Browsing by Subject "mallinnus"

Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkastellaan analogisten miksaustyökalujen ja niitä mallintavien digitaalisten ohjelmistoliitännäisten välisiä eroavaisuuksia käyttötarkoituksen ja soinnin suhteen. Tutkimuskohteena ovat 1176- ja LA-2A-kompressorit, tarkemmin niiden analogiset laitteet ja niitä mallintavat digitaaliset ohjelmistoliitännäiset kahdelta eri valmistajalta. Teksti rakentuu analogisen soinnin ja sen mallintamisen ympärille vastaanoton näkökulmasta. Tavoitteena on selvittää minkälainen rooli kyseisillä kompressoreilla on nykypäivän studiotyöskentelyssä. Lähteenä käytetään aiempia tutkimuksia, alan tutkimuskirjallisuutta ja tutkimuskohteiden käyttöohjeita. Tutkimusmenetelmät jakaantuvat subjektiivisiin haastatteluihin ja kuuntelukokeisiin sekä objektiiviseen spektrianalyysiin. Haastattelut käsittävät kompressoreihin liittyviä kokemuksia ja ajatuksia käytön näkökulmasta. Kuuntelukokeet ja spektrianalyysi tarjoaa tietoa kompressorien tuottamista soinneista ja niiden välisistä eroavaisuuksista. Tutkimusaineisto koostuu miksaajien haastatteluista ja tutkimusta varten tuotetuista ääninäytteistä. Ääninäytteet on käsitelty tutkimuksessa esiintyneillä kompressoreilla ja niitä vertaillaan keskenään spektrianalyysin ja kuuntelukokeiden avulla. Tulokset osoittavat, että analogisia kompressoreita ja niitä mallintavia liitännäisiä käytetään rinnakkain ja molempia arvostetaan omista lähtökohdistaan. Analogisten kompressorien sointia pidetään tavoittelemisen arvoisena, mutta soinnin identtisyyttä niitä mallintavissa liitännäisissä ei koeta välttämättömänä. Käyttöliittymän identtisyys koetaan kuitenkin oleellisena. Eroavaisuuksia löytyy, mutta ne ovat vaikeasti havaittavissa ja kuultavissa. Toisissa ääninäytteissä ja kompressorimalleissa eroavaisuudet kuuluvat selkeämmin kuin toisissa. Mieltymykset ovat pääasiassa subjektiivisia, eikä kokonaisvaltaisia johtopäätöksiä voi tehdä.

We have developed a software for homology modelling by satisfaction of distance restraints using MODELLER back-end. The protocols used extend exploration of distance restraints and conformational space. We drive the models in optimization cycle towards better structures as assessed by the used metrics on DOPE score, retrospective distance restraint realization and others. Hydrogen bond networks are optimized for their size and connectivity density. The performance of the method is evaluated for its ability to reconstruct GPCR structures and an extracellular loop 2. The software is written in object-oriented Python (v.2.7) and supports easy extension with additional modules. We built a relational PostgreSQL database for the restraints to allow for data-driven machine and deep learning applications. An important part of the work was the visualization of the distance restraints with custom PyMOL scripts for three-dimensional viewing. Additionally, we automatically generate a plethora of diagnostic plots for assessing the performance of the modelling protocols. The software utilizes parallelism and is computationally practical with compute requirements on an order of magnitude lower than those typically seen in molecular dynamics simulations. The main challenges left to be solved is the evaluation of restraint goodness, assigning secondary structures, restraint interconditioning, and water and ligand placement.

There is an ever growing interest in coarse woody debris (CWD). This is because of its role in maintaining biodiversity and storing atmospheric carbon. The aim of this study was to create an ALS-data utilizing model for mapping CWD and estimating its volume. The effect of grid cell size change to the model's performance was also considered. The study area is located in Sonkajärvi in eastern Finland and it consisted mostly of young commercially managed forests. The study utilized low-frequency ALS-data and precise strip-wise field inventory of CWD. The data was divided into two parts: one fourth of the data was used for modeling and the remaining three fourths for validating the models that were constructed. Both parametric and non-parametric modelling practices were used for modelling the area's CWD. Logistic regression was used to predict the probability of encountering CWD in grid cells of different sizes (0.04, 0.20, 0.32, 0.52 and 1.00 ha). The explanatory variables were chosen among 80 ALS-based variables and their conversions in three stages. Firstly, the variables were plotted against CWD volumes. Secondly, the best variables plotted in the first stage were examined in single-variable variable models. Thirdly, variables to the final multivariable model were chosen using 95 % level of significance. The 0.20 ha model was parametrized to other grid cell sizes. In addition to parametric model constructed with logistic regression, 0.04 ha and 1.0 ha grid cells were also classified with CART-modelling (Classification and Regression Trees). With CARTmodelling, non-linear dependecies were sought between ALS-variables and CWD. CART-models were constructed for both CWD existence and volume. When the existence of CWD in the study grid cells was considered, CART-modelling resulted in better classification than logistic regression. With logistic model the goodness of classification was improved as the grid cell size grew from 0.04 ha (kappa 0.19) to 0.32 ha (kappa 0.38). On 0.52 ha cell size, kappa value of the classification started to diminish (kappa 0.32) and was futhermore diminished to 1.0 ha cell size (kappa 0.26). The CART classification improved as the cell size grew larger. The results of CART-modelling were better than those of the logistic model in both 0.04 ha (kappa 0.24) and 1.0 ha (kappa 0.52) cell sizes. The relative RMSE of the cellwise CWD volume predicted with CART-models diminished as the cell size was enlarged. On 0.04 ha grid cell size the RMSE of the total CWD volume of the study area was 197.1 % and it diminished to 120.3 % as the grid cell size was enlarged to 1.0 ha. On the grounds of the results of this study it can be stated that the link between CWD and ALS-variables is weak but becomes slightly stronger when cell size increases. However, when cell size increases, small-scale variation of CWD becomes more difficult to spot. In this study, the existence of CWD could be estimated somewhat accurately, but the mapping of small-scale patterns was not successful with the methods that were used. Accurate locating of small-scale CWD variation requires further research, particularly on the use of high density ALS-data in CWD inventories.

Hajautettuja järjestelmiä rakennettaessa on toteutettavan järjestelmän suorituskykyyn kiinnitettävä huomiota jo heti suunnittelun alkuvaiheessa. Järjestelmän suorituskykyyn vaikuttaa ennen kaikkea korkean tason arkkitehtuuri. Arkkitehtuuria suunniteltaessa tulisi kyetä ennustamaan tulevan järjestelmän suorituskykyä, ja arvioimaan erilaisten suunnitteluvaihtoehtojen vaikutuksia. Perinteisesti tietokonejärjestelmien suorituskykyä on tutkittu vasta toteutuksen valmistuttua testausvaiheessa. Pelkästään testaukseen tukeutuva verifiointi ei kuitenkaan ole riittävä tämän päivän kustannustehokkaaseen ja nopeatempoiseen tuotekehitykseen pyrkivässä liiketoimintaympäristössä. Niinpä nykyaikaisen järjestelmäkehityksen osaksi on tuotu suorituskykysuunnittelu. Suorituskykysuunnittelu kestää koko järjestelmän elinkaaren ajan ja pyrkii mahdollisimman aikaisessa vaiheessa eliminoimaan suorituskyvyn kannalta epäedullisten suunnitteluratkaisujen päätymisen lopulliseen tuotteeseen. Tässä tutkielmassa esitellään menetelmä hajautettujen järjestelmien suorituskykysuunnitteluun. Tutkielman osana määritellään ja toteutetaan työkalu, jolla pystytään mallintamaan hajautettu järjestelmä ja tutkimaan sen käyttäytymistä. Työkalu on simulaattori, joka ratkaisee UML-kielen aktiviteettikaavioiden kaltaisia suoritusmalleja. Työkalu mahdollistaa suunnittelu- ja toteutusvaiheiden ajan tarkentuvan ohjelmistojen ja järjestelmän suorituskyvyn analysoinnin. Tutkielmaan kuuluu myös tapaustutkimus, jossa menetelmää ja työkalua käyttäen tutkitaan vaihtoehtoista tapaa toteuttaa Nokian DX 200 -järjestelmän sisäinen viestinvälitys.

Tässä työssä aiheena oleva mobiilipuhelimien käyttöiän mallintaminen ja ennustaminen on osa teleoperaattori DNA Oyj:n laitemallia. Laitemalliin kuuluu asiakkaan seuraavan puhelinlaitteen ostoajanhetken, hinnan ja valmistajan ennustaminen. Ostoajanhetken arviointi on olennainen tieto yrityksille, jotka myyvät mobiililaitteita, sillä sen avulla voidaan ajoittaa laitesuositteluja sekä tehdä asiakkaalle ajankohtaisia toimenpiteitä. Käyttöiän mallintamista varten haettiin aineisto DNA Oyj:n tietokannasta, jota jatkojalostettiin mallinnukseen sopivaksi. Aineistoa kertyy koko ajan lisää, jonka takia mallinnuksessa käytetty aineisto muuttuu jopa päivittäin. Laitemallia ajetaan DNA Oyj:n tuotantoympäristössä ja sen tulokset ovat operatiivisessa käytössä. Tutkielmani alussa esittelen mallinnuksessa käytettävän satunnainen metsä-algoritmin, joka on päätöspuiden kokoelmaan perustuva menetelmä. Ensin kerron hieman algoritmin historiasta ja sen teoreettisesta taustasta. Algoritmin toiminnan ymmärtämiseksi esittelen myös muita koneoppimisen menetelmiä, jotka ovat oleellinen osa algoritmia. Satunnainen metsä- menetelmässä on monia hyviä ominaisuuksia, joita täsmennän teoriaosuuden yhteydessä. Menetelmän suorituksen yhteydessä voidaan esimerkiksi laskea selittäville muuttujille niiden tärkeys mallinnuksessa. Algoritmin teorian esittelyn jälkeen määrittelen vielä muutamia metriikoita, joita käytän mallinnusvaiheessa tulosten analysoinnissa ja validoinnissa. Seuraavaksi kuvailen työssä käytetyn aineiston. Aineiston hakuja tehtiin kaksi, joista toinen on mallin koulutusaineistoa varten ja toinen on aineisto, jolle lopulliset ennusteet muodostetaan. Aineistoissa on paljon muuttujia, joten esittelen ne kahdessa osassa. Ensin kerron laitteeseen liittyvät ominaisuudet ja sen jälkeen asiakkaaseen liittyvät tiedot. Laitteiden ostopäivätiedoista saatiin selville mallinnuksen selitettävä muuttuja, puhelimen käyttöaika, joka luokiteltiin kolmen kuukauden tarkkuudella. Ostopäivän lisäksi puhelinlaitteesta on tiedossa monenlaisia teknisiä ominaisuuksia, muun muassa laitteen käyttöjärjestelmä sekä 4G- kyvykkyys. Asiakkaan tiedoista mallinnuksessa käytettiin demografisia tietoja, kuten sukupuolta ja ikää. Lisäksi hyödynnettiin asiakkaan ilmoittaman osoitetiedon perustella määriteltyä laajakaistasaatavuutta ja mobiilidatan käyttöön liittyviä muuttujia. Aineiston esittelyn jälkeen kerron varsinaisesta mallinnuksesta. Mallinnuksen yhteydessä tutkin eri parametrien vaikutusta ennustetuloksiin. Optimaalisten parametrien avulla luotiin luokkaennusteet mobiililaitteiden käyttöiälle. Eräs satunnainen metsä- algoritmin ominaisuus liittyy siihen, että menetelmän suorituksen yhteydessä pystytään arvioimaan sen tuottamia tuloksia aineistolle, jota menetelmä ei ole käyttänyt kyseisellä suorituskerralla mallin rakentamiseen. Arviointiin käytettiin luokittelumenetelmiin sopivia metriikoita, joiden perusteella algoritmi ennustaa onnistuneesti suuren osan aineistosta. Parametrien määrittämisen ja mallin kouluttamisen jälkeen muodostettiin luokat ennusteaineistolle. Lopullisten ennusteiden paikkansapitävyyttä ei voida arvioida, ennen kuin asiakas ostaa uuden puhelimen. Joissakin tapauksissa vaihtoon voi mennä useampi vuosi. Päätän opinnäytetyöni arvioimalla menetelmän toimivuutta ja pohtimalla laitevaihdon taustalla olevia muuttujia. Vaikka työssä oli käytössä rikas aineisto, puhelinvaihdon luultavasti yleisintä syytä eli laitteen vikatilannetta ei ollut saatavilla työn tekohetkellä. Laitevaihdon syihin perustuvan aineiston lisääminen parantaisi mallinnuksen tuloksia entisestään. Lopussa pohdin myös tuotannossa ajettavan, päivittäin muuttuvan mallinnuksen haasteita. Eräs mallinnuksen tuloksiin vaikuttava tekijä on muuttumattomat parametrit, jotka aineiston muuttuessa eivät välttämättä tuota enää parhaita ennustetuloksia. Laitemallia aiotaan kehittää entistä paremmaksi DNA Oyj:llä.