Introducing massively parallel computers into operational weather forecasting

Numerical weather prediction and climate simulation have been among the computationally most demanding applications of high performance computing eversince they were started in the 1950's. Since the 1980's, the most powerful computers have featured an ever larger number of processors. By the early 2000's, this number is often several thousand. An operational weather model must use all these processors in a highly coordinated fashion. The critical resource in running such models is not computation, but the amount of necessary communication between the processors. The communication capacity of parallel computers often fallsfar short of their computational power. The articles in this thesis cover fourteen years of research into how to harness thousands of processors on a single weather forecast or climate simulation, so that the application can benefit as much as possible from the power of parallel high performance computers. The resultsattained in these articles have already been widely applied, so that currently most of the organizations that carry out global weather forecasting or climate simulation anywhere in the world use methods introduced in them. Some further studies extend parallelization opportunities into other parts of the weather forecasting environment, in particular to data assimilation of satellite observations.

Computational Analysis and Optimization of Real Gas Flow In Small Centrifugal Compressors

Small centrifugal compressors are more and more widely used in many industrialsystems because of their higher efficiency and better off-design performance comparing to piston and scroll compressors as while as higher work coefficient perstage than in axial compressors. Higher efficiency is always the aim of the designer of compressors. In the present work, the influence of four partsof a small centrifugal compressor that compresses heavy molecular weight real gas has been investigated in order to achieve higher efficiency. Two parts concern the impeller: tip clearance and the circumferential position of the splitter blade. The other two parts concern the diffuser: the pinch shape and vane shape. Computational fluid dynamics is applied in this study. The Reynolds averaged Navier-Stokes flow solver Finflo is used. The quasi-steady approach is utilized. Chien's k-e turbulence model is used to model the turbulence. A new practical real gas model is presented in this study. The real gas model is easily generated, accuracy controllable and fairly fast. The numerical results and measurements show good agreement. The influence of tip clearance on the performance of a small compressor is obvious. The pressure ratio and efficiency are decreased as the size of tip clearance is increased, while the total enthalpy rise keeps almost constant. The decrement of the pressure ratio and efficiency is larger at higher mass flow rates and smaller at lower mass flow rates. The flow angles at the inlet and outlet of the impeller are increased as the size of tip clearance is increased. The results of the detailed flow field show that leakingflow is the main reason for the performance drop. The secondary flow region becomes larger as the size of tip clearance is increased and the area of the main flow is compressed. The flow uniformity is then decreased. A detailed study shows that the leaking flow rate is higher near the exit of the impeller than that near the inlet of the impeller. Based on this phenomenon, a new partiallyshrouded impeller is used. The impeller is shrouded near the exit of the impeller. The results show that the flow field near the exit of the impeller is greatly changed by the partially shrouded impeller, and better performance is achievedthan with the unshrouded impeller. The loading distribution on the impeller blade and the flow fields in the impeller is changed by moving the splitter of the impeller in circumferential direction. Moving the splitter slightly to the suction side of the long blade can improve the performance of the compressor. The total enthalpy rise is reduced if only the leading edge of the splitter ismoved to the suction side of the long blade. The performance of the compressor is decreased if the blade is bended from the radius direction at the leading edge of the splitter. The total pressure rise and the enthalpy rise of thecompressor are increased if pinch is used at the diffuser inlet. Among the fivedifferent pinch shape configurations, at design and lower mass flow rates the efficiency of a straight line pinch is the highest, while at higher mass flow rate, the efficiency of a concave pinch is the highest. The sharp corner of the pinch is the main reason for the decrease of efficiency and should be avoided. The variation of the flow angles entering the diffuser in spanwise direction is decreased if pinch is applied. A three-dimensional low solidity twisted vaned diffuser is designed to match the flow angles entering the diffuser. The numerical results show that the pressure recovery in the twisted diffuser is higher than in a conventional low solidity vaned diffuser, which also leads to higher efficiency of the twisted diffuser. Investigation of the detailed flow fields shows that the separation at lower mass flow rate in the twisted diffuser is later than in the conventional low solidity vaned diffuser, which leads to a possible wider flow range of the twisted diffuser.

The resource-based view of the firm - resources, capabilities and sustainable competitive advantage

The main objective of this research paper was to synthesize, integrate and analyze the theoretical foundation of the resource-based view of the firm on sustainable competitive advantage. Accordingly, this research was a literature research employing the methodology of interpretative study of concept and unobtrusive measures. The core and majority of the research data was gathered from the major online journal databases. Only peer-reviewed articles from highly-esteemed journals on the subject of competitive advantage were used. The theoretical core of the research paper was centred on resources, capabilities, and the sustainability dilemma of competitive advantage. Furthermore, other strategic management concepts relating to the resource-based view of the firm were used with reference to the research objectives. The resource-based view of the firm continues to be a controversial but important are of strategic management research on sustainable competitive advantage. Consequently, the theoretical foundation and the empirical testing of the framework needs further work. However, it is evident that internal organizational factors in the form of resources and capabilities are vital for the formation of sustainable competitive advantage. Resources and capabilities are not, however, valuable on their own - competitive advantage requires seamless interplay and complementarity between bundles of resources and capabilities.

Universities as an Insourcing Resource in R&D Operations

Tutkimuksen tavoitteena on arvioida ja analysoida yliopistojen ja yritysten välistä yhteistyötä tutkimus- ja kehitystoiminnassa. Teoriapohjan ja kohdeyrityksen case esimerkin avulla on tarkoitus selvittää kriittiset tekijät yhteistyössä sekä rakentaa tulosten perusteella viitekehys näiden kahden osapuolen yhteistyön onnistumiseksi. Teoriatausta käsittelee osapuolten tärkeimpiä strategioita yhteistyön kannalta, yhteistyön yleisiä ominaisuuksia, vuorovaikutussuhteita niin ympäristöön, toimintoihin kuin osapuoliinkin. Teoriaosuus tukee empiiristä tutkimusta, jossa perehdytään yhteen kansalliseen 3G projektiin Soneran ja Jyväskylän yliopiston välillä. Yrityksen ja yliopiston välinen yhteistyö on hyvin yleistä Suomessa. Motivoivia tekijöitä ovat muun muassa Tekesin kannustava rahoitus ja yhteistyön edullisuus, osapuolten keskittyminen omaan ydinosaamiseensa, tiedon tuotteistuksen ja uusien teorioiden luomisen mahdollisuus, positiiviset vaikutukset markkina-arvoon, imagolliset tekijät sekä varautuminen tulevaisuuden trendeihin.

Radio Resource Management across UMTS Radio Network Subsystems

UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), esimerkkinä kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmästä pyrkii toistamaan GSM:n (Global System for Mobile Communications) menestyksen. UMTS:n kaupallinen toiminta on parhaillaan alkamassa ja ensimmäinen kaupallinen verkko on jo aloittanut toimintansa Japanissa. Tämä diplomityö antaa yleiskuvan UMTS:stä keskittyen radioverkkojärjestelmän (UMTS Terrestrial Radio Access Network,UTRAN) radioresurssien hallintaan (Radio Resource Management, RRM). Työssä kuvataan radiorajapintojen toimintaa, mutta diplomityön pääaiheena on kuitenkin radioresurssien hallinta UMTS radioaliverkkojärjestelmien ylitse. Radioresurssien hallinta pitää sisällään joukon proseduureja, jotka vaikuttavat koko UTRAN:in rakenteen lävitse. On hyvin tärkeää saavuttaa oikea toiminnallisuus hajautettujen radioresurssien hallintaan jotta voitaisiin saavuttaa paras yhteyden laatu loppukäyttäjälle. Työssä käydään yksityiskohtaisesti lävitse radioresurssien hallinnan perusperiaatteet ja joukko proseduureja. RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part) protokollaa tarkastellaan työssä esimerkkinä protokollasta joka osallistuu radioresurssien hallintaprosessiin.

Transport Resource Management within UMTS Radio Network Subsystem

Tällä hetkellä haastavin telekommunikaatioteollisuuden tutkimus – ja kehitystoiminta on keskittynyt kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmien ympärille. Järjestelmien standardointityössä on saatu aikaiseksi ensimmäiset vakaat spesifikaatioversiot ja kaupallista toimintaa ollaan parhaillaan aloittelemassa Japanissa ja Euroopassa. Eräs kolmannen sukupolven järjestelmistä on UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Tämä diplomityö antaa yleiskuvan UMTS järjestelmästä ja sen eri verkkoelementtien toiminnallisuuksista. Päähuomio on kiinnitetty radioverkkojärjestelmään (UMTS Terrestrial Radio Access Network) ja erityisesti sen radioaliverkkojärjestelmään (Radio Network Subsystem), joka koostuu radioverkonohjaimesta (Radio Network Controller) ja joukosta siihen kuuluvia tukiasemia (Node B). Radioverkonohjain ja tukiasemat on yhdistetty avoimen rajapinnan kautta jota kutsutaan Iub -rajapinnaksi. Rajapinta tarjoaa radioverkonohjaimelle mahdollisuuden kontrolloida tukiasemia signalointiviestien avulla ja mahdollistaa tehokkaan ja luotettavan käyttäjätiedon siirron radioaliverkkojärjestelmän sisällä. Tämän diplomityön pääasiallinen sisältö on siirtoresurssien hallinta Iub -rajapinnan ylitse. Työssä esitellään ja selitetään siirtoverkon arkkitehtuuri. Myös kaikki Iub:ssä sijaitsevat protokollat ja toiminnalliset yksiköt jotka vaikuttavat siirtoresurssien hallintaan esitellään ja kuvataan yksityiskohtaisesti. Päähuomio on kiinnitetty sovellusprotokolliin sekä rajapinnan siirtoverkko- että radioverkkokerroksella sekä näiden protokollien väliseen vuorovaikutukseen. Kyseiset protokollat ovat Node B Application Part (NBAP) ja Access Link Control Application Part (ALCAP). Työn toteutusosassa käydään lävitse NBAP –protokollan prototyypin ja Node B Manager –toiminnallisen yksikön prototyypin implementaatio.

Success Factors of an Enterprise Resource Planning System

Työn tarkoituksena oli tutkia yrityksen eri yksiköiden toiminnaohjausjärjestelmiä sekä verrata niiden menestystekijöitä Adelakunin malliin tietojärjestelmien laatuulottuvuuksista. Siinä järjestelmän kokonaislaatu jaetaan liiketoiminnalliseen, tekniseen ja käyttäjän kokemaan laatuun. Tulosten perusteella oli myös tavoitteena kehittää kyseisen toiminnanojausjärjestelmän kehittämistä varten malli onnistumistekijöiden keskinäisestä riippuvuudesta. Tutkittavista järjestelmistä ja niiden käytöstä kerättiin tietoja käyttöönottoprojektien dokumentaatiosta, haastatteluin, kyselylomakkein ja järjestelmäanalyysein. Sekä loppukäyttäjät että yritysjohto olivat kyselyjen ja haastattelujen kohderyhmänä. Saatuja tietoja arvioitiin Adelakunin kolmiulotteisen tietojärjestelmän laatutekijämallin mukaisesti ja keskeisiä menestystekijöitä etsittiin. Tutkituissa tapauksissa tietojärjestelmien menestyksen taustalta löytyi alan kirjallisuuden kanssa yhtäpitäviä tekijöitä. Myös Adelakunin laatu-ulottuvuusmalli osoittautui validiksi tutkituissa tapauksissa. Keskeisten menestystekijöiden välisistä vuorovaikutussuhteista rakennettiin malli, jota voidaan hyödyntää kyseisen järjestelmän jatkokehityksessä.

Henkilöstön kehittäminen henkilöstön silmin, Case Oy Gust. Ranin

Tässä tutkielmassa on tarkasteltu case- yrityksen henkilöstön näkemyksiä henkilöstön kehittämisestä sekä case- yrityksen kehittämisestä. Tutkielman tavoitteena on ollut selvittää kuinka Oy Gust. Raninin henkilöstöä voitaisiin kehittää, jotta yritys kykenisi kehittämään toimintojaan, lisäämään työntekijöiden viihtyvyyttä ja ammattitaitoa sekä vastaamaan kilpailuun. Tutkimus on laadullinen case- tutkimus. Tutkimusmenetelmänä on käytetty teemahaastatteluja, joita tehtiin case- yrityksen eri henkilöstöryhmien edustajille. Tutkimus tehtiin Oy Gust. Raninille. Henkilöstön mielestä parhaita tapoja kehittää osaamista ovat erilaiset yrityksen ulkopuolisen ammattilaisen pitämät läheisesti työtehtäviin liittyvät kurssit joilta saa mukaan kurssimateriaalia. Työntekijät haluavat itse valita ne kurssit joihin he osallistuvat. Toinen suosittu kehittämistapa on työn- tai tehtävien kierto. Suurimmaksi ongelmakohdaksi koettiin puutteellinen tiedonkulku sekä esimiehiltä alaisille että työntekijöiden välillä. Muita kehittämiskohteita ovat atk- taidot sekä kielitaito. Henkilöstön suhtautuminen kaikenlaisiin kehittämistoimiin on positiivista ja henkilöstö on halukas kehittämään työtehtäviään.

Competence needs of global middle management

Tutkielman tavoitteena oli tarkastella henkilöstöjohdon ja linjajohdon näkemyksiä kansainvälisissä tehtävissä toimivan keskijohdon osaamistarpeista suurissa suomalaisissa vientiyrityksissä. Teemahaastatteluja tehtiin 12:ssa Suomen tärkeimpien vientialojen suurimmista yrityksistä. Kansainvälisissä tehtävissä toimivan keskijohdon osaamistarpeiden, kategorioihin jaoteltuna, nähtiin olevan: - - Tieto ja ymmärtäminen: asiakkaan liiketoiminta ja tarpeet, oma tuote ja prosessit, globaali toimintaympäristö, alaisten osaamistarpeet- - Asioiden ja ihmisten johtaminen: muutoksen johtaminen, asiakkuuksien hallinta, ajan hallinta, motivointi, monikulttuurisen tiimin johtaminen- - Vuorovaikutus: kielitaito, suhteiden luominen, viestin kohdentaminen- - Henkilökohtaiset ominaisuudet ja motivaatio: joustavuus, kulttuurinen herkkyys, epävarmuuden sietokyky, oppimishalu, erilaisuuden kunnioitus- - Tehtäväkohtainen osaaminen: kansainvälinen markkinointi, talous, myyntitaidot, tekninen asiantuntemus.

A Co-Processor Approach for Efficient Java Execution in Embedded Systems

This thesis deals with a hardware accelerated Java virtual machine, named REALJava. The REALJava virtual machine is targeted for resource constrained embedded systems. The goal is to attain increased computational performance with reduced power consumption. While these objectives are often seen as trade-offs, in this context both of them can be attained simultaneously by using dedicated hardware. The target level of the computational performance of the REALJava virtual machine is initially set to be as fast as the currently available full custom ASIC Java processors. As a secondary goal all of the components of the virtual machine are designed so that the resulting system can be scaled to support multiple co-processor cores. The virtual machine is designed using the hardware/software co-design paradigm. The partitioning between the two domains is flexible, allowing customizations to the resulting system, for instance the floating point support can be omitted from the hardware in order to decrease the size of the co-processor core. The communication between the hardware and the software domains is encapsulated into modules. This allows the REALJava virtual machine to be easily integrated into any system, simply by redesigning the communication modules. Besides the virtual machine and the related co-processor architecture, several performance enhancing techniques are presented. These include techniques related to instruction folding, stack handling, method invocation, constant loading and control in time domain. The REALJava virtual machine is prototyped using three different FPGA platforms. The original pipeline structure is modified to suit the FPGA environment. The performance of the resulting Java virtual machine is evaluated against existing Java solutions in the embedded systems field. The results show that the goals are attained, both in terms of computational performance and power consumption. Especially the computational performance is evaluated thoroughly, and the results show that the REALJava is more than twice as fast as the fastest full custom ASIC Java processor. In addition to standard Java virtual machine benchmarks, several new Java applications are designed to both verify the results and broaden the spectrum of the tests.

Computational Techniques for Spectral Image Analysis

Multispectral images are becoming more common in the field of remote sensing, computer vision, and industrial applications. Due to the high accuracy of the multispectral information, it can be used as an important quality factor in the inspection of industrial products. Recently, the development on multispectral imaging systems and the computational analysis on the multispectral images have been the focus of a growing interest. In this thesis, three areas of multispectral image analysis are considered. First, a method for analyzing multispectral textured images was developed. The method is based on a spectral cooccurrence matrix, which contains information of the joint distribution of spectral classes in a spectral domain. Next, a procedure for estimating the illumination spectrum of the color images was developed. Proposed method can be used, for example, in color constancy, color correction, and in the content based search from color image databases. Finally, color filters for the optical pattern recognition were designed, and a prototype of a spectral vision system was constructed. The spectral vision system can be used to acquire a low dimensional component image set for the two dimensional spectral image reconstruction. The data obtained by the spectral vision system is small and therefore convenient for storing and transmitting a spectral image.