Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta

 

Recent Submissions

  • Stenholm, Noora (2015)
    Involuntary displacements are more common than ever, and the reasons vary from natural disasters, wars and conflicts to environmental degradation and development-induced displacement. Typically, the victims of these phenomena inhabit the Global South, and are further impoverished due to the lack of having a say where and how to live. The lack of social justice and recognition of social development is typical in large-scale involuntary displacements, and also affects to the abilities of people to reconstruct and recover after resettlement. The linkage between forced migration and risk to impoverishment has been widely acknowledged especially in cases that lack participatory measures and proper compensation for the victims. When the impacts are recognized, it is understood that forced resettlement has effects in the economic, social, and physical spheres of life, and can be a major burden for the urban poor. However, involuntary displacement also disrupts the attachments and constructions of sense of place, which have further impacts on social cohesion. The question of community reorganization is crucial in the context where resettlement is simultaneous and combines various heterogeneous groups. The aim of this research is to examine the extent and quality of rehabilitation after involuntary displacement in an urban environment in Sri Lanka. The focus in this research is given to women, as gender is a significant factor in resettlement outcomes, yet it is often ignored in planning and implementation. Gender roles and norms in Sri Lanka are still fixed and conventional, making it an interesting approach to study resettlement and rehabilitation and the daily interactions and perceptions on them. A case study for this research took place in four resettlement sites in the outskirts of Colombo Metro Region, Sri Lanka, which is in the midst of significant urban development plans that aim to relocate tens of thousands of slum dwellers in the need to release prime lands for investments, simultaneously beautifying the city and fighting frequent flooding. The methodological approach applied in this study addresses feminist geography while it looks at rehabilitation measures in the everyday life point of view. It utilized semi-structured interviews of resettled women as a key research method. The case study took place in upgraded underserved settlements that inhabit tsunami-displaced people and development-induced displaced people. Also local experts were interviewed in order to gain a broader understanding of the dynamics and urban policies in the Colombo Metro Region. The case evidences that rehabilitation is a slow process of adaptation, and that physical assets alone cannot improve the livelihoods of slum dwellers. More emphasis should be put into the social relations and community dynamics if participatory measures and development-from-within are to fully deliver. Also full tenure is needed in order to the people to adapt to the mainstream society. For women the question of belonging and reconstructing the sense of place is essential as they spend a lot of their time at home and the immediate environment, and are traditionally in charge of homemaking. Therefore the sense of place and community are essential in the creation of social cohesion and management of the new neighborhood, and along with gender sensitive approaches should not be overlooked if sustainable resettlement is to be pursued as a consequence of ever more crowded cities of the South.
  • Pääkkönen, Antti Juha Sakari (2015)
    Tutkielma tarkastelee toimeksiantoihin perustuvia markkinoita peliteoreettisesta näkökulmasta. Tämän kaltaiset markkinat muodostavat merkittävän osan nykyisestä arvopaperikaupasta. Toimeksiannot mahdollistavat vapaamman roolin markkinoiden osanottajille. Myydessään tai ostaessaan osanottajat voivat suostua tarjolla oleviin markkinahintoihin tai he voivat määritellä rajahinnan eli haluamansa rajan mihin hintaan he toivovat kaupan toteutuvan. Tutkielman ensimmäinen kappale esittelee lyhyesti markkinoita ja niihin liittyviä käsitteitä. Asiaa valaistaan myös lyhyen esimerkin kautta. Tämän jälkeen tutkielma siirtyy tarkastelemaan tarvit-tavia esitietoja joita tulemme tarvitsemaan jatkossa. Kertaamme lyhyesti peliteoreettisia käsitteitä sekä Markovin ketjuihin liittyvää teoriaa, jossa päätarkoituksena on todistaa, että positiivisesti palautuvalla, pelkistymättömällä ja aperiodisella Markovin ketjulla on olemassa yksikäsitteinen tasapainojakauma. Tätä tietoa tulemme tarvitsemaan kun siirrymme tarkastelemaan markkinamallimme kehitystä pitkällä aikavälillä. Kolmas kappale sisältää tutkielman keskeisimmän asian, markkinamallin. Mallin ovat kehittäneet Thierry Foucault, Ohad Kadan sekä Eugene Kandel. Reaalimaailman markkinoita hieman yksinkertaistaen malli kuvaa kahdenlaisia markkinoiden osanottajia, kärsimättömiä ja kärsivällisiä, ja heidän toimintaansa. Osanottajat saapuvat markkinoille Poisson-jakautuneesti ja voivat suostua tarjolla oleviin markkinahintoihin asettamalla markkinatoimeksiannon tai he voivat asettaa rajatoimeksiannon, jolloin he määrittelevät haluamansa rajahinnan. Mallin perusteiden jälkeen siirrymme tarkastelemaan osanottajien toimeksiantostrategioita sekä toimeksiantojen keskimääräisiä toteutumisaikoja. Näiden välillä on molemminpuolinen riippuvuussuhde ja jotta pääsisimme selville markkinoiden dynamiikasta, tutkimme seuraavaksi tasapainotilaa. Tässä osa- nottajien toimeksiantostrategiat lasketaan siten, että toimeksiantojen keskimääräiset odotusajat lasketaan olettaen, että jokainen osanottaja noudattaa tasapainon mukaista toimeksi-antostrategiaa. Tämän jälkeen pääsemme tarkastelemaan miten mallin parametrit ohjailevat markkinoiden kehitystä. Tutkimme mitkä seikat vaikuttavat kaupankäynnin nopeuteen, miten hyvin markkinat kykenevät palautumaan usean perättäisen markkinatoimeksiannon aiheuttamasta myynti- ja ostohintojen erotuksen eli spreadin kasvamisesta, kuinka tehokkaasti markkinat toimivat, miten osanottajien saapumistiheys vaikuttaa markkinoihin sekä miten markkinat kehittyvät pitkällä aikavälillä. Tämän jälkeen selvennämme kuvaamme markkinoista esimerkin avulla. Lopuksi tutkielman liitteistä löytyy lyhyt aiheeseen liittyvä sanasto sekä Matlab/Octave ohjelma- listaus, jonka avulla on mahdollista mallintaa markkinamalliamme ja jota käyttäen kolmannen kappaleen esimerkit on luotu.
  • Helander, Jenni (2015)
    Muodostaakseen värikuvan digitaalikamera tarvitsee kuhunkin kuvan pikseliin tiedon kolmesta väristä: punaisesta, vihreästä ja sinisestä. Tavallinen digitaalikamera ei kuitenkaan mittaa jokaisen mainitun värin numeerista arvoa jokaiseen pikseliin, vaan vain yhden näistä. Demosaicing-algoritmit ovat algoritmeja, jotka käyttävät näitä kameran mittaamia vajaita väritietoja arvioidakseen puuttuvat tiedot väreistä kuhunkin pikseliin. Tämän tutkielman tarkoituksena on esitellä muutama tällainen demosaicing-algoritmi ja verrata näiden algoritmien tuottamia tuloksia keskenään. Tutkielmassa esitellään ensin itse aiheen ymmärtämistä varten tarvittava taustateoria. Tämä tapahtuu luvussa kaksi, jossa ensin määritellään kuva ja siihen liittyvää termistöä, esitellään kaksi väriavaruutta: RGB-väriavaruus ja CIELAB-väriavaruus sekä, miten siirtyminen RGB-väriavaruudesta CIELAB-väriavaruuteen tapahtuu. Väriavaruuksien jälkeen luvussa kaksi perehdytään hieman digitaalikameran toimintaan ja siihen, miten digitaalikamera eroaa perinteisestä filmikamerasta. Filmikamera muodostaa kuvan kuvattavasta kohteesta filmille, mutta digitaalikamerassa ei käytetä vanhanaikaista filmirullaa tai -paperia, vaan kuva muodostetaan elektronisesti CCD-kennoon tai CMOS-kennoon, jotka ovat tutkielmassa seuraavana esittelyvuorossa. Niin CCD- kuin CMOS-kenno ovat kumpikin värisokeita kuvanmuodostukseen käytettäviä komponentteja. Jotta otettavasta valokuvasta saataisiin värillinen, täytyy käytössä olevan kennon eteen asettaa värisuodatin. Tällaisista värisuodattimista esitellään yleisessä käytössä oleva Bayer-suodatin. Viimeiseksi luvussa kaksi esitellään vielä Fourier-muunnos, konvoluutio ja SSIM. Luvussa kolme esitellään kolme eri demosaicing-algoritmia: bilineaarinen interpolaatio, gradienttikorjattu bilineaarinen interpolaatio ja homogeeniohjautuva demosaicing-algoritmi. Luvussa neljä esitellään tutkielmassa käytettävä aineisto, jona toimii kaksi itse otettua valokuvaa. Valokuvat otettiin kameralla, joka mittaa jokaisen värikuvan muodostamiseen tarvittavan värin kussakin kuvan pikselissä. Näin ollen demosaicing-algoritmeilla saaduilla värikuvilla on vertailukohde, joka on samanaikaisesti algoritmien tavoitekuva. Luvussa viisi esitellään tutkielmassa käytetyillä algoritmeilla saadut tulokset tutkielman aineistolle ja luvussa kuusi tehdään johtopäätöksiä saaduista tuloksista. Tulokset ovat jopa yllättäviä. Kaikki esitellyistä algoritmeista tuottavat hyviä tuloksia, mutta mikään niistä ei päädy olemaan paras tai huonoin. Algoritmit näyttävät suoriutuvan eri tilanteissa erilailla. Mikäli käsiteltävät kuvat ovat tarpeeksi suuria, vaikuttaisi bilineaarinen interpolaatio toimivan parhaiten. Mikäli käsiteltävät kuvat ovat pieniä ja reunojen terävyydelle on tarvetta, on gradienttikorjattu bilineaarinen interpolaatio hyvä valinta. Jos käsiteltävät kuvat ovat pieniä sekä halutaan, että kuvassa on mahdollisimman vähän värihäiriöitä, tällöin puolestaan homogeeniohjautuva demosaicing-algoritmi on toimiva valinta.
  • Lehtonen, Sini (2015)
    Tämän tutkielman tarkoituksena on esitellä focus stacking -algoritmien toimintaa. Focus stacking on digitaalinen kuvankäsittelymenetelmä, jossa yhdistetään useita eri kuvia, joissa jokaisessa eri osa kohteesta on tarkka. Kuvista erotetaan tarkat kohdat ja kootaan ne uudeksi kuvaksi. Näin saadaan muodostettua kuva, jossa koko kuvauksen kohde on mahdollisimman tarkka. Tässä tutkielmassa perehdytään kahteen eri tapaan tunnistaa kuvien tarkat kohdat, gradientin ja Fourier-muunnoksen avulla tapahtuvaan tunnistamiseen. Tutkielman alussa, luvussa kaksi, esitellään focus stacking -algoritmien toteuttamiseen tarvittavaa teoriaa. Luvun alussa selostetaan digitaaliseen kuvaan ja valokuvaukseen liittyvää termistöä. Tämän jälkeen esitellään gradientin teoriaa ja kerrotaan, miten gradientti voidaan laskea kuvalle erilaisten konvoluutioytimien avulla. Seuraavaksi selostetaan teoriaa Fourier-muunnoksesta, erityisesti diskreetissä tapauksessa. Lisäksi tarkastellaan nopeaa Fourier-muunnosta. Luvun lopuksi tarkastellaan vielä ali- ja ylipäästösuodatusta. Kolmannessa luvussa esitellään työssä käytettävä aineisto eli itse otetut kuvat, joiden kohteena on kolme laskettelevaa pupua. Jokaisessa kuvassa eri pupu on tarkka. Tavoitteena on saada muodostettua algoritmeja käyttäen kuva, jossa kaikki kolme pupua olisivat mahdollisimman tarkkoja. Luvussa neljä esitellään menetelmät, joista gradienttimenetelmässä vertaillaan tarkkoja ja epätarkkoja alueita gradienttien magnitudeista laskettujen normien avulla ja Fourier-muunnosmenetelmässä Fourier-muunnosten normien avulla. Luvussa viisi esitellään molemmilla menetelmillä eri parametrien arvoilla saatuja tuloksia. Käytettävissä algoritmeissa on kolme muutettavaa parametria, kerrallaan tarkasteltavan alueen koko, kynnys ja Fourier-muunnosmenetelmässä vielä ylipäästösuodatuksen rajataajuus. Kuvia vertaillaan siis aina tarkasteltavan alueen kokoinen pala kerrallaan. Kynnys tarkoittaa lukua, jonka alle jääviä normeja vastaavat alueet valitaan esimerkiksi ensimmäisestä kuvasta. Nämä alueet ovat siis kaikissa kuvissa epätarkkoja. Kynnyksen avulla varmistetaan, että epätarkasta alueesta saadaan tasainen. Johtopäätöksissä, luvussa kuusi, tarkastellaan saatuja tuloksia, jotka ovat yllättävän hyviä. Parhaan gradienttimenetelmällä ja parhaan Fourier-muunnosmenetelmällä saadun kuvan välillä ei ole suurta eroa. Kummassakin kuvassa on joitakin virheitä eli epätarkkoja pikseleitä. Gradienttimenetelmässä tarkkojen alueiden reunat tulevat helpommin tasaisemman näköisiksi kuin Fourier-muunnosmenetelmässä, mutta kuviin jää usein kokonaisia epätarkkoja alueita. Fourier-muunnosmenetelmässä reunoihin jää usein pieniä epäsäännöllisen muotoisia epätarkkoja alueita. Parametrien arvoista erityisesti tarkasteltavan alueen koolla ja ylipäästösuodatuksen rajataajuudella on suuri merkitys tuloksiin.
  • Suikkola, Satu (2015)
    Kunnallisessa toiminnassa ja päätöksenteossa kiinnitetään yhä enemmän huomiota kuntalaisten osallistumiseen ja vuorovaikutuksen lisäämiseen. Ihmiset ovat yhä kiinnostuneempia osallistumaan oman asuinalueensa kehittämiseen, jonka vuoksi osallistumis- ja vuorovaikutusmenetelmien toimivuus on yhä tärkeämpää. Tämä vaatii kunnilta monipuolista vuorovaikutusta ja kekseliäisyyttä osallistumisen lisäämiseen ja monipuoliseen toteuttamiseen. Vaikka kuntalaisilla on monia eri keinoja osallistua ja vaikuttaa kunnan päätöksentekoon, niiden kehittämisessä huomio kiinnittyy enemmän osallistumis- ja vaikuttamismahdollisuuksien määrän lisäämiseen kuin laadun parantamiseen. Asiantuntevat ja kriittiset kuntalaiset ovat avainasemassa kaupungin palvelujen suunnittelussa ja kehittämisessä. Espoo on Suomen nopeimmin kasvavia ja kehittyviä kaupunkiseutuja. Kun aluekehitys on jatkuvan muutoksen kohteena, kuntalaisten osallistumismahdollisuuksien parantaminen on hyvin ajankohtainen asia. Espoon kaupungin strategian yhtenä tavoitteena on parantaa kuntalaisten osallistumismahdollisuuksia ja kehittää Espoosta Suomen toimivin demokratia. Asukasfoorumit nähdään yhtenä keinona vahvistaa asukasosallisuutta ja vuorovaikutusta asukkaiden, kansalaisjärjestöjen ja kunnallishallinnon välillä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on tarkastella Espoon kaupungin asukasfoorumitoimintaa ja sen kehittämistä asukasfoorumitoimijoiden ja Espoon kaupungin näkökulmasta. Tutkimuksen aineisto koostuu asukasfoorumitoimijoille tehdystä kyselytutkimuksesta, jonka tulosten perusteella on haastateltu Espoon kaupungin virka- ja luottamushenkilöitä. Haastatteluaineisto muodostaa tässä tutkimuksessa Espoon kaupungin näkökulman asukasosallistumisen nykytilasta ja asukasfoorumitoiminnasta Espoossa. Tutkimustehtävä jakautuu kolmeen osaan: miten Espoon asukasfoorumitoimijat näkevät onnistuneensa asukasfoorumitoiminnan järjestämisessä, miten Espoon kaupunki kokee asukasfoorumitoiminnan tukevan kuntalaisten osallistumis- ja vaikuttamismahdollisuuksia Espoon palvelujen suunnittelussa ja kehittämisessä sekä miten asukasfoorumitoimintaa tulisi kehittää asukasosallisuuden vahvistamiseksi. Tutkimustulosten mukaan asukasfoorumitoimijat ja Espoon kaupunki pitävät asukasfoorumitoimintaa melko näkymättömänä asukastoimintana. Asukasfoorumitoiminnan tämän hetkiset tavoitteet ohjaavat toimintaa vain hyvin yleisellä tasolla, mikä ei anna asukasfoorumitoimijoille riittäviä ohjeita toiminnan järjestämiseen. Suurimpana ongelmana nousi esiin asukasfoorumitoiminnan tehtävän määrittäminen eli se mitä asukasfoorumitoiminnalla pyritään saavuttamaan? Lisäksi tutkimus osoittaa, että asukasfoorumitoimijoilla ja Espoon kaupungilla on erimielisyyksiä toiminnan tarkoituksesta. Tällä hetkellä asukasfoorumitoiminta etsii vielä rooliaan osana Espoon kaupungin asukkaiden osallistumis- ja vaikuttamismahdollisuuksia.
  • Anttila, Susanna (2015)
    Tutkimuksen tarkoituksena on kartoittaa maantieteen lukio-opettajien valmiuksia tieto- ja viestintätekniikan sekä erityisesti Google Earthin käyttöön opetuksessa. Tavoitteena on saada ensimmäisiä tutkimustuloksia Google Earthin opetuskäytöstä, käyttökokemuksista sekä käyttöä mahdollisesti lisäävistä tekijöistä. Lisäksi pelikokeilun tarkoituksena on lisätä tietoutta Google Earthin soveltuvuudesta opetukseen sekä oppimispelin mahdollisuuksista maantieteen lukio-opetuksessa. Suomen maantieteen lukio-opettajien (n = 103) valmiuksia ja asenteita kartoitettiin sähköisellä kyselytutkimuksella. Pelikokeilu (n = 31) toteutettiin kenttätutkimuksena GE1-kurssilla helsinkiläisessä lukiossa. Pelikokeilun ohessa haastateltiin kahta kyseisen kurssin opettajaa. Tulokset analysoitiin tilasto-ohjelmalla ja esitettiin tilastokuvioina sekä sitaatteina. Tutkimuksen perusteella opettajien tieto- ja viestintätekniset valmiudet opetuksessa ovat hyvät, mutta heterogeeniset. Opettajankoulutus ei ole antanut opettajille riittäviä valmiuksia, vaan käyttötaidot on saatu itseopiskelun, täydennyskoulutusten sekä vertaistuen kautta. Suurin osa opettajista käyttää Google Earthia opetuksessaan. Google Earthin käyttö sopii hyvin lukio-opetukseen helppokäyttöisyyden, maksuttomuuden ja monipuolisuuden johdosta, erityisesti maantieteellisen ajattelun sekä paikkatiedon opettamiseen. Sitä käytetään kuitenkin melko satunnaisesti ja lähinnä opettajajohtoisesti. Oppilaslähtöisesti sovellusta käytetään eniten GE4 eli aluetutkimuskurssilla. Google Earthiin luotu oppimispeli kasvillisuusalueista lisäsi oppilaiden motivaatiota sekä vaikutti positiivisesti oppimisprosessiin. Sekä opettajat että oppilaat olivat jatkossa kiinnostuneita käyttämään Google Earthia maantieteen lukio-opinnoissa yhtenä oppimisympäristönä. Maantieteen opettajat kaipaavat käytännönläheistä täydennyskoulutusta sekä valmiita opetusideoita tehtävineen sovelluksen käytön lisäämiseksi. Tämän mahdollistamiseksi tulee täydennyskoulutusta kehittää tasa-arvoisesti koko Suomessa sekä arvioida nykyisen opettajankoulutuksen sisältöä suhteessa opetustyön vaatimuksiin. Uusi lukion opetussuunnitelma, sähköistyvät ylioppilaskirjoitukset sekä uusi tuntijako mahdollistavat keskustelun maantieteen opetuksen keskeisistä sisällöistä ja tavoitteista, erityisesti paikkatiedon ja tieto-ja viestintätekniikan osuudesta.
  • Ogbeide, Ilona (2015)
    Kaupunkirakenteen tiivistyminen, kaupunkien väestömäärän kasvaminen sekä julkisen tilan muutos puolijulkiseksi tai jopa yksityiseksi tilaksi on luonut uudenlaisia paineita maankäytölle. Kaupunkisuunnittelijoiden ja päättäjien on otettava yhä useampien ihmisten tarpeet huomioon. Lisäksi julkisen tilan kaventuessa osa kaupunkitilassa olevista ryhmistä on jäänyt alakynteen. Kaupunkitilassa esiintyykin niin sanotusti taistelua julkisesta tilasta, jossa eri ryhmittymät neuvottelevat oikeudestaan olla julkisessa kaupunkitilassa. Nuoret ovat yksi näistä ryhmistä, jotka joutuvat usein alakynteen kaupunkitilassa taistelussa. Siitä huolimatta julkisten ja puolijulkisten tilojen rooli on heidän vapaa-ajanvieton kannalta tärkeä, sillä heillä ei usein ole muita paikkoja, joissa viettää aikaa. Tämän lisäksi nuorten vapaa-ajantilojen merkityksiä ja ominaisuuksia on tutkittu verrattain vähän. Tässä pro gradu tutkielmassa kartoitetaan Itä-Helsinkiläisen lähiön Vuosaaren sijoittuvan tapaustutkimuksen avulla niitä julkisia ja puolijulkisia kaupunkitiloja ja niiden ominaisuuksia, joissa nuoret viettävät aikaa. Lisäksi tutkitaan nuorten tarpeita liittyen näihin tiloihin. Tutkimusaineisto kerättiin haastattelemalla paikallisia nuoria, jonka lisäksi nuoret saivat paikantaa kartalle ja kuvailla kirjallisesti niitä julkisia ja puolijulkisia tiloja, joissa viettävät aikaa. Tutkimuksen lähtökohtana on ihmisen tila- ja paikkakäsityksen subjektiivinen rakentuminen, johon vaikuttaa muun muassa kulttuuriset ja ympäristölliset tekijät. Nuorten kokemusta ympäristöstä tarkastellaan tarjouma-teorian avulla, jolla viitataan ihmisen ympäristössään havaitsemiin tekemisen mahdollisuuksiin ja uhkiin. Lisäksi nuorten käyttämiä julkisia ja puolijulkisia tiloja luokitellaan tutkimuksessa hengailun tiloihin eli väljiin, tekemisen ja tiukkoihin tiloihin. Väljissä tiloissa tekeminen on aikuisten auktoriteettien valvonnasta vapaata, tiukat tilat ovat tiloja, joissa tekeminen on ennalta suunniteltua aikuisten auktoriteettien valvomaa, kun taas tekemisen tiloissa on mahdollista oleskella suhteellisen vapaasti, mutta kuitenkin aikuisten auktoriteettien valvonnan alaisena. Tutkimuksessa havaittiin, että nuoret käyttävät erilaisia julkisia ja puolijulkisia tiloja ja niissä oleskelu riippuu nuorten tarpeista ja mieltymyksistä. Ominaista nuorten suosimille tiloille kuitenkin on niiden merkitys sosiaalisen kanssakäymisen ja tarjoumien areenana. Lisäksi saavutettavuus ja kodin läheisyys ovat nuorille tärkeitä tekijöitä hengailun tiloja valittaessa. Nuorten suosimille julkisille ja puolijulkisille tiloille on tyypillistä kaksijakoisuus. Toisaalta niihin hakeudutaan muiden ihmisten näytille, toisaalta niihin hakeudutaan, jotta vältyttäisiin muiden ihmisten etenkin aikuisten kontrollilta. Tämän takia ennen kaikkea väljät tilat osoittautuivat nuorille tärkeiksi tiloiksi. Ne tarjoavat nuorille mahdollisuuden olla aikuisten kontrollin ulottumattomissa. Tarjoumista tärkeimpiä nuorille olivat sosiaaliset ja toiminnalliset tarjoumat ja sellaisia tiloja arvotettiin, joista löytyi monipuolisia tarjoumia. Nuoria ei pitäisi kuitenkaan mieltää yhdeksi ryhmäksi, sillä heillä on tilankäytön suhteen hyvin erilaisia tarpeita riippuen muun muassa sukupuolesta ja henkilökohtaisista mieltymyksistä. Tärkeintä olisikin kaupunkisuunnittelijoiden ja päättäjien näkökulmasta tarjota mahdollisimman monipuolisia julkisia ja puolijulkisia tiloja sekä hyväksyä nuorten oleskelu julkisissa ja puolijulkisissa tiloissa.
  • Kaitarinne, Niko (2015)
    Tässä tutkielmassa tarkastellaan singulaariarvohajotelmaa ja sen sovelluksena pseudoinverssiä. Lukija johdatellaan aiheeseen esittelemällä ensin joitakin tarvittavia esitietoja. Tämän jälkeen esittelemme unitaariset matriisit, jotka ovat yleistys ortogonaalisista matriiseista. Unitaaristen matriisien avullaesittelemme myös unitaarisen similaarisuuden käsitteen sekä Schurin hajotelmaksi kutsutun lauseen. Seuraavaksi esittelemme normaalit matriisit ja käsittelemme niiden tärkeimmät ominaisuudet. Vielä ennen tutkielman aiheeseen pääsyä käsittelemme hermiittiset matriisit, jotka ovat symmetristen matriisien yleistys, ja definiitit matriisit, jotka ovat hermiittisten matriisien eräänlainen osajoukko. Definiittien matriisien avulla käsitellään singulaariarvot sekä niiden avulla saatava singulaariarvohajotelma. Lopulta määritellään pseudoinverssi ja käydään läpi sen ominaisuudet, jonka jälkeen sovelletaan sitä pienimmän neliösumman probleeman ratkaisuun.
  • Koivunen, Niko (2015)
    Flavour violating processes have never been observed for charged leptons, electron, muon and tau. The existence of charged lepton flavour violating (CLFV) processes is however expected, since flavour is violated by all the other fermions of the standard model (SM). In the standard model the neutrinos are massless, which forbids the mixing of neutrino flavour and also the violation of lepton flavour. The zero mass of the neutrinos in the SM is in conflict with the experimentally observed neutrino oscillations. The standard model has to be extended to include massive neutrinos. The easiest way to explain the neutrino mass is to assume that they acquire masses in the same way as the rest of the SM fermions: in the Higgs mechanism. This way however leads to problems with the naturality of the neutrino Yukawa coupling. One of the most popular methods of generating the neutrino mass is the so called seesaw mechanism (type-I). The standard model, extended with the neutrino masses, allows the charged lepton flavour to be violated. This leads to unobservably small transition rates however. Therefore an observation of charged lepton flavour violating process would be a clear evidence of the existence of new physics beyond the standard model and it's trivial extensions. To have hope of ever observing charged lepton flavour violating processes, there must be an extension of the standard model which produces observable, though small, rates for CLFV processes. One of the most popular extensions of the standard model is the so called minimal supersymmetric standard model (MSSM). The neutrinos are massless in the MSSM, as they are in SM, and therefore CLFV processes are forbidden in the MSSM. Luckily the neutrino masses can be generated via seesaw mechanism in the MSSM as well as in the SM. The MSSM contains more potential sources for CLFV processes than the SM. The extra sources are the soft mass parameters of the sleptons. In supersymmetric models the sleptons couple to the leptons through the slepton-lepton-gaugino-vertices. These generate the CLFV processes at the loop-level. Often the off-diagonal soft terms are assumed zero in the MSSM at the input scale, where the supersymmetry breaks. Experiments are done at much lower electroweak scale. The soft SUSY-breaking terms acquire large radiative corrections as they are run from the input scale down to the electroweak scale. Here the seesaw mechanism kicks in. The seesaw mechanism brings with it the off-diagonal neutrino Yukawa coupling matrices. This allows the off-diagonal slepton mass terms to evolve non-zero at the electroweak scale. In this thesis the charged lepton flavour violation is discussed first in the context of the standard model. Then the CLFV processes, l(i) → l(j) γ, l(i) → l(j)l(k)l(l) ja l(i) ↔ l(j), are studied in the most general way: in the effective theories. Finally the charged lepton flavour violation is studied in the supersymmetric theories in general and more specifically in the minimal supersymmetric standard model extended with the seesaw mechanism (type-I).
  • Coe, Patrick (2015)
    The project worked on goes by the name of “ForcePhone II.” It follows in the footsteps of the previous “ForcePhone” project developed by Nokia Research and the Helsinki Institute of Information Technology. [HSH12] The original ForcePhone took pressure feedback from a caller who would squeeze a phone, in this case a Nokia N900 with a built in pressure sensor, and then would send the receiver differing strengths of vibration based on the strength of the squeeze. A stronger squeeze would deliver a stronger vibration. Our task with the ForcePhone II is to investigate how other forms of haptic input and feedback can be used to increase communication bandwidth. To do this we built a prototype that would go by the name of “ForcePhone II.” This prototype allows us to research and experiment alternative forms of haptic feedback. The prototype includes a heating pad on the backside of the device, a rope that tightens over the users hand on the side, and a vibrating motor inside. In our experiment we will be testing user’s reactions to the outputs of pressure, vibration, and heat. This is to answer our central research question: Is pressure and/or heat a useful alternative to the existing ‘silent’ stimuli provided by today’s phones?
  • Qaiser, Beenish (2015)
    The main focus of this thesis is on the use of Newton-based optimization methods for the optimiza- tion of an objective function that is used in the estimation of unnormalized statistical models. For these models, the probability density function (pdf) is known only up to a multiplicative normal- izing factor. A properly normalized pdf is essential in maximum likelihood estimation (MLE) for density estimation. An unnormalized model can be converted into a normalized one by diving it by its integral (or sum) known as the partition function. We can compute the partition function ana- lytically or approximate it using numerical integration methods. Here, we assume that the partition function is not available in a closed form. This makes MLE unsuitable for density estimation. We use a method known as noise-contrastive estimation (NCE) for density estimation of unnormalized models. This method does not rely on numerical integration to approximate the partition function. It estimates the normalizing constant along with the other unknown quantities of the model. The estimation process is based on the optimization of a well-defined objective function also known as the cross-entropy error function. There are no constraints in the optimization and hence, powerful optimization methods designed for unconstrained optimization can be used. Currently, a first-order optimization method known as the non-linear conjugate gradient (CG) method is being used. However, it has been shown that this method converges at a slow rate in case of large datasets. It is possible to use only a fraction of input samples (data and noise) in order to reduce the computation time of the algorithm. This technique is known as sample average approximation (SAA). However, accuracy of the estimates is compromised when random subsets of input samples are used in order to improve the computational performance of the non-linear CG method. There exists a trade-off between statistical accuracy of the estimates and computational performance of the algorithm. We propose to use the second-order Newton-based optimization methods such as the line search Newton-CG and the trust region Newton-CG methods. These methods produce better search directions than the non-linear CG method as they employ both the gradient and the Hessian of the objective function. However, the Newton method requires the Hessian to be positive definite in order to make progress. Thus, we use the Gauss-Newton approx- imation to the Hessian to avoid directions of negative curvature in case they occur. Furthermore, every iteration of the Newton method is computationally intensive as it requires computation of the Hessian and its inverse. We integrate the Newton-CG methods with the SAA framework to provide an efficient solution. The gradient is computed using whole sets of input samples whereas the Hessian is computed using random subsets. As a result, we are able to reduce the computation times of the Newton-CG algorithms without losing the statistical accuracy of the estimates. It is shown that the trust region strategy compu- tationally performs better than the line search strategy. The Newton-CG methods converge faster and do not compromise the accuracy of the estimates even when random subsets consisting of 10% of the input samples only are used during the optimization. This is a considerable improvement over the currently employed non-linear CG method.
  • Lindgren, Eveliina (2015)
    An experiment-driven approach to software product and service development is getting increasing attention as a way to channel limited resources to the efficient creation of customer value. In this approach, software functionalities are developed incrementally and validated in continuous experiments with stakeholders such as customers and users. The experiments provide factual feedback for guiding subsequent development. Although case studies on experimentation conventions in the industry exist, an understanding of the state of the practice is incomplete. Furthermore, the obstacles and success factors of continuous experimentation have been little discussed. To these ends, an interview-based qualitative survey was conducted, exploring the experimentation experiences of ten software development companies. The study found that although the principles of continuous experimentation resonated with industry practitioners, the state of the practice was not mature. In particular, experimentation was rarely systematic and continuous. Key challenges related to changing organizational culture, accelerating development cycle speed, measuring customer value and product success, and securing resources. Success factors included an empowered organizational culture and deep customer and domain knowledge. There was also a good availability of technical tools and competence to support experimentation.
  • Maaranen, Timo (2015)
    Opinnäytetyö esittelee moderneissa peleissä usein käytettyjä reitinetsintämenetelmiä sekä etsintäavaruuksia, joissa menetelmät toimivat. Se perehdyttää reitinetsinnän periaatteisiin peruasioista lähtien ja sopii siten esimerkiksi johdannoksi aiheeseen. Näkökulmana on käytännönläheinen ja siinä pyritään ottamaan huomioon pelilaitteiden rajoitukset, etsintämenetelmien toteutuksen hankaluus ja toisaalta pelien sääntöjen tuomat vaatimukset. CCS-luokitus: • Computing methodologies~Motion path planning • Applied computing~Computer games
  • Kodra, Sanna Marika (2015)
    Albanialainen peruskoulu muistuttaa rakenteeltaan suomalaista peruskoulua, mutta sosioekonomiset ja kulttuurilliset taustat antavat albanialaiselle koulujärjestelmälle ja oppilaille aivan erilaiset lähtökohdat kuin mihin suomalaiset ovat tottuneet. Aiemmat tutkimukset liittyen albanialaiseen koululaitokseen ovat tuoneet esille oppilaiden matematiikan heikon tason, oppilaiden vahvan avaruudellisen hahmottamiskyvyn, opettajien arvostuksen ja positiivisen asenteen koulua kohtaan, vaikkakin työrauhaongelmia esiintyy. Monimenetelmällisessä tutkimuksessa, jossa oli käytössä sekä laadullista että määrällistä aineiston analysointia sekä etnografista kuvailua, halusin selvittää millaista matematiikkaa kolmasluokkalaisten albanialaisten oppilaiden piirroksissa esiintyy ja millainen tunneilmapiiri heidän tunneillaan vallitsee. Tutkimukseen osallistui 47 oppilasta. Tutkimus suoritettiin piirrostutkimuksena kevätlukukauden loppupuolella 2012 Elbasanissa, Albaniassa. Piirrosaineisto analysoitiin valmiin kriteeristön avulla. Analysointi jakautui kahteen osaan: matematiikkaan ja tunneilmapiiriin. Analysoinnissa toin esille luokittelujen mukaisesti piirroksissa esiintyneet keskeiset piirteet. Tutkimuksen piirroksissa matematiikan osalta esiintyi enemmistönä lukualueen 0 – 100 lukuja, mikäli lukuja ylipäänsä oli tuotu piirroksissa esille. Luokan A piirroksissa geometria oli vahvemmin läsnä, kun taas luokan B oppilaat olivat keskittyneet peruslaskutoimituksiin. Molempien luokkien matematiikan kompleksisuus jäi rutiinitehtävien tasolle. Tunneilmapiiriltään oppilaat olivat piirtäneet itsensä iloisiksi, mikäli ilmeet tuotiin esiin. Samoin opettaja oli kuvattu iloisena, mikäli kasvojen ilmeet olivat tunnistettavissa. Vahvin piirre ja samalla yhteinen kaikille piirroksille oli opettajan hiljainen läsnäolo – puhe- tai ajatuskuplia ei opettajalle oltu piirretty.
  • Lahdenperä, Juulia (2015)
    Tehostetun kisällioppimisen menetelmä on Helsingin yliopiston tietojenkäsittelytieteen laitoksella kehitetty oppimismenetelmä, jonka keskeisiä teemoja ovat tekemällä oppiminen, yhteisöllisyys ja asiantuntijaksi kasvaminen. Kisällioppimisen menetelmää on sovellettu matematiikan yliopisto-opetuksessa vuodesta 2011 lähtien. Tässä tutkimuksessa käsitellään tehostetun kisällioppimisen menetelmän keskeisten osa-alueiden, kurssitehtävien tekemisen ja ohjaukseen osallistumisen vaikuttavuutta opiskelijan matemaattiseen osaamiseen. Matematiikan kielelliset elementit ja niiden hallinta ovat keskeisiä matematiikan osaamisen osa-alueita, ja matemaattisen kirjoittamisen arviointi antaa laajempaa tietoa opiskelijan matemaattisesta osaamisesta ja syvällisestä ymmärtämisestä. Matemaattisen osaamisen arvioinnissa käytettiinkin perinteisen matemaattisen sisällön arvioinnin lisäksi matematiikan kirjoittamisen arviointia. Arvioinnit suoritettiin kurssin Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I kurssikokeella, sekä arvioimalla yksi kurssikokeen tehtävistä matemaattisen kirjoittamisen osalta. Kurssitehtävien tekemisen ja matemaattisen osaamisen välinen korrelaatio oli positiivinen sekä matemaattisen sisällön että matematiikan kirjoittamisen arvioinnin osalta. Kurssitehtävien tekemisen ja ohjaukseen osallistumisen välinen suhde ei ollut selkeästi havaittavissa. Ohjaukseen osallistumisen vaikuttavuus ei näkynyt suoraan kurssikokeella arvioidussa osaamisessa. Ohjaukseen aktiivisesti osallistuneet opiskelijat saivat kuitenkin keskimäärin 40 prosenttia enemmän kurssitehtäviä tehdyksi ja hieman parempia pisteitä matematiikan kirjoittamisen arvioinnissa kuin opiskelijat, jotka eivät osallistuneet ohjaukseen. Tutkimus antoi lisätietoa tehostetun kisällioppimisen menetelmästä ja sen vaikuttavuudesta matematiikan yliopisto-opetuksessa. Tutkimustuloksia voidaankin hyödyntää jatkossa kisällikurssien suunnittelussa ja toteutuksessa.