Η διατριβή εντάσσεται στο πλαίσιο υποστήριξης της μαθησιακής διαδικασίας, της διδακτικής της Πληροφορικής και ειδικότερα της εκμάθησης εισαγωγικών εννοιών του προγραμματισμού με την αξιοποίηση του διαδικτύου και των προσαρμοστικών εκπαιδευτικών παιχνιδιών. Στα πλαίσια της διατριβής υλοποιήθηκε το διαδικτυακό και προσαρμοστικό εκπαιδευτικό παιχνίδι πολλών χρηστών TALENT, το οποίο στοχεύει στην εκμάθηση εισαγωγικών εννοιών του προγραμματισμού. Σημαντική παράμετρος για τη σχεδίαση και υλοποίηση του TALENT υπήρξε η μελέτη: •των προϋποθέσεων για τη δημιουργία αποτελεσματικών περιβαλλόντων μάθησης, •των κατηγοριών και των χαρακτηριστικών των ηλεκτρονικών εκπαιδευτικών παιχνιδιών,•των μεθοδολογιών για την υποστήριξη της προσαρμοστικότητας σε ηλεκτρονικά εκπαιδευτικά παιχνίδια,•της έννοιας της ροής της βέλτιστης εμπειρίας,•του μοντέλου σχεδίασης ηλεκτρονικών εκπαιδευτικών παιχνιδιών και την υποστήριξη της λειτουργίας του διπλού βρόχου μάθησης,•των δομικών στοιχείων των ηλεκτρονικών εκπαιδευτικών παιχνιδιών καθώς και οι κατευθυντήριες γραμμές για τη σχεδίασή της,•της σημαντικότητας εκμάθησης του προγραμματισμού και οι δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι μαθητές,•των μινι-γλωσσών και των μινι-περιβαλλόντων για την εκμάθηση του προγραμματισμού,•των χαρακτηριστικών υπαρχόντων ηλεκτρονικών παιχνιδιών για την εκμάθηση του προγραμματισμού και •των εργαλείων συγγραφής εκπαιδευτικών περιβαλλόντων.Με βάση τα παραπάνω, το TALENT σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε έτσι ώστε να:•ενσωματώνει τις προϋποθέσεις ενός αποτελεσματικού περιβάλλοντος μάθησης•αποτελεί ένα παιχνίδι κατηγορίας περιπέτειας και ρόλου •υποστηρίζει την προσαρμογή στις ικανότητες του μαθητή και στο γνωστικό του επίπεδο με προσαρμογή στο περιεχόμενο των δραστηριοτήτων και την καθοδήγηση – πλοήγηση του μαθητή. •διατηρεί την εμπειρία της βέλτιστης ροής χρησιμοποιώντας το διαχωρισμό των προγραμματιστικών δραστηριοτήτων με βάση τους μαθησιακούς στόχους και υποστηρίζοντας τη διαδικασία της «σκαλωσιάς μάθησης» με σταδιακή αύξηση των απαιτήσεων των δραστηριοτήτων,•υποστηρίζει τη δημιουργία καλύτερων λύσεων και στρατηγικών από το μαθητή μέσω της λειτουργίας του διπλού βρόχου, •ακολουθεί τις κατευθυντήριες γραμμές για τη σχεδίαση των δομικών στοιχείων των εκπαιδευτικών ηλεκτρονικών •επικεντρώνει στις έννοιες του προγραμματισμού που σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία αντιμετωπίζουν δυσκολίες οι μαθητές, •χρησιμοποιεί μία ειδικά σχεδιασμένη μίνι-γλώσσα προγραμματισμού που υποστηρίζει όλες τις προγραμματιστικές δομές •υποστηρίζει τον οπτικό προγραμματισμό και την εκτέλεση των εντολών του προγράμματος του μαθητή βήμα-βήμα•αξιοποιεί το διαδίκτυο και υποστηρίζει πολλούς χρήστες •υποστηρίζεται από εργαλείο συγγραφής Στο πλαίσιο της αξιολόγησης του TALENT πραγματοποιήθηκαν δύο εμπειρικές έρευνες. Τα αποτελέσματα από τις δύο εμπειρικές έρευνες που διεξήχθησαν είναι θετικά και φανερώνουν την αποδοχή και την ικανοποίηση των συμμετεχόντων φοιτητών και μαθητών για τις δυνατότητες που παρέχονται από το περιβάλλον, ενώ αναδεικνύουν και τη θετική συνεισφορά του στη μαθησιακή διαδικασία.
Η κατασκευή ολοένα και πιο ανεπτυγμένων τσιπ πλέον καθίσταται εξαιρετικά δύσκολη και οικονομικά ασύμφορη καθώς το μέγεθος των τρανζίστορ πλησιάζει την ατομική κλίμακα. Σημαντικά ζητήματα αξιοπιστίας όπως είναι η μεταβλητότητα υλικού, η πτώση τάσης και αύξηση της θερμοκρασίας γίνονται όλο και πιο έντονα στις νεότερες τεχνολογίες ολοκλήρωσης. Προκειμένου να ανταπεξέλθουν με τα προαναφερθέντα ζητήματα και να παρέχουν αποδεκτές λύσεις, οι κατασκευαστές επιβάλλουν καθολικά και πολύ συντηρητικά όρια ασφαλείας στην λειτουργία όλων των κατασκευασμένων τσιπ. Ωστόσο, αυτή η πεσιμιστική στρατηγική δεν εκμεταλλεύεται τις πραγματικές δυνατότητες απόδοσης των μεμονωμένων τσιπ και δεν προσαρμόζεται στις συνθήκες λειτουργίας (π.χ., πτώση τάσης) που εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά μιας εφαρμογής. Συνεπώς, υπάρχει σημαντική απώλεια απόδοσης τόσο σε όρους ταχύτητας όσο και σε κατανάλωσης ισχύος. Στην παρούσα ερευνητική εργασία, επικεντρωνόμαστε συγκεκριμένα σε επαναπρογραμματιζόμενης λογικής τσιπ (FPGA) και αποσκοπούμε στην παροχή λύσεων που προσαρμόζονται τόσο στην ποιότητα πυριτίου του υποκείμενου τσιπ, όσο και στις ιδιαιτερότητες της εκάστοτε εφαρμογής που εκτελείται πάνω σε αυτό. Προτείνουμε μια μεθοδολογία για τον χαρακτηρισμό των πραγματικών δυνατοτήτων απόδοσης των σημερινών εμπορικών FPGA τσιπ που υπόκεινται σε μεταβολές υλικού. Η μεθοδολογία αυτή βασίζεται στη δημιουργία χαρτών μεταβλητότητας υλικού για την αξιολόγηση της μεταβολής της απόδοσης σε όλο το εύρος της αρχιτεκτονικής του FPGA. Αξιοποιώντας τους παραγόμενους χάρτες μεταβλητότητας υλικού και τα δυνητικά κέρδη που προκύπτουν από την εκμετάλλευση των συντηρητικών ορίων ασφαλείας λειτουργίας των τσιπ, αναπτύξαμε ένα πλαίσιο για την ενίσχυση της απόδοσης των FPGAs. Το συγκεκριμένο πλαίσιο βασίζεται σε χάρτες μεταβλητότητας υλικού και τεχνικές κλιμάκωσης της συχνότητας και τάσης λειτουργίας. Το πρώτο εξυπηρετεί το σκοπό της αποτύπωσης μιας δοθείσας εφαρμογής στο πιο αποδοτικό τσιπ και στην πιο αποδοτική περιοχή αυτού. Το δεύτερο χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση της λειτουργίας του FPGA στο βέλτιστο σημείο σύμφωνα με τις προδιαγραφές που τίθενται από τον χρήστη. Χρησιμοποιώντας την πειραματική μας υποδομή και ένα σύνολο FPGAs 28nm και ρεαλιστικών εφαρμογών, επιδεικνύουμε λύσεις οι οποίες μπορούν μέχρι να διπλασιάζουν την μέγιστη απόδοση που επικαρπώνεται ο χρήστης, συγκριτικά με την ονομαστική λειτουργία του τσιπ όπως παρέχεται από τα σημερινά βιομηχανικά εργαλεία σχεδιασμού. Επιπλέον, εκτός από το παραπάνω πλαίσιο, προτείνουμε μια εναλλακτική μέθοδο που στοχεύει στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των σημερινών εμπορικών FPGAs παρέχοντας υψηλή αυτάρκεια. Η προτεινόμενη μέθοδος βασίζεται σε ένα αξιόπιστο σύστημα παρακολούθησης και ρύθμισης της τάσης λειτουργίας λαμβάνοντας υπόψιν όλα τα φαινόμενα μεταβλητότητας του υλικού, τάσης και θερμοκρασίας κατά την διάρκεια λειτουργίας του FPGA. Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής της μεθόδου είναι ότι μπορεί να ενσωματωθεί ως έτοιμο προς χρήση IP σε οποιαδήποτε σχεδίαση του χρήστη. Βασιζόμενοι σε πραγματικές εφαρμογές, τα πειραματικά μας αποτελέσματα επιδεικνύουν σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας διατηρώντας παράλληλα την λειτουργική ακεραιότητα και την ονομαστική ταχύτητα επεξεργασίας του τσιπ.
Ένα από τα ανοικτά προβλήματα που προσπαθεί να επιλύσει η ακαδημαϊκή κοινότητα και που μαστίζει τον τομέα του εμπορίου και της πολιτικής, είναι η ανάλυση αδόμητων δεδομένων. Από εικόνες και βίντεο, έως ήχο και κείμενο, τα αδόμητα δεδομένα αποτελούν πλειοψηφία έναντι των δομημένων. Παρά το γεγονός αυτό και ενώ τα αδόμητα δεδομένα περιέχουν σημαντικό πλούτο πληροφορίας συγκριτικά με τα δομημένα, η εξαγωγή αυτής με ακρίβεια και ουσία, παραμένει πρόκληση για την ενημερωμένη και επιδραστική λήψη αποφάσεων. Η παρούσα διατριβή εστιάζει στην ανάλυση κειμένου, βασιζόμενη στο συναίσθημα που εμπεριέχεται σε αυτό. Η μεθοδολογική προσέγγιση που παρουσιάζεται, δίνει τη δυνατότητα εντοπισμού των συναισθηματικών κανονικοτήτων που προσπαθεί να εγείρει ο συγγραφέας και ύστερα, επιχειρεί την κατηγοριοποίηση των κειμένων, με βάση τα συναισθήματα ως διανυσματικές συνιστώσες. Η μέθοδος παραμένει εξίσου αποτελεσματική ανεξαρτήτως περιεχομένου (ειδησιογραφία, marketing, πολιτική και λοιπά) και μήκους κειμένου. Στα πλαίσια της έρευνας χρησιμοποιείται λεξικό για τον εντοπισμό των συναισθημάτων των λέξεων, καθώς επίσης και διάφορα μοντέλα μη εποπτευόμενης μηχανικής μάθησης. Συγκεκριμένα γίνεται χρήση της LDA (Latent Dirichlet Allocation), η οποία σε πολλές περιπτώσεις ανακαλύψαμε ότι παράγει «συναισθηματικό απόσταγμα», όπως θα δούμε. Επίσης, γίνεται χρήση των μοντέλων Mahalanobis, One Class SVM και Isolation Forest, με σκοπό τον εντοπισμό ακραίων κειμένων (anomalies). Η εφαρμογή των προαναφερθέντων πραγματοποιείται επί ενός περίπλοκου συνόλου δεδομένων, το οποίο αποτελείται κατά κύριο μέρος από ειδησεογραφικά άρθρα και κατά δεύτερο λόγο, από προπαγανδιστικά κείμενα τους Ισλαμικού Χαλιφάτου (ISIS). Τα προπαγανδιστικά κείμενα συμπεριλαμβάνονται, καθώς το συναίσθημα αποτελεί σημαντικό πυλώνα μιας αποτελεσματικής προπαγάνδας. Η βιβλιογραφική έρευνα πεδίου περιέχει εκτενή αναφορά σε αυτό, καθώς και άλλα συστατικά στοιχεία της προπαγάνδας ανά τις δεκαετίες. Είναι άξιο αναφοράς ότι τα ευρήματα της ανάλυσης, υποδεικνύουν την ύπαρξη κοινών πρακτικών μεταξύ της δυτικής ειδησιογραφίας και της τρομοκρατικής προπαγάνδας, με σημαντικές ομοιότητες στα συναισθήματα που οι συγγραφείς των δύο πλευρών προσπαθούν να εγείρουν.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.