Real-time Linux in electric drive systems

Reaaliaikaisten käyttöjärjestelmien käyttö sulautetuissa järjestelmissä on kasvamassa koko ajan. Sulautettuja tietokoneita käytetään yhä useammassa kohteessa kuten sähkökäyttöjen ohjauksessa. Sähkökäyttöjen ohjaus hoidetaan nykyisin yleensä nopealla digitaalisella signaaliprosessorilla (DSP), jolloin ohjelmointi ja päivittäminen on hidasta ja vaikeaa johtuen käytettävästä matalan tason Assembler-kielestä. Ratkaisuna yleiskäyttöisten prosessorien ja reaaliaikakäyttöjärjestelmien käyttö. Kaupalliset reaaliaikakäyttöjärjestelmät ovat kalliita ja lähdekoodin saaminen omaan käyttöön jopa mahdotonta. Linux on ei-kaupallinen avoimen lähdekoodin käyttöjärjestelmä, joten sen käyttö on ilmaista ja sitä voi muokata vapaasti. Linux:iin on saatavana useita laajennuksia, jotka tekevät siitä reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän. Vaihtoehtoina joko kova (hard) tai pehmeä (soft) reaaliaikaisuus. Linux:iin on olemassa valmiita kehitysympäristöjä mutta ne kaipaavat parannusta ennen kuin niitä voidaan käyttää suuressa mittakaavassa teollisuudessa. Reaaliaika Linux ei sovellus nopeisiin ohjauslooppeihin (<100 ms) koska nopeus ei riitä vielä mutta nopeus kasvaa samalla kun prosessorit kehittyvät. Linux soveltuu hyvin rajapinnaksi nopean ohjauksen ja käyttäjän välille ja hitaampaan ohjaukseen.

WWW-pohjainen opintojensuunnittelutyökalu

Opintojenohjauksen tarve on kasvanut viime vuosien aikana suomalaisissa yliopistoissa. Kasvaneet valintamahdollisuudet ovat monimutkaistaneet tutkintorakenteita ja tätä kautta opiskelijoiden saaman henkilökohtaisen opintojensuunnittelun tarve on korostunut. Yliopistoilla on kuitenkin käytössään rajalliset resurssit opintojen ohjaukseen, joten ohjausta pyritään tehostamaan mutta samalla säilyttämään palvelun laatu. Tarkempi ja yksityiskohtaisempi ohjeistaminen ja opintosuunnitelmien mallipohjat ovat auttaneet opiskelijoiden tehtävää. Samalla opiskelijoilta on alettu vaatia henkilökohtaisen suunnitelman laatiminen jo opintojen alkuvaiheessa. Tässä diplomityössä on toteutettu tutkintorakenteeseen perustuva WWW-pohjainen opintojensuunnittelutyökalu. Järjestelmän toiminta perustuu relaatiotietokantaan mallinnettuun tutkintorakennetietoon ja sen hyödyntämiseen. Opiskelijat voivat käyttää tätä tietoa laatiessaan opintosuunnitelmiaan ja opintosuunnittelijat tarkastaessaan opiskelijoiden suunnitelmia. Järjestelmän avulla opintojensuunnittelua ja sen ohjaamista voidaan tehostaa ja samalla opiskelijoille voidaan tarjota keskitetty tietovarasto opintosuunnitelmansa säilyttämiseen ja ylläpitoon. Työn tuloksena toteutettu järjestelmä julkaistiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston tietotekniikan opiskelijoiden käyttöön keväällä 2005. Kerätyn saadun palautteen perusteella voidaan sanoa, että tämäntyyppiselle palvelulle osana yliopiston tarjoamaa opintojen ohjausta on olemassa oikea tarve.

Betoniraudoituksen piirustuksen ohjelmallinen luominen

Tämän insinöörityön tavoitteena oli uuden toiminnallisuuden lisääminen suureen ERP-järjestelmään. Asiakasyritykselle suunniteltiin ratkaisu, jonka avulla voidaan tulostaa loppukäyttäjälle tekninen piirustus betoniin valettavista raudoituksista. Sovellus luo piirustuksen dynaamisesti käyttäjän antamien mittojen ja parametrien perusteella. Tehtävänanto edellytti myös, että kehikot voivat olla taivutettuina kolmiulotteisesti käyttäjän syötteen määrittämiin muotoihin. Tämä edellytti ratkaisuja lukuisiin trigonometrisiin ja loogisiin ongelmiin. Sovellus suunniteltiin jatkokehityksen kannalta joustavaksi. Ohjelmointi toteutettiin Progress-kielellä, jolla itse ERP-järjestelmä on myös toteutettu. Lopputuloksena on käyttökelpoinen sovellus, joka täyttää asiakasyrityksen tarpeet.

Tietojenkäsittely

Tietojenkäsittelyn pääkokoelma sijaitsee pääkirjastossa (Linnassa), jossa painettu yleis- ja käsikirjastokokoelma koostuu noin 4000 nimekkeestä monografioita (painettujen monografiasarjojen osat mukaan lukien). Tietojenkäsittely-kokoelmasta kartoitettiin neljä osa-aluetta. Näistä selvimmäksi painopistealaksi osoittautui ohjelmointi, ohjelmointikielet & atk-ohjelmat, joka käsitti noin 33 % nimekkeistä (1314). Muiden ryhmien osuudet olivat pienemmät: tietojärjestelmät, tiedonhallinta & tietoturva noin 18 % (727 nimekettä); tekoäly, tietämystekniikka & hahmontunnistus noin 16 % (629 nimekettä). Käsikirjaston karsitussa noin 100 nimekkeen kokoelmassa on runsaasti sanakirjoja ja erilaisia hakuteoksia kuten lähes täydellinen (44/45) Encyclopedia of computer science and technology ja myös e-muodossa oleva 3-osainen Handbook of information security. Painettuja lehtiä oli 6 nimekettä (IEEE Pervasive Computing, MikroPC, myös e-muodossa oleva Social Science Computer Review, Tekniikan näköalat, Tietokone ja Tietoyhteys). Sähkökirjoja kokoelmassa oli 466 nimekettä Ebrary: Information technology -tietokannassa, 24 nimekettä NetLibrary-tietokannassa, 3 nimekettä Taylor & Francis eBooks online -tietokannassa ja 2 nimekettä sähköisinä hakuteoksina (Encyclopedia of gender and information technology ja Encyclopedia of information science and technology) sekä 4964-osainen Lecture notes in computer science -monografiasarja. Verkkolehtiä kokoelmassa oli noin 300 nimekettä. Tietokantoja oli 4 kokotekstitietokantaa (ACM - Association for Computing Machinery, EBSCOhost Academic Search Premier, Elsevier ScienceDirect ja SpringerLink) sekä 2 viitetietokantaa (Computer + Info Systems (CSA) ja Web of Scence (ISI)).

Matalakompleksisen palvelupyyntömallin kehittäminen palveluväylää hyödyntäviin järjestelmäintegraatioihin

Tässä työssä kehitetään yleiskäyttöinen palvelupyyntömalli, jonka avulla Lahden kaupungin Lahti Fenix –projektin Kuntalaistilijärjestelmän palveluväylän kautta voidaan kutsua järjestelmän tietokantatasoa tai muita palveluväylän avulla integroituja järjestelmiä. Työn tavoitteena oli suoraviivaistaa järjestelmäintegraatioihin liittyvien palveluiden kehittämistä suunnittelemalla sellainen palvelupyyntömuodostin, joka ei sisällä staattisia viittauksia jossakin tietyssä palvelussa käytettäviin luokkiin tai muihin ominaisuuksiin. Työssä hyödynnettiin Java-kielen kehittyneitä ominaisuuksia; reflektiivistä ohjelmointia, geneeristä ohjelmointia ja Java-virtuaalikoneen metodipinon lukemista. Tavoitteen saavuttamista mitattiin käyttäen avuksi McCaben syklomaattista kompleksisuutta ja metodeissa käytettyä rivimäärää. Työ aloitettiin joulukuussa 2008 ja saatiin valmiiksi helmikuussa 2009. Työn tuloksena syntyi toimiva, syklomaattiselta kompleksisuudeltaan matala ja helppokäyttöinen palvelukutsumuodostin.

Uuden robottisolun ohjelmointitavan mahdollisuudet pienille ja keskisuurille yrityksille

Robotin ohjelmointi on aikaa vievää ja tarvitsee robotin ohjelmoinnin tuntevan operaattorin toimimaan robotin opettajana. Saadakseen robottisolun kustannustehokkaaksi operaattorilla olisi hyvä olla useampi solu hoidettavanaan samaan aikaan. Tämä ei ole suuri ongelma suurille yrityksille, joissa voi olla kymmeniä robottisoluja. Jos kyseessä on pieni tai keskisuuri yritys, automatisointi-investointi voi jäädä tekemättä ohjelmoinnin vaikeuden aiheuttaman ongelman vuoksi. Diplomityössä keskityttiin tutkimaan robotisointia pienten ja keskisuurten yritysten kannalta. Teoriaosassa on keskitytty robottisolun suunnittelun kannalta tarvittaviin perustietoihin robotin rakenteesta, ohjausjärjestelmästä, ohjelmoinnista sekä turvallisuudesta. Näiden perustietojen lisäksi on huomioitu hitsauksen automatisointia sekä taluttamalla ohjelmoitavan robottisolun tekninen konsepti. Taluttamalla ohjelmoitavan robottisolun konseptin käsittelyosassa on myös perehdytty taluttamalla ohjelmoinnin vaatimiin komponentteihin kuten voima/vääntö-anturi. Robottisolun suunnittelu on tehtävä koneasetuksen vaatimusten mukaan. Turvallisuus osiossa on käsitelty koneasetuksen vaatimuksia koneensuunnittelulle ja käytännön osassa on käsitelty Winnovan taluttamalla ohjelmoitavan robottisolun suunnittelua koneasetuksen ohjeiden mukaan. Käytännön osassa on tutkittu taluttamalla ohjelmoinnin tuomia etuja muihin ohjelmointimenetelmiin nähden sekä suoritettu investointilaskelmat taluttamalla ohjelmoitavasta ja opettamalla ohjelmoitavasta robottisolusta. Koetuloksista nähdään taluttamalla ohjelmoinnin olevan nopeampi ja yksinkertaisempi tapa ohjelmoida robottia kuin opettamalla ohjelmointi. Investointilaskelmien vertailusta nähdään taluttamalla ohjelmoinnin tulevan opettamalla ohjelmointia edullisemmaksi vaihtoehdoksi käyttökustannusten edullisuuden ansiosta.

New computer software for defining the three-dimensional geometry for a centrifu- gal compressor impeller

In this thesis, a computer software for defining the geometry for a centrifugal compressor impeller is designed and implemented. The project is done under the supervision of Laboratory of Fluid Dynamics in Lappeenranta University of Technology. This thesis is similar to the thesis written by Tomi Putus (2009) in which a centrifugal compressor impeller flow channel is researched and commonly used design practices are reviewed. Putus wrote a computer software which can be used to define impeller’s three-dimensional geometry based on the basic geometrical dimensions given by a preliminary design. The software designed in this thesis is almost similar but it uses a different programming language (C++) and a different way to define the shape of the impeller meridional projection.

Testiohjelmiston kehittäminen väsytyskokeiden suorittamiseksi mielivaltaisilla kuormituksilla

Väsytyskokeita on väsymisilmiön keksimisestä lähtien tehty pääasiallisesti vakioamplitudisella kuormituksella. Paremmin todellisuutta kuvaavaan testitilanteeseen päästään kuitenkin vain käyttämällä testattavan rakenteen reaalikuormitusta simuloivaa muuttuva-amplitudista kuormitusta. Tällaisen kuormituksen testaaminen käytännössä on kuitenkin huomattavasti vaikeampaa kuin perinteisen vakioamplitudisen kuormituksen, koska muuttuva-amplitudisen kuormituksen spektri on ensin kehitettävä jostain – joko käytännön mittausten kautta tai rakenteen käyttötilaa analysoimalla. Myöskään tiedossa olevan spektrin tuottaminen käytännön kokeissa ei ole aivan yksinkertaista. Tässä kandidaatintyössä pyrittiin ratkaisemaan näitä ongelmia suunnittelemalla ja toteuttamalla testiohjelmisto, joka pystyy sekä generoimaan että käytännössä toistamaan käyttäjän haluaman kuormitusspektrin laboratoriokokeissa. Jälkimmäistä varten oli olemassa ohjelma, jota haluttiin hyödyntää tässä työssä. Tehtävä jaettiin kolmeen osioon: kuormitusspektrien generoiminen, kuormitusspektrien yhdistäminen ja lopuksi spektrien toistaminen itse väsytyskokeessa. Kahdessa ensimmäisessä osiossa käytettiin ohjelmointiympäristönä Matlab-ohjelmaa; kolmannessa käytettiin pohjana olemassa olevaa väsytyskoeohjelmaa ja käytännön ohjelmointi suoritettiin näin ollen ANSI C –kielellä käyttäen kääntäjänä Microsoft Visual Studio 6.0:aa. Alkuperäinen väsytyskoeohjelma vaati useita merkittäviä muutoksia, ennen kuin se soveltui käytettäväksi tässä yhteydessä. Työssä on kuvattu periaatetasolla ohjelmien suunnittelu- ja toteuttamisvaiheet. Lisäksi työn on tarkoitus toimia yksinkertaisena käyttöohjeena ja opastuksena koko ohjelmiston käyttöön.

Web-makrot ja käyttäjäautomaatio web-sovelluksessa: prototyypin suunnittelu ja toteutus

Tämän kandidaatintyön aiheena on web-sovelluksen käyttäjäautomaatio web-makrojen avulla. Työssä esitellään prototyyppitoteutus SaaS-sovellukseen kohdistetusta web-makrojärjestelmästä. Työn teoriaosa esittelee web-automaation ja web-ympäristön keskeisen teknologian. Ratkaisuosa pohjustaa ratkaisuun käytetyn lähestymistavan, esittelee työn prototyyppiratkaisun ja arvioi ratkaisun lopputulosta. Lopputuloksena havaitaan, että prototyyppiratkaisu onnistuu selvittämään makrotoiminnallisuuden toteuttamiseen liittyvät tekniset haasteet. Ratkaisun merkittävimmäksi tekniseksi haasteeksi arvioidaan selainyhteensopivuuden saavutus ja ylläpito. Ratkaisun hyödynnettävyys koko web-sovelluksen mittakaavassa todetaan kuitenkin heikoksi, koska sovelluksen liiketoimintalogiikka rajoittaa makroparadigman käyttöä.

ICT-alan tarvekartoitus 2011 : Yhteenveto työvoiman ja koulutuksen tarvetutkimuksen ja C&Q-osaamistarvekartoituksen haastatteluista

Kainuun ELY-keskus ja alueen TE-toimistot yhdessä Kainuun ammattiopiston kanssa kartoittivat kainuulaisten ICT-alan yritysten työvoima-, koulutus- ja osaamistarpeita sekä toimialan kehitysnäkymiä. Työvoiman ja koulutuksen tarvetutkimuksen (TKTT) haastatteluja tehtiin alkusyksyn 2011 aikana yhteensä 21 yrityksessä. Näistä 16 tehtiin samanaikaisesti C&Q-profession osaamistarvekartoitus. Kyselyjen tuloksia käsiteltiin lokakuussa järjestetyssä asiantuntijaraadissa. Haastatelluista yrityksistä näyttää löytyvän kasvuhalukkuutta. Paitsi että yritykset ilmoittivat olevansa kasvuhakuisia, niin 15 yritystä 21:stä arvioi henkilöstömääränsä kasvavan seuraavan vuoden aikana. Yritykset työllistivät haastatteluhetkellä yhteensä 715 henkeä. Niiden yhteenlasketun henkilöstömäärän arvioitiin seuraavan vuoden aikana kasvavan yhteensä 65 hengellä eli 9,1 %. Suomen talouden epävarmoista kehitysnäkymistä huolimatta kainuulaisten ICT-alan yritysten suhdanneodotukset vuodeksi eteenpäin olivat positiiviset. Tarkempia suunnitelmia rekrytoida uutta työvoimaa oli kymmenellä yrityksellä. Heti tai vuoden kuluessa oli tarvetta palkata yhteensä 28 henkilöä. Eniten oli tarvetta atk-suunnittelijoille, joko ohjelmoijiksi tai ohjelmistosuunnittelijoiksi. Yrityksissä oli lisäksi kysyntää alan insinööreille ja teknikoille ja myös myyntitehtäviin haettiin osaajia. Työvoiman tarve on kasvussa myös pidemmällä tähtäimellä. Kyselyn perusteella työvoiman saatavuudessa ICT-alalla ei ainakaan vielä näytä olevan suuria ongelmia. ICT-alan kehitys on nopeaa ja alalla on osattava soveltaa teknologiaa asiakkaiden monenlaisiin tarpeisiin. Alan ammattilaisten tärkeintä osaamista on oman alansa asiantuntijuus. Yritykset nostivat muiksi tärkeiksi kvalifikaatioiksi muun muassa toimialan teknisen kehityksen seuraamisen ja ajantasaisen osaamisen varmistamisen sekä ennakoivan ajattelu- ja toimintatavan. Nykyisen osaamisen lisäksi yritysten henkilökunnalla pitäisi olla enemmän vuorovaikutus-, viestintä- ja kommunikointitaitoja sekä asiakaspalveluun liittyviä taitoja. Muutoksia osaamistarpeisiin tuo esimerkiksi ohjelmistosuunnittelun ja sovellusten käytön siirtyminen mobiilialustoille ja ns. pilvipalveluihin. Yrityksillä oli monenlaisia koulutustarpeita nykyiselle henkilöstölle. Asiantuntijaraadissa eri tarpeet yhdistettiin seuraavanlaisiksi koulutuskokonaisuuksiksi: ohjelmointi ja projektiosaaminen, tuotanto ja kielikoulutus, myynti ja markkinointi, asiakastarpeiden kartoitus ja tuotekehitys sekä esimiesosaaminen. Alan yritysten yhteistyön tiivistäminen muun muassa IT-poolin kautta nähtiin edelleen tarpeellisena. Yhteistyöhön oppilaitosten kanssa esimerkiksi työharjoittelujen suhteen oltiin pääasiassa tyytyväisiä. Oppilaitoksista valmistuneilla nähtiin olevan perusvalmiudet kutakuinkin kohdallaan. Puutteita oli projektityöskentelyvalmiuksissa ja projektinhallintataidoissa, ohjelmistotekniikan prosessikokonaisuuksien hallinnassa, tietokantapalvelujen tekniikan suunnittelussa sekä tiimityöskentelytaidoissa.

Git-versiohallinnan matemaattiset perusteet

Työssä esitetään Git-versiohallintajärjestelmään liittyviä tietorakenteita ja toimintoja matemaattisesta näkökulmasta. Kuvaillaan Gitin käyttämä tietojen tallennustapa ja annetaan yleiskuva Gitin tärkeimmistä toiminnoista. Erityisen tarkasti Gitin toiminnoista esitetään pakkausmenetelmä, tiedostojen erojen vertailu ja pakettitiedostoissa käytettävä deltapakkaus. Deflate-pakkausmenetelmästä tutustutaan sen käyttämään Huffman-koodaukseen, LZ77- koodaukseen ja koodauskaavioiden pakkaukseen. Lisäksi määritellään deflate-pakatun tietovirran rakenne. Esitetään tiedostojen erojen vertailun matemaattinen määritelmä sekä näytetään miten tähän liittyvä pisimmän yhteisen alijonon hakeva algoritmi voidaan toteuttaa erilaisilla menetelmillä, joiden aikakompleksisuudet poikkeavat merkittävästi toisistaan. Kuvaillaan Gitin pakettitiedoston rakenne ja sen muodostamisen algoritmeja. Lisäksi annetaan matemaattinen määritelmä siinä käytetylle deltapakkaukselle ja esitetään deltapakkauksen algoritmi ja siinä käytetty Rabinin sormenjälki. Esitettävissä algoritmeissa esiintyy muutamia perusmenetelmiä kuten dynaaminen ohjelmointi, ahnas algoritmi sekä hajota ja hallitse -menetelmä.

Tietokantojen yhdistäminen järjestelmän rajapintoja hyödyntäen

Tässä työssä on pyritty kartoittamaan mahdollisuudet omatoimiseen Voyager-kirjastojärjestelmän aineistotietokantojen ja asiakasrekisterien yhdistelyyn. Lähtökohtana on ollut oletus, että kohdejärjestelmän tietokantaan ei ole oikeuksia eikä sopimusteknistä mahdollisuuttakaan kirjoittaa tietoja suoraan kyselykielellä. Järjestelmän dokumentaatiota sekä verkostoa hyödyntämällä olen pyrkinyt kartoittamaan mahdollisuudet kaiken toiminnallisuuden vaatiman datan siirtoon. Hyödyntämällä järjestelmän rajapintoja, voidaan saavuttaa kustannussäästöjä sekä joustavuutta työn suorittamisen aikataulutukseen. Bibliografisen datan siirtoon Voyager-kirjastojärjestelmässä on mahdollisuus hyödyntää palvelimella eräajona suoritettavaa ohjelmaa. Tässä eräajossa voidaan siirtää sekä bibliografiset tietueet että varastotietueet. Nidetietojen kirjoittamiseksi kohteena olevaan tietokantaan käytetään Visual Studio -sovellusta, joka hyödyntää luettelointirajapintaa. Asiakastietojen siirtoon on mahdollista hyödyntää palvelimella suoritettavaa eräajoa, jonka syötteeksi kirjoitetaan määrämittainen syötetiedosto. Asiakastietueisiin sidotut lainatiedot voidaan siirtää kohdetietokantaan asiakasohjelman offline-lainaustoiminnolla.

Applying Qt to programming courses

Työn tavoitteena on sovittaa Qt opetussuunnitelmaan. Työ sisältää Qt:n lyhyen historian sekä katsauksen sen nykytilaan. Nykytilakatsaus sisältää kolme näkökulmaa: miten ja missä Qt:ta voidaan käyttää, sekä sen käyttötarkoitukset teollisuudessa ja opetuksessa. Työn tuloksena syntyy luentodemonstraatiota varten pieni ohjelma, joka on luotu C++:n ja Qt Designerin avulla ja käyttää olennaisia käyttöliittymäkirjaston olioita. Toisena tuotteena työssä syntyy luonnos Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston ohjelmointikursseista, joissa Qt:ta voitaisiin käyttää avustamaan opiskelijoita näkemään, miten graafinen ohjelma luodaan sekä valmentaa heitä ymmärtämään viitekehyksien ja graafisten kirjastojen tuomat edut.

Laajeneva ohjelmointiesimerkkikokoelma Ohjelmoinnin perusteet -kurssille

Lappeenrannan teknillisen yliopiston Ohjelmoinnin perusteet -kurssin osallistujilla on ollut vaikeuksia aloittelevan ohjelmoijan kannalta laajojen ohjelmien tuottamisessa ja tällaisten ohjelmien jäsentelemisessä aliohjelmiksi. Kurssin harjoitustyö on kuitenkin vaatinut tällaisen laajan ja jäsennellyn ohjelman tuottamista ja osallistujien ongelmat edellä mainittujen asioiden suhteen ovat ilmenneet palautetuista harjoitustöistä. Tässä työssä pyritään tuottamaan ratkaisu edellä kuvattuun ongelmaan konstruktiivisen tutkimuksen keinoin. Työssä tuotettava konstruktio on ohjelmointiesimerkkikokoelma ja sen avulla kurssin osallistujille voidaan esitellä kuinka laajoja ohjelmia voidaan tuottaa vaiheittain ja kuinka tällaisia ohjelmia voidaan jäsennellä aliohjelmiksi.

Ohjelmoinnin jatkokurssin opetuksen kehitys

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on löytää mahdollisimman kattava kokoelma harjoitustehtäviä ohjelmoinnin jatkokurssille. Tässä työssä tutkitaan ohjelmoinnin jatkokurssin kehitystarpeita. Työssä käydään läpi kurssilla aiemmin käytettyjä harjoitustehtäviä sekä käsiteltäviä aiheita. Näiden perusteella kartoitetaan aiemmissa harjoitustehtävissä mahdollisesti olleet puutteet ja pyritään tekemään uudet harjoitustehtävät siten, että ne kattavat mahdollisimman hyvin kurssin aiheet. Tehtävät pyritään suunnittelemaan siten, että aiempaa ohjelmointiosaamista pystytään käyttämään hyväksi mahdollisimman paljon. Tutkimus perustuu Lappeenrannan teknillisen yliopiston Käytännön ohjelmointi nimiseen kurssiin. Tämä on ohjelmoinnin jatkokurssi, jolla käytetään ohjelmointikielenä C-kieltä.