Scheduling of guarded command based models

Formal methods provide a means of reasoning about computer programs in order to prove correctness criteria. One subtype of formal methods is based on the weakest precondition predicate transformer semantics and uses guarded commands as the basic modelling construct. Examples of such formalisms are Action Systems and Event-B. Guarded commands can intuitively be understood as actions that may be triggered when an associated guard condition holds. Guarded commands whose guards hold are nondeterministically chosen for execution, but no further control flow is present by default. Such a modelling approach is convenient for proving correctness, and the Refinement Calculus allows for a stepwise development method. It also has a parallel interpretation facilitating development of concurrent software, and it is suitable for describing event-driven scenarios. However, for many application areas, the execution paradigm traditionally used comprises more explicit control flow, which constitutes an obstacle for using the above mentioned formal methods. In this thesis, we study how guarded command based modelling approaches can be conveniently and efficiently scheduled in different scenarios. We first focus on the modelling of trust for transactions in a social networking setting. Due to the event-based nature of the scenario, the use of guarded commands turns out to be relatively straightforward. We continue by studying modelling of concurrent software, with particular focus on compute-intensive scenarios. We go from theoretical considerations to the feasibility of implementation by evaluating the performance and scalability of executing a case study model in parallel using automatic scheduling performed by a dedicated scheduler. Finally, we propose a more explicit and non-centralised approach in which the flow of each task is controlled by a schedule of its own. The schedules are expressed in a dedicated scheduling language, and patterns assist the developer in proving correctness of the scheduled model with respect to the original one.

Tuotannollisen testerin suunnittelu tiedonsiirtolinkkikortille

Työssä suunniteltiin ja toteutettiin linkkikorttien tuotannollinen testeri. Linkkikortti on osa CERN:iin rakennettavan hiukkaskiihdyttimen Large Hadron Colliderin koeasema Compact Muon Solenoidin luentajärjestelmää. Linkkikortin tehtävänä on muuttaa rinnakkaismuotoinen LVDS-signaali sarjamuotoiseksi optiseksi signaaliksi. Testattaessa testeri ja linkkikortti sijoitetaan kehikkoon, joten testerin liittimien pitää olla linkkikortin liittimien kanssa identtisiä. Testerin lähdöt ovat linkkikortin tuloja ja toisinpäin. Tällöin testattaessa voidaan ohjelmoitavien FPGA-piirien avulla lähettää signaalia kortilta toiselle. Vastaanottavan kortin FPGA-piirin avulla voidaan tarkistaa, onko data tullut perille muuttumattomana. Testin ohjaus tapahtuu tietokoneella, jolla käyttäjä antaa käskyn testin aloittamisesta ja jonne lopulta myös raportoidaan testin tulokset. Testien tulokset näytetään myös testerin ledeillä. Työssä ei pystytä linkkikorttien puuttumisen takia testaamaan testeriä loppukäytössään. Kuitenkin testerin toimivuus pystyttiin suurilta osin testaamaan, jolloin saatiin odotettuja tuloksia.

Python -ohjelmointiopas, versio 1

Python -ohjelmointiopas sisältää perustietoa ohjelmoinnista yleisesti sekä esittelee yksinkertaisia perusrakenteita, joiden pohjalta myös ohjelmoinnista mitään tietämätön ihminen voi luontevasti siirtyä ohjelmoinnin pariin. Opas on suunniteltu siten, että sen käyttäjän ei tarvitse osata etukäteen ohjelmoida, opas aloittaa käyttöympäristön asennuksesta, siihen tutustumisesta ja jatkaa siitä ohjelmointikeskeisimpiin aiheisiin.

Käyttöliittymä verkonhallintaan sulautetussa Linux-käyttöjärjestelmässä

During the project we get familiar with Linksys WRT54GL wireless router and its network managing methods. Operating system is OpenWRT which is Linux-based distribution for embedded devices. OpenWRT uses two kind of approach for its network administration. The first one is web-based user interface and the second one is command line based. Both methods are working but do not solve all problems that competent network administrator can need for secured network managing. The goal of the project was design an NCurses-based user interface for network administration that can be run from command line. The user interface can be use for example from terminal via SSH which is yet faster and also light to use. The idea is to combine the user friendly of WWW-interface and the advanced options that command line based network managing can offer. Linux-based open source OpenWRT offers good development tools. There exist also a compact development community if there is need for further development of software in future. So far user interface for command line based network administrator is not available.

Development of Servo Hydraulics of Veneer Lathe

Diplomityö tehtiin kansainväliseen, mekaanisen puunjalostusteollisuuden koneita, tuotantojärjestelmiä ja tehtaita toimittavaan yritykseen. Diplomityön tarkoituksena oli kartoittaa syitä viilusorvin teräpenkin asemoinnissa esiintyneisiin värähtelyongelmiin ja tutkia ratkaisuja niiden voittamiseksi, sekä sorvausvoimien määrittäminen. Diplomityön teoreettisessa osassa tutustuttiin viilusorvin, erityisesti sen hydraulisten servojärjestelmien rakenteeseen ja toimintaan sekä viilunsorvaukseen. Teräpenkin syötön servojärjestelmää tutkittiin teoreettisesti johtamalla suljetun piirin siirtofunktiot “asema/käsky” ja “virhe/voima” ja tulostamalla niiden taajuusvaste-kuvaajat, joista tutkittiin parametrien vaikutuksia järjestelmän toimintaan. Tulokset vahvistettiin simuloimalla. Todettiin nykyisen järjestelmän värähtelyongelmien johtuvan pääasiassa hydrauliöljyn joustosta sylinterissä. Parannuksina ehdotettiin suurempaa sylinterin halkaisijaa ja viskoosikitkakertoimen suurentamista. Diplomityön kokeellisessa osassa mitattiin viilusorvin servojärjestelmien toimilaitteissa esiintyviä voimia ja niiden perusteella laskettiin varsinaiset sorvausvoimat. Lisäksi tutkittiin teräpenkin syötön ja muiden servojärjestelmien asemointitarkkuutta sorvauksen aikana. Mittauksia varten diplomityössä suunniteltiin ja hankittiin kannettava mittausjärjestelmä.

Älykäs viestintäjärjestelmä

TeliaSoneran SME-viestintäjärjestelmän tarkoituksena on toimia demo- ja kehitysalustana uusille viestintäpalveluille. Näitä palveluita ovat esimerkiksi tilatiedon seuraaminen ja muuttaminen sekä pikaviestien lähettäminen ja vastaanottaminen eri alustoilla, kuten matkapuhelimilla, PDA-laitteilla, PC:eillä. Järjestelmän tulee myös toimia helppona yhteysrajapintana mahdollisille tuleville tiedonsiirtoteille. Pikaviestien lähetys- ja puhelujensignalointiprotokollana järjestelmässä toimii SIP. Järjestelmän sisäisenä kommunikaatioprotokollana toimii CORBA. Työn osuus ja tämän dokumentin fokus ovat järjestelmäytimessä eli Core:ssa. Core:n avulla järjestelmän eri komponentit, kuten SIP-, WAP- ja WWW-viestinvälityspalvelimet sidotaan toisiinsa sekä tietokantaan. Ytimen tehtäviin kuuluu myös käyttäjien tilatietojen ylläpito, viestien reititys eri päätelaitteisiin, ryhmäviestintä sekä pikaviestikomentojen toiminnallisuus, eli sanalla sanoen älykkyys. Lisäksi työssä tarkastellaan ytimen käyttämiä rajapintoja ja niiden toteutustekniikoita, projektin toteutukseen käytettyjä työkaluja sekä järjestelmän tarjoamia palveluita yksityiskohtaisemmin ytimen kannalta. Lopuksi luodaan silmäys tulevaisuuden näkymiin ja järjestelmän nykytilaan sekä kokonaisuutena hyvin menneen projektin tavoitteisiin.

Tiedon hajautus johtamisjärjestelmässä ja DDS-teknologia

Verkostokeskeisessä sodankäynnissä tietojärjestelmien suurimpana haasteena on oikean tiedon hajauttaminen oikeaan paikkaan ja aikaan. Tietojärjestelmissä esitettävän ilmatilannekuvan tulee vastata reaalimaailman tilannetta parhaalla mahdollisella tavalla. Ilmatorjunnassa reaaliaikaisuus nousee erityisen suureen rooliin nopeasti liikkuvien kohteiden takia. Tämä diplomityö on tehty Insta DefSec Oy:ssä liittyen johtamisjärjestelmän uudistamishankkeeseen. Työn vaatimuksina olivat standardeihin perustuvat ratkaisut, joista keskeisimmäksi nousi Data Distribution Service -standardi (DDS) ja sen hyödyntäminen osana johtamisjärjestelmän tiedon hajautusta. Työssä esitellään johtamisjärjestelmien tiedon hajautukseen liittyviä haasteita sekä paikallisessa että maantieteellisesti hajautetussa toimintaympäristössä. Työssä toteutettiin liityntäohjelmisto nykyisen ja uuden johtamisjärjestelmän välille. Liityntäohjelmiston tehtävänä on tuottaa reaaliaikaista ilmatilannekuvaa nykyisestä johtamisjärjestelmästä uuteen johtamisjärjestelmään. DDS-standardin toteuttavana välikerrosarkkitehtuurina käytettiin OpenSplice DDS -tuotetta. Valittu teknologia tarjoaa edistykselliset julkaisija–tilaaja-mallin mukaiset menetelmät tiedon reaaliaikaiseen hajauttamiseen. DDS:n arkkitehtuuri ja palvelun laadun mekanismit mahdollistavat tiedon hajautuksen sodanajan johtamisjärjestelmille.

3D Stripixel Detectors Simulation

Solid-state silicon detectors have replaced conventional ones in almost all recent high-energy physics experiments. Pixel silicon sensors don't have any alternative in the area near the interaction point because of their high resolution and fast operation speed. However, present detectors hardly withstand high radiation doses. Forthcoming upgrade of the LHC in 2014 requires development of a new generation of pixel detectors which will be able to operate under ten times increased luminosity. A planar fabrication technique has some physical limitations; an improvement of the radiation hardness will reduce sensitivity of a detector. In that case a 3D pixel detector seems to be the most promising device which can overcome these difficulties. The objective of this work was to model a structure of the 3D stripixel detector and to simulate electrical characteristics of the device. Silvaco Atlas software has been used for these purposes. The structures of single and double sided dual column detectors with active edges were described using special command language. Simulations of these detectors have shown that electric field inside an active area has more uniform distribution in comparison to the planar structure. A smaller interelectrode space leads to a stronger field and also decreases the collection time. This makes the new type of detectors more radiation resistant. Other discovered advantages are the lower full depletion voltage and increased charge collection efficiency. So the 3D stripixel detectors have demonstrated improved characteristics and will be a suitable replacement for the planar ones.

Kumppanuusohjelman strateginen johtaminen - Monitapaustutkimus puolustushallinnossa

Puolustushallinnossa syntyi 2000-luvun alussa strateginen aie keskittyä ydintoimintoihin, ulkoistaa pääosa tukitoiminnoista ja saavuttaa kustannussäästöjä, jotka voitaisiin kohdentaa ydintoimintoihin. Puolustusministeriö perusti ulkoistamisen hallinnoimiseksi kumppanuusohjelman, mihin kuului lähes alusta alkaen kuusi hanketta, jotka ovat nyt toteuttamisvaiheessa. Näistä valittiin neljä tähän tutkimukseen: maavoimien materiaalin kunnossapito, puolustusvoimien ruokahuolto, puolustusvoimien vaatetushuolto ja puolustushallinnon talous- ja henkilöstöhallinto. Kumppanuusohjelman strategisen johtamisen tutkimus perustuupuolustusministeriön ja puolustusvoimien asiakirja-aineistoihin sekä puolustushallinnon ylimmän johdon ja hankejohtajien haastatteluihin. Kumppanuusohjelmaa ja -hankkeita on seurattu vuodesta 2000 vuoden 2010 kevääseen asti. Tarkastelu kohdistuu strategiaprosessiin ja strategian sisältöön ”puolustushallinnon konsernissa”, johon kuuluvat tässä tutkimuksessa puolustusministeriö, pääesikunta ja puolustushaarat. Tutkimuksen tulokset tukevat viitekehyksessä esitettyjä näkökohtia. Laajan kumppanuusohjelman hallinta edellyttää hyvää strategisen johtamisen otetta. Selkeät päämäärät ja tavoitteet luovat perustan strategiaprosessille. Kumppanuusohjelman strategia muotoutui tarkastelujakson aikana niin strategiaprosessien kuin strategian sisällön suhteen. Toimiva ohjausjärjestelmä on puolustushallinnon avaintoimintoja strategisessa johtamisessa. Resurssiperusteinen strategia osoittautui tärkeäksi ulkoistamisissa ja sosiaalinen pääoma, erityisesti yhteisymmärrys osoittautui tärkeäksi tekijäksi konsernijohtamisessa. Kumppanuusohjelman strategisen johtamisen toimivuuden kehittämiseksi kartoitettiin tekijöitä, jotka muodostuivat tehokkaan strategisen johtamisen esteiksi. Esteitä kartoitettiin kumppanuusohjelmasta ja -hankkeista. Tutkimuksen tärkein kontribuutio kohdistuu strategisen johtamisen kehittämiseen. Se on mahdollista hankkimalla konsernin johtotasoilla yhteisymmärryskehittämisohjelmasta ennen ohjelman käynnistämistä, ottamalla huomioon strategisen johtamisen perusteet, ottamalla käyttöön jatkuva strategiaprosessi ja turvaamalla riittävä osaaminen kumppanuusohjelmassa ja -hankkeissa.

Kielikylpydidaktiikkaa kehittämässä : 3-6-vuotiaiden kielikylpylasten kielellinen kehitys ja kielikylpydidaktiikan kehittäminen päiväkodissa

The goal of this study is to determine the naming ability in Finnish and Swedish of nursery school-aged children participating in a language immersion programme, as well as their command of both languages. The study also aims to describe factors reflecting language immersion teaching in nursery schools based on action research and a literature survey. The longitudinal study, conducted in 2003–2005, comprised 133 native Finnish three- to six-year-old children in language immersion programmes. A total of four measurements were carried out over two and a half years. In each measurement, four separate tests were given to each child (totally 1134 measurements). Research material was collected using survey tools that measured the children’s naming ability and command of language. The tools had been translated into both Finnish and Swedish. The material also includes taped responses related to the tool for naming ability. Didactic approaches were developed on the basis of material from action research and the literature survey. The material was examined using methodological triangulation, and a quantitative analysis was made of each survey tool. Furthermore, a content analysis of the children’s taped responses gave further depth to the description of language development. The theoretical framework of the study is mainly based on modern sociocultural theories of second language development and acquisition. Thus, the approach is both linguistic and pedagogic, with emphasis lying on the latter. The socioculturally-oriented framework of this study is mainly influenced by the theorists Vygotski, Spolsky, van Lier and Cummins. According to the results, the language skills of children in language immersion programmes develop as expected from age three to six in the fields studied. In the field of language command, the children acquired excellent skills in listening comprehension. Their naming ability was not as good. In each test, the children showed weaker skills in Swedish than in Finnish. However, based on the assumption that the two languages have a shared cognitive field, the skills in Swedish catch up with the skills in Finnish at an annual rate of 6–7 per cent. The study indicates that children meet a language development threshold one year earlier in their native language than they do in the immersion language. As for the naming ability in Swedish, problems arose from the fact that the deviation in results increases with age. Children showed creativity in their use of naming strategies. Judging by the research results, children begin to use the immersion language as a tool for thought at a very early phase. The research results, action research and literature survey were also used to create a general educational model for language immersion.

Toiminnan kehittäminen joukko-osastossa

Tutkimuksen päätavoite on tuottaa toiminnan kehittämismalli Kaartin Jääkärirykmentille, joka on yksi maavoimien joukko-osastoista. Tutkimuksen osatavoitteina on luoda yleinen malli joukko-osaston toiminnan kehittämisen osa-alueista, muodostaa luodun mallin perusteella kyselylomake kehityskohteiden kartoittamiseksi sekä laaditulla lomakkeella selvittää joukko-osaston toiminnan kehitystarpeita. Toiminnan kehittäminen nähdään tutkimuksessa toimintojen tai toimintatapojen kehittämisenä, ja sitä tarkastellaan laatujohtamisen näkökulmasta. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen empiirinen tutkimus, jolla pyritään uuden mallin luomiseen. Tiedonkeruumenetelminä olivat kirjallisuuskatsaus, puolistrukturoidut haastattelut ja kyselytutkimus. Kirjallisuuskatsausta edusti perehtyminen laatujohtamisen teoriaan. Laatujohtamisen teoriaa täydennettiin kahdella asiantuntijahaastattelulla, joista toinen tehtiin laatujohtamisen teorian asiantuntijalle ja toinen käytännön asiantuntijalle. Lisäksi tutkimuksessa perehdyttiin puolustusvoimien laadunhallinnan ja toiminnan kehittämisen ohjeistukseen. Puolustusvoimien ohjeistusta edustivat Pääesikunnan ja Maavoimien Esikunnan ohjeasiakirjat sekä yhden esimerkkijoukko-osaston ohjeistus. Laatujohtamisen teorian ja puolustusvoimien ohjeistuksen perusteella muodostettiin yleinen malli joukko-osaston toiminnan kehittämisen osa-alueista. Malli oli samalla tutkimuksen ensimmäinen osatavoite. Mallin perusteella toiminnan kehittäminen koostuu: toiminnan vakioinnista, toiminnan arvioinnista, toiminnan jatkuvasta parantamisesta ja innovatiivisuudesta. Näiden neljän kokonaisuuden perusteella luotiin kyselylomake, siten, että samalla kyselylomakkeella pystyttiin kartoittamaan Kaartin Jääkärirykmentin nykyisen toiminnan mahdollisia kehitystarpeita ja myöhemmässä vaiheessa mittamaan toiminnan kehittymistä. Kyselylomakkeen muodostaminen oli samalla tutkimuksen toinen osatavoite. Kyselylomakkeen avulla toteutettiin kyselytutkimus kehitystarpeiden selvittämiseksi. Tämä oli tutkimuksen kolmas osatavoite. Kyselytutkimuksen tulosten perusteella eniten kehitettävää oli toiminnan jatkuvassa parantamisessa. Tulosten perusteella muodostettiin vuosisuunnittelurytmiin sidottu, itsearviointiin ja yhteen jatkuvan parantamisen malliin pohjautuva, toiminnan kehittämisen malli Kaartin Jääkärirykmentille.

Kansallinen Huoltovarmuus Osana Puolustusvoimien Hankkeita

Materiaali on merkittävä osa sotilaallista suorituskykyä. Materiaalihankintoihin kohdennetaan yli neljännes puolustusbudjetista. Työn tutkimusongelmana on selvittää, miten puolustusvoimien hanketoiminnan nykytilassa kansallinen sotilaallinen huoltovarmuus otetaan huomioon teollisuuden kanssa yhteistyössä tehtävien kehitysohjelmahankkeiden ideointi, esisuunnittelu ja suunnitteluvaiheessa. Kyseessä on pitkälti haastattelututkimus, jossa käytetään puolustusvoimien hanketoiminnan ja Huoltovarmuuskeskuksen avainhenkilöiltä saatuja lähtötietoja, sekä pääesikunnan materiaaliosaston julkaisemia julkisia hanketoiminnan ohjeita ja muiden valtioiden menettelytapoja huoltovarmuuden toteutumiseksi. Materiaalisen suorituskyvyn rakentaminen on useita vuosia kestävä prosessi. Prosessin ideointi- esisuunnittelu- ja suunnitteluvaiheessa luodaan pohja koko materiaalisen suorituskyvyn elinjakson hallinnalle. Tutkimus tuottaa lisätietoa siihen, miten teollisuusyhteistyöllä voidaan vahvistaa sotilaallista huoltovarmuutta hankkeiden suunnitteluvaiheissa ja luodaan edellytykset tärkeimpien järjestelmien ja materiaalin sodanajan ylläpidolle.

Uusien uhkakuvien luominen: tapaus 'kiinalaiset kybersoturit' : lingvistinen uhka-analyysi kyberdiskurssista

Since his inauguration, President Barack Obama has emphasized the need for a new cybersecurity policy, pledging to make it a "national security priority". This is a significant change in security discourse after an eight-year war on terror – a term Obama announced to be no longer in use. After several white papers, reports and the release of the so-called 60-day Cybersecurity Review, Obama announced the creation of a "cyber czar" position and a new military cyber command to coordinate American cyber defence and warfare. China, as an alleged cyber rival, has played an important role in the discourse that introduced the need for the new office and the proposals for changes in legislation. Research conducted before this study suggest the dominance of state-centric enemy descriptions paused briefly after 9/11, but returned soon into threat discourse. The focus on China's cyber activities fits this trend. The aim of this study is to analyze the type of modern threat scenarios through a linguistic case study on the reporting on Chinese hackers. The methodology of this threat analysis is based on the systemic functional language theory, and realizes as an analysis of action and being descriptions (verbs) used by the American authorities. The main sources of data include the Cybersecurity Act 2009, Securing Cyberspace for the 44th Presidency, and 2008 Report to Congress of the U.S. - China Economic and Security Review Commission. Contrary to the prevailing and popularized terrorism discourse, the results show the comeback of Cold War rhetoric as well as the establishment of a state-centric threat perception in cyber discourse. Cyber adversaries are referred to with descriptions of capacity, technological superiority and untrustworthiness, whereas the ‘self’ is described as vulnerable and weak. The threat of cyber attacks is compared to physical attacks on critical military and civilian infrastructure. The authorities and the media form a cycle, in which both sides quote each other and foster each other’s distrust and rhetoric. The white papers present China's cyber army as an existential threat. This leads to cyber discourse turning into a school-book example of a securitization process. The need for security demands action descriptions, which makes new rules and regulations acceptable. Cyber discourse has motives and agendas that are separate from real security discourse: the arms race of the 21st century is about unmanned war.

Tehtävätaktiikan olemus : tehtävätaktiikan muodostuminen preussilais-saksalaisessa sotataidossa vuosina 1806-1945

Tutkimuksen päämääränä oli tulkita tehtävätaktiikan olemusta sotilasjohtamisen näkökulmasta sekä analysoida tehtävätaktiikan ajankohtaisuutta nykyajan sodankäynnin toimintaympäristössä. Tutkimuksen pääkysymykseksi sekä alakysymyksiksi muodostuivat seuraavat kysymykset: 1. Minkälainen on tehtävätaktiikan perimmäinen olemus? 1.1 Minkälaiseksi preussilais-saksalainen sotataito ja tehtävätaktiikka muodostuivat vuosina 1806–1945? 1.2 Minkälaisia tulkintoja tehtävätaktiikan olemuksesta on esitetty toisen maailmansodan jälkeen? 1.3 Kuinka ajankohtainen tehtävätaktiikka on nykyaikaisen sodankäynnin toimintaympäristöissä? Tutkimuksen tieteenfilosofisena ja metodisena lähestymistapana on käytetty tulkitsevan tutkimusparadigman mukaista tulkitsevaa käsitetutkimusta, jossa painottuu enemmän tulkinta kuin teoreettisen filosofian mukainen tiukka käsiteanalyysin menetelmä. Tutkimuksen päähuomio kohdistui preussilais-saksalaiseen sotataidon muodostumiseen vuosien 1806 - 1945 välisenä aikana. Tutkimuksen kohteena ollutta sotilasorganisaatiota lähestyttiin organisaation tarkastelun ulottuvuuksien kautta, jotka olivat organisaation vaikuttamisen logiikka, johtajuuden käytäntö sekä organisaation käsitykset kurista. Organisaation tarkastelun avaintuloksena voitiin todeta, että preussilais-saksalainen sotilasorganisaatio kykeni omaksumaan tehtävälähtöisen johtajuuden käytännön jo 1800-luvun loppupuoliskolla. Ensimmäisen maailmansodan aikainen vaikuttamisen logiikka ilmentyi etenkin länsirintamalla kulutussodankäyntinä. Ensimmäisen maailmansodan kokemuksien perusteella Saksassa kehittynyt liikesodankäynti muodostui salamasodaksi ennen toisen maailmansotaa, rakentuen yksilötasolle vietyyn tehtävälähtöisen johtajuuden logiikkaan. Tehtävälähtöisen johtajuuden ansiosta saksalaiset kykenivät saavuttamaan arviolta 20–30% suuremmat taisteluarvot vastustajiinsa nähden molemmissa maailmansodissa. Useissa länsimaisissa sotilasorganisaatioissa tehtävätaktiikka on saanut nykytulkintansa tehtäväjohtamisena. Tehtäväjohtaminen on omaksunut preussilais-saksalaisen sotataidon perinnön olemuksessaan.