The Connectivity of Musical Aptitude and Foreign Language Learning Skills: Neural and Behavioural Evidence

Given the structural and acoustical similarities between speech and music, and possible overlapping cerebral structures in speech and music processing, a possible relationship between musical aptitude and linguistic abilities, especially in terms of second language pronunciation skills, was investigated. Moreover, the laterality effect of the mother tongue was examined with both adults and children by means of dichotic listening scores. Finally, two event-related potential studies sought to reveal whether children with advanced second language pronunciation skills and higher general musical aptitude differed from children with less-advanced pronunciation skills and less musical aptitude in accuracy when preattentively processing mistuned triads and music / speech sound durations. The results showed a significant relationship between musical aptitude, English language pronunciation skills, chord discrimination ability, and sound-change-evoked brain activation in response to musical stimuli (durational differences and triad contrasts). Regular music practice may also have a modulatory effect on the brain’s linguistic organization and cause altered hemispheric functioning in those who have regularly practised music for years. Based on the present results, it is proposed that language skills, both in production and discrimination, are interconnected with perceptual musical skills.

Visualization of communication system testing logs

During the past decades testing has matured from ad-hoc activity into being an integral part of the development process. The benefits of testing are obvious for modern communication systems, which operate in heterogeneous environments amongst devices from various manufacturers. The increased demand for testing also creates demand for tools and technologies that support and automate testing activities. This thesis discusses applicability of visualization techniques in the result analysis part of the testing process. Particularly, the primary focus of this work is visualization of test execution logs produced by a TTCN-3 test system. TTCN-3 is an internationally standardized test specification and implementation language. The TTCN-3 standard suite includes specification of a test logging interface and a graphical presentation format, but no immediate relationship between them. This thesis presents a technique for mapping the log events to the graphical presentation format along with a concrete implementation, which is integrated with the Eclipse Platform and the OpenTTCN Tester toolchain. Results of this work indicate that for majority of the log events, a visual representation may be derived from the TTCN-3 standard suite. The remaining events were analysed and three categories relevant in either log analysis or implementation of the visualization tool were identified: events indicating insertion of something into the incoming queue of a port, events indicating a mismatch and events describing the control flow during the execution. Applicability of the results is limited into the domain of TTCN-3, but the developed mapping and the implementation may be utilized with any TTCN-3 tool that is able to produce the execution log in the standardized XML format.

Mielipidekyselyjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Tämän työn tavoitteena on suunnitella yksinkertainen Internet-pohjainen mielipidekyselyjärjestelmä sekä esitellä yksityiskohtaisesti järjestelmän toteutus ja siihen liittyvät menetelmät. Menetelmistäesitellään ainoastaan ennalta valitut menetelmät järjestelmän toteutukseen, tietojen esittämiseen, esitystavan muotoiluun sekä tietojen varastointiin. Järjestelmä toteutetaan HTML- ja PHP-kielillä sekä käyttämällä CSS-menetelmän tyylimuotoiluja ja XML-kielen muotoiluun perustuvia tiedostoja tietovarastoina. Järjestelmän suunnitteluun liittyen työssä pyritään kuvaamaan järjestelmään toteutettavat kaksi erillistä käyttöliittymää, pääkäyttäjän käyttöliittymä ja normaalin käyttäjän käyttöliittymä, sekä näihin toteutettavat toiminnot. Pääkäyttäjän tärkeimmät toiminnot ovat mielipidekyselyiden luominen, käyttäjien lisääminen kyselyihin sekä kyselyiden tulosten seuranta. Normaalin käyttäjän toiminnot taas rajoittuvat kirjautumiseen ja kyselyyn vastaamiseen. Järjestelmän toteutuksen kuvauksessa kuvataan tarkasti edellä mainittujen kahden käyttöliittymän toiminnot sekä näiden toimintojen toteutustavat. Lisäksi toteutuksen kuvauksen yhteydessä määritellään tarkasti järjestelmän tietovarastoina toimivien tiedostojen sisällön muoto. Työn lopputuloksena syntyi valituilla toteutustavoilla toteutettu toimiva mielipidekyselyjärjestelmä sekä tämä järjestelmän suunnitteluun ja toteutuksen selvittämiseen keskittynyt dokumentti. Toteutetusta järjestelmästä ei tullut täydellinen vaan jatkokehityksessä voidaan harkita esimerkiksi tietokannan käyttämistä järjestelmän tietovarastoina sekä joidenkin lisäominaisuuksien toteuttamista. Tavoitteeseen päästiin kuitenkin, sillä toteutettu järjestelmä on toimiva ja käyttötarkoitukseensa sopiva.

Agent-based management systems for many-core platforms : rigorous design and efficient implementation

Due to various advantages such as flexibility, scalability and updatability, software intensive systems are increasingly embedded in everyday life. The constantly growing number of functions executed by these systems requires a high level of performance from the underlying platform. The main approach to incrementing performance has been the increase of operating frequency of a chip. However, this has led to the problem of power dissipation, which has shifted the focus of research to parallel and distributed computing. Parallel many-core platforms can provide the required level of computational power along with low power consumption. On the one hand, this enables parallel execution of highly intensive applications. With their computational power, these platforms are likely to be used in various application domains: from home use electronics (e.g., video processing) to complex critical control systems. On the other hand, the utilization of the resources has to be efficient in terms of performance and power consumption. However, the high level of on-chip integration results in the increase of the probability of various faults and creation of hotspots leading to thermal problems. Additionally, radiation, which is frequent in space but becomes an issue also at the ground level, can cause transient faults. This can eventually induce a faulty execution of applications. Therefore, it is crucial to develop methods that enable efficient as well as resilient execution of applications. The main objective of the thesis is to propose an approach to design agentbased systems for many-core platforms in a rigorous manner. When designing such a system, we explore and integrate various dynamic reconfiguration mechanisms into agents functionality. The use of these mechanisms enhances resilience of the underlying platform whilst maintaining performance at an acceptable level. The design of the system proceeds according to a formal refinement approach which allows us to ensure correct behaviour of the system with respect to postulated properties. To enable analysis of the proposed system in terms of area overhead as well as performance, we explore an approach, where the developed rigorous models are transformed into a high-level implementation language. Specifically, we investigate methods for deriving fault-free implementations from these models into, e.g., a hardware description language, namely VHDL.

The Design and Implementation of a SD Card File System

SD card (Secure Digital Memory Card) is widely used in portable storage medium. Currently, latest researches on SD card, are mainly SD card controller based on FPGA (Field Programmable Gate Array). Most of them are relying on API interface (Application Programming Interface), AHB bus (Advanced High performance Bus), etc. They are dedicated to the realization of ultra high speed communication between SD card and upper systems. Studies about SD card controller, really play a vital role in the field of high speed cameras and other sub-areas of expertise. This design of FPGA-based file systems and SD2.0 IP (Intellectual Property core) does not only exhibit a nice transmission rate, but also achieve the systematic management of files, while retaining a strong portability and practicality. The file system design and implementation on a SD card covers the main three IP innovation points. First, the combination and integration of file system and SD card controller, makes the overall system highly integrated and practical. The popular SD2.0 protocol is implemented for communication channels. Pure digital logic design based on VHDL (Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language), integrates the SD card controller in hardware layer and the FAT32 file system for the entire system. Secondly, the document management system mechanism makes document processing more convenient and easy. Especially for small files in batch processing, it can ease the pressure of upper system to frequently access and process them, thereby enhancing the overall efficiency of systems. Finally, digital design ensures the superior performance. For transmission security, CRC (Cyclic Redundancy Check) algorithm is for data transmission protection. Design of each module is platform-independent of macro cells, and keeps a better portability. Custom integrated instructions and interfaces may facilitate easily to use. Finally, the actual test went through multi-platform method, Xilinx and Altera FPGA developing platforms. The timing simulation and debugging of each module was covered. Finally, Test results show that the designed FPGA-based file system IP on SD card can support SD card, TF card and Micro SD with 2.0 protocols, and the successful implementation of systematic management for stored files, and supports SD bus mode. Data read and write rates in Kingston class10 card is approximately 24.27MB/s and 16.94MB/s.

To Succeed Is to Believe: Comparison of Self-Efficacy Beliefs in Language Learning between Learner Groups of English and Swedish in Finland

In this thesis, I studied self-efficacy in the learning of English and Swedish in Finland. The theory of self-efficacy, which was created by Albert Bandura, suggests that the beliefs a person has of his or her capabilities in a certain task affect the person’s performance in the task. My aim was to study whether there are differences in self-efficacy beliefs between the learners of English and Swedish, and whether these beliefs correlate with the performance in the language in question. My hypotheses were that the learners of English have higher self-efficacy beliefs than the learners of Swedish and that self-efficacy beliefs correlate with language performance. The study was quantitative, and it consisted of a self-efficacy questionnaire and a language test which were distributed to students of English and Swedish in an upper secondary school in Rovaniemi. The study was answered by 137 students, of whom 93 were learners of English and 44 were learners of Swedish. The results indicated that the learners of English had a higher sense of efficacy than the learners of Swedish. The analysis proved that there was a significant correlation between English students’ self-efficacy and their performance in the language measured by the test and the grades. In addition, a significant correlation existed between Swedish students’ self-efficacy and their grades. However, there was no correlation between the Swedish students’ self-efficacy and their test results. The difference in the self-efficacy beliefs of the two language groups indicates that people in Finland are more confident in using English than Swedish, which also implies that English is more valued in Finnish society than Swedish. It is important to acknowledge the lower self-efficacy beliefs in Swedish because various studies have proven that self-efficacy affects academic achievement. As a suggestion for further research, the self-efficacy beliefs of different language groups could be compared in a qualitative study in order to understand the development of self-efficacy more profoundly.

Cultural and linguistic context and lexical inferencing in English language learning: A case study

In an increasingly multilingual world, English language has kept a marked predominance as a global language. In many countries, English is the primary choice for foreign language learning. There is a long history of research in English language learning. The same applies for research in reading. A main interest since the 1970s has been the reading strategy defined as inferencing or guessing the meaning of unknown words from context. Inferencing has ben widely researched, however, the results and conclusions seem to be mixed. While some agree that inferencing is a useful strategy, others doubt its usefulness. Nevertheless, most of the research seem to agree that the cultural background affects comprehension and inferencing. While most of these studies have been done with texts and contexts created by the researches, little has been done using natural prose. The present study will attempt to further clarify the process of inferencing and the effects of the text’s cultural context and the linguistic background of the reader using a text that has not been created by the researcher. The participants of the study are 40 international students from Turku, Finland. Their linguistic background was obtained through a questionnaire and proved to be diverse. Think aloud protocols were performed to investigate their inferencing process and find connections between their inferences, comments, the text, and their linguistic background. The results show that: some inferences were made based on the participants’ world knowledge, experience, other languages, and English language knowledge; other inferences and comments were made based on the text, its use of language and vocabulary, and few cues provided by the author. The results from the present study and previous research seem to show that: 1) linguistic background is a source of information for inferencing but is not a major source; 2) the cultural context of the text affected the inferences made by the participants according to their closeness or distance from it.

FPGA-Based Control Design for Power Electronic Applications

Tehoelektoniikkalaitteella tarkoitetaan ohjaus- ja säätöjärjestelmää, jolla sähköä muokataan saatavilla olevasta muodosta haluttuun uuteen muotoon ja samalla hallitaan sähköisen tehon virtausta lähteestä käyttökohteeseen. Tämä siis eroaa signaalielektroniikasta, jossa sähköllä tyypillisesti siirretään tietoa hyödyntäen eri tiloja. Tehoelektroniikkalaitteita vertailtaessa katsotaan yleensä niiden luotettavuutta, kokoa, tehokkuutta, säätötarkkuutta ja tietysti hintaa. Tyypillisiä tehoelektroniikkalaitteita ovat taajuudenmuuttajat, UPS (Uninterruptible Power Supply) -laitteet, hitsauskoneet, induktiokuumentimet sekä erilaiset teholähteet. Perinteisesti näiden laitteiden ohjaus toteutetaan käyttäen mikroprosessoreja, ASIC- (Application Specific Integrated Circuit) tai IC (Intergrated Circuit) -piirejä sekä analogisia säätimiä. Tässä tutkimuksessa on analysoitu FPGA (Field Programmable Gate Array) -piirien soveltuvuutta tehoelektroniikan ohjaukseen. FPGA-piirien rakenne muodostuu erilaisista loogisista elementeistä ja niiden välisistä yhdysjohdoista.Loogiset elementit ovat porttipiirejä ja kiikkuja. Yhdysjohdot ja loogiset elementit ovat piirissä kiinteitä eikä koostumusta tai lukumäärää voi jälkikäteen muuttaa. Ohjelmoitavuus syntyy elementtien välisistä liitännöistä. Piirissä on lukuisia, jopa miljoonia kytkimiä, joiden asento voidaan asettaa. Siten piirin peruselementeistä voidaan muodostaa lukematon määrä erilaisia toiminnallisia kokonaisuuksia. FPGA-piirejä on pitkään käytetty kommunikointialan tuotteissa ja siksi niiden kehitys on viime vuosina ollut nopeaa. Samalla hinnat ovat pudonneet. Tästä johtuen FPGA-piiristä on tullut kiinnostava vaihtoehto myös tehoelektroniikkalaitteiden ohjaukseen. Väitöstyössä FPGA-piirien käytön soveltuvuutta on tutkittu käyttäen kahta vaativaa ja erilaista käytännön tehoelektroniikkalaitetta: taajuudenmuuttajaa ja hitsauskonetta. Molempiin testikohteisiin rakennettiin alan suomalaisten teollisuusyritysten kanssa soveltuvat prototyypit,joiden ohjauselektroniikka muutettiin FPGA-pohjaiseksi. Lisäksi kehitettiin tätä uutta tekniikkaa hyödyntävät uudentyyppiset ohjausmenetelmät. Prototyyppien toimivuutta verrattiin vastaaviin perinteisillä menetelmillä ohjattuihin kaupallisiin tuotteisiin ja havaittiin FPGA-piirien mahdollistaman rinnakkaisen laskennantuomat edut molempien tehoelektroniikkalaitteiden toimivuudessa. Työssä on myösesitetty uusia menetelmiä ja työkaluja FPGA-pohjaisen säätöjärjestelmän kehitykseen ja testaukseen. Esitetyillä menetelmillä tuotteiden kehitys saadaan mahdollisimman nopeaksi ja tehokkaaksi. Lisäksi työssä on kehitetty FPGA:n sisäinen ohjaus- ja kommunikointiväylärakenne, joka palvelee tehoelektroniikkalaitteiden ohjaussovelluksia. Uusi kommunikointirakenne edistää lisäksi jo tehtyjen osajärjestelmien uudelleen käytettävyyttä tulevissa sovelluksissa ja tuotesukupolvissa.

Nelitietrukin ohjausjärjestelmän suunnittelu QFD-laatutyökalua hyväksikäyttäen

Tämä työ käsittelee tuotekehitysprojektia, jonka tarkoituksena on suunnitella uusi nelitietyöntömastotrukki asiakaslähtöisesti QFD-laatutyökalua hyväksi käyttäen. Työ esittelee QFD-laatutyökalun, sekä varsinkin sen nelivaiheisen ASI:n toimintamallin. Työ antaa myös perusvalmiudet ASI:n toimintamallin käyttöön tuotekehitysprojektissa. Työssä keskitytään tarkastelemaan uuden ohjausjärjestelmän mekaanista kehittelyä. Suunnittelutyössä käytetään hyväksi ASI:n (American Supplier Institute) nelivaiheista QFD-laatutyökalua, joka on autoteollisuuden toimintatapoihin perustuva QFD-tekniikka. QFD tulee sanoista Quality Funcktion Deployment ja vapaasti suomennettuna se merkitsee asiakaslähtöinen tuotesuunnittelu. Nelivaiheinen QFD-malli koostuu seuraavista matriiseista: 1. Tuotteen suunnittelu, 2. osien suunnittelu ja kehittäminen, 3. prosessin suunnittelu sekä 4. tuotannon suunnittelu. Matriisin tulokset muodostavat aina seuraavan matriisin lähtökohdat. Ensimmäisen matriisin lähtökohdat muodostuvat asiakastarvekuvauksesta, joka saadaan haastatteluista, tutkimuksista yms. Tuotekehitysprojektissa kehitetty TEM-monitietrukki, jossa rajattomasti ympäripyöriviä tukipyöriä ohjataan CAN-väylän kautta älykkäällä ohjauslogiikalla, on markkinoilla erittäin kilpailukykyinen sekä ominaisuuksiensa että hintansa puolesta. QFD yhdessä huolellisesti analysoidun asiakastarvekuvauksen kanssa selkeyttää ja priorisoi tuotteen spesifikaation määrittelyä sekä ohjaa tuotteen kehittelyä ja tuotannollistamista. Tuotekehitysprojekti pysyy aikataulussaan ja tuotannollistamisen kynnyksellä tehtävät muutokset vähenevät selkeän jäsentelyn ansiosta.

Liiketoimintasovelluksen integraatioratkaisu J2EE:n ja XML:n avulla

Työssä esitellään sovellusintegraation osia ja merkitystä sähköisessä liiketoiminnassa sekä toteutetaan toiminnanohjausjärjestelmän tietoja yrityksen asiakkaalle välittävä palvelu. Yritykset yhdistävät järjestelmänsä asiakkaiden ja liiketoimintakumppanien kanssa integroimalla. Työn teoriaosassa määritellään verkkoliiketoiminta, integraatioratkaisun osa-alueet ja integroinnin merkitys yrityksen kannalta sekä esitellään integrointiin käytettäviä perusteknologioita. Soveltavassa osassa toteutetaan paperiteollisuusyrityksen tilaus- ja toimitustietoja XML:n avulla lähettävä Java-pohjainen järjestelmä. Työssä tarkastellaan integraation merkitystä perusteknologian yrityksille ja integraation käytännön toteutusta. Tarkastelun tuloksena todetaan, että liiketoimintajärjestelmien integrointi on välttämätöntä yritysten kannattavuuden ja tehokkuuden kannalta. Integraatioprosessi on monimutkainen, joten sen toteutus vaatii tarkkaa suunnittelua, hallintaa ja aikaa.

JAVA APIS FOR BLUETOOTH WIRELESS TECHNOLOGY

Bluetooth™ Teknologia - Bluetooth Wireless Technology - on lyhyen kantaman langaton kommunikointiteknologia. Vaikka se onkin ensisijaisesti suunniteltu kaapelin korvaajaksi laitteiden omaan toimintaan liittyvässä liikenteessä, voidaan sitä myös käyttää alustana monen käyttäjien peleissä ja muissa vastaavissa sovelluksissa. Tassa diplomityössä esitellään Bluetooth teknologia sovellusohjelmoijan näkökulmasta. Työssä esitellään teollisuuskonsortion määrittelemä Java-ohjelmointirajapinta Bluetooth teknologiaan. Tämän rajapinnan avulla voidaan kehittää kannettavia sovelluksia jotka kommunikoivat Bluetooth yhteyden yli. Rajapinta pohjautuu "Java™ 2 Microedition" alustaan ja on siten toteutettavissa myös pienissä laitteissa kuten matkapuhelimissa. Työssä esitellään lyhyesti rajapinnan keskeiset osat sekä annetaan esimerkki rajapinnan käytöstä. Työn konstruktiivisessa osassa rajapinnan keskeiset on toteutettu kahdelle eri alustalle: Sambian™ ja Microsoft® Windows® käyttöjärjestelmille. Talla tavalla on saatu arvokasta tietoa siitä, miten kyseinen rajapinta tulisi toteuttaa ja myös siitä miten sovellukset sitä käyttäisivät. Keskeiset suunnitteluratkaisut ja saadut kokemukset on raportoitu työn kirjallisessa osassa. Vaikka työn konstruktiivinen osuus onkin luonteeltaan esitutkimus eikä tähdännyt tuotteeseen, on tuloksena syntynyttä rajapintaa tarkoitus käyttää useassa Nokian sisäisessä tutkimus-ja kehityshankkeessa.

New kernel functions and learning methods for text and data mining

Recent advances in machine learning methods enable increasingly the automatic construction of various types of computer assisted methods that have been difficult or laborious to program by human experts. The tasks for which this kind of tools are needed arise in many areas, here especially in the fields of bioinformatics and natural language processing. The machine learning methods may not work satisfactorily if they are not appropriately tailored to the task in question. However, their learning performance can often be improved by taking advantage of deeper insight of the application domain or the learning problem at hand. This thesis considers developing kernel-based learning algorithms incorporating this kind of prior knowledge of the task in question in an advantageous way. Moreover, computationally efficient algorithms for training the learning machines for specific tasks are presented. In the context of kernel-based learning methods, the incorporation of prior knowledge is often done by designing appropriate kernel functions. Another well-known way is to develop cost functions that fit to the task under consideration. For disambiguation tasks in natural language, we develop kernel functions that take account of the positional information and the mutual similarities of words. It is shown that the use of this information significantly improves the disambiguation performance of the learning machine. Further, we design a new cost function that is better suitable for the task of information retrieval and for more general ranking problems than the cost functions designed for regression and classification. We also consider other applications of the kernel-based learning algorithms such as text categorization, and pattern recognition in differential display. We develop computationally efficient algorithms for training the considered learning machines with the proposed kernel functions. We also design a fast cross-validation algorithm for regularized least-squares type of learning algorithm. Further, an efficient version of the regularized least-squares algorithm that can be used together with the new cost function for preference learning and ranking tasks is proposed. In summary, we demonstrate that the incorporation of prior knowledge is possible and beneficial, and novel advanced kernels and cost functions can be used in algorithms efficiently.

Concepts and Reference. Defending a Dual Theory of Natural Kind Concepts

In this thesis I argue that the psychological study of concepts and categorisation, and the philosophical study of reference are deeply intertwined. I propose that semantic intuitions are a variety of categorisation judgements, determined by concepts, and that because of this, concepts determine reference. I defend a dual theory of natural kind concepts, according to which natural kind concepts have distinct semantic cores and non-semantic identification procedures. Drawing on psychological essentialism, I suggest that the cores consist of externalistic placeholder essence beliefs. The identification procedures, in turn, consist of prototypes, sets of exemplars, or possibly also theory-structured beliefs. I argue that the dual theory is motivated both by experimental data and theoretical considerations. The thesis consists of three interrelated articles. Article I examines philosophical causal and description theories of natural kind term reference, and argues that they involve, or need to involve, certain psychological elements. I propose a unified theory of natural kind term reference, built on the psychology of concepts. Article II presents two semantic adaptations of psychological essentialism, one of which is a strict externalistic Kripkean-Putnamian theory, while the other is a hybrid account, according to which natural kind terms are ambiguous between internalistic and externalistic senses. We present two experiments, the results of which support the strict externalistic theory. Article III examines Fodor’s influential atomistic theory of concepts, according to which no psychological capacities associated with concepts constitute them, or are necessary for reference. I argue, contra Fodor, that the psychological mechanisms are necessary for reference.

UDDI palvelurekisterin merkitys Web palveluissa

Tietojärjestelmien integraatio on nykypäivänä tärkeä osa alue yritysten toiminnassa ja kilpailukyvyn ylläpitämisessä. Palvelukeskeinen arkkitehtuuri ja Web palvelut on uusi joustava tapa tehdä tietojärjestelmien välinen integraatio. Web palveluiden yksi ydinkomponentti on UDDI, Universal Description, Discovery and Integration. UDDI toimii palvelurekisterin tavoin. UDDI määrittää tavan julkaista, löytää ja ottaa käyttöön Web palveluja. Web palveluja voidaan hakea UDDI:sta erilaisin kriteerein, kuten esimerkiksi palvelun sijainnin, yrityksen nimen ja toimialan perusteella. UDDI on myös itsessään Web palvelu, joka perustuu XML kuvauskieleen ja SOAP protokollaan. Työssä paneudutaan tarkemmin UDDI:in. UDDI:ta käsitellään tarkemmin myös teknisesti. Oleellinen osa UDDI:ta on ollut julkaisijoiden ja käyttäjien mielestä tietoturvan puute, joka on rajoittanut huomattavasti UDDI:n käyttöä ja käyttöönottamista. Työssä tarkastellaankin tarkemmin juuri tietoturvaan liittyviä asioita ja ratkaisuja sekä myös UDDI:n merkitystä yrityksille.