Εισαγωγή στη γλώσσα μοντελοποίησης UML (Unified Modeling Language): Μοντελοποίηση κλάσεων και αντικειμένων, διαγράμματα κλάσεων, διαγράμματα αλληλεπίδρασης (ακολουθιακά, συνεργασιακά), περιπτώσεις χρήσης, διαγράμματα δραστηριότητας, μοντελοποίηση καταστάσεων. Προχωρημένες έννοιες αντικειμενοστρεφούς προγραμματισμού που καλύπτουν αντικειμενοστρεφείς δομές δεδομένων και σχετικούς αλγορίθμους προσπέλασης, όπως η τεμπέλικη αξιολόγηση. Υλοποίηση σωρών, αυτο-ισοζυγιζόμενων δέντρων, γράφων. Ταξινόμηση και γεννητική αναδρομής μέσω αντικειμένων. Εφαρμογή αρχών Τεχνολογίας Λογισμικού όπως αφαιρετική αποσύνθεση, αποσύζευξη και πέρασμα εντολών σε μεγάλης και μικρής κλίμακας συστατικά και πλαίσια εργασίας. Πολυνηματικές εφαρμογές προσανατολισμένες στα γεγονότα. Προαπαιτούμενο: ΜΗΥΠ 123 – Αντικειμενοστρεφής Μεθοδολογία και Προγραμματισμός (C++).

Προαπαιτούμενα

EEI 133 Αντικειμενοστρεφής Μεθοδολογία και Προγραμματισμός με C++ 

Παρουσίαση προηγμένων αρχιτεκτονικών μονο-επεξεργαστών και παράλληλων αρχιτεκτονικών όπως πολυ-επεξεργαστές και επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων. Προχωρημένη διασωλήνωση. Δυναμικός προγραμματισμός, αλγόριθμοι Scoreboarding και Tomasulο, εκτός σειράς εκτέλεση εντολών, ακριβής χειρισμός διακοπών. Έκδοση πολλαπλών εντολών σε επεξεργαστές τύπου superscalar. Ελαχιστοποίηση κινδύνων δεδομένων, ελέγχου και δομικών κινδύνων. Πρόβλεψη διακλάδωσης και πίνακες ιστορικού διακλαδώσεων. Τεχνικές για αξιοποίηση παραλληλισμού σε επίπεδο υπό-λέξεων, παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών νημάτων. Στατικός παραλληλισμός εντολών σε αρχιτεκτονικές VLIW, ξετύλιγμα βρόγχων και διασωλήνωση λογισμικού. Προηγμένη οργάνωση συστήματος μνήμης, διεμπλοκή μνήμης, αρχιτεκτονικές πολλαπλών κρυφών μνημών, ιδεατή μνήμη, TLBs. Συστήματα αποθήκευσης και αξιοπιστία με συστήματα αποθήκευσης RAID. Πρωτόκολλα συνάφειας μνήμης σε πολΥ-επεξεργαστές και αρχιτεκτονικές επεξεργαστών πολλαπλών πυρήνων. Δίκτυα και δίκτυα διασύνδεσης, ολοκληρωμένα και ανασυνδεόμενα. Το μάθημα μπορεί να περιλαμβάνει πρακτική εργασία με τη χρήση ακαδημαϊκών ή βιομηχανικών προσομοιωτών αρχιτεκτονικών Η/Υ.

Προαπαιτούμενο:

EEI 233 Οργάνωση Ηλεκτρονικών Υπολογιστών

To μάθημα είναι μια εισαγωγή στο σχεδιασμό, αλγορίθμους, υλικό και το λογισμικό των σύγχρονων κατανεμημένων συστημάτων δίνοντας έμφαση τόσο στην αποδοτικότητα όσο και στην ανθεκτικότητα και ασφάλεια.

Τα θέματα που καλύπτονται περιλαμβάνουν αρχιτεκτονικές κατανεμημένων συστημάτων, διεργασίες, επικοινωνία μεταξύ διεργασιών, ονοματοδοσία σε κατανεμημένες οντότητες, συντονισμός και κατανεμημένη συμφωνία σε περιβάλλοντα σφαλμάτων.

Μαθησιακά Αποτελέσματα:

α) Οι φοιτητές θα αποκτήσουν γνώσεις σχετικές με τον βασικό σχεδιασμό των κατανεμημένων συστημάτων και τους τρόπους επίτευξης βασικών λειτουργίων τους όπως η κατανεμημένη συμφωνία (distributed consensus).

β) Θα αποκτήσουν βαθιά τεχνική γνώση για το πότε και πώς θα αξιοποιήσουν τις δυνατότητες των σύγχρονων παράλληλων και  κατανεμημένων συστημάτων για να εξυπηρετούν τις ανάγκες των οργανισμών τους.

γ) Θα εκπαιδευτούν στην κριτική κατανόηση αμφιλεγόμενων ζητημάτων ώστε να ξεχωρίζουν την πραγματικά επιστημονική πληροφορία από διαφημιστικές ανοησίες. Για παράδειγμα γιατί οι άνθρωποι ισχυρίζονται ότι οι κεντρικές λύσεις είναι κάτι που ποτέ δεν θέλουμε; Πόσο χρήσιμη είναι τελικά η τεχνολογία blockchain;

Στο μάθημα αυτό οι φοιτητές σχηματίζουν ομάδες για να αναπτύξουν (αναλύσουν, προδιαγράψουν, σχεδιάσουν, υλοποιήσουν και τεκμηριώσουν) ένα σύστημα λογισμικού για κάποιον “πελάτη” που προέρχεται από το χώρο της αγοράς. Ο στόχος του μαθήματος είναι να αποκτήσουν οι φοιτητές εμπειρία και πρακτικές γνώσεις στις διάφορες φάσεις ανάπτυξης συστημάτων λογισμικού και ομαδικής εργασίας και συνεργασίας. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται σε δραστηριότητες της διαχείρισης έργων λογισμικού, όπως ο χρονοπρογραμματισμός έργου και η διαχείριση των πόρων, η δημιουργία και παράδοση της τεκμηρίωσης και η τήρηση των οροσήμων του έργου. Η ομάδα των φοιτητών έχει την ευκαιρία να έρθει σε επαφή με τα πλέον σύγχρονα εργαλεία ανάπτυξης λογισμικού και να χρησιμοποιήσει τις πλέον εξελιγμένες πλατφόρμες προγραμματισμού χωρίς επίσημη εκπαίδευση. Το τελικό προϊόν που παράγεται αποτελεί ένα πλήρως λειτουργικό σύστημα λογισμικού το οποίο εγκαθίσταται στο χώρο εργασίας του πελάτη ο οποίος εκπαιδεύεται στη χρήση του.

Προαπαιτούμενα

CEI 324 Τεχνολογία Λογισμικού

Το μάθημα αυτό αποτελεί μια εισαγωγή στην Κρυπτογραφία και την Ασφάλεια Υπολογιστών. Το μάθημα δίνει έμφαση στην κατανόηση των βασικών αρχών ασφάλειας, όπως επίσης και των βασικών αρχών κρυπτογραφίας, με σκοπό να διδάξει στους φοιτητές πώς να σχεδιάζουν και υλοποιούν ασφαλή συστήματα. Κάποια από τα θέματα που θα καλυφθουν σε αυτό το μάθημα είναι τα εξής: Θεμελιώδης αρχές ασφάλειας υπολογιστών και ασφάλειας δικτύων, στόχοι και βασικές αρχές κρυπτογραφίας. Ευπάθειες, απειλές και επιθέσεις. Αρχές σχεδιασμού ασφαλών υπολογιστικών συστημάτων. Ιδιωτικότητα και Ανωνυμία. Συγκεκριμένα, το μάθημα εισάγει τους φοιτητές στην Κρυπτογραφία, όπου θα μελετήσουμε τις Ψευδο-Τυχαίες Συναντήσεις, Συναρτήσεις Κατακερματισμού, Κώδικες Αυθεντικοποίησης Μηνυμάτων (ΜΑCs) και Ψηφιακές Υπογραφές. Ψηφιακά Πιστοποιητικά και Υποδομές Δημόσιου Κλειδιού (PKI), τεχνικές διαφάνειας και ανάκλησης πιστοποιητικών (certificate transparency and certificate revocation). Κρυπτογραφία συμμετρικού κλειδιού και σχετικοί αλγόριθμοι (κρυπτογράφηση σε ομάδες και κρυπτογράφηση ροής). Κρυπτογραφία Δημόσιου Κλειδιού και Κρυπτογραφία Ελλειπτικών Καμπυλών. Αποδείξεις Μηδενικής Γνώσης (Zero-Knowledge Proofs). Τεχνικές δημιουργίας και ανταλλαγής κλειδιών, και κρυπτογραφικά πρωτόκολλα. Επιπλέον, το μάθημα θα εισάγει τις βασικές κατηγορίες κακόβουλου λογισμικού, όπως Ιοί, Σκουλήκια, Δούρειοι ίπποι, Backdoors, Rootkits, καθώς και τις βασικές αρχιτεκτονικές botnets. Μέθοδοι μόλυνσης και αναπαραγωγής, πολυμορφισμός και τεχνικές απόκρυψης.  Antivirus και τεχνικές ανίχνευσης. Επίσης θα μελετήσουμε τους πιο διαδεδομένους τύπους επιθέσεων, όπως Buffer Overflows, SQL Injection, Cross-site scripting, Επιθέσεις Άρνησης Υπηρεσίας, Επιθέσεις κοινωνικής χειραγώγησης (social engineering) και Επιθέσεις Phishing, ClickJacking, Ransomware κλπ. Τέλος, θα εξερευνήσουμε τεχνικές ανίχνευσης επιθέσεων και πρόληψης, καθώς και μηχανισμούς προστασίας των χρηστών.

Το μάθημα έχει σαν στόχο να προσφέρει μια εισαγωγή στις βασικές αρχές των Γραφικών Υπολογιστών και να δώσει όλες τις απαραίτητες γνώσεις που χρειάζονται για τη δημιουργία και απεικόνιση 2Δ και 3Δ ιδεατών κόσμων, ξεκινώντας από απλές βασικές αρχές της Γεωμετρίας.

Οι φοιτητές θα μπορούν να εσωματώσουν τις ακόλουθες γνώσεις:

Βασικές έννοιες των γραφικών και γεωμετρικών στοιχείων του 2Δ και 3Δ χώρου (σημεία, ευθείες, καμπύλες, τρίγωνα και τριγωνισμός πολυγώνου, επίπεδα - επίπεδο που συμπεριλαμβάνει περίπλοκα πολύγονα, ελεύθερης μορφής επιφάνειες -freeform surfaces), Γειτονία σημείων, πολυγώνων: Διάγραμμα Voronoi και βασικές ιδιότητες. Τριγωνοποίηση Delaunay και βασικές ιδιότητες, αυξητικός αλγόριθμος. Περίπλοκα νέφοι σημείων (από ψηφιοποίηση αντικειμένων) και μοντελοποίηση. Γεωμετρικές μορφές και δομές μοντελοποίησης αντικειμένων. Πλατωνικά στερεά σόματα και 3Δ ανακατασκευή και αναπαραγωγή αντικειμένων, Computer Aided Design /Computer Aided Manufacturing – CAD/CAM. Σύμπτυξη δεδομένων και αρχειοθέτηση τους. Απλά παραδείγματα σε διάφορους τομείς και εφαρμογές με προγραμματισμό.

Επίσης θα μπορούν να αξιολογήσουν και αποτιμήσουν γραφικά και γεωμετρικά προβλήματα σε διάφορους τομείς της ζωής όπως, Αρχιτεκτονική, Αρχαιολογία, Ιατρική, Μηχανολογία, Ρομποτική, Προσομοιώσεις, Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφόρησης (GIS), Κινηματογράφος, Παραγωγή Βίντεο, κτλ.

Περιεχόμενο Μαθήματος

1.       Βασικές και εισαγωγικές έννοιες των γραφικών

2.       Γεωμετρικά στοιχειά του 2Δ και 3Δ χώρου (σημεία, ευθείες, καμπύλες, τρίγωνα και τριγωνισμός πολυγώνου, επίπεδα)

3.       Μετασχηματισμοί και Προβολή σε 2Δ επίπεδα (οθόνες Η/Υ)  

4.       Βασικές μορφές δομών μοντελοποίησης αντικειμένων

5.       Προσομοίωση

6.       Ανάλυση και σχεδίαση διάφορων εφαρμογών και εξειδικευμένα παραδείγματα

7.       Προγραμματισμός και ποιοτικός έλεγχος

8.       Πρότυπα στα γραφικά και εφαρμογή στην βιομηχανία

9.       Computer Aided Design /Computer Aided Manufacturing – CAD/CAM

Η ανάγκη για αποθήκευση και επεξεργασία δεδομένων μεγάλης κλίμακας έχει οδηγήσει σε μία εξέλιξη των υπαρχόντων συστημάτων βάσεων δεδομένων, ενώ μια νέα γενιά συστημάτων επεξεργασίας δεδομένων έχει αναδυθεί. Αυτό το μάθημα καλύπτει ένα φάσμα θεμάτων από τις βασικές τεχνικές της διαχείρισης σχεσιακών δεδομένων μέχρι την επεκτάσιμη επεξεργασία δεδομένων χρησιμοποιώντας παράλληλα συστήματα βάσεων δεδομένων και συστήματα MapReduce. Κατ 'αρχάς, το μάθημα καλύπτει τις βασικές αρχές της επεξεργασίας και βελτιστοποίησης ερωτημάτων, όπως είναι οι δείκτες, οι τεχνικές διάταξης και συνένωσης, η επανεγγραφή ερωτημάτων και η επιλογή εκτελεστικών πλάνων. Το μάθημα καλύπτει επίσης θέματα από παράλληλες και κατανεμημένες βάσεις δεδομένων, συμπεριλαμβανομένου των κατατμήσεων δεδομένων και των κατανεμημένων αλγόριθμων συνένωσης. Τέλος, το μάθημα καλύπτει επεκτάσιμα συστήματα επεξεργασίας δεδομένων, όπως MapReduce και βάσεις δεδομένων NoSQL (αποθήκες στηλών, κειμένων και κλειδιών-τιμών). Το υλικό των μαθημάτων θα αντληθεί από εκπαιδευτικά βιβλία καθώς και πρόσφατη ερευνητική βιβλιογραφία. Προαπαιτούμενο υπόβαθρο: Βασικές γνώσεις βάσεων δεδομένων.

Προαπαιτούμενα

CEI 325 Βάσεις Δεδομένων

Ο στόχος του μαθήματος είναι η εισαγωγή των βασικών αρχών της επιστήμης Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου Υπολογιστή (ΑΑΥ) και η εφαρμογή της στον σχεδιασμό διεπαφών υπολογιστικών συστημάτων.

Με την επιτυχημένη ολοκλήρωση του μαθήματος οι μαθητές θα μπορούν να:

• Αναγνωρίζουν δυνατότητες και περιορισμούς στον σχεδιασμό διεπαφών υπολογιστικών συστημάτων για ανθρώπους
• Κατανοούν τα διαθέσιμα εργαλεία και τεχνικές για σχεδιασμό διεπαφών για πλατφόρμες διαδικτύου και κινητών συσκευών
• Εφαρμόζουν αρχές Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου Υπολογιστή μέσω σχεδιασμό διεπαφών υπολογιστικών συστημάτων
• Αξιολογούν υφιστάμενες διεπαφές έναντι αναγνωρισμένων αρχών σχεδιασμού και αλληλεπίδρασης ανθρώπου υπολογιστή

Περιεχόμενο Μαθήματος

Ιστορική αναδρομή της επιστήμης Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή

Σημαντικότητα σωστού σχεδιασμού υπολογιστικών συστημάτων

Ο ανθρώπινος παράγοντας – μνήμη, προσοχή, επικοινωνιακά μοντέλα – δυνατότητες και περιορισμοί

Συσκευές εισόδου και εξόδου για αλληλεπίδραση ανθρώπου υπολογιστή

Οι κανόνες Gestalt και η εφαρμογή τους στον σχεδιασμό διεπαφών για ιστοσελίδες και κινητές συσκευές – χρήση MockFlow για σχεδιασμό πρωτοτύπων χαμηλής πιστότητας

Συστατικά ευχρηστίας και η σημαντικότητας της στην αξιολόγηση διεπαφών

Πρωτότυπα χαμηλής, ενδιάμεσης και υψηλής πιστότητας

Η μεθοδολογία σχεδιασμού LUCID

Αξιολόγηση σχεδιασμού διεπαφών με χρήση των ευρετικών κανόνων του Nielsen

Μέθοδοι αξιολόγησης: ελεγχόμενα πειράματα έναντι αξιολόγηση στο πεδίο

Εισαγωγή στην εξατομίκευση και μοντελοποίηση χρήστη

Το μάθημα καλύπτει σε εισαγωγικό επίπεδο το πεδίο του προγραμματισμού και ελέγχου της παραγωγής και διανομής προϊόντων. Εξετάζονται μέθοδοι και αλγόριθμοι επίλυσης βασικών επιχειρησιακών προβλημάτων στους τομείς του χωροταξικού σχεδιασμού συστημάτων παραγωγής, της διαχείρισης αποθεμάτων, του προγραμματισμού υλικών, της ανάθεσης προσωπικού, του συγκεντρωτικού και χρονικού προγραμματισμού παραγωγής, και της διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας. Ακολουθώντας τη σύγχρονη διεθνή πρακτική, δίδεται έμφαση στην ποσοτική ανάλυση των προβλημάτων που αναφύονται κατά μήκος μιας εφοδιαστικής αλυσίδας από το στάδιο της προμήθειας των πρώτων υλών μέχρι την παραγωγή των τελικών προϊόντων και υπηρεσιών και τη διανομή τους στα σημεία τελικής ζήτησης (πελάτες).

Το μάθημα εστιάζεται στον σχεδιασμό και χρονικό προγραμματισμό έργων με έμφαση στα έργα πληροφορικής. Οι φοιτητές διδάσκονται τις μεθοδολογίες, τις τεχνικές και τα αναγκαία εργαλεία για αποτελεσματική και αξιόπιστη διαχείριση έργων γενικά, αλλά και της διαχείρισης έργων πληροφορικής, ειδικότερα. Έμφαση δίδεται επίσης σε προηγμένα θέματα που αφορούν τη διαχείριση έργων με περιορισμούς πόρων. Η κρισιμότητα των περιορισμένων πόρων σε ένα έργο συζητείται διεξοδικά και αναλύεται τόσο πρακτικά όσο και θεωρητικά υπό την οπτική των επιστημονικών πεδίων της επιχειρησιακής έρευνας και της συνδυαστικής βελτιστοποίησης.

Το μάθημα αυτό αποτελεί μια εισαγωγή στον αντικειμενοστρεφή προγραμματισμό με την C++. Το μάθημα διδάσκει την C++ αρχίζοντας από απλές έννοιες όπως κλάσεις, αντικείμενα, κληρονομικότητα, κλάσεις ροής εισόδου / εξόδου, αναφορά στους τύπους της C++, δείκτες, struct, κλπ. Επίσης διδάσκονται οι έννοιες της πολυπλοκότητας και της υπερφόρτωσης τελεστών. ΕΝΟΤΗΤΕΣ - ΚΕΦΑΛΑΙΑ: Κλάσεις, παράγωγες κλάσεις, Κλάσεις εισόδου/εξόδου, Αφαιρετικές δομές, Δείκτες Κληρονομικότητα, Υπερφόρτωση τελεστών, Πολυπλοκότητα. Γενικοί τύποι Προαπαιτούμενο: ΜΗΥΠ 132 – Εισαγωγή στον Υπολογισμό και τον Προγραμματισμό (C).

Προαπαιτούμενα

ΕΕΙ 132  Εισαγωγή στον Υπολογισμό και Προγραμματισμό (C)

Στόχος Μαθήματος

Να εισάξει τον φοιτητή σε βασικές έννοιες της Οργάνωσης Ηλεκτρονικών Υπολογιστών.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Οι φοιτητές να γνωρίζουν σε βάθος τις βασικές γνώσεις οργάνωσης και δομής Η/Υ, δομής μικρό-επεξεργαστών και μνήμης Η/Υ, καθώς και να προσδιορίζουν μεθοδολογίες για βελτίωση απόδοσης επεξεργαστών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα παρουσιάζει με λεπτομέρεια τη βασική δομή λειτουργίας των υπολογιστικών συστημάτων με έναν επεξεργαστή, και κάνει εισαγωγή στη μηχανική υπολογιστών. Παρουσιάζει τα βασικά δομικά στοιχεία ενός υπολογιστικού συστήματος: αριθμητικές και λογικές μονάδες, μονάδες ελέγχου (FSM-based), σύστημα μνήμης, σύστημα εισόδου/εξόδου, δίαυλος δεδομένων. Παρουσιάζει το δυαδικό αριθμητικό σύστημα, αριθμητικά συμπληρώματα του ένα και του δύο, αριθμητική κινούμενου σημείου, υπερχείλιση και υπορροή, πρόσθεση, αφαίρεση, διαίρεση και πολλαπλασιασμός. Παρουσίαση της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας RISC χρησιμοποιώντας σαν βάση την αρχιτεκτονική MIPS. Αρχιτεκτονική του Συνόλου Εντολών RISC (Instruction Set Architecture - ISA). Προγραμματισμός Assembly σε MIPS. Διασωλήνωση, έλεγχος δεδομένων και δομικοί κίνδυνοι. Χειρισμός διακοπών και εξαιρέσεων. RAM, οργάνωση κρυφής μνήμης (άμεση απεικόνιση και σύζευξη) και ιδεατή μνήμη. Μέτρηση απόδοσης και βελτιώσεις στην Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, πρόβλεψη διακλάδωσης, αναδιοργάνωση εντολών συμβολικής γλώσσας Αssembly. Συστήματα αποθήκευσης όπως δίσκοι και οπτικά μέσα. Το μάθημα περιλαμβάνει εβδομαδιαίο εργαστήριο για πρακτική εξάσκηση στην γλώσσα Αssembly στην Αρχιτεκτονική του Συνόλου Εντολών MIPS.