New computer software for defining the three-dimensional geometry for a centrifu- gal compressor impeller

In this thesis, a computer software for defining the geometry for a centrifugal compressor impeller is designed and implemented. The project is done under the supervision of Laboratory of Fluid Dynamics in Lappeenranta University of Technology. This thesis is similar to the thesis written by Tomi Putus (2009) in which a centrifugal compressor impeller flow channel is researched and commonly used design practices are reviewed. Putus wrote a computer software which can be used to define impeller’s three-dimensional geometry based on the basic geometrical dimensions given by a preliminary design. The software designed in this thesis is almost similar but it uses a different programming language (C++) and a different way to define the shape of the impeller meridional projection.

Testiohjelmiston kehittäminen väsytyskokeiden suorittamiseksi mielivaltaisilla kuormituksilla

Väsytyskokeita on väsymisilmiön keksimisestä lähtien tehty pääasiallisesti vakioamplitudisella kuormituksella. Paremmin todellisuutta kuvaavaan testitilanteeseen päästään kuitenkin vain käyttämällä testattavan rakenteen reaalikuormitusta simuloivaa muuttuva-amplitudista kuormitusta. Tällaisen kuormituksen testaaminen käytännössä on kuitenkin huomattavasti vaikeampaa kuin perinteisen vakioamplitudisen kuormituksen, koska muuttuva-amplitudisen kuormituksen spektri on ensin kehitettävä jostain – joko käytännön mittausten kautta tai rakenteen käyttötilaa analysoimalla. Myöskään tiedossa olevan spektrin tuottaminen käytännön kokeissa ei ole aivan yksinkertaista. Tässä kandidaatintyössä pyrittiin ratkaisemaan näitä ongelmia suunnittelemalla ja toteuttamalla testiohjelmisto, joka pystyy sekä generoimaan että käytännössä toistamaan käyttäjän haluaman kuormitusspektrin laboratoriokokeissa. Jälkimmäistä varten oli olemassa ohjelma, jota haluttiin hyödyntää tässä työssä. Tehtävä jaettiin kolmeen osioon: kuormitusspektrien generoiminen, kuormitusspektrien yhdistäminen ja lopuksi spektrien toistaminen itse väsytyskokeessa. Kahdessa ensimmäisessä osiossa käytettiin ohjelmointiympäristönä Matlab-ohjelmaa; kolmannessa käytettiin pohjana olemassa olevaa väsytyskoeohjelmaa ja käytännön ohjelmointi suoritettiin näin ollen ANSI C –kielellä käyttäen kääntäjänä Microsoft Visual Studio 6.0:aa. Alkuperäinen väsytyskoeohjelma vaati useita merkittäviä muutoksia, ennen kuin se soveltui käytettäväksi tässä yhteydessä. Työssä on kuvattu periaatetasolla ohjelmien suunnittelu- ja toteuttamisvaiheet. Lisäksi työn on tarkoitus toimia yksinkertaisena käyttöohjeena ja opastuksena koko ohjelmiston käyttöön.

Web-makrot ja käyttäjäautomaatio web-sovelluksessa: prototyypin suunnittelu ja toteutus

Tämän kandidaatintyön aiheena on web-sovelluksen käyttäjäautomaatio web-makrojen avulla. Työssä esitellään prototyyppitoteutus SaaS-sovellukseen kohdistetusta web-makrojärjestelmästä. Työn teoriaosa esittelee web-automaation ja web-ympäristön keskeisen teknologian. Ratkaisuosa pohjustaa ratkaisuun käytetyn lähestymistavan, esittelee työn prototyyppiratkaisun ja arvioi ratkaisun lopputulosta. Lopputuloksena havaitaan, että prototyyppiratkaisu onnistuu selvittämään makrotoiminnallisuuden toteuttamiseen liittyvät tekniset haasteet. Ratkaisun merkittävimmäksi tekniseksi haasteeksi arvioidaan selainyhteensopivuuden saavutus ja ylläpito. Ratkaisun hyödynnettävyys koko web-sovelluksen mittakaavassa todetaan kuitenkin heikoksi, koska sovelluksen liiketoimintalogiikka rajoittaa makroparadigman käyttöä.

ICT-alan tarvekartoitus 2011 : Yhteenveto työvoiman ja koulutuksen tarvetutkimuksen ja C&Q-osaamistarvekartoituksen haastatteluista

Kainuun ELY-keskus ja alueen TE-toimistot yhdessä Kainuun ammattiopiston kanssa kartoittivat kainuulaisten ICT-alan yritysten työvoima-, koulutus- ja osaamistarpeita sekä toimialan kehitysnäkymiä. Työvoiman ja koulutuksen tarvetutkimuksen (TKTT) haastatteluja tehtiin alkusyksyn 2011 aikana yhteensä 21 yrityksessä. Näistä 16 tehtiin samanaikaisesti C&Q-profession osaamistarvekartoitus. Kyselyjen tuloksia käsiteltiin lokakuussa järjestetyssä asiantuntijaraadissa. Haastatelluista yrityksistä näyttää löytyvän kasvuhalukkuutta. Paitsi että yritykset ilmoittivat olevansa kasvuhakuisia, niin 15 yritystä 21:stä arvioi henkilöstömääränsä kasvavan seuraavan vuoden aikana. Yritykset työllistivät haastatteluhetkellä yhteensä 715 henkeä. Niiden yhteenlasketun henkilöstömäärän arvioitiin seuraavan vuoden aikana kasvavan yhteensä 65 hengellä eli 9,1 %. Suomen talouden epävarmoista kehitysnäkymistä huolimatta kainuulaisten ICT-alan yritysten suhdanneodotukset vuodeksi eteenpäin olivat positiiviset. Tarkempia suunnitelmia rekrytoida uutta työvoimaa oli kymmenellä yrityksellä. Heti tai vuoden kuluessa oli tarvetta palkata yhteensä 28 henkilöä. Eniten oli tarvetta atk-suunnittelijoille, joko ohjelmoijiksi tai ohjelmistosuunnittelijoiksi. Yrityksissä oli lisäksi kysyntää alan insinööreille ja teknikoille ja myös myyntitehtäviin haettiin osaajia. Työvoiman tarve on kasvussa myös pidemmällä tähtäimellä. Kyselyn perusteella työvoiman saatavuudessa ICT-alalla ei ainakaan vielä näytä olevan suuria ongelmia. ICT-alan kehitys on nopeaa ja alalla on osattava soveltaa teknologiaa asiakkaiden monenlaisiin tarpeisiin. Alan ammattilaisten tärkeintä osaamista on oman alansa asiantuntijuus. Yritykset nostivat muiksi tärkeiksi kvalifikaatioiksi muun muassa toimialan teknisen kehityksen seuraamisen ja ajantasaisen osaamisen varmistamisen sekä ennakoivan ajattelu- ja toimintatavan. Nykyisen osaamisen lisäksi yritysten henkilökunnalla pitäisi olla enemmän vuorovaikutus-, viestintä- ja kommunikointitaitoja sekä asiakaspalveluun liittyviä taitoja. Muutoksia osaamistarpeisiin tuo esimerkiksi ohjelmistosuunnittelun ja sovellusten käytön siirtyminen mobiilialustoille ja ns. pilvipalveluihin. Yrityksillä oli monenlaisia koulutustarpeita nykyiselle henkilöstölle. Asiantuntijaraadissa eri tarpeet yhdistettiin seuraavanlaisiksi koulutuskokonaisuuksiksi: ohjelmointi ja projektiosaaminen, tuotanto ja kielikoulutus, myynti ja markkinointi, asiakastarpeiden kartoitus ja tuotekehitys sekä esimiesosaaminen. Alan yritysten yhteistyön tiivistäminen muun muassa IT-poolin kautta nähtiin edelleen tarpeellisena. Yhteistyöhön oppilaitosten kanssa esimerkiksi työharjoittelujen suhteen oltiin pääasiassa tyytyväisiä. Oppilaitoksista valmistuneilla nähtiin olevan perusvalmiudet kutakuinkin kohdallaan. Puutteita oli projektityöskentelyvalmiuksissa ja projektinhallintataidoissa, ohjelmistotekniikan prosessikokonaisuuksien hallinnassa, tietokantapalvelujen tekniikan suunnittelussa sekä tiimityöskentelytaidoissa.

Git-versiohallinnan matemaattiset perusteet

Työssä esitetään Git-versiohallintajärjestelmään liittyviä tietorakenteita ja toimintoja matemaattisesta näkökulmasta. Kuvaillaan Gitin käyttämä tietojen tallennustapa ja annetaan yleiskuva Gitin tärkeimmistä toiminnoista. Erityisen tarkasti Gitin toiminnoista esitetään pakkausmenetelmä, tiedostojen erojen vertailu ja pakettitiedostoissa käytettävä deltapakkaus. Deflate-pakkausmenetelmästä tutustutaan sen käyttämään Huffman-koodaukseen, LZ77- koodaukseen ja koodauskaavioiden pakkaukseen. Lisäksi määritellään deflate-pakatun tietovirran rakenne. Esitetään tiedostojen erojen vertailun matemaattinen määritelmä sekä näytetään miten tähän liittyvä pisimmän yhteisen alijonon hakeva algoritmi voidaan toteuttaa erilaisilla menetelmillä, joiden aikakompleksisuudet poikkeavat merkittävästi toisistaan. Kuvaillaan Gitin pakettitiedoston rakenne ja sen muodostamisen algoritmeja. Lisäksi annetaan matemaattinen määritelmä siinä käytetylle deltapakkaukselle ja esitetään deltapakkauksen algoritmi ja siinä käytetty Rabinin sormenjälki. Esitettävissä algoritmeissa esiintyy muutamia perusmenetelmiä kuten dynaaminen ohjelmointi, ahnas algoritmi sekä hajota ja hallitse -menetelmä.

Tietokantojen yhdistäminen järjestelmän rajapintoja hyödyntäen

Tässä työssä on pyritty kartoittamaan mahdollisuudet omatoimiseen Voyager-kirjastojärjestelmän aineistotietokantojen ja asiakasrekisterien yhdistelyyn. Lähtökohtana on ollut oletus, että kohdejärjestelmän tietokantaan ei ole oikeuksia eikä sopimusteknistä mahdollisuuttakaan kirjoittaa tietoja suoraan kyselykielellä. Järjestelmän dokumentaatiota sekä verkostoa hyödyntämällä olen pyrkinyt kartoittamaan mahdollisuudet kaiken toiminnallisuuden vaatiman datan siirtoon. Hyödyntämällä järjestelmän rajapintoja, voidaan saavuttaa kustannussäästöjä sekä joustavuutta työn suorittamisen aikataulutukseen. Bibliografisen datan siirtoon Voyager-kirjastojärjestelmässä on mahdollisuus hyödyntää palvelimella eräajona suoritettavaa ohjelmaa. Tässä eräajossa voidaan siirtää sekä bibliografiset tietueet että varastotietueet. Nidetietojen kirjoittamiseksi kohteena olevaan tietokantaan käytetään Visual Studio -sovellusta, joka hyödyntää luettelointirajapintaa. Asiakastietojen siirtoon on mahdollista hyödyntää palvelimella suoritettavaa eräajoa, jonka syötteeksi kirjoitetaan määrämittainen syötetiedosto. Asiakastietueisiin sidotut lainatiedot voidaan siirtää kohdetietokantaan asiakasohjelman offline-lainaustoiminnolla.

Applying Qt to programming courses

Työn tavoitteena on sovittaa Qt opetussuunnitelmaan. Työ sisältää Qt:n lyhyen historian sekä katsauksen sen nykytilaan. Nykytilakatsaus sisältää kolme näkökulmaa: miten ja missä Qt:ta voidaan käyttää, sekä sen käyttötarkoitukset teollisuudessa ja opetuksessa. Työn tuloksena syntyy luentodemonstraatiota varten pieni ohjelma, joka on luotu C++:n ja Qt Designerin avulla ja käyttää olennaisia käyttöliittymäkirjaston olioita. Toisena tuotteena työssä syntyy luonnos Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston ohjelmointikursseista, joissa Qt:ta voitaisiin käyttää avustamaan opiskelijoita näkemään, miten graafinen ohjelma luodaan sekä valmentaa heitä ymmärtämään viitekehyksien ja graafisten kirjastojen tuomat edut.

Laajeneva ohjelmointiesimerkkikokoelma Ohjelmoinnin perusteet -kurssille

Lappeenrannan teknillisen yliopiston Ohjelmoinnin perusteet -kurssin osallistujilla on ollut vaikeuksia aloittelevan ohjelmoijan kannalta laajojen ohjelmien tuottamisessa ja tällaisten ohjelmien jäsentelemisessä aliohjelmiksi. Kurssin harjoitustyö on kuitenkin vaatinut tällaisen laajan ja jäsennellyn ohjelman tuottamista ja osallistujien ongelmat edellä mainittujen asioiden suhteen ovat ilmenneet palautetuista harjoitustöistä. Tässä työssä pyritään tuottamaan ratkaisu edellä kuvattuun ongelmaan konstruktiivisen tutkimuksen keinoin. Työssä tuotettava konstruktio on ohjelmointiesimerkkikokoelma ja sen avulla kurssin osallistujille voidaan esitellä kuinka laajoja ohjelmia voidaan tuottaa vaiheittain ja kuinka tällaisia ohjelmia voidaan jäsennellä aliohjelmiksi.

Ohjelmoinnin jatkokurssin opetuksen kehitys

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on löytää mahdollisimman kattava kokoelma harjoitustehtäviä ohjelmoinnin jatkokurssille. Tässä työssä tutkitaan ohjelmoinnin jatkokurssin kehitystarpeita. Työssä käydään läpi kurssilla aiemmin käytettyjä harjoitustehtäviä sekä käsiteltäviä aiheita. Näiden perusteella kartoitetaan aiemmissa harjoitustehtävissä mahdollisesti olleet puutteet ja pyritään tekemään uudet harjoitustehtävät siten, että ne kattavat mahdollisimman hyvin kurssin aiheet. Tehtävät pyritään suunnittelemaan siten, että aiempaa ohjelmointiosaamista pystytään käyttämään hyväksi mahdollisimman paljon. Tutkimus perustuu Lappeenrannan teknillisen yliopiston Käytännön ohjelmointi nimiseen kurssiin. Tämä on ohjelmoinnin jatkokurssi, jolla käytetään ohjelmointikielenä C-kieltä.

AVR-pohjainen mobiilirobotti

Kandidaatintyön aineena oli rakentaa autonomisesti pyörillä liikkuva, esteitä väistelevä mobiilirobotti käyttäen Arduino-kehitysympäristöä prototyypin valmistamiseen. Rakensin robotin alusta alkaen itse eli työhön sisältyi robotin mekaniikan kokoaminen, elektroniikan suunnittelu ja rakentaminen sekä toimintaälyn ohjelmointi mikroprosessorille eteenpäin kulkemiseen ja esteiden väistämiseen. Arduinon ytimenä on Atmelin AVR-sarjaan kuuluva ATMega328-mikroprosessori. Robotin ympäristön havainnointi tapahtuu käyttämällä ultraäänisensoria. Robotti oli mielenkiintoinen projekti toteuttaa ja toimi kokonaisuutena katsottuna odotetulla tavalla.

Developing an introductory object-oriented programming course

The state of the object-oriented programming course in Lappeenranta University of Technology had reached the point, where it required changes to provide better learning opportunities and thus the learning outcomes. Based on the student feedback the course was partially dated and ineffective. The components of the course were analysed and the ineffective elements were removed and new methods were introduced to improve the course. The major changes included the change from traditional teaching methods to reverse classroom method and the use of Java as the programming language. The changes were measured by the student feedback, lecturer’s observations and comparison to previous years. The feedback suggested that the changes were successful; the course received higher overall grade than before.

Ottomoottorin suorituskyvyn parantaminen sähköisillä järjestelmillä autourheilun jokamiesluokassa

Tässä työssä tutkitaan sähköisten moottorin viritysmenetelmien soveltuvuutta jokamiesluokan kilpa-autoiluun. Tehty tutkimus perustuu kirjallisuuslähteisiin ja siinä selvitetään sähköjärjestelmillä saavutettavaa moottorin suorituskykyhyötyä sekä niistä aiheutuvia kustannuksia. Kustannustaso on tärkeässä osassa, koska jokamiesluokan kilpa-autojen myyntihinta kilpailuissa on 1400 €. Tutkimuksen teoriaosassa käydään läpi erilaisia moottorin sähköjärjestelmiä ja tutkimusosassa keskitytään moottorin sähköisesti ohjattuun polttoaineen suihkutukseen, erilaisiin sytytysjärjestelmiin ja moottorin ohjausyksiköihin. Moottorin sähköjärjestelmistä saatavaa hyötyä arvioidaan sellaisenaan, uudelleensäädettynä, jälkiasennettuna ja mekaanisen moottorin virityksen yhteydessä. Vertailukohtana käytetään mm. kaasuttimia ja vanhempia sytytysjärjestelmiä. Moottorin ohjelmoitavien polttoaineensuihkutus- ja sytytysjärjestelmien todetaan tutkimuksen perusteella olevan harkitsemisen arvoisia jokamiesluokan kilpa-autoihin, vaikka moottorin huipputehoa niiden käyttö ei kasvata muutamaa hevosvoimaa enempää. Useimmille harrastajille hinnaltaan liian kalliiksi jokamiesluokan kilpa-autoihin todetaan uutena ostetut jälkiasennettavat kilpakäyttöön suunnitellut moottorin ohjausyksiköt.

Digitaalisen tarinankerronnan hyödyntäminen peruskouluissa

Työn tavoitteena on selvittää, minkälaisia mahdollisuuksia digitaalinen tarinankerronta antaa peruskouluissa. Työssä käsitellään digitaalinen tarinankerronta ja se, miten sitä hyödynnetään opetuksessa. Työn taustana on opetushallituksen laatima opetussuunnitelma 2016. Opetussuunnitelmassa uutena on ohjelmointi, jota käsitellään työssä vähän tarkemmin. Tulevaisuudessa teknologia, kuten koodaus ja robotiikka sekä lisätty todellisuus voivat tukea luovuutta, innovatiivisuutta ja ongelmanratkaisukykyä. Työ on kirjallisuuskatsaus, jossa aihetta analysoidaan lähdekirjallisuuden avulla. Digitaalisella tarinankerronnalla luokkahuoneessa on rajattomat mahdollisuudet. Digitaalinen tarinankerronta tukee uuden opetussuunnitelman tavoitteita. Digitaalisen tarinankerronnan avulla voidaan osallistaa lapset oppimisprosessiin, heidän omia vahvuuksia saadaan esille sekä he pääsevät itse oivaltamaan ja ratkomaan ongelmia. Ohjelmointi, robotiikka ja lisätty todellisuus antavat uusia työkaluja opetukseen. Ohjelmointi on älyllisesti motivoiva ajattelutapa. Teknologian käyttö opetuksessa lisää opiskelumotivaatiota ja yhdessä tekemisen iloa.