Κατεύθυνση Ψηφιακών Επικοινωνιών και Δικτύων
Μαθήματα Προγράμματος Σπουδών

10ος Κύκλος Σπουδών (Έναρξη: Ακαδημαϊκό Έτος 2013-14)

1ο Εξάμηνο

ΨΣ-ΕΔ-303 Σχεδιασμός Ασύρματων Δικτύων [Υ] Α. Κανάτας

Στόχος

Στόχος του μαθήματος είναι ο εμπλουτισμός των γνώσεων και δεξιοτήτων των μεταπτυχιακών φοιτητών στην ανάλυση και σχεδίαση παραδοσιακών αλλά και νέων Ασύρματων Δικτύων Επικοινωνιών. Το μάθημα καλύπτει τόσο τις συνθήκες ασύρματης διάδοσης σε διαφορετικά περιβάλλοντα όσο και τις τεχνικές μετάδοσης πληροφορίας και αντιμετώπισης των υποβαθμίσεων που εισάγει ο ραδιοδίαυλος. Γίνεται εκτενής μελέτη των τεχνικών σχεδίασης των ασύρματων συστημάτων με εφαρμογή σε πραγματικές περιπτώσεις. Επιπλέον, παρέχονται τα βασικά χαρακτηριστικά και οι αρχές λειτουργίας των κυριότερων ασύρματων συστημάτων. Τα ψηφιακά κυψελωτά συστήματα εξελίσσονται συνεχώς, όπως εξελίσσεται και το αντίστοιχο επιστημονικό υπόβαθρο, και αυτή την πρόκληση φιλοδοξεί να αντιμετωπίσει, το παρόν μεταπτυχιακό μάθημα.

Περιεχόμενα

  • Κατηγορίες Ασύρματων Δικτύων. Περιοχές κάλυψης και τύποι υπηρεσιών και απαιτήσεων. Παραδείγματα δικτύων. Τεχνικές αμφιδρόμησης και πολλαπλής και τυχαίας πρόσβασης στο δίαυλο. Αρχές και σχεδίαση κυψελωτών συστημάτων.
  • Περιβάλλον, μηχανισμοί και φαινόμενα διάδοσης για Ασύρματα Συστήματα Επικοινωνιών. Διαλείψεις και είδη διαλείψεων, χρονική διασπορά και διασυμβολική παρεμβολή. Χρονική μεταβολή και ολίσθηση Doppler.
  • Μοντέλα απωλειών διάδοσης (αναλυτικά και εμπειρικά, εξωτερικού και εσωτερικού χώρου). Σκίαση και λογαριθμοκανονική κατανομή. Καθορισμός περιοχής και ακτίνας κάλυψης. Εμπειρικός προσδιορισμός παραμέτρων εμπειρικών μοντέλων.
  • Χαρακτηριστικά Διαύλων Ευρείας Ζώνης. Περιγραφή και τύποι διαύλων (flat, frequency-selective, WSSUS), παράμετροι χαρακτηρισμού (coherence time, coherence bandwidth, κλπ.). Τεχνικές αντιμετώπισης διαλείψεων (διαφορισμός, OFDM, interleaving).
  • Δίαυλοι στενής ζώνης και παράμετροι χαρακτηρισμού. Μοντέλα σκέδασης. Διαλείψεις Rayleigh, Rice, Nakagami. Συναρτήσεις αυτοσυσχέτισης και Φασματική Πυκνότητα Ισχύος . Στατιστικά Χαρακτηριστικά 2ης τάξης (LCR και AFD).
  • Τεχνικές διαφορισμού (συστήματα SIMO και MISO) και πλεονεκτήματα από τη χρήση των τεχνικών στα νέας γενιάς συστήματα.
  • Τεχνικές χωρικής πολυπλεξίας (συστήματα MIMO) και πλεονεκτήματα από τη χρήση των τεχνικών στα νέας γενιάς συστήματα.
  • Θόρυβος και Παρεμβολές. Καθορισμός εκπεμπόμενης ισχύος με βάση το SNR, και της απόστασης επαναχρησιμοποίησης με βάση το CIR. Παρεμβολές Γειτονικών Διαύλων. Τεχνικές Βελτίωσης Φασματικής Απόδοσης (Τομεοποίηση, Διάσπαση Κυψελών και απόδοση ομάδων συχνοτήτων).
  • Μελέτη περίπτωσης: Παράδειγμα σχεδίασης κυψελωτού συστήματος ασύρματων επικοινωνιών βήμα-βήμα.
  • Δομή δικτύων κινητών επικοινωνιών και εφαρμογή τεχνικών φυσικού στρώματος στα σύγχρονα συστήματα (παραδείγματα από GSM, GPRS, UMTS, HSPA, LTE και WiMAX). Πολυχρηστικά συστήματα κινητών επικοινωνιών.
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-308 Ευρυζωνικές Επικοινωνίες [Υ] Α. Αλεξίου

Στόχος

Στόχος του μαθήματος είναι η μελέτη ευρυζωνικών τεχνολογιών και δικτύων με έμφαση στις πιο πρόσφατες εξελίξεις και προηγμένες τεχνολογίες που θα εξοπλίσουν τα ευρυζωνικά δίκτυα της επόμενης γενιάς. Στην πρώτη ενότητα του μαθήματος θα αναλυθούν οι απαιτήσεις, πρόσφατες εξελίξεις και περιορισμοί στην σχεδίαση ευρυζωνικών δικτύων και στην υλοποίηση ευρυζωνικών εφαρμογών. Στις τρεις επόμενες ενότητες θα μελετηθούν ενσύρματα και οπτικά ευρυζωνικά δίκτυα, με έμφαση σε θέματα μετάδοσης και επεξεργασίας σήματος βασικής ζώνης, φυσικού επιπέδου, πολλαπλής πρόσβασης και αρχιτεκτονικής δικτύου. Στην τελευταία ενότητα του μαθήματος θα συζητηθούν πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις και ερευνητικά θέματα, όπως η σύγκλιση μεταξύ ασυρμάτων και ενσυρμάτων δικτύων και εφαρμογών.

Περιεχόμενα

  • Ευρυζωνικότητα: Απαιτήσεις ποιότητας υπηρεσίας, τεχνολογικές εξελίξεις και προκλήσεις, σημαντικές εφαρμογές και υπηρεσίες.
  • Βασικές αρχές ευρυζωνικής μετάδοσης: Θεωρία πληροφορίας, κριτήρια επίδοσης και περιοριστικοί παράγοντες, διαμόρφωση, κωδικοποίηση, πολυπλεξία και πολλαπλή πρόσβαση.
  • Αποτελεσματική χρήση φάσματος και πόρων στην ευρυζωνική πρόσβαση: Διασπορά φάσματος, διαμόρφωση πολλαπλών φερουσών (Multi-carrier modulation), Orthogonal Frequency Division Multiplexing.
  • Digital Subscriber Line: Φυσικό επίπεδο, MAC και αρχιτεκτονική δικτύου για ADSL, ADSL2, ADSL2+, VDSL. Προηγμένες τεχνικές DSL, όπως Δυναμική Διαχείριση Φάσματος και ΜΙΜΟ.
  • Ethernet επόμενης γενιάς: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet και 10Gigabit Ethernet. Καινοτόμες αρχιτεκτονικές Ethernet για ευρυζωνικές υπηρεσίες (π.χ. ‘Ethernet in the First Mile’).
  • Οπτική μετάδοση: Οπτικές ίνες, θεμελιώδεις αρχές οπτικής μετάδοσης, διαμόρφωση, οπτικοί δέκτες, Wavelength Division Multiplexing.
  • Σχεδίαση οπτικών δικτύων: Εξέλιξη οπτικών δικτύων, το Οπτικό Επίπεδο και ‘client’ επίπεδα, υποδομές οπτικών δικτύων, σχεδίαση και βελτιστοποίηση οπτικών δικτύων.
  • Παθητικά οπτικά δίκτυα (PONs): σχεδίαση και υλοποίηση, Fiber to the Home/Curb/Neighbourhood/.. (FTTx), αρχιτεκτονικές PONs, PONs επόμενης γενιάς.
  • Πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις: Ευρυζωνική πρόσβαση σε μητροπολιτικά δίκτυα, ευρυζωνικά δίκτυα μικρής εμβέλειας.
  • Σύγκλιση ασυρμάτων, ενσύρματων και οπτικών δικτύων: αρχιτεκτονικές δικτύων πρόσβασης και κορμού, δίκτυα fiberwireless, multi-point to multi-point microwave, Ethernet PONs.
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-502 Κατανεμημένα Συστήματα και Δικτυακός Προγραμματισμός [Υ] Ν. Σγούρος, Α. Μηλιώνης

Στόχος

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση με βασικές αρχές προγραμματισμού δικτυακών και κατανεμημένων εφαρμογών. Το μάθημα έχει εργαστηριακό χαρακτήρα. Η πρώτη ενότητα των Κατανεμημένων Συστημάτων φιλοδοξεί να συνδυάσει τη θεμελιώδη γνώση και τις βασικές αρχές των κατανεμημένων συστημάτων με την πρακτική εμπειρία ανάπτυξης κατανεμημένων εφαρμογών με χρήση μοντέρνων εργαλείων ανάπτυξης. Στη δεύτερη ενότητα του Δικτυακού Προγραμματισμού παρουσιάζονται βασικές προγραμματιστικές τεχνικές για την υλοποίηση δικτυακών εφαρμογών με χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Java. Στη συνέχεια οι φοιτητές καλούνται να εφαρμόσουν τις γνώσεις που απέκτησαν στα πλαίσια προγραμματιστικών εργασιών.

Περιεχόμενα

  • Εισαγωγή στα Κατανεμημένα Συστήματα: αρχιτεκτονική, διαφάνεια, επεκτασιμότητα, υλικό, λειτουργικά συστήματα, μεσολογισμικό (middleware), μοντέλα επικοινωνίας, αναπαράσταση δεδομένων, μοντέλα προγραμματισμού κατανεμημένων εφαρμογών.
  • Συγχρονισμός και θεμελιώδη ζητήματα: Συγχρονισμός ρολογιών, λογικός χρόνος, πολυεκπομπή, καθολικές καταστάσεις, κατανεμημένος αμοιβαίος αποκλεισμός, εκλογή αρχηγού, κατανεμημένες συναλλαγές.
  • Συμφωνία σε προβληματικά συστήματα, αξιόπιστη επικοινωνία πελάτη-διακομιστή, αξιόπιστη επικοινωνία σε ομάδες, κατανεμημένη δέσμευση, ανάκαμψη, συνέπεια, αναπαραγωγή.
  • Ανάπτυξη αντικειμενοστρεφών κατανεμημένων εφαρμογών: Υλοποίηση κατανεμημένης εφαρμογής whiteboard. Σχεδίαση και ανάπτυξη μεσισμικού κατανεμημένου υπερυπολογισμού (3D rendering).
  • Τεχνολογίες νεφοϋπολογιστικής (cloud computing): εισαγωγή στο cloud computing, αρχιτεκτονική του cloud, ταξινόμηση μοντέλων παροχής υπηρεσιών, ταξινόμηση με βάση την τοπολογία, οικοσύστημα ανάπτυξης λογισμικού, πλατφόρμες συγγραφής κώδικα στο cloud, Amazon EC2, Eucalyptus, OpenNebula, Google App Engine, μεταφορά στο cloud.
  • Java Programming concepts Εισαγωγή στο δικτυακό προγραμματισμό. Βασικές αρχές προγραμματισμού σε Java.
  • Προγραμματισμός Sockets σε Java: Βασικές έννοιες διαδικτύωσης, διευθυνσιοδότηση IP, δικτυακές θύρες, πρωτόκολλα επικοινωνίας δεδομένων.
  • Βασικές αρχές προγραμματισμού I/O – Νήματα Java.
  • Προγραμματισμός Πελάτη-Εξυπηρετητή (Client-Server), βασικές έννοιες διεπαφής χρήστη.
  • Υλοποίηση προγραμμάτων client-server για συνήθεις υπηρεσίες.
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-324 Τεχνολογίες Διαδικτύου [Υ] Δ. Κυριαζής , Κ. Τσαγκάρης

Στόχος

Τον Οκτώβριο του 1995 σε συνέντευξη τύπου στο Σαν Φρανσίσκο, ο πρόεδρος της Microsoft Bill Gates παρατηρεί ότι «… το Διαδίκτυο είναι μια περαστική μόδα». Δύο μήνες αργότερα, ο Bill Gates ανακαλεί, λέγοντας ότι «… όχι μόνο το Διαδίκτυο δεν είναι μία περαστική μόδα, αλλά πρόκειται να κινηθούμε επιθετικά για να ενσωματώσουμε την πρόσβαση στο Διαδίκτυο σε όλες τις σειρές των προϊόντων μας». Την εποχή εκείνη η Microsoft είχε μηδενικά έσοδα από το Διαδίκτυο ή από σχετικό λογισμικό. Τον Δεκέμβριο του 1996, η Microsoft ανακοίνωσε ότι για την συγκεκριμένη χρήση τα έσοδα που σχετίζονται με το διαδίκτυο ανήλθαν σε περίπου 4 δισεκατομμύρια δολάρια. Τον Απρίλιο του 2011, το 32% του πληθυσμού της γης χρησιμοποιεί το Διαδίκτυο.

Στόχος του μαθήματος είναι η περιγραφή και κατανόηση θεμελιωδών τεχνολογιών, μεθόδων και θεμάτων σχεδιασμού και αρχιτεκτονικής του Διαδικτύου, πέραν του πλαισίου του παγκόσμιου ιστού (Web 2.0, Web 3.0) δεδομένης της τάσης διασύνδεσης συσκευών με το διαδίκτυο (το 2010 ο αριθμός των συνδεδεμένων συσκευών ξεπερνούσε τον αριθμό των ανθρώπων) για την παροχή δεδομένων και υπηρεσιών. Επιπρόσθετα, το συγκεκριμένο μάθημα προσφέρει στους συμμετέχοντες το κατάλληλο θεωρητικό υπόβαθρο για την υλοποίηση εφαρμογών διαδικτύου με χρήση σύγχρονων εργαλείων και πλατφορμών. Παρουσιάζονται και εξετάζονται έννοιες, τεχνικές και μεθοδολογίες σε όλα τα επίπεδα του Διαδικτύου, δίνοντας έμφαση σε θέματα που αφορούν το γενικό πλαίσιο λειτουργίας του Διαδικτύου (αρχιτεκτονική, πρότυπα, πρωτόκολλα), τις τεχνικές προγραμματισμού (όπως η AJAX) για την υλοποίηση διαδικτυακών εφαρμογών, το πρότυπο HTML5 (σε συνδυασμό με εργαστηριακά μαθήματα) για τη δημιουργία Rich Internet Applications, τις μεθοδολογίες και τα περιβάλλοντα διαδικτυακού προγραμματισμού (όπως Spring, Grails, node.js, RAILS), τα μοντέλα για τον προγραμματισμό σε κατανεμημένα περιβάλλοντα όπως τα υπολογιστικά νέφη (π.χ. MapReduce, Hadoop, bigTable), τις διαδικτυακές εφαρμογές (π.χ. IPTV) των μεθόδων ανάλυσης και προγραμματισμού σε πλατφόρμες κοινωνικής δικτύωσης και το μέλλον του διαδικτύου όπως διατυπώνεται από ομάδες εργασίας σε ευρωπαϊκό και διεθνές επίπεδο (π.χ. Future Internet Assembly, FIArch).

Περιεχόμενα

  • Αρχιτεκτονικές και πρωτόκολλα Διαδικτύου
    • Αρχιτεκτονική Διαδικτύου: Πάροχοι, backbone, Internet eXchange Point – IXP, IP Multimedia Subsystem – IMS) και Δικτυακών Εφαρμογών. Παγκόσμιος Ιστός (διασύνδεση πληροφορίας, πρόσβαση, τύποι και υπηρεσίες επικοινωνίας, πρότυπα, σχήματα αναγνώρισης URI, URN και URL).
      • Πρωτόκολλα επιπέδου εφαρμογής, αρχιτεκτονικές, διεργασίες.
      • Το Web και το HTTP, μηνύματα HTTP, Αλληλεπίδραση client-server, web-caching, μεταφορά αρχείων.
      • Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, μεταφορά αρχείων, η υπηρεσία DNS, συστήματα ομοτίμων (P2P), διανομή αρχείων, προγραμματισμός με sockets (TCP/UDP), Εργαστηριακές και προγραμματιστικές ασκήσεις.
      • Παροχή εφαρμογών πολυμέσων μέσω διαδικτύου (π.χ. voice over IP, multimedia streaming).
      • Επισκόπηση, αρχές αξιόπιστης μεταφοράς δεδομένων, Go-back-N, Selective repeat.
      • Το πρωτόκολλο UDP, το πρωτόκολλο TCP, Εγκατάσταση και κατάργηση σύνδεσης, Αξιόπιστη μεταφορά, Δομή TCP segment, Παράθυρα TCP, Χρήση χρόνου λήξης, Έλεγχος ροής. Έλεγχος συμφόρησης,
      • Παγκόσμιος Ιστός (διασύνδεση πληροφορίας, πρόσβαση, τύποι και υπηρεσίες επικοινωνίας, πρότυπα, σχήματα αναγνώρισης URI, URN και URL).
      • Εργαστηριακές, προγραμματιστικές ασκήσεις και ασκήσεις προσομοίωσης.
    • Επίπεδο Δικτύου και Δρομολόγηση: Πρωτόκολλα Διαδικτύου (επίπεδο Link – π.χ. ARP, PPP, DSL, ISDN, επίπεδο Internet – π.χ. IP, IPsec, BGP, επίπεδο Transport – π.χ. TCP, UDP, DCCP, ποιότητα υπηρεσίας στο διαδίκτυο (με έμφαση στο MPLS).
      • Βασικές Αρχές (οργάνωση επιπέδου δικτύου, datagrams, εικονικά κυκλώματα).
      • Το επίπεδο ελέγχου (control plane) και αρχές δρομολόγησης, Στατική δρομολόγηση, δρομολόγηση διανύσματος απόστασης, δρομολόγηση κατάστασης ζεύξης, άλλοι αλγόριθμοι δρομολόγησης, ιεραρχική δρομολόγηση.
      • Δρομολόγηση στο διαδίκτυο, πρωτόκολλα Εσωτερικής Δρομολόγησης (RIP,OSPF), πρωτόκολλα Εξωτερικής Δρομολόγησης (BGP), Δρομολόγηση πολυεκπομπής, Εργαστηριακές ασκήσεις διαχείρισης και παραμετροποίησης δρομολογητών.
    • Ποιότητα υπηρεσίας στο διαδίκτυο (έμφαση στο MPLS):
      • IntServ –RSVP, DiffServ, MPLS, IP multicast, Λογιστική διαχείριση (Πολιτικές χρέωσης ποιότητας), Serve Level Agreements (SLA), Διαχείριση κίνησης (Traffic engineering), Load balancing, Resource control, Traffic engineering με MPLS, Πρωτόκολλα Σηματοδοσίας OSPF-TE, RSVP-TE, Εικονικά ιδιωτικά κυκλώματα (VPNs) με MPLS, QoS-based routing, Constraint based routing, Multilayer Traffic Engineering (IP/MPLS over OTN/DWDM). Προγραμματισμός εκπομπής πακέτων, Διαχείριση καταχωρητών και ουρών.
      • Εργαστηριακές, προγραμματιστικές ασκήσεις και ασκήσεις προσομοίωσης.
    • Σύγχρονες αρχιτεκτονικές διαδικτύου:
      • Αρχιτεκτονικές VPN, Μισθωμένες γραμμές, Εικονικά Ιδιωτικά Δίκτυα Επιπέδων Δικτύου, Ζεύξης Δεδομένων και Μεταφοράς. Χρήση τεχνολογιών MPLS, IPSEC, SSL, VLAN, VPLS, L2TP. Εταιρικά δίκτυα, Υπηρεσίες διασύνδεσης MAN/WAN για εταιρικά δίκτυα, Διασύνδεση δικτύων κορμού επιχειρήσεων, Intranets/Extranets, Παραδείγματα σχεδιασμού και υλοποίησης σύγχρονων εταιρικών δικτύων. Ενδιάμεσες συσκευές (Middleboxes), Firewalls, Network Address Translators (NAT).
      • Εργαστηριακές ασκήσεις διαχείρισης και παραμετροποίησης και ενδιάμεσων συσκευών.
      • Ασύρματο/Κινητό Διαδίκτυο.
      • Πρόσβαση στο διαδίκτυο μέσω ασύρματων/κινητών δικτύων. Θέματα διαχείρισης κινητικότητας, Κινητό IP (Mobile IP).
      • TCP πάνω από ασύρματα δίκτυα (Wireless TCP), το Πολυμεσικό υποσύστημα IP (IP Multimedia Subsystem), αρχιτεκτονική, διαστρωμάτωση, λειτουργίες.
      • Πολυμεσική υπηρεσία (πολυ)εκπομπής (Multimedia Broadcast Multicast Services – MBMS), λειτουργίες και εφαρμογές, μετάδοση φωνής και βίντεο πάνω από ασύρματο δίκτυο (VoWiFI).
    • Προτεινόμενη αρχιτεκτονική μελλοντικού διαδικτύου:
      • Σχεδιαστικά πρότυπα service awareness και self-aware dependability) και διαδικτυακών εφαρμογών (API-driven). Ανάλυση και προγραμματισμός υπηρεσιών για πλατφόρμες κοινωνικής δικτύωσης. Ανοιχτά ερευνητικά θέματα (διαχείρισης πόρων με τεχνικές εικονικοποίησης, μεταφοράς δεδομένων με τεχνολογίες NFC, χρήσης δεδομένων και υπηρεσιών από δίκτυα αισθητήρων και διασυνδεδεμένες συσκευές).
      • Το διαδίκτυο των αντικειμένων (Internet of Things).
      • Internet of Things (IoT), Τεχνολογίες IoT, RFID, Wireless Sensors.
      • Προκλήσεις και ευκαιρίες, θέματα ενέργειας, ευφυΐας, επικοινωνίας, κατασκευής, διαλειτουργικότητας και προτυποποίησης. Παραδείγματα εφαρμογών σε κτίρια, μέσα μεταφοράς, συστήματα υγείας, δίκτυο ηλεκτροδότησης κτλ. Θέματα αγοράς και προιόντα Το ΙοΤ ως μέρος του μελλοντικού διαδικτύου (Future Internet).
      • Ανοιχτά ερευνητικά θέματα (διαχείρισης πόρων με τεχνικές εικονικοποίησης, μεταφοράς δεδομένων με τεχνολογίες NFC, χρήσης δεδομένων και υπηρεσιών από δίκτυα αισθητήρων και διασυνδεδεμένες συσκευές).
  • Ανάπτυξη διαδικτυακών εφαρμογών
    • Επισκόπηση γλωσσών σήμανσης: HTML, XHTML, XML
    • AJAX: τεχνική προγραμματισμού AJAX για τη δημιουργία ασύγχρονων διαδικτυακών εφαρμογών.
    • HTML5: Προγραμματισμός Rich Internet Applications (RIA) χωρίς την ανάγκη χρήσης «εξωτερικών» τεχνικών όπως Adobe Flash και Microsoft Silverlight. HTML5 Doctype, elements όπως NAV, ASIDE, ARTICLE, SECTION HGROUP. CSS3, localStorage, Canvas Cheat Sheet.
    • Σύγχρονες τεχνικές και περιβάλλοντα διαδικτυακού προγραμματισμού (1): Spring model view controller που επιτρέπει επιπρόσθετα την απομακρυσμένη διαχείριση αντικειμένων και τη διαχείριση δεδομένων και Grails για την υλοποίηση εφαρμογών ακολουθώντας τη μέθοδο «coding by convention».
    • Σύγχρονες τεχνικές και περιβάλλοντα διαδικτυακού προγραμματισμού (2): Spring model view controller που επιτρέπει επιπρόσθετα την απομακρυσμένη διαχείριση αντικειμένων και τη διαχείριση δεδομένων και Grails για την υλοποίηση εφαρμογών ακολουθώντας τη μέθοδο «coding by convention».
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-504 Υπολογιστικά Νέφη [Υ] Δ. Κυριαζής

Στόχος

Το 1987 παρουσιάστηκε η τεχνολογία RAID (Redundant Array of Independent Disks) που «συνδύαζε» πολλαπλούς δίσκους σε μια λογική μονάδα. Το 2002 η εμφάνιση του Hypervisor (ως μια τεχνική εικονικοποίησης) επέτρεψε το «συνδυασμό» πολλαπλών υπολογιστικών συστημάτων στον ίδιο φυσικό πόρο. Το 2008 η τεχνολογία υπολογιστικών νεφών (cloud computing) καθιστά εφικτή την παροχή υπηρεσιών βάσει των δυναμικών απαιτήσεων των χρηστών και των εφαρμογών. Το 2012, «έχει γίνει η φράση της ημέρας», σύμφωνα με τον αναλυτή αναλυτής Ben Pring της Gartner, οδηγώντας στην «Post-PC» εποχή.

Στόχος του μαθήματος είναι η παρουσίαση θεμάτων σχεδιασμού και υλοποίησης στο χώρο των υπολογιστικών νεφών και της σχέσης αυτών με άλλες κατανεμημένες υποδομές. Η εικονικοποίηση του υλισμικού, η επεκτασιμότητα, η ελαστικότητα καθώς και η διασφάλιση της παρεχόμενης ποιότητας υπηρεσιών αποτελούν τα πλέον αντιπροσωπευτικά χαρακτηριστικά των υπολογιστικών νεφών. Το μάθημα προσφέρει το θεωρητικό υπόβαθρο των συγκεκριμένων περιβαλλόντων ενώ επίσης επιδιώκεται η εξοικείωση των συμμετεχόντων με τεχνολογίες λειτουργίας, προγραμματισμού και εκτέλεσης εφαρμογών σε υπολογιστικά νέφη μέσω των αντίστοιχων εργαστηριακών θεματικών περιοχών. Εξετάζονται σε βάθος έννοιες, τεχνικές και μεθοδολογίες σε όλα τα επίπεδα της υποδομής, δίνοντας έμφαση σε θέματα όπως οι σύγχρονες αρχιτεκτονικές νεφών (υπολογιστικών νεφών, αποθηκευτικών νεφών, βάσει γεγονότων, κ.α.) και τη διαφοροποίησή τους σε σχέση με συναφείς τεχνολογίες (π.χ. grid computing, utility computing),τα δομικά στοιχεία των νεφών (τύποι πόρων, κατηγορίες υπηρεσιών, συμβόλαια επιπέδου υπηρεσιών και επιπέδου γεγονότων, σύνθεση και πολυεπίπεδη ενορχήστρωση υπηρεσιών), τις προσεγγίσεις διασφάλισης ποιότητας σε διαφορετικά λειτουργικά επίπεδα και των τεχνολογιών υπολογιστικών νεφών παροχής υπηρεσιών σε πραγματικό χρόνο. Στις τεχνολογίες διαχείρισης πόρων βάσει παραμέτρων υπηρεσιών, αλληλεπίδρασης εικονικών πόρων στον ίδιο φυσικό πόρο και εξαρτήσεων αντικειμένων εφαρμογής που επηρεάζουν την ελαστικότητά της. Τα μοντέλα για τον προγραμματισμό στα υπολογιστικά νέφη (π.χ. MapReduce, Hadoop, bigTable). Τα μεσολογισμικά ανοιχτού κώδικα για την παροχή υπηρεσιών υποδομής (OpenStack, OpenNebula). Τα αποθηκευτικά νέφη και τις βασικές έννοιες αυτών που εστιάζουν στην «υπολογιστική» αποθήκευση και στην πρόσβαση σε αποθηκευμένα αντικείμενα βάσει περιεχομένου. Τις σύγχρονες τεχνικές και επιχειρηματικές προσεγγίσεις που επιτρέπουν τη διαλειτουργικότητα και διασύνδεση (federation) υπολογιστικών νεφών. Τις μεθοδολογίες για την μοντελοποίηση και ανάπτυξη εφαρμογών για υπολογιστικά νέφη καθώς και τα πρωτόκολλα και τα πρότυπα μηχανισμών, δεδομένων και υπηρεσιών (Web Service Description Language – WSDL, Web Service-Addressing, Web Service-Security, Web Service Resource Framework – WSRF, Unified Data & Compute Resource Model). Τις σύγχρονες εφαρμογές (π.χ. δημοσιογραφία βάσει δεδομένων, υπηρεσίες έξυπνων πόλεων) και τις προκλήσεις που παρουσιάζονται όταν φιλοξενούνται σε υποδομές υπολογιστικών νεφών.

Περιεχόμενα

  • Θέματα Αρχιτεκτονικών: Ορισμός, στόχοι, προκλήσεις, τομείς εφαρμογής, όροι, συμβόλαια παροχής υπηρεσιών, φάσεις εκτέλεσης εργασιών και υπηρεσιών.
    • Μοντέλο διακριτών επιπέδων Software-Platform-Infrastructure (SPI), λειτουργικότητα, ιδιότητες, διεπαφές και επικοινωνία επιπέδων.
    • Μοντέλα διασύνδεσης υποδομών υπολογιστικών νεφών: private, public, hybrid, federated, multi.
    • Αρχιτεκτονικά πρότυπα αρχιτεκτονική ανοιχτών υπηρεσιών, υπηρεσιοστρεφής αρχιτεκτονική (παροχή *aaS), αρχιτεκτονική που βασίζεται σε γεγονότα (event-driven).
    • Αρχιτεκτονικές που καθιστούν εφικτή την παροχή συγκεκριμένης λειτουργικότητας για: διαχείριση εμπιστοσύνης, ρίσκου, κατανάλωσης και κόστους (TREC: trust, risk, eco, cost), διαφορετικά προγραμματιστικά μοντέλα κατανεμημένων εφαρμογών, υπηρεσίες δεδομένων, πολύ-επίπεδες εφαρμογές, υπηρεσίες πραγματικού χρόνου, σημασιολογική διαλειτουργικότητα παρόχων.
  • Επίπεδο Software as a Service/Επίπεδο Platform as a Service:
    • Μεθοδολογία μοντελοποίησης αντικειμένων και εφαρμογών / ροών εργασίας: OASIS SOA Reference Model, Service oriented architecture Modeling Language (SoaML), Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems (MARTE), Palladio Component Model, Real-Time Software Components (RTSC), Quality Of Service and Fault Tolerance Characteristics And Mechanisms (QoSFTC), Εργαλεία: Papyrus, Enterprise Architect, Magic Draw, Modelio, Eclipse Modelling Framework.
    • Ανάλυση απόδοσης υπηρεσιών με αναλυτικά μοντέλα και με χρήση νευρωνικών δικτύων.
    • Κατηγοριοποίηση εφαρμογών βάσει στερεοτύπων (stereotypes) και δημιουργία wrappers για τον έλεγχο, την εποπτεία και τη διαμόρφωση των εφαρμογών (control, monitoring, configuration).
    • Συμβόλαια παροχής υπηρεσιών: Σχήματα και Πρωτόκολλα (WS-Agreement, Web Service Level Agreement – WSLA, SLA Notification Generation – SLAng, Service Negotiation and Allocation Protocol – SNAP, Class of Grid Service Language – CGSL, NextGRID SLA primitives), Μηχανισμοί διασφάλισης (CQEF, A Grid Resource SLA-based Broker – GRUBER/DI-GRUBER, Open Computing Center Software – openCCS).
    • Κατάλογοι υπηρεσιών και μηχανισμοί εύρεσης: Universal Description, Discovery and Integration (UDDI), UDDI Business Registry (UBR), Electronic Business using eXtensible Markup Language (ebXML), Sun Service Registry, IBM WebSphere Registry.
    • Επιλογή και δέσμευση πόρων: ντετερμινιστική και πιθανοτική προσέγγιση, πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση, δέσμευση πόρων βάσει πολιτικών.
    • Εποπτεία εκτέλεσης εφαρμογών και υποδομής: Nagios, Ganglia, Monitoring Agents using a Large Integrated Services Architecture (MonALISA), CloudStatus.
    • Διαχείριση ροών εργασίας: Προδιαγραφές και γλώσσες περιγραφής (XML Process Definition Language – XPDL, WS-BPEL, QoS-aware Grid workflows – QoWL), Εκτέλεση ροών εργασίας (Kepler, Taverna, Pegasus).
    • Αποτίμηση και κοστολόγηση (Distributed Grid Accounting System – DGAS, Gratia, Verizon, RESERVOIR).
  • Επίπεδο Infrastructure as a Service:
    • Εικονικοποίηση: Υλοποίηση και παροχή Εικονικών Πόρων, Κατηγορίες εικονικοποίησης (έμφυτη – native, υλισμικού – hardware, επιπέδου λειτουργικού συστήματος – OS-level, επιπέδου εφαρμογής), Hypervisors (Kernel-based Virtual Machine – KVM, Xen).
    • Διαχείριση δικτυακών πόρων (προσεγγίσεις Integrated Services – IntServ, Resource Reservation Protocol – RSVP, Differentiated Services – DiffServ).
    • Εικονικοί δικτυακοί πόροι (VINI), Εικονικοποίηση Επιπέδου 2 (VLAN stacking, Overlay Transport Virtualization – OTV, Open VirtualiZation – OpenVZ, vNetwork, SUNCrossbow), Εικονικοποίηση Επιπέδου 3.
    • Εντοπισμός και διαχείριση σφαλμάτων: προσεγγίσεις πλεονασμού (redundancy) και μετανάστευσης (migration).
    • Υπολογιστικά νέφη και περιβάλλοντα (Google App Engine, Amazon AWS, Microsoft Azure), μοντέλα για την υλοποίηση εφαρμογών (π.χ. MapReduce, Hadoop, bigTable).
  • Διασφάλιση ποιότητας σε υπολογιστικά νέφη και υπηρεσίες πραγματικού χρόνου:
    • Κατηγορίες παραμέτρων και απαιτήσεων.
    • Τεχνικές ανοχής σε σφάλματα (αναπαραγωγής, επανάληψης, εναλλακτικού πόρου, σημείου ελέγχου/επανεκκίνησης),προσεγγίσεις ASKALON, ProActive.
    • Προληπτική αντιμετώπιση σφαλμάτων (συσχέτιση παραμέτρων, εξαγωγή επαναλαμβανόμενων κανόνων από τα δεδομένα μετρήσεων).
    • Υπηρεσίες πραγματικού χρόνου.
    • Φάσεις λειτουργίας (offline / online).
    • Μηχανισμοί ελέγχου (control loops) στα επίπεδα Software, Platform και Infrastructure.
    • Παραγωγή γεγονότων που σχετίζονται με την εφαρμογή, την υποδομή ή τα συμβόλαια παροχής υπηρεσιών και ενεργοποίηση διορθωτικών ενεργειών.
    • Μηχανισμοί εποπτείας και εκτέλεσης εργασιών σε πολλαπλά επίπεδα (μηχανισμοί διαχείρισης στο επίπεδο Platform, οντότητες των μηχανισμών στα εικονικά περιβάλλοντα).
  • Τεχνολογίες διαχείρισης πόρων:
    • Διαχείριση βάσει οντολογιών, ουρών και γενετικών αλγορίθμων, ιστορικών μοντέλων απόδοσης.
    • Αλληλεπίδραση ταυτόχρονα εκτελούμενων υπηρεσιών (σε επίπεδο επεξεργαστή, μνήμης, δικτύου, εικονικοποίησης) ανάλογα με το είδος των εφαρμογών, τις παραμέτρους ποιότητας, τις αρχιτεκτονικές επεξεργαστή, του τύπου εικονικοποίησης και του πλήθους των εικονικών μηχανικών.
    • Ανάλυση συμπεριφοράς εφαρμογών για διαφορετικές παραμετροποιήσεις υλισμικού (μέθοδοι χρονοπρογραμματισμού, μελέτη κατηγοριών εφαρμογών, εξαρτήσεων από εισόδους χρονοσειρών, προτύπων χρήσης).
    • Τεχνικές ελαστικότητας για διαφορετικές κατηγορίες εφαρμογών (transactional και batch) βάσει γράφων εξαρτήσεων, επιπέδων παραλληλοποίησης και κανόνων.
  • Mεσολογισμικό (middleware) για την παροχή υπηρεσιών υπολογιστικού νέφους (OpenNebula):
    • Εγκατάσταση συστημάτων OpenNebula για τη διαχείριση και εποπτεία εικονικών υπολογιστικών πόρων, δικτύου και αποθηκευτικών κόμβων.
    • Παραμετροποίηση μεσολογισμικού για τη διαχείριση ομάδων χρηστών και την παροχή πόρων βάσει διαφορετικών πολιτικών διατυπωμένων σε συμβόλαια παροχής υπηρεσιών.
    • Υλοποίηση και εκτέλεση εφαρμογών με χρήση πρωτοκόλλου REST ή SOAP.
  • Mεσολογισμικό (middleware) για την παροχή υπηρεσιών υπολογιστικού νέφους (OpenStack):
    • Εκπαιδευτική επίσκεψη στις εγκαταστάσεις του Εθνικού Δικτύου Έρευνας και Τεχνολογίας (ΕΔΕΤ), όπου θα γίνει περιγραφή του συστήματος OKEANOS για την παροχή υπηρεσιών υπολογιστικού νέφους καθώς και των υποσυστημάτων Cyclades (διαχείριση και παροχή υπολογιστικών και δικτυακών πόρων) και Pithos+ (διαχείριση και παροχή αποθηκευτικών πόρων).
    • Εγκατάσταση και παραμετροποίηση OpenStack (στο οποίο βασίζεται το σύστημα OKEANOS) – υπηρεσίες compute, image και object storage.
  • Προσεγγίσεις διαλειτουργικότητας και διασύνδεσης (federation) υπολογιστικών νεφών:
    • Διασύνδεση πόρων (Aneka Coordinator, CometCloud), ταυτότητας (Amazon Web Services Identity and Access Management), πολλαπλών επιπέδων (μοντέλο 3 φάσεων: εύρεσης, επιλογής και πιστοποίησης, Haizea lease manager).
    • Επίπεδα διασύνδεσης (βάσει υπηρεσιών, πόρων, απόδοσης) και σχετικές τροποποιήσεις συμβολαίων παροχής υπηρεσιών (διαχωρισμός κόστους και κυρώσεων).
    • Διασύνδεση βάσει επιχειρηματικών όρων / παραμέτρων ποιότητας υπηρεσίας (με χρήση μοντέλων και θεωριών Fuzzy Preference Programming, Analytical Hierarchy Process, Multiple Attribute Utility).
  • Τεχνολογίες Αποθήκευσης και Διαχείρισης Δεδομένων:
    • Αρχιτεκτονικές και συγκεκριμένες προσεγγίσεις (για θέματα επεκτασιμότητας, συνοχής των δεδομένων, διαχείρισης της ονοματολογίας – namespace, αναπαραγωγής) σε κατανεμημένα συστήματα αποθήκευσης αντικειμένων (οbjects) δεδομένων: EMC Atmos, Rackspace Cloud Files, Windows Azure Storage, Google Storage, Amazon S3.
    • «Υπολογιστική» αποθήκευση: Μοντέλο για τον καθορισμό του υπολογισμού, των δεδομένων, των περιορισμών εκτέλεσης, των συνθηκών ενεργοποίησης και της αλληλεπίδρασης με άλλα δεδομένα και υπηρεσίες.
    • Πρόσβαση σε αποθηκευμένα αντικείμενα βάσει περιεχομένου: Τεχνικές επισύναψης μεταδεδομένων στα αποθηκευμένα δεδομένα και δημιουργίας δικτύων περιεχομένου (μέσω συσχετίσεων), μέθοδοι ανάκτησης δεδομένων.
    • Προσεγγίσεις ελαστικότητας σε αποθηκευτικά νέφη (BASE).
    • Βάσεις δεδομένων για υποστήριξη μεγάλου όγκου δεδομένων (Amazon SimpleDB, Google BigTable, SimpleDB, Tokyo Cabinet/Tyrant, HBase, Amazon Dynamo, Apache Cassandra, Dynomite, Voldemort).
  • Σύγχρονες εφαρμογές και πλατφόρμες υπολογιστικών νεφών, ανοιχτά ερευνητικά θέματα και πρακτικές μεγάλων εταιριών του χώρου:
    • Εφαρμογές επαυξημένης πραγματικότητα με τρισδιάστατη αναπαράσταση περιβάλλοντος, δημοσιογραφία βάσει δεδομένων, υπηρεσίες έξυπνων πόλεων.
    • Πρωτόκολλα και μοντέλα (Web Service Resource Framework – WSRF, Web Service-ResourceTransfer, Web Service-Addressing, Web Service-Security, Unified Data & Compute Resource Model).
    • Διαθέσιμες πλατφόρμες υπολογιστικών νεφών (αρχιτεκτονική, υπηρεσίες και σύγκριση αυτών).
    • Προκλήσεις, ανοιχτά ερευνητικά θέματα και πρακτικές μεγάλων εταιριών του χώρου:
      • IBM: τεχνολογίες αποθηκευτικών νεφών και διαχείρισης πόρων βάσει πληροφοριών από υπηρεσίες κοινωνικής δικτύωσης.
      • ATOS Origin: τεχνικές για εκτέλεση εφαρμογών legacy σε υπολογιστικά νέφη.
      • Alcatel-Lucent: μέθοδοι για την δημιουργία νεφών πολυμέσων (βελτιστοποίηση ροών δεδομένων σε επίπεδο δικτύου, σύνθεση ροών on-the-fly).
      • VMWare: τεχνολογίες (π.χ. Cloud Foundry) για την υλοποίηση εφαρμογών στο επίπεδο Software as a Service.
      • Telefonica: τεχνολογίες για τη δημιουργία ηλεκτρονικού πλαισίου διαπραγμάτευσης υπηρεσιών υπηρεσιών νέφους (eMarketplace).
Περισσότερα »

2ο Εξάμηνο

ΨΣ-ΕΔ-301 Ασύρματες και Δορυφορικές Επικοινωνίες [Υ] Α. Κανάτας

Στόχος

Στόχος του μαθήματος είναι η εμβάθυνση των φοιτητών σε θέματα ασύρματων επικοινωνιών με έμφαση στη σχεδίαση ζεύξεων για επίγεια και δορυφορικά συστήματα επικοινωνιών. Το μάθημα περιλαμβάνει δύο ενότητες. Στην πρώτη ενότητα γίνεται ανασκόπηση των βασικών εννοιών της τεχνολογίας των κεραιών και της Ηλεκτρομαγνητικής (Η/Μ) διάδοσης και αναλύονται διεθνή πρότυπα (ITU-R) και συστάσεις για τη σχεδίαση επίγειων ασύρματων ζεύξεων. Στη δεύτερη ενότητα γίνεται ανασκόπηση της τεχνολογίας των Δορυφορικών Δικτύων Επικοινωνιών. Περιγράφεται η υπάρχουσα τεχνολογία των δομικών στοιχείων ενός δορυφορικού δικτύου, οι τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης και τοπολογίες δικτύων. Ιδιαίτερο βάρος δίνεται στα δίκτυα VSATs, με ανάλυση εφαρμογών και σχεδίαση των ζεύξεων.

Περιεχόμενα

  • Η/Μ Κύματα, ακτινοβολητές και παράμετροι κεραιών. Πόλωση κυμάτων, είδη κεραιών, κέρδος, κατευθυντικότητα, ενεργός επιφάνεια και ενεργό μήκος κεραίας.
  • Περιγράφονται τα φαινόμενα της διάδοσης για τα υπάρχοντα ασύρματα συστήματα επικοινωνιών στις πλέον χρησιμοποιούμενες ζώνες συχνοτήτων με στόχο την επιτυχή σχεδίαση σταθερών ασύρματων ζεύξεων. Μηχανισμοί διάδοσης Η/Μ Κυμάτων: Ανάκλαση, διάθλαση, και φαινόμενα στην τροπόσφαιρα.
  • Μηχανισμοί διάδοσης Η/Μ κυμάτων: Σκέδαση, περίθλαση και διαθέσιμα μοντέλα. Έμφαση στα πρακτικά μοντέλα πρόβλεψης της διάδοσης για διαφορετικά συστήματα ασύρματων επικοινωνιών. Κρίσιμα μεγέθη, παράμετροι ποιότητας και στόχοι της αποτελεσματικής σχεδίασης των συστημάτων.
  • Ανάλυση των στοιχειοκεραιών. Είδη, διατάξεις και γεωμετρία των στοιχεοκεραιών. Βασικά μεγέθη περιγραφής του συστήματος της στοιχειοκεραίας. Υπόθεση στενής ζώνης. Στοιχειώδεις διατάξεις διαμόρφωσης διαγραμμάτων ακτινοβολίας.
  • Επεξεργασία Σημάτων από στοιχειοκεραίες. Γραμμικές και χωρικά ομοιόμορφες στοιχειοκεραίες. Ορατή περιοχή. Τροφοδότηση στοιχειοκεραιών. Παράμετροι διαγράμματος ακτινοβολίας. Στροφή διαγράμματος ακτινοβολίας.
  • Στατιστική επεξεργασία σημάτων από στοιχειοκεραίες. Επεξεργασία στενής ζώνης. Conventional beamformer, null steering beamformer. Φίλτρα Wiener και τεχνικές ψηφιακού beamforming.
  • Ανάπτυξη δορυφορικών συστημάτων και εξέλιξη υπηρεσιών. Γεωμετρικές παράμετροι και σημαντικές τροχιές. Διατάξεις και είδη αναμεταδοτών. Στοιχειώδη δομικά χαρακτηριστικά. Κεραίες δορυφορικών συστημάτων. Παγκόσμιοι οργανισμοί δορυφορικών συστημάτων.
  • Θόρυβος στα δορυφορικά συστήματα επικοινωνιών (δέκτες-κεραίες). Διατάξεις δεκτών. Δορυφορικοί ενισχυτές και ζητήματα μη γραμμικοτήτων. Δείκτες επίδοσης σε συνθήκες καθαρού ουρανού και βροχής.
  • Τεχνικές μετάδοσης (κυρίως ψηφιακής) και σχεδίαση των ζεύξεων. Παραδείγματα σχεδίασης για σταθερά και κινητά συστήματα δορυφορικών επικοινωνιών.
  • Τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης στα δορυφορικά δίκτυα (TDMA, FDMA, CDMA). Δίκτυα VSATs, τοπολογίες και αρχιτεκτονικές συστημάτων.
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-320 Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών [Υ] Ά. Ρούσκας

Στόχος

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τις αρχές λειτουργίας, τις αρχιτεκτονικές και τεχνολογίες των δικτύων κινητών επικοινωνιών μεταγωγής κυκλώματος και μεταγωγής πακέτου. Μετά το πέρας του μαθήματος οι φοιτητές θα μπορούν αναλύουν και αξιολογούν σχεδιαστικές επιλογές που διέπουν τα δίκτυα κινητών επικοινωνιών. Οι φοιτητές θα κληθούν να εκπονήσουν σειρές ασκήσεων και εργασία σε σχετικό θέμα της περιοχής.

Περιεχόμενα

  • Επισκόπηση δικτύων κινητών επικοινωνιών, λειτουργικό μοντέλο, αρχιτεκτονική και δομικά στοιχεία δικτύων. Ασύρματο περιβάλλον και τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης.
  • Μοντελοποίηση και ανάλυση τηλεπικοινωνιακής κίνησης και διαστασιοποίηση δικτύων. Παραδείγματα και ασκήσεις.
  • Διαχείριση ασύρματων πόρων, διαχείριση διαπομπών, διαχείριση επικοινωνίας, διαχείριση κινητικότητας σε δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος. Παραδείγματα και ασκήσεις.
  • Εισαγωγή στη χρονοδρομολόγηση πακέτων. Χρονοδρομολόγηση πακέτων σε περιβάλλον ασύρματων ζεύξεων: προβλήματα και λύσεις. Παραδείγματα αλγόριθμων χρονοδρομολόγησης στα συστήματα UMTS, LTE.
  • Διαχείριση κινητικότητας σε δίκτυα πακέτων. Διασφάλιση κινητικότητας σε διαφορετικά στρώματα (data link, IP, transport, application), πρωτόκολλα μάκρο- και μίκρο-κινητικότητας, κινητό, ιεραρχικό, κυψελωτό IP. Παραδείγματα διαχείρισης κινητικότητας IP σε GPRS και UMTS.
  • Το πρωτόκολλο TCP σε ασύρματες ζεύξεις: προβλήματα και προτεινόμενες τεχνικές. Μηχανισμοί στρώματος ζεύξης, προσέγγιση split connection, TCP-Aware link layer, TCP-Unaware approximation of TCP-aware link layer.
  • Τεχνολογίες και αρχιτεκτονικές προσδιορισμού θέσης κινητών τερματικών. Υπηρεσίες βασισμένες στη θέση κινητών τερματικών.
  • Τεχνολογίες 4G/IMT-advanced: 3GPP LTE-Advanced, IEEE WirelessMAN.
  • Αρχιτεκτονική, πρωτόκολλα και υπηρεσίες IP Multimedia Subsystem. Χρήση ανοικτής πλατφόρμας IMS στο εργαστήριο για εγκατάσταση και διεξαγωγή πολυμεσικών κλήσεων.
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-201 Διεισδυτικά και Ενσωματωμένα Συστήματα [Υ] Α. Μηλιώνης

Στόχος

Το μάθημα στοχεύει στη διεξοδική ανάλυση της αρχιτεκτονικής και της πολυεπίπεδης σχεδίασης των ενσωματωμένων συστημάτων και των εφαρμογών τους, με έμφαση στα δικτυακά ενσωματωμένα και διεισδυτικά συστήματα. Μεταξύ των θεμάτων που αναλύονται περιλαμβάνονται η κατανόηση της αρχιτεκτονικής των δικτυακών ενσωματωμένων συστημάτων, αρχές σχεδίασης συστημάτων και ενσωμάτωσης του λειτουργικού συστήματος σε ιδιαίτερες αρχιτεκτονικές, η ανάπτυξη οδηγών δικτυακών συσκευών και η αξιολόγηση επίδοσης των συστημάτων. Η ανάπτυξη ενσωματωμένων εφαρμογών σε επόμενο στάδιο είναι σε μεγάλο βαθμό απεξαρτημένη από τις ιδιαιτερότητες και αρχιτεκτονικές λεπτομέρειες των συστημάτων και ανάλογη με γνώριμες διαδικασίες ανάπτυξης εφαρμογών σε υπολογιστικά συστήματα, ενδεχομένως με ορισμένους περιορισμούς και με την χρήση ειδικών εκδόσεων περιορισμένης λειτουργικότητας των εργαλείων ανάπτυξης. Επιπλέον, παρουσιάζονται προηγμένες εφαρμογές των ενσωματωμένων συστημάτων στη νέα επιστημονική περιοχή των διεισδυτικών συστημάτων.

Περιεχόμενα

  • Επεξεργαστές Επικοινωνιών: Αρχιτεκτονική επεξεργαστών επικοινωνιών, ενσωματωμένοι δικτυακοί επεξεργαστικοί πυρήνες, χαρτογράφηση μνήμης, πόρτες Ι/Ο και προκαθορισμένες δικτυακές λειτουργίες, ελεγκτές και λειτουργία δικτυακών συσκευών (TDM, serial, ΑΤΜ, fast Ethernet, HDLC, πολλαπλών καναλιών), εξυπηρέτηση αιτήσεων διακοπής.
  • Αρχιτεκτονικές δικτυακών ενσωματωμένων συστημάτων και συστημική σχεδίαση: Ενδεικτικές ολοκληρωμένες αρχιτεκτονικές δικτυακών συστημάτων (έμφαση σε IAD), σχηματική σχεδίαση, αρθρωτή διαφοροποιήσιμη σχεδίαση.
  • Εργαλεία Ανάπτυξης, Ενσωματωμένο Λογισμικό Συστημάτων και Διαδικασίες: Διαμεταγλωττιστές, GNU cross-development tool chain, βασική αρχικοποίηση συστήματος (JTAG), διαμόρφωση χαρακτηριστικών bootloader, διαμόρφωση λειτουργικού συστήματος, αρχιτεκτονική πυρήνα, διαμεταγλώττιση, debian packages, ενσωματωμένο σύστημα αρχείων, διαμόρφωση και ενσωμάτωση λειτουργικού συστήματος.
  • Οδηγοί δικτυακών συσκευών: Αρχές σχεδίασης οδηγών δικτυακών συσκευών, ανάπτυξη σύνθετης δικτυακής συσκευής πρόσβασης ATM, network API λειτουργικού συστήματος Linux.
  • Αξιολόγηση επίδοσης τηλεπικοινωνιακών ενσωματωμένων συστημάτων: Μελέτη και ανάλυση επίδοσης υψίρρυθμων δικτυακών συσκευών ενσωματωμένων συστημάτων, βελτιστοποίηση επίδοσης, interrupt moderation.
  • Εφαρμογές δικτυακών ενσωματωμένων συστημάτων I: Παροχή δικτυακών υπηρεσιών (NAT, DHCP, routing, IP QoS, VLAN, VPN κλπ), δικτυοκεντρική διαχείριση, τηλεφωνία, Asterisk PBX, οικιακός αυτοματισμός, φωνητική επικοινωνία.
  • Εφαρμογές δικτυακών ενσωματωμένων συστημάτων II: Ανάπτυξη Ενσωματωμένης Εφαρμογής Βιντεοεπιτήρησης.
  • Διεισδυτικά συστήματα: Προηγμένες SOA αρχιτεκτονικές προσαρμοστικών διεισδυτικών συστημάτων, NGAIEs (Next Generation Ambient Intelligent Environments), περιβάλλουσες/συμβιοτικές οικολογίες, planning, pervasive adaptation (semantic, structure, interaction, behavior, network).
  • Εφαρμογή δικτυακών ενσωματωμένων συστημάτων στα διεισδυτικά συστήματα: NGAIE network, προσαρμοστική δικτύωση, αναπαράσταση/προσαρμογή συσκευών και υπηρεσιών, task execution manager, unified network access, UPnP middleware, UPnP virtualization, OSGi.
  • Εφαρμογές διεισδυτικών συστημάτων και πρωτότυπα συστήματα: Απαιτήσεις χρηστών, ενδεικτικές σφαίρες δραστηριότητας, εργαλεία ανάπτυξης συστατικών σύνθετων συστημάτων, ανάπτυξη πρωτότυπου συστήματος, συμπεράσματα.
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-322 Σχεδιασμός και Διαχείριση Δικτύων Υπολογιστών [Υ] Π. Δεμέστιχας , Κ.Τσαγκάρης

Στόχος

Το μάθημα “Σχεδιασμός και Διαχείριση Δικτύων Υπολογιστών” αποσκοπεί στο να διδάξει σύγχρονες μεθοδολογίες και τεχνολογίες σχεδιασμού και διαχείρισης δικτύων υπολογιστών. Στο πλαίσιο αυτό, παρουσιάζονται και διατυπώνονται μαθηματικά προβλήματα σχεδιασμού δικτύων, ενώ για την επίλυσή τους προτείνονται και παρουσιάζονται κατάλληλοι αλγόριθμοι. Οι τελευταίοι αναπτύσσονται και επικυρώνονται με χρήση εμπορικών πακέτων λογισμικού και γλωσσών προγραμματισμού υψηλού επιπέδου. Επιπλέον, στο μάθημα παρουσιάζονται διεξοδικά οι βασικές αρχές της διαχείρισης δικτύων υπολογιστών, καλύπτοντας τις αρχιτεκτονικές, τα λειτουργικά και πληροφοριακά μοντέλα, άλλα και τα μοντέλα επικοινωνίας που χρησιμοποιούνται από τα σημερινά συστήματα διαχείρισης. Το μάθημα αποτελείται από θεωρητικές διαλέξεις και εξειδικευμένες εργαστηριακές ασκήσεις, προγραμματιστικές ασκήσεις, αλλά και επιδείξεις σχετικού λογισμικού και σύγχρονων πλατφορμών διαχείρισης.

Περιεχόμενα

  • Εισαγωγή: Επισκόπηση μαθήματος και διαλέξεων. Επισκόπηση των δικτύων υπολογιστών. Σύγχρονα δίκτυα. Ασύρματη και ενσύρματη πρόσβαση. Δίκτυα κορμού. Γενική παρουσίαση προβλημάτων σχεδίασης, διαχείρισης και ελέγχου.
  • Προβλήματα σχεδιασμού ενσύρματων δικτύων πρόσβασης: Διάκριση δικτύων μεταγωγής πακέτου και κυκλώματος. Πρόσβαση σε IP δίκτυα μέσω τηλεφωνικού δικτύου, τεχνολογιών DSL, LAN, οπτικών συστημάτων.
  • Προβλήματα σχεδιασμού ασύρματων δικτύων πρόσβασης: Διάκριση περιπτώσεων TDMA, CDMA και OFDM. Διαχείριση ασύρματων πόρων. Ανάθεση φάσματος. Διαχείριση ισχύος. Επιλογή θέσεων για την εγκατάσταση στοιχείων δικτύου. Διασύνδεση με δίκτυα κορμού.
  • Μέθοδοι και Αλγόριθμοι για την επίλυση των προβλημάτων σχεδιασμού δικτύων υπολογιστών: local search, greedy, (meta-)heuristics, simulated annealing, genetic algorithms, taboo search, neural networks, άλλες bio-inspired τεχνικές και τεχνικές μάθησης. Εφαρμογή τους στα παραπάνω προβλήματα σχεδιασμού. Προγραμματιστικές ασκήσεις.
  • Εισαγωγή στη διαχείριση δικτύων υπολογιστών: Λειτουργίες Configuration, Fault, Accounting, Performance, Security (CFAPS) και επίπεδα διαχείρισης (Element, Network, Service, Business). Manager(s), Agents. Η Διαχείριση στο διαδίκτυο. Το πρωτόκολλα SNMP, Management Information Base (MIB), οι γλώσσες SMI/ASN.1.
  • Σχεδίαση και υλοπoίηση MIBs για στοιχεία δικτύου. Διαχείριση βάσει πρωτοκόλλου SNMP. Επεξεργασία περιεχομένων MIBs. Εργαστηριακές ασκήσεις.
  • Σχεδίαση και υλοπoίηση MIBs για στοιχεία δικτύου. Διαχείριση βάσει πρωτοκόλλου SNMP. Επεξεργασία περιεχομένων MIBs. Εργαστηριακές ασκήσεις.
  • Σχεδίαση και υλοποίηση εφαρμογών διαχείρισης βασισμένων στο πρωτόκολλο SNMP. Εργαστηριακές ασκήσεις.
  • Πλατφόρμες και εργαλεία διαχείρισης: Επίδειξη και χρήση πλατφορμών και εργαλείων που χρησιμοποιούνται σήμερα για την παρακολούθηση, διαχείριση και έλεγχο δικτύων υπολογιστών. HP Openview, SNMPc, MRTG.
  • Σύγχρονες μεθοδολογίες και τάσεις στη διαχείριση δικτύων: Self-*, Self-management, αυτόνομη διαχείριση, γνωστική διαχείριση, web-based διαχείριση, policy-based διαχείριση, network governance.
Περισσότερα »

ΨΣ-ΕΔ-505 Ανάπτυξη Εφαρμογών για Κινητές Συσκευές [Υ] Α. Μηλιώνης

Στόχος

Στη σημερινή εποχή, τα κινητά τηλέφωνα εμφανίζονται με πολλά χαρακτηριστικά όπως GPS, acceleration sensors και οθόνες αφής αλλά και με εξελιγμένο λογισμικό με το οποίο η πλατφόρμα του κινητού μπορεί να αποκτήσει έξυπνες ιδιότητες (δημιουργία smart phones). Ο σκοπός αυτού του μαθήματος είναι να δώσει τη δυνατότητα στους φοιτητές να δημιουργήσουν εφαρμογές στην πλατφόρμα Android για κινητές συσκευές. Οι φοιτητές θα κατανοήσουν την αρχιτεκτονική της πλατφόρμας Android, τη διαδικασία να δημιουργήσουν εφαρμογές για κινητές συσκευές και να ενεργοποιήσουν υπηρεσίες για έξυπνα τηλέφωνα.

Περιεχόμενα

  • Επισκόπηση «έξυπνων» κινητών συσκευών (smart phones/devices) και τις αρχιτεκτονικές τους. Απαιτήσεις για έξυπνες κινητές συσκευές. Λειτουργίες για έξυπνες κινητές συσκευές. Αναφορά στο Λειτουργικό Linux και παρουσίαση της Αρχιτεκτονικής της πλατφόρμας Android.
  • Android SDK: Βασικές έννοιες, μοντέλο Android εφαρμογών, επισκόπηση Android SDK. Download/configure android SDK. Εισαγωγή στα android development tools για δημιουργία εφαρμογών από την αρχή. Εξοικείωση με τον android emulator.
  • Ανάπτυξη εφαρμογών με χρήση Android SDK και Eclipse framework (1): Σχεδιασμός User Interface: χρήση XML layouts (σύγκριση με java powered layouts), basic widgets (labels, check boxes, buttons, input boxes, etc), containers (widget collections), input method framework, drop-down menus, fonts. Εισαγωγή σε διαφορετικές μεθόδους layout. Παραδείγματα και εργαστηριακές ασκήσεις.
  • Ανάπτυξη εφαρμογών με χρήση Android SDK και Eclipse framework (2). Παραδείγματα και εργαστηριακές ασκήσεις.
  • Ανάπτυξη εφαρμογών με χρήση Android SDK και Eclipse framework (3). Παραδείγματα και εργαστηριακές ασκήσεις. Παρουσίαση των «Course Projects»
  • The Webkit browser: δημιουργία εφαρμογών μέσω browser. Εισαγωγή στο mobile browsing και webkit engine. Δημιουργία απλών εφαρμογών και ενσωμάτωση του webkit browser.
  • Εσωτερική επικοινωνία τηλεφωνικής συσκευής, δημιουργία εφαρμογών και Activities: εξοικείωση με τη διαδικασία και προτεραιότητες για τη δημιουργία εφαρμογών, δημιουργία και αξιοποίηση resources, android activities.
  • Content Providers: χρήση και δημιουργία content providers. Intents: δημιουργία intent filters.
  • Εφαρμογές σχετικές με τον χειρισμό τηλεφωνικών κλήσεων: πρόσβαση σε τοπικές βάσεις δεδομένων, δημιουργία και ενεργοποίηση υπηρεσιών (π.χ. δημιουργία group αριθμών τηλεφώνου), location based services GPS, χρήση media API, SD cards, SMS και email. Εμφάνιση περιεχομένου audio και video.
  • Μεταφορά προγραμμάτων από τον emulator σε πραγματική συσκευή: χειρισμός multiple screen sizes και resolutions. Εξέταση εφαρμογών με χρήση WiFi.
Περισσότερα »

3ο Εξάμηνο

ΨΣ-ΕΔ-333 Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία [Υ]

Προτεινόμενα Θέματα

Δείτε τα προτεινόμενα θέματα μεταπτυχιακών διπλωματικών εργασιών από εδώ.

Περισσότερα »