Zum Problem der Übersetzung von Gedichten : auch vom Gesichtspunkt des Computers

Abstract

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.

Portable Application User Interface Development in Symbian OS

Symbian OS on käyttöjärjestelmä edistyneille matkapuhelimille. Symbiania käyttävistä laitteista on monia muunnoksia. Joitakin käytetään näppäimistön avulla ja toisia kynällä. Näytön mittasuhteet ja muut ominaisuudet vaihtelevat huomattavasti älypuhelimista kommunikaattoreihin. Tämän seurauksena Symbianin eri laiteperheiden viitemallien käyttöliittymäosat ovat sovelluskehittäjän kannalta melko erilaisia. Esimerkiksi kaikki käyttöliittymäkomponentit eivät ole saatavilla kaikissa laiteperheissä. Perinteisesti sovellusten käyttöliittymät on kirjoitettu erikseen kullekin laiteperheelle, mikä pidentää kehitysaikaa. Tämä työ esittelee Symbianin käyttöliittymäarkkitehtuurin, siirrettävyyden käsitteen ja tekniikoita sovellusten suunnitteluun ja toteutukseen, joilla saavutetaan parempi siirrettävyys Symbian-ympäristössä. Työssä suunnitellaan ja toteutetaan AppTest-nimisen testaustyökalun käyttöliittymä siten, että sovellus on helposti siirrettävissä eri laiteperheisiin.

Sähköinen jakokirja

Varhaisjakelu ja lehdenjakajan työ on muuttumassa yhä monipuolisemmaksi ja vaikeammin hallittavaksi. Uusien haasteiden myötä vanha paperinen jakokirja kaipaa päivitystä. Sähköisen jakokirjan sekä uudenlaisen jakelun osapuolten välisen viestinvälitysjärjestelmän käyttöönotto helpottaisi, ja nopeuttaisi jakajan jokaöistä työtä. Sähköisen jakokirjan kehityksen jarruna on ollut kannettavien päätelaitteiden kehittymättömyys sekä niiden käytön ongelmat. Sanomalehdenjakajan fyysisesti raskas työ ja kuluttava työympäristö asettavat tiukat vaatimukset käytettävälle sähköisen jakokirjan kannettavalle päätelaitteelle. Tässä diplomityössä toteutetaan automaattisesti päivittyvä sekä helposti muokattavissa oleva sähköinen jakokirja. Sen yhteyteen toteutetaan jakajalle ja jakelupäivystäjälle työympäristöt sekä viestinvälitysjärjestelmä. Lisäksi tutkitaan varhaisjakelua ja sen järjestelmiä, lehdenjakajan työtä sekä erilaisia olemassa olevia jakokirjoja. Diplomityön lopussa kartoitetaan kehitetyn sähköisen jakokirjan jatkokehitystä sekä pohditaan vaihtoehtoja tulevaisuuden sähköiseksi jakokirjaksi. Työn tuloksena on kehitetty jakelujärjestelmä, jota sanomalehdenjakaja ja jakelupäivystäjä käyttävät matkapuhelimella, ja tietokoneella Internetin kautta. Tämän jakelujärjestelmän osana toimivan sähköisen jakokirjan testauksen tulokset olivat jatkokehitystä, ja käyttöönottoa ajatellen erittäin positiiviset.

Michelson interferometer with porch swing bearing for portable FTIR spectrometer

The interferometer for low resolution portable Fourier Transform middle infrared spectrometer was developed and studied experimentally. The final aim was a concept for a commercial prototype. Because of the portability, the interferometer should be compact sized and insensitive to the external temperature variations and mechanical vibrations. To minimise the size and manufacturing costs, Michelson interferometer based on plane mirrors and porch swing bearing was selected and no dynamic alignment system was applied. The driving motor was a linear voice coil actuator to avoid mechanical contact of the moving parts. The driving capability for low mirror driving velocities required by the photoacoustic detectors was studied. In total, four versions of such an interferometer were built and experimentally studied. The thermal stability during the external temperature variations and the alignment stability over the mirror travel were measured using the modulation depth of the wide diameter laser beam. Method for estimating the mirror tilt angle from the modulation depth was developed to take account the effect from the non-uniform intensity distribution of the laser beam. The spectrometer stability was finally studied also using the infrared radiation. The latest interferometer was assembled for the middle infrared spectrometer with spectral range from 750 cm−1 to 4500 cm−1. The interferometer size was (197 × 95 × 79) mm3 with the beam diameter of 25 mm. The alignment stability as the change of the tilt angle over the mirror travel of 3 mm was 5 μrad, which decreases the modulation depth only about 0.7 percent in infrared at 3000 cm−1. During the temperature raise, the modulation depth at 3000 cm−1 changed about 1 . . . 2 percentage units per Celsius over short term and even less than 0.2 percentage units per Celsius over the total temperature raise of 30 °C. The unapodised spectral resolution was 4 cm−1 limited by the aperture size. The best achieved signal to noise ratio was about 38 000:1 with commercially available DLaTGS detector. Although the vibration sensitivity requires still improving, the interferometer performed, as a whole, very well and could be further developed to conform all the requirements of the portable and stable spectrometer.

Solid-state reference and ion-selective electrodes : towards portable potentiometric sensing

Potentiometric sensors are very attractive tools for chemical analysis because of their simplicity, low power consumption and low cost. They are extensively used in clinical diagnostics and in environmental monitoring. Modern applications of both fields require improvements in the conventional construction and in the performance of the potentiometric sensors, as the trends are towards portable, on-site diagnostics and autonomous sensing in remote locations. The aim of this PhD work was to improve some of the sensor properties that currently hamper the implementation of the potentiometric sensors in modern applications. The first part of the work was concentrated on the development of a solid-state reference electrode (RE) compatible with already existing solid-contact ion-selective electrodes (ISE), both of which are needed for all-solid-state potentiometric sensing systems. A poly(vinyl chloride) membrane doped with a moderately lipophilic salt, tetrabutylammonium-tetrabutylborate (TBA-TBB), was found to show a satisfactory stability of potential in sample solutions with different concentrations. Its response time was nevertheless slow, as it required several minutes to reach the equilibrium. The TBA-TBB membrane RE worked well together with solid-state ISEs in several different situations and on different substrates enabling a miniature design. Solid contacts (SC) that mediate the ion-to-electron transduction are crucial components of well-functioning potentiometric sensors. This transduction process converting the ionic conduction of an ion-selective membrane to the electronic conduction in the circuit was studied with the help of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The solid contacts studied were (i) the conducting polymer (CP) poly(3,4-ethylienedioxythiophene) (PEDOT) and (ii) a carbon cloth having a high surface area. The PEDOT films were doped with a large immobile anion poly(styrene sulfonate) (PSS-) or with a small mobile anion Cl-. As could be expected, the studied PEDOT solid-contact mediated the ion-toelectron transduction more efficiently than the bare glassy carbon substrate, onto which they were electropolymerized, while the impedance of the PEDOT films depended on the mobility of the doping ion and on the ions in the electrolyte. The carbon cloth was found to be an even more effective ion-to-electron transducer than the PEDOT films and it also proved to work as a combined electrical conductor and solid contact when covered with an ion-selective membrane or with a TBA-TBB-based reference membrane. The last part of the work was focused on improving the reproducibility and the potential stability of the SC-ISEs, a problem that culminates to the stability of the standard potential E°. It was proven that the E° of a SC-ISE with a conducting polymer as a solid contact could be adjusted by reducing or oxidizing the CP solid contact by applying current pulses or a potential to it, as the redox state of the CP solid-contact influences the overall potential of the ISE. The slope and thus the analytical performance of the SC-ISEs were retained despite the adjustment of the E°. The shortcircuiting of the SC-ISE with a conventional large-capacitance RE was found to be a feasible instrument-free method to control the E°. With this method, the driving force for the oxidation/reduction of the CP was the potential difference between the RE and the SC-ISE, and the position of the adjusted potential could be controlled by choosing a suitable concentration for the short-circuiting electrolyte. The piece-to-piece reproducibility of the adjusted potential was promising, and the day-today reproducibility for a specific sensor was excellent. The instrumentfree approach to control the E° is very attractive considering practical applications.

Elokuvien levittäminen Internetissä

Movie distribution on the Internet has become more common in recent years along with fast broadband internet connections. The problem so far has been that the greatest part of movie distribution on the Internet has been illegal. This is about to change because the major film distributors are finally starting to rent and sell movies more and more on the Internet due to their growing confidence in new copy protection methods. The importance of movie online distribution to the movie industry is still tiny but it is increasing rapidly as is investing in new business models and distribution methods in the USA and Europe. This thesis examines the basic concepts of online movie distribution, such as distribution techniques and copy protection, the main companies that rent and sell movies on the internet and their business models, the effects of movie piracy and non-commercial distribution channels. The intention was to provide the reader with an overview of different aspects of movie distribution on the Internet and its future. The conclusion was that movie distribution on the Internet will play a bigger financial part in the future although it was still too early to say just how significant that will be. We will probably see many corresponding distribution techniques, like peer-to-peer networks and streaming servers distributing and broadcasting movies to different end-user platforms like television, PC and portable media players. Internet distribution of movies will not revolutionize movie distribution in the next couple of years but it will make possible new efficient and inexpensive ways to distribute movies globally which will in turn increase the possibilities for revenue, especially for small independent movie producers and distributors.

GTK+ toolkit on mobile Linux devices

Linux -käyttöjärjestelmä on laajasti käytössä palvelin- ja työpöytätietokoneissa. Linux on lisäämässä suosiotaan kuitenkin myös sulautetuissa laitteissa, kuten PDA:issa, kännyköissä sekä erilaisissateollisuusjärjestelmissä. Näytön koko, suorituskyky ja käytettävyys asettavat omia erityisiä tarpeitaan laitteiden graafiselle käyttöliittymälle. Linux -käyttöjärjestelmälle on olemassa useita käyttöliittymäkirjastoja, joista GTK+ on yksi yleisimmin käytetyistä. Tämä diplomityö esittelee sulautetun Linux -käyttöjärjestelmän ja GTK+ käyttöliittymäkirjaston, selvittäen miten hyvin ne soveltuvat mobiileihin päätelaitteisiin. Yksi suurimmista esteistä työpöytäkäyttöön suunnattujen teknologioiden, kuten GTK+, muokkaamisessa mobiileihin päätelaitteisiin on suorituskyky. Osana tätä työtä kehitettiin GtkPerf -niminen työkalu, jolla GTK+:n suorituskykyä eri alustoilla pystytään helposti mittaamaan ja havaitsemaan mahdollisia pullonkauloja. Tämän työn johtopäätöksenä on, että pienillä muokkailuilla ja optimoinneilla GTK+ soveltuu myös mobiileihin päätelaitteisiin. Ensimmäinen kaupallisesti saatavilla oleva GTK+ -pohjainen päätelaite, Nokia 770 Internet Tablet, on tästä osoituksena.

Raportointitietokannan suorituskyvyn parantaminen

Tietokoneiden tallennuskapasiteetin ja sekä tietokoneiden että verkkojen nopeuden kasvaessa myös käyttäjien odotukset kasvavat. Tietoa talletetaan yhä enemmän ja näistä tiedoista laaditaan yhä monimutkaisempia raportteja. Raporttien monimutkaisuuden kasvaessa niiden tarvitseman tiedon keräämiseen kuluva aika ei kuitenkaan saisi oleellisesti kasvaa. Tämän työn tarkoituksena on tutkia ja parantaa kansainvälisen metsäteollisuusyrityksen myynnin ja logistiikan järjestelmän raportointitietokannan tehokkuutta etenkin raporttien tietojen keräämiseen kuluvalla ajalla mitattuna. Työssä keskitytään kartoittamaan nykyisen järjestelmän pullonkauloja ja pyritään parantamaan järjestelmän suorituskykyä. Tulevaisuudessa suorituskykyä tarvitaan kuitenkin lisää, joten työssä tarkastellaan myös nykyisen, yleiskäyttöisen tietokannan, korvaamista erityisesti raportointia varten suunnitellulla tietokannalla. Työn tuloksena järjestelmän raporttien tietojen keräämiseen kuluvaa aikaa pystyttiin pienentämään ja pahimmat pullonkaulat selvittämään. Käyttäjämäärän kasvaessa tietokannan suorituskyvyn rajat tulevat kuitenkin pian vastaan. Tietokanta joudutaan tulevaisuudessa vaihtamaan erityisesti raportointitietokannaksi suunniteltuun.

Jatkuvavaletun teräksen leikkaussuunnitelman optimointi

Teollisuuden tuotannon eri prosessien optimointi on hyvin ajankohtainen aihe. Monet ohjausjärjestelmät ovat ajalta, jolloin tietokoneiden laskentateho oli hyvin vaatimaton nykyisiin verrattuna. Työssä esitetään tuotantoprosessi, joka sisältää teräksen leikkaussuunnitelman muodostamisongelman. Valuprosessi on yksi teräksen valmistuksen välivaiheita. Siinä sopivaan laatuun saatettu sula teräs valetaan linjastoon, jossa se jähmettyy ja leikataan aihioiksi. Myöhemmissä vaiheissa teräsaihioista muokataan pienempiä kokonaisuuksia, tehtaan lopputuotteita. Jatkuvavaletut aihiot voidaan leikata tilauskannasta riippuen monella eri tavalla. Tätä varten tarvitaan leikkaussuunnitelma, jonka muodostamiseksi on ratkaistava sekalukuoptimointiongelma. Sekalukuoptimointiongelmat ovat optimoinnin haastavin muoto. Niitä on tutkittu yksinkertaisempiin optimointiongelmiin nähden vähän. Nykyisten tietokoneiden laskentateho on kuitenkin mahdollistanut raskaampien ja monimutkaisempien optimointialgoritmien käytön ja kehittämisen. Työssä on käytetty ja esitetty eräs stokastisen optimoinnin menetelmä, differentiaalievoluutioalgoritmi. Tässä työssä esitetään teräksen leikkausoptimointialgoritmi. Kehitetty optimointimenetelmä toimii dynaamisesti tehdasympäristössä käyttäjien määrittelemien parametrien mukaisesti. Työ on osa Syncron Tech Oy:n Ovako Bar Oy Ab:lle toimittamaa ohjausjärjestelmää.

Palvelinten siirto virtuaalialustalle

Virtualisoinnin ideana palvelinten tapauksessa on käyttää fyysisen palvelimen resurssit mahdollisimman tehokkaasti hyödyksi ja näin vähentää fyysisten palvelinten lukumäärää. Palvelinten virtualisointi onpaljon keskusteltu aihe ja se on yleistynyt viime vuosina rajusti kaiken kokoisissa yrityksissä. Aiemmin se on ollut käytössä ainoastaan suurissa keskustietokoneissa, mutta nykyisin sitä käytetään yhä kasvavissa määrin tavallisissa x86 - pohjaisissa palvelimissa. Tässä diplomityössätutustutaan palvelinten virtualisointiin ja siihen läheisesti liittyviin asioihin. Työssä pohditaan virtualisoinnin soveltuvuutta erityisesti pienen pk- yrittäjän tietojärjestelmään toimivuuden ja kannattavuuden näkökulmasta. Työssä keskustellaan erikseen ylläpitoon, suorituskykyyn ja kustannuksiin liittyvistä asioista. Virtuaalisen palvelimen suorituskyky ei vielä tällä hetkellä ole fyysisen palvelimen tasolla, mutta suorituskyky on kuitenkin useimpiin tarpeisiin riittävä. Huolellisella suunnittelulla virtualisointi on toimiva ratkaisu, jonka avulla tietojärjestelmästä saadaan helposti hallittava ja toimiva. Päätös virtualisoinnin käyttöönotosta tulee tehdä harkitusti ja sen vaikutuksia tulee pohtia tarkkaan aina tapauskohtaisesti. Kustannussäästöjen tavoittelu ei saa olla ainoa syy virtualisoinnin käyttöönottoon, vaan taustalta tulee löytyä myösmuita tarpeita.

Real-time Imaging and Mosaicking of Planar Surfaces

Laajojen pintojen kuvaaminen rajoitetussa työskentelytilassa riittävällä kuvatarkkuudella voi olla vaikeaa. Kuvaaminen on suoritettava osissa ja osat koottava saumattomaksi kokonaisnäkymäksi eli mosaiikkikuvaksi. Kuvauslaitetta käsin siirtelevän käyttäjän on saatava välitöntä palautetta, jotta mosaiikkiin ei jäisi aukkoja ja työ olisi nopeaa. Työn tarkoituksena oli rakentaa pieni, kannettava ja tarkka kuvauslaite paperi- ja painoteollisuuden tarpeisiin sekä kehittää palautteen antamiseen menetelmä, joka koostaaja esittää karkeaa mosaiikkikuvaa tosiajassa. Työssä rakennettiin kaksi kuvauslaitetta: ensimmäinen kuluttajille ja toinen teollisuuteen tarkoitetuista osista. Kuvamateriaali käsiteltiin tavallisella pöytätietokoneella. Videokuvien välinen liike laskettiin yksinkertaisella seurantamenetelmällä ja mosaiikkikuvaa koottiin kameroiden kuvanopeudella. Laskennallista valaistuksenkorjausta tutkittiin ja kehitetty menetelmä otettiin käyttöön. Ensimmäisessä kuvauslaitteessa on ongelmia valaistuksen ja linssivääristymien kanssa tuottaen huonolaatuisia mosaiikkikuvia. Toisessa kuvauslaitteessa nämä ongelmat on korjattu. Seurantamenetelmä toimii hyvin ottaen huomioon sen yksinkertaisuuden ja siihen ehdotetaan monia parannuksia. Työn tulokset osoittavat, että tosiaikainen mosaiikkikuvan koostaminen megapikselin kuvamateriaalista on mahdollista kuluttajille tarkoitetulla tietokonelaitteistolla.

Java Specification Request development on a mobile device

Nykyaikaiset Java-teknologiaa sisältävät matkapuhelimet kehittyvät vauhdikkaasti prosessoritehon, muistin määrän sekä uusien käyttöjärjestelmäversioiden tarjoamien ominaisuuksien myötä. Laitteiden näyttöjen koko tulee pysymään pienenä,mutta silti moninaista multimediasisältöä äänen, videon ja kuvan osilta voidaanhuomattavasti parantaa JSR 234:n eli kehittyneen multimedialaajennuksen avulla.Erityisesti edistyneet ääniominaisuudet ovat tervetullut lisä, sillä viime aikojen kehitys matkapuhelimissa on saanut aikaan niiden muuntumisen myös kannettavaksi musiikkisoittimiksi. Diplomityössä JSR 234 -spesifikaation tietty osa kehitettiin ympäristössä, joka koostui Series 60 -ohjelmistoalustankolmannesta versiosta sekä Symbian OS v9.1 käyttöjärjestelmästä. Tuloksena syntynyt Java-rajapinta tarjoaa sovelluskehittäjille yksinkertaisemman lähestymistavan Symbianin efektirajapintaan piilottaen samalla alla olevan käyttöjärjestelmänmonimutkaisuuden. Toteutuksen täytyy olla läpikotaisin testattu, jotta voidaan varmentua sen noudattavan tarkkaan JSR 234 -spesifikaatiota. Työssä on esitelty useita eri testausmenetelmiä tarkoituksena saavuttaa projektissa paras mahdollinen laatu.

Suitability of Ultra Wideband for Mobile Devices

Mobiililaitteet ovat kehittyneet merkittävästi viimeisen vuosikymmenen aikana. Ne eivät enää ole pelkästään puhelimia tai kämmentietokoneita, vaan multimediatietokoneita, jotka pystyvät tuottamaan korkealaatuisia elämyksiä käyttäjälleen.Sisällön laadun paraneminen johtaa väistämättä myös siirrettävän tietomäärän kasvamiseen. Siksi uusia, nopeampia tiedonsiirtomenetelmiä on otettava käyttöön. Ultra Wideband (UWB) on uusi radioaaltotekniikka, jokamahdollistaa korkeat tiedonsiirtonopeudet lyhyillä etäisyyksillä. Tekniikka operoi erittäin leveällä 3.1 - 10.6 gigahertsin taajuuskaistalla.UWB on suunnattu nopeaan, langattomaan tiedonsiirtoon personal area networkin (PAN) laitteiden välillä. Tämän diplomityön tarkoituksena on arvioida UWBn soveltuvuutta mobiililaitteisiin. Arviointi tehdään teoreettiselta pohjalta, sillä UWBtä ei vielä ole implementoitu kaupallisiin laitteisiin. Ensin esitellään UWBn tekniikka ja ominaisuudet, jonka jälkeen sen soveltuvuutta arvioidaan esimerkkikäyttötapausten valossa. Esimerkkikäyttötapauksiksi on valittu kolme tyypillistä mutta erilaista toimintoa, jotka mahdollisimman hyvin kuvaavat mobiililaitteiden käyttöä.