Moment Operators of Observables in Quantum Mechanics, with Applications to Quantization and Homodyne Detection

The questions studied in this thesis are centered around the moment operators of a quantum observable, the latter being represented by a normalized positive operator measure. The moment operators of an observable are physically relevant, in the sense that these operators give, as averages, the moments of the outcome statistics for the measurement of the observable. The main questions under consideration in this work arise from the fact that, unlike a projection valued observable of the von Neumann formulation, a general positive operator measure cannot be characterized by its first moment operator. The possibility of characterizing certain observables by also involving higher moment operators is investigated and utilized in three different cases: a characterization of projection valued measures among all the observables is given, a quantization scheme for unbounded classical variables using translation covariant phase space operator measures is presented, and, finally, a mathematically rigorous description is obtained for the measurements of rotated quadratures and phase space observables via the high amplitude limit in the balanced homodyne and eight-port homodyne detectors, respectively. In addition, the structure of the covariant phase space operator measures, which is essential for the above quantization, is analyzed in detail in the context of a (not necessarily unimodular) locally compact group as the phase space.

Component Architecture for Context-Aware Applications

Mobiililaitteisiin tehdyt sovellukset ovat nykyään laajassa käytössä. Mobiilisovellukset tarjoavat käyttäjälleen usein tietyn ennalta määritellyn toiminnallisuuden eivätkä ne pysty mukautumaan vaihtelevaan käyttöympäristöönsä. Jos sovellus olisi tietoinen käyttöympäristöstään ja sen muutoksista, se voisi tarjota käyttäjälleen tilanteeseen sopivia ominaisuuksia. Käyttöympäristöstään tietoiset hajautetut sovellukset tarvitsevat kuitenkin huomattavasti perinteisiä sovelluksia monimutkaisemman arkkitehtuurin toimiakseen. Tässä työssä esitellään hajautetuille ja kontekstitietoisille sovelluksille tarkoitettu ohjelmistoarkkitehtuuri. Työ perustuu Oulun yliopiston CAPNET-tutkimusprojektissa kehitettyyn, mobiilisovelluksille tarkoitettuun arkkitehtuuriin. Tämän työn tarkoituksena on tarjota ratkaisuja niihin puutteisiin, jotka tulivat esille CAPNET-arkkitehtuurin kehitys- ja testausvaiheessa. Esimerkiksi arkkitehtuurin komponenttien määrittelyä tulisi tarkentaa ja ne tulisi jakaa horisontaalisiin kerroksiin niiden ominaisuuksien ja alustariippuvuuden mukaisesti. Työssä luodaan katsaus olemassa oleviin teknologioihin jotka tukevat hajautettujen ja kontekstitietoisten järjestelmien kehittämistä. Myös niiden soveltumista CAPNET-arkkitehtuuriin analysoidaan. Työssä esitellään CAPNET-arkkitehtuuri ja ehdotetaan uutta arkkitehtuuria ja komponenttien kerrosjaottelua. Ehdotuksessa arkkitehtuurin komponentit ja järjestelmän rakenne määritellään ja mallinnetaan UML-menetelmällä. Työn tuloksena on arkkitehtuurimäärittely, joka jakaa nykyisen arkkitehtuurin komponentit kerroksiin. Komponenttien rajapinnat on määritelty selkeästi ja tarkasti. Työ tarjoaa myös projektiryhmälle hyvän lähtökohdan uuden arkkitehtuurin suunnittelulle ja toteuttamiselle.

Wireless e-Business Applications - Methods for Forecasting the Demand of Wireless Services and Technologies

Tämä tutkimus oli osa sähköistä liiketoimintaa ja langattomia sovelluksia tutkivaa projektia ja tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ennustamisen rooli päätöksenteko- ja suunnitteluprosessissa ja määrittää parhaiten soveltuvat ja useimmin käytetyt teknologian ennustusmenetelmät. Ennustusmenetelmiä tarkasteltiin erityisesti uuden teknologian ja pitkän aikavälin ennustamisen näkökulmasta. Tutkimus perustui teknologista ennustamista, pitkän aikavälin suunnittelua ja innovaatioprosesseja käsittelevän kirjallisuuden analysointiin. Materiaalin perusteella kuvataan teknologian ennustamista informaation hankkimisvälineenä organisaatioiden suunnitteluprosessin apuna. Työssä arvioidaan myös seuraavat teknologisen ennustamisen menetelmät: trendianalyysi-, Delfoi-, cross-impact analyysi-, morfologinen analyysi- ja skenaario analyysimenetelmä. Työ tuo esille jokaisen ennustusmenetelmä ominaispiirteet, rajoitukset ja sovellusmahdollisuudet. Käyttäen esiteltyjä menetelmiä, saadaan kerättyä hyödyllistä informaatiota tulevaisuuden näkymistä, joita sitten voidaan käyttää hyväksi organisaatioiden suunnitteluprosesseissa.

Web user interface architecture for advanced planning and scheduling systems Case: Nokia Demand / Supply Planning Applications

In modem hitec industry Advanced Planning and Scheduling (APS) systems provide the basis for e-business solutions towards the suppliers and the customers. One objective of this thesis was to clarify the modem supply chain management with the APS systems and especially concentrate on the area of Collaborative Planning. In order Advanced Planning and Scheduling systems to be complete and usable, user interfaces are needed. Current Visual Basic user interfaces have faced many complaints and arguments from the users as well as from the development team. This thesis is trying to analyze the reasons and causes for the encountered problems and also provide ways to overcome them. The decision has been made to build the new user interfaces to be Web-enabled. Therefore another objective of this thesis was to research and find suitable technologies for building the Web-based user interfaces for Advanced Planning and Scheduling Systems in Nokia Demand/Supply Planning business area. Comparison between the most suitable technologies is made. Usability issues of Web-enabled user interfaces are also covered. The empirical part of the thesis includes design and implementation of a Web-based user interface with the chosen technology for a particular APS module that enables Collaborative Planning with suppliers.

Enterprise Portal as a Knowledge Management Tool in a Global Forest Products Company

Tietojohtaminen on osoittautunut nykypäivänä organisaatioiden yhdeksi suurimmaksi haasteeksi. Haasteena ei vain ole se tiedon määrä mitä tulisi hallita, vaan pikemminkin tiedonhallinta toimii yritykselle kilpailuetuna globaalissa yritysmaailmassa. Tämän työn tavoitteena on tutkia yritysportaalin soveltuvuutta tiedonhallintaan globaalissa metsäteollisuusyrityksessä. Lisäksi tavoitteena on selvittää portaalin sovittamista kullekin käyttäjäryhmälle case yrityksessä. Työn teoriaosassa on käsitelty tiedonhallinnan monimuotoisuutta ja vaikeutta kuvata sitä yksiselitteisesti. Lisäksi käyttäjäryhmien ja käyttäjäprofiilien määrittämiseen vaikuttavia seikkoja on selvitetty tässä osassa. Empiirinen osa käsittelee case-yritystä ja sen suhdetta tiedonhallintaan sekä tämän kaltaisen tiedonhallinnan työvälineen käyttöön. Työstä saatujen tulosten perusteella voidaan todeta yritysportaalin soveltuvan hyvin tiedonhallintaan monimutkaisessakin yrityksessä. Portaali muuttaa yrityksen liiketoimintaprosesseja läpinäkyvämmiksi, kun bisneskriittistä tietoa tarjotaan yhdessä paikassa.

Centralized password management in a global enterprise

Käyttäjien tunnistaminen tietojärjestelmissä on ollut yksi tietoturvan kulmakivistä vuosikymmenten ajan. Ajatus käyttäjätunnuksesta ja salasanasta on kaikkein kustannustehokkain ja käytetyin tapa säilyttää luottamus tietojärjestelmän ja käyttäjien välillä. Tietojärjestelmien käyttöönoton alkuaikoina, jolloin yrityksissä oli vain muutamia tietojärjestelmiä ja niitä käyttivät vain pieni ryhmä käyttäjiä, tämä toimintamalli osoittautui toimivaksi. Vuosien mittaan järjestelmien määrä kasvoi ja sen mukana kasvoi salasanojen määrä ja monimuotoisuus. Kukaan ei osannut ennustaa, kuinka paljon salasanoihin liittyviä ongelmia käyttäjät kohtaisivat ja kuinka paljon ne tulisivat ruuhkauttamaan yritysten käyttäjätukea ja minkälaisia tietoturvariskejä salasanat tulisivat aiheuttamaan suurissa yrityksissä. Tässä diplomityössä tarkastelemme salasanojen aiheuttamia ongelmia suuressa, globaalissa yrityksessä. Ongelmia tarkastellaan neljästä eri näkökulmasta; ihmiset, teknologia, tietoturva ja liiketoiminta. Ongelmat osoitetaan esittelemällä tulokset yrityksen työntekijöille tehdystä kyselystä, joka toteutettiin osana tätä diplomityötä. Ratkaisu näihin ongelmiin esitellään keskitetyn salasanojenhallintajärjestelmän muodossa. Järjestelmän eri ominaisuuksia arvioidaan ja kokeilu -tyyppinen toteutus rakennetaan osoittamaan tällaisen järjestelmän toiminnallisuus.

Measurement systems in wall production applications

Tässä tutkimuksessa kehitettiin prototyyppi betonielementin dimension mittaus järjestelmästä. Tämä järjestelmä mahdollistaa kolmiulotteisen kappaleen mittauksen. Tutkimuksessa kehitettiin myös stereonäköön perustuva kappaleen mittaus. Prototyyppiä testailin ja tulokset osoittautuivat luotettaviksi. Tutkimuksessa selvitetään ja vertaillaan myös muita lähestymistapoja ja olemassa olevia järjestelmiä kappaleen kolmiuloitteiseen mittaukseen, joita Suomalaiset yhtiöt käyttävät tällä alalla.

Wireless Network Technologies and Terminals for Mobile Applications

Viimeaikainen langattomien teknologioiden kehitys ja evoluutio johtaa uusiin mahdollisuuksiin business-to-business-teollisuussovellusten laatimisessa. Tämän työn tavoite on tutkia teknisten puitteiden ja perustan sekä teknologisen ennustamisen prosessia innovatiivisten langattomien sovellusten kehitysprosessissa. Työ keskittyy langattomiin teknologioihin - verkkoihin ja päätelaitteisiin. Työssä selvitetään saatavilla olevia ja tulevia langattomia verkkoteknologioita ja mobiilipäätelaitteita, arvioidaan niiden päätyypit, ominaisuudet, rajoitteet ja kehitystrendit, sekä määritellään pääasialliset tekniset ominaisuudet, jotka on huomioitava luotaessa langatonta ratkaisua. Tämä tieto vedetään yhteen jatkokäyttöä varten langattomien sovellusten päätelaitetietokantaan rakentamisen aikana. Työ tarjoaa kuvauksen päätelaitetietokannan suunnittelusta ja rakentamisesta sekä tutkii tietokantaa innovatiivisen esimerkkisovelluksen - Reaaliaikaisen On-Line Asiakaspalvelun - avulla.

Load and Performance Testing of Web Applications on Service Based Environments

Suorituskyky- ja kuormitustestien tekeminen sovelluksille on erittäin tärkeä osa tuotantoprosessia nykypäivänä. Myös Web-sovelluksia testataan yhä enemmän. Tarve suorituskyky- ja kuormitustestien tekemiselle on selvä. Testattavan ympäristön tämänhetkinen, mutta myös tulevaisuuden toimivuus taataan oikein tehdyillä testeillä ja niitä seuraavilla korjaustoimenpiteillä. Suurten käyttäjämäärien testaaminen manuaalisesti on kuitenkin hyvin vaikeaa. Sirpaleisen ympäristön, kuten palveluihin perustuvien Web-sovellusympäristöjen testaaminen on haaste. Tämän työn aiheena on arvioida työkaluja ja menetelmiä, joilla raskaita teollisia Web-sovelluksia voidaan testata. Tavoitteena on löytää testausmenetelmiä, joilla voidaan luotettavasti simuloida suuria käyttäjämääriä. Tavoitteena on myös arvioida erilaisten yhteyksien ja protokollien vaikutusta Web-sovelluksen suorituskykyyn.

Performance Tuning of Fenix Logistic Systems

Työn tavoitteena oli selvittää Stora Enso Oyj:llä käytössä olevan Fenix myynnin- ja logistiikanhallintajärjestelmän logistiikkapalveluiden suorituskyky, tuottaa asiakasohjelmisto suorituskykymittauksista muodostuneen tiedon hallintaan sekä tuottaa toteuttamissuunnitelma suorituskyvyn parantamiseksi. Suorituskyky mitattiin käyttämällä TUXEDOn tarjoamia ominaisuuksia. Suorituskykymittausten tuloksien arviointia varten rakennettiin asiakasohjelmisto, jolla pystyttiin tuottamaan tarvittavat yhteenvetotiedot palveluiden kestoista ja rakenteista. Valmiita ratkaisuja ei ollut tarjolla, joten kaikki tarvittavat ohjelmistot on rakennettu osana tätä työtä. Kaikki komponenttiliittymät toteutettiin siten, että myös muitakin kuin logistiikkaan liittyviä palveluita voidaan tarvittaessa mitata. Mittausten tuloksena saatuja keskimääräisiä suoritusaikoja käytettiin hyväksi toteuttamissuunnitelmaa tehdessä. Toteutussuunnitelma sisältää useiden logistiikka-alueiden kehittämisideoita, joilla Fenixin logistiikkapalveluiden suorituskykyä voidaan tehostaa., ja nykyinen järjestelmän toimintanopeus pystytään säilyttämään tulevaisuudessa. Toteuttamissuunnitelmassa esitettyjä toimenpiteitä tullaan toteuttamaan TietoEnator Oyj:ssä vuoden 2003 aikana.

Wireless E-Business Applications in ICT Industry

Sähköisen liiketoiminnan sovelluksia on voitu toistaiseksi käyttää useimmissa tapauksissa vain langallisen yhteyden kautta. Uudet langattomat teknologiat, jotka ovat kehittyneet nopeasti muutaman viimeisen vuoden aikana, mahdollistavat näiden sovellusten käytön ajasta ja paikasta riippumatta. Tämän työn tavoitteena oli tutkia langattomien sähköisen liiketoiminnan sovellusten käyttöä ja hyötyjä tieto- ja viestintäteollisuudessa. Työssä keskitytään tutkimaan tätä tietotekniikan evoluutioaskelta yksittäisen yrityksen kannalta: rajoittuen omassa toiminnassa käytettäviin sovelluksiin. Tutkimus luo viitekehyksen mobiilisuuden evoluutioon, uuden tietotekniikan vaikutuksiin ja hyötyihin sekä tarkemmin langattomiin sähköisen liiketoiminnan sovelluksiin. Tätä viitekehystä käytetään analysoitaessa nykyistä käyttöä tutkimuksen kohteena olevissa yrityksissä. Tutkimuksen johtopäätökset niin nykyisestä käytöstä kuin myös tulevasta ovat syntyneet viitekehyksen, nykyisen käytön, sekä tehtyjen haastattelujen pohjalta.

The Future of Mobile Services and Wireless Applications in the Finnish Healthcare Sector

Työn päätavoitteena oli tutkia mobiilipalveluita ja langattomia sovelluksia Suomen terveydenhuollon sektorilla. Tutkimus havainnollistaa avain-alueita, missä mobiilipalvelut ja langattomat sovellukset voivat antaa lisäarvoa perinteiseen lääketieteen harjoittamiseen, ja selvittää, mitkä ovat tähän kehitykseen liittyvät suurimmat ongelmat ja uhkat sekä tutkimustuloksiin pohjautuvat mahdolliset palvelut ja sovellukset 5-10 vuoden kuluttua. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen ja tutkimuksen toteuttamiseen valittiin tulevaisuudentutkimus ja erityisesti yksi sen menetelmistä, delfoi-menetelmä. Tutkimuksen aineisto kerättiin kahdelta puolistrukturoidulta haastattelukierrokselta. Työn empiirinen osuus keskittyi kuvailemaan Suomen terveydenhuollon sektoria, siinä meneillään olevia projekteja sekä teknisiä esteitä. Lisäksi pyrittiin vastaamaan tutkimuksen pääkysymykseen. Tutkimustulokset osoittivat, että tärkeät alueet, joihin langaton kommunikaatio tulisi vaikuttamaan merkittävästi, ovat ensiaputoiminta, kroonisten potilaiden etämonitorointi, välineiden kehittäminen langattomaan kommunikaatioon kotihoidon parantamiseksi ja uusien toimintamallien luomiseksi sekä lääketieteellinen yhteistyö jakamalla terveydenhuoltoon liittyvät informaation lähteet. Työn tulosten perusteellavoitiin antaa myös muutamia toimenpide-ehdotuksia jatkotutkimuksia varten.

Tuotantosuunnitelman julkaiseminen partnereille internetissä

Stora Enso käyttää tehtaillaan TietoEnatorin luomaa Fenix-toiminnanohjaus-järjestelmää. Fenix on monimutkainen järjestelmä, joka sisältää mm. tuotannon-ohjausosion, jolla luodaan paperikoneille tuotantosuunnitelmia. Fenix-projektiin on syntynyt sivutuotteena PartnerWeb-projekti, jonka tarkoituksena on julkaista joitakin Fenixin palveluita internetissä. Kohderyhmänä ovat pääasiassa Stora Enson suurimmat asiakkaat, heidän partnerinsa. Tämän työn tavoitteena on rakentaa teoriatasolla toimivat sovellukset internet- ja WAP-ympäristöihin koskien PartnerWebin tuotantosuunnitelmaosiota. Tavoitteena on myös tutkia, mitä vaatimuksia kyseisessä ympäristössä julkaistava sovellus asettaa sekä missä muodossa ja mitä tietoa partnereille esitetään. Lähestymistapa on varsin tietoturvapainotteinen, johtuen Fenixin tärkeydestä Stora Ensolle. Työn tuloksena saatiin luotua teoriatason käyttöliittymät internet- ja WAP-ympäristöihin. Tuloksena saatiin myös tietoturvallinen arkkitehtuuri. Sovellusten osalta työ jatkuu edelleen, tavoitteena on rakentaa luotuihin käyttöliittymiin toimivat sovellukset, jotka käyttävät Fenix-palveluita.

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.

Wireless Applications Evaluation and Development Process: Case -Paper Industry Logistics

Sähköisen liiketoiminnan ja mobiliteetin konvergenssi yhdessä teknologisen innovaation kiihtyvän vauhdin kanssa ovat saaneet aikaan kiinnostusta langattomia liiketoimintaratkaisuja kohtaan. Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia sähköisen liiketoiminnan langattomien sovellusten arviointi- ja kehitysprosessia. Työ keskittyy tarkastelemaan paperiteollisuuden toimitusketjun langatonta seurantaa. Tutkimuksessa esitetään langattoman sähköisen liiketoiminnan määritelmä, kuvaillaan langattomuuden eri sovellusalueita ja sovellusten arviointi- ja kehitysprosessin strategisia sekä teknologisia ulottuvuuksia. Työ luo viitekehyksen, jonka avulla tarkastella langattomien teknologioiden merkitystä logistiikassa. Tutkimuksen merkittävin tulos on prosessimalli sovellusten arvioimiseksi ja kehittämiseksi. Mallilla kehitetty langaton sovellus osoittautui tarkastelussa hyödylliseksi toimitusketjun hallinnassa.