Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta

 

Recent Submissions

  • Atosuo, Elisa (2016)
    Tehokkaat ja uudelleenladattavat litiumioniakut ovat vakiinnuttaneet asemansa tärkeinä akkuina viime vuosina. Nykyiseen teknologiaan perustuvat litiumioniakut ovat kuitenkin saavuttamassa jo pienimmän realistisesti toteutettavan kokonsa. Ongelmia aiheuttaa myös nestemäinen elektrolyytti. Näitä akkuja korvaamaan on suunnitteilla kiinteitä elektrolyyttejä käyttäviä akkuja, esimerkiksi ohutkalvokakkuja. Tällaisista akuista voidaan tehdä pienempiä ja ne ovat myös turvallisempia energianlähteitä kuin nestemäisen elektrolyytin sisältävät akut. Kiinteitä elektrolyyttejä voidaan valmistaa esimerkiksi atomikerroskasvatusmenetelmällä (Atomic Layer Deposition, ALD), jonka etuina on kasvatettavan kalvon konformaalisuus ja säädeltävä paksuus. Tämän Pro Gradu -tutkielman kirjallisuuskatsauksessa käsitellään litiumioniakkujen nykytilannetta, kiinteiden akkurakenteiden ja 3D-rakenteen etuja ja vaatimuksia yleisesti, hyvien kiinteiden epäorgaanisten ionijohteiden rakennetta sekä ALD-menetelmän käyttöä erilaisten akkurakenteiden valmistuksessa. Kokeellisessa osassa tutkittiin atomikerroskasvatusmenetelmän ja kiinteän olomuodon reaktion yhdistelmää LiMOx-ohutkalvojen valmistukseen. Menetelmä osoittautui lupaavaksi. Sillä on mahdollista valmistaa LiMOx-materiaaleja, joissa litium on osana ternääristä yhdistettä. Käytetyssä menetelmässä binäärisen ALD-oksidikalvon päälle kasvatettiin ALD:llä litiumkarbonaattikalvo ja kerrosrakennetta kuumennettiin. Litiumionien käyttäytymistä tutkittiin useiden eri binääristen metallioksidien kanssa. Menetelmällä valmistettiin LiTaO3-, LiNbO3- ja Li2TiO3-kalvoja. Samalla menetelmällä saatiin litium liikkumaan HfO2- ja ZrO2-kalvojen läpi piisubstraatin pinnalle asti. Erityisesti jälkimmäiset tulokset ovat mielenkiintoisia kiinteitä elektrolyyttimateriaaleja ajatellen. HfO2-kalvon toimivuutta litiumionijohteena tutkittiin myös osana monimutkaisempaa rakennetta. Litium saatiin liikkumaan HfO2:n läpi ja muodostamaan Li2TiO3:ia Li2CO3/HfO2/TiO2/SiO2/Si-kerrosrakennetta kuumentamalla. ALD-menetelmän lisäksi litiumia sisältävän yhdisteen valmistusta metallioksidikalvon päälle tutkittiin myös spin coating -menetelmällä. Menetelmällä valmistettiin LiTaO3- ja Li2TiO3-kalvoja.
  • Ahonen, Jari (2016)
    Sulfonamidit ovat bioaktiivisia yhdisteitä, jotka koostuvat funktionaalisesta ryhmästä, jossa sulfonyyliryhmä on liittynyt typpeen. Sulfonamidien tutkiminen on aloitettu jo 1930-luvulla ja nykyään jo yli 30 erilaista sulfonamidia on lääketieteellisessä käytössä. Sulfonamideja voidaan käyttää muun muassa bakteeri-infektioiden hoidossa. Sulfonamidien valmistusmenetelmien kehittäminen on merkittävää lääkeainetutkimuksen kannalta. Perinteinen tapa valmistaa sulfonamidi on sulfonyloimalla amiini emäksen läsnä ollessa. Menetelmä vaatii olemassa olevan sulfonyylikloridin, jonka valmistaminen tiolista on aiemmin vaatinut voimakkaita reaktio-olosuhteita. Tutkielman kirjallisessa osassa keskitytään esittelemään erilaisia sulfonamidien valmistusmenetelmiä, joissa pyritään huomioimaan vihreän kemian näkökulmia, kuten atomiekonomia ja orgaanisten liuottimien korvaaminen vedellä. Uusia menetelmiä ovat esimerkiksi sulfonamidien valmistaminen hyödyntäen sähkökemiaa ja virtauskemiaa sekä erilaiset metallivapaat kytkentäreaktiot rikin ja typen välisen sidoksen muodostamiseksi. Kokeellisessa osassa pyrittiin valmistamaan sulfonamideja ja luomaan molekyylikirjasto. Synteeseissä käytettiin pääsääntöisesti menetelmää, jossa sulfonyylikloridi reagoi amiinin kanssa emäksen läsnä ollessa. Menetelmän etuina olivat sen helppous ja kohtuullisen lyhyet reaktioajat. Raakatuotteet saatiin puhdistettua uudelleenkiteyttämällä. Tuotteiden karakterisoinnissa hyödynnettiin NMR-spektroskopiaa, IR-spektroskopiaa ja massaspektroskopiaa. Lisäksi tuotteiden sulamispisteet määritettiin. Molekyylikirjastoon saatiin valmistettua 15 erilaista molekyyliä, joista 7 oli kirjallisuushaun perusteella uusia yhdisteitä.
  • Heliövaara, Eeva (2016)
    Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee primääristen alkoholien hapetusreaktioita vastaaviksi aldehydeiksi kupari(I)katalyyttien avulla. Kirjallisuuskatsaus tarkastelee erilaisia hapetusreaktioiden mekanismeja, jotka pohjautuvat galaktoosioksidaasi (GO) entsyymin mekanismiin. Biomimeettisistä hapetussysteemeistä merkittävimpiä ovat Cu(I)-katalyytit yhdistettynä 2,2,6,6−tetrametyylipiperidiini-1-oksyyli radikaaliin (TEMPO). Tämän mekanismin on todettu mallintavan GO:n mekanismia. Kokeellisen työn taustalla on viime vuosien tutkimus Cu/TEMPO hapetusolosuhteista, joilla on mahdollista hapettaa ei-aktivoituja alifaattisia alkoholeja aldehydeiksi. Cu(I)-kompleksit valmistettiin Schiffin-emäs ligandeista ja niitä tutkittiin hapetuskatalyytteinä alifaattisen 1-oktanolin hapetusreaktiossa. Korkein aktiivisuus hapetusreaktioissa saavutettiin (4-fluorofenyyli)imino(metyyli)furaani ligandilla (L1). Kiderakenne kompleksista Cu(L1)2Br•1/4(H2O) tukee oletettua 1:2 koordinaatiota. Syntetisoidut aldimiini kuparikompleksit olivat aktiivisia huoneenlämmössä ja aerobisissa olosuhteissa. Tämä osaltaan vahvistaa mahdollisuuksia käyttää vihreämpiä hapetusreaktio-olosuhteita. Kokeellisessa työssä hyödynnettiin in situ ATR-IR spektroskopiaa sekä katalyytin valmistuksen että hapetusreaktion monitoroinnissa. Työn mielenkiinto kohdistui hapetusreaktion välivaiheisiin, kupari-happi-komplekseihin, mutta yhdisteiden reaktiivisuuden vuoksi niitä ei onnistuttu havainnoimaan spektroskooppisesti. Mekanistisissa tutkimuksissa kuitenkin huomattiin in situ IR:llä ligandin dissosiaatio Cu(I)-kompleksista.
  • Laakkonen, Marja-Liisa (2016)
    Määrittelin Bloomin uudistettua taksonomiaa ohjeena pitäen luokitteluperusteet ylioppilastutkinnon fysiikan koetehtäville. Niiden avulla määritin kullekin kevään 2006–2015 ylioppilastutkinnon fysiikan koetehtävälle sen hyväksyttävästi vastaamisessa vaadittavat tiedon- ja sen käsittelyntasot eli Bloomin luokat. Koetehtävät painottuivat ymmärtää-tasolle ja pelkästään muistaa-tason tehtäviä oli hyvin vähän. Koetehtävien vaikeuden arvioimiseen käytin klusterianalyysiä. Syöttötietona oli tehtävän pistejakauma ja siihen vastaamatta jättäneiden lukumäärä. Klusterien tulkitsin edustavan kolmea vaikeusastetta: helpot, helpohkot ja vaikeat. Vaikeusasteen ja Bloomin luokan yhteyttä tutkin Fisherin tarkalla testillä. Tuloksista kävi ilmi, että korkeimpien Bloomin luokkien tehtävät kuuluivat vaikeat-klusteriin. Lisäksi tutkin alustavasti vaikeat-klusterin osajoukkoa, jonka tehtävissä ilmeni ei-toivottuja ominaisuuksia.
  • Virranjoki, Ida-Reetta (2016)
    Sää vaikuttaa moneen eri yhteiskunnan osa-alueen toimintaan, kuten liikennejärjestelmiin. Vaikeat sääolosuhteet heikentävät sekä liikennejärjestelmien täsmällisyyttä että turvallisuustasoa, ja aiheuttavat siten palvelutason alenemista. Rautatieliikenteessä vaikeat sääolosuhteet voivat aiheuttaa merkittäviä myöhästymisiä ja mittavia taloudellisia menetyksiä, mistä johtuen niiden tarkastelu on tärkeää. Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkasteltiin, mitkä sääilmiöt vaikuttavat rautatieliikenteen täsmällisyyteen Suomessa tarkastelemalla vallitsevaa säätilaa tilanteissa, joissa rautatieliikenteen kaukoliikenteessä on havaittu myöhästymisiä tammikuun 2013 ja maaliskuun 2016 välisellä ajanjaksolla. Tarkastelun avulla pyrittiin myös selvittämään, mikä tai mitkä sääilmiöt aiheuttavat eniten rautatieliikenteen myöhästymisiä, ja mitkä tekijät vaikuttavat kyseessä olevan sääilmiön ennustettavuuteen ja sen kehittämiseen. Aineistona käytettiin VR Group Oy:ltä (Skyttä, 2016) saatua rautatieliikenteen täsmällisyystilastoa, johon on kirjattu säähän liittyville syykoodeille sää ja lumieste merkityt viiveet ja myöhästymiset. Osin täsmällisyystietoja on haettu myös Liikenneviraston avoimen rajapinnan Digitraffic-palvelusta käyttöluvalla Creative Commons Nimeä 4.0. Vallitsevan säätilan tarkasteluun ja myöhästymisten luokitteluun sääilmiöittäin käytettiin Ilmatieteen laitoksen ennusteita, varoituksia ja havaintoja. Tarkastelun perusteella merkittävimpiä rautatieliikenteen täsmällisyyteen vaikuttavia sääilmiöitä ovat lumisade ja pakkanen. Eniten löydettiin lumisateeseen liittyviä myöhästymistapauksia (111 kappaletta). Lumisateet liittyivät useimmiten keskileveysasteiden matalapaineiden okluusiorintamiin, joissa havaittiin suurimmat lumikertymät ja merkittävimmät myöhästymiset. Myös vesistöjen nostattamilla ja rannikkokonvergenssin voimistamilla lumikuuroilla on vaikutusta rautatieliikenteen täsmällisyyteen. Lumisateiden ennustamisessa ja vaikutusten ennakoinnissa tärkeintä on tunnistaa tapaukset, joissa luntaa kertyy laajoille ja rautatieliikenteen kannalta kriittisille alueille.
  • Tiira, Jussi (2016)
    Naturally occurring snowflakes represent a variety of shapes, sizes, fall velocities and degrees of riming, which makes their representation challenging in numerical models and remote sensing retrievals. In this study measurements collected during winters 2013/2014 and 2014/2015 at the University of Helsinki measurement station in Hyytiälä are used to investigate connections between ensemble mean snow density, particle fall velocity and parameters of the particle size distribution (PSD). A new generation video imager, the Particle Imaging Package (PIP), was employed for this study. The simple open structure, robust design, easy maintenance and low cost of the instrument make it attractive for studying winter precipitation microphysics. The density of snow is derived from measurements of particle fall velocity and PSD, provided by the PIP, and weighing gauge measurements of liquid water equivalent precipitation rate. Validity of the retrieved density values is checked against snow depth measurements. The results show that a single camera video imager such as the PIP can succesfully be utilized for such studies. A relation retrieved for the ensemble mean snow density and median volume diameter is in general agreement with previous studies, but it is observed to vary significantly from one winter to the other. From these observations, characteristic mass-dimensional relations of snow are retrieved. For snow rates more than 0.2 mm/h, a correlation between the intercept parameter of normalized gamma PSD and median volume diameter was observed.
  • Häkkinen, Johannes (2016)
    Päivittäiset sääennusteet saavat alkunsa tietokoneen numeeristen mallien tuloksena. Säänennustusmallien kehittäminen parantaa ennusteiden lisäksi ymmärtämystä ilmakehän ilmiöistä ja fysiikasta sen taustalla. Eräs heikosti mallinnettu ja tunnettu asia on ollut konvektion käyttäytyminen tropiikissa. On havaittu, että konvektiiviset sateet eivät vastaa havaittua sademäärän vuorokausivaihtelua ja viimeisten vuosien aikana malleja on parannettu tämän suhteen. Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkasteltiin onko Euroopan keskipitkien ennusteiden keskuksen OpenIFS -mallin vanhalla ja uudella konvektion viimeistelyn parametrisoinnilla eroa. Tutkielmaan liittyen olen ajanut OpenIFS -mallin uudella ja vanhalla konvektion parametrisoinnilla ja tehnyt herkkyystarkastelun konvektiiviselle aikaskaalalle. Malliajojen tuloksia verrattiin satelliittihavainnon sademäärän vuorokausivaihteluun. Tulosten mukaan uusi konvektion parametrisoinnin viimeistely vastaa paremmin havaintoa pohjoisten keskileveysasteiden maa-alueiden ja tropiikin maa-alueiden osalta huhtikuussa 2014. Konvektion parametrisoinnin erot näiden maa-alueiden osalta tulivat näkyviin sademäärän vuorokausivaihtelussa siten, että vanhan viimeistelyn sateet keskittyvät lähemmäksi aamupäivää ja uuden viimeistelyn sateet keskittyivät lähemmäksi iltapäivää. Iltapäivään keskittyvät sateet vastasivat paremmin satelliittihavaintoa. Eteläisten keskileveysasteiden ja merialueiden osalta vertailua ei voitu tehdä, sillä viimeistelyjen erot sademäärän vuorokausivaihteluissa jäivät pieneksi. Edellä mainittujen koko leveyspiirien kattavien vertailujen lisäksi tein pienemmän pinta-alan tapaustutkimuksia sademäärän vuorokausivaihtelusta ja konvektiivisen aikaskaalan herkkyystarkastelun. Herkkyystarkastelun tuloksena oli se, että konvektiivista aikaskaalaa vaihtamalla uutta viimeistelyä ei voida muuttaa vastaamaan paremmin satelliittihavaintoa.
  • Matias, Säppi (2016)
    This thesis discusses various topics related to the study of strongly coupled quantum field theories at finite density or, equivalently, finite chemical potential. In particular, the focus is on the theory of strong interactions, quantum chromodynamics (QCD). Finite-density QCD is important in the description of numerous physical systems such as neutron stars or heavy-ion collisions, a brief overview of which are given, alongside with the QCD phase diagram as motivational examples. After this, the general construction of a Lagrangian finite-density quantum field theory is described. In contrast with the zero-density setting, a finite-density field theory does not admit a simple description on the lattice, rendering this standard approach to strongly coupled theories impractical due to the so-called sign problem. Various attempts of addressing the sign problem are reviewed, and the so-called Lefschetz thimble approach and the complex Langevin method are discussed in detail. Some mathematical details related to these approaches are elaborated in the appendices. Due to the impracticality of lattice methods, a perturbative description becomes more important at finite density. Perturbative finite-density QCD and methods useful in practical calculations are discussed. Amongst them is a detailed proof of a set of so-called 'cutting rules' that apply to zero-temperature finite-density quantum field theory, an example computation using these rules as well as a discussion on various divergences and their relation to zero-density theory.
  • Ala-Louko, Veera (2016)
    The conventional understanding and model of development is based on economic growth. This dominant way of creating development has consequences to natural, cultural and social environments, which cannot be overlooked. The transformations within these environments are increasingly connected to the prevailing socio-economic model of neoliberalism, but are often not considered in its contextualization at a local scale. The processes of production of space and nature under the neoliberal doctrine have led to economic restructuration and to conformation of geographies of neoliberal environment, which together transform localities. There is an increasing need to investigate how the local inhabitants understand and experience these processes and their outcomes. In this research, place is introduced as an insight to observe these problematics. Place in this research is understood as a changing and dynamic terrain, which articulates experiences of development. This research is qualitative case study which investigates the consequences of production of space and nature in Curepto, Chile. Curepto is one of the localities where the implementation of a normative framework for economic growth has resulted in extensive areas of foreign tree species monoculture and important physical and socio-spatial transformations related to them. The primary aim of this research is to investigate the local inhabitants’ accounts of these transformations. The thesis investigates how the locality has changed, but focuses on what these changes have meant for the local community and their sense of place. Physical, sociocultural and emotive dimensions of place as well as their transformations were investigated using qualitative methods, mainly semi-structured interviews. Residents were interviewed both in urban and rural districts. The findings of this research indicate that the forest industry and tree plantations have been important drivers behind the physical and socio-spatial transformations. The extensive plantations of pine and eucalyptus have changed the physical environment and these transformations are reflected in the social and cultural geography. Environmental degradation, changed circumstances of land property, loss of native forests and drought constitute transformations that affect livelihoods negatively especially in the rural districts, and come in parallel with a loss of local tradition and culture. The meaningful space the inhabitants experience diminishes and is made more one-sided, as access to the natural environment becomes more difficult and the interaction with it is lost. Although transformations within place are considered negative, the meaningful relation inhabitants have with place remains positive. Participants redetermine their practices and livelihoods, and re-articulate the relation with their surroundings in order to stay in their place. The local community lives in a space that is both familiar and foreign to them, loved and hated at the same time.
  • Paasi, Teea (2016)
    The Pleistocene (2588-11,2 ka) is known as the time of the ice age. The ice age ended at the beginning of the warm and more humid Holocene. Large carnivorous predators, which survived the transition, have adapted to the current new environments The goal of this thesis was to compare the osteological changes in the large carnivores from the Pleistocene to present. The data consists Finnish Recent and Central European fossil carnivore carnassial teeth, the calcaneum and the femoral head. Body mass estimates and carnivory indexes were taken from the carnassial tooth, the calcaneal indices were used to determine environmental openness and femoral head measurements indicated locomotory category. The femoral head changes have not been tested on carnivores, so the applicability to carnivores was also tested. The wolf (Canis lupus), the wolverine (Gulo gulo) and the bear (Ursus arctos) are smaller Recently than in the Pleistocene. Wolf’s diet has changed to more omnivorous, and changes in the calcaneum indicate more closed habitats. There are no significant intraspecific differences in Finnish carnivore populations between latitudes. The femoral head indices confirm the benefits of certain osteological traits in terrestrial animals (the wolf, the wolverine, the bear) compared to the traits of a more scansorial ambush predator, the lynx (Lynx lynx). The decline in the body masses from Pleistocene to Recent has been known previously. The changes in the body masses in Finland have not been made. The lack of intraspecific differences reflects constant environmental conditions throughout Finland. The differences between fossil and Recent wolf bring new insight on the matter. The more closed environments in Finland are reflected in the wolf, and differences in locomotion between species can be detected from the material.
  • Luhtaniemi, Sandra (2016)
    Opinnäytetyössä tarkastellaan ihmisen papilloomavirus- eli HPV-infektion (Human Papillomavirus) kehittymistä simuloiduilla aineistoilla. Infektion kulkua mallinnetaan Markovilaisella mallilla, jonka tilajoukko koostuu infektion eri terveystiloista. Mallista simuloidaan eri simulointiskenaarioilla aineistot, joista estimoidaan infektion paranemisen hasardi. Simulointiskenaarioissa eri HPV-tyyppien aiheuttamat infektiot jaotellaan nopeasti, keskinopeasti ja hitaasti parantuviin infektioihin. Aineistolle muodostetaan eksponenttifunktioon perustuva uskottavuusfunktio, jonka maksimoiva parametri estimoidaan käyttäen Metropolis-Hastings -algoritmia. Työn tavoitteena on tutkia, kuinka paranemisen hasardiin vaikuttaa, että syövän esiasteeksi edenneet infektiot on havaitsemisen jälkeen hoidettu. Työn muita keskeisiä teemoja on Metropolis-Hastings -algoritmin teoriaan ja toimintaperiaatteisiin perehtyminen. Metropolis-Hastings -algoritmi on Markovin ketjun Monte Carlo eli MCMC-algoritmi, jolla voidaan tuottaa näytteitä jostakin halutusta todennäköisyysjakaumasta. Algoritmia käytetään myös erityisesti, kuten tässä opinnäytetyössä tehdään, uskottavuusfunktion maksimin antavien parametrien estimoimiseen silloin, kun uskottavuusfunktion maksimi on analyyttisesti hankalaa ratkaista. Papillomavirusinfektio on yleisin sukupuoliteitse tarttuva tauti. HPV-tyyppejä tunnetaan yli 100 erilaista, joista 14 pidetään korkean riskin tyyppejä, joiden aiheuttama tulehdus pitkittyessään voi aiheuttaa kohdunkaulansyöpään johtavia solumuutoksia. Infektiolta suojaava rokote on nykyisin useissa maissa osa kansallista rokotusohjelmaa. Suomessa käytössä olevan rokotteen tehoa tutkittiin laajalla kansainvälisellä PATRICIA-rokotetutkimuksella. Tutkimusprotokollan mukaan ne henkilöt, joilla seurannassa havaittiin syövän esiaste, lähetettiin jatkotutkimuksiin tai hoitoon. PATRICIA-tutkimuksessa kerätyn havaintoaineiston pohjalta Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksella on lähivuosina tehty HPV-infektion kulun väestötason mallinnus, missä esiasteiden hoitoja ei kuitenkaan huomioitu, sillä niiden vaikutus oletettiin pieneksi. Tämän tutkielman keskeisin tehtävää on PATRICIA-aineistoa jäljittelevää simuloitua aineistoa käyttäen arvioida, että oliko oletus perusteltu, vai onko esiasteiden hoidolla merkittävää vaikutusta infektion paranemisen hasardiin.
  • Paavola, Marjut (2016)
    Tässä tutkielmassa selvitettiin yliopiston matematiikan johdantokurssin opiskelijoiden valmiuksia tuottaa ja arvioida induktiotodistuksia. Tutkimusongelmana oli selvittää sitä, vaikuttaako edeltävien opintojen laajuus näihin taitoihin, sekä sitä, tietävätkö opiskelijat, että induktiotodistuksessa oleellista on oikea perusjoukko eli luonnolliset luvut tai niiden osajoukko, ja ymmärtävätkö opiskelijat, miksi induktiotodistuksen alkuaskel on tärkeä. Tutkimus toteutettiin Helsingin yliopiston Johdatus yliopistomatematiikkaan -kurssilla. Kurssin opiskelijat vastasivat kahteen kyselyyn, yhteen kurssin aluksi ja toiseen lopuksi. Vastaajina oli 48 ja 29 opiskelijaa, joista 11 vastaajaa vastasi molempiin kyselyihin. Ensimmäisessä kyselyssä tarkasteltiin vastaajien taitoa tuottaa induktiotodistus. Toisessa kyselyssä vastaajia pyydettiin arvioimaan, onko annettu induktiotodistus pätevä. Kyselyssä tarkkailun kohteena oli puuttuva alkuaskel ja reaaliluvut perusjoukkona. Tulokset analysoitiin aineistolähtöistä sisällönanalyysimenetelmää käyttäen. Vastaukset yhdistettiin muutamaksi luokaksi. Kurssin alussa tehdyn kyselyn perusteella opiskelijoiden joukossa oli suuri joukko opiskelijoita, jotka osasivat ratkaista todistustehtävän induktiotodistuksella tai muulla matemaattisella menetelmällä, mutta myös vastaajia, jotka joko yrittämisestä huolimatta eivät osanneet todistaa annettua väitettä, eivät edes yrittäneet tai käyttivät väitteen perustelemiseen jotain ei-matemaattista tapaa. Kurssin lopussa useimmat vastaajat huomasivat annetusta induktiotodistuksesta puuttuvan alkuaskelen ja huomauttivat myös siitä, että perusjoukkoa ei ollut merkitty. Sen sijaan vastaajat eivät huomanneet, että reaalilukujen osajoukkoon ei voi soveltaa induktioperiaatetta. Ne vastaajat, jotka olivat jo kurssin alussa osanneet tuottaa induktiotodistuksen, huomasivat muita todennäköisemmin ongelman siinä, että perusjoukkona on reaaliluvut. Tulosten perusteella voidaan arvioida, että tällä kurssilla opiskelijat oppivat tuottamaan muodollisesti pätevän induktiotodistuksen ja tunnistamaan induktiotodistuksen oleelliset osat. Näin ollen kurssi onnistunee tavoitteessaan opettaa induktiotodistuksen malli sitä osaamattomille, ja mahdollisesti myös syventää sen osaavien tietämystä induktioperiaatteesta. Tulokset ovat yhteensopivia aikaisempien tutkimustulosten kanssa, joiden mukaan opiskelijat oppivat helposti induktiotodistuksen oleelliset osat, mutta eivät tiedä perusteluja sille, miksi alkuaskel tai sopiva perusjoukko on tärkeää. Jos tavoitteena on opiskelijoiden syvempi tietämys induktiosta, tähän on syytä kiinnittää huomiota.
  • Martikainen, Kaisa (2016)
    Tutkimuskohteena on Salon kaupungissa sijaitseva Aijalan vanha kaivos, joka on ollut tunnettu sulfidimalmeistaan jo 1600-luvulta lähtien. Kaivos oli toiminnassa vuosina 1949-1958. Kaivoksella on käsitelty myös läheisen Metsämontun Zn-Pb-malmeja (v.1951-1958, v.1964-1974) sekä Telkkälän Ni-Cu-malmeja (v.1969-1970), joiden jätteet sijoitettiin samalle rikastushiekka-alueelle Aijalan jätteiden kanssa. Aijalan kaivoksen rikastushiekka-alue kuormittaa tällä hetkellä ympäristöä hallitsemattomasti hyvin voimakkaasti metallipitoisilla vesillä (mm. Fe, Zn, Cu, Pb) Aikolanlahteen sekä Kiskonjokeen, joka luokitellaan Natura-alueeksi. Rikastushiekka-aluetta ei ole jälkihoidettu kunnolla, minkä johdosta alueella muodostuvat sekä alueen läpi virtaavat pinta- ja pohjavedet happamoituvat voimakkaasti. Kuormittumista on tutkittu useaan otteeseen, mutta kunnostustoimiin alueella ei ole ryhdytty. Tarkoituksena oli saada tietoa rikastushiekka-alueelta tulevasta metallikuormituksesta alueen vesiin, ja mikä kuormitus tulee mahdollisesti olemaan tulevaisuudessa. Aiempien tutkimusten perusteella alueelle suunniteltiin vesinäytteenotto. Aijalan alueelle luotiin myös ArcGis-ohjelmalla pintavesien virtausmalli, jonka pohjalta tulkittiin alueen osavaluma-alueet. Merkittävin havainto oli, että Koskossuolta tulee suuri pintavalunta rikastushiekka-alueelle. Kiskonjokeen rikastushiekka-alueelta laskevan puron ja sen sivuhaarojen kautta tulee valuntaa noin 790 000 m3 vuodessa ja Aikolanlahteen noin 170 000 m3 vuodessa. Kiskonjokea kuormittavista metalleista lyijy ja kupari muodostavat suurimman riskin. Kuparikuormitus Kiskonjokeen on noin 35 kg vuodessa ja lyijykuormitus noin 1 kg vuodessa. Kuormittavien metallien pitoisuudet Kiskonjokeen laskevassa purossa ovat laskeneet viimeisen 30 vuoden aikana, mikä todennäköisesti johtuu valuntamäärien lisääntymisestä alueella. Aikolanlahteen ei kohdistu merkittävää metallikuormitusta. Tärkein havainto oli, että länsimalmin kaivoskuilusta todennäköisesti pääsee purkautumaan hyvin metallipitoista pohjavettä maanpinnalle. Metallikuormitus alueella tulee jatkumaan alueella satoja vuosia. Vaikka kuormitus ei ole merkittävän suuri, tulisi alueelle laatia päivitetty kunnostussuunnitelma. Rikastushiekka-alue tulisi peittää ja suolta tulevan luontaisen valunnan pääsy rikastushiekka-alueelle tulisi estää. Myös länsimalmin kaivoskuiluista tapahtuvaa pohjaveden purkautumista tulisi tutkia enemmän.
  • Itävuo, Mikko (2016)
    Tietojärjestelmien siirtyminen yhä enemmän internetiin on tehnyt tietoturvan huomioimisesta ohjelmistotuotannossa entistä tärkeämpää. Lukuisat esimerkit tietomurroista todistavat uhkien todellisuutta eritasoisissa organisaatioissa. Tietoturvan varmistamiseksi on olemassa erilaisia standardeja, joita käyttämällä tietoturvavaatimukset on mahdollista määritellä kattavalla tasolla. Yksi käytetyimmistä standardeista on ISO/IEC 27002, joka ottaa kantaa tietoturvan organisointiin kokonaisvaltaisesti. Tässä tutkielmassa tarkastellaan standardin käyttökelpoisuutta tietoturvavaatimusten määrittelyn pohjana. Tutkielmassa tietoturvaa tarkastellaan Suomen Pankin tietoturvaprosessin kautta. Tietoturvan suunnittelu ohjelmistotuotantoprojekteissa pohjautuu ISO/IEC 27002-standardiin. Standardi on mukautettu vastaamaan keskuspankkiympäristön tarpeita. Esimerkkiprojektissa tietoturvavaatimukset määriteltiin ohjeistuksen pohjalta, ja toteutuksen vaatimuksenmukaisuus varmistettiin vertaamalla toteutusta standardin asettamiin vaatimuksiin. Järjestelmän tietoturvan määrittäminen aloitetaan määrittelemällä järjestelmän kriittisyys. Tietoturvavaatimukset suhteutetaan kriittisyystasoon, jotta ne ovat järjestelmän liiketoimintaan sopivat. Kriittisyys määritetään luottamuksellisuuden, eheyden ja saatavuuden kautta. Tietoturvan vaatimuksenmukaisuus todennetaan käytännön tietoturvatarkastuksen, sekä vaatimuksenmukaisuuden avulla. Puutteet raportoidaan järjestelmän omistajalle riskiarvion muodossa. Jokaisesta riskistä arvioidaan vaikutus ja todennäköisyys. Järjestelmän omistaja päättää hyväksytäänkö riski, vai tehdäänkö riskiä lieventäviä tai poistavia toimenpiteitä. Esimerkkiprojektissa tietoturvavaatimusten laatimiseen käytettiin runsaasti aikaa ja työpanosta. Vaatimusten huolellinen laatiminen pakotti projektin ottamaan tietoturvan osaksi kaikkea järjestelmään liittyvää suunnittelua. Myös liiketoimintaan liittyvien prosessien tietoturva-aspektit huomioitiin tarkalla tasolla. Tietoturvan tasoa todennettaessa tietoturvatarkastuksella, sekä riskiarviolla tietoturvatason todettiin olevan korkea, eikä merkittäviä puutteita havaittu. Suurin osa alemman tason puutteista pystyttiin myös korjaamaan ennen järjestelmän tuotantoon ottoa. Tietoturvavaatimusten laadinta ISO/IEC 27002 standardin pohjalta on vaativa prosessi, mutta sen avulla tietoturvan taso on mahdollista rakentaa tarvittavalle tasolle. Varsinkin kriittisten järjestelmien kohdalla tietoturvan huomioiminen näin tarkasti kannattaa, sillä tietoturvan määrittelyyn käytettävä aika säästää työtä määritysten puutteellisuudesta johtuvien vikojen korjauksesta.
  • Islam, Md. Mesbahul (2016)
    Ensuring quality and reliable wireless network in crowd events, such as sport events in the stadium or exhibitions in large convention halls, has been challenging. Standard 802.11 Wi-Fi is based on CSMA (Carrier sense multiple access) technology; however using TDMA (Time Division Multiple Access) instead might bring benefits such as energy savings, fair use of bandwidth and more predictable performance in crowded networks. Using TDMA with standard Wi-Fi hardware has been proposed before, but the proposed solutions would require changes to the MAC layer, which means modifying NIC drivers and even firmware. The goal of this thesis is to investigate, whether a simple TDMA could be implemented on the application layer for crowded Wi-Fi networks. “Application Layer TDMA” means that the network stack would be left unchanged, and the applications on different devices would agree on a schedule of sending packets on their dedicated time slots. The experiment of the thesis has been carried out in an RF shielded laboratory in Helsinki University and from the experiment we have evaluated the performance of the application layer TDMA and compared with CSMA/CA.