Οι ομιλίες παρουσιάζονται στην Αίθουσα Πληροφορικής Δ. Πιθανές εξαιρέσεις θα ανακοινώνονται ανά περίπτωση.

Για περισσότερες πληροφορίες απευθυνθείτε στον Καθηγητή Ιωάννη Σταυρακάκη (istavrak@di.uoa.gr).
 

10 Νοεμβρίου (Τετάρτη, 12:00-13:00)
Ομιλητής: Δρ. Αθανάσιος Λουκόπουλος
"Θέμα: Συνεχής Τοποθέτηση Αντιγράφων σε Κατανεμημένα Συστήματα"
 

Η δημιουργία αντιγράφων (replicas) σε ένα κατανεμημένο σύστημα συμβάλει τόσο στην αύξηση της διαθεσιμότητας των δεδομένων όσο και στη γρήγορη εξυπηρέτηση των χρηστών. Κρίσιμη για την απόδοση του συστήματος είναι η απάντηση στο ερώτημα ποια αντίγραφα και πού πρέπει να δημιουργηθούν, γνωστό και ως Πρόβλημα Τοποθέτησης Αντιγράφων (ΠΤΑ) (Replica Placement Problem). Μία γενική περιγραφή του ΠΤΑ είναι ως εξής: Δίνεται δίκτυο Μ εξυπηρετητών και Ν αντικειμένων. Δημιουργείστε αντίγραφα των αντικειμένων στους εξυπηρετητές ώστε να βελτιστοποιείται το γενικό κόστος ανάγνωσης των αντικειμένων. Αν και οι λεπτομέρειες του παραπάνω προβλήματος ποικίλουν, βασικό στοιχείο της μοντελοποίησης είναι ότι τα αντίγραφα δημιουργούνται μία φορά και παραμένουν ως έχουν (1-ΠΤΑ), παρότι αλλαγές π.χ., στις προτιμήσεις των χρηστών, θα επέβαλαν ανακατανομή αντιγράφων. Στην ομιλία θα παρουσιαστούν ευρηστικοί αλγόριθμοι που στόχο έχουν τη συνεχή κατανομή αντιγράφων (Σ-ΠΤΑ). Το σενάριο είναι το εξής: Έχοντας μία ήδη υπάρχουσα κατανομή η οποία υπολογίστηκε βάσει κάποιων στατιστικών στο παρελθόν και τις νέες εκτιμήσεις-μετρήσεις, να ανακαταταχθούν τα αντίγραφα στους εξυπηρετητές ώστε η απόδοση του συστήματος να βελτιστοποιείται συνεκτιμώντας το κόστος ανακατανομής. Η μέχρι τώρα σχετική έρευνα (με εξαίρεση τα αμιγώς δυναμικά σχήματα, πχ. τεχνικές λανθάνουσας μνήμης caching) δεν αντιμετώπιζε το Σ-ΠΤΑ άμεσα (σαν ξεχωριστό πρόβλημα), αλλά υπέθετε πως όταν χρειάζονταν ανακατανομή αντιγράφων, κάποιος από τους αλγορίθμους που επίλυαν το 1-ΠΤΑ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να παράγει λύση. Η προσέγγιση αυτή αν και απλή, είναι προβληματική. Με δεδομένη την ύπαρξη ενός συγκεκριμένου αριθμού εξυπηρετητών που διαθέτουν κάποιο αντίγραφο, η δημιουργία νέου αντιγράφου συνεπάγεται κάποιο κόστος αναλόγως με την πηγή από όπου προέρχεται το αντίγραφο. Το πρόβλημα έγκειται στο γεγονός ότι η απόφαση κάποιου 1-ΠΤΑ αλγορίθμου για το αν πρέπει τελικά να δημιουργηθεί ένα νέο αντίγραφο ή όχι, βασίζεται (σε κάθε βήμα του αλγορίθμου) στην τρέχουσα κατάσταση κατανομής των αντιγράφων η οποία μπορεί σε επόμενα βήματα να αλλάξει. Για να ήταν ένας 1-ΠΤΑ αλγόριθμος ακριβής στον υπολογισμό του κόστους δημιουργίας αντιγράφων, θα έπρεπε να ξέρει εκ των προτέρων τη λύση στην οποία θα φτάσει, πράγμα αδύνατον. Στην ομιλία θα παρουσιαστούν ευρηστικοί αλγόριθμοι τόσο για το πρόβλημα τοποθέτησης, όσο και για το ανακύπτον πρόβλημα δρομολόγησης της ανακατανομής των αντιγράφων. Μέσα από πειράματα προσομοίωσης καταδεικνύεται η ανώτερη απόδοση των Σ-ΠΤΑ αλγορίθμων σε σύγκριση με τις πιο απλές 1-ΠΤΑ εκδόσεις τους. Τέλος, θα συζητηθούν μελλοντικές κατευθύνσεις για έρευνα, περιλαμβανομένου της δρομολόγησης ανακατανομής αντιγράφων ως ξεχωριστό πρόβλημα.

Σύντομο βιογραφικό:

Ο Θανάσης Λουκόπουλος έλαβε το πτυχίο του Μηχανικού Υπολογιστών και Πληροφορικής από το Πανεπιστήμιο Πατρών το 1997. Το 1998 έγινε δεκτός σαν υποψήφιος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ, όπου και του απονεμήθηκε διδακτορικό στην Επιστήμη των Υπολογιστών το 2002. Μετά την πέρας της διδακτορικής του διατριβής προσλήφθηκε σαν Επισκέπτης Λέκτορας από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ (Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών), όπου και παρέμεινε μέχρι το 2003. Την περίοδο 2003-2004 εκπλήρωσε τις στρατιωτικές του υποχρεώσεις. Αυτή τη στιγμή είναι Επιστημονικός Συνεργάτης (Π.Δ. 407/80) στο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων του Πανεπιστημίου Βόλου καθώς επίσης και στο Τμήμα Τεχνολογίας Υπολογιστών του ΤΕΙ Λαμίας. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν διαχείριση δεδομένων στο Διαδίκτυο, σε P2P συστήματα, σε εξυπηρετητές Video καθώς και σε αρχιτεκτονικές Grid, με ιδιαίτερη έμφαση σε τεχνικές ενδιάμεσης αποθήκευσης, διανομής και εύρεσης αντιγράφων. Έχει συγγράψει 10 εργασίες σε συνέδρια και περιοδικά του χώρου (πχ. TPDS, JPDC, ICDCS, ICPP κλπ.), ενώ έχει τιμηθεί και με το βραβείο καλύτερης δημοσίευσης στο 30th International Conference on Parallel Processing (ICPP 2001).

2 Ιουνίου (Τετάρτη, 12:00-13:00)
Ομιλητής: Αν. Καθ. Η. Μανωλάκος
"Θέμα: Εφαρμογές της Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος στην Αποκωδικοποίηση των Βάσεων του DNA και τονεντοπισμό σημειακών μεταλλάξεων"
 

Η ψηφιακή επεξεργασία σημάτων και εικόνας χρησιμοποιείται ως βασικό εργαλείο σε πολλές εφαρμογές της υπολογιστικής βιολογίας, όπως π.χ. η ανάλυση χρωματογραμμάτων για την αποκωδικοποίηση της αλληλουχίας των βάσεων του DNA και τον εντοπισμό μεταλλάξεων, η ανάλυση εικόνας για την εκτίμηση των επιπέδων γονιδιακής έκφρασης σε μικροσυστοιχίες (cDNA microarrays), η ανάλυση εικόνας για την εκτίμηση πρωτεϊνικής έκφρασης σε πηκτώματα δισδιάστατης ηλεκτροφόρησης κτλ. Στο σεμινάριο αυτό αφού κάνουμε μία εισαγωγή στο πρόβλημα της αποκωδικοποίησης της αλληλουχίας των βάσεων του DNA θα δείξουμε πως αυτό μπορεί να διατυπωθεί ως πρόβλημα στατιστικής εκμάθησης και να επιλυθεί με τεχνικές που στηρίζονται στον αλγόριθμο προσδοκίας-μεγιστοποίησης (expectation-maximization). Οι αλγόριθμοι που προτείνονται αυξάνουν σημαντικά τον αριθμό των βάσεων του DNA που μπορεί να εξαχθεί με ακρίβεια από την ανάλυση ενός χρωματογράμματος DNA. Επίσης θα συζητήσουμε πως οι τεχνικές που προτείνονται μπορεί να χρησιμοποιηθούν και για τον ακριβή εντοπισμό σημειακών μεταλλάξεων (SNP).

12 Μαίου (Τετάρτη, 12:00-13:00)
Δρ Σταύρος Περαντώνης ( ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος)
"Εκπαίδευση Νευρωνικών Δικτύων υπό Περιορισμούς: Θεωρία και Εφαρμογές"
 

Τα νευρωνικά δίκτυα πρόσω διάδοσης είναι μη γραμμικά συστήματα που η εκπαίδευσή τους συνήθως επιτυγχάνεται με τη βελτιστοποίηση μιας κατάλληλης συνάρτησης κόστους. Στην ομιλία παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από τη χρήση μεθόδων βελτιστοποίησης υπό περιορισμούς για την εκπαίδευση νευρωνικών δικτύων πρόσω διάδοσης. Προτείνεται ένα πλαίσιο βελτιστοποίησης υπό περιορισμούς που επιτρέπει την ενσωμάτωση κατάλληλων συνθηκών στη διαδικασία της εκπαίδευσης. Κατ’ αυτό τον τρόπο γίνεται εφικτή η εισαγωγή χρήσιμης επιπλέον πληροφορίας ή γνώσης σε αποτελεσματικούς αλγορίθμους εκπαίδευσης. Οι αλγόριθμοι αυτοί είναι είτε γενικής φύσεως είτε προσαρμοσμένοι στην επίλυση εξειδικευμένων προβλημάτων. Εξετάζονται γενικοί αλγόριθμοι πρώτης και δεύτερης τάξης που προκύπτουν από το γενικό πλαίσιο βελτιστοποίησης υπό περιορισμούς και αποτιμάται η αποτελεσματικότητά τους σε σειρά προβλημάτων ταξινόμησης και αναγνώρισης προτύπων. Όσον αφορά αλγορίθμους προσαρμοσμένους σε ειδικά προβλήματα, παρουσιάζονται πρόσφατα αποτελέσματα σχετικά με την κατά προσέγγιση παραγοντοποίηση και εύρεση ριζών πολυωνύμων με χρήση Σ-Π δικτύων εκπαιδευμένων με κατάλληλους περιορισμούς.

5 Μαίου (Τετάρτη, 12:00-13:00)
Καθ. Ν. Καλουπτσίδης
"Θέματα Ταυτοποίησης μη Γραμμικών Συστημάτων"
 

Στη ομιλία αυτή παρουσιάζονται νέα αποτελέσματα στις ακόλουθες ερευνητικές περιοχές: Πολυπλοκότητα ακολουθιών σε πεπερασμένα σώματα. Tυφλή ταυτοποίηση συστημάτων Volterra-Hammerstein.Υποδείγματα διακριτής επιλογής (discrete choice models: the generalized random utility maximization model)

24 Μαρτίου (Τετάρτη, 12:00-13:00)
Δρ Βασίλης Γάτος ( ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος)
"Δυαδικοποίηση Εικόνων Εγγράφων"
 

Η δυαδική μετατροπή των εικόνων (binarization - thresholding) είναι το πρώτο βήμα των περισσοτέρων συστημάτων ανάλυσης και επεξεργασίας εγγράφων και αναφέρεται στην μετατροπή των gray scale εικόνων σε ασπρόμαυρες. Η δυαδική μετατροπή αποτελεί βασικό στοιχείο των συστημάτων επεξεργασίας εγγράφων γιατί μία βέλτιστη δυαδική μετατροπή αποτελεί την βάση για σωστή κατάτμηση και αναγνώριση των εγγράφων. Στην παρουσίαση θα γίνει αναφορά στις πιο διαδεδομένες τεχνικές δυαδικής μετατροπής εγγράφων ώστε να είναι δυνατή η περαιτέρω επεξεργασία και αναγνώριση των περιοχών κειμένου. Ιδιαίτερη έμφαση θα δοθεί στον χειρισμό παλαιών-ιστορικών εγγράφων με χαμηλή ποιότητα χαρακτήρων, σκιές, μη ομοιόμορφη φωτεινότητα υπόβαθρου, έντονο θόρυβο κ.λ.π.

10 Μαρτίου (Τετάρτη, 12:00-13:00)
Καθ. Σέργιος Θεοδωρίδης
"Συνδυασμού Ταξινομητών"
 

Μία από τις νέες τάσεις στην αναγνώριση προτύπων είναι ο σχεδιασμός διαφορετικών ταξινομητών για το ίδιο πρόβλημα και στη συνέχεια ο κατάλληλος συνδυασμός τους. Στη ομιλία αυτή θα παρουσιαστούν διάφορες μεθοδολογίες συνδυασμού ταξινομητών με μία ενιαία προσέγγιση. Έμφαση θα δοθεί στους λεγόμενους Boosting ταξινομητές, η αρχή των οποίων βασiζεται στη χρήση ενός πολύ απλού ταξινομητή, του οποίου η απόδοση είναι λίγο καλύτερη από την τυχαία απόφαση ( random guessing) και στη συνέχεια η επαναληπτική εκπαίδευσή του, κάθε φορά αλλάζοντας το σύνολο δεδομένων εκπαίδευσης με κατάλληλους συντελεστές βαρύτητας. Αποδυκνύεται ότι, ο κατάλληλος συνδυασμός των παραλλαγών του απλού αυτού ταξινομητή, που προκύπτουν από κάθε επανάληψη, τείνει, ασυμπτωτικά, σε ένα ταξινομητή με μηδενικό λάθος πάνω στα δεδομένα εκπαίδευσης. Με άλλα λόγια, ένας πολύ απλός και αδύναμος (weak) ταξινομητής μετατρέπεται σε ένα ισχυρό (strong) ταξινομητή με κατάλληλo, σε κάθε βήμα, χειρισμό του συνόλου εκπαίδευσης !

25 Φεβρουαρίου (Τετάρτη, 12:00-13:00)
Δρ. Β. Δρακόπουλος
"Συμπίεση Εικόνων με Χρήση Συσχετισμένων Μορφοκλασματικών Συναρτήσεων Παρεμβολής "
 

Οι παραδοσιακές μέθοδοι αναπαράστασης μονότιμων δεδομένων περιλαμβάνουν πολυωνυμικές προσαρμογές και αυτοπαλινδρούμενα πρότυπα κινούμενου μέσου. Παρουσιάζουμε τη χρήση συγγενών μορφοκλασματικών συναρτήσεων παρεμβολής ως μία παραδοσιακή προσέγγιση προς αναπαράσταση ακολουθιών διακριτού χρόνου για συμπίεση εικόνων. Οι τεχνικές που προτείνονται εδώ χρησιμοποιούν επαναλαμβανόμενα συστήματα συναρτήσεων για προτύπωση διακριτών δεδομένων εικόνων, ενώ περιγράφουμε αλγορίθμους για εξακρίβωση των παραμέτρων τις οποίες χρησιμοποιεί κάθε πρότυπο.

5 Σεπτεμβρίου (Παρασκευή, ώρα 11:00πμ)
Dr. Constantinos B. Papadias (Technical Manager Wireless Research Lab Bell Labs, Lucent Technologies)
"An Overview of Some Recent Research Activities in the Area of Multiple Antenna Wireless Communication Systems"
 

In this talk we will review some recent work that was conducted at Bell Labs in the area of multiple antenna (often called Multiple Input Multiple Output - MIMO) systems. The work represents an ongoing continuation of the original information-theoretic and experimental studies that showed the high capacity potential of such systems almost a decade ago. After reviewing some basics of MIMO systems we will present a number of techniques and architectures that address the design of multiple antenna transmitters and receivers. Our main focus will be on space-time coding, MIMO receiver processing, channel estimation and the handling of frequency selectivity. Both theoretical (e.g. algorithmic) and practical (e.g. applications to 3G systems) aspects will be discussed. Examples of over-the-air performance will be also shown, including indoor performance over our wireless MIMO testbeds as well as outdoor measurement studies. The impact that some of these techniques have already had in current cellular standards will be briefly mentioned. We will then go on to present some research results that were obtained in the context of the ongoing EU-funded project FITNESS (Fourth-generation Intelligent Transparent Networks Enhanced through Space-time Systems), in which we participate and lead the technical work. These cover both UMTS and WLAN systems and are mostly related to the issue of reconfigurability of MIMO systems. More recent work on real-time interference cancellation in high speed data wireless systems equipped with MIMO technology will be covered as well. To provide some business context into this technical work we will show results from a study that we performaed on the financial benefit of MIMO technology to wireless operators. The talk will conclude with some thoughts on open problems and new directions.

Biography:

Constantinos Papadias was born in Athens, Greece, in 1969. He received the diploma of electrical engineering from the National Technical University of Athens (NTUA) in 1991 and the Ph.D. degree in signal processing (highest honors) from the Ecole Nationale Superieure des Telecommunications (ENST), Paris, France, in 1995. From 1992 to 1995, he was Teaching and Reseach Assistant at the Mobile Communications Department, Eurecom, France, where he conducted most of the work of his thesis. In 1995, he joined the Information Systems Laboratory, Stanford University, Stanford, CA, as a Post-Doctoral Researcher, working in the Smart Antennas Research Group. In November 1997 he joined the Wireless Research Laboratory of Bell Labs, Lucent Technologies, Holmdel, NJ, as Member of Technical Staff. He is now Technical Manager in Bell Lab's Global Wireless Systems research department. His current research interests lie in the areas of multiple antenna systems (e.g., MIMO transceiver design and space-time coding), interference mitigation techniques, reconfigurable wireless systems, as well as system-level optimization of wireless networks. He has authored several papers and patents on these topics. He is currently Associate Editor for the IEEE Transactions on Signal Processing and a member of the IEEE Signal Processing Society's SP4COM Technical Committee. He is also Guest Editor of an upcoming special issue on MIMO systems of the EURASIP Journal on Applied Signal Processing and he represents Lucent Technologies at the steering board of the Wireless World Research Forum (WWRF), a research forum for the shaping of future wireless systems. He currently participates in a number of projects funded by the European Commission's Information Society Technology program (FP5 anf FP6). Dr. Papadias is a member of IEEE and a member of the Technical Chamber of Greece.

22 Ιανουαρίου (Τετάρτη, ώρα 1:00μμ)
Δρ. Κωνσταντίνος Ψούνης (Stanford University)
"Probabilistic Methods for Web Caching and Performance Prediction of IP Networks and Web Farms"
 

Networking problems suffer from the ``curse of dimensionality''. The two main reasons are the very large number of users and the very high speeds of operation. As a result, traditional methods often yield complex solutions that do not scale with size and speed. Probabilistic methods reduce the implementation complexity by requiring only a small random sample of the state and input. When this random sample has enough information for achieving good performance, the outcome is a large reduction in implementation complexity for a small sacrifice in performance.

We use this approach and propose a method that randomizes any web cache replacement scheme, leading to reduced-complexity implementations at a small performance cost. The novelty of the method is a general procedure to improve the quality of a sample without increasing its size. Further, we study the tradeoff associated with this procedure for cache replacement schemes using analysis and trace-driven simulations.

Next, we design a scalable, data-driven method for performance prediction of large, complex systems. We first reduce the overall complexity of the system by using a sample of the actual traffic to drive a small-scale replica of the original system. Then, we observe and exploit a natural scaling law to extrapolate from the performance of the scaled system to that of the original. We apply this method to IP networks and web farms. We find using simulations that the distribution of the number of flows in service, flow service times, and HTTP response times of the original system, can be accurately predicted by the small-scale replica. A theoretical argument reveals that the method we suggest is widely applicable for a variety of performance measures, and for any network topology, flow transfer protocol, and queue management scheme.

Speaker's home-page