Server Virtualization

Virtualisoinnin ideana on kuvata tietotekniikkaan liittyvät laiteresurssit ryhminä. Kun jonkin tehtävän suoritukseen tarvitaan resursseja, ne kerätään erikseen jokaisesta ryhmästä. Virtualisoinnin yksi osa-alue on palvelimen tai palvelinten virtualisointi, jossa pyritään hyödyntämään palvelinlaitteisto mahdollisimman tehokkaasti. Tehokkuus saavutetaan käyttämällä erillisiä instansseja, joita kutsutaan virtuaalikoneiksi. Tässä diplomityössä esitellään ja verrataan erilaisia palvelinten virtualisointimalleja ja tekniikoita, joita voidaan käyttää IA-32 arkkitehtuurin kanssa. Eroa virtualisoinnin ja eri partitiointitekniikoiden välillä tarkastellaan erikseen. Lisäksi muutoksia, joita palvelinten virtualisointi aiheuttaa infrastruktuuriin, ympäristöön ja laitteistoon käsitellään yleisellä tasolla. Teorian oikeellisuutta todistettiin suorittamalla useita testejä käyttäen kahta eri virtualisointiohjelmistoa. Testien perusteella palvelinten virtualisointi vähentää suorituskykyä ja luo ympäristön, jonka hallitseminen on vaikeampaa verrattuna perinteiseen ympäristöön. Myös tietoturvaa on katsottava uudesta näkökulmasta, sillä fyysistä eristystä ei virtuaalikoneille voida toteuttaa. Jotta virtualisoinnista saataisiin mahdollisimman suuri hyöty tuotantoympäristössä, vaaditaan tarkkaa harkintaa ja suunnitelmallisuutta. Parhaat käyttökohteet ovat erilaiset testiympäristöt, joissa vaatimukset suorituskyvyn ja turvallisuuden suhteen eivät ole niin tarkat.

Nested Rollout Policy Adaptation for optimizing vehicle selection in complex VRPs

The goal of Vehicle Routing Problems (VRP) and their variations is to transport a set of orders with the minimum number of vehicles at least cost. Most approaches are designed to solve specific problem variations independently, whereas in real world applications, different constraints are handled concurrently. This research extends solutions obtained for the traveling salesman problem with time windows to a much wider class of route planning problems in logistics. The work describes a novel approach that:  supports a heterogeneous fleet of vehicles  dynamically reduces the number of vehicles  respects individual capacity restrictions  satisfies pickup and delivery constraints  takes Hamiltonian paths (rather than cycles) The proposed approach uses Monte-Carlo Tree Search and in particular Nested Rollout Policy Adaptation. For the evaluation of the work, real data from the industry was obtained and tested and the results are reported.

Palveluiden konsolidointi Vmware ESX -järjestelmään

Tässä insinöörityössä vertaillaan fyysisten koneiden konsolidointitekniikoita ja perehtyy tarkemmin Vmware ESX Server 2.5 -arkkitehtuuriin. Konsolidointimenetelmistä käsitellään: palveluiden keskittäminen, fyysinen konsolidointi, tietojen integrointi sekä sovellusten integrointi. Virtuaalijärjestelmistä vertailtiin markkinoiden yleisimmin käytössä olevat tuotteet. Vertailuun otettiin Vmwaren ESX sekä Server -tuote. Vastaavasti Microsoftilta valittiin tuote Virtual Server 2005. Projektissa toteutettiin Vmware ESX 2.5 -järjestelmän asennus sekä konfigurointi. Järjestelmään luotiin standardi virtuaalikoneita varten sekä määriteltiin Golden master -levykuva. Varsinaisessa konsolidointiosuudessa toteutettiin fyysisten laitteiden keskittämistä ja virtualisointia. Kohteena oli NT4-toimialue, tiedosto, tulostus, Exchange Outlook Web Access, Exchange 5.5 -tietokanta sekä SMTP -palvelimen siirto VMware ESX -järjestelmään. Työn lopputuloksean saavutettiin toimiva virtuaali-infrastruktuuri, johon voidaan tarvittaessa helposti luoda virtuaalikoneita.

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.

Temporomandibular Disorders and Headache in Adolescents

13-16-vuotiaiden purentaelimistön toimintahäiriöt ja päänsärky Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää purentaelimistön toimintahäiriöihin (TMD) liittyvien oireiden ja kliinisten löydösten esiintyvyyttä ja muutosta kolmen vuoden seurannan aikana päänsärystä kärsivillä nuorilla ja heidän verrokeillaan, TMD-löydösten yhteyttä eri tyyppisiin päänsärkyihin ja päänsärkyyn liittyviin tekijöihin, TMD-löydöksiä ennustavia tekijöitä sekä perhetaustan osuutta TMD-löydösten esiintyvyyteen. Tutkimus perustui kahteen laajaan koululaismateriaaliin Turun seudulla. Ensimmäinen 13-vuotiaiden nuorten ryhmä (n = 311) osallistui myös 16-vuotiaana seuranta-tutkimukseen. Toisen 13-vuotiaiden nuorten ryhmän (n = 154) äidit (n = 154) osallistuivat myös tutkimukseen, jossa selvitettiin tapaus-verrokkiasetelmassa TMD-löydösten ja päänsärkyjen esiintyvyyttä kahdessa sukupolvessa. Nuoret jaettiin päänsärkyryhmiin ja terveisiin kontrolleihin IHS (1988) päänsärky-kriteerien mukaisesti kyselykaavakkeen ja lääkärin suorittaman haastattelun ja kliinisen tutkimuksen antamien tietojen perusteella. Lääkäri määritteli äitien päänsärkydiagnoosin kyselykaavakkeen tietojen perusteella. Kaikki nuoret ja heidän äitinsä haastateltiin ja heille tehtiin kliininen purentafysiologinen tutkimus sokkoutetusti. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että tytöillä esiintyi TMD-löydöksiä selvästi enemmän kuin pojilla sekä ennen puberteettia että sen jälkeen. Tutkimuksessa havaittiin selkeä yhteys TMD-löydösten ja molempien päänsärkytyyppien, migreenin ja episodisen tensiotyyppisen päänsäryn, välillä. Kolmen vuoden seurannan aikana TMD-löydöksissä havaittiin runsasta muutosta ja iän myötä vähenemistä, mutta TMD-oireiden kohdalla ei vastaavaa muutosta todettu. TMD-löydösten ja niska-hartiaseudun lihaskipujen välillä havaittiin yhteys 13-vuotiailla nuorilla. Mikään päänsärkyyn liittyvistä tekijöistä 13-vuotiailla ei osoittautunut ennustavaksi taustatekijäksi myöhemmille TMD-löydöksille. TMD-löydösten suhteen ei todettu perheyhteyttä. Päänsäryistä kärsivillä nuorilla on enemmän myös muita kiputiloja, kuten purentaelimistön toimintahäiriöitä ja niska-hartiaseudun kipuja, kuin heidän terveillä verrokeillaan. 1316 vuoden iässä nämä löydökset ovat valtaosaltaan lieviä ja vaihtelevia.

Workplace Social Capital and Employee Health

Työyhteisön sosiaalinen pääoma ja työntekijöiden terveys Monien tutkimusten mukaan sosiaalinen pääoma vaikuttaa terveyteen. Vaikka työssä käyvä väestönosa on merkittävän osan valveillaoloajastaan työyhteisössä, siellä kertyvää sosiaalista pääomaa on toistaiseksi tutkittu vähän. Tässä tutkimuksessa selvitettiin työyhteisön sosiaalisen pääoman ja kuntatyöntekijöiden terveyden välistä yhteyttä pitkittäisasetelmassa hyödyntäen Kuntasektorin henkilöstön seurantatutkimuksen aineistoa vuosilta 2000–2005. Yhteensä 48592 kuntatyöntekijää vastasi kyselyyn vuosina 2000–02 (vastausprosentti 68 %). Heistä 35914 (77 %) osallistui myös seurantatutkimukseen vuosina 2004–05. Tutkimuksessa kehitettiin kyselyyn perustuva työyhteisön sosiaalisen pääoman mittausmenetelmä. Työntekijän omaan arvioon perustuvan sosiaalisen pääoman lisäksi mitattiin työyhteisön sosiaalista pääomaa käyttämällä samassa työyhteisössä työskentelevien muiden työntekijöiden keskimääräistä arviota sosiaalisesta pääomasta. Terveyttä mitattiin kysymyksellä koetusta terveydestä. Masennusta arvioitiin sekä kysymällä lääkärin toteamasta masennuksesta että masennuslääkeostoilla Kelan lääkerekistereistä. Analyyseihin otettiin mukaan vain ne kuntatyöntekijät, jotka olivat lähtötilanteissa terveitä eli kokivat terveytensä hyväksi tai heillä ei ollut aiempaa diagnosoitua tai lääkehoitoa vaatinutta masennusta. Tulosten analysointiin käytettiin monitasomallinnusta. Tulokset vakioitiin sosiodemografisten tekijöiden ja terveyskäyttäytymisen suhteen. Neljän vuoden seurannassa sekä jatkuvasti vähäinen että vähenevä yksilön sosiaalinen pääoma työssä lisäsi riskiä koetun terveyden heikkenemiseen niillä kuntatyöntekijöillä, jotka eivät vaihtaneet työpaikkaa seurannan aikana ja jotka seurannan alussa kokivat terveytensä hyväksi. Tulos ei selittynyt sosiodemografisilla tekijöillä tai terveyskäyttäytymisen eroilla. Tuloksen merkittävyyttä tuki havainto, että myös työtoverien arvioon perustuva sosiaalinen pääoma ennusti oman terveyden huononemista seuranta-aikana. Niillä työntekijöillä, jotka työskentelivät sellaisissa työyhteisöissä, joissa koko seurannan ajan oli vähiten sosiaalista pääomaa, oli lähes 1.3 -kertainen riski terveyden heikentymiseen. Vähäinen omaan arvioon perustuva sosiaalinen pääoma työssä ennusti myös masennuksen ilmaantuvuutta lähtötilanteessa ei-masentuneilla lähes neljän vuoden seurannassa. Matalaan sosiaaliseen pääomaan liittyi 20–50 % suurempi todennäköisyys sairastua masennukseen seurannan aikana niin itseraportoidun lääkärin totea-man masennuksen kuin masennuslääkeostojen perusteella. Tätä tulosta ei kuitenkaan pystytty toistamaan käyttämällä oman arvion sijasta työtoverien arviota työyhteisön sosiaalisesta pääomasta. Tutkimusta sosiaalisen pääoman vaikutusta masennuksen ilmaantumiseen jatkettiin selvittämällä miten sosiaalisen pääoman eri ulottuvuudet vaikuttivat masennuksen ilmaantumiseen. Tulosten mukaan sosiaalisen pääoman vertikaalinen komponentti (työntekijöiden ja esimiesten välinen luottamus, vastavuoroisuus ja jaetut arvot ja normit, jotka edesauttavat yhteistyötä) sekä horisontaalinen komponentti (työntekijöiden välisissä suhteissa yhteistyöstä, luottamuksesta ja vastavuoroisuudesta syntyvä sosiaalinen pääoma) vaikuttivat itsenäisesti masennusriskiin. Tutkimuksen perusteella korkea työyhteisön sosiaalinen pääoma saattaa vaikuttaa edullisesti työntekijöiden terveyteen. Jos näin on, olisi tärkeää edistää työyhteisöjen sosiaalista pääomaa ja kannustaa sellaiseen toimintaan, joka lisää suvaitsevaisuutta, luottamusta ja vastavuoroisuutta sekä työntekijöiden kesken että työntekijöiden ja esimiesten välillä.

Supermatrix-hankkeen vahvuudet, heikkoudet, mahdollisuudet ja uhat

Supermatrix on Finnet-liitto ry:n jäsenyritysten hanke, joka tuo nopeiden valokuituyhteyksien avulla erilaisia sähköisiä palveluita kuluttajien koteihin ja yritysten toimipisteisiin. Näitä palveluita ovat mm. virtualisoidut henkilö-kohtaiset tietokoneet, tiedon tallennuspalvelut ja multimediasisältö, kuten teräväpiirtotelevisio. Tässä diplomityössä arvioidaan Supermatrixin palveluiden toteutumis-mahdollisuuksia sekä teknologian, että markkinoiden kannalta. Työn tarkoituksena oli myös laskea virtualisoitujen tietokoneiden avulla tuotetun työpöytäpalvelun tuotantokustannus. Kustannuslaskentaa varten testattiin useiden valmistajien teknologioita, ja parhaimmista vaihtoehdoista laskettiin tuotantokustannukset. Tulevia Supermatrix-operaattoreita varten kehitettiin työkalu, jolla työpöytäpalvelun vaatimien investointien kannattavuus saadaan nopeasti selville. Tuotantohintojen laskelmat osoittavat, että työpöytäpalvelua on taloudelli-sesti mahdollista tuottaa luomaan lisäarvoa nopeille laajakaistayhteyksille. Yrityksissä työpöytien virtualisointi on jo tämän päivän teknologiaa, mutta kuluttaja-asiakkaiden innostuminen palvelusta vaatii uuden markkinan luomisen. Uhkana on, että kuluttajien ostokäyttäytymisen muuttaminen ei onnistu, koska Supermatrix ei tuota fyysisen tuotteen ostamisen tarjoamaa mielihyvää.

Motivational Influences on Transfer: Dimensions and Boundary Conditions

The focus of this dissertation is the motivational influences on transfer in higher education and professional training contexts. To estimate these motivational influences, the dissertation includes seven individual studies that are structured in two parts. Part I, Dimensions, aims at identifying the dimensionality of motivation to transfer and its structural relations with training-related antecedents and outcomes. Part II, Boundary Conditions, aims at testing the predictive validity of motivation theories used in contemporary training research under different study conditions. Data in this dissertation was gathered from multi-item questionnaires, which were analyzed differently in Part I and Part II. Studies in Part I employed exploratory and confirmatory factor analysis, structural equation modeling, partial least squares (PLS) path modeling, and mediation analysis. Studies in Part II used artifact distribution meta-analysis, (nested) subgroup analysis, and weighted least squares (WLS) multiple regression. Results demonstrate that motivation to transfer can be conceptualized as a three-dimensional construct, including autonomous motivation to transfer, controlled motivation to transfer, and intention to transfer, given a theoretical framework informed by expectancy theory, self-determination theory, and the theory of planned behavior. Results also demonstrate that a range of boundary conditions moderates motivational influences on transfer. To test the predictive validity of expectancy theory, social cognitive theory, and the theory of goal orientations under different study settings, a total of 17 boundary conditions were meta-analyzed, including age; assessment criterion; assessment source; attendance policy; collaboration among trainees; computer support; instruction; instrument used to measure motivation; level of education; publication type; social training context; SS/SMC bias; study setting; survey modality; type of knowledge being trained; use of a control group; and work context. Together, the findings cumulated in this thesis support the basic premise that motivation is centrally important for transfer, but that motivational influences need to be understood from a more differentiated perspective than commonly found in the literature, in order to account for several dimensions and boundary conditions. The results of this dissertation across the seven individual studies are reflected in terms of their implications for theory development and their significance for training evaluation and the design of training environments. Limitations and directions to take in future research are discussed.

SaaS and Public Cloud from Custom Application Provider’s Perspective

The main objective of this master’s thesis is to provide a comprehensive view to cloud computing and SaaS, and analyze how well CADM, a unit of Capgemini Finland Ltd., would fit to the cloud-based SaaS business. Another objective for this thesis is to investigate how public clouds would fit for CADM as a delivery model, if they would provide SaaS applications to their customers. This master’s thesis is executed by investigating characteristics of cloud computing and SaaS especially from application provider point of view. This is done by exploring what kinds of researches and analysis there have been done regarding these two phenomena during past few years. Then CADM’s current business model and operations are analyzed from SaaS’s and public cloud’s perspective. This analyzing part is conducted by using SWOT analysis which is widely used analytical tool when observing company’s strategic position and when figuring out possibilities how to improve company’s operations. The conducted analysis and observations reveals that CADM should pursue SaaS business as it could provide remarkable advantages and strengthen their position in current markets. However, pure SaaS model would not be the optimal solution for CADM because they do not have own product which could be transformed to SaaS model, and they lack of Infrastructure Management ability. Also public cloud would not be the most suitable delivery model for them if providing SaaS services. The main observation of this thesis is that CADM should adopt the SaaS model via Capgemini Immediate offering.

Video transcoding in a distributed cloud computing environment

Video transcoding refers to the process of converting a digital video from one format into another format. It is a compute-intensive operation. Therefore, transcoding of a large number of simultaneous video streams requires a large amount of computing resources. Moreover, to handle di erent load conditions in a cost-e cient manner, the video transcoding service should be dynamically scalable. Infrastructure as a Service Clouds currently offer computing resources, such as virtual machines, under the pay-per-use business model. Thus the IaaS Clouds can be leveraged to provide a coste cient, dynamically scalable video transcoding service. To use computing resources e ciently in a cloud computing environment, cost-e cient virtual machine provisioning is required to avoid overutilization and under-utilization of virtual machines. This thesis presents proactive virtual machine resource allocation and de-allocation algorithms for video transcoding in cloud computing. Since users' requests for videos may change at di erent times, a check is required to see if the current computing resources are adequate for the video requests. Therefore, the work on admission control is also provided. In addition to admission control, temporal resolution reduction is used to avoid jitters in a video. Furthermore, in a cloud computing environment such as Amazon EC2, the computing resources are more expensive as compared with the storage resources. Therefore, to avoid repetition of transcoding operations, a transcoded video needs to be stored for a certain time. To store all videos for the same amount of time is also not cost-e cient because popular transcoded videos have high access rate while unpopular transcoded videos are rarely accessed. This thesis provides a cost-e cient computation and storage trade-o strategy, which stores videos in the video repository as long as it is cost-e cient to store them. This thesis also proposes video segmentation strategies for bit rate reduction and spatial resolution reduction video transcoding. The evaluation of proposed strategies is performed using a message passing interface based video transcoder, which uses a coarse-grain parallel processing approach where video is segmented at group of pictures level.

Outcome of human papillomavirus infection among men in the Finnish Family HPV Study

Ihmisen papilloomaviruksen taudinkuva suomalaisperheiden seurantatutkimuksen mieskohortissa Tieto ihmisen papilloomaviruksen (HPV) yhteydestä eri anatomisten alueiden sairauksien syntyyn on lisännyt mielenkiintoa miehen papilloomavirustulehduksen taudinkulun selvittämiseksi. Tämä väitöskirjatyö on osa suomalaista seurantatutkimusta, jossa tutkitaan HPVinfektioiden tartuntareittejä 329 perheessä. Väitöstyössä keskitytään tutkimukseen osallistuneiden 131 miehen aineistoon. Suun limakalvonäytteet otettiin seitsemässä aikapisteessä. Lisäksi otettiin sukuelinalueen näytteet kahdella seurantakäynnillä. Riskitekijöitä kartoittava kyselytutkimus teetettiin tutkimuksen alkutilanteessa sekä viimeisellä seurantakäynnillä. Oireettomat HPV infektiot olivat alkutilanteessa yleisiä molemmilla sukupuolilla (miesten suu 18,3 % ja sukuelinalue 35,9 %, naisten suu 17,2 % ja kohdunsuu 18,8 %), mutta HPV:n genotyyppien vastaavuus partnerien välillä oli vähäinen. Naisen, mutta ei miehen, seksuaalinen riskikäyttäytyminen oli yhteydessä pariskunnan HPV tyyppien vastaavuuteen. Partnerin ja siviilisäädyn vaihtaminen lisäsivät miehen riskiä saada uusia HPV infektioita. Miehen suun limakalvonäytteistä löytyi kaikkiaan 17 eri HPV tyyppiä. Suun HPV-tulehduksen esiintyvyys vaihteli eri aikapisteissä 15 %:sta 31 %:iin. Uusien HPV tulehdusten ilmaantumisaika vaihteli 3,9 ja 25,7 kuukauden välillä. Suun HPV infektio parani valtaosalla miehistä. Suun krooninen HPV-infektio todettiin 14 %:lla miehistä. Näiden infektioiden keskimääräinen kesto vaihteli 6.0:sta 30.7:ään kuukauteen. Tupakointi lisäsi korkean riskin HPV tyyppien aiheuttamien suun kroonisten infektioiden riskiä, kun taas aikaisemmin sairastetut sukuelinten kondyloomat suojasivat siltä. Tuloksemme osoittavat, että miehen oireeton HPV tulehdus on yleinen suussa ja sukuelinten alueella. Vakaa parisuhde suojaa uusilta HPV tulehduksilta. Tupakoinnilla on keskeinen merkitys suun HPV-infektion kroonistumisessa.

Biomedical Event Extraction with Machine Learning

Biomedical natural language processing (BioNLP) is a subfield of natural language processing, an area of computational linguistics concerned with developing programs that work with natural language: written texts and speech. Biomedical relation extraction concerns the detection of semantic relations such as protein-protein interactions (PPI) from scientific texts. The aim is to enhance information retrieval by detecting relations between concepts, not just individual concepts as with a keyword search. In recent years, events have been proposed as a more detailed alternative for simple pairwise PPI relations. Events provide a systematic, structural representation for annotating the content of natural language texts. Events are characterized by annotated trigger words, directed and typed arguments and the ability to nest other events. For example, the sentence “Protein A causes protein B to bind protein C” can be annotated with the nested event structure CAUSE(A, BIND(B, C)). Converted to such formal representations, the information of natural language texts can be used by computational applications. Biomedical event annotations were introduced by the BioInfer and GENIA corpora, and event extraction was popularized by the BioNLP'09 Shared Task on Event Extraction. In this thesis we present a method for automated event extraction, implemented as the Turku Event Extraction System (TEES). A unified graph format is defined for representing event annotations and the problem of extracting complex event structures is decomposed into a number of independent classification tasks. These classification tasks are solved using SVM and RLS classifiers, utilizing rich feature representations built from full dependency parsing. Building on earlier work on pairwise relation extraction and using a generalized graph representation, the resulting TEES system is capable of detecting binary relations as well as complex event structures. We show that this event extraction system has good performance, reaching the first place in the BioNLP'09 Shared Task on Event Extraction. Subsequently, TEES has achieved several first ranks in the BioNLP'11 and BioNLP'13 Shared Tasks, as well as shown competitive performance in the binary relation Drug-Drug Interaction Extraction 2011 and 2013 shared tasks. The Turku Event Extraction System is published as a freely available open-source project, documenting the research in detail as well as making the method available for practical applications. In particular, in this thesis we describe the application of the event extraction method to PubMed-scale text mining, showing how the developed approach not only shows good performance, but is generalizable and applicable to large-scale real-world text mining projects. Finally, we discuss related literature, summarize the contributions of the work and present some thoughts on future directions for biomedical event extraction. This thesis includes and builds on six original research publications. The first of these introduces the analysis of dependency parses that leads to development of TEES. The entries in the three BioNLP Shared Tasks, as well as in the DDIExtraction 2011 task are covered in four publications, and the sixth one demonstrates the application of the system to PubMed-scale text mining.

Cost-efficient virtual machine management : provisioning, admission control, and consolidation

One of the main challenges in Software Engineering is to cope with the transition from an industry based on software as a product to software as a service. The field of Software Engineering should provide the necessary methods and tools to develop and deploy new cost-efficient and scalable digital services. In this thesis, we focus on deployment platforms to ensure cost-efficient scalability of multi-tier web applications and on-demand video transcoding service for different types of load conditions. Infrastructure as a Service (IaaS) clouds provide Virtual Machines (VMs) under the pay-per-use business model. Dynamically provisioning VMs on demand allows service providers to cope with fluctuations on the number of service users. However, VM provisioning must be done carefully, because over-provisioning results in an increased operational cost, while underprovisioning leads to a subpar service. Therefore, our main focus in this thesis is on cost-efficient VM provisioning for multi-tier web applications and on-demand video transcoding. Moreover, to prevent provisioned VMs from becoming overloaded, we augment VM provisioning with an admission control mechanism. Similarly, to ensure efficient use of provisioned VMs, web applications on the under-utilized VMs are consolidated periodically. Thus, the main problem that we address is cost-efficient VM provisioning augmented with server consolidation and admission control on the provisioned VMs. We seek solutions for two types of applications: multi-tier web applications that follow the request-response paradigm and on-demand video transcoding that is based on video streams with soft realtime constraints. Our first contribution is a cost-efficient VM provisioning approach for multi-tier web applications. The proposed approach comprises two subapproaches: a reactive VM provisioning approach called ARVUE and a hybrid reactive-proactive VM provisioning approach called Cost-efficient Resource Allocation for Multiple web applications with Proactive scaling. Our second contribution is a prediction-based VM provisioning approach for on-demand video transcoding in the cloud. Moreover, to prevent virtualized servers from becoming overloaded, the proposed VM provisioning approaches are augmented with admission control approaches. Therefore, our third contribution is a session-based admission control approach for multi-tier web applications called adaptive Admission Control for Virtualized Application Servers. Similarly, the fourth contribution in this thesis is a stream-based admission control and scheduling approach for on-demand video transcoding called Stream-Based Admission Control and Scheduling. Our fifth contribution is a computation and storage trade-o strategy for cost-efficient video transcoding in cloud computing. Finally, the sixth and the last contribution is a web application consolidation approach, which uses Ant Colony System to minimize the under-utilization of the virtualized application servers.

Prenatal and perinatal risk factors for bipolar disorder

Bipolar disorder (BPD) is a severe mental disorder associated with considerable morbidity and mortality. Prenatal insults have been shown to be associated with later development of mental disorders and there is a growing interest in the potential role of prenatal and perinatal risk factors in the development of BPD. The aims of this thesis were to describe the overall study design of the Finnish Prenatal Study of Bipolar Disorders (FIPS-B) and demographic characteristics of the sample. Furthermore, it was aimed to examine the association of parental age, parental age difference, perinatal complications and maternal smoking during pregnancy with BPD. This thesis is based on FIPS-B, a nested case-control study using several nationwide registers. The cases included all people born in Finland between January 1st 1983 and December 31st 1998 and diagnosed with BPD according to the Finnish Hospital Discharge Register (FHDR) before December 31st 2008. Controls for this study were people who were without BPD, schizophrenia or diagnoses related to these disorders, identified from the Population Register Centre (PRC), and matched two-fold to the cases on sex, date of birth (+/- 30 days), and residence in Finland on the first day of diagnosis of the matched case. Conditional logistic regression models were used to examine the association between risk factors and BPD. This study included 1887 BPD cases and 3774 matched controls. The mean age at diagnosis was 19.3 years and females accounted for 68% of the cases. Mothers with the lowest educational level had the highest odds of having BPD in offspring. Being born in Eastern and Southern region of Finland increased the odds of having BPD later in life. A U-shaped distribution of odds ratio was observed between paternal age and BPD in the unadjusted analysis. Maternal age and parental age difference was not associated with BPD. Birth by planned caesarean section was associated with increased odd of BPD. Smoking during pregnancy was not associated with BPD in the adjusted analyses. Region of birth and maternal educational level were associated with BPD. Both young and old father’s age was associated with BPD. Most perinatal complications and maternal smoking during pregnancy were not associated with BPD. The findings of this thesis, considered together with previous literature, suggest that the pre- and perinatal risk factor profile varies among different psychiatric disorders.

Conceptualizing and counteracting the bullying dynamic: Classroom and school contexts matter

Guided by the social-ecological conceptualization of bullying, this thesis examines the implications of classroom and school contexts—that is, students’ shared microsystems—for peer-to-peer bullying and antibullying practices. Included are four original publications, three of which are empirical studies utilizing data from a large Finnish sample of students in the upper grade levels of elementary school. Both self- and peer reports of bullying and victimization are utilized, and the hierarchical nature of the data collected from students nested within school ecologies is accounted for by multilevel modeling techniques. The first objective of the thesis is to simultaneously examine risk factors for victimization at individual, classroom, and school levels (Study I). The second objective is to uncover the individual- and classroom-level working mechanisms of the KiVa antibullying program which has been shown to be effective in reducing bullying problems in Finnish schools (Study II). Thirdly, an overview of the extant literature on classroom- and school-level contributions to bullying and victimization is provided (Study III). Finally, attention is paid to the assessment of victimization and, more specifically, to how the classroom context influences the concordance between self- and peer reports of victimization (Study IV). Findings demonstrate the multiple ways in which contextual factors, and importantly students’ perceptions thereof, contribute to the bullying dynamic and efforts to counteract it. Whereas certain popular beliefs regarding the implications of classroom and school contexts do not receive support, the role of peer contextual factors and the significance of students’ perceptions of teachers’ attitudes toward bullying are highlighted. Directions for future research and school-based antibullying practices are suggested.