Python as a programming language for the introductory programming courses

Tämä kandidaatintyö tutkii tietotekniikan perusopetuksessa keskeisen aiheen,ohjelmoinnin, alkeisopetusta ja siihen liittyviä ongelmia. Työssä perehdytään ohjelmoinnin perusopetusmenetelmiin ja opetuksen lähestymistapoihin, sekä ratkaisuihin, joilla opetusta voidaan tehostaa. Näitä ratkaisuja työssä ovat mm. ohjelmointikielen valinta, käytettävän kehitysympäristön löytäminen sekä kurssia tukevien opetusapuvälineiden etsiminen. Lisäksi kurssin läpivientiin liittyvien toimintojen, kuten harjoitusten ja mahdollisten viikkotehtävien valinta kuuluu osaksitätä työtä. Työ itsessään lähestyy aihetta tutkimalla Pythonin soveltuvuutta ohjelmoinnin alkeisopetukseen mm. vertailemalla sitä muihin olemassa oleviin yleisiin opetuskieliin, kuten C, C++ tai Java. Se tarkastelee kielen hyviä ja huonoja puolia, sekä tutkii, voidaanko Pythonia hyödyntää luontevasti pääasiallisena opetuskielenä. Lisäksi työ perehtyy siihen, mitä kaikkea kurssilla tulisi opettaa, sekä siihen, kuinka kurssin läpivienti olisi tehokkainta toteuttaa ja minkälaiset tekniset puitteet kurssin toteuttamista varten olisi järkevää valita.

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.

Ajax: Web-sovellusten uudet mahdollisuudet

Tässä työssä selvitettiin Ajax-tekniikan tilannetta web-sovellusten kehityksessä. Sitä varten kehitettiin demosovellus, jonka avulla tekniikoiden käyttökelpoisuutta voitiin arvioida. Samalla työssä on esitelty eri tekniikoita, jotka liittyvät kiinteästi Ajax-sovellusten toteuttamiseen. Demosovellus tehtiin vapaalla LAMP (Linux, Apache, MySQL and PHP) -alustalla. Työssä on arvioitu Ajax-tekniikan käyttökelpoisuutta ja ongelmia nykyisen webin, web-kehittäjien, käytössä olevien selainten ja käyttäjien kannalta. Lopussa on myös pohdittu hieman webin tulevaisuutta ja Ajaxin osaa siinä.

Lukiokurssi matemaattisesta ohjelmoinnista Python-kielellä

Tässä tutkielmassa suunnitellaan lukion kolmannen vuoden opiskelijoille tarkoitettu syventävä kurssi, jossa opiskellaan ohjelmoinnin perusteita ja matemaattista ohjelmointia Python-kielellä. Tutkielma on laadittu siten, että sitä voidaan käyttää kurssin oppimateriaalina. Kurssin ensimmäiset oppitunnit käytetään ohjelmoinnin perustietojen opiskeluun. Tämän jälkeen kurssi painottuu algoritmisen ajattelun ja ohjelmointitaitojen kehittämiseen useita matemaattisia ohjelmia kirjoittamalla. Tutkielmaan on kerätty monipuolisesti lukion pitkän matematiikan oppimäärään sisältyviä menetelmiä ja tehtäviä, joita on kätevää ratkaista ohjelmoimalla. Näiden menetelmien ja tehtävien ohjelmointia havainnollistetaan tutkielmassa useiden esimerkkien avulla. Jokaisen matematiikan aihealueen yhteydessä on tarkoitus oppia jokin uusi asia ohjelmoinnista tai syventää jo opittujen asioiden osaamista. Tutkielma sisältää myös 50 harjoitustehtävää kurssin eri aihealueilta sekä lisämateriaalina lyhyen johdatuksen pelien ohjelmointiin ja täydennystä numeerisiin menetelmiin. Tutkielmassa suunnitellulla kurssilla käytettäväksi ohjelmointikieleksi on valittu Python, sillä Pythonin yksinkertainen ja selkeä syntaksi helpottaa huomattavasti aloittelijoiden ohjelmoinnin oppimista. Lisäksi Python-tulkki on ladattavissa Internetistä ilmaiseksi.

Regressiotestaus- ja ylläpitotyökalu Ohjelmoinnin perusteet -kurssin Python-harjoitustehtäville

Tässä kandidaatintyössä suunnitellaan ja toteutetaan regressiotestaus- ja ylläpitotyökalu Ohjelmoinnin perusteet -kurssin Python-ohjelmointitehtäville. Työkalun on tarkoitus auttaa kurssin vastuuhenkilöitä selvittämään kurssilla käytettyjen harjoitustehtävien esimerkkiratkaisujen toimivuus Python-versiossa, jota kurssilla aiotaan käyttää ohjelmointiympäristönä seuraavana vuonna, ja helpottaa harjoitusmateriaalin yhdenmukaisuuden varmistamista silloin kun Python-versiota vaihdetaan tai materiaaliin tehdään muutoksia. Työssä tutkitaan, miten tarkoitukseen sopiva yleispätevä testaustyökalu voidaan kehittää, mitä seikkoja sen suunnittelussa on otettava huomioon ja mitä ongelmia kehittämiseen liittyy. Yleispätevän testaustyökalun kehittäminen osoittautui hankalaksi, vaikka testattavat ohjelmat ovat yksinkertaisia. Harjoitusmateriaaliin kuuluneiden yli 50 ohjelman testaamisessa tarvittavia tiedostoja oli yhteensä hyvin suuri määrä, ja niiden käsittelemiseksi työkalussa ja sen ulkopuolella oli vaikeaa valita optimaalista hakemistorakennetta. Lisäksi joidenkin testattavien ohjelmien havaittiin vaativan testauksessa muista poikkeavia lisätoimenpiteitä, jotka päätettiin jättää toteuttamatta työn puitteissa. Työn toivottu tulos jäi siten osittain saavuttamatta. Tuloksena syntyi kuitenkin työkalu, jolla voidaan ajaa 93 % nykyisistä esimerkkiratkaisuista määritellyillä testisyötteillä halutussa Python -ympäristössä ja saada tiedot ohjelmien toimivuudesta sekä niiden tuottamien tulosteiden täsmäävyydestä esimerkkitulosteisiin.

APIs and Datasets everywhere

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Keräilykorttipelin toteutus HTML5- ja Javascript-tekniikoilla

HTML5-tekniikka sekä Javascript tuen laajuus selaimissa vaihtelee. Tässä työssä kyseisiä tekniikoita tutkitaan ja selvitetään niiden toimivuus keräilykorttipelin tarvittavien ominaisuuksien osalta. Tuet kartoitetaan viiden yleisimmän selaimen osalta. HTML5 tukee WebSocket-ominaisuutta, mutta kaikki selaimet eivät tue ominaisuutta tai se on poistettu käytöstä. Työssä etsitään tiedonsiirtotekniikan korvaaja, jota testataan ja verrattaan yleisesti käytettäviin tekniikoihin. Socket.io oli nopea tekniikka ja viisi yleisintä selainta tuki kyseistä tekniikkaa. Tämän vuoksi Socket.io-tekniikka soveltuu keräilykorttipeliin hyvin. Työssä tutkitaan keräilykorttipeliin liittyviä ongelmia sekä ratkaistaan ilmenneet ongelmat. Keräilykorttipelissä kyseisiä ongelmia ilmeni hyvin vähän. HTML5 animaatio tutkitaan että se on optimoitu hyvin, jotta käyttäjälle tulee miellyttävä peli kokemus. Keräilykorttipeliin lisäksi tehdään käytännön toteutuksena pakkaeditorin prototyyppi, jossa käytetään drag&drop-tekniikkaa. Tämän vuoksi myös drag&drop-tekniikan tuki on selainten osalta kartoitettu myös työssä, sekä testattu käytännön toteutuksena prototyypissä. Prototyypin tarkoitus on kartoittaa mahdolliset tulevat ongelmat sekä auttaa varsinaisen pakkaeditorin tuotantoversiossa.

Front end development for building automation systems using JavaScript Frameworks

Automation technologies are widely acclaimed to have the potential to significantly reduce energy consumption and energy-related costs in buildings. However, despite the abundance of commercially available technologies, automation in domestic environments keep on meeting commercial failures. The main reason for this is the development process that is used to build the automation applications, which tend to focus more on technical aspects rather than on the needs and limitations of the users. An instance of this problem is the complex and poorly designed home automation front-ends that deter customers from investing in a home automation product. On the other hand, developing a usable and interactive interface is a complicated task for developers due to the multidisciplinary challenges that need to be identified and solved. In this context, the current research work investigates the different design problems associated with developing a home automation interface as well as the existing design solutions that are applied to these problems. The Qualitative Data Analysis approach was used for collecting data from research papers and the open coding process was used to cluster the findings. From the analysis of the data collected, requirements for designing the interface were derived. A home energy management functionality for a Web-based home automation front-end was developed as a proof-of-concept and a user evaluation was used to assess the usability of the interface. The results of the evaluation showed that this holistic approach to designing interfaces improved its usability which increases the chances of its commercial success.