Data-assimilaatiomenetelmistä ja niiden soveltamisesta ROSE-kemiakuljetusmalllin

Data-assimilaatio on tekniikka, jossa havaintoja yhdistetään dynaamisiin numeerisiin malleihin tarkoituksena tuottaa optimaalista esitystä esimerkiksi ilmankehän muuttuvasta tilasta. Data-assimilaatiota käytetään muun muassa operaativisessa sään ennustamisessa. Tässä työssä esitellään eri data-assimilaatiomenetelmiä, jotka jakautuvat pääpiirteittäin Kalmanin suotimiin ja variaatioanaalisiin menetelmiin. Lisäksi esitellään erilaisia data-assimilaatiossa tarvittavia apuvälineitä kuten optimointimenetelmiä. Eri data-assimilaatiomenetelmien toimintaa havainnollistetaan esimerkkien avulla. Tässä työssä data-assimilaatiota sovelletaan muun muassa Lorenz95-malliin. Käytännön data-assimilaatio-ongelmana on GOMOS-instrumentista saatavan otsonin assimiloiminen käyttäen hyväksi ROSE-kemiakuljetusmallia.

Mobiilitunnistamisen hyödyt ja mahdollisuudet Helsingin yliopistossa

Employees and students in University of Helsinki use various services which require authentication. Some of these services require strong authentication. Traditionally this has been realized by meeting in person and presenting an official identification card. Some of these online services can be automatized by implementing existing techniques for strong authentication. Currently strong authentication is implemented by VETUMA-service. Mobile authentication is interesting alternative method. The purpose of this paper is to study the Mobile Signature Service technology and to find out the benefits and possibilities of its use for mobile authentication in University of Helsinki. Mobile authentication is suitable method for implementing strong authentication and for signing documents digitally. Mobile authentication can be used in many different ways in Helsinki university.

Käytettävyystestauksen ja käyttöliittymän läpikäynnin vertailu OpeOodin avulla

Tutkielmassa vertaillaan kahta käyttöliittymien arviointimenetelmää, käytettävyystestausta (usability testing) ja käyttöliittymän läpikäyntiä (pluralistic usability walkthrough). Vertailu tehdään tutkimalla kummallakin menetelmällä samaa käyttöliittymää, opettajien kurssinhallintatyökalua OpeOodia. Arvioinneissa käytettävät testitehtävät perustuvat haastatteluilla selvitettyihin todellisiin käyttötilanteisiin. Käyttöliittymän ongelmat luokitellaan käytettävyystekijöiden ja vakavuuden mukaan. Ongelmat esitetään myös näytöittäin. Työssä etsitään menetelmillä löytyvien ongelmien eroja ja pohditaan syitä niihin. Tutkimuksen perusteella menetelmät näyttävät täydentävän toisiaan, käyttöliittymän läpikäynnillä saadaan yksityiskohtaista tietoa käsitellyistä näytöistä, mutta käytettävyystestauksella voidaan tutkia suurempi osa järjestelmästä.

Digitaalisten teosten maailmanlaajuinen rekisteröinti ja käyttömaksujen kerääminen internetissä

The vastly increased popularity of the Internet as an effective publication and distribution channel of digital works has created serious challenges to enforcing intellectual property rights. Works are widely disseminated on the Internet, with and without permission. This thesis examines the current problems with licence management and copy protection and outlines a new method and system that solve these problems. The WARP system (Works, Authors, Royalties, and Payments) is based on global registration and transfer monitoring of digital works, and accounting and collection of Internet levy funded usage fees payable to the authors and right holders of the works. The detection and counting of downloads is implemented with origrams, short and original parts picked from the contents of the digital work. The origrams are used to create digests, digital fingerprints that identify the piece of work transmitted over the Internet without the need to embed ID tags or any other easily removable metadata in the file.

Aspektiohjelmointi ja hauraat liitoskohtamääritykset

Läpileikkaava näkökulma on tietokoneohjelman toteutukseen liittyvä vaatimus, jota ei voida toteuttaa käytetyllä ohjelmointikielellä omaan ohjelmayksikköön, vaan sen toteutus hajaantuu useisiin ohjelmayksiköihin. Aspektiohjelmointi on uusi ohjelmointiparadigma, jolla läpileikkaava näkökulma voidaan toteuttaa omaan ohjelmayksikköön, aspektiin. Aspekti kapseloi näkökulman toteutuksen neuvon ja liitoskohtamäärityksen avulla. Neuvo sisältää näkökulman toteuttavan ohjelmakoodin ja liitoskohtamääritys valitsee ne ohjelman liitoskohdat, joihin ohjelmakoodi liitetään. Nykyisillä aspektikielillä voidaan valita liitoskohtia pääasiassa niiden syntaktisten ominaisuuksien, kuten nimen ja sijainnin, perusteella. Syntaksiin sidoksissa olevat liitoskohtamääritykset ovat hauraita, sillä ohjelmaan tehdyt muutokset voivat rikkoa syntaksista riippuvia liitoskohtamäärityksiä, vaikka itse liitoskohtamäärityksiin ei tehtäisi muutoksia. Tätä ongelmaa kutsutaan hauraan liitoskohtamäärityksen ongelmaksi. Ongelma on merkittävä, koska hauraat liitoskohtamääritykset vaikeuttavat ohjelman kehitettävyyttä ja ylläpidettävyyttä. Tässä tutkielmassa perehdytään hauraan liitoskohtamäärityksen ongelmaan ja siihen esitettyihin ratkaisuihin. Tutkielmassa näytetään, että ongelmaan ei ole tällä hetkellä kunnollista ratkaisua.

Avoimet julkaisuarkistot ja niiden tekniikka

Open Access -liike pyrkii vapauttamaan tieteellisen tiedon kaupallisuuden rajoitteista edesauttamalla artikkeleiden rinnakkaisversioiden avointa ja esteetöntä verkkotallennusta. Sen mahdollistamiseksi verkkoon perustetaan julkaisuarkistoja, joiden toiminta-ajatuksena on säilöä taustayhteisönsä tieteellinen tuotanto avoimesti ja keskitetysti yhteen paikkaan. Avoimen lähdekoodin arkistosovellukset jakavat sisältönsä OAI-protokollan avulla ja muodostavat näin globaalin virtuaalisen tietoverkon. Suurten tietomäärien käsittelyssä on huomioitava erityisesti kuvailutiedon rooli tehokkaiden hakujen toteuttamisessa sekä tiedon yksilöiminen verkossa erilaisten pysyvien tunnisteiden, kuten Handle:n tai URN:n avulla. Tieteellisen tiedon avoimella saatavuudella on merkittävä vaikutus myös oppimisen näkökulmasta. Julkaisuarkistot tarjoavat oppimateriaalin lisäksi uusia mahdollisuuksia julkaisukanavan ja oppimisymp äristön integroimiseen. Työssä esitellään avoimen saatavuuden keskeisiä teemoja sekä sen käytännön toteutusta varten kehitettyjä teknisiä ratkaisuja. Näiden pohjalta toteutetaan Meilahden kampuksen avoin julkaisuarkisto. Työssä pohditaan myös julkaisuarkistojen soveltuvuutta oppimisprosessin tukemiseen tutkivan- ja sulautuvan oppimisen viitekehyksessä. ACM Computing Classification System (CCS): H.3 [INFORMATION STORAGE AND RETRIEVAL], H.3.7 [Digital Libraries], H.3.3 [Information Search and Retrieval], H.3.5 [Online Information Services], K.3 [COMPUTERS AND EDUCATION], K.3.1 [Computer Uses in Education]

Viivesietoisten verkkojen nykytila ja tulevaisuuden haasteet

Delay and disruption tolerant networks (DTNs) are computer networks where round trip delays and error rates are high and disconnections frequent. Examples of these extreme networks are space communications, sensor networks, connecting rural villages to the Internet and even interconnecting commodity portable wireless devices and mobile phones. Basic elements of delay tolerant networks are a store-and-forward message transfer resembling traditional mail delivery, an opportunistic and intermittent routing, and an extensible cross-region resource naming service. Individual nodes of the network take an active part in routing the traffic and provide in-network data storage for application data that flows through the network. Application architecture for delay tolerant networks differs also from those used in traditional networks. It has become feasible to design applications that are network-aware and opportunistic, taking an advantage of different network connection speeds and capabilities. This might change some of the basic paradigms of network application design. DTN protocols will also support in designing applications which depend on processes to be persistent over reboots and power failures. DTN protocols could also be applicable to traditional networks in cases where high tolerance to delays or errors would be desired. It is apparent that challenged networks also challenge the traditional strictly layered model of network application design. This thesis provides an extensive introduction to delay tolerant networking concepts and applications. Most attention is given to challenging problems of routing and application architecture. Finally, future prospects of DTN applications and implementations are envisioned through recent research results and an interview with an active researcher of DTN networks.

Tosiaikainen tietovarastointi ja liiketoimintatiedon hallinta

Tosiaikainen tietovarasto on keskitetty tietokantajärjestelmä pehmeitä tosiaikaisia liiketoimintatiedon hallintasovelluksia varten. Näiden sovellusten perusvaatimuksena on tuoreen tiedon jatkuva saatavuus. Työssä käsitellään tosiaikaisen tietovaraston suunnittelua, tietovaraston jatkuvan ylläpidon eri vaiheita sekä näihin vaiheisiin soveltuvia menetelmiä. Tarkoitus on tuoda esiin kompromisseja, joita väistämättä joudutaan tekemään tietovaraston kyselytehokkuuden, viiveen ja jatkuvan saatavuuden välillä. Johtopäätöksenä suositellaan sitä suurempaa varovaisuutta mitä pienempiä viiveitä tavoitellaan. Liiketoimintatiedon hallintasovellusten tosiaikaisuus on ominaisuus, jota käyttäjät tavallisesti haluavat enemmän kuin tarvitsevat. Joissakin tapauksissa tosiaikaisuus on suorastaan haitallista. Mutta jos tosiaikainen tieto on välttämätöntä, samanaikaisia käyttäjiä on paljon, ja tarvittavat tiedot pitää yhdistää useasta lähdejärjestelmästä, niin tosiaikaiselle tietovarastoinnille ei ole kelvollista vaihtoehtoa. Tällöinkin riittää, että jatkuvasti ylläpidetään vain pientä osaa koko tietovarastosta.

Julkisen avaimen menetelmä ja ETSI:n MSS-määritys

Julkisen avaimen menetelmä on ollut käytössä Suomessa jo jonkin aikaa esimerkiksi HST-korteilla, joissa on Väestörekisterikeskuksen myöntämä kansalaisvarmenne. Kansalaisvarmenteella voidaan tehdä mm. laillisesti sitovia digitaalisia allekirjoituksia ja salata sähköpostia. Viime aikoina myös eri matkapuhelinoperaattorit ovat alkaneet tarjota mobiilia kansalaisvarmennetta, jossa salainen avain on sijoitettu matkapuhelimen SIM-kortille. Tässä pro gradu -työssä kuvataan ensin julkisen avaimen menetelmä ja sen käyttöalueet. Lisäksi mainitaan muutamia julkisen avaimen algoritmeja ja julkisen avaimen menetelmiin liittyviä ongelmia. Tämän jälkeen kuvataan ETSI:n MSS-määritys. ETSI:n MSS-määritys kuvaa palvelun rajapinnan, jossa loppukäyttäjältä pyydetään digitaalinen allekirjoitus. Lopuksi kuvataan Valimo Wireless Oy:n toteutus ETSI:n MSS-määrityksestä.

Harmoninen tonaalisuus ja nuottien hakumenetelmät

Musiikkitiedonhaku on poikkitieteellinen ala, jonka mielenkiintoisimpia sovelluksia ovat hyräilykyselykoneet. Symbolisen eli nuotteihin perustuvan musiikkitiedonhaun ydinkysymyksiä ovat, milloin sävelkulut muistuttavat jossakin musiikillisessa mielessä toisiaan, ja miten tätä voidaan mallinta ja mitata. Jos MIDI-muotoisesta nuottitietokannasta etsitään sävelkulun likimääräisiä esiintymiä, tarvitaan etäisyysmitta, joka kertoo, millaiset muunnokset säilyttävät sävelkulun oleellisesti samana ja mitkä ovat pieniä tai suuria virheitä. Tässä tutkielmassa perehdytään musiikin tonaaliseen ulottuvuuteen. Tonaalisuuden perustavanlaatuinen ilmenemismuoto länsimaisessa musiikissa ovat sävellajit. Sävellajit voidaan tunnistaa melko luotettavasti dynaamiseen ohjelmointiin perustuvalla algoritmilla, jossa verrataan nuottisegmentissä esiintyvien sävelten joukkoa eri sävellajien mukaisiin odotuksiin. Havaitaan, että harmonisen analyysin kannalta menetelmä on kuitenkin hieman epätarkka, koska siinä ei huomioida harmonisten sointujen vuorovaikutuksen merkitystä. Sävelkulkujen etäisyysvertailujen kannaltaa kriittisin tonaalisuuden ominaisuus on ihmisen sävelkorvan suhteellisuus, mikä tarkoittaa, että sävelten absoluuttiset korkeudet aistitaan keskimäärin melko epätarkasti, mutta sävelten väliset korkeuserot aistitaan tarkasti. Tutkielmassa esitetään sävelasteaakkosto, jonka merkkijonoina yksiääniset sävelkulut voidaan esittää vaihtoehtoisilla tavoilla suhteutettuina, ja pohditaan yleisesti sävelten suhteiden mittaamiseen liittyviä ongelmia sekä yksiäänisten sävelkulkuhakujen että polyfonisten ja homofonisten sävelkudosvertailujen kannalta.

Tietosuoja portaaleissa : Rekisterinpitäjän velvollisuudet ja toimeksiantajan vastuu

Tutkielmassa tarkastellaan tietosuojalainsäädännön perusteella portaaliympäristössä henkilörekistereitä pitävälle yritykselle muodostuvaa vastuuta. Siis millaisia olennaisia erityispiirteitä portaalia suunniteltaessa, toteutettaessa ja käytettäessä on huomioitava sekä miten toiminta on järjestettävä, jotta rekisterinpitäjän voidaan katsoa toimivan tietosuojan osalta lainmukaisesti. Tutkielmassa tarkastellaan myös rekisterinpitäjän velvollisuutta sopimuksin määrätä ja muutoin ohjeistaa rekisterinpitäjän lukuun toimivien yrityksien toimintaa. Lähestymistapa tutkielmassa on ongelmakeskeistä lainoppia, jossa tarkasteltava tutkimusongelma on juridis-liiketoiminnallis-tekninen. Lähestymistapa edustaa myös ennakoivaa oikeustiedettä ja sen lähtökohtana on että portaalien tietosuojan suunnittelulla, toteutuksella ja sopimuksin voidaan ennakoivasti välttää tietosuojaongelmia, laiminlyöntejä sekä niiden seurauksia. Tutkielma yksinkertaistaa ja havainnollistaa portaalista vastaavan rekisterinpitäjän vastuuta tietosuojasta. Tuotoksena esitetään portaalitoiminnassa sovellettavia yleisohjeita portaalien tietosuojan suunnitteluun, toteutukseen ja sopimusjärjestelyihin. Tutkielman tuotoksista on myös laadittu tiivistelmä, joka on julkaistu tietosuojavaltuutetun toimiston ohjeistuksena rekisterinpitäjille (liite 1).