the art concerning robotic exploration, task allocation and robotic coverage. In the third we describe the tools used specifically the hardware, ROS
and its libraries. In the fourth chapter we present the implementation used - the topological graph and the closest frontier-based coverage. In the fifth chapter results are presented and discussed. Finally we comment on the problems faced, possibilities for future work and the conclusions drawn.
For the simulation part Gazebo 3D simulator and ROS’s rviz were utilized. For the coding part Python scripting language was deployed.
Implementation of a platform for assessing indoor spaces regarding their frie...ISSEL
This thesis presents an innovative tool specifically designed to assess the dementia friendliness of indoor spaces. With the rise in dementia cases globally, the need to adapt environments to the unique needs of those affected is becoming increasingly important. This research focuses on evaluating how friendly and suitable these spaces are for individuals with dementia, with a particular emphasis on flooring. The developed tool leverages the power of deep learning and machine learning to analyze images of indoor spaces, identifying objects within these images to evaluate their suitability for dementia-friendly environments. The tool currently focuses on evaluating rugs, equipped with an easy to navigate and effective web application that allows caregivers, designers (or other users) to easily upload photos for assessment. This specialized approach ensures that users can quickly understand how these floor coverings align with dementia-friendly design principles. The tool is user-friendly and efficient, designed for quick assessment of indoor areas. Rather than suggesting changes, it rates how dementia-friendly these spaces are, providing valuable insights for caregivers and designers. This feature is essential for public places such as care homes, private residences or even hotels that aim to be dementia-friently, where creating safe, understandable, and comfortable environments for people with dementia is crucial. Overall, this thesis merges technology with the principles of interior design in the context of dementia care. It offers a significant contribution to the field, providing a practical and innovative approach to assess and understand dementia-friendly environments.
Autonomous car position calculation with particle filters using traffic data ...ISSEL
As autonomous vehicle technology progresses, the need for precise real-time positioning in dynamic urban environments becomes increasingly vital. This thesis explores the utilization of particle filters to calculate the position of autonomous cars, using traffic data within a simulated environment. The primary goal is to improve accuracy and reliability in vehicle localization by integrating information from dynamic traffic conditions into the positioning algorithm. A simulated environment is employed to replicate realistic traffic scenarios, generating diverse and dynamic datasets. Particle filters are implemented as a probabilistic framework, assimilating information from various sources such as sensor data and traffic patterns to estimate the vehicle’s position. Through extensive experimentation, the efficacy of the proposed approach is assessed across diverse traffic conditions and scenarios. Results indicate that real time traffic data significantly enhances the precision and robustness of autonomous car positioning. The particle filter algorithm seamlessly adapts to changing traffic situations, demonstrating its potential for practical implementation in autonomous driving systems. Additionally, the thesis investigates the influence of different parameters and configurations on the particle filter algorithm’s performance. Insights gained from these studies contribute to optimizing the algorithm for a range of urban driving conditions. In summary, this research advances autonomous vehicle positioning by introducing an innovative approach that integrates particle filters with traffic data in a simulated environment. The findings hold implications for developing more accurate and adaptable autonomous navigation systems, laying the foundation for safer and more reliable self-driving vehicles in intricate urban settings.
Εφαρμογή Τεχνικών Εξόρυξης Δεδομένων για την Εξαγωγή Προτύπων Διόρθωσης σε Σφ...ISSEL
Τις τελευταίες δεκαετίες, τα έργα λογισµικού γίνονται όλο και µεγαλύτερα, χρησιµότερα και διεισδύουν σε όλο και περισσότερες πτυχές του ανθρώπινου ϐίου. Κατά την ανάπτυξη και τη συντήρηση λογισµικού, οι προγραµµατιστές σπαταλούν µεγάλο µέρος του χρόνου τους στον εντοπισµό και τη διόρθωση σφαλµάτων. Τα εργαλεία στατικής ανάλυσης κώδικα αυτοµατοποιούν τη διαδικασία εντοπισµού των σφαλµάτων. Η χρήση τους, ωστόσο, παραµένει περιορισµένη, καθώς η κατανόηση και η διόρθωση σφαλµάτων παραµένουν ευθύνες των προγραµµατιστών. Τα τελευταία χρόνια, πραγµατοποιούνται έρευνες για την εξόρυξη προτύπων διόρθωσης τέτοιων σφαλµάτων άλλα και την ανάπτυξη συστηµάτων αυτοµατοποιηµένης διόρθωσης σφαλµάτων. Οι πρώτες στοχεύουν στην κατανόηση του τρόπου που οι προγραµµατιστές αντιµετωπίζουν τέτοια προβλήµατα, και πολλές ϕορές τα αποτελέσµατα τους αποτελούν ϐάση για τις δεύτερες. Η παρούσα διπλωµατική, στοχεύει στην εξόρυξη χρήσιµων προτύπων διόρ ϑωσης σφαλµάτων για σφάλµατα που ανήκουν στους κανόνες του εργαλείου στατικής ανάλυσης PMD. Αρχικά, µέσω κατάλληλων ερωτηµάτων στο API του Github, αναζητο ύνται commits που αφορούν διορθώσεις τέτοιων σφαλµάτων και λαµβάνονται οι εκδόσεις των αρχείων πριν και µετά των αλλαγών των commits. Στη συνέχεια, µέσω εκτέλεσης του PMD στις δύο εκδόσεις, εντοπίζονται οι επιµέρους διορθώσεις και δηµιουργείται κα τάλληλο σύνολο δεδοµένων, αποτελούµενο αποκλειστικά από διορθώσεις σφαλµάτων, κανόνων του PMD. Οι επιµέρους διορθώσεις αναλύονται και µε αξιοποίηση της αναπα ϱάστασης κώδικα srcML και του αλγορίθµου απόστασης επεξεργασίας δέντρου Gumtree, είναι εφικτή η εξαγωγή µιας ακολουθίας όρων που είναι αντιπροσωπευτικοί για κάθε διόρθωση. ΄Ετσι, µε εύρεση του µήκους της µέγιστης κοινής υπακολουθίας µεταξύ δύο διορθώσεων, είναι εφικτή η ανάπτυξη ενός µοντέλου οµοιότητας για τις διορθώσεις συνολικά και κατ΄ επέκταση, η οµαδοποίηση τους και η εξαγωγή προτύπων διόρθω σης. Πραγµατοποιήθηκαν δύο διαφορετικά πειράµατα οµαδοποίησης : στο ένα αξιοποιήθηκε ο αλγόριθµος K-medoids και στο άλλο ο DBSCAN. Και στα δύο πειράµα τα, άλλα ιδιαίτερα σε αυτό µε τον DBSCAN, σχεδόν κάθε εξαγόµενη οµάδα αποτελείται κυρίως από διορθώσεις σφαλµάτων ενός κανόνα του PMD. Παράλληλα, µε τον υπο λογισµό του αριθµού των commits και των αποθετηρίων από τα οποία προέρχονται οι διορθώσεις κάθε οµάδας - προτύπου, ϕανερώνεται ότι οι περισσότερες οµάδες προκύπτουν από διορθώσεις προερχόµενες από µεγάλο αριθµό commits και αποθετηρίων. ΄Ετσι αντανακλούν τον τρόπο που αρκετοί προγραµµατιστές ϑα αντιµετώπιζαν παρόµοια προβλήµατα. Συνεπώς, τα εξαγόµενα πρότυπα ϑα µπορούσαν να αποτελέσουν αφετη ϱία για κάποιον µηχανισµό αυτοµατοποιηµένης διόρθωσης σφαλµάτων, ϐασιζόµενο στο PMD για τον εντοπισµό τους.
Applying Data Mining Techniques to Extract Fix Patterns for Static Analysis V...ISSEL
Contemporary Software products are getting larger and more complex. Dur ing the processes of software development and maintenance, developers spend a significant amount of their work time on detecting and fixing bugs. Static Analysis Tools automate the process of bug detection. Their application, however, is lim ited as the process of understanding and fixing of bugs, remains part of developer’s responsibilities. Lately, several research approaches aspire to extract useful bug fix patterns, or to automate the bug fixing process. The first approaches focus on understanding how developers face similar problems and frequently they serve as groundwork for systems for automated bug fixing. Our research aims at the extraction of useful bug fix patterns, for bugs that trigger the rules of the static analysis tool PMD. Initially, by querying the Github API, we search for commits that correspond to fixes of these categories of bugs. Both the before and after the commit versions of the commits’ files are downloaded. Then, by executing PMD on the two versions of each file, individual fixes are detected and a proper dataset is crafted. The dataset comprises fixes of bugs detectable from rules of PMD. The fixes are analyzed, and by utilizing srcML code representation and tree edit distance algorithm Gumtree, a representative sequence is extracted from each fix. Afterwards, by utilizing the metric of longest common subsequence between two sequences of two fixes, we develop a similarity scheme for the dataset’s fixes. This similarity scheme, operates as the base for the clustering of fixes and pattern extraction. In order to cluster the fixes, two separate experiments were conducted, one with K-medoids and one with the DBSCAN algorithm. In both experiments, but mostly with the DBSCAN algorithm, almost each cluster groups mostly bug fixes of a certain PMD rule. Alongside, by computing the number of commits and repositories from which the fixes of each cluster come from, it becomes obvious, that most of the clusters arise from fixes coming from a large number of commits and repositories. Thus, the extracted patterns correspond to the way in which similar problems are faced, by a number of different developers. Consequently, our extracted patterns, can be utilized as groundwork for an automated bug fixing system, where PMD will serve for bug detection.
Punctual fault identification through Machine Learning techniquesISSEL
The technology uprising in the premises of the 4th industrial revolution has led to the modernization of the maintenance field and the migration from preventive to predictive maintenance through machine learning methods and techniques. This diploma thesis aims, through research of classical and state of the art algorithms in the timeseries anomaly detection and classification domain, to the development of a user friendly and accurate tool of fault identification. To achieve this, it is essential to research for the most suitable machine learning techniques and consequently implement, adjust and evaluate their results in a real industrial environment.
Έγκαιρη ταυτοποίηση βλαβών με αλγόριθμους Μηχανικής MάθησηςISSEL
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας και την είσοδο στην 4η βιομηχανική επανάσταση, ο τομέας της μηχανολογικής συντήρησης επεκτείνεται καθώς μεταβαίνει από προληπτικά μέτρα σε προβλεπτικές τεχνικές που αξιοποιούν μεθόδους και μοντέλα μηχανικής μάθησης. Η κείμενη διπλωματική εργασία στοχεύει μέσα από έρευνα και εφαρμογή κλασσικών και καινοτόμων τεχνικών στον τομέα της ανίχνευσης ανωμαλιών και ταξινόμησης χρονοσειρών να υλοποιήσει ένα εύχρηστο και αξιόπιστο εργαλείο ταυτοποίησης βλαβών. Μια τέτοια υλοποίηση προϋποθέτει την έρευνα διαθέσιμων τεχνικών μηχανικής μάθησης, την υλοποίηση και προσαρμογή τους σε ένα πραγματικό βιομηχανικό περιβάλλον, και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων στον επιτρεπόμενο βαθμό.
Gougousis Dimitris: Development of an automated machine learning system for p...Manos Tsardoulias
The benefits of machine learning are undeniable in most, if not all the aspects of human activity. From weather forecasting to classifying a tumor as benign or malignant the use of machine learning speeds up and facilitates solving the problem at hand. However, the deployment of the most suitable machine learning model for the problem at hand is a time consuming process that requires knowledge gained through experience and continuous practice on the subject. The aforementioned obstacles can be removed by means of automated machine learning which, as the name suggests, attempts to automate the development process of machine learning models, and thus the benefits of the former to become broadly available. Contributing towards that end is the field of meta-learning, which studies the performance of different machine learning models in a wide range of tasks and uses this experience to "predict" the most suitable model for a given task, avoiding the process of trial and error. This thesis deals with the task of automating machine learning by employing meta-learning techniques specifically for regression problems. The aim of this work is the development of a system able to decide the exact optimal values for the hyperparameters of three algorithms, given the data to process. In that way a great deal of time is saved during the deployment of the model and the use of machine learning becomes available to more groups of people.
System Development for Prediction of Static Analysis Metrics of Source CodeISSEL
Nowadays, the pace of technological development and the uninterrupted use of online sources have resulted in rapid software development processes. In the numerous projects that are constantly being implemented, what is becoming more and more evident is the smooth development of the source code around a number of criteria that define its quality. This problem is especially magnified when there are dilemmas of reusing snippets of code and doubts arise about the best choice. Therefore, such issues make it necessary to assess the quality of code fragments that are candidates for reuse based on their maintainability. The process of evaluating the quality of the source code of a software project is a time consuming and costly operation, as it involves a high degree of complexity depending on the languages the project has been implemented in and its scope. At the same time, the contribution of many developers to a project always increases the difficulties of correct evaluation. Consequently, such issues require techniques and tools that take into account multiple parameters in order to rigorously and reasonably assess the quality of a project in terms of its maintainability. One of the most prevalent techniques is the analysis of source code using static metrics that rigorously evaluate the characteristics of the software project. This is what this thesis is based on, as it focuses on static source code analysis and methods that will contribute to the evaluation of software quality through them. This is done as long as there is the availability of open source projects in repositories such as GitHub and can be used to build tools aiming at solving the issue. The static analysis of open-source projects through metrics is the basis of the system designed in the current thesis. The system designed and built in this thesis is to create a reliable and functionally useful process that is capable of predicting the future values of static analysis metrics. This tool essentially attempts to detect patterns of behavior of static metrics for past metrics and predict similar behavior in the future using memory. This is implemented using LSTM and GRU networks as their architecture focuses on holding information in memory for long periods of time. Since software production is growing at an increasingly rapid pace, such a tool will be a key element in a smooth and well-guided source code development path.
Ανάπτυξη συστήματος πρόβλεψης της εξέλιξης των μετρικών στατικής ανάλυσης πηγ...ISSEL
Στις μέρες μας, ο ρυθμός ανάπτυξης της τεχνολογίας και η αδιάλειπτη χρήση του διαδικτύου έχουν ως αποτέλεσμα την εξέλιξη της διαδικασίας ανάπτυξης λογισμικού με ταχύτατους ρυθμούς. Στα πολυάριθμα έργα που υλοποιούνται συνεχώς, αυτό που προβληματίζει όλο και περισσότερο τους ειδικούς στον τομέα, είναι η ομαλή ανάπτυξη του πηγαίου κώδικα γύρω από ένα πλήθος κριτηρίων που ορίζουν την ποιότητά του. Αυτό το πρόβλημα διογκώνεται κυρίως όταν υπάρχουν διλήμματα επαναχρησιμοποίησης τμημάτων κώδικα και προκύπτουν ενδοιασμοί για τη σωστότερη επιλογή. Επομένως, τέτοιου είδους θέματα καθιστούν αναγκαία την αξιολόγηση της ποιότητας τμημάτων κώδικα που είναι υποψήφια για επαναχρησιμοποίηση βάση της συντηρησιμότητάς τους. Η διαδικασία αξιολόγησης της ποιότητας του πηγαίου κώδικα ενός έργου λογισμικού αποτελεί μια χρονοβόρα και κοστοβόρα λειτουργία, καθώς περιέχει υψηλό βαθμό περιπλοκότητας ανάλογα με τις γλώσσες που περιλαμβάνει το έργο αλλά και την έκταση του. Παράλληλα, η συμβολή πολλών και διαφορετικών προγραμματιστών στην ανάπτυξη του έργου, αποτελεί καθοριστικό παράγοντα στην αύξηση των δυσκολιών σωστής αξιολόγησης. Καθώς το έργο αναπτύσσεται, η ανάγκη για έλεγχο συντηρησιμότητας τόσο από την πλευρά του μηχανικού όσο και από την πλευρά του πελάτη γίνεται πρωταρχικός σκοπός. Συνεπώς, τέτοια ζητήματα απαιτούν τεχνικές και εργαλεία που θα λαμβάνουν υπόψιν πλήθος παραμέτρων με στόχο την αυστηρή και λογική αξιολόγηση της ποιότητας ενός έργου ως προς την συντηρησιμότητα του. Μια από τις επικρατέστερες τεχνικές είναι η ανάλυση του πηγαίου κώδικα με χρήση μετρικών που αξιολογούν με αυστηρά κριτήρια τα χαρακτηριστικά του έργου λογισμικού. Πάνω σε αυτό βασίστηκε και η παρούσα διπλωματική, καθώς εστιάζει στη στατική ανάλυση πηγαίου κώδικα και σε μεθόδους που θα συμβάλλουν στην αξιολόγηση της ποιότητας λογισμικού μέσω αυτών. Αυτό γίνεται εφόσον υπάρχει διαθεσιμότητα έργων ανοιχτού κώδικα τα οποία βρίσκονται διαθέσιμα σε αποθετήρια όπως το GitHub και μπορούν να αξιοποιηθούν για τη δημιουργία εργαλείων που στοχεύουν στην επίλυση του ζητήματος. Η στατική ανάλυση έργων ανοιχτού κώδικα μέσω μετρικών αποτελεί την βάση δεδομένων του συστήματος της παρούσας διπλωματικής. Σκοπός του συστήματος που ερευνούμε σε αυτή την διπλωματική είναι η δημιουργία μιας αξιόπιστης και λειτουργικά χρήσιμης διαδικασίας που θα είναι ικανή να προβλέπει τις μελλοντικές τιμές των μετρικών στατικής ανάλυσης. Αυτό το εργαλείο ουσιαστικά προσπαθεί να ανιχνεύσει μοτίβα συμπεριφοράς των στατικών μετρικών για μετρήσεις του παρελθόντος και να προβλέπει όμοιες συμπεριφορές στο μέλλον με χρήση της μνήμης. Η υλοποίηση αυτή γίνεται με δίκτυα LSTM και GRU καθώς η αρχιτεκτονική τους εστιάζει στην συγκράτηση πληροφοριών στη μνήμη για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Από την στιγμή που η παραγωγή λογισμικού αυξάνεται με όλο και πιο ραγδαίους ρυθμούς, ένα τέτοιο εργαλείο θα αποτελέσει βασικό στοιχείο στην ομαλή και σωστά καθοδηγούμενη πορεία ανάπτυξης του πηγαίου κώδικα.
Ένα Πλαίσιο Εξόρυξης Γράφων για την Εκτίμηση της Εξέλιξης Ακολουθιών και Εφαρ...ISSEL
Τα τελευταία χρόνια πραγματοποιούνται αξιόλογες προσπάθειες για την κατανόηση και την αντιμετώπιση γονιδιακών ασθενειών, δηλαδή ασθενειών που οφείλονται σε ανωμαλίες ή μεταλλάξεις στο γενετικό υλικό. Πρακτικά, μέσω της μελέτης του ανθρώπινου γονιδιώματος επιδιώκεται η χαρτογράφηση και η αποκωδικοποίηση αυτών των νόσων και των πολύπλοκων μηχανισμών λειτουργίας τους, κάτι που αποτελεί το πρώτο βήμα στον αγώνα τόσο για τον ακριβή καθορισμό και την κατανόηση των παραγόντων που συμβάλλουν στη γένεση και την εξέλιξή τους όσο και για την αποτελεσματική αντιμετώπιση και θεραπεία τους. Η παρούσα διπλωματική εργασία συντελεί στη μοντελοποίηση της ασθένειας της λευχαιμίας, μιας μορφής καρκίνου που προσβάλλει το αίμα ή το μυελό των οστών. Συγκεκριμένα, διαθέτοντας ένα σύνολο 251 γράφων, κάθε ένας από τους οποίους αποτυπώνει την πορεία/εξέλιξη μιας ακολουθίας ανοσοσφαιρίνης σε καρκινικά κύτταρα ενός ασθενή, στόχος είναι με τη χρήση τεχνικών εξόρυξης δεδομένων να ανακαλυφθούν χρήσιμα μοτίβα μεταξύ των δειγμάτων και να συνδεθούν μεταξύ τους για το σχηματισμό μεγαλύτερων υπερδικτύων που θα ερμηνεύουν και τη γενικότερη πορεία εξέλιξης της ασθένειας. Αρχικά, τα δεδομένα των παραπάνω γράφων τροποποιούνται κατάλληλα για την είσοδό τους στα εργαλεία της ανάλυσης και στη συνέχεια η συνολική μεθοδολογία διακλαδίζεται σε τρεις διαδικασίες. Στο πρώτο στάδιο εφαρμόζεται τεχνική Εξόρυξης Συχνών Υπογράφων (FSM) με χρήση του αλγόριθμου gSpan για την αναζήτηση υπογράφων ακριβείας που εμφανίζονται επανειλημμένα με ταυτόσημη δομή και πληροφορία σε ένα πλήθος από τα δείγματα εισόδου. Στο δεύτερο στάδιο εφαρμόζεται τεχνική Εξόρυξης Κανόνων Συσχέτισης (ARM) με χρήση του αλγόριθμου A – priori για την αναζήτηση εσωτερικών υπομοτίβων των αρχικών δειγμάτων με τη μορφή κανόνων, οι οποίοι εκφράζουν ισχυρές/πιθανές μεταβάσεις από ένα σύνολο μεταλλάξεων σε ένα επόμενο. Στο τρίτο στάδιο εφαρμόζεται εκ νέου η ίδια τεχνική σε ομαδοποιημένα πλέον υποσύνολα δειγμάτων και παρουσιάζονται συνδυασμένοι ισχυροί κανόνες που συνθέτουν υπερδίκτυα για συγκεκριμένες κατηγορίες δειγμάτων. Σε κάθε περίπτωση, όλα τα μοτίβα που αναδεικνύονται ταξινομούνται με βάση τον τύπο της ασθένειας και του γονιδίου ανοσοσφαιρίνης που προσβάλλεται. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν είναι ποικιλόμορφα. Ανιχνεύονται ολιγάριθμα μοτίβα, μέτριου ή μικρού μεγέθους αλλά μεγάλης ακρίβειας στην πρώτη περίπτωση, περισσότερα και μεγαλύτερου εύρους αλλά πιθανοτικά, στατιστικά υπολογισμένα μοτίβα στη δεύτερη περίπτωση και μεγαλύτερα συνδυαστικά μοτίβα που αναφέρονται σε κοινή κατηγορία για την τελευταία περίπτωση. Επομένως, τα κατάλληλα μοτίβα για κάθε περίσταση δύνανται να μελετηθούν και να αξιοποιηθούν για την άντληση χρήσιμων συμπερασμάτων, όπως η αναγνώριση/ταυτοποίηση μοτίβων, η κατηγοριοποίηση περιπτώσεων ασθενών, η πρόβλεψη εξέλιξης μεταλλαγμένων ακολουθιών, η εκτίμηση της κλινικής πορείας και έκβασης περιστατικών και η διαμόρφωση του κατάλληλου χειρισμού και αγωγής.
Full coverage of a priori known map from multiple robotic agentsManos Tsardoulias
Robotics is a field that gets a lot of attention in the last decades. One of the first problems that concerned researchers were robotic coverage and localization. Those problems are equally interesting today and in addition to the trivial single agent implementations, we get to see multi-agent implementations too. Those solutions are applied to different needs, for instance, military applications, urban search and rescue (USAR), perimeter surveillance. Those efforts got even more plausible in the last decade due to the increase of processing power, the fall of hardware prices and the increase of network bandwidth. The current thesis handles the problem of coordinating two agents with the goal of fully covering an a priori known space with the use of a sensor of interest. In the first chapter we present the introduction, the purpose of this thesis and the layout of the text. In the second chapter we present the state of the art concerning robotic exploration, task allocation and robotic coverage. In the third we describe the tools used specifically the hardware, ROS
and its libraries. In the fourth chapter we present the implementation used - the topological graph and the closest frontier-based coverage. In the fifth chapter results are presented and discussed. Finally we comment on the problems faced, possibilities for future work and the conclusions drawn.
For the simulation part Gazebo 3D simulator and ROS’s rviz were utilized. For the coding part Python scripting language was deployed.
Implementation of a platform for assessing indoor spaces regarding their frie...ISSEL
This thesis presents an innovative tool specifically designed to assess the dementia friendliness of indoor spaces. With the rise in dementia cases globally, the need to adapt environments to the unique needs of those affected is becoming increasingly important. This research focuses on evaluating how friendly and suitable these spaces are for individuals with dementia, with a particular emphasis on flooring. The developed tool leverages the power of deep learning and machine learning to analyze images of indoor spaces, identifying objects within these images to evaluate their suitability for dementia-friendly environments. The tool currently focuses on evaluating rugs, equipped with an easy to navigate and effective web application that allows caregivers, designers (or other users) to easily upload photos for assessment. This specialized approach ensures that users can quickly understand how these floor coverings align with dementia-friendly design principles. The tool is user-friendly and efficient, designed for quick assessment of indoor areas. Rather than suggesting changes, it rates how dementia-friendly these spaces are, providing valuable insights for caregivers and designers. This feature is essential for public places such as care homes, private residences or even hotels that aim to be dementia-friently, where creating safe, understandable, and comfortable environments for people with dementia is crucial. Overall, this thesis merges technology with the principles of interior design in the context of dementia care. It offers a significant contribution to the field, providing a practical and innovative approach to assess and understand dementia-friendly environments.
Autonomous car position calculation with particle filters using traffic data ...ISSEL
As autonomous vehicle technology progresses, the need for precise real-time positioning in dynamic urban environments becomes increasingly vital. This thesis explores the utilization of particle filters to calculate the position of autonomous cars, using traffic data within a simulated environment. The primary goal is to improve accuracy and reliability in vehicle localization by integrating information from dynamic traffic conditions into the positioning algorithm. A simulated environment is employed to replicate realistic traffic scenarios, generating diverse and dynamic datasets. Particle filters are implemented as a probabilistic framework, assimilating information from various sources such as sensor data and traffic patterns to estimate the vehicle’s position. Through extensive experimentation, the efficacy of the proposed approach is assessed across diverse traffic conditions and scenarios. Results indicate that real time traffic data significantly enhances the precision and robustness of autonomous car positioning. The particle filter algorithm seamlessly adapts to changing traffic situations, demonstrating its potential for practical implementation in autonomous driving systems. Additionally, the thesis investigates the influence of different parameters and configurations on the particle filter algorithm’s performance. Insights gained from these studies contribute to optimizing the algorithm for a range of urban driving conditions. In summary, this research advances autonomous vehicle positioning by introducing an innovative approach that integrates particle filters with traffic data in a simulated environment. The findings hold implications for developing more accurate and adaptable autonomous navigation systems, laying the foundation for safer and more reliable self-driving vehicles in intricate urban settings.
Ανίχνευση αντικειµένων από λίγα δείγµατα µε χρήση γραφηµάτων και τεχνικών ΜΕΤ...ISSEL
Η ανίχνευση αντικειµένων από λίγα δείγµατα (FSOD) αποσκοπεί στην ανίχνευση αντικειµένων κλάσεων για τις οποίες υπάρχουν περιορισµένα δεδοµένα. Η προσαρµογή των σύγχρονων ανιχνευτών στο σενάριο περιορισµένων δεδοµένων παραµένει µια πρόκλη ση, καθώς τα περισσότερα µοντέλα απαιτούν τεράστιες ποσότητες δειγµάτων για να εκπαιδευτούν σωστά. Το FSOD αντιµετωπίζει αυτό το πρόβληµα µε την τεχνική ΜΕΤΑ εκπαίδευσης δύο κλάδων, κατά την οποία το µοντέλο εκπαιδεύεται επεισοδιακά. Χρησιµοποιώντας αυτή τη µέθοδο, ένα µοντέλο είναι σε θέση να ανιχνεύει νέες κατηγορίες δίχως ποτέ να έχει εκπαιδευτεί σε αυτές (meta-testing). Μια κοινή µέθοδος ανίχνευσης είναι η δηµιουργία προτύπων κατηγοριών από ένα σύνολο εικόνων υποστήριξης σε κάθε επεισόδιο και η εκµάθηση του τρόπου αντιστοίχησης αυτών µε κάθε εικόνα ερώτησης. Ωστόσο, οι περισσότερες προσεγγίσεις δηµιουργούν αυτά τα πρότυπα µεµονωµένα, χωϱίς να λαµβάνουν υπόψη όλες τις άλλες κλάσεις και τις συσχετίσεις τους, οι οποίες θα µπορούσαν να προσφέρουν κρίσιµη πληροφορία και να εµπλουτίσουν σηµαντικά κάθε ένα από αυτά. Στην παρούσα εργασία, προσπαθούµε να ενσωµατώσουµε αυτές τις συσχετίσεις σε ένα σύγχρονο µοντέλο χρησιµοποιώντας ένα γράφηµα προτύπων. Μέσω της αποτελεσµατικής µεταβίβασης µηνυµάτων µεταξύ όλων των κόµβων, κάθε πρότυπο εµπλουτίζεται από τους πιο παρόµοιους γείτονές του, γεγονός που µπορεί να αντισταθµίσει την περίπτωση των θορυβωδών προτύπων και να βελτιώσει την ακρίβεια ανίχνευσης νέων κλάσεων. Τα πειραµατικά αποτελέσµατα δείχνουν ότι οι προτεινόµενες µέθοδοι βελτιώνουν σηµαντικά την ακρίβεια ανίχνευσης meta-testing του βασικού µοντέλου στο PASCAL VOC σετ δεδοµένων, υπό διαφορετικό αριθµό δειγµάτων (shots) και µετρικών.
Ανάπτυξη Εφαρµογής Προφίλ Μηχανικών Λογισµικού από ∆εδοµένα Αποθετηρίων Λογισ...ISSEL
Το διευρυµένο τοπίο του λογισµικού ανοιχτού κώδικα OSS αποδεικνύει την αυξανόµενη παραγωγική δραστηριότητα των µηχανικών λογισµικού που συνεισφέρουν σε πολλαπλές πλατφόρµες και διάφορα έργα λογισµικού. Η συµµετοχή τους σε αυτά τα έργα αναδεικνύει το ευρύ ϕάσµα των δεξιοτήτων τους, από τη συγγραφή κώδικα έως τη συνεργασία τους µε άλλους µηχανικούς λογισµικού. Καθώς στο οικοσύστηµα του λογισµικού ανοιχτού κώδικα υπάρχει µια διαρκής και συνεχώς αυξανόµενη δραστηριότητα, είναι πολύ σηµαντική µια πιο ολοκληρωµένη κατανόηση των συνεισφορών και των δεξιοτήτων των µηχανικών λογισµικού. Σκοπός της παρούσας διπλωµατικής είναι να αξιοποιήσει δεδοµένα από την υποδοµή World of Code (WoC) που περιέχει συγκεντρωµένα δεδοµένα από τα περισσότερα δη µόσια συστήµατα ελέγχου εκδόσεων για να παρέχει µια πιο ολοκληρωµένη εικόνα του προφίλ ενός µηχανικού λογισµικού. Εξάγοντας, αναλύοντας και οπτικοποιώντας αυτά τα δεδοµένα, αναπτύχθηκε µια εφαρµογή που παρουσιάζει µια περιεκτική επισκόπηση των δραστηριοτήτων ενός µηχανικού στα έργα λογισµικού ανοικτού κώδικα. Η οπτική αναπαράσταση των δεδοµένων, µετατρέπει πολύπλοκα σύνολα δεδοµένων σε εύκολα κατανοητές γραφικές µορφές. Η αξιολόγηση της εφαρµογής σε ένα σύνολο µηχανικών λογισµικού δείχνει ότι πετυχαίνει τους στόχους της. Προσφέρει µια εικόνα της δραστηριότητας, του ϱόλου και των τεχνικών δεξιοτήτων ενός µηχανικού, ενισχύοντας τη διαφάνεια και την κατανόηση της συνεισφοράς του στο οικοσύστηµα του OSS.
Ανάπτυξη ∆υναµικού και Προσωποποιηµένου Συστήµατος Ερωταπαντήσεων µε Πηγή το ...ISSEL
Η Τεχνητή Νοηµοσύνη αποτελεί έναν τοµέα της τεχνολογίας που καθηµερινά πραγµατοποιεί άλµατα. Αποτελεί την αιχµή του δόρατος στην επίλυση πληθώρας προβληµάτων αλλά και στην παροχή υπηρεσιών υψηλού επιπέδου. Οι εµπορικές εφαρµογές, αν και µε απεριόριστες προοπτικές, τα τελευταία χρόνια εστιάζουν κυϱίως στη Συνοµιλητική Τεχνητή Νοηµοσύνη ή στην Τεχνητή Νοηµοσύνη Επεξεργασίας Βίντεο και Εικόνας, µε αποτέλεσµα τον ενθουσιασµό της αγοράς και των χρηστών, οι οποίοι αποκτούν όλο και µεγαλύτερες απαιτήσεις, ως προς την ποιότητα και τις δυνατότητες των εργαλείων τους. Οι συνοµιλητικοί ϐοηθοί, Chatbots, έχουν διεισδύσει στην καθηµερινότητά, µε πληθώρα µορφών και χρήσεων. Η παραδοσιακή µορφή τους, που απαντούσε ένα κλειστό σύνολο απλοϊκών ερωτήσεων, αντικαταστάθηκε από µοντέρνα συστήµατα και εφαρµογές που προτείνουν, συζητούν, συνοµιλούν, διασκεδάζουν, συµβουλεύουν. Είτε ως εφαρµογές στο κινητό του χρήστη, είτε διαθέσιµοι online, οι σύγχρονοι βοηθοί αποτελούν πλέον κοµµάτι της καθηµερινής ϱουτίνας και των εργαλείων που την καθιστούν πιο ανεκτή και ευχάριστη. Αυτή η καθολική πλέον παρουσία τους καθιστά αναγκαίο τον εκλεκτισµό αυτών των υπηρεσιών προσθέτοντας νέα στοιχεία και παραµέτρους, ανάλογα µε την εξειδίκευση κάθε χρήστη και των αναγκών του. Αυτές οι εφαρµογές, όντας συνεχώς συνδεδεµένες στο διαδίκτυο, θυσιάζουν την ιδιωτικότητα του χρήστη, καθιστώντας τον επιρρεπή σε κακόβουλο λογισµικό ή απάτες. Παράλληλα ,όµως, η πλειοψηφία αυτών των εφαρµογών αδυνατούν να χρησιµοποιήσουν τον µεγαλύτερο όγκο της πληροφορίας η οποία είναι διαθέσιµη στο διαδίκτυο, παρότι είναι συνδεδεµένες σε αυτό. Τέλος, τα υπάρχοντα συστήµατα δεν έχουν προσωποποιηµένο χαρακτήρα. Οι απαντήσεις και οι υπηρεσίες τους σπανίως προσαρµόζονται στον εκάστοτε χρήστη. Σε αυτήν τη διπλωµατική εργασία γίνεται µια προσπάθεια ανάπτυξης ενός ψηφιακού βοηθού ερωταπαντήσεων που αναζητά δυναµικά τις απαντήσεις στον ιστό. Αυτό το σύστηµα, χρησιµοποιώντας προεκπαιδευµένα µοντέλα αλλά και τεχνολογίες λογισµικού, απαντάει τις ερωτήσεις του χρήστη αξιοποιώντας το σύνολο της online πληροφορίας. Η ϕορητότητα του συστήµατος µπορεί να εξασφαλίσει µια ιδιωτική εµπειρία καθώς και απαντήσεις από εξειδικευµένες πηγές δεδοµένων. Τα πειραµατικά αποτελέσµατα αποδεικνύουν ότι το συγκεκριµένο σύστηµα είναι επαρκώς ακριβές, ενώ ταυτόχρονα επιτυγχάνει τους σκοπούς για τους οποίους αναπτύχθηκε. Θυσιάζεται η αναλυτικότητα και το συνοµιλητικό ύφος των συµβατικών ψηφιακών βοηθών, για να αξιοποιηθεί το µέγιστο πλήθος πληροφορίας. Επιπλέον, οι προεκτάσεις του συστήµατος µπορούν να οδηγήσουν σε χρήση του σε εξειδικευµένα συστήµατα όπου η πληροφορία που είναι διαθέσιµη είναι περιορισµένη και προέρχεται πάλι από το διαδίκτυο αλλά µόνο από µια συγκεκριµένη πηγή.
Ανάπτυξη Φίλτρων Ανεπιθύμητων Μηνυμάτων με Χρήση Τεχνικών Τεχνητής ΝοημοσύνηςISSEL
Το ”spamming”, δηλαδή η αποστολή ανεπιθύμητων μηνυμάτων σε πολλούς χρήστες, έχει ευνοηθεί με την ανάπτυξη των ψηφιακών επικοινωνιών και την τεχνοκεντρική στροφή στη ζωή του ανθρώπου. Οι συνθήκες αυτές, διευκολύνουν την αποστολή spam μηνυμάτων, αλλά και ο άνθρωπος είναι περισσότερο εκτεθειμένος σ’ αυτά. Ωστόσο, η ερευνητική κοινότητα έχει αναπτύξει συστήματα ανίχνευσης των ανεπιθύμητων μηνυμάτων για να προστατεύσει τους χρήστες και τον απρόσκοπτο χαρακτήρα της επικοινωνίας, που πραγματοποιείται μέσω των ψηφιακών μέσων. Η αγγλική βιβλιογραφία είναι πλούσια σε μεθόδους που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον περιορισμό του spam. Από την άλλη, η έρευνα σε άλλες γλώσσες είναι αρκετά περιορισμένη. Η παρούσα διπλωματική στοχεύει στην επέκταση των μεθόδων και συστημάτων ανίχνευσης από τα αγγλικά στα ελληνικά. Λόγω της έλλειψης διαθέσιμων ελληνικών δεδομένων, πραγματοποιείται αυτόματη μετάφραση από τα αγγλικά στα ελληνικά, με τη χρήση της υπηρεσίας μετάφρασης Google translate. Οπότε, τα ελληνικά φίλτρα ανίχνευσης, εκπαιδεύονται στα μεταφρασμένα δεδομένα. Ειδικότερα, εξετάζει διαφόρους αλγορίθμους Μηχανικής Μάθησης και Επεξεργασίας Φυσικής Γλώσσας για την ανάπτυξη των συστημάτων ανίχνευσης. Η διπλωματική, καταλήγει ότι η επανεκπαίδευση μοντέλων BERT, στα δεδομένα του προβλήματος, έχουν τις καλύτερες αποδόσεις και στις δυο γλώσσες. Επίσης, πετυχαίνουν τη μικρότερη δυνατή διαφορά στις αποδόσεις των δυο γλωσσών. Οπότε, προτείνει υλοποιήσεις που βασίζονται στo επανεκπαιδευμένo BERT για τα αγγλικά και στο Greek BERT για τα ελληνικά. Ειδικότερα υλοποιεί ένα Καθολικό Φίλτρο, που συνδυάζει τα διαθέσιμα δεδομένα, Θεματικά Φίλτρα που ανιχνεύουν συγκεκριμένες κατηγορίες spam αλλά και ένα Σύστημα Θεματικών Φίλτρων για την ανίχνευση όλων των κατηγοριών. Τελικά, μέσω της σύγκρισης των αποδόσεων των αγγλικών φίλτρων στα πρωτότυπα αγγλικά δεδομένα και των ελληνικών φίλτρων στα μεταφρασμένα ελληνικά (ανθρωπίνως και αυτοματοποιημένα), η συμβολή της μηχανικής μετάφρασης στην ανάπτυξη ελληνικού συστήματος ανίχνευσης, κρίνεται επιτυχημένη.
Ανάπτυξη Ελληνικών Μοντέλων Εντοπισμού Ρητορικής Μίσους.pptxISSEL
Η ραγδαία και συνεχής εξάπλωση των μέσων κοινωνικής δικτύωσης έχει οδηγήσει σε έξαρση της ρητορικής μίσους και της χρήσης προσβλητικής γλώσσας στη σύγχρονη εποχή. Πολλές έρευνες δείχνουν ότι η ρητορική μίσους στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης έχει δυσμενείς επιπτώσεις στην ψυχική και σωματική ευεξία των ατόμων που τα χρησιμοποιούν. Κατά συνέπεια, υπάρχει αυξανόμενη ανάγκη για την αυτοματοποίηση της ανίχνευσης της ρητορικής μίσους και του προσβλητικού περιεχομένου. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η πλειονότητα των ερευνητικών προσπαθειών επικεντρώνονται στην ανίχνευση ρητορικής μίσους στην αγγλική γλώσσα. Αυτό οφείλεται κυρίως στη διαθεσιμότητα των απαραίτητων μοντέλων και συνόλων δε δομένων για τη εκπαίδευση τους για την ανίχνευση ρητορικής μίσους. Η ανάγκη ανίχνευσης της ρητορικής μίσους σε γλώσσες εκτός της αγγλικής είναι υψίστης σημασίας. Για να γεφυρωθεί αυτό το κενό, η παρούσα εργασία στοχεύει στην αύξηση των διαθέσιμων ελληνικών δεδομένων με την δημιουργία ενός χειροκίνητα σχολιασμένου συνόλου δεδομένων που αποτελείται από ελληνικά tweets με ετικέτα που αφορά την παρουσία ή την απουσία προσβλητικού περιεχομένου. Επιπλέον, δημιουργήθηκε ένα ακόμα σετ δεδομένων από τα tweets που περιείχαν μόνο ρητορική μίσους, τα οποία επιπλέον διαχωρίστηκαν σε υποκατηγορίες ρητορικής μίσους. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούμε τα δύο νέα αυτά σύνολα δεδομένων καθώς και ένα προϋπάρχον ελληνικό σύνολο δεδομένων, εκπαιδεύουμε μοντέλα μηχανικής μάθησης, καθώς και γλωσσικά μοντέλα στηριζόμενα σε νευρωνικά δίκτυα για το ζήτημα της ανίχνευσης ρητορικής μίσους.
Σχεδιασμός και υλοποίηση πλήρους και αυτοματοποιημένου εργαλείου ελέγχων ασφά...ISSEL
Με την ολοένα και αυξανόμενη υιοθέτηση των πρακτικών DevOps και την άνοδο του Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD) στην ανάπτυξη λογισμικού, ο κύκλος ζωής ανάπτυξης λογισμικού (SDLC) έχει επιφέρει σημαντικές αλλαγές στη βιομηχανία. Αν και αυτές οι μέθοδοι προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα, παρουσιάζουν επίσης μοναδικές προ κλήσεις ασφαλείας, καθώς οι εφαρμογές που αναπτύσσονται με αυτές είναι πιο επιρρεπείς σε κυβερνοεπιθέσεις συγκριτικά με τις παραδοσιακές μεθόδους ανάπτυξης λογισμικού. Το DevSecOps, ένας συνδυασμός πρακτικών ανάπτυξης (Dev), ασφάλειας (Sec) και λειτουργιών (Ops), έχει αναδειχθεί ως μια κρίσιμη προσέγγιση στην ασφάλεια λογισμικού στο σημερινό ταχέως εξελισσόμενο τεχνολογικό τοπίο. Αυτή η μεθοδολογία είναι ουσιαστική και σχετική για διάφορους λόγους. Πρώτον, αντιμετωπίζει την αυξανόμενη ανάγκη για ασφάλεια στην ανάπτυξη λογισμικού. Καθώς οι απειλές και οι επιθέσεις στον κυβερνοχώρο γίνονται πιο εξελιγμένες, η ενσωμάτωση της ασφάλειας στον αγωγό DevOps βοηθά τους οργανισμούς να εντοπίζουν και να μετριάζουν προληπτικά τις ευπάθειες από το πρώιμο στάδιο ανάπτυξης του λογισμικού, μειώνοντας τον κίνδυνο παραβίασης δεδομένων και διακοπής λειτουργίας. Δεύτερον, η ανάγκη για ταχύτερες και συχνότερες εκδόσεις λογισμικού απαιτεί μια μετατόπιση από τις παραδοσιακές πρακτικές ασφαλείας, οι οποίες συχνά προκαλούν καθυστε ρήσεις. Το DevSecOps απλοποιεί την ασφάλεια αυτοματοποιώντας τις δοκιμές και τους ελέγχους συμμόρφωσης, επιτρέποντας τη συνεχή παράδοση (CD) χωρίς να θυσιάζεται η ασφάλεια. Επιπλέον, το DevSecOps ενθαρρύνει μια κουλτούρα κοινής ευθύνης, ενισχύοντας τη συνεργασία μεταξύ προγραμματιστών, επαγγελματιών ασφάλειας και ομάδων επιχειρήσεων. Αυτή η συλλογική προσέγγιση οδηγεί σε βελτιωμένη επικοινωνία, βελτιωμένη επίγνωση των ανη συχιών για την ασφάλεια και ταχύτερη απόκριση σε αναδυόμενες απειλές. Σε μια εποχή όπου ο ψηφιακός μετασχηματισμός βρίσκεται στην πρώτη γραμμή των επιχει ρηματικών στρατηγικών, το DevSecOps είναι απαραίτητο για τη διασφάλιση της ανθεκτικότητας, της ακεραιότητας και της εμπιστευτικότητας των συστημάτων λογισμικού. Ευθυγραμμίζει την ασφάλεια με το ρυθμό της σύγχρονης ανάπτυξης λογισμικού, καθιστώντας το ένα κρίσιμο και επίκαιρο παράδειγμα για τη διαφύλαξη των ψηφιακών δεδομένων και περιουσιακών στοιχείων. Η παρούσα διπλωματική προτείνει μια μέθοδο για τη συμπλήρωση και την αυτοματοποίηση σαρώσεων ασφάλειας έργων λογισμικού με χρήση αποκλειστικά εργαλείων ανοιχτού κώδικα (Open-source software) για την πραγματοποίηση των σαρώσεων ασφάλειας, την παρακολούθηση των αποτελεσμάτων και την αυτοματοποίηση επιδιορθώσεων ευπαθειών. Η προτεινόμενη έρευνα έχει ενσωματωθεί σε υποδομή Continuous Integration/Continuous Delivery, επιτρέποντας την αυτόματη σάρωση και επιδιόρθωση τρωτών σημείων κατά τη διαδικασία και τον κύκλο ανάπτυξης και παράδοσης του λογισμικού.
Εφαρµογή Τεχνικών Μηχανικής Μάθησης για την Ανάλυση Αλλαγών Κώδικα µε στόχο τ...ISSEL
Στη σημερινή εποχή, η ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας, έχει οδηγήσει και στη γρήγορη ανάπτυξη έργων λογισµικού πολλών γραμμών κώδικα, τα οποία έχουν επηρεάσει πολλές πτυχές της καθημερινής µας ζωής. Η αναγνωσιμότητας του κώδικα, αποτελεί χρήσιμο ποιοτικό χαρακτηριστικό ενός έργου λογισµικού. Μάλιστα, έρευνες έχουν δείξει ότι επηρεάζει το έργο τόσο κατά το στάδιο ανάπτυξής του όσο και κατά τη διάρκεια συντήρησης του έργου. Για τον σκοπό αυτό, έχουν αναπτυχθεί διάφορα μοντέλα αναγνωσιμότητας κώδικα. Κάθε ένα από αυτά τα μοντέλα βασίζεται σε διαφορετικά χαρακτηριστικά, αναλύοντας πτυχές όπως η δομή του κώδικα, η όψη του κώδικα, αλλά και το περιεχόµενο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, επιχειρούμε, βασιζόμενοι στα ήδη υπάρχοντα μοντέλα αξιολόγησης αναγνωσιμότητας κώδικα, να αναλύσουμε περαιτέρω την έννοια της αναγνωσιμότητας. Αναλύθηκαν commits χρηστών από την πλατφόρμα GitHub, τα οποία είναι συνδεδεμένα µε την αναγνωσιμότητα του κώδικα, µε βάση κάποια από τα ήδη υπάρχοντα μοντέλα αξιολόγησης αναγνωσιμότητας. Αρχικός στόχος ήταν µε βάση τα δεδοµένα που προέκυψαν από αυτά τα commits των προγραμματιστών να διερευνηθεί εάν τα commits, τα οποία ισχυρίζονται τη βελτίωση της αναγνωσιμότητας πράγματι τη βελτιώνουν, καθώς και ποιες αλλαγές ή συνδυασμός αυτών είναι υπεύθυνες για τη βελτίωση ή µη της αναγνωσιμότητας. Ένας δεύτερος στόχος, ο οποίος µας απασχόλησε ήταν εάν θα µπορούσαμε µέσα από τις διαφορές των χαρακτηριστικών του κώδικα πριν και µετά το commit να καταλάβουμε ποια μοντέλα αναγνωσιμότητας είναι ικανά να κατηγοριοποιήσουν ποιες αλλαγές έχουν πραγματοποιηθεί στον κώδικα, καθώς και να προτείνουμε ένα πιο αποδοτικό μοντέλο. Και στα δύο παραπάνω ερωτήματα για την ανάπτυξη των μοντέλων χρησιμοποιήθηκαν μετρικές από διαφορετικά μοντέλα αξιολόγησης αναγνωσιμότητας κώδικα, τα οποία συγκρίθηκαν ως προς την απόδοσή τους.
Ανάπτυξη συστήματος ιεραρχικής ομαδοποίησης και διαχείρισης κειμένων για αποκ...ISSEL
Η ανάκτηση πληροφορίας ανέκαθεν ήταν μια πλέον σημαντική πτυχή κάθε διεργασίας και δεδομένης της ταχείας αύξησης της απαίτησης γρήγορης και εύστοχης παροχής και ανάκτησης πληροφοριών, δεν είναι τίποτα παρά φυσικό να γίνεται συλλογική προσπάθεια προς την βελτιστοποίηση αυτής της διαδικασίας με οποιαδήποτε μέσα είναι διαθέσιμα, όπως η Τεχνητή Νοημοσύνη. Με αυτό τον τρόπο θα μπορεί ένας υπολογιστής να “εκπαιδευτεί” και να βοηθάει στο έργο αυτό, αντί να είναι μονάχα ένα εργαλείο για μαθηματικά πιθανοτήτων και στατιστική. Σε μία εποχή όπου τα πάντα είναι καθοδηγούμενα από την πληροφορία και τα δεδομένα, η ανάγκη για δομημένα δεδομένα και ορθή ανάκτηση πληροφορίας είναι τουλάχιστον επιτακτική. Η δομή και η οργάνωση στα δεδομένα διευκολύνει την λήψη αποφάσεων και μέσω αυτού επιβεβαιώνεται πάντα η σημασία και η συνεισφορά της τεχνητής νοημοσύνης και των μοντέλων μηχανικής μάθησης. Η εφαρμογή και η υλοποίηση μεθόδων και τεχνικών βαθιάς μάθησης μπορεί σταδιακά μπορεί να βοηθήσει στην απαλλαγή μας από την εξάρτηση από λέξεις κλειδιά και να οδεύσουμε προς την διδασκαλία της σημασιολογικής κατανόησης της φυσικής γλώσσας από τους υπολογιστές. Σε αυτό μπορεί να συνεισφέρει εν μέρει από ένα πλήρως αυτόνομο σύστημα ικανό να οργανώνει, να διαχειρίζεται και να ταξινομεί έγγραφα σημασιολογικά, με ελάχιστη εκπαίδευση. Η αξιοποίηση των δυνατοτήτων και της πολυχρηστικότητας της μάθησης και ταξινόμησης μηδενικών και λίγων βολών, καθώς και των σύγχρονων τεχνικών θεματικής μοντελοποίησης, μπορεί κανείς να αναπτύξει μια εφαρμογή που ως είσοδο λαμβάνει ακατέργαστα μη επισημειωμένα ή επεξεργασμένα δεδομένα και να επιστρέφει μια πλήρως λειτουργική εφαρμογή ερωτοαπαντήσεων. Στην προσπάθεια μεγιστοποίησης της πολυχρηστικότητας του εν λόγω συστήματος, η παρούσα διπλωματική εργασία ερευνεί και αξιολογεί την βιωσιμότητα ενός συστήματος τέτοιας φύσεως. Δεδομένου ότι ο τελικός σκοπός είναι η δομημένη πληροφορία και η αποτελεσματική ανάκτηση της, θα εξεταστεί η υπόθεση της αποκεντρωμένης προσέγγισης, καθώς μειώνονται σημαντικά οι απαιτήσεις υπολογιστικής ισχύος και αποθηκευτικού χώρου. Μέσω δοκιμών και πειραμάτων τα παραγόμενα δεδομένα φαίνεται να υποστηρίζουν την υπόθεση υπέρ ενός τέτοιου συστήματος, και δυνητικά με διάφορα πλεονεκτήματα υπέρ ενός αντίστοιχου αλλά ενιαίου συστήματος.
Ανάπτυξη γραφικής διεπαφής σε σύστημα προσομοίωσης ηλεκτρονικών αγορών με στό...ISSEL
Η συνεχής ανάπτυξη της τεχνολογίας έχει εδραιώσει τη χρήση γραφικών διεπαφών ως έναν εύχρηστο και χρήσιμο τρόπο αλληλεπίδρασης με έναν υπολογιστή. Παράλληλα η εξάπλωση του ηλεκτρονικού εμπορίου, που αποτελεί πλέον κυρίαρχο τρόπο πραγματοποίησης εμπορικών συναλλαγών, αλλάζει τα εμπορικά δεδομένα. Αυτά καθιστούν απαραίτητο τον εκσυγχρονισμό των επιχειρήσεων και την αναπροσαρμογή των πολιτικών και στρατηγικών τιμολόγησης που θα υιοθετήσουν, ώστε οι τιμές και οι προωθητικές τους ενέργειες να είναι ανταγωνιστικές, να συμβάλλουν στην επίτευξη των στόχων τους και στην μεγιστοποίηση των κερδών τους μέσα από ένα φιλικό γραφικό περιβάλλον διεπαφής. Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας γραφικής διεπαφής σε σύστημα προσομοίωσης ηλεκτρονικών αγορών με στόχο την εξέλιξη τεχνικών δυναμικής τιμολόγησης. Η γραφική διεπαφή που αναπτύσσεται περιέχει μια φόρμα συμπλήρωσης των παραμέτρων ενός αλγοριθμικού μοντέλου στρατηγικών τιμολόγησης, ένα περιβάλλον γραφικής οπτικοποίησης των εισόδων του χρήστη και ένα αντίστοιχο περιβάλλον προβολής των αποτελεσμάτων του συστήματος.
Δημιουργία Ολοκληρωμένου Συστήματος Επαλήθευσης Ορθότητας ΙσχυρισμώνISSEL
Βασικό χαρακτηριστικό της σημερινής εποχής είναι η ταχύτατη διακίνηση της πληροφορίας. Η ποικιλία και ο τεράστιος όγκος των μεταδιδόμενων πληροφοριών δεν επιτρέπουν πάντα τον έλεγχο της εγκυρότητάς τους πριν τη μαζική αναπαραγωγή τους, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται έντονα το φαινόμενο της παραπληροφόρησης. Παλαιότερα ο έλεγχος των ειδήσεων πραγματοποιούνταν χειροκίνητα, ωστόσο πλέον η ανάγκη ανάπτυξης αυτόματων συστημάτων διασταύρωσης της πληροφορίας κρίνεται επιτακτική. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αναπτύσσεται ένα end to end σύστημα ανίχνευσης ψευδών ειδήσεων, το οποίο αποτελείται από επιμέρους εξαρτήματα που ακολουθούν την παρακάτω συλλογιστική πορεία. Σε πρώτη φάση ανιχνεύονται προτάσεις που αξίζει να ελεγχθούν ως προς την ορθότητά τους. Για κάθε μία από αυτές, συγκεντρώνεται ένας αριθμός εγγράφων από μια βάση ‘αλήθειας’, τα οποία λειτουργούν ως αποδεικτικά στοιχεία. Τέλος, με βάση τα παραπάνω αποδεικτικά έγγραφα λαμβάνεται μία απόφαση σχετικά με την εγκυρότητα των προτάσεων που επιλέγονται. Για τη δημιουργία του παραπάνω συστήματος αξιοποιείται το σύνολο δεδομένων FEVER, το οποίο περιέχει προτάσεις γενικού ενδιαφέροντος. Εξετάζεται η απόδοση των προ-εκπαιδευμένων μοντέλων BERT, RoBERTa, DistilBERT και SqueezeBERT τα οποία εκπαιδεύονται σε τμήμα του συνόλου. Διερευνάται η επιρροή του ρυθμού και του αριθμού εποχών εκπαίδευσης στην επίδοσή τους, καθώς και η συμπεριφορά τους σε απλές και σύνθετες διεργασίες, όπως είναι ο εντοπισμός των προτάσεων προς εξέταση και η επαλήθευσή τους αντίστοιχα. Για την ανάκτηση των απαραίτητων εγγράφων που χρησιμοποιούνται για την επαλήθευση της ορθότητας των προτάσεων, αξιοποιούνται αλγόριθμοι που στηρίζονται στα λεξιλογικά χαρακτηριστικά των κειμένων, BM25, αλλά και Sentence Transformers, msmarco distilbert-base-tas-b, που έχουν την ικανότητα να αντιλαμβάνονται τα συμφραζόμενα των κειμένων. Τέλος, δημιουργείται μια εφαρμογή η οποία προσφέρει τη δυνατότητα στο χρήστη να καταθέτει την πρόταση του συνόλου ελέγχου που επιθυμεί να ελέγξει και παράλληλα οπτικοποιεί τα αποτελέσματα του συστήματος παρέχοντας αιτιολόγηση για κάθε απόφαση που λαμβάνεται. Τα πειραματικά αποτελέσματα καταδεικνύουν την απόδοση των επιλεγόμενων υλοποιήσεων στο σύνολο ελέγχου του FEVER Shared Task για κάθε διεργασία ξεχωριστά και το πως επηρεάζει την απόδοση ο συνδυασμός τους. Το σύστημα που προτείνεται επιτυγχάνει ακρίβεια πρόβλεψης 60.2% στο FEVER Shared Task, υπολείπεται 8% της καλύτερης υλοποίησης, και 58.12% στο σύνολο της διεργασίας, συμπεριλαμβανομένης της διαδικασίας ανίχνευσης ισχυρισμών, φανερώνοντας την πολυπλοκότητα δημιουργίας τέτοιων συστημάτων.
Εξόρυξη δεδοµένων για τη δυναµική ενσωµάτωση γνώσης σε πολυπρακτορικά συστήµαταISSEL
Η κατανεµηµένη φύση της τεχνολογίας Εξόρυξης ∆εδοµένων έχει στο παρελθόν
αντιµετωπιστεί επιτυχώς µε τη χρήση και αξιοποίηση της τεχνολογίας των Πρακτόρων Λογισµικού, οι οποίοι καταµερίζουν τις εργασίες, συνεργάζονται και συγχρονίζονται έτσι ώστε να φτάσουν στον τελικό τους στόχο, την εξαγωγή χρήσιµης γνώσης. Μια σειρά από εξελιγµένα εργαλεία Εξόρυξης ∆εδοµένων έχουν ήδη αναπτυχθεί, αποδεικνύοντας ότι η Πολυπρακτορική Τεχνολογία µπορεί πράγµατι να χρησιµοποιηθεί για να επιλύσει τέτοιου είδους προβλήµατα. Αντιστρέφοντας τους ρόλους του σκοπού και του µέσου, όµως, γνώση η οποία εξάγεται µε τη χρήση τεχνικών Εξόρυξης ∆εδοµένων δεν έχει χρησιµοποιηθεί για τη βελτίωση Πολυπρακτορικών Συστηµάτων. Περιορισµοί οι οποίοι σχετίζονται µε τη
διαφορετική φύση της λογικής που υιοθετούν οι δυο εµπλεκόµενες τεχνολογίες
(επαγωγική για την Εξόρυξη ∆εδοµένων και συµπερασµατική για τα Πολυπρακτορικά
Συστήµατα), εµποδίζουν την απρόσκοπτη εφαρµογή της εξαγόµενης γνώσης στο
λογικό µοντέλο των πρακτόρων. Εάν αυτοί οι περιορισµοί υπερκεραστούν, τότε ο
συγκερασµός των δυο τεχνολογιών θα καταστεί εφικτός.
Στα πλαίσια της διατριβής αυτής παρουσιάζεται µια ενοποιηµένη µεθοδολογία, η
οποία επιτρέπει την εφαρµογή δυναµικών, σύνθετων και ανανεώσιµων κανόνων σε
πολυπρακτορικά συστήµατα. Οι κανόνες αυτοί εξάγονται µε τη χρήση τεχνικών
Εξόρυξης ∆εδοµένων, σε πράκτορες και πολυπρακτορικά συστήµατα. Η µεθοδολογία
αυτή αναγνωρίζει τρεις διαφορετικούς τύπους γνώσης, η οποία προέρχεται από την
εφαρµογή τεχνικών Εξόρυξης ∆εδοµένων, και ανάλογα διαφοροποιεί το µοντέλο
διάχυσής της. Οι τρεις αυτοί τύποι γνώσης είναι: α) γνώση η οποία εξάγεται µε τη
χρήση τεχνικών Εξόρυξης ∆εδοµένων στα ιστορικά δεδοµένα µιας εφαρµογής, β)
γνώση η οποία εξάγεται µε τη χρήση τεχνικών Εξόρυξης ∆εδοµένων στα ιστορικά
δεδοµένα των συµπεριφορών των πρακτόρων µιας εφαρµογής και, γ) γνώση η οποία
εξάγεται µε τη χρήση εξελικτικών τεχνικών Εξόρυξης ∆εδοµένων σε πολυπρακτορικές κοινωνίες. Στη διατριβή αυτή µελετάται η δυνατότητα εφαρµογής των τεσσάρωνκυρίαρχων τεχνικών Εξόρυξης ∆εδοµένων σε πολυπρακτορικά συστήµατα:
Οµαδοποίηση για διαχωρισµό, Ταξινόµηση για κατηγοριοποίηση και πρόβλεψη,
εξαγωγή Κανόνων Συσχέτισης για ανακάλυψη συσχετισµών και Γενετικοί αλγόριθµοι
για αυτό-οργάνωση. Για την υλοποίηση και επίδειξη της δυναµικής ενσωµάτωσης
γνώσης σε πράκτορες αναπτύχθηκε ο Data Miner, ένα εργαλείο που περιγράφεται στο Κεφάλαιο 4. Για κάθε έναν από τους τρεις διαφορετικούς τύπους γνώσης αναπτύχθηκε και ένα αντιπροσωπευτικό Πολυπρακτορικό Σύστηµα, του οποίου και γίνεται εκτενής παρουσίαση (Κεφάλαια 5-7). Τέλος, η παρούσα διατριβή πραγµατεύεται και το θέµα της βελτίωσης του γνωσιακού µοντέλου των πρακτόρων, µε την επανάληψη της διαδικασίας χρήσης τεχνικών Εξόρυξης ∆εδοµένων πάνω σε σύγχρονα και ενηµερωµένα δεδοµένα (Επανεκπαίδευση – Κεφάλαιο 8). Τα συµπεράσµατα από την εκπόνηση της διατριβής και πιθανές µελλοντικές επεκτάσεις συνοψίζονται στο Κεφάλαιο 9.
Ανάπτυξη Μηχανισμών Αυτοματοποίησης των διαδικασιών κατασκευής συστημάτων λο...ISSEL
Όπως έχει αποτυπωθεί στην ιστορία μέσω των συντελεσθεισών βιομηχανικών
επαναστάσεων, βαρύνουσας σημασίας στην εξέλιξη της ανθρωπότητας υπήρξε, και συνεχίζει να είναι, η αυτοματοποίηση διαδικασιών στην επαγγελματική και ιδιωτική ζωή του ανθρώπου. Η εξάπλωση της τεχνολογίας σε αυτές και η δεσπόζουσα θέση του διαδικτυακού «παράλληλου σύμπαντος», οδηγούν στην ψηφιοποίηση ολοένα και περισσότερων διαδικασιών, που επομένως βασίζονται σε Λογισμικό. Συνεπώς, το στοίχημα κάλυψης της ταχέως αυξανόμενης ανάγκης ψηφιοποίησης αποτελεί η έτι περαιτέρω αυτοματοποίηση της παραγωγής Λογισμικού μέσω της ανάπτυξης νέων μεθοδολογιών, στοχεύοντας στην παραγωγή ορθού και ποιοτικού Λογισμικού. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα διατριβή πραγματεύεται τη σχεδίαση και εφαρμογή καινοτόμων μηχανισμών για την αυτοματοποίηση των διαδικασιών παραγωγής λογισμικού, εν προκειμένω RESTful Διαδικτυακών Υπηρεσιών. Προς επίτευξη των στόχων αυτής (μεταξύ άλλων και η ανάπτυξη αντίστοιχου Μηχανισμού Αυτοματοποίησης), χρησιμοποιείται ως μέσο αυτοματοποίησης η Μηχανική Λογισμικού Οδηγούμενη από Μοντέλα, με τους βασικούς δομικούς λίθους της οποίας (μετα-μοντέλα και μετασχηματισμούς) επιχειρείται η επίτευξη αυτοματοποίησης στο ευρύτερο πεδίο
των RESTful διαδικτυακών υπηρεσιών.
Στη συνεισφορά της παρούσας διατριβής στον τομέα της αυτοματοποίησης
συγκαταλέγεται καταρχάς, η διδιάστατη Αρχιτεκτονική Μηχανισμών αυτοματοποίησης με χρήση Μηχανικής Λογισμικού Οδηγούμενης από Μοντέλα, η οποία διευκολύνει την παραλληλοποίηση της ανάπτυξής τους, τη μείωση της πολυπλοκότητάς τους και αυξάνει την συντηρησιμότητα και επεκτασιμότητά τους. Επιπλέον, συνοδεύεται από μία συνεκτική στρατηγική διάσπασης του συνολικού προβλήματος σε μικρότερα, τόσο σε επίπεδο μετα-μοντέλων όσο και σε επίπεδο μετασχηματισμών, λαμβάνοντας υπόψιν τα εγγενή αίτια πολυπλοκότητας της μεθοδολογίας, προκειμένου να διευκολύνει επιπλέον την κατασκευή τους.
Ακολούθως, συνεισφέρει μετα-μοντέλα και μετασχηματισμούς που αφορούν την
αυτοματοποίηση των πτυχών των Διαδικτυακών Υπηρεσιών με τις οποίες ασχολείται όπως: α) δόμηση συστημάτων αρχιτεκτονικής REST, β) με δυνατότητες ταυτοποίησης χρήστη, γ) εξουσιοδότησης χρήστη, δ) αυτόματης εφαρμογής Προτύπων Σχεδίασης για την ικανοποίηση μη λειτουργικών πτυχών αυτών, ε) αναζήτησης δεδομένων, ζ) αλληλεπίδρασης με υπάρχουσες υπηρεσίες στο Διαδίκτυο και, τέλος, η) δυνατότητας μετασχηματισμού υπηρεσιών σε RESTful με ταυτόχρονη διατήρηση των δεδομένων τους.
Τέλος, η παρούσα διατριβή απαντά σε ερευνητικά ερωτήματα που άπτονται: α) της βελτίωσης της παραγωγικότητας των Μηχανικών Λογισμικού για την παραγωγή RESTful Διαδικτυακών Υπηρεσιών, β) της βελτίωσης της παραγωγικότητάς τους κατά την εφαρμογή Προτύπων Σχεδίασης για την επίλυση συχνά συναντώμενων προβλημάτων, γ) την εκτίμηση του χάσματος προσπάθειας ανάμεσα σε ...
ΕΥΦΥΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΤΟΥ ΒΑΘΜΟΥ ΔΙΑΤΗΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑΣ ΕΡΓΩΝ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΜΕ...ISSEL
Οι ολοένα αυξανόμενες απαιτήσεις των σύγχρονων έργων λογισμικού τόσο σε
λειτουργικό, όσο και σε μη λειτουργικό επίπεδο έχουν καταστήσει παραπάνω από
εμφανή την ανάγκη επόπτευσης της ποιότητάς τους. Το γεγονός αυτό
καταδεικνύεται από το μεγάλο ποσοστό των έργων λογισμικού που αποτυγχάνουν,
καθώς αδυνατούν να ικανοποιήσουν τις προδιαγραφές που έχουν τεθεί στα
πλαίσια ενός σαφούς χρονοδιαγράμματος και εντός προϋπολογισμού. Η απάντηση
στην πρόκληση αυτή εντοπίζεται στην ανάπτυξη μεθοδολογιών και τεχνικών
αποτίμησης της ποιότητας λογισμικού, διαδικασία που αποτελεί ανοιχτό πεδίο
ερευνητικού ενδιαφέροντος και συγκεντρώνει μεγάλη απήχηση εδώ και δεκαετίες.
...
Μηχανισμοί αυτοματοποίησης διαδικασιών σχεδίασης, υλοποίησης και ανάπτυξης λο...ISSEL
Ως γνωστόν, οι επιστήμες της ρομποτικής και των Κυβερνοφυσικών Συστημά-
των (ΚΦΣ) καλύπτουν/απαιτούν ένα ευρύ φάσμα γνώσεων στα πεδία του υλικού,
του λογισμικού, των συστημάτων, των αλγορίθμων μηχανικής μάθησης κ.α., καθι-
στώντας τον έλεγχο ενός ρομπότ, ή μίας συσκευής, μία χρονοβόρα και δύσκολη
διαδικασία, ακόμη και για κάποιον εξοικειωμένο με τους συγκεκριμένους τομείς.
Από την άλλη, η ραγδαία εξέλιξη στους κλάδους της ρομποτικής, του διαδικτύου
των πραγμάτων (IoT) και των σύγχρονων ΚΦΣ, έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυ-
ξη διάφορων τεχνολογιών και εργαλείων υποστήριξης της ανάπτυξης συστημάτων
και εφαρμογών τα τελευταία χρόνια. Η υψηλή ετερογένεια που συναντάμε στα
συστήματα αυτά, βασίζεται κυρίως στην διασύνδεση του φυσικού και του ψηφια-
κού κόσμου, αλλά και στην πληθώρα των διαθέσιμων τεχνολογιών και εργαλείων
σχεδίασης, ανάπτυξης και εγκατάστασης. Παραδείγματα σύγχρονων ΚΦΣ είναι τα
έξυπνα σπίτια και οι έξυπνες υποδομές γενικότερα, καθώς και τα ψηφιακά δίδυμα.
Τα συστήματα αυτά αποτελούνται από φυσικές συσκευές, οι οποίες αλληλεπιδρούν
με το φυσικό περιβάλλον μέσω των αισθητήρων και ενεργοποιητών που διαχειρί-
ζονται, καθώς και από ψηφιακές οντότητες, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την δια-
σύνδεση, την επεξεργασία, την παρακολούθηση, τον έλεγχο και την ενορχήστρωση
σε επίπεδο συστήματος και εφαρμογής.
Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στο πρόβλημα της μέτα-μοντε-
λοποίησης των φάσεων σχεδίασης (design), υλοποίησης (implementation) και α-
νάπτυξης (deployment) Κυβερνοφυσικών Συστημάτων (ΚΦΣ). Συγκεκριμένα, στα
πλαίσια της διατριβής μελετήθηκαν και εφαρμόστηκαν τεχνικές μηχανικής λογισμι-
κού οδηγούμενης από μοντέλα για την ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας και αντίστοι-
χων Γλωσσών Ειδικού Πεδίου (Domain Specific Languages - DSLs) για την αυτο-
ματοποίηση των προαναφερθεισών φάσεων. Βασικός στόχος της διατριβής είναι η
συστηματοποίηση των διαδικασιών ανάπτυξης σύγχρονων συστημάτων και εφαρ-
μογών ΚΦΣ, με χρήση υψηλού επιπέδου εργαλείων, μεσολογισμικού και γλωσσών
ειδικού πεδίου. Η διατριβή εστιάζει σε συσκευές ανοικτού υλικού και λογισμι-
κού (open hardware/open software), ενώ στοχεύει να διευκολύνει την ανάπτυξη
εφαρμογών από μη ειδικούς του πεδίου (citizen developers) μέσω της χρήσης των
μέτα-μοντέλων και των γλωσσών που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια της διατριβής.
Εξόρυξη δεδομένων τεχνολογίας λογισμικού για επαναχρησιμοποίηση λογισμικούISSEL
Η ανάγκη για την αποτελεσματική ανάπτυξη και συντήρηση λογισμικού έχει εντοπιστεί εδώ και αρκετό καιρό στο σχετικό κλάδο της Τεχνολογίας Λογισμικού. Σήμερα, ωστόσο, με την εισαγωγή νέων πρακτικών ανάπτυξης λογισμικού και πρωτοβουλιών λογισμικού ανοικτού κώδικα, τα δεδομένα λογισμικού που μπορεί να βρει κανείς στο διαδίκτυο είναι άφθονα, επομένως η πρόκληση που προκύπτει είναι η αποτελεσματική αξιοποίησή τους για την παραγωγή καλύτερων προϊόντων λογισμικού. Και η πρόκληση αυτή αποτελεί στην πραγματικότητα ένα πρόβλημα επαναχρησιμοποίησης. Στο πλαίσιο αυτής της διατριβής προτείνουμε μια ενιαία προσέγγιση που περιλαμβάνει την εφαρμογή τεχνικών εξόρυξης δεδομένων σε δεδομένα τεχνολογίας λογισμικού για τη διευκόλυνση της επαναχρησιμοποίησης σε διάφορες φάσεις του κύκλου ζωής του λογισμικού. Η μεθοδολογία μας προτείνει λύσεις για τη φάση του καθορισμού των απαιτήσεων και της εξαγωγής προδιαγραφών, τις φάσεις της σχεδίασης και ανάπτυξης λογισμικού, ενώ συμβάλλει επίσης στην αξιολόγηση της ποιότητας και τον έλεγχο του λογισμικού.
Ανάλυση ∆εδοµένων ΄Εργων Λογισµικού για Ανάπτυξη σε Νέα Πεδία ΕφαρµογήςISSEL
Η ταχεία παραγωγή έργων λογισµικού σε ανταγωνιστικές αγορές πλέον επιτάσσει
αυτοµατοποίηση των ϕάσεων σχεδίασης και ανάπτυξης. Οι µηχανικοί λογισµικο-
ύ εξοικειώνονται συνεχώς µε νέα εργαλεία και τεχνολογίες που εξασφαλίζουν την
ορθή εφαρµογή σύγχρονων µεθοδολογιών, αλλά καλούνται συχνά να παράξουν
λογισµικό και σε πεδία εφαρµογής µε τα οποία δεν είναι εξοικειωµένοι, πάντο-
τε προσπαθώντας να ικανοποιήσουν τον προϊοντικό χάρτη στον οποίο εργάζονται.
Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως στόχο να ϐοηθήσει τους µηχανικούς
σε αυτήν τους την προσπάθεια εισάγοντας µια επικουρική µεθοδολογία ανάπτυ-
ξης. Αυτή ϐασίζεται στην ανάλυση της διαθέσιµης πεδιακής γνώσης προηγούµενων
έργων λογισµικού µε συστήµατα τεχνητής νοηµοσύνης και στη µερικώς αυτοµα-
τοποιηµένη συγγραφή πηγαίου κώδικα µε νέες τεχνικές. Για την ακρίβεια, προ-
τείνεται µια ϱοή ανάπτυξης και µια σειρά ϑεωρητικών και πρακτικών εργαλείων
τα οποία ϐοηθούν στη διερεύνηση υπαρχουσών λύσεων, την κατανόησή τους, και
τη συγγραφή πηγαίου κώδικα για την παραγωγή επαναχρησιµοποιήσιµων έργων
λογισµικού. Η προτεινόµενη µεθοδολογία µπορεί να υιοθετηθεί τόσο από νέους
όσο και από πεπειραµένους µηχανικούς για την επιτάχυνση της διαδικασίας α-
νάπτυξης λογισµικού σε νέα (για αυτούς) πεδία εφαρµογής.
Camera-based localization of annotated objects in indoor environmentsISSEL
As the demands increases, the detection and monitoring of motion are increasingly recognized as significant features in every vision system designed to operate in an uncontrolled, indoor environment. From the autonomous navigation and execution of tasks that require interaction with the environments, to simple monitoring, position detection is considered essential. Due to the variety of the system requirements, several detection approaches have been implemented based on indoor or outdoor sensors. However, one of the most important cases of external sensors are cameras. This dissertation aims to introduce the usage of visual patterns as landmarks to detect the pattern’s exact position by a camera system located in the environment. This attempt could be possibly considered as the main contribution of this thesis, since it introduces a universal way of position detection that can be integrated in various systems regardless of type and task to be implemented. To achieve these goals, three patterns were created, -one with LEDs, one with colors and QR codes, which are based on different recognition principles in order to conclude which one results to more accurate detection over a wide range of conditions. The methodology built has proven to be effective and highly accurate during the experimental process on a small scale environment for all different patterns.
Εντοπισμός θέσης επισημασμένου αντικειμένου σε εσωτερικό χώρο με χρήση πολλαπ...ISSEL
Η ανίχνευση και η παρακολούθηση κίνησης αναγνωρίζονται όλο και περισσότερο ως σημαντικές δυνατότητες σε κάθε σύστημα όρασης σχεδιασμένο να λειτουργεί σε μη ελεγχόμενο, εσωτερικό περιβάλλον καθώς αυξάνονται όλο ένα και περισσότερο οι απαιτήσεις. Από την αυτόνομη πλοήγηση και την επιτέλεση εργασιών που απαιτούν αλληλεπίδραση με το περιβάλλον, μέχρι και την απλή παρακολούθηση αποτελούν δραστηριότητες που ωθούν την ανάπτυξη τεχνολογιών για την δημιουργία ενός εύρωστου τρόπου εντοπισμού της θέσης. Λόγω της ποικιλομορφίας των απαιτήσεων των συστημάτων, έχουν αναπτυχθεί τρόποι εντοπισμού που βασίζονται είτε σε εσωτερικούς είτε σε εξωτερικούς αισθητήρες. Στην περίπτωση των εξωτερικών αισθητήρων από τους πιο σημαντικούς αποτελούν οι κάμερες. Στη διπλωματική αυτή, εισάγεται η χρήση εξωτερικών μοτίβων σαν ορόσημα για την αναγνώριση και τον εντοπισμό της ακριβούς θέσης από ένα σύστημα καμερών που είναι τοποθετημένο στο περιβάλλον. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ενδεχομένως και ως η σημαντικότερη συνεισφορά της διπλωματικής καθώς εισάγει έναν καθολικό τρόπο εντοπισμού, που μπορεί να ενσωματωθεί σε διάφορα συστήματα ανεξάρτητα από το είδος τους και τις εργασίες που επιθυμούμε να υλοποιούν. Για να επιτευχθούν αυτοί οι στόχοι δημιουργήθηκαν τρία διαφορετικά μοτίβα, -ένα με led, ένα με χρώματα και QR Codes βασισμένα σε διαφορετικές αρχές αναγνώρισης με σκοπό να μελετήσουμε ποιο λειτουργεί πιο εύρωστα σε μεγαλύτερο εύρος συνθηκών. Η μεθοδολογία αποδείχθηκε αποτελεσματική και με μεγάλη ακρίβεια στην πειραματική διαδικασία σε ένα περιβάλλον μικρής κλίμακας για όλα τα διαφορετικά μοτίβα.
Εντοπισμός θέσης επισημασμένου αντικειμένου σε εσωτερικό χώρο με χρήση πολλαπ...
Αναστασία Ηροδότου
1. Ανίχνευση αποκλίνουσας συμπεριφοράς
συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων
μηχανικής μάθησης
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ
ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ
ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ
Αναστασία Ηροδότου
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ
Υπό την επίβλεψη του
Ανδρέα Λ. Συμεωνίδη
Επίκουρου Καθηγητή
και του
Μίλτου Αλλαμανή
Υποψήφιου Διδάκτορα
Θεσσαλονίκη 2013
2. Στόχος της εργασίας
•Ανίχνευση ανωμαλιών
•Χρήση ταξινομητών SVM και GMM
2Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
3. Μηχανική Μάθηση και
Ανίχνευση Ανωμαλιών (1/2)
Μηχανική Μάθηση (machine learning)
• Κλάδος τεχνητής νοημοσύνης
•Δημιουργία μηχανών ικανών να «μαθαίνουν»
•Βελτίωση της απόδοσης αξιοποιώντας προηγούμενη εμπειρία
3Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
4. Μηχανική Μάθηση και
Ανίχνευση Ανωμαλιών (2/2)
Ανίχνευση Ανωμαλιών (fault/anomaly detection)
• αναγνώριση δεδομένων τα οποία δεν ακολουθούν την
αναμενόμενη συμπεριφορά.
4Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
8. SVM
• SVM- Βασισμένος σε διανύσματα υποστήριξης
• Εκτελεί την ταξινόμηση βρίσκοντας το υπερεπίπεδο που
μεγιστοποιεί το περιθώριο μεταξύ των δύο κατηγοριών.
8Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
9. SVM(2/2)
• Φάση εκπαίδευσης:
– Λήψη παραδειγμάτων εκπαίδευσης που ανήκουν σε κάποια από τις
δύο κατηγορίες.
– Δημιουργία μοντέλου
• Φάση Ταξινόμησης:
– Νέα παραδείγματα αντιστοιχίζονται στο ίδιο διάστημα
– Πρόβλεψη κατηγορίας με βάση την πλευρά του διαστήματος που θα
πέσουν
Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης 9
10. GMM(1/2)
• GMM- Βασισμένο σε κατανομή μίξης Gaussian.
• Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας σε μια κατανομή μίξης:
• Gaussian (κανονική) κατανομή μίξης:
10Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
11. GMM(2/2)
• Φάση εκπαίδευσης:
– υπολογίζονται οι συναρτήσεις πυκνότητας πιθανότητας των
παρατηρήσεων
– δημιουργείται το μοντέλο μίξης
• Φάση ταξινόμησης:
– υπολογίζεται η log-πιθανότητα για το κάθε στιγμιότυπο
– καθορίζονται ανωμαλίες
11Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
12. Εξέλιξη διπλωματικής
– Abalone - E-coli
Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης 12
13. Το πρόβλημα των
συνδαιτυμόνων
φιλοσόφων
• Ν φιλόσοφοι
• t- σκέφτεται
• e- τρώει
• κ- πιρούνια που χρειάζεται για να φάει
• F- διαθέσιμα πιρούνια
13Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
14. Ο κώδικας των
συνδαιτυμόνων φιλοσόφων
14Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
15. Φάση εκπαίδευσης(1/5)
Φιλόσοφος 1 Φιλόσοφος 2 Φιλόσοφος 3 Φιλόσοφος 4 Φιλόσοφος 5
t1 2.82 1.90 1.08 2.13 1.99
15Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης
35. Αποτελέσματα
Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης 35
C la s s if ie r : S V M S V M S V M S V M G M M G M M G M M G M M
W in d o w : 1 3 5 7 1 3 5 7
T r u e _ P o s it iv e s ( t p ) : 0 0 0 0 0 0 0 0
T r u e _ N e g a t iv e s ( t n ) : 2 7 6 2 9 0 2 7 6 1 7 3 2 5 5 1 7 0 1 3 2 6 5
F a ls e _ p o s it iv e s ( f p ) : 3 2 5 3 0 9 3 2 1 4 2 2 3 4 6 4 2 9 4 6 5 5 3 0
F a ls e _ n e g a t iv e s ( f n ) : 0 0 0 0 0 0 0 0
t p + t n + f p + f n = 6 0 1 5 9 9 5 9 7 5 9 5 6 0 1 5 9 9 5 9 7 5 9 5
A n o m a ly _ R e c a ll: 0 0 0 0 0 0 0 0
A c c u r a c y : 0 . 4 5 9 2 3 4 6 0 9 0 . 4 8 4 1 4 0 2 3 3 7 0 . 4 6 2 3 1 1 5 5 7 8 0 . 2 9 0 7 5 6 3 0 2 5 0 . 4 2 4 2 9 2 8 4 5 3 0 . 2 8 3 8 0 6 3 4 3 9 0 . 2 2 1 1 0 5 5 2 7 6 0 . 1 0 9 2 4 3 6 9 7 5
A n o m a ly _ P r e c is io n : 0 0 0 0 0 0 0 0
f a u lt y : 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9 1 9
SVM GMM
Anomaly_Recall: 0 0
Accuracy: 0.42 0.26
Anomaly_Precision: 0 0
36. Αποτελέσματα
Ανίχνευση σφαλμάτων συστημάτων λογισμικού με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης 36
SVM GMM
Anomaly_Recall: 0.99 0.99
Accuracy: 0.98 0.89
Anomaly_Precision: 0.98 0.86
C la s s if ie r : S V M S V M S V M S V M G M M G M M G M M G M M
W in d o w : 1 3 5 7 1 3 5 7
T r u e _ P o s it iv e s (t p ): 3 8 6 3 9 1 3 9 1 3 9 2 3 8 7 3 9 1 3 9 3 3 9 3
T r u e _ N e g a t iv e s ( t n ) : 1 9 5 2 0 7 2 0 6 1 9 5 1 9 2 1 3 1 1 3 9 1 1 2
F a ls e _ p o s it iv e s ( f p ) : 1 5 1 0 9 1 8 7 7 6 7 9 2
F a ls e _ n e g a t iv e s ( f n ) : 9 4 4 3 8 4 2 2
t p + t n + f p + f n = 6 0 5 6 0 3 6 0 1 5 9 9 6 0 5 6 0 3 6 0 1 5 9 9
A n o m a ly _ R e c a ll: 0 . 9 7 7 2 1 5 1 8 9 9 0 . 9 8 9 8 7 3 4 1 7 7 0 . 9 8 9 8 7 3 4 1 7 7 0 . 9 9 2 4 0 5 0 6 3 3 0 . 9 7 9 7 4 6 8 3 5 4 0 . 9 8 9 8 7 3 4 1 7 7 0 . 9 9 4 9 3 6 7 0 8 9 0 . 9 9 4 9 3 6 7 0 8 9
A c c u r a c y : 0 . 9 6 0 3 3 0 5 7 8 5 0 . 9 9 1 7 0 8 1 2 6 0 . 9 9 3 3 4 4 4 2 6 0 . 9 7 9 9 6 6 6 1 1 0 . 9 5 7 0 2 4 7 9 3 4 0 . 8 6 5 6 7 1 6 4 1 8 0 . 8 8 5 1 9 1 3 4 7 8 0 . 8 4 3 0 7 1 7 8 6 3
A n o m a ly _ P re c is io n : 0 . 9 6 2 5 9 3 5 1 6 2 0 . 9 9 7 4 4 8 9 7 9 6 1 0 . 9 7 7 5 5 6 1 0 9 7 0 . 9 5 5 5 5 5 5 5 5 6 0 . 8 3 5 4 7 0 0 8 5 5 0 . 8 5 4 3 4 7 8 2 6 1 0 . 8 1 0 3 0 9 2 7 8 4
f a u lt y : 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0
Σύμφωνα με το πρόβλημα των συνδαιτυμόνων φιλοσόφων (dining philosophers), Ν φιλόσοφοι κάθονται για να φάνε μακαρόνια. Κάθε φιλόσοφος ξοδεύει κάποιο χρόνο t για ποιοτική φιλοσοφική σκέψη και κάποιο χρόνο e για να φάει τα μακαρόνια του. Ωστόσο, κάθε φιλόσοφος χρειάζεται k πιρούνια για να φάει τα μακαρόνια του.
Το πρόβλημα προκύπτει λόγω των περιορισμένων πόρων κι έτσι υπάρχει περίπτωση κάποιος φιλόσοφος να λιμοκτονήσει.
Σταθερά επίπεδα πείνας
Λάθος λογική: Ενώ ο φιλόσοφος σκέφτεται ή περιμένει η πείνα του να μειώνεται
Αλλαγή στους τύπους αυξομείωσης της πείνας
Ο φιλόσοφος που λιμοκτονεί
Τύποι πειραμάτων…Η μορφή των αποτελεσμάτων για κάθε περίπτωση.