1

OPINTO-OPAS 2013-2014

3

2

Arkkitehtuurin laitos

ARK-52400 Arkkitehtuuritutkimuksen perusteet, 3 op

Architectural Research, Basics, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Pekka Passinmäki OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelijalle on muodostunut yleiskäsitys arkkitehtuuritutkimuksesta ja hänellä on perusvalmiudet tieteelliseen kirjoittamiseen. SISÄLTÖ: - Opintojakso antaa perustiedot tutkijan työstä, tieteellisestä kirjoittami-sesta sekä arkkitehtuurista tutkimuskohteena. Opintojaksolla käydään läpi tutki-musprosessin eri vaiheet tutkimuksen valmistelusta tekstin julkaisemiseen. Tietojen soveltamista harjoitellaan pienimuotoisessa kirjoitelmassa SUORITUSVAATIMUKSET: Aktiivinen osallistuminen luentojaksolle ja hyväksytysti tehty harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Kurssi on tarkoitettu erityisesti niille opiskelijoille, joilla on tarkoitus tehdä diplomityönään kirjallinen tutkielma ja/tai suorittaa perustutkinnon jälkeisiä jatko-opintoja. Opintojakso luennoidaan joka toinen vuosi. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

ARK-54100 Modernin kaupunkisuunnittelun historia ja teoria, 5 op

History and Theory of Modern Urban Planning, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Minna Chudoba OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija pystyy selittämään modernin kaupunkisuunnittelun kehitysvaiheet ja tärkeimmät teoriat puutarhakau-pungeista nykypäivään. Opiskelija pystyy esittämään suullisesti ja kirjallisesti jonkin valitun tai annetun tapausesimerkin taustat sekä tulkitsemaan itsenäisesti sen merkityksen kaupunkisuunnittelun kehitykselle. SISÄLTÖ: - Modernin kaupunki- ja yhdyskuntasuunnittelun historian lisäksi kurssilla avataan teoreettisia näkökulmia urbanismista muilta tieteenaloilta. Kurssin lopussa opiskelija ymmärtää kuinka kaupungit kasvavat. SUORITUSVAATIMUKSET: Kurssi suoritetaan kunakin vuonna erikseen annetta-van kirjallisuusluettelon pohjalta, omakohtaisena pohdiskelevana kirjoitelmana. Kurssiin voi sisältyä workshop-osuuksia tai luentojen yhteydessä ryhmissä suoritet-tavia osatehtäviä. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ARK-81000 Arkkitehtuurin laitoksen vaihtuva kurssi, 1-10 op

School of Architecture's Varying Topics Course , 1-10 cr

VASTUUHENKILÖ: Olli-Paavo Koponen SUORITUSVAATIMUKSET: Arkkitehtuurin laitoksen vaihtuvan kurssit toteutusker-rat eroavat toisistaan suoritusvaatimusten, sisällön ja tavoitteiden ja opintopiste-määrän osaltaOsasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ARK-81006 School of Architecture's Varying Topics Course , 1-10 cr

PERSON RESPONSIBLE: Olli-Paavo Koponen LEARNING OUTCOMES: Course's different impelmentations introduce student in architecture in general as well as in various aspects of architect's range of work as for example architecture competitions and specific material related design tasks REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The course's implementa-tions differ on their requirements, content, goals and credit amounts. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ARK-91006 Postgraduate Seminar of the School of Architec-ture, 8 cr

PERSON RESPONSIBLE: Pekka Passinmäki

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Seminar 8 h/per +8 h/per +8 h/per +8 h/per

LEARNING OUTCOMES: After the course the student is able to present and de-fend his/her own research and to critique other students' researches in a scientifi-cally sound manner. CONTENT OF THE COURSE: - The course consists of discussion and critique sessions that are held about once a month during semesters. In these sessions, students present their own researches and comment on other students' presenta-tions. The course includes guest lectures that support research work. The main language of the seminar is English, but the presentation may also be held in Finn-ish. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Two presentations on own research and active participation in sessions during one academic year. ADDITIONAL INFORMATION: It is possible to join the course in the middle of the semester, too. Suitable for postgraduate studies

ARK-91106 Methodology of Research in Architecture, 8 cr PERSON RESPONSIBLE: Pekka Passinmäki, Minna Chudoba

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 1 h/week

LEARNING OUTCOMES: After the course the student is able to recognize various research methods, and knows how to use them in his/her own research.

3

CONTENT OF THE COURSE: - Knowledge of various research methods and their suitability to architectural research. The aim of the lectures and course task is to aid the student in finding the research method for his/her own dissertation. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Lectures and the tasks given during the course. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ARK-91200 Kirjallisuus, 1-10 op

Literature, 1-10 cr VASTUUHENKILÖ: Hannu Tikka, Panu Lehtovuori, Markku Hedman, Olli-Paavo Koponen, Ari Hynynen, Ilmari Lahdelma OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää, analy-soida ja ottaa käyttöön valitun kirjallisuuden SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu kirjallisuustehtävä. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ARK-91206 Literature, 1-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Panu Lehtovuori, Hannu Tikka, Markku Hedman, Olli-Paavo Koponen, Ari Hynynen, Ilmari Lahdelma LEARNING OUTCOMES: After completing the Course student is able to explain, analyze and use the selected literature. CONTENT OF THE COURSE: - Reading the literature selected by the Scientific Supervisor and related to student's own research and Doctoral Thesis. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved literature as-signment. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ARK-92000 Arkkitehtuurin teoria, 8 op

Theory of Architecture, 8 cr VASTUUHENKILÖ: Pekka Passinmäki

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 35 h/per Harjoitukset 35 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää mo-dernismin ja nykyarkkitehtuurin keskeisimpien teoreettisten suuntausten perusläh-tökohdat ja kykenee tulkitsemaan niiden liittymistä laajempiin kulttuurisiin ilmenty-miin. Hän on saanut perusvalmiudet teorioiden ja suunnittelun välisten suhteiden ymmärtämiseen ja arkkitehtuuriteoreettisen kirjallisuuden lukemiseen. SISÄLTÖ: - Opintojaksolla tarkastellaan arkkitehtuurin modernismin ja nykyarkki-tehtuurin teorioita ja teorioiden historiallisia, filosofisia ja maailmankuvallisia tausto-ja. Kirjallisen ja kuvallisen esimerkkiaineiston pohjalta syvennetään ymmärrystä teorioiden ja suunnittelun välisestä suhteesta. Luennot koostuvat teemapäivistä,

jotka on nimetty arkkitehtuuriteoreettisten suuntausten mukaan. Seminaarijaksolla käydään läpi opiskelijoiden tekemät harjoitustyöt ja keskustellaan niiden pohjalta. SUORITUSVAATIMUKSET: Aktiivinen osallistuminen luento- ja seminaarijaksolle ja harjoitustehtävän esittely ja luovuttaminen. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Kirjallisuus ilmoitetaan luennolla. Opintojakso luennoidaan joka toi-nen vuosi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

ARK-92010 Johdatus arkkitehtuurin filosofiaan, 5 op

Introduction to Philosophy of Architecture, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Pekka Passinmäki

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 21 h/per Harjoitukset 21 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa filosofisen argumentoinnin alkeet ja hänelle on muodostunut kuva filosofian tehtävästä ja merkityksestä arkkitehtuurissa. Hän tuntee keskeisimpien arkkitehtuurifilosofisten käsitteiden historian ja niiden tulkinnat arkkitehtuurin nykytilanteessa. Opiskelija kykenee laatimaan lyhyen arkkitehtuurifilosofisen tekstin ja pystyy puolustamaan siinä esittämiään näkökantoja. Samoin hän kykenee suullisesti kritisoimaan toisen kirjoittajan työtä. SISÄLTÖ: - Opintojaksolla tarkastellaan filosofian tehtävää ja merkitystä arkkiteh-tuurissa ja tutustuaan arkkitehtuurifilosofian keskeisiin käsitteisiin ja ajankohtaisiin ongelmanasetteluihin. SUORITUSVAATIMUKSET: Aktiivinen osallistuminen luento- ja seminaarijaksoille. Tutkielma sovitusta aiheesta ja toisen opiskelijan tutkielman opponointi. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Opintojakso luennoidaan joka toinen vuosi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

ARK-94006 Classic Readings of Urbanism, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Minna Chudoba

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 1 h/week Excercises 1 h/week Assignment 1 h/week

LEARNING OUTCOMES: After the course the student has a grasp of some of the most influential or innovative urban planning ideas throughout history, as ex-pressed in certain chosen classic readings. The student has been able to analyze the ideas expressed in one or some of the books in an essay/research paper, from a contemporary viewpoint. CONTENT OF THE COURSE: - General knowledge of chosen influential urban planning ideas through history. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation in lectures and discussions, written essay/research paper. Completion parts must belong to the same implementation

4

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

5

Elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laitos

ELT-21300 Mikrokontrollerit, 5 op

Microcontrollers, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jukka Vanhala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 2 h/per +2 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa tunnistaa mikro-ohjaimen yleisimmät lohkot ja selittää niiden toiminnan. Hän osaa esittää mikro-ohjaimen IO-liityntöjen rakenteen ja osaa liittää mikro-ohjaimeen oheislaittei-ta, kuten AD- ja DA- muuntimia, näyttöjä, painonappeja sekä erilaisia antureita. Opiskelija tunnistaa oheislaitteisiin ja antureihin liittyviä peruskäsitteitä sekä epäideaalisuuksia ja osaa selittää yleisimpien oheislaitteiden toimintaperiaatteet. Hän tunnistaa yleisimmät tiedonsiirtoväylät ja johtokoodit sekä osaa selittää niiden toimintaperiaatteet. Opiskelija tunnistaa laitteistonläheisen ohjelmoinnin vaatimuk-set ja osaa kehittää sulautetun ohjelmiston käyttäen C- ja assembler kieliä. Opinto-jakson harjoitustyön suoritettuaan opiskelija osaa suunnitella ja rakentaa yksinker-taisen mikro-ohjainta käyttävän sulautetun järjestelmän sekä tuottaa sen vaatiman ohjelmiston. SISÄLTÖ: - Mikro-ohjainten sisäinen rakenne: Mikro-ohjaimen ydin sekä käskyjen suorittaminen mikro-ohjaimessa. Mikro-ohjainten yleisimmät lohkot ja niiden toimin-ta sekä lohkojen ohjaaminen. Mikro-ohjainten IO-liitynnät, niiden rakenne ja niihin liittyminen oheislaitteilla. Erilaisilla jännitetasoilla toimivien laitteiden/komponenttien liittämien samaan järjestelmään. - Mikro-ohjainten oheislaitteet: AD/DA-muuntimet, niihin liittyviä peruskäsitteitä (LSB, referenssi jännite, resoluutio, SAH) ja epäideaalisuuksia (kvantisointivirhe, offsetvirhe, epälineaarisuus) sekä yleisimpien muuntimien toimintaperiaatteet. Näytöt, niihin liittyviä peruskäsitteitä, sekä yksinkertaisten näyttöjen liittäminen mikro-ohjaimeen. HD44780 rajapinta alphanumeeristen näyttöjen liittämisessä. Käyttöliittymien liittäminen mikro-ohjaimeen, yksinkertaiset painonapit ja näppäin-matriisit. - Mittaus ja ohjaus: Mittausjärjestelmän yleinen rakenne sekä analogisen mittaus-signaalin muokkaaminen digitaaliseen muotoon ja siinä muodostuvat virheet. Ylei-simpiä antureita, kaksitila-anturit, lämpötila-anturit, asema-anturit. Anturien ominai-suuksia kuten erottelukyky, mittausalue,tarkkuus ja toistettavuus sekä mittausvir-heet. Toimilaitteita, AC- ja DC- moottoreiden toimintaperiaatteet sekä ominaisuuk-sia ja niiden liittäminen mikro-ohjaimeen. Askelmoottorien perustyypit, ominaisuuk-sia sekä ohjausta. Takaisinkytkentä moottorien ohjauksessa. - Sulautetun järjestelmän ohjelmisto: Mikro-ohjaimen ohjelmoimien C- ja assembler kielillä sekä näiden kielien käyttäminen samassa projektissa. Laitteiston läheinen ohjelmointi eli yksittäisten bittien tilan asettaminen ja tutkiminen. Käsitys siitä millai-sia laskutoimituksia mikro-ohjaimella on järkevää toteuttaa. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö ja tentti.

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Programming and Customizing the AVR microcontroller, Dha-nanjay V. (Kirja), Luentokalvot (Luentokalvot)

ELT-22130 Sovelletun elektroniikan erityiskysymyksiä, 5-6 op

Special Topics in Applied Electronics, 5-6 cr VASTUUHENKILÖ: Lauri Sydänheimo OSAAMISTAVOITTEET: Elektroniikan kehitystrendejä seuraava vaihtuva-aiheinen opintojakso, jonka tavoitteena on perehdyttää opiskelijat ajankohtaiseen elektronii-kan aihepiiriin ja siihen liittyvän osaamisen käytännön sovelluksiin. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut seminaariesitelmät ja/tai harjoi-tustyö sekä hyväksytysti suoritettu tentti sekä aktiivinen osallistuminen seminaarei-hin. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: (Kirja), (Muu kirjallisuus) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-22200 Elektroniikan luotettavuus, 5 op

Electronics Reliability, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Kati Kokko

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 16 h/per +16 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa luotetta-vuuden merkityksen elektroniikassa. Hän osaa selittää keskeisimmät luotettavuu-den määrittämiseen ja parantamiseen tähtäävät menetelmät ja osaa käyttää niitä elektroniikan luotettavuuden arvioinnissa. Opiskelija osaa valita elektroniikkatuot-teelle sopivat luotettavuustestimenetelmät ja hän osaa määritellä yleisimmät vi-kaantumismekanismit sekä syyt vikaantumisiin. SISÄLTÖ: - Luotettavuuden konsepti ja määritelmä sekä keskeisimmät mittarit - Tyypillisimmät elektroniikan vikaantumismekanismit ja syyt niihin - Luotettavuustestimenetelmät ja niiden antama informaatio laitteen tai osakokoon-panon luotettavuudesta - Menetelmät luotettavuuden kehittämiseen SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti ja muut pakolliset tehtä-vät/harjoitustyöt. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Design and Analysis of Accelerated Tests for Mission Critical Reliability , Michael J. LuValle (Kirja) Reliability in Microtechnology: Interconnect, Devices and Systems, Liu, Salmela, Särkkä, Morris, Tegehall, Andersson (Kirja), Reliability, Yield and Stress burn-in, W. Kuo et al. (Kirja), Statistical Methods for Reliability Data (Wiley Series in Proba-bility and Statistics) , William Q. Meeker and Luis A. Escobar (Kirja) Luentomateriaali (Luentokalvot) Opiskelijoiden tuottama harjoitustyömateriaali, N.N. (Muu kirjallisuus) ESITIEDOT:

6

ELT-21000 Elektroniikkalaitteen tuotesuunnittelu Pakollinen 1

1 . Esitieto-opintojakso ELE-2350 Elektroniikkalaitteen tuotesuunnittelu on vaihto-ehtoinen jo poistetun opintojakson ELE-2150 Integroitujen piirien perusteet kanssa. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-22210 Elektroniikan materiaalit, 5 op

Electronics Materials, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Donald Lupo OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää atomin rakenteen. Hän tunnistaa atomien ja molekyylien väliset sidokset ja osaa selittää kuinka ne vaikuttavat materiaalin rakenteeseen. Opiskelija osaa määritellä perus-materiaaliryhmät: metallit, keraamit, polymeerit ja komposiitit. Hän tunnistaa millai-sia mekaanisia, termisiä sekä kemiallisia ominaisuuksia näillä materiaaleilla on ja kuinka ne vaikuttavat niiden käyttöön elektroniikkasovelluksissa. Hän osaa selittää mitä ovat johteet, puolijohteet ja eristeet. Hän tuntee puolijohteiden toimintaperiaat-teen ja yleisimmät puolijohde materiaalit. Lisäksi opiskelija tunnistaa yleisesti elekt-roniikassa käytetyt liitos-, piirilevy-, pinnoite- sekä kotelointimateriaalit. Opiskelija osaa määritellä miten materiaaleja valitaan erilaisiin elektroniikan sovelluksiin ja kuinka nämä vaikuttavat tuotteen ominaisuuksiin, toimintaan sekä luotettavuuteen. Hän tunnistaa materiaalien perusvalmistusmenetelmät. SISÄLTÖ: - Perusmateriaalien ominaisuuksien tuntemus: puolijohde-, johde- ja eristemateriaalit. - Elektroniikan materiaalien käytön ja valmistustapojen tuntemus - Liitosalustamateriaalit sekä niiden mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Liittä-misen materiaalit: juotteet ja liimat. - Materiaalien valinta erilaisiin sovelluksiin. Valinnan vaikutus luotettavuuteen. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitukset ja tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Electronic Materials & Processes Handbook, Charles A. Harper (Kirja), Materials Science for Electrical and Electronic Engineers, Ian P. Jones (Kirja), Kurssin luenotkalvot, Laura Frisk (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

ELT-22226 Advanced Electronics Production Technologies, 4 cr

PERSON RESPONSIBLE: Matti Mäntysalo LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student is able to classi-fy the most common printing and direct writing methods, explain the basic differ-ences between these methods and compare the applicability of the methods based on their properties. After completing the course the student is able to describe the most important ink properties related to the printing method. The student is able to name the most common materials used in printed electronics and name their clas-sification principles. After completing the course the student is also able to list the most applications for printed electronics and construct a simple printed electronics structure. The student also knows how to conduct correctly in the laboratory and how to handle chemicals according to their regulations.

CONTENT OF THE COURSE: - Printing methods (screen, gravure, flexographic, offset and inkjet printing) and their differences. - Inks and their parameters. - Materials used in printed electronics and their classifications. - Printed electronics applications. - Direct writing methods. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed final examination and assignment. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Lecture notes (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

ELT-22236 Electronics Miniaturisation, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Matti Mäntysalo

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Seminar 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student knows the most common electronic miniturization and packaging technologies. He is familiar with different integration approaches, and can compare qualities and benefits of differ-ent techniques and approaches. Student knows the driving forces behind miniaturi-zation. CONTENT OF THE COURSE: - Miniturization approaches of entire system (SoP vs SoC). - Microelectronic packaging technologies used in miniaturization (CSP, Wafer level, TSV) - Integration of passive components (integration to chip, integration to PWB, pas-sive arrays). - Multilayer wiring, substrate technologies, microvias REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed final examination and seminar work Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Introduction to System-on-Package (SOP): Miniaturization of the Entire System, Rao R. Tummala (Book), lecture notes (Lecture slides) Kurssin seminaarityöt (Other literature), Scientific articles (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-22246 Semiconductor Device Physics, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Donald Lupo

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student can explain the fundamentals of semiconductor physics (energy bands, charge carriers, doping, conductivity, mobility, junctions between conductors, semiconductors, dielectrics) The student is also able to explain the operating principles of the key semiconduc-

7

tor devices (e.g. p-n junction, Schottky and tunnel diodes, junction and field effect transistors, photovoltaic devices) and the materials parameters affecting these. The student develops a physical understanding that can be applied to novel devices (e.g. bulk heterojunction devices) , materials (e.g. metal oxides, organics) or pro-cesses (e.g. printing). CONTENT OF THE COURSE: - Materials physics: energy bands, charge carriers, doping - Junctions: metal-semiconductor, p-n, tunnel - Devices: Schottky diode, p-n junction diode, tunnel diode, junction transistor, field effect transistor, photovoltaic devices REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed final examination. Students may optionally also obtain credit for homework assignments. PREREQUISITES:

FYS-6106 Basic Semiconductor Technology Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: FYS-6106 Basic Semi-conductor Technology or equivalent knowledge is required as a prerequisite. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-23050 Sulautettujen järjestelmien tuotteistaminen, 5 op

Embedded Systems Production, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jukka Vanhala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko Harjoitustyöt 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suorittanut opiskelija tuntee monimutkaisen teknisen järjestelmän kehitys- ja tuotantoprosessin eri vaiheet ja osaa soveltaa tietoa käytännössä. SISÄLTÖ: - History and overview Documentation and specification Productization project management Subcontracting process, agreements, financial planning Laws and regulations - CRM, ERP and product configurations management Productization phasing and scheduling Prototypes, zero batch, mass production - Component and services sourcing PCB and mechanics co-design Factory testing EC and conformance testing Logistics and delivery planning SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti ja harjoitustyö Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

ELT-21300 Mikrokontrollerit Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-23200 Näyttöjärjestelmät, 5 op

Display Systems, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jukka Vanhala

OSAAMISTAVOITTEET: Oppia näyttötekniikoihin liittyvät perusasiat. Saada käsitys näyttötekniikoiden soveltamisesta. SISÄLTÖ: - Näyttöjen käyttö, sovellukset ja markkinat. - Eri näyttötekniikat mukaanlukien: CRT, LCD, emissiiviset näytöt, mikronäytöt, virtuaalinäytöt, projektionäytöt ja paperinkaltaiset näytöt. - Näyttöjen kuvanlaatu ja käytettävyys. SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen luennoille, harjoitustyö ja tentti. OPPIMATERIAALI: Flat Panel Displays, Jiu-Haw Lee et al (Kirja), (Luentokalvot), Ajankohtaisia artikkeleita (Muu kirjallisuus) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

ELT-29000 Henkilökohtaisen elektroniikan tohtoriseminaari, 5 op

PhD Seminar on Personal Electronics, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jukka Vanhala OSAAMISTAVOITTEET: Tavoitteena on ymmärtää syvällisesti jonkin ajankohtai-sen elektroniikan alueen ilmiöitä. SUORITUSVAATIMUKSET: Säännöllinen osallistuminen seminaariin, suullinen ja kirjallinen seminaariesitys sekä tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: vaihtuva (Kirja) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-29050 Sovelletun elektroniikan tohtoriseminaari, 5-8 op PhD Seminar on Applied Electronics, 5-8 cr VASTUUHENKILÖ: Lauri Sydänheimo OSAAMISTAVOITTEET: Täydentää ja syventää pääaineopintoja elektroniikan keskeisillä aihealueilla. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut seminaariesitelmät ja/tai harjoi-tustyö sekä hyväksytysti suoritettu tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: (Kirja), (Muu kirjallisuus) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-29106 PhD Seminar on Applied Electronics, 5-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Donald Lupo LEARNING OUTCOMES: The seminar focuses on selected, current research top-ics. After completing the course, the student has gained expertise knowledge in the selected research topic. The student will be able to explain, present and discuss current topics in the research field. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Active participation in the seminars, accepted seminar work and/or passed final examination. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: This is a PhD seminar with varying, selected re-search topics. M.Sc. students may also participate in the course contingent on approval from the person responsible. Suitable for postgraduate studies

8

ELT-29150 Elektroniikan jatko-opinnot, 1-15 op

Post Graduate Studies in Electronics, 1-15 cr VASTUUHENKILÖ: Lauri Sydänheimo LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-43206 Spread Spectrum Techniques, 5-7 cr PERSON RESPONSIBLE: Toni Huovinen, Elena-Simona Lohan, Markku Renfors LEARNING OUTCOMES: The course focuses on the principles and theory of spread spectrum communications with emphasis on CDMA. After the course, a student has in-depth knowledge about CDMA techniques and their applications in wireless communications. This course is tought every second year; not taught during Spring 2014. CONTENT OF THE COURSE: - Basics of spread spectrum techniques, spreading, multiple access, DS-CDMA basics, multi-access interference. - Spreading sequences, shift registers, spreading code families and their properties (m-sequences, Gold, Kasami, orthogonal codes). - Code acquisition and tracking, search strategies, mean acquisition time analysis. Multipath propagation and impact on code synchronization; Feedback and feedfor-ward code tracking structures - Conventional single-user detection, performance analysis in AWGN, fading and single/multi-user channels, gaussian approximations, diversity reception, rake receiver, near-far resistance and multiuser efficiency. - Optimal multi-user detection: decision strategies and performance analysis, opti-mal near-far resistance. Sub-optimum multi-user detection: decorrelating and MMSE detection, iterative detection, parallel and successice interference cancella-tion. - Satellite-based positioning systems; focus on CDMA satellite navigation; acquisi-tion and tracking - specific structures for navigation; challenges in satellite naviga-tion; differences with CDMA communication systems. - Fundamentals of Satellite Navigation; Position Determination Using PRN Codes; REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam (5 cr). Possibility for up to 7 cr by completing a Matlab project. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: A Software-Defined GPS and Galileo Receiver; Single-Frequency Approach., Kai Borre (Book), CDMA Principles of Spread Spectrum Communications, Viterbi (Book), Introduction to spread spectrum communications, Peterson, Ziemer, Borth (Book), Multiuser detection, Verdu (Book) Understanding GPS Principles and Applications,, E.D. Kaplan (Book) Spread Spectrum Techniques, Tapani Ristaniemi (Lecture slides) PREREQUISITES:

ELT-43006 Digital Transmission Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Course www-page: www.cs.tut.fi/kurssit/TLT-5606 The course will be lectured every second year, next time during 2014-15 (during Spring 2014, an alternative course, 'Signal Processing for Mobile Positioning' will be offered).

Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

ELT-43306 Advanced Course in Digital Transmission, 5-7 cr PERSON RESPONSIBLE: Markku Renfors

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Assignment 7 h/per +14 h/per

LEARNING OUTCOMES: The goal is to strengthen the communication theoretic basis for advanced wireless system development. After completing the course, a student has gained in-depth expertise in selected timely topics in the field of wire-less communication waveforms and signal processing functions. CONTENT OF THE COURSE: - Review of linear digital modulation methods using the signal space concepts. Frequency-domain equalization methods. - Basics of statistical signal processing and detection and estimation theory with application in channel estimation and equalization. - Diversity concepts. Multiantenna and MIMO system concepts. - Iterative detection and decoding methods and receiver structures; multiuser de-tection, turbo codes, LDPC codes. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: 5 cr: exam and small pro-ject/homework solutions 6 or 7 cr: more extensive project/literature study Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Digital Communication, J.R. Barry, E. A . Lee and D. G. Mes-serschmitt (Book), Digital Communications, J.G Proakis (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Course is lectured every second year, lectured next time in fall 2013. Course home page: http://www.cs.tut.fi/kurssit/TLT-5906 Suitable for postgraduate studies

ELT-44006 Receiver Architectures and Signal Processing, 5-7 cr PERSON RESPONSIBLE: Markku Renfors LEARNING OUTCOMES: After completing the course, a student has good under-standing of the key RF-functionalities and related performance issues when design-ing the analog and digital signal processing blocks for communications receivers and transmitters. She/he can also explain the possibilities and challenges of in-creased use of digital signal processing algorithms for implementing or enhancing the RF functionalities. CONTENT OF THE COURSE: - RECEIVER ARCHITECTURES: - Basic architec-tures of communications receivers: superheterodyne, direct-conversion, low-IF; - Effects of non-idealities in practical analog implementations: I/Q imbalance, nonlin-earities, noise, phase noise, spurious responses; - System calculation principles; - The significance of RF specifications of mobile communication systems on the specs of the signal processing blocks; - Flexible multistandard receiver structures and flexible spectrum use, software defined radio and cognitive radio concepts. - MULTIRATE DSP: - Principles of multirate signal processing and extensions to bandpass and complex (I/Q) cases; - Review of efficient realization structures: polyphase structure, CIC filters; - Continuous-time, discrete-time, and multirate

9

signal processing in case of complex (I/Q) and bandpass signals; - Sampling of bandpass signals and I/Q signals, sampling and ADC requirements regarding reso-lution and sampling jitter; - Efficient DSP algorithms for communications receivers. - SYNCHRONIZATION: - Requirements and methods for carrier and symbol syn-chronization; - Maximum Likelihood estimation theory in synchronization; - All-digital synchronization principles; - Principle of polynomial interpolation and its applications in communications signal processing. - ADAPTIVE COMPENSATION METHODS: - Use of statistical DSP for compensa-tion of certain non-idealities of the analog parts (I/Q imbalance, nonlinearities). - FREQUENCY SYNTHESIS: - The principles and analysis of key performance characteristics of main frequency synthesis methods; - Direct digital synthesis. - TRANSMITTERS: - Basic transmitter structures; - Co-existence of transmitters and receivers, impact of duplexing methods; - Effects of power amplifier nonlineari-ties and linearization techniques. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: 5 cr: exam and small pro-ject/homework solutions 6 or 7 cr: more extensive project/laboratory exercis-es/literature study Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Receiver Architectures and Signal Processing, Several au-thors (Lecture slides) Book chapters and scientific articles as supplementary material., several authors (Other literature) Intercative www-based leaning materials., Mikko Valkama, Markku Renfors, et al. (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION: The course is lectured every second year. Lectured next time during fall 2014. Course www-page: http://www.cs.tut.fi/kurssit/TLT-5806 Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

ELT-45306 Advanced Course on Wireless Communications, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Jarno Niemelä

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Assignment 20 h/per +20 h/per

LEARNING OUTCOMES: The course structure is divided into two parts: mobile radio networks and radio resource management. Reference systems include GSM, UMTS and LTE. Related to mobile radio networks, the students are be able to analyze the structures of typical mobile radio networks, to explain it's evolution from traditional circuit-switched into packet-switched implementation and to assess pro-tocols together with different protocol layers used in network elements in mobile radio networks. The students are also able to explain typical functionalities related to mobile radio networks (e.g., location management and call setup procedure). The part introducing and asssessing radio resource management functionalities targets in providing relevant information so that the students are able to understand and analyze different interference management and radio resource management techniques used in typical wireless networks.

CONTENT OF THE COURSE: - Mobile radio networks: - Mobile network structures - Mobile radio protocols - Mobile radio network functionality The students are able to assess the structures of GSM, UMTS and LTE radio networks, and are able to understand the main functionalities and protocol structures used in these mobile radio networks. In addition, the students understand the evolution of circuit-switched network into packet-switched ones and are able to understand the mobile core network evolution together with radio network evolution. - Radio resource management functions: - Radio resource management and mod-eling - Resource allocation, admission control and load control - Power and rate control - Handovers and mobility - Scheduling (including link adaptation and hybrid ARQ) - Spatial multiplexing techniques The students are able to understand to main motivation of interference and radio resource management in wireless net-works. After this part, the students are able to assess and possible invent new methods for different radio resource management strategies related to resource management, load and admission control, handover mechanisms, power and rate control, packet scheduling and spatial multiplexing tehcniques. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Pre-assignment (essay), seminar work including presentation together with written report and post-assignment (essay). Completion parts must belong to the same implementation. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Radio Resource Management For Wireless Networks, Jens Zander, Seong Lyun Kim (Book), (Lecture slides) PREREQUISITES:

ELT-41206 Basic Course on Wireless Communications Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Course www-page: http://www.cs.tut.fi/kurssit/TLT-6507. Suitable for postgraduate studies

ELT-46106 Satellite Navigation Receivers, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jari Nurmi

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/per +2 h/per Excercises 2 h/per +2 h/per

LEARNING OUTCOMES: The student will learn to know the basic operations of a satellite navigation receiver, in particular acquisition and tracking, and how they are implemented in practice inside the receiver. CONTENT OF THE COURSE: - GPS signal structure - Raw measurements in GNSS receiver (pseudorange, Doppler, carrier phase) - Antenna effects, front end downconversion and sampling - Receiver signal processing (Doppler removal, correlation, signal integration) - Signal acquisition REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Written exam + completed exercise work Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: A Software-defined GPS and Galileo receiver, Borre, Akos, Bertelsen, Rinder, and Jensen (Book), (Lecture slides)

10

ADDITIONAL INFORMATION: In this course we learn how satellite navigation receivers work and design a software based GPS receiver. Suitable for postgraduate studies

ELT-46206 Signal Processing for Mobile Positioning, 5-7 cr PERSON RESPONSIBLE: Elena-Simona Lohan

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Assignment 7 h/per +7 h/per

LEARNING OUTCOMES: This course is taught every 2nd year; taught during 2013-2014 The course focuses on the principles and techniques of mobile location and navigation, with emphasis on satellite navigation systems. Also cellular-based positioning, WLAN-based positioning and Signal Of Opportunity (SoO)-based posi-tioning are to be addressed. After the course, a student will have in-depth knowledge about positioning and navigation techniques. He or she will also gain knowledge about location based services and future of wireless navigation CONTENT OF THE COURSE: - Basics of signal processing and channel models in the context of navigation (digital modulation types, multiple access schemes with focus on CDMA, path losses, channel impairments, etc) - Introduction to satellite navigation systems, GNSS concept and architecture - GNSS signals and spectra - Acquisition and tracking in GNSS (basic structures and advanced structures, including multipath mitigation and unambiguous approaches for Galileo signals) - Indoor GNSS -challenges and solutions - GNSS receiver front-end architectures - Cellular-based location algorithms (focus on GSM and 3G) - WLAN-based location algorithms - basic approaches - Signals of Opportunity (SoO) concept and SoO-based location algorithms REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam + Matlab project work. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Lecture Notes (Lecture slides) PREREQUISITES:

ELT-43006 Digital Transmission Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured every second year (even year Spring). Lectured next time during Spring 2014. Suitable for postgraduate studies

ELT-47266 Active RF Circuits, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Olli-Pekka Lunden

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Excercises 6 h/per Assignment 24 h/per Seminar 6 h/week Online work 3 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student is able to ana-lyze and design a fully functional low noise amplifier on circuit diagram level start-ing from the data provided by a component manufacturer and design specifications. The student can name the key characteristics of also other active RF circuits. The student is able to deliver a presentation and create a scientific report on a topic of his choice. Further, the student is able to act as a speaker, opponent, and as a chairman in an academic seminar. CONTENT OF THE COURSE: - RF transistor amplifier design, gain concepts, impedance matching, stability, noise figure, linearity, design for constant gain; broadband design tecqhniques, high power design tecqhniques, and multistage design design tecqhniques. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Students need to collect at least 50% of the maximum amount of points. Various tasks throughout the course yield these points. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Microwave Engineering, David M. Pozar (Book), Microwave Transistor Amplifiers Analysis and Design, Guillermo Gonzales (Book), RF Circuit Design: Theory and Applications, Reinhold Ludwig, Gene Bogdanov (Book), RF Design Guide, Systems, Circuits, and Equations, Peter Vizmuller (Book), RF circuit design Theory and Applications, Ludwig - Bretchko (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-47286 RF Project, 10-11 cr PERSON RESPONSIBLE: Olli-Pekka Lunden

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Excercises 1 h/week +1 h/week Assignment 16 h/week +16 h/week Laboratory work

8 h/week

Seminar 24 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student is able to design, simulate, build, and test an active RF circuit, for example, a low noise amplifier. In addition, the student is able to deliver a presentation and create a scientific report describing his work. CONTENT OF THE COURSE: - Use of an RF simulations tool. - Design of a practical circuit e.g. an RF amplifier, oscillator, or mixer. - Layout design for an RF circuit plus practical etching of a printed circuit board. - Making gain, impedance, and spectrum measurements using RF test instruments. - Preparing a report that meets scientific standards and quality. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Seminar presentation held and material delivered in schedule; project work (an RF circuit) designed, imple-mented, and tested and meeting specifications; report delivered in schedule. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Students can take (and should) take ELE-6256 Active RF Circuits at the same time. The course ELE-6100 Suurtaajuustekniikan perusmittaukset is a prerequisite for Finnish students, only,

11

since they usually take this the project course without the additional measurements instruction part. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-47446 Antennas, 8 cr PERSON RESPONSIBLE: Jari Kangas

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 16 h/per +20 h/per Assignment 3 h/per +3 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student is able to ex-plain principles of radiation from antennas. Student is able to apply basic skills in modern antenna design and analyze key parameters of common antenna struc-tures. The student can pose elementary antenna design field problems and has experience on their solution with (numerical)simulation tools. Student is also able to find information from relevant literature and create a scientific report describing his work. ONTENT OF THE COURSE: - Foundations of propagation from antennas, antenna as a receiver. - Radiation from a fixed current density. Electrical and magnetic dipoles. - Antenna arrays. - Influence of nearby passive structures - Other resonant antennas, e.g. Yagi--Uda. Microstrip antennas: Analytical models (Cavity / transmission line / full wave model); substrates, surface waves, feeding techniques - Broadband antennas - Aperture antennas - Numerical design methods and tools REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam, an antenna analysis assignment, and a modeling assignment. Exam is preferably taken by completing a set of tasks. PREREQUISITES:

ELT-41746 Antenna Basics Advisable

ELT-47426 Transmission Lines and Waveguides Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Courses ELT-41746 Antenna Basics, ELT-47446 Antennas, and ELT-47466 Antenna Project are intended to support each other. For students who want to further increase their knowledge about design and construc-tion of antennas, it is recommended to take also ELT-47466 Antenna Project. Note that Antenna Basics is given during the first three weeks of the 3rd period, Anten-nas starts at the middle of the 3rd period (i.e. after the Antenna Basics). Suitable for postgraduate studies

ELT-47466 Antenna Project, 4-6 cr PERSON RESPONSIBLE: Jari Kangas, Jouko Heikkinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 6 h/per Excercises 6 h/per Assignment 12 h/per Laboratory work

70 h/per

LEARNING OUTCOMES: Upon completion of the course student is able to design, construct, and test a chosen antenna structure. Student is capable of applying antenna theory in specification, design, construction, and testing of the antenna structure. Student recognizes the main steps inherent in such a work, and is able to utilize software and equipments that are used in simulation, construction, and measurement of antennas. Student is capable of reporting his/her work according to practices of scientific writing. CONTENT OF THE COURSE: - Measurement of antenna parameters - Numerical simulation tools - Feeding methods - Performance specification - Construction techniques of antennas - Preparing a report about the project REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Guided antenna assign-ment and acceptably documented construction project. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Dummy) PREREQUISITES:

ELT-41746 Antenna Basics Advisable

ELT-47206 Basics of RF Engineering Advisable

ELT-47226 Basic RF Measurements Advisable

ELT-47446 Antennas Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Courses ELT-41746 Antenna Basics, ELT-47446 Antennas, and ELT-47466 Antenna Project are intended to support each other. They are all given during spring semester. For students who want to strengthen their knowledge about antennas prior to taking this course, it is recommended to take also ELT-47446 Antennas. Suitable for postgraduate studies

ELT-47606 Radio Frequency Identification Technology, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Lauri Sydänheimo, Leena Ukkonen LEARNING OUTCOMES: - To learn the basics of RFID systems (functioning prin-ciples, components of RFID system), focus will be on passive UHF RFID systems - To get familiar with different applications of RFID systems - To get familiar with RFID measurements and RFID tag performance characterization REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - Lectures - Laboratory excercises - Writing a summary based on "The RF in RFID: Passive UHF RFID Systems in Practice" Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: RFID Handbook, 2nd Editions, K. Finkenzeller (Book)

12

The RF in RFID: Passive UHF RFID Systems in Practice, Daniel M. Dobkin (Book) Kurssin luentokalvot (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-47626 Wireless Solutions in Intelligent Environments, 5-15 cr PERSON RESPONSIBLE: Lauri Sydänheimo, Leena Ukkonen LEARNING OUTCOMES: Student independently studies the selected topic by practical project work and literature study. CONTENT OF THE COURSE: - Depends on the selected topic REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completed project work and written report Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-47646 Special Topics in RFID Applications, 5-15 cr PERSON RESPONSIBLE: Lauri Sydänheimo, Leena Ukkonen LEARNING OUTCOMES: Opintojakson sisältö sovitaan opettajan kanssa, joka antaa aiheeseen henkilökohtaista opastusta. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted excercises, pro-ject work and exam. No lectures. Contents of the course will be agreed on with the teacher. Student will get personal supervision. Hyväksytysti suoritetut harjoitusteh-tävät, harjoitustyö ja tentti. Ei luentoja KIRJALLISUUS: Sovitaan tapauskohtaisesti. SEMINAARIT: Sovitaan tapauskohtaisesti. Opintojakson sisältö sovitaan opettajan kanssa, joka antaa aiheeseen henkilökohtaista opastusta. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-49106 Advanced Topics in Radio Network Planning, 3-6 cr

PERSON RESPONSIBLE: Jukka Lempiäinen LEARNING OUTCOMES: The goal of the course is to familiarize student to a sci-entific research work. The scope of the lectures is to introduce future communica-tions systems and their concepts. The course is seminar type of course, and the focus of the course changes annually. After the course, a student has gained ex-pertise in the selectic specific field of wireless communications CONTENT OF THE COURSE: - The students will have a research topic related to some up-to-date area of radio network planning and optimization. The students are required to go through literature and publications related to the topic, and write a high quality report in conference paper format. The course will be graded based on the report. Optionally, students will also have a 1 or 2 hour presentation of the topic. Students have to either follow the course lectures, or attend an exam related to the current implementation's lectures/topics. The target is, that students will have deep understanding on the own research topic and wide understanding on the other students' research topics. - Students will learn to find fundamental information on the basic books related to RNP, and they will learn to find latest information from the publication databases.

The gathered information will then be compiled in the form of report and students learn to write scientific text based on literature rewiev. In the end of the report, students will form conclusions on the findings, and can provide own opinions on the subject under study. - Annually changing topic. Topic to be specified separately for each implementa-tion. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Written report, seminar presentation and exam or presence at the lectures/seminars (>75%). The number of credit points depends on the work contribution. 6 cp: Seminar presentation (2h), written report (5-7 pages) and presence/exam. 5 cp: Seminar presentation (1h), written report (5-7 pages) and presence/exam. 4 cp: Written report (5-7 pages) and presence/exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Advanced topics in radio network planning (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Course www-page: http://www.cs.tut.fi/tlt/RNG/teaching/TLT-6706/ Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

ELT-49206 Doctoral Assignment in Wireless Communications, 3-8 cr

PERSON RESPONSIBLE: Mikko Valkama, Markku Renfors

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Seminar 20 h/per +20 h/per +20 h/per +20 h/per

LEARNING OUTCOMES: A student can apply the knowledge in the field of her/his major subject in a clearly defined research work. She/he can report the study pro-ject in a scientific manner and explain and justify the obtained results orally. CONTENT OF THE COURSE: - Literature study or small study project to be car-ried out individually or in small group. As a post-graduate study, the assignment will focus on an advanced timely research topic and clear independent contribution is expected from the student. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Special assignment in the field of doctoral thesis research in wireless communications. to be negotiated per-sonally with doctoral supervisor and cource responsible. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-49506 Graduate Research Seminar in Communications Engineering, 3-6 cr

PERSON RESPONSIBLE: Mikko Valkama, Markku Renfors

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Seminar 5 h/per +5 h/per +5 h/per +5 h/per

LEARNING OUTCOMES: The target of the course is to help the student to learn to make scientific research in the field of communications engineering. After the course student is able to give in-depth presentations about her/his research topic, to participate in scientific discussions, and to give constructive cricism about col-leagues' research, publications, and presentations.

13

CONTENT OF THE COURSE: - Lectures by visiting recearchers and presentations by participants. Discussion of recearch developments in the theory and practice of communications engineering. - The students give three oral presentations with written reports during their gradu-ate study process (3-4 years). The presentations and the reports should have a scientific style and should cover a fairly large entity of doctoral studies. The subject and the contents of the presentations should be discussed with the advisor of the doctoral studies. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Three oral presentations with written reports and attendance in 75 % of the seminar sessions of two semes-ters. More detailed info available on the course website! ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: M. Sc. level degree in the field of Communications Engineering is required as a prerequisite. ADDITIONAL INFORMATION: Seminar Website: http://www.cs.tut.fi/kurssit/TLT-9506/. Suitable for postgraduate studies

ELT-49606 Doctoral Studies in Automatic Identification, 5-15 cr

PERSON RESPONSIBLE: Lauri Sydänheimo, Leena Ukkonen LEARNING OUTCOMES: Opiskelija perehtyy itsenäisesti automaattisten tunnistus-tekniikoiden viimeisimpään tutkimukseen ja kirjallisuuteen. Laajuus 5-15 op. CONTENT OF THE COURSE: - Riippuu valituista seminaareista ja kirjallisuudesta. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted excercises, pro-ject work and exam. No lectures. Contents of the course will be agreed on with the teacher. Student will get personal supervision. Hyväksytysti suoritetut harjoitusteh-tävät, harjoitustyö ja tentti. Ei luentoja KIRJALLISUUS: Sovitaan tapauskohtaisesti. SEMINAARIT: Sovitaan tapauskoh-taisesti. HUOMAUTUKSIA: Opintojakson sisältö sovitaan opettajan kanssa, joka antaa aiheeseen henkilökohtaista opastusta. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: This course is continuous throughout the semester. Credits: 5-15 cu depending on the course workload. Opintojakso toteutetaan jat-kuvana. Laajuus 5-15 op. Toteutuskerran mitoitus on laskettu laajimman vaihtoeh-don mukaisesti. Tentti voi olla esim. posteritentti tai oppiminpäiväkirja tms. Suitable for postgraduate studies

ELT-49806 Advanced RF Com.Circuits Seminar, 9 cr PERSON RESPONSIBLE: Nikolay. T Tchamov

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 12 h/per +12 h/per +12 h/per +12 h/per Excercises 6 h/per +6 h/per +6 h/per +6 h/per Laboratory work

3 h/per +3 h/per +3 h/per +3 h/per

LEARNING OUTCOMES: This course provides the essential help for MSc and PhD Students to develop their works in all important stages in complete details, to share

the experience between the course participants in theory and practice and to pre-pare the results for being send to IEEE journals for publications. CONTENT OF THE COURSE: - For MSc Students, Seminar presentation of at least: Review of State-of-Art, Design specifications motivation, Design and Imple-mentation progress proven hopefully with Extracted Simulations or Measurement results. All of them should qualify for Brief-size Publication in IEEE journals. - For PhD Students: As for the MSc students, further expanded with the Theoretical Analysis of the results while aiming at full size journal articles. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Attending and actively participating in the weekly seminars. ADDITIONAL INFORMATION: Post Graduate Course in a seminar form for the development of the PhD works. Suitable for postgraduate studies

ELT-51006 Networking Laboratory I, 4-5 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Vitaly Petrov, Alexander Pyattaev, Evgeny Kucheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Assignment 3 h/week Laboratory work

3 h/week

Online work 1 h/week

LEARNING OUTCOMES: The student becomes familiar with the equipment of a typical wired local area network. After the course he/she knows how to do simple Ethernet and IP-level configurations, can do basic performance measurements, and is able to utilize a protocol analyzer to explore and debug the operation of TCP/IP protocols. CONTENT OF THE COURSE: - Configuration of simple networking features to Linux. Getting familiar to the commands and UI of Cisco's and Juniper's switches and routers. - Virtual LANs (VLANs) and their utilisation in a simple lab environment. - Getting practice with DHCP, NAT and implementation of a ready-made network plan with static routing. - Studying the network performance with standard tools in various setups. - Practice with application layer protocols - understand how exactly HTTP and FTP work, practice setting up sockets. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Five exercises that consist of a preliminary report and a guided laboratory session with assignments. At least 4 out of 5 labs must be completed. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

ELT-51106 Computer Networking I Advisable 1

1 . This course is intended to be taken in parallel with the laboratories. Equivalent knowledge from previous studies is also acceptable.

14

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Without prerequisite knowledge it is very difficult to be admitted to the lab, which results in failing the course. ADDITIONAL INFORMATION: This course is complimentary with ELT-51106 Computer Networking I, and should be taken in parallel with it.

ELT-51106 Computer Networking I, 4-6 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Alexander Pyattaev, Evgeny Ku-cheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 3 h/per +9 h/per Laboratory work

4 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to design, develop, configure and maintain a small home or office network. Further-more, the student will understand the basic concepts of networking applications design and development. During this course the student will: - get fundamental knowledge about computer communications; - understand the concepts of address-ing and routing; - practice building and configuring a realistic small home/office network; - become familiar with Internet protocols: TCP/IP, Ethernet, HTTP, DNS, etc. - be able to identify the basic elements of a computer network and explain their functions; - get a clear overview of existing and future Internet technologies and receive orientation for the networking course, available in TUT. Be aware, that this course is a mandatory prerequisite for *all* the courses on networking. CONTENT OF THE COURSE: - Computer Networks and the Internet: - Introduc-tion to data communications - Layering and protocol architectures - Physical layer fundamentals - Link Layer and Local Area Networks: - Link layer and error control - LAN funda-mentals - MAC techniques – Ethernet - Network Layer and Routing: - Internet layer protocols - IP addressing – Forward-ing - Transport Layer: - Transport layer protocols - Flow control - Congestion control - POSIX Sockets - Application Layer: - Application layer protocols - HTTP - FTP - Remote shell REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion of the laborato-ry work is required for exam admission. Examination is required to pass the course. Assignments give extra credit points. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Communication Networks: Fundamental Concepts and Key Architectures, Alberto Leon-Garcia, Indra Widjaja (Book), Computer Networking: A Top-Down Approach, James F. Kurose, Keith W. Ross (Book), Computer Net-works: A Systems Approach, Larry L. Peterson, Bruce S. Davie (Book) Data and Computer Communications, William Stallings (Book)

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: The student is assumed to have basic knowledge about information technology, included in typical bachelor level studies in computer science or electrical engineering degree programmes. ADDITIONAL INFORMATION: This course is intended as an introduction to Com-puter Networking II and other courses on computer communications: ELT-53006 Communication Networks Laboratory ELT-53106 Computer Networking II ELT-53606 Network Analysis and Dimensioning I ELT-53506 Seminars Course on Net-working ELT-53406 Special Course on Networking

ELT-53006 Networking Laboratory II, 3-5 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Vitaly Petrov, Alexander Pyattaev, Jarmo Harju, Evgeny Kucheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Laboratory work

4 h/week

LEARNING OUTCOMES: By carrying out practical assignments, the student gains skills that help him/her apply the theoretical knowledge of computer networking into the problems that arise in the real world. Additionally, course gives experience in group work on computer networking. The course is complementary to ELT-53106 Computer Networking II. CONTENT OF THE COURSE: - The goal of the VPN assignment is to provide basic operation of the IPSEC: the exchange of keys and encryption of the trans-mission. - The goal of the BGP-task is to provide a deeper idea how exterior gateway proto-cols work in practice. The material contains the usage of BGP for controlling the incoming traffic in multi-operator environment. During the task, a network com-posed of five routers and four operators, is being configured and different traffic-controlling tests are being applied. - Use-cases and configuration of MPLS domain in a lab environment are practiced. - Quality of service assurance, DiffServ support and queuing disciplines are stud-ied. RED algorithm is dimensioned and configured in routers. - Cloud and distributed storage topics are considered - networked file systems, redundancy and fault-tolerant storage. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: In each task, a student has to make an acceptable pre-report, a measurement part in the laboratory and a final report (which is graded pass-fail). The course has 5 laboratory sessions. A mini-mum of 3 must be completed. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

ELT-51006 Networking Laboratory I Mandatory 1

ELT-51106 Computer Networking I Mandatory 1

ELT-53106 Computer Networking II Advisable 1

1 . Or equivalent knowledge from other studies.

15

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: ELT-53106 Computer Networking II is highly recommended in parallel with this course, as the lectures provide the necessary material for the labs. ADDITIONAL INFORMATION: The students attend laboratories in TC-229 lab, each lab requires a preparation report and is a measured event. The labs take 4-hour slots, so be aware of collisions with other courses. The labs are completed in groups of 3 to 4 students. This course is intended to be taken in parallel with ELT-53106 Computer Networking II Suitable for postgraduate studies

ELT-53106 Computer Networking II, 4-6 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Alexander Pyattaev, Evgeny Ku-cheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 5 h/per +5 h/per Laboratory work

6 h/per

Online work 3 h/per +3 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to design, configure and maintain a large office network, as well as analyze its per-formance through measurements and simulation. The course also includes a short introduction to network security and protocol design. Additionally, the course pro-vides a survey of modern Internet technologies such as MPLS, cloud computing, distributed file systems, as well as future internet technologies such as IPv6, Inter-net of Things etc. During this course the student will: - understand routing protocols and their functions; - be able to study the most important architectures and mecha-nisms for QoS provisioning in the Internet; - learn how to provide secure communi-cations in computer networks; - identify QoS requirements of various applications and choose protocols to support them; - will have an opportunity to design a corpo-rate network in a lab. This course is highly recommended for the following courses: ELT-53606 Network Analysis and Dimensioning I ELT-53656 Network Analysis and Dimensioning II CONTENT OF THE COURSE: - Internetworking: - IPv6 - interior and exterior gateway protocols - Virtual Private Networks - multicasting and mobile IP - Quality of Service assurance: - IntServ, RSVP, DiffServ, NSIS - queuing disci-plines and traffic shaping - label switching with MPLS - Network security: - cryptographic algorithms overview - network security protocols - possible attacks and defense solutions - Applications: - cloud computing, network storage - session control protocols - Voice over IP - P2P fundamentals, device-to-device communications - network management, future network technologies - Network design: - requesting IP address blocks - designing routing and VLANs - practical experience REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion of the laborato-ry work is required for exam admission. Examination is required to pass the course.

Optional homeworks and assignment give extra credits (1 CP for homeworks and 1 CP for assignment). Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Communication Networks: Fundamental Concepts and Key Architectures, Alberto Leon-Garcia, Indra Widjaja (Book), Computer Networking: A Top-Down Approach, James F. Kurose, Keith W. Ross (Book), Computer Net-works: A Systems Approach, Larry L. Peterson, Bruce S. Davie (Book), Data and Computer Communications, William Stallings (Book) PREREQUISITES:

ELT-51006 Networking Laboratory I Advisable 1

ELT-51106 Computer Networking I Mandatory 1

1 . Or equivalent knowledge from previous studies. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic understanding of computer networking is expected, including the following technologies: IP, Ether-net, ARP, ICMP, DNS, HTTP and FTP Students are expected to have experience in Linux systems configuration for the laboratory work. ADDITIONAL INFORMATION: This course is a successor to old TLT-2330 Tiet-oliikenneprotokollat II and TLT-2336 Computer Networking II, with the additional information on network security, administration and design. Additional labs are available as part of ELT-53006 Communication Networks Laboratory Course, and are highly recommended to guarantee maximal effect from this course. Suitable for postgraduate studies

ELT-53206 Peer-to-Peer Networks, 3-5 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Evgeny Kucheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/per +2 h/per Assignment 20 h/per +20 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to: - identify the basic networking models and outline the evolution of P2P systems; - list algorithms used to search for shared resources; - describe P2P content delivery schemes and the performance issues; - explain how the most popular P2P systems work; - outline the key features of cloud computing. CONTENT OF THE COURSE: - Introduction to the course 1. P2P vs. client/server architectures 2. Evolution of P2P systems - Basic mechanisms in P2P systems 1. Searching for shared resources 2. Selected DHT mechanisms 3. Content delivery and traffic control - Applications of P2P architecture 1. File sharing systems 2. Live streaming sys-tems 3. P2P telephony 4. P2P instant messaging 5. Cloud computing REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - completion of assign-ments is required for exam admission; - examination is required to pass the course. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Grid Computing, Fran Berman, Geoffrey Fox, Tony Hey (Book), P2P Networking and Applications, John F. Buford, Heather Yu, Eng Keong Lua (Book), Peer to Peer: Harnessing the Power of Disruptive Technologies, Andy

16

Oram (editor) (Book), Peer-to-Peer Systems and Applications, Ralf Steinmetz, Klaus Wehrle (Book) PREREQUISITES:

ELT-51106 Computer Networking I Mandatory

ELT-53106 Computer Networking II Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Equivalent courses for international students. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-53306 Wireless Networking, 3-5 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Evgeny Kucheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 20 h/per +20 h/per

LEARNING OUTCOMES: - get the basic overview of wireless technologies - un-derstand basic principles of available WWAM/WMAN/WLAN technologies - get the broad picture of further advances in wireless technologies CONTENT OF THE COURSE: - Introduction to the course 1. Principles of wireless communications 2. Overview of lower layer techniques - WWAN/WMAN/WLAN/WPAN/WBAN technologies 1. Cellular networks 2. WMAN systems (802.16) 3. WLAN systems (802.11) 4. WPAN/WBAN systems (802.15) - Special wireless topics 1. Mobility management 2. Security issues - Advanced wireless networks 1. Ad hoc wireless networks 2. Wireless sensor networks 3. Wireless mesh networks 4. Special systems (c2c, vehicular) REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Successfull pass of exami-nation is required to complete the course. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: The aim of this course is to give an up-to-date over-view of modern wireless access technologies. The emphasis is put on networking side of these technologies. Each technology is described in two lectures. Suitable for postgraduate studies

ELT-53406 Special Course on Networking, 3-6 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Evgeny Kucheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Assignment 30 h/per

LEARNING OUTCOMES: Advanced studies about a selected topic in the area of next-generation networking. Content varies in different implementation rounds. In overall there are lectures providing an overview to the topic and seminar talks about given topics. Students are required to choose the topic of interest and give a presentation. The topic for 2013-2014 implementation is nanocommunications. CONTENT OF THE COURSE: - 2013-2014 implementation - what is nanoscience; - the need to nano-netoworking; - basic approaches: artificial/nature-based; - mo-lecular nanocommunications; - EM nanocommunications in THz band.

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - attendance; - assign-ments; - pass of examination. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

ELT-51106 Computer Networking I Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: For international stu-dents - equivalent courses. ADDITIONAL INFORMATION: This short (one period) course is aimed at selected areas in networking and features a new content each and every year. Please, refer to the implementation for a particular year to get what the current topic is. Suitable for postgraduate studies

ELT-53506 Seminars Course on Networking, 3-6 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Alexander Pyattaev, Evgeny Ku-cheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Assignment 75 h/per +75 h/per

LEARNING OUTCOMES: The student will get a research topic to develop and an environment to present his result. CONTENT OF THE COURSE: - Practice working on a research project - Practice presenting research work on a seminar/conference REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - successful completion of a course project; - research report, approx 10 pages; - active communications with the project leader. PREREQUISITES:

ELT-51106 Computer Networking I Mandatory 1

1 . Or equivalent international studies. ADDITIONAL INFORMATION: In this course a student is required to select a topic of interest, carry out investigation/research on this topic and then provide the re-sults in terms of scientific report (min 10 pages). This course also provides platform to practice group research work as well as seminar presentations. Suitable for postgraduate studies

ELT-53606 Network Analysis and Dimensioning I, 4-7 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Evgeny Kucheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week Assignment 30 h/per +30 h/per

LEARNING OUTCOMES: - sketching theories network analysis is based upon; - understand basic notions and relations of queuing theory; - understand basic prin-ciples of modern network simulators; - understand basic techniques and the need for traffic measurements and modeling; - get basic view of useful math techniques. CONTENT OF THE COURSE: - Introduction to network analysis: Reminder of probability theory Reminder of stochastic processes Reminder of statistics Re-minder of special math techniques

17

- Queuing theory: - Arrival and service processes - Little result - Queuing systems of M/M/m/-/- type - M/G/1 and G/M/1 queues - Network simulation: - basics of network simulations - discrete event simulations; - generating random numbers; - data collection methods; - variance reduction tech-niques - Traffic modeling: - the need for traffic modeling; - points and level of interest; - Internet traffic properties and changes; - Models and algorithms - Special techniques: - traffic marix and network optimization; - inverse tasks in network analysis. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - attendance of lectures; - attendance of exercises; - sucessful completion of homeworks; - successful pass of exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Queuing systems, Kleinrock L. (Book), H. Perros (Book) Queuing theory page, Myron Hlinka (Other literature) PREREQUISITES:

ELT-51106 Computer Networking I Mandatory

ELT-53106 Computer Networking II Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-53656 Network Analysis and Dimensioning II, 4-7 cr PERSON RESPONSIBLE: Dmitri Moltchanov, Evgeny Kucheryavy

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week Assignment 30 h/per +30 h/per

LEARNING OUTCOMES: - get familiar with network dimensioning concepts; - study network analysis and dimensioning by examples; - we cover examples for modern wired and wireless networks. CONTENT OF THE COURSE: - Network requirements and concepts: - QoS met-rics, traffic types and QoS requirements - components of QoS provisioning in the Internet - wireless network standardization. - Developing and dimensioning wireless networks: - cellular networks: LTE, LTE-advanced - WLANs: ALOHA, 802.11 and modern systems - Sensor/ad-hoc and mesh networks - Vehicular ad hoc networks - load balancing in ad hoc networks - Developing and dimensioning wired networks: - load balancing using IGP - load balancing in MPLS REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - successful pass of exam-ination is a must; - attendance of lectures and exersises is mandatory; - home-works is advisable. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Data networks, Bertsekas, Gallager (Book) PREREQUISITES:

ELT-53606 Network Analysis and Dimensioning I Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Computer networking I/II or equivalent is advisable. ADDITIONAL INFORMATION: The emphasis in this course is given to "teach by example" strategy where the solution to a large set of networking problems will be discussed during the lectures and exercises. Suitable for postgraduate studies

ELT-59006 Advanced Topics in Communication Networks, 3-6 cr PERSON RESPONSIBLE: Evgeny Kucheryavy LEARNING OUTCOMES: The course is focused on a selected research topic that is of high importance in current system/standard/theoretical developments. After the course, the student has gained expertise in the specific field of the course. CONTENT OF THE COURSE: - The contents will be defined seprately for each implementation round. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: To be defined together with the contents. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-59106 Doctoral Assignment in Communication Networks, 3-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Mikko Valkama, Evgeny Kucheryavy LEARNING OUTCOMES: Special assignments and/or personal project works for doctoral students, to support the doctoral thesis research. Contents and require-ments are to be negotiated with the course responsible, together with the doctoral supervisor

ELT-62206 Commercialization in Biomedical Engineering, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Heimo Ylänen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 8 h/per +8 h/per Assignment 10 h/per +20 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student can describe in general terms types of university research and their funding principles. Student can apply for a research grant to the applied research for commercialization. Student can identify and take into account several factors of research that are important from commercialization point of view, such as documenting and GLP. CONTENT OF THE COURSE: - Principles of university research. - Bottlenecks and pitfalls in university research funding. - Authority defined standards of research. - Importance and methods of patenting. - Commercialization of IPR. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted assignments and final exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Lecture slides)

18

PREREQUISITES:

ELT-61236 Biomedical Engineering: Research and Productization Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-62356 Product Development of Biomedical Devices, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Minna Kellomäki

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 12 h/per Assignment 58 h/per +58 h/per Seminar 9 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student has collected, combined and explained the planning process stages of a medical device from an idea to a final product includ-ing regulatory aspects and risk analysis. Student has collected data and compiled review reports in groups which include patent and market surveys and survey re-quirements for the application and the biomedical device. Student has critically overviewed scientific articles and different databases for the information retrieval. As a part of a group student has planned and prepared schedule, budget, and workflow for the project. Student has presented group work as written document and as an oral presentation in seminar. Student has also assessed the work of other groups and received criticism. CONTENT OF THE COURSE: - Process and design stages of a medical device from an idea to a final product - Literature review: patent survey, marketing survey, setting up the requirements of the application, properties of the components of the device studied - Influence of regulatory aspects to medical device R&D chain - Risk analysis - Setting up the schedule, work flow and budget for the project - Written and oral presentations of the work stages REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: All the lectures, assign-ments and seminars are compulsory. Accepted written reports and accepted oral and written final reports requested. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Prerequisites: Students should have finished their BSc degree studies AND have obtained 50 credit units of MSc studies. Students must show that they have 30 credits from the field of bio-materials, biotechnology, biomedical engineering, medicine and related subjects. The course is intended for the students in their last study year for MSc (DI) degree (or for PhD students). It is most useful for the students at that stage. If you are unsure, contact responsible teacher for your qualifications. ADDITIONAL INFORMATION: Prerequisites: Students should have finished their BSc degree studies AND have obtained 50 credit units of MSc studies. Students must show that they have 30 credits from the field of biomaterials, biotechnology, biomedical engineering, medicine and related subjects. The course is intended for the students in their last study year for MSc (DI) degree (or for PhD students). It is most useful for the students at that stage. If you are unsure, contact responsible teacher for your qualifications.

Suitable for postgraduate studies

ELT-62406 Small Samples Data Analysis, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Jari Viik

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 1 h/week Assignment 18 h/per

LEARNING OUTCOMES: Students can apply both nonparametric statistical meth-ods and basic parametric tests. Students can select and use an appropriate statis-tical method for analysing small sample data. CONTENT OF THE COURSE: - Nonparametric statistical methods, basic paramet-ric statistical methods,and correlations between parameters. - How to select an appropriate statistical method for analysing small sample data. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted assignments and final exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-63206 Bioelectronics, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Jari Hyttinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 16 h/week Assignment 10 h/per +30 h/per

LEARNING OUTCOMES: Students have got a comprehensive understanding of bioelectronics – connection of electronics to biological tissues and cells. They can use electronic systems as sensors, actuators, and interconnection in especially in vitro and implantable applications for neuronal and other control They can explain the designs, limitations and benefits of implantable devices for clinical applications. Students can design neuromuscular and other implantable devices and in-vitro electronics for electric control of e.g. neural networks in cell culture and tissue en-gineered structures and their components. CONTENT OF THE COURSE: - Interactions between the electrocis and cells and tissue. Neuromuscular cell/system stimulation and modelling. - Wireless energy and data transfer for implantable systems. - Implantable sensors and actuators. - Clinical applications of implantable systems. - Interconnection for in vitro neuronal networs and tissue engeered structures: stimualtion and measurements s,electrodes and electric stimulation. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted assignments and final exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Lecture slides) PREREQUISITES:

ELT-72106 Cellular Interactions Mandatory

19

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-63306 Modelling of Physiological Systems, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jari Hyttinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Laboratory work

10 h/per +40 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student can recognize the importance of modelling as a tool to study physiological systems and biomeasurement systems. Student can explain different modelling methods and procedures including various model clasess and methods from phsical and analog models to finite element applications as well as how different models can be constructed and used. Student can analyze forward and iverse porblems. Student has got practiced on modelling physiological systems with COMSOL multiphysics foftware. CONTENT OF THE COURSE: - Modelling of physiological systems compared to pure "engineering" problems. Model classes and types for physiological systems. Model-analogue, descriptive-predictive, empirical-mathematical. How to build mod-els of physiological systems. - Finite element modelling (FEM) in modelling 3D physiological systems: basic principles, techniques and applications. FEM, FDM, BEM. - Modelling biological and physiological processes by cellular automata. - Forward and inverse problems. Use of models of physiological systems for de-termination of forward and inverse solutions, a priori information, data, and model. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted final exam, exer-cise work and seminar presentation. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Introduction to Modeling in Physiology and Medicine, Claudio Cobelli and Ewart Carson (Book) Modelling of Physiological Systems, J. Hyttinen (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-63356 Analysis of Bioelectric Phenomena, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Jari Hyttinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week Assignment 25 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student can describe the bioelectric sources and con-ductors of the body and model them with basic equivalent and computational methods. Student can solve simple bioelectromagnetic source-field calculations. Student can describe and compare different theoretical analysis methods of bioe-lectric volume sources and conductors, and apply theem to the analysis and design of different types of bioelectric measurements. Student can describe and compare different algorithms in solving the bioelectric inverse problem. Student can demon-strate, how different bioelectric phenomena of the body are applied in clinical appli-cations.

CONTENT OF THE COURSE: - Bioelectric sources and conductors and their equivalent source/field modelling. - Theoretical methods for analyzing source-field relationships (lead vector and lead field, reciprocity) - Design and analysis of bioelectric measurement systems. - Principles of solving the bioelectromagnetic inverse problems. - Clinical and biological applications of bioelectric phenomena: bioimpedance and stimulation fields REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted assignments and final exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Bioelectromagnetism, Malmivuo, J. and Plonsey, R. (Book) PREREQUISITES:

ELT-63106 Measurements of Physiological Systems Mandatory

ELT-63306 Modelling of Physiological Systems Advisable

ELT-72106 Cellular Interactions Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-69006 Doctoral Seminar on BME, 5-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Hannu Eskola, Kari Mäkelä, Heimo Ylänen, Jari Hytti-nen, Minna Kellomäki, Jari Viik

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Seminar 2 h/week +2 h/week +2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Student has gained a deep insight to the subject covered in the seminar. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Active participation in the seminar and accepted seminar presentations. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Doctoral seminar is available also for MSc degree students planning post-graduate studies. ADDITIONAL INFORMATION: The topic and the text of the seminar are given at the beginning of each implementation of the course. Implementations vary annually and usually take 2 periods. Suitable for postgraduate studies

ELT-72206 Implantology, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Heimo Ylänen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Assignment 30 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student can explain the main terminology, definitions and concepts of implantology. Student can describe the stages of wound healing and the components of blood, and explain basis of coagulation. Student can de-termine inflammation, describe stages of inflammation and compare the types of inflammation. Student can describe different mechanisms of wound healing and recognize the differences between inflammation and infection. CONTENT OF THE COURSE: - Stages of an implant in the body.

20

- Components of blood and basis of coagulation. - Inflammation and types of inflammation. - Stages of wound healing, types, problems, infections and factors affecting heal-ing. - Different grafts used in implantology and areas in implantology. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted exercise work, oral seminar presentation and final exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: An Introduction to Tissue-Biomaterial Interactions, Dee KC, Puleo DA, Bizios R (Book) Implantology (Lecture slides) PREREQUISITES:

ELT-70100 Introduction to Tissue Engineering Advisable 1

ELT-74106 Tissue Engineering Advisable 1

ELT-61100 Human Physiology Mandatory 2

ELT-61106 Human Anatomy and Physiology Mandatory 2

ELT-61226 Biomedical Engineering: Biomaterials Advisable

1 . Alternatives. 2 . Alternatives. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-73206 Biodegradable Polymers, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Minna Kellomäki

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/per +4 h/per Excercises 2 h/week +2 h/week Assignment 8 h/week +8 h/week Laboratory work

3 h/per +3 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course students can define and explain polymerization, structure and degradation mechanisms of biodegradable polymers. Students will be able to compare most common synthetic polymers with natural based biodegradable polymers and analyze their special characteristics compared to other polymers. In addition, they can describe the special require-ments of processing and sterilization of biodegradable polymers. Students have learned to compile summaries based on different scientific articles and to work as a group member. Students are able to compare biodegradable polymers and analyze applications based on the material properties. CONTENT OF THE COURSE: - Biodegradation mechanisms - Synthetic biodegradable polymers: polymerization, structure, properties and deg-radation - Natural based biodegradable polymers: modification, structure, properties and degradation - Processing, sterilization and storage of biodegradable polymers - Writing a summary of given articles as a teamwork

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted assignments and final exam. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

ELT-61226 Biomedical Engineering: Biomaterials Mandatory 1

KEB-63100 Polymer Chemistry Advisable 2

MOL-12236 Materials Processing 2 Mandatory

1 . BME-1167 can be replaced with BME-1120 or BME-1216. 2 . KEB-63100 can be replaced with KEM-3100 ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: NOTE! A student has to have basic knowledge about polymer science before coming to this course. There will be a test about the prerequisites in the beginning of the course. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ELT-74206 Tissue Engineering Applications, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Minna Kellomäki

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 28 h/week +20 h/week Laboratory work

2 h/per

Seminar 2 h/per

LEARNING OUTCOMES: The student can describe how the tissues and organs can be reconstructed with the help of tissue engineering. The student can separate and compare different tissue types, tissues and organ structures both in macro-scopic and microscopic level. Student has combined and used the observations made during the laboratory work with knowledge from the literature he/she has searched. The student is able to compare the methods, support structures and materials of different tissues and define the requirements for a certain type of tis-sue. The student can compare the stages of tissue engineering concerning differ-ent types of tissue with each other. Student has critically evaluated the given litera-ture, has prepared a lecture and has produced written material to accompany the lecture. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted laboratory work and report. Obligatory seminars. Accepted exam and weekly lecture exams. Addi-tionally, accepted homework and lecture given by students. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Lecture slides, Various authors (Lecture slides) Collection of scientific articles, Various authors (Other literature) PREREQUISITES:

ELT-70100 Introduction to Tissue Engineering Mandatory 1

1 . ELT-70100 can be replaced with BME-5201 (kudosteknologian perusteet), BME-5200 (Kudosteknologia I), BME-5206 (Tissue engineering I) or with BIOM-2100 (Kudosteknologia I)

21

ADDITIONAL INFORMATION: The course ELT-70100 (Kudosteknologian perus-teet) can be accepted as part of Doctoral studies in combination with this course (ELT-74206). Suitable for postgraduate studies.

ELT-82050 Tekniikan kehitykseen liittyvät terveyskysymykset, 5 op

Technological Development and Health Issues, 5 cr

VASTUUHENKILÖ: Leena Korpinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa analysoida ja arvioida uuteen tekniikkaan liittyviä terveyskysymyksiä mm. radiotaajuisille sähkö-magneettisille kentille altistumista ja siihen liittyviä terveyskysymyksiä, liikkuvaan työhön liittyvää ergonomiaa ja informaatiotulvan merkitystä terveydelle. SISÄLTÖ: - Uuteen tekniikkaan liittyvät terveyskysymykset mm. radiotaajuisille sähkömagneettisille kentille altistuminen ja siihen liittyvät terveysnäkökulmat - Liikkuvaan työhön liittyvä ergonomia - Informaatiotulvan merkitys terveydelle - Opintojakson aikana tutustutaan aiheeseen liittyviin englanninkielisiin artikkeleihin SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö ja tentti opintojak-son sisällöstä (luennot, kirjallisuus ja harjoitustyöt). Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ionisoimaton säteily, Sähkömagneettiset kentät, 2006, Nyberg ja Jokela (toim.) (Kirja) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-82100 Energia-alan terveyskysymykset, 5 op

Health Issues in Energy Engineering, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Leena Korpinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa analysoida ja tehdä päätelmiä seuraavista aiheista: energiantuotantoon ja jakeluun liittyvät säh-kö- ja magneettikentät, säteilysairaus, säteilyyn liittyvä syöpäriski ja muut mahdolli-set terveyskysymykset, aiheeseen liittyvä riskikommunikaatio sekä ionisoiva säteily ja hiukkaspäästöt sekä arvioida ja vertailla ionisoivaan säteilyyn ja hiukkaspäästöi-hin liittyvää altistumista. SISÄLTÖ: - Energiantuotantoon ja jakeluun liittyvät sähkö- ja magneettikentät - Ionisoiva säteily ja hiukkaspäästöt sekä niihin liittyvä altistumisen arviointi - Säteilysairaus, säteilyyn liittyvä syöpäriski ja muut mahdolliset terveyskysymykset - Aiheeseen liittyvä riskikommunikaatio - Opintojakson aikana tutustutaan aiheeseen liittyviin englanninkielisiin artikkeleihin

SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö ja tentti opintojak-son sisällöstä (luennot, kirjallisuus ja harjoitustyöt). Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ionisoimaton säteily, Sähkömagneettiset kentät, 2006, Nyberg ja Jokela (toim.) (Kirja), Säteily ja sen havaitseminen, 2002, Ikäheimonen (toim.) (Kirja), Säteilyn terveysvaikutukset, 2002, Paile (Kirja) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ELT-82200 Tekniikan kehitys eettisenä kysymyksenä, 5 op

Technological Development and Ethical Issues, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Leena Korpinen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa analysoida tekniikkaan liittyviä eettisiä kysymyksiä ja arvioida niiden vaikutusta sekä osaa arvioida uuden tekniikan kehitykseen liittyviä ilmiöitä ihmisen kannalta. SISÄLTÖ: - Tekniikan kehittymiseen liittyvien eettisten kysymyksien tarkastelemi-nen eri näkökulmista esimerkkien avulla - Uuden tekniikan vaikutus ihmisen yksityisyyteen, koskemattomuuteen ja yksilölli-seen vapauteen - Opintojakson aikana tutustutaan aiheeseen liittyviin englanninkielisiin artikkeleihin SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö ja tentti kurssin sisällöstä (luennot, kirjallisuus ja harjoitustyöt). Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Engineering Ethics, 2006, Baura G. (Kirja), Engineering, Bu-siness and Professional Ethics, 2007, Robinson S., Dixon R., Preece C., Moodley K. (Kirja), Ethics and technology: Ethical issues in an age of information and com-munication technology, 2. editoitu painos, 2007, Tavani H.T. (Kirja), Ionisoimaton säteily, Sähkömagneettiset kentät, 2006, Nyberg ja Jokela (toim.) (Kirja) LISÄTIEDOT: Kurssin suorittamisesta sovitaan erikseen opettajana kanssa.

22

Fysiikan laitos

FYS-1350 Nanofysiikka, 3 op

Nanophysics, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Ilpo Vattulainen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija omaa perustiedot opintojaksolla käsitellyistä nanotasolla tapahtuvista ilmiöistä ja vuorovaikutuksista, tuntee oleelliset erot nanoskaalassa ja suuremmilla tasoilla tapahtuvien ilmiöiden ja materiaalien ominaisuuksien välillä, ja pystyy näiden tietojen avulla ratkaisemaan joitakin nanotieteeseen liittyviä oleellisia tehtäviä. SISÄLTÖ: - Johdanto nanotason fysiikkaan, ilmiöihin ja rakenteisiin - Nanomateriaaleissa ilmentyvät vuorovaikutukset ja niiden aikaansaamat raken-teet - Nanoskaalan hiukkaset ilmakehässä - Elektoniikkaa nanoskaalassa - Nanofotoniikka - Nanoilmiöt nesteissä ja biologisessa aineessa SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti (100%). Aktiivisuus laskuharjoituksissa vaikut-taa parantavasti tenttiarvosanaan. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Nanoscience: The Science of the Small in Physics, Engineer-ing, Chemistry, Biology and Medicine, Hans-Eckhardt Schaefer (Kirja) Nanotechnology: Understanding Small Systems, Rogers, Pennathur, Adam (Kirja) I.Vattulainen ja muut luennoitsijat (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

FYS-1400 Optiikka, 5 op

Optics, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Martti Kauranen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 22 h/per +22 h/per Harjoitukset 12 h/per +12 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa analysoida valon ja aineen vuorovaikutusta ja optisten laitteiden toimintaa käyttäen sirontateo-riaa, geometrista optiikkaa ja aalto-optiikan lähestymistapoja. Hän on tietoinen optisen kentän perussuureista ja niistä johdetuista muista fysikaalisista suureista ja osaa ottaa huomioon niiden vaikutuksen optisiin ilmiöihin ja optisten laitteiden toi-mintaan. Hän osaa analysoida optisten instrumenttien toimintaa käyttäen geometri-sen optiikan paraksiaalista lähestymistapaa, mutta osaa ottaa huomioon myös aalto-optiikan asettamat rajoitukset niiden suorituskyvylle. SISÄLTÖ: - Aaltoliike ja sähkömagneettinen säteily - Valon eteneminen ja taittuminen - Geometrinen optiikka ja optiset instrumentit - Superpositioperiaate, polarisaatio, interferenssi ja diffraktio SUORITUSVAATIMUKSET: Arvosteltavat kotilaskut (40%), tentti (60%)

OPPIMATERIAALI: Optics, E. Hecht (Kirja), Optics, M. Kauranen (Opintomoniste), Optiikka, M. Kauranen (Opintomoniste) TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Sähkö- ja magnetismiopin perusteet, aalto-liikkeen perusteet, kompleksilaskenta

FYS-1490 Kiinteän olomuodon fysiikka B, 4 op

Solid state physics B, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Tapio Rantala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 20 h/per +10 h/per Harjoitukset 12 h/per +10 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelijan tulee hallita opintojakson sisältöön liittyvät käsitteet, teoria ja periaatteet sekä niiden soveltaminen siinä laajuudessa kuin tentissä vaaditaan. SISÄLTÖ: - Kiinteän aineen elektronirakenne: Vapaaelektronimalli - Kiteisten aineiden elektronirakenne: Elektronien energiakaistat eli –vyöt - Metallien ominaisuuksia - Puolijohteiden elektronirakenne - Eristeaineiden elektronirakenne SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Introductory Solid State Physics, H.P. Myers (Kirja) Kiinteän olomuodon fysiikka B, Tapio Rantala (Muu verkkomateriaali) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-1550 Fysiikan seminaari, 1-3 op

Physics Seminar, 1-3 cr VASTUUHENKILÖ: Tapio Rantala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko +2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Tutustutaan eri tutkimusalueisiin seuraamalla asiantunti-jain esitelmiä. SISÄLTÖ: - Seminaarin tarkoitus on yleissivistävä: - - tutustuttaa fysiikan merkitykseen ja rooliin monipuolisesti koko yhteiskunnassa - - tutustuttaa opiskelijoita mahdollisiin kontaktihenkilöihin eri aloilla SUORITUSVAATIMUKSET: Attendance of the seminars gives 1 op. A further 1 op. is given for presenting a short talk on a physics-related topic of the student's choice. An optional further 1 op. is offered by taking brief notes on the seminars and handing them in at the completion of the seminar series. For information on the current programme see: http://www.tut.fi/~trantala/opetus/files/FS-1550.Fysiikan.seminaari LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-1580 Fysiikan työt III, 5 op

Physics Laboratory III, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Mika Hirsimäki

23

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa toimia oikeassa tutkimuslaboratorioympä-ristössä ja ymmärtää sekä soveltaa vaativia fysiikan tutkimusmenetelmiä. Opinto-jakso voidaan painottaa laitoksen tutkimussuuntien mukaan tai didaktiseen fysiik-kaan. SISÄLTÖ: - Oikeassa tutkimuslaboratorioympäristössä toiminen. - Ammattilaistason tutkimusvälineiden käyttö (ohjelmistot ja kokeelliset laitteistot) - Tulosten syvällinen arviointi ammattilaistason menetelmin. - Diplomityöhön valmistava raportinkirjoitustaito. Laaja-alainen lähteiden käyttö, omatoiminen lähteiden haku, arviointi ja soveltaminen raportoinnissa. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja työselostukset OPPIMATERIAALI: Kurssimateriaali (Muu kirjallisuus)

FYS-1620 Kiinteän olomuodon fysiikka, 3 op

Solid-state Physics, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Esa Räsänen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kiinteän olomuodon fysiikan peruskäsitteiden ja mate-maattisen taustan hallinta; kyky soveltaa tärkeimpiä klassisia ja kvanttimekaanisia lähestymistapoja kiderakenteisiin, metalleihin ja puolijohteisiin; perustietämys puoli-johdenanorakenteista ja niihin liittyvistä fysikaalisista ilmiöistä. SISÄLTÖ: - Sidokset ja kiderakenne - Kiinteän aineen mekaaniset ja termiset ominaisuudet - Metallit: klassinen ja kvanttimekaaninen lähestymistapa. - Puolijohteet SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti ja hyväksytysti suoritetut harjoitukset OPPIMATERIAALI: Solid State Physis: An Introduction, Philip Hofmann (Kirja) Esa Räsänen (Luentokalvot) ESITIEDOT:

FYS-1241 Laaja fysiikka I Mekaniikka Pakollinen

FYS-1251 Laaja fysiikka II Aaltoliikeoppi ja sähkömagnetismi Pakollinen

FYS-1260 Laaja fysiikka III Atomifysiikka Pakollinen

FYS-1270 Laaja fysiikka IV: Aineen rakenne Pakollinen

FYS-1610 Kvanttimekaniikka I Suositeltava

FYS-1640 Klassinen mekaniikka, 3 op

Classical Mechanics, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Jouko Nieminen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija on perehtynyt klas-sisen mekaniikan edistyneeseen koneistoon ja osaa muotoilla fysiikan ongelmia variaatiolaskentaa hyödyntävään muotoon. Lisäksi hän tunnistaa hallitsee epäline-aaristen ongelmien analysoinnin perusteet.

SISÄLTÖ: - Liikeyhtalöt ja säilymislait. Kaksi toisiaan täydentävää lähestymistapaa: aikariippuvuuksien suora ratkaiseminen ja säilyvien suureiden hyödyntäminen. - Lagrangen ja Hamiltonin menetelmät fysiikassa. Tämä on opintojakson kova ydin: variaatiolaskenta muodostaa fysiikassa laajakäyttöisen työkalun. - Epälineaarisuus ja kaaos. Kaoottiseen tai koherenttiin käyttäytymiseen johtavat tekijät fysiikan ilmiöissä. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti opintojakson sisällöstä OPPIMATERIAALI: Classical Mechanics, T.B.W. Kibble and F.H. Berkshire (Kirja) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

FYS-2100 Pintatieteen perusteet, 6 op

Introduction to Surface Science, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Mika Valden OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa tunnistaa yleisimmät fysikaaliskemialliset pintaominaisuudet ja osaa yhdistää ne pintailmiöi-hin (esim. adsorptio, pintayhdisteiden muodostuminen). Opiskelija löytää pintailmi-öiden yhteyden kiintofaasisten materiaalien pintaominaisuuksia hyödyntäviin tekno-logioihin (esim. heterogeeninen katalyysi, ohutkalvorakenteiden kasvatus, nano-teknologia, biomateriaalit). Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa arvioida pintailmiöiden merkitystä kiintofaasisten materiaalien materiaaliominaisuuksia kehi-tettäessä. Opintojakson aikana opiskelija oppii ratkaisemaan poikkitieteellisiä pinta-tieteen tutkimusongelmia yhteisöllisesti pienryhmässä jaettuun asiantuntijuuteen nojautuen sekä oppii raportoimaan oppimistehtävien tuotokset Moodle-oppimisalustaa hyödyntäen, kirjallisesti ja seminaariesitysmuotoisesti pienryhmän tukemana. SISÄLTÖ: - Pintojen geometrinen rakenne: Pintarakenteiden mittakaavat. Periodi-set pintarakenteet. Pintavirheet. Pintarakenteiden merkintä. Pintojen rakenteelliset muutokset. - Pintojen termodynaamisia ominaisuuksia: Pintajännitys. Pinnan vapaaenergia. Binääriseoksen segregaatio. Adsorptiolämpö. - Pintaprosessien dynamiikka: Vuorovaikutuspotentiaali. Elementaariset pintapro-sessit. Adsorptio. Tarttumiskerroin. Adsorptio kinetiikka ja dynamiikka. Prekursoriti-lavälitteinen adsorptio. Mikroskooppinen reversibiliteetti teoreema. - Pintojen elektronirakenne: Pintadipoli. Debye-pituus. Työfunktio. Työfunktion pintarakenneriippuvuus. Nanorakenteet. Adsorptiokerroksen vaikutus työfunktioon. Stark-efekti pinnalla. Alkalimetallien adsorptio. Paikallinen elektronitiheys pinnoilla. - Pintayhdisteet: Kemisorptiosidos ja fysisorptiosidos. Resonanssitila. Kemisorptio jellium-pinnoilla. Kemisorptio transitiometallien pinnoilla. Pintayhdisteiden kluste-risitoutuminen. CO:n kemisorptiosidos. Dynaaminen pintamalli. Pintayhdisteiden terminen aktivoiminen. - Pintojen katalyyttisiä ominaisuuksia: Tuotto ja aktivaatioenergia. Selektiivisyys. Deaktivoituminen. Pintareaktioiden rakenneriippuvuus. Ammoniakkisynteesi. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt, seminaariesitel-mä ja tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

24

OPPIMATERIAALI: Introduction to surface chemistry and catalysis, Somorjai, G.A. (Kirja), Surface Science: Foundations of Catalysis and Nanoscience, Kolasinski, K.W. (Kirja), Valden, Mika (Luentokalvot), ISÄTIEDOT: Luennoidaan tarvittaessa. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

FYS-2106 Introduction to Surface Science, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Mika Valden

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week Assignment 9 h/week Online work 8 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to recognize the main physicochemical surface properties and to combine them with surface mediated processes such as adsorption and formation of surface com-pounds. The student will learn how to apply the surface properties to surface engi-neering technologies (e.g. heterogeneous catalysis, the growth of thin films, nano-technology, biomaterials). After completing the course, the student will be able to evaluate how the surface mediated processes can be utilized to develop novel, technologically relevant material properties. During the course, the student will learn to solve interdisciplinary research problems related to surface science in tutorial learning sessions (groups of 4-6 students) based on the shared expertise of the group members. The student will master the skills required to report the results of the learning assignments using Moodle learning management system as well as in the forms of a research report and a seminar presentation. CONTENT OF THE COURSE: - The geometric structure of surfaces: Ordered surface structures. Defects on surfaces. Notation of surface structures. Relaxation. Reconstruction. - Thermodynamics of surfaces: Surface tension. Surface free energy. Segregation in binary alloy system. Heat of adsorption. - Dynamics at surfaces: Potential energy hypersurface. Elementary surface pro-cesses. Adsorption. Sticking coefficient. Kinetics and dynamics of adsorption. Pre-cursor-state mediated adsorption. Microscopic reversibility. - Electronic properties of surfaces: Surface dipole. Debye length. Work function. Work function and surface structure. Nanostructures. Helmholtz equation. Surface Stark-effect. Alkali-metal adsorption. Local work function. - Surface compounds: Chemisorption bond and physisorption bond. Resonance states. Chemisorption on Jellium surface. Chemisorption on transition metal sur-faces. Cluster-like bonding of adsorbates. Chemisorption bond of CO. The flexible surface model. Thermal activation of surface compounds. - Catalysis by surfaces: Turnover rate and activation energy. Selectivity. Catalyst deactivation. Structure sensitivity. Ammonia synthesis. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed learning assign-ments. Completion parts must belong to the same implementation

STUDY MATERIAL: Introduction to surface chemistry and catalysis, Somorjai, G.A. (Book), urface Science: Foundations of Catalysis and Nanoscience, Kolasinski, K.W. (Book), Mika Valden (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

FYS-2300 Elektronispektroskopia, 5 op

Electron Spectroscopy, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Mika Valden OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa määritellä yleisimpien pintatieteen tutkimuksessa käytettävien elektronispektroskooppisten tutkimusmenetelmien fysikaaliset toimintaperiaatteet (XPS, AES, ARUPS ja NE-XAFS). Opiskelija kykenee arvioimaan niiden soveltuvuutta pinnan alkuaineja-kaumien, nanorakenteiden ja yhdistemuotojen tutkimukseen sekä pintayhdisteiden molekulaarisen rakenteen tutkimukseen. Opintojakson aikana opiskelija oppii rat-kaisemaan pinta-analyyttisiä tutkimusongelmia yhteisöllisesti pienryhmässä jaet-tuun asiantuntijuuteen nojautuen sekä oppii raportoimaan oppimistehtävien tuotok-set Moodle-oppimisalustaa hyödyntäen, kirjallisesti ja seminaariesitysmuotoisesti pienryhmän tukemana. SISÄLTÖ: - Pinta-analyyttinen tutkimus ja pintaherkkyys: Pinta-analyyttisen tutki-muksen perusteet.Pintaherkkyyden määrittäminen. Pinta-analyyttisen tutkimuksen sovelluskohteita. - Tyhjiötekniikka: Tyhjiön fysikaalinen määritelmä. Tyhjiöalueet. Jäännöskaasun tilat. Tyhjiöpumput ja niiden valinta eri käyttökohteisiin. Tyhjiön mittaaminen. Tyhji-öön soveltuvat materiaalit. - Elektronispektroskopia: Elektronispektroskooppisten menetelmien luokittelu. Vai-menemismatka ja informaatiosyvyys. Energia-analysaattorit. - Röntgenviritteinen fotoelektronispektroskopia (XPS): Fotonilähteet. XPS-viivan hienorakenne ja siirtymät. Kemialliset siirtymät. Adiabaattinen approksimaatio ja sen rajoitukset. Nanorakenteiden tutkiminen pinnoilla. XPS analyyttisenä menetel-mänä. - Auger-elektronispektroskopia (AES): Auger-transitio. Auger-transition energiat. AES analyyttisenä menetelmänä. Ionisaation vuorovaikutusala. XPS- ja AES-menetelmien vertailu. Syvyysprofilointi, - UV-Fotoelektronispektroskopia (UPS): Fotonilähteet ja UPS-mittauksen pinta-herkkyys. Pintayhdisteiden molekulaarinen rakenne. Suuntautuneen vapaamole-kyylin malli ja symmetrian merkitys. Pintamolekyylipisteryhmät. Polarisaatiosta riippuvat valintasäännöt. - Röntgensäteilyherätteinen absorptiospektroskopia (XAS): Synkrotronisäteily ja sen hyödyntäminen elektronispektroskopiassa. NEXAFS- ja EXAFS -menetelmät. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laboratoriotyö, seminaa-riesitelmä ja tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectros-copy, Briggs, D. and Grant ,J.T (Kirja), Valden Mika (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Luennoidaan tarvittaessa. Soveltuu jatko-opinnoiksi Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

25

FYS-2306 Electron Spectroscopy, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Mika Valden

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week Laboratory work

6 h/week

Online work 5 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to define the physical operation principles of electron spectroscopy methods such as XPS, AES, ARUPS and NEXAFS. The student will learn how to apply the electron spectroscopy methods to identify elemental distribution of solid surfaces, nanostructures and molecular structure of surface compounds. During the course, the student will learn to solve surface analytic research problems in tutorial learning sessions (groups of 4-6 students) based on the shared expertise of the group members. The student will master the skills required to report the results of the learning assignments using Moodle learning management system as well as in the forms of a research report and a seminar presentation. CONTENT OF THE COURSE: - Surface analysis and surface sensitivity: Principles of surface analytical research. Surface sensitivity. Application examples of surface analysis. - Vacuum technique: Definition of vacuum. Vacuum ranges. Residual gas. Vacuum pumps. Pressure measurements. Vacuum compatible materials. - Electron Spectroscopy: Classification of electron spectroscopy methods. Attenua-tion length and information depth. Energy analysers. - X-ray photoelectron spectroscopy (XPS): Photon sources. Spectral features and chemical shifts. Adiabatic approximation. Nanostructures on surfaces. XPS as an analytical method. - Auger electron spectroscopy (AES): Auger-transition. Energy of the Auger transi-tion. AES as an analytical method. Comparison of XPS and AES methods. Depth profiling. - Ultra-violet photoemission spectroscopy (UPS): Photon sources and surface sen-sitivity of UPS. Orientation and symmetry of adsorbed molecules. Surface molecule point groups. Polarization-dependent selection rules. - X-ray absorption spectroscopy (XAS): Synchrotron radiation and surface science. NEXAFS and EXAFS methods. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed learning assign-ments. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectros-copy, Briggs, D. and Grant ,J.T (Book), Valden Mika (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

FYS-2400 Nanorakenteet pinnoilla ja elementaariset pinta-prosessit, 5 op

Nanostructures and Elementary Surface Process-es, 5 cr

VASTUUHENKILÖ: Mika Valden OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa määritellä pintarakenteiden tutkimuksessa (geometrinen ja elektroninen rakenne) sekä pinto-jen reaktiivisuusominaisuuksien tutkimuksessa käytettävien pinta-analyyttisten tutkimusmenetelmien fysikaaliset toimintaperiaatteet (LEED, STM, TPTDS ja MBSS). Opiskelija kykenee arvioimaan niiden soveltuvuutta pinta- ja nanorakentei-den ja niiden reaktiivisuuden välisten yhteyksien selvittämiseen. Opintojakson aikana opiskelija oppii ratkaisemaan pinta-analyyttisiä tutkimusongelmia yhteisölli-sesti pienryhmässä jaettuun asiantuntijuuteen nojautuen sekä oppii raportoimaan oppimistehtävien tuotokset Moodle-oppimisalustaa hyödyntäen, kirjallisesti ja se-minaariesitysmuotoisesti pienryhmän tukemana. SISÄLTÖ: - Pintatieteen tutkimuksen teknologiset ulottuvuudet: Pintatieteen merki-tys nanoteknologiassa. Pintareaktioiden rakenneriippuvuuden perusteita. - Pintojen geometrinen rakenne: Periodiset pintarakenteet ja pintavirheet. Pinnan Bravais-hilat. Pintarakenteiden merkitseminen ja pinnan kerrosrakenteiden yhteis-mitallisuus. - Matalaenergisten elektronien diffraktio (LEED): Käänteishila ja käänteisavaruuden matriisi. Ewaldin pallokonstruktio sovellettuna pinnoille. LEED-kuvion synty. LEED-mittauksen pintaherkkyys. LEED-laitteisto. - Pyyhkäisytunnelointimikroskopia (STM): STM-tutkimuksen mittakaavat. Tunneloi-tuminen ja STM-mittaus. STM-kärjen ominaisuudet. - Pintojen reaktiivisuusominaisuuksia: Pinnan elektronirakenteen vaikutus pin-tasidoksien syntyyn. Pintapaikat ja pintavirheet. Pintafaasit. Seosmetallipintojen reaktiivisuus. - Terminen desorptiospektroskopia (TDS): TDS-menetelmä. Terminen desorp-tiomittaus. TDS-spektrien analyysi. Desorptiokinetiikka ja kineettisten parametrien määritys. - Molekyylisuihkupintasirontamenetelmä (MBSS): Pintailmiöitä ja niiden dynamiik-ka. Potentiaalienergiapinta. Adsorptiokinetiikka ja -dynamiikka. Molekyylisuihkut. Suutinsuihkun ominaisuuksia. CO:n adsorptiokinetiikka Rh(110)-pinnalla. Hapen adsorptiodynamiikka Cu(100)- ja O/Cu(100)-pinnoilla. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laboratoriotyö, seminaa-riesitelmä ja tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy, Wiesendanger, R. (Kirja), Valden Mika (Luentokalvot), LISÄTIEDOT: Luennoidaan tarvittaessa. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

26

FYS-2406 Nanostructures and Elementary Surface Process-es, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Mika Valden

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week Assignment 7 h/week Online work 6 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to define the physical operation principles of LEED and STM methods for analysis of geometric and electronic structure of surfaces as well as the physical operation principles of TPTDS and MBSS methods for surface reactivity studies. The student will learn how to apply these methods to establish a correlation between surface structure and reactivity. During the course, the student will learn to solve surface analytic research problems in tutorial learning sessions (groups of 4-6 students) based on the shared expertise of the group members. The student will master the skills required to report the results of the learning assignments using Moodle learn-ing management system as well as in the forms of a research report and a seminar presentation. CONTENT OF THE COURSE: - Surface science perspective to technologies: Sur-face science approach to nanotechnology. Correlation between surface structure and its reactivity. - Geometric structure of surfaces: Periodic structures on surfaces and surface defects. Two-dimensional Bravais lattices. Notation of surface structures. Com-mensurate and incommensurate surface phases. - Low energy electron diffraction (LEED): Reciprocal lattice and reciprocal space matrix. Ewald construction in two-dimension. Formation of a LEED pattern. Surface sensitivity in LEED. LEED apparatus. - Scanning tunneling microscopy (STM): Dimensions in STM research. Tunneling and STM-experiment. Influence of the STM tip to imaging. - Surface reactivity properties: Influence of the electronic structure of surfaces to surface chemical bond formation. Reactivity of single surface sites and surface phases. Reactivity of alloyed surfaces. - Temperature-programmed thermal desorption spectroscopy (TPTDS): Thermal desorption spectroscopy. TDS measurement. Analysis of TDS spectra. Desorption kinetics and determination of kinetic parameters. - Molecular beam surface scattering (MBSS): Dynamics of surface processes. Potential energy surface. Adsorption kinetics and dynamics. Molecular beams. Properties of a nozzle beam. Adsorption kinetics of CO on Rh(110). Adsorption dynamics of oxygen molecules on Cu(100) and O/Cu(100) surfaces. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed learning assign-ments. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy, Wiesendan-ger, R. (Book, Valden Mika (Lecture slides)

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

FYS-3100 Aerosolifysiikka, 5 op

Aerosol Physics, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jyrki Mäkelä

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Perustiedot aerosolihiukkasista mm. aerosolitutkimuksen, ilmansuojelun ja työhygienian tarpeisiin. Aerosolihiukkasten mekaaniset, termody-naamiset, sähköiset ja optiset ominaisuudet. SISÄLTÖ: - Yhden hiukkasen mekaniikka fluidissa; Hiukkasten suoraviivainen ja kiihtyvä liike - Aerosolihiukkasten kokojakaumat - Aerosolihiukkaset kaasumolekyylien törmäysten kohteena; Jako vapaaseen mo-lekyylialueeseen, transtitioalueeseen ja jatkumoalueseen; Hiukkasten koagulaatio; Diffuusio; - Uusien hiukkasten syntyprosessit; Kaasujen ja höyryjen vuorovaikutus hiukkasen pinnan kanssa; Tiivistyminen ja haihtuminen - Aerosolihiukkasten sähköiset ja optiset ominaisuudet SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti OPPIMATERIAALI: Aerosol Technology, William C. Hinds (Kirja), J. Mäkelä (Luen-tokalvot) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-3200 Aerosolien mittausmenetelmät, 5 op

Aerosol Measurement Techniques, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jyrki Mäkelä

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija perehtyy aerosolin hiukkaspitoisuuden, hiuk-kaskoon ja kokojakauman mittaamiseen SISÄLTÖ: - Näytteenotto ja keräystehokkuudet aerosolimittauksissa - Kokojakaumat ja laitefunktiot - Lukumääräläskurit - Sähköiset mittausmenetelmät - Inertiaan ja optiikkaan perustuvat mittausmenetelmät SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laskuharjoitukset ja harjoitustyö Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Aerosol Measurement; Principles, Techniques and Applications (vain osittain), Baron, Paul A. and Willeke, Klaus (Kirja), J. Mäkelä (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-4200 Laskennallinen fysiikka II, 5 op

Computational Physics II, 5 cr

27

VASTUUHENKILÖ: Tapio Rantala OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelijan tulee hallita opintojakson sisältöön liittyvät käsitteet, teoria ja periaatteet sekä niiden soveltaminen siinä laajuudessa kuin tentissä vaaditaan. SISÄLTÖ: - Kurssilla perehdytään sellaisiin laskennallisiin menetelmiin, joilla teh-dään fysiikan tutkimusta: - A Satunnaisuus ja Monte Carlo-menetelmät. - B Molekyylidynamiikan simulointi ja simulointimenetelmät yleensä. - C Schrödingerin yhtälön numeerinen ratkaiseminen. - D Soluautomaatit, neuraaliverkot, geneettiset algoritmit, sumea logiikka ja kvantti-tietokoneet. SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti ja neljä harjoitustyötä Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Laskennallinen fysiikka II, Tapio Rantala (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Kurssi sopii hyvin jatko-opintoihin. Esitiedoiksi ei tarvita kurssia FYS-4100 LASKENNALLINEN FYSIIKKA I Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

FYS-4300 Fysiikan matemaattiset apuneuvot, 4-6 op

Mathematics of Classical and Quantum Physics, 4-6 cr

VASTUUHENKILÖ: Jouko Nieminen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee fysiikan käyt-tämää matemaattista koneistoa, joka hyödyntää ratkaistavan ongelman symmetri-aa, tai perustuu fysikaalisten prosessien kausaalisuuteen, ja tunnistaa yhteyden differentiaaliyhtälöiden ja optimoitavien funktionaalien välillä. Opiskelija osaa johtaa määritelmistä ja periaatteista opiskeltaviin menetelmiin perustuvia yhtälöitä, ratkais-ta niitä ja arvioida tulosta. SISÄLTÖ: - Symmetria fysiikassa: koordinaattimuunnokset, tensorilaskenta ja ryh-mäteoria. - Vastefunktiot ja kausaalisuus: residylaskenta, Hilbertin muunnokset, Fourier-muunnokset ja Greenin funktiot. - Funktionaalien optimointi ja liikeyhtälöt: Variaatiolaskennan perusteet, Hamiltonin periaate klassisessa fysiikassa. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut viikkokokeet OPPIMATERIAALI: Mathematical methods for physicists, G.B. Arfken ja H.J. We-ber (Kirja) Mathematics for Physicists, Susan M. Lea (Kirja) LISÄTIEDOT: Ilman harjoitustyötä 4op, harjoitustyön kanssa 5-6op Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

FYS-4400 Analyyttinen mekaniikka, 5 op

Analytical Mechanics, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jouko Nieminen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija on perehtynyt klas-sisen mekaniikan edistyneeseen koneistoon ja osaa muotoilla fysiikan ongelmia variaatiolaskentaa hyödyntävään muotoon. Liikeyhtälöiden muodostamisen täy-dennykseksi opiskelijalla on myös perustaidot yhtälöiden numeeriseksi ratkaisemi-seksi. Lisäksi hän tunnistaa ja hallitsee epälineaaristen ongelmien analysoinnin perusteet. SISÄLTÖ: - Liikeyhtalöt ja säilymislait. Kaksi toisiaan täydentävää lähestymistapaa: aikariippuvuuksien suora ratkaiseminen ja säilyvien suureiden hyödyntäminen. - Lagrangen ja Hamiltonin menetelmät fysiikassa. Tämä on opintojakson kova ydin: variaatiolaskenta muodostaa fysiikassa laajakäyttöisen työkalun. - Epälineaarisuus ja kaaos. Kaoottiseen tai koherenttiin käyttäytymiseen johtavat tekijät fysiikan ilmiöissä. - Lagrangen ja Hamiltonin mekaniikasta johdettujen iikeyhtälöiden numeerinen ratkaiseminen. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti + harjoitustyöt. ESITIEDOT:

FYS-1241 Laaja fysiikka I Mekaniikka Suositeltava 1

1 . Myös kurssi Insinöörifysiikka I tai vastaava soveltuu esitiedoiksi. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-5106 Optics II, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Martti Kauranen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 24 h/per +24 h/per Excercises 12 h/per +12 h/per

LEARNING OUTCOMES: The course deepens the knowledge in optics so that the student is able to 1) analyze optical systems using paraxial ray tracing, principal planes and effective focal length; 2) understand the principles of waveguides; 3) take into account the polarization effects in the optical response of materials and analyze polarization-dependent optical effects; 4) analyze light propagation in opti-cal systems using concepts of physical optics, Fourier optics, and systems theory; 5) analyze simple cases of holography and their image formation; 6) take into ac-count the coherence properties of light in optical effects and devices. CONTENT OF THE COURSE: - Optical systems, ray tracing - Waveguides - Polarization effects - Fourier optics - Holography - Coherence theory REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Graded homework (40%), examination (60%)

28

STUDY MATERIAL: Optics, E. Hecht (Book), Optics II, Martti Kauranen (Summary of lectures), Hannu Husu (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic optics, for exam-ple the course FYS-1400 Optiikka ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

FYS-5206 Optical Spectroscopy, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Juha Toivonen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Students are able to describe phenomena that have an effect on atomic and molecular absorption and emission spectra at different spec-tral range, and further analyze the spectral information. Students are able to com-pare different methods used in advanced optical spectroscopy and analyze their performance in gas-phase sensing applications. CONTENT OF THE COURSE: - 1. Basics of radiometry 2. Black body radiation and pyrometers 3. Rotational transitions 4. Vibrational transitions 5. Electronic transitions 6. Spectral broadening 7. Propagation of light in a medium 8. Spectrom-eters 9. Laser spectroscopy REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed homeworks and examination STUDY MATERIAL: Modern Spectroscopy, J. Hollas (Book) PREREQUISITES:

FYS-1400 Optics Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic optics. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

FYS-5416 Laser Physics I, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Martti Kauranen LEARNING OUTCOMES: After taking the course, the student is able to analyze the operation of continuous-wave lasers using appropriate formalisms to describe their different parts. The student is able to describe the basic phenomena that occur during the light-matter interaction. The student is able to describe light propagation and optical resonators using the matrix formalisms of ray and wave optics and to use them for deriving the modes of laser beams. CONTENT OF THE COURSE: - Interaction between light and matter - Propagation of light - Optical resonators - Continuous-wave lasers REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Graded homework (40%), examination (60%) STUDY MATERIAL: Principles of Lasers, O. Svelto (Book), Laser Physics, Martti Kauranen (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic optics, for exam-ple FYS-1400 Optiikka

ADDITIONAL INFORMATION: This course should not be taken by those who have earlier taken FYS-5406 Laser Physics Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

FYS-5426 Laser Physics II, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Martti Kauranen, Goery Genty LEARNING OUTCOMES: After taking the course, the student is able to analyze the transient behavior of lasers. The student will also be able to describe the operation principles of pulsed lasers. The student is able to describe the dynamics of Q-switching and mode-locking techniques and their practical implementation. CONTENT OF THE COURSE: - Transient behavior - Q-switched lasers - Mode-locked lasers REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Graded homework (40%), examination (60%) STUDY MATERIAL: Principles of Lasers, O. Svelto (Book), Laser Physics, Martti Kauranen (Summary of lectures) PREREQUISITES:

FYS-5416 Laser Physics I Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: This course should not be taken by those who have earlier taken FYS-5406 Laser Physics Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

FYS-5516 Nonlinear Optics I, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Martti Kauranen, Goery Genty

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 28 h/per Excercises 14 h/per

LEARNING OUTCOMES: After taking this course, the student is able to analyze second- and third-order nonlinear optical responses of materials using the suscep-tibility formalism. The student is able to formulate the wave equations that describe the basic nonlinear interactions and to solve them in simple cases while taking into account the influence of phase matching. The student is able to apply these meth-ods to phenomena based on frequency conversion, nonlinear index of refraction and four-wave mixing. CONTENT OF THE COURSE: - Nonlinear response - Signal growth - Second-order effects - Third-order effects REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Graded homework (40%), examination (60%) STUDY MATERIAL: Nonlinear Optics, R. W. Boyd (Book) Nonlinear Optics, M. Kauranen (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic optics, for exam-ple FYS-1400 Optiikka

29

ADDITIONAL INFORMATION: This course should not be taken by those who have earlier taken FYS-5506 Fundamentals of nonlinear optics Suitable for postgraduate studies

FYS-5526 Nonlinear Optics II, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Martti Kauranen, Goery Genty

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 28 h/per Excercises 14 h/per

LEARNING OUTCOMES: After taking this course, the student is able to analyze second- and third-order nonlinear optical responses of materials using symmetry principles. The student is able to apply these principles to phenomena based on frequency conversion, electro-optic effect, nonlinear index of refraction, and four-wave mixing. The student is also able to describe ultrafast nonlinear propagation dynamics of ultra-short pulses in waveguides in the presence of dispersion includ-ing self-phase modulation, soliton propagation and stimulated Raman scattering. CONTENT OF THE COURSE: - Susceptibility tensors - Symmetry principles - Propagation of ultrafast pulses REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Graded homework (40%), examination (60%) STUDY MATERIAL: Nonlinear Optics, R. W. Boyd (Book), Nonlinear Optics, G. Genty (Summary of lectures) PREREQUISITES:

FYS-5516 Nonlinear Optics I Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: This course should not be taken by those who have earlier taken FYS-5506 Fundamentals of nonlinear optics Suitable for postgraduate studies

FYS-5606 Semiclassical Light-Matter Interaction, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Martti Kauranen, Goery Genty LEARNING OUTCOMES: After taking the course, the student is able to analyze the quantum-mechanical light-matter interaction using semiclassical wave function and density matrix formalisms. The student is able to choose the most appropriate approach for different cases and to form the equations describing them. The stu-dent is able to solve the equations describing linear and nonlinear interactions using perturbation theory or justified approximations that take into account different mechanisms. The student is able to apply the methods to systems consisting of few levels and to analyze pulsed interactions using the Bloch equations. CONTENT OF THE COURSE: - Wave-function formalism - Density-matrix formalism - Two-level systems - Bloch equations REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Graded homework (40%), examination (60%)

STUDY MATERIAL: Nonlinear Optics, R. W. Boyd (Book), Semiclassical light-matter interaction, M. Kauranen (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

FYS-6106 Basic Semiconductor Technology, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Tapio Rantala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 18 h/per +18 h/per Excercises 12 h/per +12 h/per

LEARNING OUTCOMES: The student learns different aspects (terms, theory, basic working principles of devices, and applications) of the semiconductor tech-nology related to the contents of the course and is able to apply this knowledge to the extent that is required in the examination. CONTENT OF THE COURSE: - The basic properties and fabrication technologies of semiconductor materials (Si, GaAs) - Energy bands of electrons in semiconductors. Charge carriers in semiconductors. Charge carrier lifetime, recombination, balance, diffusion and photoconductivity - Semiconductor junctions and phenomena taking place at the junctions. Working principle of field-effect transistor. - Optoelectronic components: photodiode, LED, semiconductor laser, solar cell REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed exam in English (text book chapters 1-5 and 8). Completion parts must belong to the same imple-mentation. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Solid state electronic devices, B.G. Streetman & S. Banerjee (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

FYS-6216 Semiconductor Physics I, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Tapio Rantala LEARNING OUTCOMES: Selected issues from the text book chapters 1 – 9 CONTENT OF THE COURSE: - Detailed analysis of the band theory of electrons including principles of calculation methods. Electron¿phonon interaction and elec-tronic properties of defects. - Transport phenomena in semiconductors. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam on text book chap-ters 1 to 5. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Semiconductor Physics and Applications, M. Balkanski ja R.F. Wallis (Book), Semiconductor Physics I, Tapio Rantala (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION: This high-level course is directed to computational semiconductor physics. Suitable for graduate level studies, too. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

FYS-6226 Semiconductor Physics II, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Mihail Dumitrescu, Tapio Rantala LEARNING OUTCOMES: Selected issues from the text book chapters 10 – 20

30

CONTENT OF THE COURSE: - Optical properties of semiconductor materials. - Effects of quantum confinement on the electronic structure and phonons of low-dimensional semiconductor structures. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam from completion of applications' assignments + subjects from textbook1 chapters 6-19 and from se-lected chapters from textbook2. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits, Larry A. Coldren, Scott W. Corzine (Book), Semiconductor Physics and Applications, M. Balkanski ja R.F. Wallis (Book), ADDITIONAL INFORMATION: Will be lectured per request. Suitable for postgradu-ate studies. Will not be lectured year 2013-2014

FYS-6300 Molekyylien ja nanorakenteiden kvanttiteoria, 6 op

Quantum Theory of Molecules andNanostructures, 6 cr

VASTUUHENKILÖ: Tapio Rantala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 24 h/per +24 h/per Harjoitukset 12 h/per +12 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelijan tulee hallita opintojakson sisältöön liittyvät käsitteet, teoria ja periaatteet sekä niiden soveltaminen siinä laajuudessa kuin tentissä vaaditaan. SISÄLTÖ: - Atomien ja molekyylien rakenteen ja vuorovaikutusten perustana oleva kvanttiteoria. - Ryhmäteorian alkeet soveltuvin osin sekä approksimointimenetelmiä. - Atomien kvanttiteoriaa. - Molekyylien ja nanorakenteiden kvanttiteoriaa sekä niiden ominaisuuksien perus-teet ja laskeminen. - Ab initio- ja semiempiiriset laskumenetelmät. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Molecular Quantum Mechanics, P.W. Atkins & R.S. Friedman (Kirja), Molekyylien ja nanorakenteiden kvanttiteoria, Tapio Rantala (Muu verkko-materiaali) LISÄTIEDOT: Kurssi sopii hyvin jatko-opintoihin. Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-6406 Advanced Compound Semiconductor Technology, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Antti Tukiainen, Tapio Rantala LEARNING OUTCOMES: The course discusses topical themes of compound sem-iconductor technology emphasizing optoelectronics. The aim is to give students a deeper view of design, fabrication, and characterization of compound semiconduc-tor components. CONTENT OF THE COURSE: - Single and multimode laser diodes. Edge emitting and vertical emitting components.

- Epitaxial growth and processing of compound semiconductor components. - Deeper understanding of structural, electrical, and optical characterization of compound semiconductors. - Design of optoelectronic components REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Examination STUDY MATERIAL: Analysis and Design of Vertical Cavity Surface Emitting La-sers, S. F. Yu (Book), Etching of III-V semiconductors: An electrochemical ap-proach, P. H. L. Notten, J. E. A. M. van den Meerakker, and J. J. Kelly (Book), anbook of advanced plasma processing techniques, R. J. Shul and S. J. Pearton (Book), High-power diode lasers, R. Diehl (Book), Microchip fabrication, P. Van Zant (Book), Molecular beam epitaxy, M. A. Herman (Book), Molecular beam epi-taxy, Applications to key materials, R. F. C. Farrow (Book), Semiconductor Optoe-lectronic Devices - Introduction to Physics and Simulation, J. Piprek (Book), The electrical characterization of semiconductors: Majority carriers and electron states, P. Blood and J. V. Orton (Book), Vertical-cavity surface-emitting lasers, C. Wilmsen, H. Temkin, and L. A. Coldren (Book), (Lecture slides), ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured every other year. The course will not be lectured during academic year 2013-2014. The course is suita-ble for post-graduate studies.,

FYS-6606 Photonics, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Tapio Niemi

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Introduction to basics of photonics. Especially optoelec-tronics and nanophotonics. Layred optical structures, periodic structures, wave-guides, micro-cavity components, photonic crystals CONTENT OF THE COURSE: - Electromagnetic waves, transfer matrix formalism, waveguides - Periodic structures,photonic band gap, Bragg reflectors, microcavities, fabrication technology - Coupled-mode theory, directional coupling,distributed feedback, distributed feed-back lasers, lasing threhold, fiber Bragg gratings - Photonic crystals, slow light, negative refraction REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Pakolliset laskuharjoitukset ja tentti. STUDY MATERIAL: Photonics, Yariv, Amnon (Book), Tapio Niemi (Lecture slides), (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION: Kurssi luennoidaan englanniksi ja materiaali on englanninkielistä. Lectured in english and the material is in english. The course is suitable for postgraduate studies.

FYS-7100 Johdatus pehmeän aineen fysiikkaan, 3-5 op

Introduction to Soft Matter Physics, 3-5 cr VASTUUHENKILÖ: Ilpo Vattulainen, Sanja Pöyry

31

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija omaa perustiedot kurssilla käsitellyistä pehmeän aineen systeemeistä sekä niissä tapahtuvista ilmi-öistä ja prosesseista, tuntee oleelliset pehmeässä aineessa vaikuttavat vuorovaiku-tukset, ja pystyy näiden tietojen avulla ratkaisemaan joitakin pehmeän aineen fysi-kaalisiin piirteisiin liittyviä oleellisia tehtäviä. SISÄLTÖ: - Termodynamiikan ja statistisen fysiikan perusteet - (Bio)polymeerit - Elektrostatiikka ja kolloidit - Nestekiteet ja biologiset systeemit SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti (100%). Aktiivisuus laskuharjoituksissa vaikut-taa parantavasti tenttiarvosanaan. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Soft Condensed Matter, R.A.L. Jones (Kirja), I. Vattulainen (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Lukuvuodelle 2013-2014 tälle opintojaksolle harkitaan sen sisällön päivitystä suuntaan, jossa huomioidaan selkeämmin fysiikan rooli osana opintojak-solla tarkasteltavia systeemejä ja ilmiöitä. Tarkemmat tiedot: katso opintojakson FYS-7106 kuvaus. Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-7106 Introduction to Soft Matter Physics, 3-5 cr PERSON RESPONSIBLE: Ilpo Vattulainen, Sanja Pöyry LEARNING OUTCOMES: After passing the course, the student will have basic knowledge about the topics discussed in the course. These include, in particular, the structure and dynamics of soft matter systems, the interactions operating in soft matter, the processes and phenomena taking place therein, and the physical laws governing the processes. Using these pieces of knowledge the student will be able to unravel some relevant problems related to the physical features of soft matter. CONTENT OF THE COURSE: - Thermodynamics and the essentials of statistical physics - (Bio)polymers - Electrostatics and colloids - Liquid crystals and biological systems REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam (100%). Additionally, activity in performing exercises will have a positive impact on the grade of the course. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Soft Condensed Matter, R.A.L. Jones (Book), I. Vattulainen (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: For the academic year 2013-2014, the contents of this course is being considered to be revised. This revision would be done in a manner where the role of physics would be more concretely accounted for in de-scribing the processes and phenomena discussed in the course. At the same time, the course provides two alternating sizes. The larger one (5 cu) covers the whole

material of the course. In the smaller one (3 cu) the depth of the material discussed in the course is easier, and the number and the difficulty of exercises is less chal-lenging than in the full course. In the same spirit, the exam of the shorter (3 cu) course will be easier than in the full (5 cu) course. The course will be given primari-ly in English. If all the students attending the course are Finns, then Finnish can be the language of choice. Suitable for postgraduate studies

FYS-7200 Biologinen fysiikka, 3-5 op

Biological Physics, 3-5 cr VASTUUHENKILÖ: Ilpo Vattulainen, Sanja Pöyry

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija omaa yleiskäsityk-sen solutason fysikokemiallisista prosesseista sekä yhden molekyylin että niiden muodostamien kokonaisuuksien toiminnan kannalta. Opiskelija ymmärtää riittäväs-sä määrin tarkasteltavien ilmiöiden fysikaaliset periaatteet: kuinka kompleksisten biologisten systeemien toimintaa voi kuvata mahdollisimman yksinkertaisesti niitä ohjaavien fysikaalisten lakien avulla. SISÄLTÖ: - Biomolekyylit ja niitä ohjaavat vuorovaikutukset ja kentät - Dynamiikka ja dissipaatio - Biomolekyylien yhteisöllisyys - Biologiset moottorit ja koneet SUORITUSVAATIMUKSET: Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Biological Physics, Philip Nelson (Kirja), I. Vattulainen (Luento-kalvot) LISÄTIEDOT: Tarkemmat tiedot: katso opintojakson FYS-7206 kuvaus. Soveltuu jatko-opinnoiksi

FYS-7206 Biological Physics, 3-5 cr PERSON RESPONSIBLE: Ilpo Vattulainen, Sanja Pöyry LEARNING OUTCOMES: After passing the course, the student will have a basic understanding about many physicochemical processes on a cellular level, concern-ing the function of both individual molecules and complexes comprised of them. The student understands to a sufficient extent the physical principles of the phe-nomena discussed on the course: how the function of complex biological systems can be described in the simplest possible manner using the physical principles that govern their behavior. CONTENT OF THE COURSE: - Biomolecules and the interactions and fields con-trolling them - Dynamics and dissipation - Concerted nature of biomolecules' function - Biological motors and engines REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation

32

STUDY MATERIAL: Biological Physics, Philip Nelson (Book), I. Vattulainen (Lec-ture slides) ADDITIONAL INFORMATION: The course provides two alternating sizes. The larger one (5 cu) covers the whole material of the course. In the smaller one (3 cu) the depth of the material discussed in the course is easier, and the number and the difficulty of exercises is less challenging than in the full course. In the same spirit, the exam of the shorter (3 cu) course will be easier than in the full (5 cu) course. The course will be given primarily in English. If all the students attending the course are Finns, then Finnish can be the language of choice. Suitable for postgraduate studies

FYS-7306 Molecular Modeling of Bio- and Nanosystems, 5-8 cr

PERSON RESPONSIBLE: Ilpo Vattulainen, Oana Cramariuc, Sami Paavilainen, Tomasz Rog LEARNING OUTCOMES: The main learning outcome is obtaining an overall view of how to apply computational techniques to relevant many-body problems in the nano-regime and biological systems. After passing the course the student is able to use available software to calculate the electronic structure of a specified system, and to perform classical molecular dynamics simulations, with a focus on nano- and biomolecular systems. The student also knows how to interpret and verify the results. CONTENT OF THE COURSE: - Principles of electronic structure calculations: density-functional theory and alternatives. Connection to classical modeling tech-niques. General aspects of numerical solutions to the electronic Schrödinger equa-tion. Practical approaches to electronic structure calculations of finite, periodic and complex structures: basis sets, pseudopotentials and PAWs. Software and applica-tions. - Understanding of classical modeling techniques for dealing with larger scales in nano- and biological systems: force fields, integrators, long-range interactions, ensembles, constraints. Software packages and development of own simulation codes with a variety of applications. - More coarse-grained techniques to probe scales beyond the atomistic regime. - Practical hands-on exercises and project assignments where the above tech-niques are applied in practice to relevant and topical problems related to nanostruc-tures, biological molecules, etc. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passing the exam; as-signments; carrying out a molecular modeling research project whose topic will be chosen during the course. STUDY MATERIAL: Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules , Jorge Kohanoff (Book), Molecular Modeling - Principles and Applications, Andrew R. Leach (Book), olecular Modeling and Simulation - An Interdisciplinary Guide , Tamar Schlick (Book) ADDITIONAL INFORMATION: The number of credit units (to be granted) depends on the scope and difficulty of the project work assignments. The largest number of credits (8) will be granted to those who have successfully conducted a rather major

project study. Further information supporting the course is available at: http://butler.cc.tut.fi/~vattula2/ The course is not lectured until further notice. Suitable for postg raduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

33

Hydrauliikan ja automatiikan laitos

IHA-1906 Doctoral Studies in Hydraulics and Machine Auto-mation, 5-10 cr

PERSON RESPONSIBLE: Kari Koskinen, Jouni Mattila, Kalevi Huhtala, Matti Lin-jama, Jari Rinkinen REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved doctoral study report. ADDITIONAL INFORMATION: Post Graduate course.

IHA-1926 Project Study in Fluid Power and Machine Automa-tion, 5-10 cr

PERSON RESPONSIBLE: Kari Koskinen, Jouni Mattila, Matti Linjama, Petteri Multanen, Jari Rinkinen LEARNING OUTCOMES: After completed this course student has enhanced skills in project working independently or in a group and reporting. CONTENT OF THE COURSE: - Project work on some topic of fluid power and machine automation; literature based analysis, computer simulation or laboratory exercises. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Reported and approved project work. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: This course is meant for advanced students and they must have good knowledge in oil hydraulic engineerig or in machine automa-tion.

IHA-2350 Hydrauliset konemekanismit, 5 op

Hydraulic Driven Mechanisms, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Erno Keskinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 1 h/vko +1 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Hallita työkoneiden hydraulisten lisälaitteiden (porat, tärylaitteet jne.) sekä paperinvalmistuskoneiden hydraulisten kuormitusmekanismi-en tietokoneavusteinen suunnittelu ja analysointi. SISÄLTÖ: - Hydrauliikan integrointi työkalumekanismiin - Liikkuvien työkoneiden työprosessit - Paperi- ja massakoneiden työprosessit LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

IHA-2360 Hydraulikäyttöisen koneen suunnittelu, 5 op

Design of Fluid Powered Machinery, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Erno Keskinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 1 h/vko +1 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Hallita täyden hydraulikäyttöisen koneen tietokoneavus-teinen suunnittelu ja tarkastelu prosessi-ideasta lähtien SISÄLTÖ: - Työprosessin kuvaus - Hydraulijärjestelmän integrointi rakenteisiin - Hybridikäytöt LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

IHA-2376 Simulation of Machine Systems, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Erno Keskinen LEARNING OUTCOMES: To model and simulate the work cycle dynamics of ma-chine systems including mechanisms, actuators, tools and work object. CONTENT OF THE COURSE: - Composition of system model from library models. - Modeling of multibody systems. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and accepted exer-cises. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

IHA-2400 Hydraulitekniikka II, 7 op

Oil Hydraulic Engineering II, 7 cr VASTUUHENKILÖ: Jari Rinkinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko +3 h/vko +3 h/vko Seminaari 3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija hallitsee laajalti hydraulijärjestelmien rakennevaihtoehdot ja osaa analysoida niiden toteutusta erilaisissa sovellutuksissa toiminnan, järjestelmähyötysuhteen tai tarkkuuden kan-nalta. Hän pystyy esittämään vaihtoehtoisia järjestelmätoteutuksia, joissa on tehty muutoksia perusjärjestelmään. Opiskelija pystyy arvioimaan erilaisten sovellutusten keskeisimpiä järjestelmävaatimuksia. Hän osaa suunnitella ja mitoittaa hydrauli-komponentin tai -järjestelmän, joka toteuttaa sille määritetyt staattiset ja dynaami-set vaatimukset. Opiskelija tuntee valintakriteerit, joilla valitaan sovellutuksen hyd-raulijärjestelmään parhaiten sopiva venttiilitekniikka, pumppu- tai moottoriohjaus. Hän osaa laskea ja simuloida sekä komponentin että järjestelmän toimintaa. Opis-kelija pystyy määrittelemään hydraulijärjestelmän kunnonvalvonnan keskeiset periaatteet ja mittaussuureet. SISÄLTÖ: - Suuritehoisten hydraulijärjestelmien rakenneratkaisuja: suljettu hyd-raulijärjestelmä, avoimen järjestelmän pumppuohjaus, vakiopaine-, vakiotilavuusvir-ta-, vakioteho- ja LS-järjestelmät. Sekundäärisäädön periaate. Hydraulijärjestelmän joustojen vaikutus. Erityyppisiä hydraulipiirejä. - Paineakut energian varastoijina. Akkujen mitoitus ja turvamääräykset. Suurteho-hydrauliikan komponentit. Hydrauliventtiilin suunnittelu.

34

- Pumppujen ja moottoreiden säätimien rakenteet ja toiminta. Nosturit. Hydrauliset vinssit. Hydrauliset generaattorikäytöt. Hydraulikomponenttien ja -järjestelmien peruslaskut. - Aktiivinen ja passiivinen kompensointi. Hydrauliikan epäpuhtaudet ja niiden hallin-ta. - Patruunatekniikan periaate ja komponentit. Hydrauliikan sovelluksia mm. metsä-kone-, maanrakennus-,offshore-, laiva-, puristin-, kaivos- ja voimalaitoshydrauliikan alueilta. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja seminaarityö sekä hyväksytysti suoritettu tentti luentojen, seminaarien ja harjoitustehtävien sisäl-löstä. OPPIMATERIAALI: (Opintomoniste) ESITIEDOT:

EDE-01100 Teknillinen dokumentointi Suositeltava

IHA-1101 Hydrauliikan perusteet Pakollinen

IHA-2300 Mobilehydrauliikka Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

IHA-2570 Digitaalihydrauliikka, 5 op

Digital Hydraulics, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Matti Karvonen, Mikko Huova, Matti Linjama

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 10 h/per +20 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija hallitsee digitaali-hydrauliikan toimintaperiaatteet ja ymmärtää sen erot perinteisiin hydraulijärjestel-miin. SISÄLTÖ: - Binääriset hydraulikomponentit, erilaiset on/off venttiilit. - Digitaaliset hydraulijärjestelmät. Rinnankytkentää hyödyntävät ratkaisut. - DFCU - digitaalinen tilavuusvirran säätöyksikkö. Staattiset ja dynaamiset ominai-suudet. - Digitaaliset venttiilijärjestelmät: Erot perinteisiin venttiileihin. Edut ja haasteet. - Digitaalihydrauliikan säätömenetelmät. Mallipohjaisen säädön toimintaperiaatteet. - Digitaaliset pumput ja moottorit. - Venttiileiden miniaturisointi, PNM koodaus. - Paineiskujen syntymekanismi. - Vikasietoisuus. - Digitaalihydraulisten järjestelmien mallinnus ja simulointi Simulink-ohjelmistolla. SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti + harjoitustyö. Kurssin suorittaminen edellyttää hydraulijärjestelmien mallinusosaamista Simulink ohjelmistolla. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Matti Linjama (Luentokalvot), ESITIEDOT:

IHA-1101 Hydrauliikan perusteet Pakollinen

IHA-2600 Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Esitietona vaaditaan hydraulijärjestelmien mallinnusosaamista Simulink ohjelmistolla. LISÄTIEDOT: Opintojakson esitietoina on Hydrauliikan ja Automatiikan aineopinto kokonaisuus 25 op.

-2580 Digitaalihydrauliikan jatkokurssi, 6 op

Advanced Course in Digital Hydraulics, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Matti Linjama

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +0 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 10 h/per +30 h/per Seminaari 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Syventää digitaalihydrauliikan tietämystä seuraavilla alueilla: venttiilijärjestelmien mallit, säätömenetelmät, energiatehokkaat ratkaisut, digitaalinen tehonhallintajärjestelmä ja hakkuritekniikat. SISÄLTÖ: - Digitaalisten venttiijärjestelmien mallinnus mittausdatan perusteella. - Toimilaitteen nopeuden ja painetason samanaikainen säätö. - Sylinterin erilaisten ajomoodien toteutus ja niiden energia-analyysi - Digitaalisen tehonhallintajärjestelmän mallinnus ja energiatehokas säätö. - Hakkuritekniikat. - Monikammiosylinterit. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti ja harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Matti Linjama (Luentokalvot) ESITIEDOT:

IHA-2570 Digitaalihydrauliikka Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

IHA-2700 Hydraulijärjestelmien mallintamisen ja simuloinnin jatkokurssi, 5 op

Advanced Course in Modelling and Simulation of Fluid Power Systems, 5 cr

VASTUUHENKILÖ: Jouni Mattila

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 20 h/per +20 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija hallitsee laajojen hydraulikäyttöisten järjestelmien mallintamiseen ja simulointiin. SISÄLTÖ: - Reaaliaikasimulointi ja sen asettamat vaatimukset. - Reaaliaikaisen säätö- ja mittausjärjestelmän teko dSPACE-ohjelmalla.

35

SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Jouni Mattila (Luentokalvot) ESITIEDOT:

IHA-2600 Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

IHA-2801 Hydraulitekniikan erikoistyö ja seminaari, 8 op

Hydraulics, Special Assignment and Seminar, 8 cr VASTUUHENKILÖ: Kari Koskinen, Kalevi Huhtala, Petteri Multanen, Jari Rinkinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Harjoitustyöt 25 h/per +25 h/per Seminaari 2 h/per +2 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa hydrauli-teknisten koneiden ja laitteiden suunnittelussa, tutkimuksessa ja tuotekehityksessä esiintyvät ongelmat ja osaa luoda niihin ratkaisuvaihtoehtoja. Opintojakson suoritet-tuaan opiskelija osaa analysoida hydraulikäyttöisten koneiden järjestelmiä huomi-oiden myös muut osajärjestelmät, kuten ohjauselektroniikan, väylätekniikan sekä ohjaukseen ja kunnonvalvontaan liittyvät ohjelmistot. SISÄLTÖ: - Konejärjestelmän hydraulijärjestelmien suunnittelu ja analysointi - Konejärjestelmän hydrauliikan ohjaustekniikat; ohjauselektroniikka, väylätekniik-ka, ohjelmistot - Konejärjestelmien hydrauliikan kunnonvalvonta ja diagnostiikka SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja seminaarit ja riittävä osallistuminen seminaareihin ja harjoituksiin. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

IHA-2100 Hydraulitekniikka I Suositeltava

IHA-2200 Vesihydrauliikan komponentit ja järjestelmät Suositeltava

IHA-2300 Mobilehydrauliikka Suositeltava

IHA-2570 Digitaalihydrauliikka Suositeltava

IHA-2600 Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Hydrauliikan ja koneautomaation aineopinto kokonaisuus. LISÄTIEDOT: Opintojakson esitietona on hydrauliikan ja automatiikan aineopinto-kokonaisuus. Tämän opintojakson voi suorittaa myös Demola-projektissa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

IHA-2906 Doctor Course in Oil Hydraulic Engineering, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Lauri Siivonen, Kalevi Huhtala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 40 h/per +40 h/per Seminar 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completed this course a student has deep knowledge in some topic of oil hydraulic engineering. The topic will change yearly. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Requirements shall be told in the beginning of the course. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Advanced studies of Fluid Power. ADDITIONAL INFORMATION: This course has prerequisites: advanced studies in oil hydraulic engineering. The course literature change yearly and shall be told in the beginning of the course. Suitable for postgraduate studies

IHA-3206 Servo Systems, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Reza Ghabcheloo

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Understanding of industrial control systems in particular classical single-input-single-output servo control systems: hydraulic, and electro-mechanic. To know basic physics and interaction among components of a servo control and behaviour of the system in both time domain and frequency domain. Reference tracking, disturbance rejection, and robustness. To teach different con-trol strategies. Numerical simulations is also used. CONTENT OF THE COURSE: - Classical single-input-single-output servo control systems, modeling, state-space models, linearization, - Studies in both time domain and frequency domain: reference tracking, disturb-ance rejection, and robustness - Different control strategies: Model-base, Lead, Lag, Proportional-Differential-Integral - Numerical simulations in Matlab and Simulink REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved seminars and exercises and examination on the material Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Control Engineering: a modern approach, Pierre Bélanger (Book), Feedback Control of Dynamic Systems, Gene F. Franklin, David Powell, Abbas Emami-Naeini (Book), Hydraulic Servo-Systems: Modelling, Identification and Control, Mohieddine Jelali, and Andreas Kroll (Book) PREREQUISITES:

ASE-1257 Introduction to Control Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic maths (ODE, matrix algebra, etc.), signals and systems (Laplas and Fourier transformations,

36

Block diagrams and Bode plots) ADDITIONAL INFORMATION: Luennoidaan englannin kielellä. Basic maths (ODE, matrix algebra, etc.), signals and systems (Laplas and Fourier transformations, etc.). Suitable for postgraduate studies

IHA-3256 Autonomous Mobile Machines, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Reza Ghabcheloo, Kalevi Huhtala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week Seminar 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Students learn different challenges in automation of mobile machines. Course is mainly concern with hydraulic mobile machines and is composed of two parts: teaching and student work and emphasis will be on stu-dents group work. Teaching starts with commercial state of the art in automation of mobile work machines. It is followed by scientific state of the art, which addresses autonomy and robotics. We will introduce the subsystems of such autonomous machines, problems involved, and solutions. We will then learn how to simulate mechanical mechanisms special to mobile machines. We then cover sensory sys-tem used to estimate the state of the machine (location and attitude) as well as the environment (humans, obstacles,...); namely Inertial sensors, wheel odometry, GPS, range sensors, cameras. We will then give some insight to the most common sensor fusion techniques (least square and Kalman Filtering). Some basic motion control techniques are also introduced. The teaching will be concluded by introduc-ing issues related to energy specially Hybrid. However, most of the course will be based on term project. Students will be divided into groups of two, and each group will concentrate on certain problem. Students with special interest are encouraged to work out their ideas. Subjects can also be given by the lecturers. Students will make presentations and discuss their problems, and report the results in a paper format at the end of the course. Development of functional computer codes is the goal of this course. Course demands analytical problem solving, and programming likewise. Real data and simulator will be available. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Requirements will be rede-fined for year 2013-2014. Last season requirements were: "Completion of home-work, presentations, and final paper" Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Introduction to Autonomous Mobile Robots, Roland Siegwart, Illah Nourbakhsh, Davide Scaramuzza (Book), Probabilistic Robotics, Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, Dieter Fox (Book), Springer Handbook of Robotics, Bruno Siciliano, Oussama Khatib (Eds.) (Book), Where am I? Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning, J. Borenstein , H. R. Everett , and L. Feng (Book) PREREQUISITES:

IHA-3506 Robotics and Teleoperation Advisable

MAT-60606 Mathematics for Positioning Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: The course is multidisci-plinary. Priory knowledge about all the fields is not required. The term project will be selected based on the background of the group and their interest. ADDITIONAL INFORMATION: The course is multidisciplinary and demands analyt-ical problem solving, and programming as well. Priory knowledge about all the fields is not required. The term project will be selected based on the background of the group and their interest. The number of students is limited to 14. If the class is full and you are really interested, you can send us email to put you in the reserve list. Suitable for postgraduate studies

IHA-3401 Koneautomaation erikoistyö ja seminaari, 8 op

Machine Automation, Special Assignment and Seminar, 8 cr

VASTUUHENKILÖ: Jouni Mattila, Kalevi Huhtala, Petteri Multanen, Seppo Tikka-nen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Harjoitustyöt 25 h/per +25 h/per Seminaari 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa koneau-tomaation suunnittelussa, tutkimuksessa ja tuotekehityksessä esiintyvät ongelmat ja osaa luoda niihin ratkaisuvaihtoehtoja. Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa analysoida koneautomaatiojärjestelmiä ottaen huomioon ohjauselekroniikan, väylätekniikan, anturoinnin sekä ohjaukseen liittyvät ohjelmistot. SISÄLTÖ: - Konejärjestelmän ohjausjärjestelmien suunnittelu ja analysointi - Konejärjestelmän ohjaustekniikat; ohjauselektroniikka, väylätekniikka, ohjelmistot - Koneautomaatiossa käytetyt anturit ja sensorit sekä niiden liitynnät ohjausjärjes-telmiin. - Ohjaus ja säätö. Liikkeen ohjauksen ja säädön sovellukset. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu harjoitustyö ja seminaari. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

IHA-3100 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa Pakollinen

IHA-3206 Servo Systems Pakollinen

IHA-3256 Autonomous Mobile Machines Pakollinen

IHA-3506 Robotics and Teleoperation Pakollinen

LISÄTIEDOT: Opintojakson esitietona on hydrauliikan ja automatiikan aineopinto-kokonaisuus. Tämän opintojakson voi suorittaa myös Demola-projektissa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

37

IHA-3506 Robotics and Teleoperation, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Jouni Mattila

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completed this course the student has knowledge on the mathematics of robotics which describe the relations between the different parts of a robotic manipulator (actuators, joints, links, tools). The student can give a description of the motion of robotic manipulators (position, velocities and forces). The student understands the basic ideas of teleoperation systems and the special requirements involved in teleoperation applications (delay effect, force reflection, uncertainty in the environment, human-machine interface). CONTENT OF THE COURSE: - The Robotic part of the course deals with descrip-tion of objects in 3 dimensional space, forward and inverse kinematics of manipula-tors, velocities and forces of robot links and robot dynamics. - Many examples and exercises are provided. - The Teleoperation part deals with classification of teleoperation systems, applica-tions of teleoperation, mechanical master-slave telemanipulators, human-computer interaction and force feedback control in teleoperation applications. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation in the seminar work and passing the final exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Introduction to Robotics Mechanics and Control, J. Craig (Book), Modelling and Control of Robot Manipulators, L. Sciavicco and B. Siciliano (Book), Telerobotics, Automation, and Human Supervisory Control, Thomas B. Sheridan (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Prerequisites for this course is the subject related studies of hydraulics and machine automation. Suitable for postgraduate studies

IHA-3606 Doctor Course in Machine Automation, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jouni Mattila, Lauri Siivonen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Excercises 2 h/week +2 h/week Assignment 40 h/week +40 h/week Seminar 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completed this course the student has a deep knowledge on some topic in the field of machine automation. The topic will change yearly. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: To be informed when the course starts. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Advanced studies of Machine Automation ADDITIONAL INFORMATION: This course has prerequisites: advanced studies in machine automation.

Suitable for postgraduate studies

38

Kemian ja biotekniikan laitos

KEB-23006 Industrial Bioengineering and Biotechnology, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Jukka Rintala, Jaakko Puhakka, Matti Karp

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week

LEARNING OUTCOMES: After passing the course, the student is able to prepare and give an oral presentation of scientific literature. During the course, selected chapters of the given books and scientific papers are addressed to pairs of stu-dents and the pairs present the subjects for the rest of the group. Students learn to evaluate performance of the other students as well as their own. In addition to the improved oral presentation skills, group work and interaction skills of the students are improved in by working in small groups. The student can perform information searches for reference material also beyond the course book. Of these scientific research articles and the book chapter the student can draw conclusions and summarize data to compile an oral presentation. By listening and commenting the presentations of the other students, the student can form an overall picture of the different fields of modern bioengineering. CONTENT OF THE COURSE: - Essential subjects in the field of in vitro bioengi-neering - Essential subjects in the field of in vivo bioengineering - Industrial bioengineering (such as bioprocesses and bioenergy) - Oral presentation skills, preparing of presentations - Searching, interpreting, and presenting of scientific information REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation in at least 80% of the lectures and accepted oral presentations of the given subjects. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Bioprocess Engineering Principles, Pauline M. Doran (Book), Biotechnology, David P. Clark, Nanette J. Pazdernik (Book) ADDITIONAL INFORMATION: The time of the starting lecture will be announced to enrolled students before the beginning of the course. The course will be organized if more than 12 students enroll. Suitable for postgraduate studies

KEB-23326 Biological Macromolecules, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Matti Karp, Ville Santala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Laboratory work

20 h/per +80 h/per

LEARNING OUTCOMES: After passing the course the student will understand techniques and applications of modern bioanalysis used in molecular and microbi-al. He/she will learn theory and operation of modern bio-analytical instruments and structure and function of macromolecules. CONTENT OF THE COURSE: - Outlines of bioanalysis theories - Basic operation of bioanalytical instruments

- Isolation and characterization of nucleic acids, proteins and lipids by analytical tools - Amplification and analysis of structural and functional genes, proteins and bio-catalysis, lipids and membrane functions REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Biological macromolecules, Ville Santala (Lecture slides), Biological macromolecules, Ville Santala (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION: The course is suggested for Biotechnology or MSc Programme in Science and Bioengineering students. Suitable for postgraduate studies

KEB-23356 Biological Wastewater Treatment Laboratory, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Raghida Lepistö

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 6 h/per Assignment 30 h/per Laboratory work

46 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, students will have the nec-essary knowledge, skills, and techniques for advanced level applications. They will master the chemostat and be able to design, set up, and operate various laboratory aerobic or anaerobic reactors and define and characterize wastes and select suita-ble treatment with emphasis on by-products and biofuel/biogas production. Stu-dents will also be able to calculate and control kinetic parameters and biomass growth. CONTENT OF THE COURSE: - Design and operation of aerobic or anaerobic wastewater treatment processes, biogas/biofuel production, biomass growth, and inhibition kinetics. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Full participation in both the laboratory experiments and reports writing. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Summary of lectures, Lepistö, R (Lecture slides), handouts: instructions for general laboratory work and methodology , Lepistö, R (Other litera-ture) ADDITIONAL INFORMATION: Prerequisite: BIO-3006 Biological processes in environmental engineering. Suitable for postgraduate studies

KEB-23406 Metabolic Engineering, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Matti Karp, Ville Santala LEARNING OUTCOMES: After passing the course the student can link changes in the genotype level to changes in the phenotype level. The student will have an understanding of in silico metabolic models in metabolic engineering and their interplay with in vivo methods. The student will be able to apply metabolic engi-neering to different problems in modern industrial microbe strain improvement. The course will include a practical case example during which the student will carry out a short laboratory project exemplifying the power of metabolic engineering.

39

CONTENT OF THE COURSE: - Methods in metabolic engineering: in silico - Methods in metabolic engineering: in vivo - Microbial metabolism - Mutations affecting metabolism - Case example: in silico and in vivo laboratory REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Metabolic engineering, Suvi Santala (Lecture slides), Metabol-ic engineering, Ville Santala (Lecture slides) PREREQUISITES:

KEB-23346 Genetic Engineering and Molecular Biotechnology Mandatory 1

KEB-23336 Microbial Genetics Mandatory

1 . Or KEB-23346 Geeniteknologian menetelmät or book exam from Glick and Pasternak: Molecular biotechnology, 4th edition ADDITIONAL INFORMATION: The course is suggested for 4-5 year Biotechnology or MSc Programme in Science and Bioengineering students. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

KEB-23426 Nanobiotechnologies, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Matti Karp

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week

LEARNING OUTCOMES: The course comprises of a series of lectures given by expert speakers. The lecturers and lecture topics vary from year to year, covering a wide range of research in nanobiotechnology. After passing the course the student will have a concept of past, current and future status of nanobiotechnology. He/she will understand nanoscale processes and how they relate to and differ from mac-roscale events. The student will learn concepts related to nanotechnology, nanobi-otechnology and biotechnology, as well as to classify techniques and research in each category. Course evaluation will be implemented in the form of learning dia-ries and essays written by the students. These are designed to teach the student self-evaluation as well as improve skills in written reflection, questioning and argu-mentation. CONTENT OF THE COURSE: - Research and advances in the field of nanobi-otechnology - Nanotechnologies in diagnostics - Nanoscale detection methods - Nanomedicine - Written self-evaluation and description of learning process REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted learning diaries and essays. Presence on 80 % of lectures. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

KEB-23726 Laboratory Course on Industrial Biotechnology, 4 cr

PERSON RESPONSIBLE: Matti Karp, Ville Santala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Laboratory work

40 h/per

LEARNING OUTCOMES: After passing the laboratory course the student can understand in practice how modern biotechnology research utilizes genetic engi-neering to enhance process for higher yields and improved down-stream pro-cessing. She/he will learn the rationale how to solve some of the key points from upstream to down-stream by genetic engineering. After the course, the student can carry out gene cloning, expression in host organism, protein purification via affinity chromatography and understand methods to analyze the protein of interest. By writing a scientific report the student will learn to summarize, rationalize and explain the scientific results. CONTENT OF THE COURSE: - Methods in gene cloning - Recombinant protein expression in Escherichia coli - Protein purification - Methods of protein analysis - Compiling a scientific report, drawing conclusions from results and discussing REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The course includes week-ly meetings in which students will present their results. No exam is included but a written report of the work is mandatory. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

KEB-23346 Genetic Engineering and Molecular Biotechnology Mandatory 1

KEB-23326 Biological Macromolecules Advisable

KEB-23336 Microbial Genetics Mandatory

1 . For international students mandatory prerequisites include an exam from the book: Glick, B.R. and Pasternak, J.J., Molecular biotechnology. ADDITIONAL INFORMATION: The course is suggested for 3-4 year Biotechnology or MSc Programme in Science and Bioengineering students. The course is orga-nized as intensive laboratory course, with duration of 2 weeks. Suitable for postgraduate studies

KEB-23736 Industrial and Molecular Biotechnology, 8 cr PERSON RESPONSIBLE: Matti Karp, Ville Santala LEARNING OUTCOMES: After passing the course the student can discriminate between different levels of genetic information from DNA to proteins. He/she will have an understanding of processes related to gene expression and linking ge-nome to functioning of cells. The student can associate various cellular and envi-ronmental events to levels of gene expression and metabolism. He/she can explain the methods and rationale of manipulation of microbial genomes. The student will have a solid foundation in basic biotechnology principles and technologies. CONTENT OF THE COURSE: - The history of industrial biotechnology

40

- Genes and genetic information - Regulation of gene expression - Recombinant DNA technology - Gene cloning - Protein production - Gene therapy - Transgenic animals - Plant biotechnology REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

KEB-23326 Biological Macromolecules Advisable

KEB-23336 Microbial Genetics Mandatory

KEB-23346 Genetic Engineering and Molecular Biotechnology Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: For international stu-dents mandatory prerequisites include an exam from the book: Glick, B.R. and Pasternak, J.J., Molecular biotechnology. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

KEB-23756 Trends in Bioengineering, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Jukka Rintala, Jaakko Puhakka, Matti Karp

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Seminar 4 h/week

LEARNING OUTCOMES: After passing the course, the student is able to read scientific articles with required criticism and extract the relevant key points of the text and discuss them. He/she will get an overview of the newest trends in biotech-nology. During the course, the student learns to summarize scientific articles in form of presentations, and respectively, listen and question presentations prepared by other students. CONTENT OF THE COURSE: - Latest biotechnological trends - Scientific reporting - Oral presentation skills REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Full participation to the lectures. Each participant makes analyses of selected journal articles. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: The course is organized every second year and will be lectured in the academic year 2013-2014. Lecture material consists of journal articles chosen by the teacher. Suitable for postgraduate studies

KEB-23786 Pilot Project in Biotechnology, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Matti Karp LEARNING OUTCOMES: After passing the course the student will have developed and improved various skills depending on their pilot project assignment. Group

working skills are especially implemented as the course comprises of an assign-ment carried out by a group of students. The assignments are small co-operation projects between TUT and the industry, a company or research institute, and cover a broad spectrum of biotechnology. The project can be either a literature survey, practical laboratory work or an interview, or a combination of these. The student will attain skills in independent planning, managing, organizing and executing of a project. By writing a scientific report the student will learn to summarize, rationalize and explain the findings and ideas developed during the project. Oral presentation skills will also be learned as the students present and explain their findings in a seminar. CONTENT OF THE COURSE: - Project planning, management and execution - Co-working skills amongst a group as well as with the project contractor - Scientific reporting of project results - Oral presentation skills REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation in group works and seminars, accepted written report and oral presentation. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Students are expected to prove that they are able to write a scientific report by shoving a report written by them from previous studies. ADDITIONAL INFORMATION: Students are encouraged to form small groups (3-4 persons, preferably including both Finnish and international students) and after that to contact responsible persons for further information. Two annual meetings will be organized to monitor the proceeding of projects and initiate new students to the course. Presence in these meetings is mandatory. Students will be informed of the meeting dates. Suitable for postgraduate studies

KEB-23796 Synthetic Biology: Design of a New Device, 2 cr PERSON RESPONSIBLE: Ville Santala LEARNING OUTCOMES: In synthetic biology biological devices are built by using standardized biobricks. During the course a student or a group of students will plan a new bio-device exploiting components available at the biobrick bank. The theory of the built bio-device will be introduced to the course leader by a written report. In the report, the biocomponents, construction and the experimental set are present-ed. After passing the course the student can independently design a biological device using synthetic biology tools. CONTENT OF THE COURSE: - Synthetic biology terminology - Construction of a biological device - Utilization and applications of BioBricks REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted written report. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

KEB-23336 Microbial Genetics Advisable

KEB-23346 Genetic Engineering and Molecular Biotechnology Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

41

KEB-24306 Remediation of Contaminated Environment, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Tuula Tuhkanen LEARNING OUTCOMES: After completing the course, a student knows the physi-cal and chemical properties and distribution and transformation of the most com-mon detrimental elements in nature. The student is also able to evaluate the level of contamination and to choose a proper remediation method according to risk assessment. The student is able to design and develop remediation processes. CONTENT OF THE COURSE: - Synthetic organic chemicals and their sources - The migration of chemical spills in nature - The basics of risk assessment - Remediation of contaminated soil groundwater - Remediation of contaminated soil REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and exercises. At-tendance at lectures related to exercises is mandatory. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

KEB-22000 Biological Processes in Environmental Engineering Mandatory

KEB-22100 Physical and Chemical Unit Operations in Water and Waste Engineering

Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

KEB-24310 Pilaantuneen ympäristön kunnostus, 6 op

Remediation of Contaminated Environment, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Jaakko Puhakka, Tuula Tuhkanen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko +4 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee yleisimmät maaperän, sedimenttien ja pohjaveden pilaantumista aiheuttavat yhdisteet. Opiske-lija tuntee ympäristöä pilaavien aineiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet sekä niistä johtuvan jakaantumisen, kulkeutumisen ja muutunnan ympäristössä. Opiskelija osaa käyttää hyväksi ympäristöriskinarviointia pilaantumisen arvioinnissa sekä kunnostustavan ja -tekniikan valinnassa. Opiskelija pystyy suunnittelemaan ja kehittämään kunnostavia prosesseja. SISÄLTÖ: - Synteettiset orgaaniset kemikaalit ja niiden lähteet - Mikrobit ksenobioottien biohajoamisessa - Kemikaalipäästöjen leviäminen ympäristöön - Riskinarvioinnin perusteet - Pilaantuneen maaperän kunnostus - Pilaantuneen pohjaveden kunnostus SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti ja kaksi harjoitustyötä. Harjoitustöihin liittyviin opetustapahtumiin osallistuminen on pakollista. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

KEB-22000 Ympäristöbiotekniikan operaatiot Pakollinen 1

KEB-22100 Ympäristötekniikan fysikaaliset ja kemialliset operaatiot Pakollinen 1

1 . Esitietovaatimuksena on joko KEB-22000 tai KEB-22100. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-24400 Materiaalivirtojen hallinta, 5 op

Material Flow Management, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jukka Rintala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa kertoa materiaalivirtojen hallinnan tyypilli-set vaiheet ja niiden merkityksen sekä materiaalivirtojen hallintaan vaikuttavat tekijät. Hän osaa laatia esityksen materiaalivirran hallinnan soveltamisesta yksittäi-seen materiaaliin tai tuotteeseen sekä esittää suunnitelman sen kehittämistarpeista ja –mahdollisuuksista. Opiskelija osaa myös yleistasolla suunnitella ja mitoittaa muutamia materiaalivirtojen hallintaan liittyviä yksittäisiä toimintoja ja prosesseja. SISÄLTÖ: - Globaali materiaalien käyttö ja materiaalivirrat sekä laskennalliset suu-reet. Jätelainsäädännön tavoitteet määritelmiä ja periaatteita. - Elinkaaritarkastelun periaatteet ja sovellukset materiaalivirtojen tarkastelussa. Materiaalien karakterisointi. Keräysjärjestelmät ja logistiikka. - Prosessiteknologiat: biotekniset, termiset, mekaaniset. Prosessien periaatteet ja tavoitteet sekä suunnittelun ja mitoituksen perusteet. - Hyödyntämisen ja loppusijoituksen periaatteet ja esimerkkejä. - Materiaalivirran hallinta - kokonaisuuden suunnittelu. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu kirjallinen kuulustelu ja hyväk-sytty pakollinen harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

KEB-20000 Ympäristötekniikan perusteet Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-25056 Technological Development and Society, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Annina Takala, Tapio Katko

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week

LEARNING OUTCOMES: The goal of the course is to widen and deepen knowledge and understanding of the interactions between technological develop-ment and society in long-term perspectives, from local to global context. Further-more, the course is intended to enable students to assess the role of technological and societal development with regard to the domain of their own postgraduate studies. CONTENT OF THE COURSE: - Technology development theories- The general dynamics of technological development

42

- Historical-theoretical perspectives and explanations of the co-evolution of tech-nology and society - The drivers and inhibitors of technological development REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Active participation to lec-tures (80% attendance), personal lecture reviews, and seminar presentations. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: The course is organized every second year. The course will be lectured in the academic year 2013-14. Suitable for postgraduate studies

KEB-25206 International Water Policy and Management, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Pekka Pietilä, Tapio Katko

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to distinguish the diversity of institutional arrangements and the variety of stakehold-ers in the water sector. The student will be able to analyze the roles of key stake-holders and their interrelations. The student will also be able to analyze the rea-sons why water sector policies and management practices vary in different coun-tries, and within a country. A vital part of the course are small assignments, where the students analyze a report/document(s), summarize main findings , and discuss those in the classroom with other students and teachers. CONTENT OF THE COURSE: - Institutional development and governance of water sector - Major stakeholders of water sector - Public-private and public-public cooperation - Sustainability, viability, long-term changes and lessons REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Attendance in lessons, groupwork, seminars and a possible workshop. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: The course is organized every second year. The course will be lectured in the academic year 2013-2014. Suitable for postgraduate studies

KEB-25256 Management and Governance of Water Services, 3 cr

PERSON RESPONSIBLE: Pekka Pietilä, Tapio Katko LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to distinguish various management options of water and sanitation services. The student will be able to analyze their differences and similarities. The student will be able to analyze the reasons why management practices vary in different countries and within a country. A vital part of the course is a small research project, where the student will exercise the skill to analyze available knowledge and compile a report. CONTENT OF THE COURSE: - Water governance - Water resources vs. water services, priorities of water use purposes, water ser-vices and related stakeholders

- Public-private and public-public partnerships - Regional and municipal cooperation in water services - Viability assessment tools, benchmarking, performance indicators REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Proactive attendance in lessons and essay seminars. Participants will prepare and present essay seminars on related topics or cases to be selected. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: The course is organized every second year. The course will be lectured in the academic year 2014-15. The course will be organized provided that at least 12 students will participate. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

KEB-25406 Safe and Sustainable Sanitation, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Tuula Tuhkanen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Online work 8 h/week +8 h/week

LEARNING OUTCOMES: After passing the course the student can explain prob-lems and phenomena related to sustainable sanitation in different situations and parts of the world. The student can propose a sanitation plan and justify his pro-posal. The student can list also microbial and chemical water risk factors, assess water related risks and create a risk management plan for a scenario. CONTENT OF THE COURSE: - Sustainable sanitation - Sanitation in emergencies - History of sanitation - Health and safety and re-use of excreta. Water related chemical and microbiolog-ical risks and their control. - Technological solutions - Socio-economical aspects of sanitation and development cooperation REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Successfully completed learning assignments (multiple-choice quizzes, essays, online discussions and group works). Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION: This is a distance learning internet course. Students will watch recorded video lectures and work on weekly assignments (multiple-choice quizzes, essays, online discussions and group works) in the Moodle virtual learning environment. Suitable for postgraduate studies

KEB-26100 Biotekniikan erikoistyö, 2-8 op

Special project in Bioengineering, 2-8 cr VASTUUHENKILÖ: Jaakko Puhakka, Matti Karp OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija hallitsee laajan kirjallisuusselvityksen laatimisen tai itsenäisen työskentelyn laboratoriossa osana tutkimusryhmää. Kirjallisuusselvityksen tehnyt opiskelija osaa tuottaa katsausartik-kelimaisen kirjoituksen tieteellisen julkaisun periaatteita noudattaen. Opiskelija osaa hakea ja luokitella tietoa sekä laatia tutkimusartikkeleista ja -tuloksista näke-

43

myksensä mukaisen koosteen tutkimusongelmansa ratkaisemiseksi. Laboratorio-työn suorittanut opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa laboratoriokokeita halliten tärkeimmät biotekniikan työmenetelmät sekä tutkimuksessa hyödynnettävien lait-teiden käytön. Hän osaa vertailla tuloksia ja tehdä niistä johtopäätöksiä sekä rapor-toida havaintonsa suullisesti ja kirjallisesti. Kurssin voi suorittaa myös kirjatenttinä opiskelijan valitsemasta biotekniikan alan oppikirjasta. SISÄLTÖ: - Laboratoriotyö: itsenäinen työskentely osana tutkimusryhmää, työme-netelmien hallinta, kokeiden suunnittelu ja toteuttaminen - Kirjallisuusselvitys: tiedonhaku ja materiaalin luokittelu, katsausartikkelin koosta-minen, tiedon tulkinta ja soveltaminen - Laboratoriotyö ja kirjallisuusselvitys: tutkimustulosten tarkastelu ja johtopäätösten teko, tutkimustulosten kirjallinen ja suullinen raportointi SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti, kirjallisuuskatsaus tai työselostus. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

KEB-21300 Mikrobiologian laboratorioharjoitukset Pakollinen 1

KEB-61350 Laboratoriotyöturvallisuus ja -työtavat Pakollinen 1

YHTTAY-21040 Laboroinnin perusteet Pakollinen 1

KEB-23326 Biological Macromolecules Pakollinen 2

KEB-23726 Laboratory Course on Industrial Biotechnology Pakollinen 2

1 . Laboratoriotyötä tekevältä edellytetään kurssien KEB-21300 ja lisäksi KEB-61350 tai YHTTAY-21040 suorituksia. Myös muualla suoritetut vastaavat opinto-jaksot voidaan hyväksyä esitiedoiksi. 2 . Laboratoriotyötä tekevältä edellytetään lisäksi kurssin KEB-23326 tai KEB-23726 suoritusta. Myös muualla suoritettu vastaava opintojakso voidaan hyväksyä esitiedoksi. LISÄTIEDOT: Opiskelijan on oma-aloitteisesti tultava sopimaan ohjaavan opettajan kanssa erikoistyön aiheesta ja suorittamisesta. Erikoistyön sisältö ja laajuus sovi-taan erikseen ohjaajan kanssa. Erikoistyön voi tehdä 2-8 opintopisteen laajuisena. Kullekin opintopistelaajuudelle on oma opintojaksotunnuksensa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-26106 Special project in Bioengineering, 2-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Jaakko Puhakka, Matti Karp LEARNING OUTCOMES: After passing the course the student will have the ability to write an extensive literature survey or to work independently in the laboratory as a part of a research group. A student who has compiled a literature survey can produce a review article following the principles of scientific writing. The student can find and classify information as well as write a compilation of research articles and data according to his/her own view, combining and applying information to solve the research problem. The student who has carried out a laboratory project can plan and execute laboratory experiments, and masters the essential laboratory methods in biotechnology as well the use of research instrumentation. The student can also perform comparative analysis and draw conclusions from research data,

and report the findings both orally and in writing. The project can also be an exam on a biotechnology text book of the student's choosing. CONTENT OF THE COURSE: - Laboratory project: independent laboratory work as a part of a research group, mastering laboratory methods, planning and execut-ing laboratory experiments - Literature survey: searching and classifying information, compiling a review arti-cle, interpreting and applying information - Discussing research results and drawing conclusions - Oral and written reporting of research results REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam, literature review or report Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

KEB-23326 Biological Macromolecules Mandatory 1

KEB-23726 Laboratory Course on Industrial Biotechnology Mandatory 1

1 . Laboratory experience in bioengineering (e.g., either course KEB-23326 or KEB-23726) is compulsory for the student participating in laboratory work. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: To take the course, the student should be able to do lab work independently. ADDITIONAL INFORMATION: The student should come to talk with the instructor about the topic and way of completing the course. The content and extent of the special project is agreed separately with the teacher. The extent of the special project can be 2-8 cr. There is an own course code for each extent. Suitable for postgraduate studies

KEB-28200 Biotekniikan jatko-opinnot, 2-8 op

Postgraduate Studies in Biotechnology, 2-8 cr VASTUUHENKILÖ: Matti Karp OSAAMISTAVOITTEET: Syventää biotekniikan tietoja jatko-opintovaatimusten mukaisesti SISÄLTÖ: - Biotekniikan erityiskysymyksiin syventyminen kirjallisuuden ja/tai tutki-muksen pohjalta SUORITUSVAATIMUKSET: Erikoistyö ja raportti, kirjallisuuskatsaus, tentti tai muu ohjaajan kanssa sovittu suoritus. LISÄTIEDOT: Opiskelijan jatko-opintosuunnitelman mukaisia opintokokonaisuuksia ohjaajan kanssa sopien. Biotekniikan jatko-opinnot opintojakson voi tehdä 3-8 opintopisteen laajuisena. Kullekin opintopistelaajuudelle on oma opintojaksotun-nuksensa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-28206 Postgraduate Studies in Bioengineering, 2-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Jukka Rintala, Jaakko Puhakka, Matti Karp LEARNING OUTCOMES: Advanced studies in environmental biotechnology. CONTENT OF THE COURSE: - Deepen the knowledge on special issues in envi-ronmental biotechnology based on literature and/or research.

44

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Special project and report, literature review or exam. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: The content and extent of the course are agreed with the instructor. The extent of the course can be 3-8 cu. There is an own course code for each extent. Suitable for postgraduate studies

KEB-28300 Ympäristötekniikan jatko-opinnot, 2-8 op

Scientific Major Subject Studies in Environmental Technology, 2-8 cr

VASTUUHENKILÖ: Jukka Rintala, Jaakko Puhakka, Tuula Tuhkanen OSAAMIS-TAVOITTEET: Syventää ympäristötekniikan tietoja jatko-opintovaatimusten mukai-sesti. SISÄLTÖ: - Ympäristötekniikan erityiskysymyksiin syventyminen kirjallisuuden ja tutkimuksen pohjalta. SUORITUSVAATIMUKSET: Erikoistyö ja raportti, kirjallisuuskatsaus, tentti tai muu ohjaajan kanssa sovittu suoritus. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Opiskelijan jatko-opintosuunnitelman mukaisia opintokokonaisuuksia ohjaajan kanssa sopien. Ympäristötekniikan jatko-opinnot opintojakson voi tehdä 3-8 opintopisteen laajuisena. Kullekin opintopistelaajuudelle on oma opintojaksotun-nuksensa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-28306 Postgraduate Studies in Environmental Technolo-gy, 2-8 cr

PERSON RESPONSIBLE: Jukka Rintala, Tuula Tuhkanen LEARNING OUTCOMES: Advanced studies in environmental biotechnology. CONTENT OF THE COURSE: - Deepen the knowledge on special issues in envi-ronmental technology based on literature and/or research. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Special project and report, literature review or exam. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: The content and extent of the course are agreed with the instructor. The extent of the course can be 3-8 cu. There is an own course code for each extent. Suitable for postgraduate studies

KEB-45200 Reaktiiviset virtaukset I, 7 op

Reactive Flows I, 7 cr VASTUUHENKILÖ: Risto Raiko, Antti Oksanen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 1 h/vko +1 h/vko Harjoitustyöt 6 h/vko +6 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssi antaa tietouden yksityiskohtaiseen turbulentin palamisen ymmärtämiseen. Opiskelija osaa käsitellä palamisilmiöitä ja -malleja, joita hallitsevat turbulenssin ja reaktioiden vuorovaikutus kaasuvirtaavassa sisältä-

en reaktiivisia virtauksia hallitsevat yhtälöt, esisekoittuneet ja diffuusioliekit, hallit-sevat skaalat, palamismallit, mallinnustekniikat, jne. Kurssiin sisätyvän harjoitus-työn avulla opiskelija joutuu perehtymään syvemmin valittuun yksittäiseen asiaan. SISÄLTÖ: - Reaktiivisia virtauksia hallitsevat yhtälöt ja suureet - Katsaus laminaariin palamiseen - Johdatus turbulenttiin palamiseen - Turbulentti esisekoittunut ja ei-esisekoittunut (diffuusio) liekki - Alku- ja reunaehdot SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu kirjallinen tentti ja harjoitustyö OPPIMATERIAALI: Theoretical and Numerical Combustion, T. Poinsot & D. Vey-nante (Kirja), Antti Oksanen (Opintomoniste) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-45300 Reaktiiviset virtaukset II, 5 op

Reactive Flows II, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Risto Raiko, Antti Oksanen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 1 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 15 h/vko +15 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssi antaa perusvalmiudet virtauslaskentaohjelman käyttöön reagoivien virtausten numeerisessa laskennassa. Opiskelija osaa käyttää yleisimpiä kaasumaisten polttoaineiden palamismalleja, tuntee hallitsevien yhtälöi-den ratkaisun pääperiaatteet ja pystyy tarkastelemaan kriittisesti laskentatuloksia. SISÄLTÖ: - Mallinnuksen tarvitsemat perustiedot - Mallinnustyökalut (perustuu kaupalliseen ohjelmistoon) - Harjoitustöiden sisällön läpikäyminen SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt (2 kpl) OPPIMATERIAALI: Antti Oksanen (Luentokalvot), Antti Oksanen (Opintomoniste) ESITIEDOT:

KEB-45200 Reaktiiviset virtaukset I Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-45500 Polttotekniikan erityiskysymyksiä, 5-10 op

Special Course in Combustion Technology, 5-10 cr VASTUUHENKILÖ: Risto Raiko, Antti Oksanen OSAAMISTAVOITTEET: Vaihtuva-alainen kurssi, jonka käytyään opiskelija ymmär-tää kulloinkin valittavan polttotekniikkaan liittyvän kirjan aihealueen syvällisemmin. Aiemmin käsiteltyjä aihealueita ovat olleet mm.: Soodakattila (2008); Energy Use in Finland + Energy Visions 2030 for Finland (v. 2007); Energia Suomessa + Energy Visions for Finland (v. 2006); Leijukerrospalaminen (v. 2005); Soodakattilat (v. 2004); Turbulentti palaminen (v. 2003); Ilmaston lämpeneminen (v. 2002). SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti ja harjoitustyö OPPIMATERIAALI: Ilmoitetaaan kurssin alussa (Kirja)

45

LISÄTIEDOT: Kurssin suoritusaikataulusta sovitaan vastuuopettajien ja osallistujien kesken. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-48100 Biopolttoaineiden konversioprosessit, 5 op

Conversion Processes of Biofuels, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Risto Raiko, Antti Oksanen OSAAMISTAVOITTEET: Vaihtuva-aiheinen kurssi, jossa tutustutaan biopolttoai-neiden erilaisiin tulevaisuuden poltto-,kaasutus- ja muihin konversiotekniikoihin. Opiskelija oppii kurssilla luomaan oppimastaan tiedosta uutta jalostettua tietoa. SISÄLTÖ: - Tarkempi sisältö määritellään vuosittain SUORITUSVAATIMUKSET: kirjallinen raportti sovitusta aiheesta ja esitelmä rapor-tin pohjalta OPPIMATERIAALI: Ilmoitetaan kurssin alussa (Kirja) LISÄTIEDOT: Kurssin suoritusaikataulusta sovitaan vastuuopettajien ja osallistujien kesken. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-49100 Voimalaitos- ja polttotekniikan jatko-opintokurssi, 4-12 op

Postgraduate Course of Power Plant and Combus-tion Technology, 4-12 cr

VASTUUHENKILÖ: Risto Raiko, Antti Oksanen OSAAMISTAVOITTEET: Luennoidaan tarpeen mukaan valitun kirjan pohjalta jatko-opiskelijoille. SISÄLTÖ: - Kirja SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti tehty työ. LISÄTIEDOT: Tehtävä valitaan aina tapauskohtaisesti opiskelijan mukaan. Aikatau-lusta ja aiheesta sovittava vastaavan opettajan kanssa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-63020 Fysikaalisen kemian työt, 6 op

Physical Chemistry, Laboratory, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Elina Vuorimaa-Laukkanen, Riikka Lahtinen, Terttu Hukka

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 6 h/per Laboratoriotyö 18 h/per +18 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee fysiko-kemiallisten mittausmenetelmien keskeiset periaatteet, osaa asettaa ongelman, käsitellä mittaustuloksia ja arvioida niiden tarkkuuksia sekä laatia johdonmukaisen ja selkeän raportin tekemästään työstä. Opiskelija löytää suorittamiensa kokeiden ja Fysikaalisen kemian opintojaksoilla esitettyjen teorioiden väliset yhteydet. SISÄLTÖ: - Työohjeiden huolellinen noudattaminen ja edellisillä laboratoriokursseil-la opittujen kemian perus menetelmien itsenäinen soveltaminen. Hyvä laboratorio-käytäntö. - Fysikaalisen kemian opintojaksoilla opittujen kemiallisten ilmiöiden ja laboratori-ossa tehtyjen kokeiden välisen yhteyden ymmärtäminen. Mittaustulosten analysoin-

ti tutkitun ilmiön teorian pohjalta ja johtopäätöksien tekeminen saaduista tuloksista. Virhelähteiden arviointi. - Teknistieteellisen raportin kirjoittaminen: raportin oikeaoppinen rakenne, kuvien ja taulukoiden esittäminen, viittaustavat kirjallisuuteen SUORITUSVAATIMUKSET: Harjoitustöistä laaditut määräajassa hyväksytyt työse-lostukset. OPPIMATERIAALI: Fysikaalisen kemian työt (Opintomoniste) ESITIEDOT:

KEB-62150 Orgaanisen kemian työt 1 Pakollinen 1

KEB-62210 Fysikaalinen kemia 1 Pakollinen 2

KEB-62220 Fysikaalinen kemia 2 Pakollinen 3

1 . KEM-2150 Orgaanisen kemian työt 1 2 . KEM-2210 Fysikaalinen kemia 1 3 . KEM-2220 Fysikaalinen kemia 2 LISÄTIEDOT: Lisätietoja moodle-oppimisalustalta. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-63200 Pintakemia, 3 op

Surface Chemistry, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Terttu Hukka

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson tavoitteena on antaa tiedot nanotieteeseen sisältyvistä rajapinnoista ja rajapintailmiöistä sekä niitä kuvaavista käsitteistä ja teorioista. SISÄLTÖ: - Pintakemian opintojaksolla keskitytään pintojen ja rajapintojen kemial-listen ja fysikaalisten ominaisuuksien ymmärtämiseen ja hyödyntämiseen nanotek-nologiassa ja biotieteissä. Rajapinnoista käsitellään kaasu-neste, neste-neste (flui-dit), kaasu-kiinteä sekä neste-kiinteä (ei-fluidit) ja biologiset rajapinnat. Lisäksi tutustutaan kiinteiden pintojen tutkimukseen. - Opintojaksolla tutustutaan pintakemian peruskäsitteisiin ja -määritelmiin. Kvalita-tiivista tarkastelua syvennetään matemaattisilla malleilla. - Rajapintojen termodynaamisia ominaisuuksia ja adsorption kinetiikkaa käsitellään syvällisemmin kuin fysikaalisen kemian opintojaksolla. Lisäksi tutustutaan erilaisiin pintajännityksen ja adsorption mittausmenetelmiin sekä esim. siihen miten elektro-lyytit ja ei-elektrolyytit sekä epäpuhtaudet vaikuttavat liuosten pintajännitykseen ym. ominaisuuksiin. - Syvennytään Langmuir-Blodgett yksikerroskalvojen valmistus- ja tutkimusmene-telmiin mahdollisuuksien mukaan myös tutkimuslaboratoriossa vierailemalla. Lisäk-si käsitellään lyhyesti erilaisten pintojen analysointimenetelmät. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu kirjallinen tentti kirjan, luento-materiaalin ja harjoitusten sisällöistä ja esitelmä. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Interfacial Science, An Introduction, G.T. Barnes, I.R. Gentle (Kirja) ESITIEDOT:

46

KEB-62100 Orgaaninen kemia 1 Pakollinen

KEB-62210 Fysikaalinen kemia 1 Pakollinen

KEB-62220 Fysikaalinen kemia 2 Pakollinen

LISÄTIEDOT: Luennoidaan joka toinen vuosi. Seuraavan kerran keväällä 2014. Pakollinen ilmoittautuminen opintojaksolle ja tentteihin POP:ssa. Opintojaksolla on käytössä Moodle2-oppimisalusta. Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-64046 Organic Chemistry 2, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Robert Franzen, Nuno Rafael Candeias

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After the course, students will be able to recognize and identify the different functional groups in organic molecules, as well as their reac-tivity. Students will know the most common reactions of the most common func-tional groups and will be able to design syntheses of small organic molecules. This course also aims to support the organic chemistry 2 laboratory courses. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Pass the final exam based on the lectures contents. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Organic chemistry, Clayden,Greeves,Warren and Wothers (Book), (Lecture slides) PREREQUISITES:

KEB-62100 Organic Chemistry 1 Mandatory

KEB-62150 Organic Chemistry Laboratory 1 Mandatory

KEB-63250 Industrial Organic Chemistry Mandatory

KEB-64100 Katalyyttikemia, 3 op

Catalytic Chemistry, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Robert Franzen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson tavoitteena on tarkastella eri tyyppisiä kata-lyyttejä, näiden valmistusmenetelmiä ja käyttöä tutkimuksessa ja teollisuudessa. Jaksolla käsitellään myös miten uusien katalyyttien kehittämisen tavoitteena on sekä parantaa reaktioiden saantoa je selektiivisyyttä että valmistaa katalyyttejä ympäristöystävällisiin prosesseihin. SISÄLTÖ: - Katalyyttien toimintaperiaatteet. Katalyyttien hyödyntäminen teollisuu-dessa. Katalyytit ympäristökemiassa. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu luentoihin perustuva tentti. ESITIEDOT:

KEB-62100 Orgaaninen kemia 1 Pakollinen

KEB-63250 Teollinen orgaaninen kemia Pakollinen

KEB-64046 Organic Chemistry 2 Suositeltava

KEB-64500 Orgaanisen kemian työt 2 Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-64150 Ympäristökemia, 3 op

Environmental Chemistry, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Robert Franzen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojaksolla käsitellään maapallon energiatilaa, energi-an tuotannon kemiaa ja sen vaikutusta ympäristön tilaan, vaihtoehtoisia energian tuotantotekniikoita, ilmakehään, vesistöihin sekä biosfääriin vaikuttavia kemiallisia tekijöitä. Ympäristömyrkkyjen kemia. SISÄLTÖ: - Maapallon energiatila. Ilmakehän kemialliset reaktiot. Ympäristömyrk-kyjen kemia. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu luentoihin ja monisteeseen perustuva tentti. Seminaarityö hyväksytty. ESITIEDOT:

KEB-62100 Orgaaninen kemia 1 Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

KEB-64256 IR Spectroscopy, 2 cr PERSON RESPONSIBLE: Alexandre Efimov

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 8 h/per Excercises 6 h/per Laboratory work

5 h/per

LEARNING OUTCOMES: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää mole-kyylien värähtelymuodot ja kuinka IR-spektri syntyy. Hän osaa preparoida näytteen IR-tutkimusta varten erilaisista materiaaleista ja mitata spektrin IR-spektrometrillä. Opiskelija osaa analysoida tärkeimpien orgaanisten yhdisteryhmien spektrejä ja selvittää niiden avulla yhdisteiden rakenteita eli tulkita spektrejä ja tunnistaa tunte-mattomia yhdisteitä. CONTENT OF THE COURSE: - The theory of IR spectroscopy (vibrational modes, absorption mecanism). IR-spektroskopian teoria (molekyylin värähtelymuodot, säteilyn absorptiomekanismi) - IR-spectrometer operational principles. Techniques and modes of measurements. IR-spektrometrin rakenne ja toimintaperiaate, näytteenkäsittelytekniikat - Characteristic spectra of the organic functional groups. Exercises in the spectra interpretation and structural identification of the organic compounds. Orgaanisten yhdisteryhmien spektrien tunnusomaiset piirteet, spektrien tulkintaharjoitukset ja yhdisteiden tunnistaminen REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen,harjoitusten ja laboratoriotöiden sisällöstä. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Raija Mikkonen (Lecture slides)

47

PREREQUISITES:

KEB-62100 Organic Chemistry 1 Mandatory

KEB-62150 Organic Chemistry Laboratory 1 Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Laboratoriotyöryhmiin ilmoittaudutaan POPissa. Opintojaksolla on käytössä Moodle-oppimisalusta. Käy rekisteröitymässä myös siellä. Siellä on lisäinformaatiota opintojakson suorittamisesta. Suitable for postgraduate studies

KEB-64300 Differentiaalinen pyyhkäisykalorimetria, 2 op

Differential Scanning Calorimetry, 2 cr VASTUUHENKILÖ: Terttu Hukka OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson tavoitteena on antaa alkuvalmiudet, jotka vaaditaan DSC-mittausten ymmärtämiseen diplomityö- tai jatko-opintovaiheessa ja työelämässä. Opintojakso ei anna riittäviä valmiuksia käyttää DSC-laitetta yksin. SISÄLTÖ: - Opintojaksolla perehdytään DSC-laitteen rakenteeseen, toimintaperi-aatteisiin ja turvallisuusasioihin. Laiteharjoituksissa opitaan peruskäyttötaitoja ja syvennetään polymeerikemian töissä opittuja taitoja käyttämällä DSC-laitteistoa itsenäisemmin. SUORITUSVAATIMUKSET: Pakolliset luennot ja DSC-laitteen käyttöharjoitukset (4 h/yksi krt/opiskelija), DSC-käyrien tulkintaharjoitukset ja hyväksytysti suoritettu luentoihin ja laiteharjoituksiin pohjautuva tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Differentiaalinen pyyhkäisykalorimetria (DSC), Terttu Hukka (Luentokalvot) ESITIEDOT:

KEB-63020 Fysikaalisen kemian työt Pakollinen

KEB-63150 Polymeerikemian työt Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Jos ryhmissä on tilaa, opintojaksolle otetaan myös opiskelijoita, jotka ovat aloittaneet fysikaalisen kemian töiden suorituksen. LISÄTIEDOT: Opintojakso on tarkoitettu vain kemiaa pääaineena opiskeleville. Vaaditaan ilmoittautuminen opintojaksolle ja tentteihin POP:ssa. Kukin opiskelija ilmoittautuu vain yhteen laiteharjoitusryhmään. Opintojaksolle valitaan ilmoittautu-misjärjestyksessä ensin ne opiskelijat, joiden esitietovaatimukset täyttyvät ja sen jälkeen muut, jos laiteharjoitusryhmäpaikkoja on jäljellä. Ryhmiä on rajoitetusti. Tämän vuoksi opiskelija on velvollinen perumaan ilmoittautumisensa laiteharjoituk-siin, ellei aio osallistua. Luennoille osallistuminen on osa opintojakson suoritusta ja edellytys laiteharjoituksiin osallistumiselle. Laiteharjoitukset ovat pakolliset, joten opintojaksoa ei voi suorittaa pelkästään tentillä. Opintojaksolla on käytössä Mood-le2-oppimisalusta. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

KEB-64356 Chromatography and Mass Spectrometry, 2 cr PERSON RESPONSIBLE: Alexander Efimov

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 14 h/per Laboratory work 12 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, students will be able to: a) define application area and physical basis of chromatographic methods, calculate retention parameters and perform qualitative and quantitative analysis of chroma-tographic data; b) estimate retention dependencies and select proper separation and detection conditions for analysis and purification of organic compounds; c) perform routine analysis with TLC, GC and HPLC, as well as routine separation with LC. During the labworks students will practice in using ESI-TOF mass-spectrometer. Kurssin suorittamisen jälkeen opiskelija pystyy: a)määrittelemään kromatografian sovellusalueen ja fysikaaliset perusteet, laskemaan retentiopara-metreja ja suorittamaan kromatografisen datan kvantitatiivisia ja kvalitatiivisia ana-lyysejä; b)arvioimaan retentioriippuvuudet ja valitsemaan oikeat erotus- ja tunnis-tamisolosuhteet orgaanisten yhdisteiden analyyseille ja puhdistamisille; c)suorittamaan TLC, GC ja HLPC rutiinianalyysejä, sekä LC erotuksia. Laborato-riotöiden aikana opiskelijat harjoittelevat ESI-TOF massaspektrometrin käyttöä. CONTENT OF THE COURSE: - Application area of modern chromathography. Separation principles. Analytical and preparative methods. Chromatography types and modes (TLC, LC, HPLC, GC). Stationary and mobile phases used for different analytes. Basic retention dependencies in GC, LC, SEC. Nykyaikaisen kromatogra-fian sovellusalue. Erotusperiaatteet. Analyyttiset ja preparatiiviset menetelmät. Kromatografiatyypit (TLC, LC, HLPC, GC). Analyyseihin käytettävät stationäärifaa-sit ja liikkuvat faasit. Perusretentioriippuvuudet (GC, LC, SEC). - Theory of chromatography. Van-Deemter equation. Kromatografian teoria. Van-Deemter:n yhtälö. - Types of modern mass-spectrometers and their operating principles. Ionization methods. Nykyaikaisien massaspektrometrien tyypit ja niiden toimintaperiaatteet. Ionisaatiomenetelmät. - Chromatography instrumentation. Detectors for GC and HPLC. Qualitative and quantitative analysis. Retention parameters. Kromatografian instrumentointi. GC ja HLPC ilmaisimet. Kvalitatiivinen ja kvantitatiivinen analyysi. Retentioparametrit. - Practice in qualitative analysis by TLC, preparative separation by LC, quantitative analysis by GC and HPLC. TLC:n kvalitatiivisen analyysin ja LC:n preparatiivisen erotuksen harjoitus. Kvantitatiivinen analyysi käyttäen GC:tä ja HPLC:tä. - Practice in MS analysis using ESI-TOF mass-spectrometer. MS-analyysin harjoi-tus käyttäen ESI-TOF massaspektrometria. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completed laboratory works and written exam. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

KEB-62210 Physical Chemistry 1 Mandatory

KEB-62220 Physical Chemistry 2 Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Either KEM-2210 Fysi-kaalinen kemia 1 or the previous courses KEM-2200 Fysikaalinen kemia 1 AND KEM-2250 Fysikaalinen kemia 2. ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured in English. Suitable for postgraduate studies

48

KEB-64406 NMR Spectroscopy, 2 cr PERSON RESPONSIBLE: Alexander Efimov

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 14 h/per Laboratory work

8 h/per

Seminar 6 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to: a) define the application area and physical basis of NMR spectroscopy; b) explain the operating principles of modern NMR spectrometer and simple pulse sequenc-es; c) run basic NMR measurements of organic compounds independently, includ-ing sample preparation, instrument setup and tuning; d) interpret 1H, 13C and APT/DEPT, COSY, and HSQC spectra and determine the structure of a simple unknown organic compound. Kurssin suorittamisen jälkeen opiskelija pystyy: a) määrittelemään NMR-spektroskopian sovellusalueen ja fysikaaliset perusteet; b) selittämään nykyaikaisen NMR:n spektrometrin ja yksinkertaisten pulssisarjojen toimintaperiaatteita; c) mittamaan itsenäisesti yksinkertaisia NMR-spektrejä or-gaanisista yhdisteistä; mittaukseen kuuluu näytteenvalmistus, laitteen asetus ja viritys; d) tulkitsemaan 1H, 13C, APT/DEPT, COSY ja HSQC-spektrejä ja määrit-tämään yksinkertaisen tuntemattoman orgaanisen yhdisteen rakenteen. CONTENT OF THE COURSE: - Physical basis of NMR spectroscopy. NMR-spektroskopian fysikaaliset perusteet. - Instrumentation and principles of data acquisition and processing. Instrumentointi ja tiedonkeruun ja -käsittelyn periaatteet. - Experimental setup for 1H and 13C spectra by pulsed methods. 1H and 13C-spektrien pulssimenetelmien kokeelliset asetukset. - Interpretation of the first-order 1H and 13C spectra based on chemical shifts and coupling constants. Determination of the structure of a simple unknown compound. Kemiallisiin siirtymiin ja kytkentävakioihin perustuvan ensimmäisen kertaluvun 1H ja 13C-spektrien tulkinta. Yksinkertaisen tuntemattoman yhdisteen rakenteen mää-ritys. - Interpretation of APT/DEPT 13C spectra and 2D homo- and hetero-correlated spectra (H,H-COSY, H,C-HSQC, NOESY). APT/DEPT 13C-spektrien ja 2D homo- and hetero-korreloitujen spektrien (H,H-COSY, H,C-HSQC, NOESY) tulkinta. - Practical skills in setup and measurement of 1H and 13C NMR-spectra. Laitteen asetusten ja 1H ja 13C NMR-spektrien mittauksen käytännölliset taidot. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completed laboratory works and written exam. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

KEB-62210 Physical Chemistry 1 Mandatory

KEB-62220 Physical Chemistry 2 Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Either KEM-2210 Fysi-kaalinen kemia 1 or the previous courses KEM-2200 Fysikaalinen kemia 1 AND KEM-2250 Fysikaalinen kemia 2

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

KEB-65056 Spectroscopy and Quantum Chemistry, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Nikolai Tkachenko

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Seminar 1 h/week +1 h/week

LEARNING OUTCOMES: knowledge of principles of quantum chemistry, and fun-damentals of light-matter interactions; understanding of the origin of electronic spectra of atoms and vibrational, rotational and electronic spectra of molecules; CONTENT OF THE COURSE: - Fundamentals of quantum mechanics. - Vibrational and rotations spectroscopies. - Electronic spectroscopy of hydrogen atom and many-electron atoms. - Chemical bonding and molecular structures. - Electronic spectroscopy and computational chemistry. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Solving problems during the course and passing the final examination STUDY MATERIAL: Quantum Chemistry and Spectroscopy, Thomas Engel (Book), Spectroscopy, Nikolai Tkachenko (Lecture slides) PREREQUISITES:

KEB-62100 Organic Chemistry 1 Advisable 1

KEB-62210 Physical Chemistry 1 Mandatory 2

KEB-62220 Physical Chemistry 2 Mandatory 3

1 . KEM-2100 Orgaaninen kemia 2 . KEM-2210 Fysikaalinen kemia 1 3 . KEM-2220 Fysikaalinen kemia 2 ADDITIONAL INFORMATION: The course is an introduction to quantum chemistry and spectroscopy. It is intended for graduate and post graduate students, and includes subjects from quantum mechanics basics to vibrational, rotations and electronic spectroscopies and molecular modeling. Suitable for postgraduate stud-ies.

KEB-65106 Photochemistry, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Helge Lemmetyinen LEARNING OUTCOMES: Tavoitteena on valokemian perusteiden ja tutkimuslait-teiden toimintaperiaatteiden hallitseminen. CONTENT OF THE COURSE: - Säteilyn ja materiaalin vuorovaikutus, elektroni-sesti viritettyjen molekyylien ominaisuudet, fotokinetiikka, valokemian spektro-skooppiset menetelmät, valokemian laboratoriotekniikka ja työskentelymenetelmät, valokemiallisten reaktioiden mekanismit. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Hyväksytysti suoritettu luentoihin ja oppikirjaan perustuva tentti. PREREQUISITES:

KEB-62100 Organic Chemistry 1 Mandatory 1

KEB-62210 Physical Chemistry 1 Mandatory 2

49

KEB-62220 Physical Chemistry 2 Mandatory 3

1 . KEM-2100 Orgaaninen kemia 2 . KEM-2210 Fysikaalinen kemia 1 3 . KEM-2220 Fysikaalinen kemia 2 ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

KEB-65126 Photochemistry, Laboratory, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Nikolai Tkachenko, Elina Vuorimaa-Laukkanen LEARNING OUTCOMES: The main goal of the course is to learn practical work in photochemistry laboratory and to become familiar with modern optical spectrosco-py instruments. CONTENT OF THE COURSE: - The course consists of five laboratory exercises in photochemistry. The exercises include measurements of emission and absorption spectra and decays, estimations of the photochemical reaction rates and efficien-cies and evaluation of fluorescence spectroscopy sensor applications. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved laboratory exer-cises and written reports. STUDY MATERIAL: Laboratory work instructions (Other literature) PREREQUISITES:

KEB-63020 Physical Chemistry, Laboratory Mandatory 1

KEB-65106 Photochemistry Advisable 2

1 . KEM-4020 Fysikaalisen kemian työt 2 . KEM-5100 Valokemia ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

KEB-65156 Experimental Optical Spectroscopy, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Nikolai Tkachenko

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Understanding of principles of modern optical spectros-copy including ultrafast time-resolved spectroscopy; knowledge of what and how can be studied by optical spectroscopy; ability to evaluate key features and param-eters of spectroscopy instruments, e.g. for single molecule detection or femtosec-ond time resolution. CONTENT OF THE COURSE: - An introduction to optics and optical measure-ments - Advanced presentation of main techniques used in optical spectroscopy experi-ments, including steady state spectrophotometers and fluorimeters, and numerous time-resolved techniques such as femtosecond pump-probe and up-conversion, picosecond time correlated single photon counting, nanosecond flash photolysis and others. - An overview of methods of analysis of the results of spectroscopy measurements REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: final examination

STUDY MATERIAL: Optical Spectroscopy: Methods and Instrumentation, N. Tkachenko (Book), Experimental Optical Spectroscopy, Nikolai Tkachenko (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: The aim of the course is to get familiar with basic principals used to build instruments for modern spectroscopy studies, and to dis-cover great opportunities and principal limitations of the optical spectroscopy meth-ods. The course will be lectured in 2013-2014. Suitable for postgraduate studies

KEB-65176 Nanochemistry, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Nikolai Tkachenko LEARNING OUTCOMES: Knowledge of distinctive features of nanostructures as compared to single molecules and bulk materials, methods developed for organic molecule self-assembling, fabrication of nanoparticles, nanorods and nanowires, using patterning and templating techniques to achieve further organization of nanostructures, as well as understanding of existing and potential applications of nanochemistry. CONTENT OF THE COURSE: - Organic nanostructures, self-assembling of layers and clusters, layer-by-layer deposition of molecular films - Carbon nanostructure, fullerenes and carbon nanotubes, and their functionaliza-tion - Metal and semicondictor nanoparticles and nanowires, and functionalized nanostructures - Microspheres, microporous and mesopoprous materials, photonic crystals - Block copolymers, self-assembling and micellar structures REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: written essay and presen-tation on seminar on one of the topics of the course, and final examination. STUDY MATERIAL: Nanochemistry. A Chemical Approach to Nanomaterials, G. A. Ozin, A. C. Arsenault (Book), Nanochemistry: A Chemical Approach to Nano-materials, G. A. Ozin, A. C. Arsenault, L. Cademartiri (Book), ADDITIONAL INFORMATION: Nanochemistry is a branch of the actively develop-ing interdisciplinary field of nanoscience. It deals with synthesis and characteriza-tion of materials in the nanometer size range. These materials include inorganic cluster compounds, metallic and semiconductor nanoparticles and nanowires, self-assembled clusters of organic molecules, large organic molecules and many other objects organized at nanometer scale. The growing interest to such objects is gov-erned by new and often unusual mechanical, chemical, electrical and optical prop-erties, which opens large variety of applications in nanoelectronics, photonics, catalysis, chemical- and bio-sensors and many others. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

KEB-65200 Luonnonainekemia, 3 op

Natural Products Chemistry, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Robert Franzen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Seminaari 2 h/vko

50

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suorittanut opiskelija osaa tunnistaa luon-nonaineista terpenoidityypit, steroidit ja alkaloidit . Opiskelija pystyy myös ymmär-tämään yhdisteryhmien kemiallista reaktiivisuutta ja miten luonnonaineita voidaan synteettisesti valmistaa. SISÄLTÖ: - Terpenoidityypit, steroidit ja alkaloidit. Luonnonaineet ja reaktiivisuus. Luonnonaineiden synteettinen valmistus. SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen 70% seminaareihin, seminaariesitys, sekä hyväksytysti suoritettu luentoihin perustuva tentti. OPPIMATERIAALI: Natural Products, J. Mann, R. S. Davidson, J.B. Hobbs, D. V. Banthorpe, J. B. Harborne (Kirja) ESITIEDOT:

KEB-62100 Orgaaninen kemia 1 Pakollinen

KEB-63250 Teollinen orgaaninen kemia Pakollinen

KEB-64046 Organic Chemistry 2 Suositeltava

KEB-64100 Katalyyttikemia Suositeltava

KEB-64406 NMR Spectroscopy Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-65300 Synteesiteknologia, 4 op

Synthesis Technology, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Robert Franzen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko Seminaari 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojaksolla perehdytään synteettisen orgaanisen ke-mian kannalta keskeisiin reaktioihin ja menetelmiin. Opintojakson suoritettuaan opiskelija pystyy suunnittelemaan yksinkertaisia synteesireittejä. SISÄLTÖ: - Orgaanisen syntetiikan perusreaktiot ja nimireaktiot. Orgaanisen kemi-an reaktiomekanismit. Enantioselektiivinen synteesi. Synteesisuunnittelu, retrosyn-teettinen analyysi ja totaalisynteesi. SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen harjoituksiin sekä hyväksytysti suoritet-tu luentoihin perustuva tentti. ESITIEDOT:

KEB-62100 Orgaaninen kemia 1 Pakollinen

KEB-62150 Orgaanisen kemian työt 1 Pakollinen

KEB-63250 Teollinen orgaaninen kemia Pakollinen

KEB-64046 Organic Chemistry 2 Pakollinen

KEB-64100 Katalyyttikemia Pakollinen

KEB-64500 Orgaanisen kemian työt 2 Pakollinen

KEB-65200 Luonnonainekemia Suositeltava

KEB-65506 Asymmetric Chemistry Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-65450 Kemian erikoistyö, 5 op

Project in Chemistry, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Nikolai Tkachenko, Robert Franzen, Helge Lemmetyinen OSAAMISTAVOITTEET: Antaa erikoistavaa opetusta valitulta osa-alueelta. SUORITUSVAATIMUKSET: Sopimuksen mukaan. Suoritetaan joko kirjallisuustent-tinä ja/tai erikoistyönä, joka sisältää kirjallisuusselvityksen ja/tai kokeellista labora-toriotyötä. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

KEB-65506 Asymmetric Chemistry, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Robert Franzen, Nuno Rafael Candeias

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 2 h/week Assignment 10 h/per

LEARNING OUTCOMES: The aim of this course is to develop the students’ skills in the visualization of three-dimensional shape of molecules; draw the stereochemis-try of molecules; identify symmetry elements in molecules; learn the general tools for the preparation of enantiomerically enriched molecules. CONTENT OF THE COURSE: - Besides a strong focus on stereochemistry, the use of chiral pool, chiral auxiliaries and asymmetric catalysis (organometallic, or-ganocatalysis and biocatalysis) of several important transformations in organic synthesis will be explored. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Attend to exercise classes in Period 3, pass the exam based on the lectures contents at the end of the same period and prepare a seminar in Period 4. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Organic Chemistry, Clayden, Greeves, Warren and Wothers (Book), (Lecture slides) PREREQUISITES:

KEB-64046 Organic Chemistry 2 Mandatory

KEB-64100 Catalytic Chemistry Mandatory

KEB-64500 Organic Chemistry, Laboratory 2 Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: The course will be equally divided into lectures and exercises classes in Period 3. It will be mandatory for the student to attain at least to 50% of the exercises classes. A seminar will be assigned in the 4th Period. Suitable for postgraduate studies

51

Kielikeskus

KIE-34106 Academic Writing in English, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Richard Van Camp, Sari Isokääntä

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will have an awareness of sentence and paragraph structure, a sense of the organization of an academic paper from introduction to conclusion, and an understanding of the stylis-tic aspects of written academic discourse, including formality and concision. Addi-tionally, the student will be aware of the most important principles of citation. He or she will be able to produce an academic text in English, applying some of the basic principles and conventions of academic discourse in his or her own writing. CONTENT OF THE COURSE: - The main organizational aspects of written aca-demic discourse: the basic structure of a research paper; developing and present-ing a thesis statement; paragraph organization; coherence. - The major stylistic and structural aspects of academic language: sentence struc-tures, parallelism, logical connectives, word choice, register, punctuation. - The documentation and use of secondary sources: direct quotations, paraphras-ing, referencing, bibliographies, abbreviations, plagiarism. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation

KIE-34606 International Negotiations, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: John Shepherd

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 5 h/week +5 h/week

LEARNING OUTCOMES: Students in the course will develop the skills and lan-guage necessary to function competently in the area of negotiating and intercultural communication. Students will be introduced to some of the salient points from the theory and literature on negotiating and intercultural communication and be able to put them into practice in classroom negotiation role-plays and simulations. Stu-dents will read more widely on the topics introduced in class and be able to write a short paper on an area of negotiating and/or intercultural communication. CONTENT OF THE COURSE: - Intercultural communication: an introduction to some of the important aspects in relation to doing business and negotiating with people from different cultures. - Negotiating: language and skill development. Participation in individual and team negotiation role-plays and simulations. - Development of vocabulary and phrases specific to negotiating. Small talk strate-gies. - Non-verbal communication: posture and body language.Communication differ-ences between cultures. - Introduction to features of specific business cultures: USA, UK, Asia and Japan, Islamic world, etc.

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion of basic cours-es; competence in spoken English. Regular attendance; active participation in the simulations; test; directed writing task (e.g. writing a negotiation simulation or writ-ing a short paper about an aspect of negotiation or intercultural communication). NB the end of course test will be a take-home test: there will be no formal sit-down classroom exam.

KIE-39006 Research Presentation, 1-3 cr PERSON RESPONSIBLE: Richard Van Camp LEARNING OUTCOMES: This flexible course is intended to offer participants a chance to improve and refine their academic presentation skills, with a focus on organisation, slide design, signposting language, and addressing audience ques-tions. Depending on the implementation, this course may also contain instruction on design of a conference abstract or conference poster, including the structure and design of these genre. The implementation of this course is flexible. It may be offered as a stand alone course, or integrated into a seminar, for example. CONTENT OF THE COURSE: - Particiants will be able to design a presentation which has a clear aim, central organising principle, and a satisfactory introduction and conclusion. - Participants will be able to employ language to help guide the audience through the presentation, i.e. signposting. - Participants will be able to design slides which are clear and support the content of the presentation. - If this is included in the implementation, participants will be able to produce a well structured and titled abstract or poster which attracts audience attention. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation in a confer-ence presentation rehearsal and a subsequent feedback session. Usually the course will also require the writing of a conference abstract. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

KIE-39106 Research Writing, 2-4 cr PERSON RESPONSIBLE: Richard Van Camp, Adrian Benfield

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/per Online work 2 h/week +2 h/week

Online work 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: This course supports the development of a manuscript for publication or acceptance for graduation at the master's or doctoral level. It is also suitable for research staff. The development of this manuscript will happen through peer and instructor support in small groups. While developing the above manuscript, participants will complete online self-study modules. This course is more advanced than Kie-3377 and is not intended as an introduction to the basics of academic writing. CONTENT OF THE COURSE: - Participants will be better able to organize sec-tions of a research article or thesis.

52

- Participants will be able to establish their credibility as researchers through cita-tion. They will also use the format necessary for their publications accurately. - Participants will be able to write text which is clear and easy to follow (i.e. reader-friendly. - Participants will be able to write in a formal style of English appropriate to a jour-nal or thesis. - Participants will be able to produce text which is of high enough to publish in terms of grammatical soundness. - Participants will be able to identify strategies and language characteristic of writ-ing in their particular fields. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation in three group meetings to give and get feedback to manuscripts written by participants, together with evidence of completion of a limited number of online modules. STUDY MATERIAL: Course online application, Richard Van Camp (Other online content), Research Writing Online Modules, Richard Van Camp (Other online con-tent) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

53

Matematiikan laitos

MAT-60000 Matriisilaskenta, 5 op

Matrix Algebra, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Lassi Paunonen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin suoritettuaan opiskelija - tuntee matriisilaskennan ja lineaarialgebran peruskäsitteet ja osaa suorittaa niille sallittuja laskutoimituksia ja päättelyitä. -osaa muodostaa tärkeimmät matriisihajotelmat. -osaa käyttää mat-riisihajotelmia oikeissa yhteyksissä. -tuntee Matlab-ohjelmiston käyttämät keskeiset määritelmät ja algoritmien perustan. SISÄLTÖ: - Lineaarialgebran peruskäsitteet: Vektoriavaruus, matriisityypit, mat-riisinormi, determinantti - LU- ja QR-hajotelmat - Lineaarialgebraa n-ulotteisessa avaruudessa. Kanta ja sen muodostami-nen,ortogonalisointi, ortonormaali kanta. Projektiomatriiseista. - Ominaisarvojen teoriaa ja spektriesitys. Jordanin kanoninen muoto. - Singulaariarvohajotelma. Lineaarisen yhtälöryhmän ratkaisu Pseudoinverssi SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut välikokeet tai kirjallinen tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Matriisilaskenta 1, S. Pohjolainen (Opintomoniste) TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Esitiedoiksi suositellaan Insinöörimatematii-kan(A-D) tai Laajan Matematiikan opintokokonaisuuksia. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-60100 Kompleksimuuttujan funktiot, 5 op

Complex Analysis, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Seppo Pohjolainen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija - tunnistaa alkeis-funktiot ja niiden ominaisuudet ja osaa ratkaista alkeisfunktioita sisältäviä yhtälöitä. - osaa päätellä milloin funktio on analyyttinen ja tuntee sen ominaisuudet - osaa laskea kompleksisia integraaleja integraalilauseiden, Cayhyn integraalikaavan ja residyn avulla. - osaa muodostaa funktion Laurentin sarjan ja tietää milloin sarja esittää funktiota. - osaa päätellä Laurentin sarjasta funktion nollat ja navat. - osaa laskea kompleksisia integraaleja residylaskennan avulla - osaa muodostaa Laplace muunnoksen ajasta riippuville funktioille ja soveltaa kompleksimuuttujan funktioiden teoriaa saatujen funktioiden käsittelyssä. - osaa tehdä loogisia johtopäätöksiä, ts. osaa todistaa. SISÄLTÖ: - Kompleksiluvut ja alkeisfunktiot. Kompleksitaso ja sen topologiaa. Kompleksimuuttujan funktio ja sen ominaisuudet.

- Funktion jatkuvuus ja derivoituvuus. Analyyttinen funktio. Cauchy-Riemannin ja Laplacen yhtälöt. - Kompleksinen integraali. Analyysin peruslause, Cauchyn integraalilause ja Cauchyn integraalikaava. - Taylorin ja Laurentin sarjat. Residylaskentaa. - Laplace-muunnos. Sovelluksia tekniikassa usein esiintyviin probleemoihin. SUORITUSVAATIMUKSET: Välikokeet tai tentti. OPPIMATERIAALI: Complex Analysis for Mathematics and Engineering, Mat-hews&Howell (Kirja), Complex Variables and Applications, Brown&Churchill (Kirja), Kompleksimuuttujan funktiot, Seppo Pohjolainen (Opintomoniste) TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Esitietoina suositellaan Laajan Matematiikan (1-4) tai Insinöörimatematiikan (1-4) opintokokonaisuuksia. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-60200 Matemaattinen analyysi, 5 op

Mathematical Analysis, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Timo Hämäläinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 3 h/vko +3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson tarkoituksena on opettaa matemaattista ajattelua ja todistustekniikkaa sekä laajentaa opiskelijan analyysin perustiedot suunnilleen matemaattisesti orientoituneen ammattikirjallisuuden edellyttämälle tasolle. Kurssin suoritettuaan opiskelija - osaa lukea matemaattisia todistuksia - osaa itse tehdä rutiininomaisia todistuksia - ymmärtää erilaisia todistustekniikoita kuten induktio, kontrapositio, epäsuora todistus, epsilon-tekniikka. - ymmärtää miten luonnolliset-, kokonais- , rationaali-, reaali- ja kompleksiluvut voidaan syste-maattisesti konstruoida joukko-opin ja Peano-aksiomien pohjalta. SISÄLTÖ: - Joukko-oppia, funktiot ja relaatiot, erikoisesti ekvivalenssi- ja järjestys-relaatiot. - Luonnollisten lukujen perusominaisuuksien todistaminen Peano-aksioomista lähtien. Induktiotodistukset. - Algebran perusteita. Binäärioperaatiot, rengas, kunta. Järjestetty rengas ja kunta. - Kokonaislukujen konstruointi luonnollisista luvuista. Rationaalilukujen konstruointi kokonaisluvuista. Näiden perusominaisuuksien todistaminen. - Suppenevat- ja Cauchy-jonot. Epsilon todistukset. Reaalilukujen konstruointi rationaalisista Cauchy-jonoista. Reaalilukujen täydellisyys - Supremum ja infimum ja niiden perusominaisuudet. Topologiaa. Avoimet ja sulje-tut joukot, kasautumispisteet. - Funktion raja-arvo, jatkuvuus, tasainen jatkuvuus. Derivaatta. Jonojen ala- ja yläraja-arvot, sarjat. Funktiotermiset jonot ja sarjat. Alkeisfunktioiden täsmällinen määrittely. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut välikokeet tai tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: (Opintomoniste)

54

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Esitiedoiksi suositellaan Insinöörimatema-tiikka 1-4 tai Matematiikka 1-4. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-60206 Mathematical Analysis, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Timo Hämäläinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Excercises 3 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: Opintojakson tarkoituksena on opettaa matemaattista ajattelua ja todistustekniikkaa sekä laajentaa opiskelijan analyysin perustiedot suunnilleen matemaattisesti orientoituneen ammattikirjallisuuden edellyttämälle tasolle. Kurssin suoritettuaan opiskelija - osaa lukea matemaattisia todistuksia - osaa itse tehdä rutiininomaisia todistuksia - ymmärtää erilaisia todistustekniikoita kuten induktio, kontrapositio, epäsuora todistus, epsilon-tekniikka. - ymmärtää miten luonnolliset-, kokonais- , rationaali-, reaali- ja kompleksiluvut voidaan syste-maattisesti konstruoida joukko-opin ja Peano-aksiomien pohjalta. CONTENT OF THE COURSE: - Joukko-oppia, funktiot ja relaatiot, erikoisesti ekvi-valenssi- ja järjestysrelaatiot. - Luonnollisten lukujen perusominaisuuksien todistaminen Peano-aksioomista lähtien. Induktiotodistukset. - Algebran perusteita. Binäärioperaatiot, rengas, kunta. Järjestetty rengas ja kunta. - Kokonaislukujen konstruointi luonnollisista luvuista. Rationaalilukujen konstruointi kokonaisluvuista. Näiden perusominaisuuksien todistaminen. - Suppenevat- ja Cauchy-jonot. Epsilon todistukset. Reaalilukujen konstruointi rationaalisista Cauchy-jonoista. Reaalilukujen täydellisyys - Supremum ja infimum ja niiden perusominaisuudet. Topologiaa. Avoimet ja sulje-tut joukot, kasautumispisteet. - Funktion raja-arvo, jatkuvuus, tasainen jatkuvuus. Derivaatta. Jonojen ala- ja yläraja-arvot, sarjat. Funktiotermiset jonot ja sarjat. Alkeisfunktioiden täsmällinen määrittely. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Hyväksytysti suoritetut välikokeet tai tentti. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Esitiedoiksi suositellaan Insinöörimatematiikka 1-4 tai Matematiikka 1-4. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-60250 Matemaattisen mallinnuksen peruskurssi, 5 op

Basic Course on Mathematical Modelling, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jussi Kangas

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssi soveltuu matematiikan opintoihin suuntautuville ja käytännön elämän laskennallisista tehtävistä kiinnostuneille. Kurssi valottaa mate-

maattisten mallien vaihtelevia muotoja ja käyttötarkoituksia, ja niiden rakentami-sessa tarvittavia matemaattisia menetelmiä. Kurssi on suositeltava myös matema-tiikan opettajiksi suuntautuville. Kurssilla harjoitellaan tuloksen raportointia. SISÄLTÖ: - Matematiikka ja sovellukset. Mallien tyyppejä. Mallien perusteet. - Differentiaaliyhtälöt ja systeemiteoria. Diskreeteistä malleista ja menetelmistä. - Mallit ja data. Tasapaino, stabiilisuuskysymykset. Aproksimaatiot, skaalat. - Mallintamisen numeerisista ja ohjelmistotyövälineistä. Probabilistiset mallit. SUORITUSVAATIMUKSET: 10 luentoviikkoa (nauhoitetut videoluennot), luentoihin liittyvät viikkoharjoitukset (40%), harjoitustyö (40%) ja vertaisarviointi (20%) Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Matemaattinen mallinnus, Pohjolainen, Seppo (toim.) (Kirja) TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Insinöörimatematiikan tai Matematiikan (ent. Laaja matematiikka) opintokokonaisuus.

MAT-60356 Multivariate Methods in Statistics, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Keijo Ruohonen LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student is able to choose, apply and analyze the results of common multivariate statistical methods. Since the course is mainly a self-study course, the student may choose the materi-al to emphasize application areas of specific interest. The student will also be famil-iar with the multivariate modelling tools in a statistical program (MATLAB, JMP, R or some such). Nowadays these methods form a long-standing, well-researched and much used toolbox, and therefore it is simply not possible to include outcomes for them all within a single course. Completing the course the student nevertheless should be able the generalize and extend the skills. CONTENT OF THE COURSE: - Regression, Principal component analysis, Clus-tering, and other multivariate statistical methods REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Course page, Keijo Ruohonen (Other online content) PREREQUISITES:

MAT-02550 Statistics Mandatory 1

MAT-60006 Matrix Algebra Mandatory 2

1 . Or any other basic course on statistics. 2 . Or any other basic course on matrix calculus. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-60406 Stochastic Processes, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Simo Ali-Löytty LEARNING OUTCOMES: Stochastic (i.e. random) processes are probabilistic models of information streams such as speech, audio and video signals, stock market prices, data from medical instruments, the motion of a GPS receiver, and many more. A solid understanding of the mathematical basis of these models is essential for understanding phenomena and processing information in many branches of science and engineering including physics, communications, signal processing, automation, and structural dynamics. In this course, we focus on linear

55

stochastic system theory for estimation and prediction. After studying this course, the student can compute the response of linear discrete-time systems with random inputs; derive the Kalman filter and apply it to estimate random state parameters in simplified versions of practical engineering problems; demonstrate his/her under-standing of the underlying theory by proving theorems, deriving formulas, devising counterexamples, and solving computational problems; write short Matlab pro-grams to analyse, simulate and estimate the state parameters of systems with random inputs CONTENT OF THE COURSE: - Random variables and vectors: pmf, pdf, cdf, independence, expectation, characteristic function, conditional rv, correlation ma-trix, covariance matrix, uncorrelated rv, conditional expectation, marginal rv - Multivariate normal (gaussian) rv: characteristic function, affine transformation, marginal rv, conditional rv; Bayesian estimation of linear model parameters - random sequences: autocorrelation and autocovariance, stationary rs, wise-sense stationary rs, iid sequence, random walk, autoregressive sequence; convergence (almost sure, mean square, stochastic, distribution); conditions for ergodicity in mean and in correlation - univariate Fourier series, convolution, Parseval; power spectral density, non-negativity of psd - linear time-invariant discrete-time state space model: impulse response, eigen-value stability criterion, transfer function, random-input response, steady-state white-noise response covariance and psd; Kalman filter: derivation, optimality REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam, or exam and home-work Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: course home page, RP (Other online content) Stochastic Processes, Robert Piché (Online book) PREREQUISITES:

MAT-60006 Matrix Algebra Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: The prerequisites are basic courses in Matrix Analysis and in Probability Theory. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies. Will not be lec-tured year 2013-2014

MAT-60456 Optimization Methods, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Risto Silvennoinen LEARNING OUTCOMES: Modelling and solving of optimization problems Linear optimization. Nonlinear optimization. Problems with integer variables. CONTENT OF THE COURSE: - Linear optimization. Simplex algorithm. Nonlinear optimization. Mixed Integer Nonlinear Problems. STUDY MATERIAL: Optimization methods, Risto Silvennoinen (Summary of lec-tures) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-60506 Vector Fields, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Keijo Ruohonen

LEARNING OUTCOMES: Introduction to manifolds, differential forms, form fields and potentials and their connection to physical fields and partial differential equa-tions. CONTENT OF THE COURSE: - Manifolds. Differential forms. Generalized Stokes Theorem. Potentials. Vector fields (form fields) and their properties. Derivation, transformation and basic properties of partial differential equations. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: A closed-book exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Vector Calculus, Linear Algebra, and Differential Forms, Hub-bard, J.H. & Hubbard, B.B. (Book), Course page, Keijo Ruohonen (Other online content), Vector Fields, Ruohonen, K. (Summary of lectures) PREREQUISITES:

MAT-02400 Vector Analysis Mandatory 1

MAT-60206 Mathematical Analysis Advisable

1 . Or any other basic course on vector analysis. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

MAT-60556 Mathematical Logic, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Henri Hansen, Antti Valmari

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

CONTENT OF THE COURSE: - Logical foundations of classical mathematical theories. - Equational, propositional and predicate calculus. - Connections to meta-mathematics and computation. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Examination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Mathematical Logic For Computer Science (3rd edition), Ben-ari, M. (Book) PREREQUISITES:

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-60606 Mathematics for Positioning, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Simo Ali-Löytty

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 12 h/per Excercises 12 h/per

LEARNING OUTCOMES: Upon completing the required coursework, the student understands the principles of mathematical tools such as quaternions, optimisation algorithms and Bayesian estimation, well enough to adapt and apply them for novel technology solutions in positioning, navigation, and other application areas. CONTENT OF THE COURSE: - Conversion between three representations of

56

rotation in space: direction cosine matrix, axis and angle of rotation, quaternions; applying a sequence of rotations; tracking coordinates (heading and elevation) - Multivariate normal distribution: mean, covariance, affine mapping, marginal dis-tribution, conditional conditional distribution; - Static positioning: measurement function and its linearization, Bayesian estima-tion for linear model, approximate posterior using linearization or cubature; MAP estimate using Gauss-Newton method. - Filtering: Kalman filter, Extended Kalman Filter (EKF), Cubature Kalman Filter (UKF) REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and weekly exercis-es. The student needs to obtain at least one third of the exercise points before taking the exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Bayesian Estimation of Model Parameters, Robert Piche (Book), Quaternions and Rotation Sequences, Jack B. Kuipers (Book) PREREQUISITES:

MAT-60006 Matrix Algebra Mandatory

MAT-60356 Multivariate Methods in Statistics Advisable

MAT-60406 Stochastic Processes Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-61006 Introduction to Functional Analysis, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Seppo Pohjolainen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Excercises 3 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: After passing the course the student - understands how mathematical analysis has developed recently. - knows the basic concepts of mod-ern analysis and is able to operate with them. - is able to prove the most important theorems. - can apply the knowledge e.g. in solving integral equations. CONTENT OF THE COURSE: - Metric spaces and its properties. Continuous func-tions. Cauchy- sequences and completion of spaces. Fixed point theorem. - General vector spaces and normed spaces. Basics of Banach spaces and opera-tor theory in Banach spaces. - Basics of Hilbert spaces. Operator theory in Hilbert spaces. Minimum norm theo-rem and Riesz reperesentation theorem. - Spectral theory, especially for compact self-adjoint operators. - Applications to integral equations. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Two partial exams during the cource or final exam. Kaksi välikoetta tai tentti. STUDY MATERIAL: Fuctional Analysis in Applied Mathematics and Engineering, Pedersen Michael (Book), Introduction to Functional Analysis, Pohjolainen Seppo (Summary of lectures), Johdatus funktionaalianalyysiin, Pohjolainen Seppo (Sum-mary of lectures)

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Recommended prereq-uisite is BSc level mathematics major (or minor). Esitietoina suositellaan tekniikan kandidaatin matematiikan aineopintoja. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-61256 Geometric Analysis, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Sirkka-Liisa Eriksson

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +3 h/week Excercises 3 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completion of the course the students knows the foundations of topological tools and differential calculus in Rn. The Student learn geometric algebras and their importance. The student is capable of applying them in geometric problems. The student knows the foundations of the analysis in higher dimensions using geometric algebras and the special case quaternions. CONTENT OF THE COURSE: - Topological concepts and main results in R and in Rn. Continuous and differentiable functions. - Inverse function theorom and implicit function theerem. - Introduction to geometric algebras, quaternions and their basic elements scalars, vectors, bivectors and multivectors - Exterior product, contraction and geometric product and their geometric meaning. Calculation of vector derivatives and integrals using geometric algebras REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The final exam or two par-tial exams Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

MAT-60206 Mathematical Analysis Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Moodle is used during the course Suitable for postgraduate studies

MAT-61506 Dynamical Systems and Chaos, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Mikko Kaasalainen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 32 h/week Assignment 16 h/per

LEARNING OUTCOMES: Basic knowledge about nonlinear dynamical systems and typical examples of them; the causes and characteristics of chaotic behaviour in Hamiltonian and dissipative systems; fundamental theoretical and computational methods CONTENT OF THE COURSE: - General properties of nonlinear anc chaotic sys-tems, qualitative description and mathematical principles (3) REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam, problem clas-ses/project work STUDY MATERIAL: Differential equations, dynamical systems and an introduction to chaos, Hirsch, Smale, Devaney (Book), Perspectives of nonlinear dynamics

57

(Cambridge), Jackson (Book), Regular and stochastic dynamics (Springer), Lichtenberg and Lieberman (Book) PREREQUISITES:

MAT-60150 Differential Equations Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-61756 Measure and Integration, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Sirkka-Liisa Eriksson

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +3 h/week Excercises 3 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: After the completion of the course the student knows the main concepts and results of the measure and integration theory. The student is capable of defining the main concepts precisely. The student is capable of applying results in calculations and giving justifications for then. The student is able to verify the most important results. The student can apply the concepts and results in ad-vanced studies and applications in the area of analysis and stochastics. The exact mathematical reasoning is emphasized during the course. CONTENT OF THE COURSE: - Lebesgue measure in the set of real numbers starting from the outer measure - The foundations of the general measure theory: a sigma algebra, a measurable space, a measure space. The theory of integration: Convergence theorems The connections between the Lebesgue integral and the Riemann integral. - The product measure The integhral with respect to the product measure Tonelli's and Fubini's theorems n-dimensional Lebesgue measure - Absolutely continuous measures and singular measures REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed final examination or two partial examinations Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Real analysis, Royden, H.L. (Book), Lebesgue measure and integration, S.-L. Eriksson (Summary of lectures) PREREQUISITES:

MAT-01160 Honours Mathematics 1 Advisable

MAT-01260 Honours Mathematics 2 Advisable

MAT-01360 Honours Mathematics 3 Advisable

MAT-01460 Honours Mathematics 4 Advisable

MAT-60206 Mathematical Analysis Advisable

MAT-61256 Geometric Analysis Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Moodle is used during the course. Suitable for postgraduate studies

MAT-62006 Inverse Problems, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Mikko Kaasalainen LEARNING OUTCOMES: Examples of inverse problems include medical imaging (CT, MRI), underground prospecting for ores using electrical measurements, re-

covering the shape of an asteroid from lightcurve observations, and sharpening a blurred photograph. These problems are sensitive to measurement errors: straight-forward inversion attempts lead to failure. Therefore spezialized solution methods are needed. This course gives an overview of classical and modern solution meth-ods for inverse problems. Both theory and computer implementation are discussed, and the methods are demonstrated with practical inverse problems involving measured data. CONTENT OF THE COURSE: - Singular value decomposition of a matrix and solution by SVD truncation. Classical and generalized Tikhonov regularization. - Total variation regularization with emphasis on implementation issues. - Regularization using truncated iterative solvers. - Introduction to statistical (Bayesian) inversion. Theory and implementation of Monte Carlo Markov Chain methods. - Practical applications: inverse problems of generalized projections REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam + project work/problem classes Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Inverse Problems, Fox, Nicholls, Tan (Lecture slides), Inverse Problems, Samuli Siltanen (Lecture slides), Käänteiset ongelmat, Jari Kaipio (Lec-ture slides), Inverse problems course text, Mikko Kaasalainen (Summary of lec-tures), Inversio-ongelmat, Erkki Somersalo (Online book) PREREQUISITES:

MAT-60000 Matrix Algebra Mandatory

MAT-60006 Matrix Algebra Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

MAT-62256 Advanced Functional Analysis, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Sirkka-Liisa Eriksson LEARNING OUTCOMES: After completion of the course the student is mastering the topological foundations of the functional analysis and is capable of deducing them from the definitions. The student can compute the generalized derivatives and apply them for solving partial differential equations. The student can explain differ-ent type of Sobolev spaces and knows their importance. CONTENT OF THE COURSE: - Topological foundations Banach- ja Hilbert spaces Hahn-Banach theorem The open mapping theorem Baire category theorems Closed operator theorems - Generalized measure theory Rieszin representation theorem - Distribution theory and its applications to partial differential equations - Sobolev spaces REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final exam or two partial exams Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Functional Analysis, G. Bachman, L. Narici (Book), Functional Analysis, Lax (Book), Functional Analysis, Rudin (Book), MAT-53550 Advanced Functional Analysis, Eriksson (Summary of lectures)

58

PREREQUISITES:

MAT-60206 Mathematical Analysis Advisable

MAT-61006 Introduction to Functional Analysis Advisable

MAT-61756 Measure and Integration Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Moodle is used during the course. The course is lectured every second year. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

MAT-62506 Linear Systems, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Timo Hämäläinen LEARNING OUTCOMES: The course covers the basic theory of linear, time invari-ant dynamical systems from the time-domain and frequency-domain point of view. Topics covered include controllability, observability, stabilization, and optimal con-trol. The first half of the course covers finite-dimensional systems and the second half infinite-dimensional systems. This is a new course, so the detailed contents are yet to be decided. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

MAT-60100 Complex Analysis Advisable 1

MAT-60106 Complex Analysis Advisable 1

MAT-60000 Matrix Algebra Mandatory 2

MAT-60006 Matrix Algebra Mandatory 2

MAT-60206 Mathematical Analysis Advisable

MAT-61006 Introduction to Functional Analysis Advisable

1 . MAT-60100 Kompleksimuuttujan funktiot or MAT-60106 Complex Analysis 2 . MAT-60000 Matriisilaskenta or MAT-60006 Matrix Algebra ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

MAT-62756 Graph Theory, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Keijo Ruohonen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student will identify graph and network structures in modeling. The student masters basic concepts, vocabulary, tools and properties of graphs and networks, and is able to use them in simple examples and modeling tasks. The student also masters basic graph-theoretical algorithms and is capable of implementing them in simple examples and applications. Completing the course gives the student skills for modelling and ana-lyzing models using graph-theoretical methods. Nowadays these methods form perhaps the most general modelling tool in discrete mathematics and algorithmics, and therefore it is simply not possible to include outcomes for them all within a

single course. Completing the course the student nevertheless should be able the generalize and extend the skills. CONTENT OF THE COURSE: - Basic concepts and properties of graphs and di-graphs. Matrix representations of graphs and digraphs. Fundamental cut sets and fundamental circuits, their properties and matrix representations. - Trees and directed trees and their basic characterization results. Spanning trees and forests. Quasi-strongly connected and acyclic digraphs. - Basic graph-theoretical algorithms and applying them in simple examples and applications. - Geometric graph theory. Plane embeddings of graphs and planar graphs and their basic concepts, properties and algorithms. Drawing graphs. Elements of matroid theory. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Closed-book written exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Graph Theory and Its Applications, Gross, J.L. & Yellen, J. (Book), Course page (Other online content), Graph Theory, Ruohonen, K. (Sum-mary of lectures) PREREQUISITES:

MAT-60006 Matrix Algebra Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-63256 Mathematical Cryptology, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Keijo Ruohonen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student is familiar with the mostly used cryptosystems in modern cryptography, and their basic properties. The student also masters the required prerequisites in number theory and algebra. In particular, the student identifies the division of algorithms into intractable and tractable, so essential in cryptography. Completing the course the student is able to identify common cryptosystems, and evaluate their advantages and disadvantages, and the underlying mathematical paradigms, and for cryptographic protocols, too, to an extent (this is however mostly left to the relevant courses in information tech-nology). Despite modern cryptology being the result of relatively recent research, it has progressed far and wide, and therefore it is simply not possible to include out-comes for it all within a single course. Completing the course the student neverthe-less should be able the generalize and extend the skills. CONTENT OF THE COURSE: - Elements and basic algorithms of number theory and algebra. Simple examples. - The AES cryptosystem, its goals and algebraic background. - Computational complexity and its relation to cryptographic concerns, in particular to public-key systems. - The RSA cryptosystem, its goals, analyses and number-theoretic background. - Cryptosystems based on group-theoretic concepts: ELGAMAL, DIFFIE-HELLMAN, ECC.

59

- Overview of the NTRU cryptosystem. - Quantum encryption, its background and systems. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Closed-book written exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: An Introduction to Cryptography, Mollin, R.A. (Book), An Intro-duction to Mathematical Cryptography, Hoffstein, J., Pipher, J., Silverman, J.H. (Book), Homepage (Other online content), Mathematical Cryptology, Ruohonen, K. (Summary of lectures) PREREQUISITES:

MAT-60050 Algebra Advisable 1

MAT-60056 Algebra Advisable 1

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Advisable

1 . The courses are interchangable. ADDITIONAL INFORMATION: The course is lectured biennially. Suitable for postgraduate studies

MAT-63506 Scientific Computing, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Timo Hämäläinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 16 h/per +16 h/per Excercises 16 h/per +16 h/per

LEARNING OUTCOMES: This course gives students a working knowledge of us-ing Matlab software for solving computational science and engineering problems. This course requires basic familiarity with Matlab and programming, it is not a basic course. After completing the course the student - knows the Matlab developement environment and what tools are available - knows what kinds of problems can be solved in Matlab - is familiar with advanced features of Matlab - can write reasona-bly complex scripts and functions - can make a grarphical user interface - can make use of the object oriented features of Matlab CONTENT OF THE COURSE: - Data structures (strings, matrices, sparse matri-ces, cells, structures) - Programming, function handles, subfunctions, nested functions. File input and output. - Graphics and visualization - Graphical interface - Differential equations, optimization REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Weekly exercises and a programming project Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

MAT-60000 Matrix Algebra Mandatory 1

MAT-60006 Matrix Algebra Mandatory 1

1 . Matriisilaskenta or Matrix Algebra ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Also recommended: Programming 1 or equivalent

ADDITIONAL INFORMATION: This is not a basic course and is meant for those with a major or minor in mathematics. The number of participants may be restrict-ed. Suitable for postgraduate studies

MAT-64000 Jatkuvat mallit, 4 op Continuum Models, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Seppo Pohjolainen, Jussi Kangas, Thumas Miilumäki OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin käytyään opiskeilja ymmärtää ja osaa soveltaa kurssilla opettettuja uusia menetelmiä datan analyysissa ja mallintamisessa. SISÄLTÖ: - Kurssilla tutustutaan jatkuvien (differentiaali- ja osittaisdifferentiaaliyh-tälöpohjaisten) mallien käsittelytekniikoihin. Tekniikat voidaan jakaa kahteen luok-kaan, 'vaikeiden' mallien yksinkertaistamiseen tarkoitettuihin (erikoistilanteet, li-nearisointi, asymptoottinen analyysi, säännöllistäminen) sekä erilaisia kysymyk-senasetteluja mahdollistaviin (mallipohjainen optimointi ja säätö, mallien sovitus ja käännetyt tehtävät). SUORITUSVAATIMUKSET: Luentojen seuraaminen ja niihin liittyvien viikkotehtä-vien/demojen tekeminen. Harjoitustyö ja sen esittäminen. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

MAT-60250 Matemaattisen mallinnuksen peruskurssi Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Insinöörimatematiikan tai Laajan matematii-kan opintokokonaisuus. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

MAT-64250 Satunnaisuus mallintamisessa, 4 op

Modelling Randomness, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Terhi Kaarakka, Jussi Kangas, Thumas Miilumäki OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin käytyään opiskeilja ymmärtää ja osaa soveltaa kurssilla opettettuja uusia satunnaisilmiöihin erikoistuneita menetelmiä datan ana-lysoinnissa ja mallintamisessa. SISÄLTÖ: - Kurssilla tutustutaan satunnaisilmiöihin mallintamisen yhteydessä. - Satunnaisuuden lähde vaihtelee: itse tutkittava ilmiö voi olla stokastinen, malli voi olla deterministinen mutta mittausdata kohinaista, tai pyrkimys voi olla tilastollisesti kvantifioida mallintamisen epävarmuutta. - Tilanteita valotetaan esimerkein ja itse ohjelmoiden Matlab ympäristössä. SUORITUSVAATIMUKSET: Luentojen seuraaminen ja niihin liittyvien viikkotehtä-vien/demojen tekeminen. Viikkoharjoitukset ovat pieniä mallinnusprojekteja. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

MAT-60250 Matemaattisen mallinnuksen peruskurssi Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Insinöörimatematiikan tai Laajan matematii-kan opintokokonaisuus. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

60

MAT-64500 Datan analyysimenetelmät mallinnuksessa, 4 op

Soft Computing Methods of Mathematical Model-ling, 4 cr

VASTUUHENKILÖ: Esko Turunen, Jussi Kangas, Thumas Miilumäki

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin käytyään opiskeilja ymmärtää ja osaa soveltaa kurssilla opettettuja uusia diskreettejä menetelmiä datan analysoinnissa ja mallin-tamisessa. SISÄLTÖ: - Uusilla diskreeteillä menetelmillä mallinnuksessa tarkoitetaan sovelta-van matematiikan piirissä viime vuosikymmeninä syntyneitä tekniikoita ja lähesty-mistapoja, joilla voidaan luontevasti kuvata sellaisia ilmiöitä, joiden mallintaminen differentiaaliyhtälö-, tilasto- ym. perinteisillä mallinnusmenetelmillä on hankalaa. - Menetelmät kulkevat myös nimikkeen Soft Computing alla, ja niihin luetaan yleen-sä sumea logiikka, neuroverkot, geneettiset algoritmit, tiedonlouhinta ja kaaosteo-ria. SUORITUSVAATIMUKSET: Luentojen seuraaminen ja niihin liittyvien viikkotehtä-vien/demojen tekeminen. Harjoitustyö ja sen esittäminen. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

MAT-60250 Matemaattisen mallinnuksen peruskurssi Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Insinöörimatematiikan tai Laajan matematii-kan opintokokonaisuus. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-64750 Mallinnus ja optimointi, 4 op

Modelling and Optimization, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Jussi Kangas, Thumas Miilumäki, Risto Silvennoinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin käytyään opiskeilja ymmärtää ja osaa soveltaa kurssilla opettettuja uusia optimointimenetelmiä datan analysoinnissa ja mallintami-sessa. SISÄLTÖ: - Kurssilla tutustutaan lineaarisen ja epälineaarisen optimoinnin teorian alkeisiin, variaatiolaskentaan, epälineaariseen monitavoiteoptimointiin ja kokonais-lukuoptimointiin. SUORITUSVAATIMUKSET: Viikkoharjoitukset, harjoitustyö ja vertaisarviointi Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

MAT-60250 Matemaattisen mallinnuksen peruskurssi Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Insinöörimatematiikan ja Laajan matematii-kan opintokokonaisuus. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-65000 Tilastolliset mallit, 4 op

Statistical Models, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Jussi Kangas, Thumas Miilumäki, Robert Piche

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin suoritettuaan opiskelija ymmärtää ja osaa sovel-taa opetettuja tilastomatematiikan menetelmiä matemaattisessa mallinnuksessa. SISÄLTÖ: - Kurssi muodostuu case-tyyppisistä esimerkeistä, joita alan asiantuntijat luennoillaan esittelevät: MCMC, parametrien estimointi, hahmontunnistus, regres-sio ja sekamalli. SUORITUSVAATIMUKSET: Viikkoharjoitukset ja harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

MAT-60250 Matemaattisen mallinnuksen peruskurssi Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Insinöörimatematiikan tai Laajan matematii-kan opintokokonaisuus. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-67250 Matematiikan erikoistyö, 5-10 op

Mathematics Special Assignment, 5-10 cr VASTUUHENKILÖ: Seppo Pohjolainen, Timo Hämäläinen, Mikko Kaasalainen, Tapio Elomaa, Keijo Ruohonen, Antti Valmari, Heikki Orelma, Risto Silvennoinen, Simo Ali-Löytty, Sirkka-Liisa Eriksson OSAAMISTAVOITTEET: Erikoistyön tarkoitus on harjaannuttaa opiskelijaa selvit-tämään matemaattista tekstiä ja kehittämään kirjallista esitystaitoaan teoreettisen tai sovelletun matematiisen aiheen puitteissa. Erilaisia suoritustapoja ovat esimer-kiksi teoreettinen essee, algoritmin testaus tai lyhyt tutkimus raportteineen. Opiske-lija voi tehdä aihe-ehdotuksen. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-67256 Special Assignment in Mathematics, 5-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Seppo Pohjolainen, Mikko Kaasalainen, Tapio Elomaa, Keijo Ruohonen, Antti Valmari, Sirkka-Liisa Eriksson, Simo Ali-Löytty LEARNING OUTCOMES: The objective of the course is to develop the student's ability to understand mathematical texts and skills in producing written and graph-ical mathematical material. The project may take the form of writing an essay, im-plementing an algorithm, carrying out a small research project, etc. The topic may be proposed by the student.

MAT-67500 Matematiikan projektityö, 2-10 op

Project Work in Mathematics, 2-10 cr VASTUUHENKILÖ: Seppo Pohjolainen, Mikko Kaasalainen, Tapio Elomaa, Keijo Ruohonen, Antti Valmari, Heikki Orelma, Simo Ali-Löytty, Risto Silvennoinen, Sirk-ka-Liisa Eriksson LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

61

MAT-67506 Mathematics Project Work, 2-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Seppo Pohjolainen, Mikko Kaasalainen, Keijo Ruoho-nen, Stephane Foldes, Simo Ali-Löytty, Sirkka-Liisa Eriksson, Risto Silvennoinen LEARNING OUTCOMES: The student gains experience in planning, carrying out and reporting a project that makes use of his/her previously learned mathematical knowledge and skills. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-67756 Post-Graduate Seminar in Mathematics, 2-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Keijo Ruohonen, Sirkka-Liisa Eriksson

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Post graduate seminar in Mathematics has yearly changing topics. It is 2-10 cr depending on how many talks the participant is giving. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Active participation to the seminar and at least one prepared talk MAT-68006 Topics in Mathematics, 2-10 cr

PERSON RESPONSIBLE: Seppo Pohjolainen, Mikko Kaasalai-nen, Tapio Elomaa, Keijo Ruohonen, Antti Valmari, Sirkka-Liisa Eriksson,

Simo Ali-Löytty ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-71506 Program Verification, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Antero Kangas

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +3 h/week Excercises 2 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: Ability to verify parts of programs, algorithms and data structures using logic and set theory. Formal methods' fundamental and practical limitations. CONTENT OF THE COURSE: - Weakest preconditions - Verification techniques for loops - Verification of algorithms - Analysis and comparison of data structures using set theory REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exercises, exam (or just exercises). Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-72006 Advanced Algorithms and Data Structures, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Tapio Elomaa

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completion of the course the student is familiar with advanced algorithms and data structures. S/he understands how they work, what

are their efficiency differences, and the purpose that these techniques serve on applications. CONTENT OF THE COURSE: - Algorithm Analysis - Sorting and Order Statistics - Data Structures - Advanced Design and Analysis Techniques - Advanced Data Structures REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Lectures, weekly exercis-es, examination Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Introduction to Algorithms, Cormen, Leiserson, Rivest, Stein (Book) PREREQUISITES:

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Mandatory

TIE-20106 Data Structures and Algorithms Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-72306 Randomized Algorithms, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Tapio Elomaa LEARNING OUTCOMES: After completion of the course the student will compre-hend the probabilistic background of randomized algorithms and will grasp the general usefulness of randomization in algorithm design. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

MAT-02500 Probability Calculus Mandatory

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Mandatory

TIE-02200 Basic course on programming Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

MAT-72606 Approximation Algorithms, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Tapio Elomaa LEARNING OUTCOMES: After completion of the course the student will appreciate the approach of approximating the solution of computationally difficult problems. Examples of combinatorial algorithms and linear programming based algorithms are familiar for the student. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Mandatory

TIE-02100 Introduction to programming Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

62

MAT-73006 Theoretical Computer Science, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Henri Hansen, Antti Valmari

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The student knows the classical fundamental results in theoretical computer science. CONTENT OF THE COURSE: - Regular expressions. Deterministic and nonde-terministic finite automata. - Backus-Naur format. Context-free grammars. Push-down automata. - Turing machines and their relation to computers and programming languages. - Undecidability. Rice's theorem. - NP-completeness. A glimpse to other complexity classes. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Examination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Introduction to the Theory of Computation, Michael Sipser (Book) PREREQUISITES:

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Mandatory

MAT-71000 Introduction to Information and Computation Advisable

TIE-02200 Basic course on programming Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-74006 Concurrency Theory, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Antti Valmari

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The student can read scientific literature on process algebras. (S)he knows one theory of reactive concurrent systems that supports full abstraction a.k.a. externally observable behaviour and has an idea of how other theories differ. CONTENT OF THE COURSE: - Modelling systems as co-operating state machines (labelled transition systems) with variables. - Bisimulation and bisimilarity. - Unfolding. - Trace semantics and CFFD-semantics: equivalence and preorder. - Verification algorithms and techniques. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: If the number of students is small, the course is passed by solving many enough weekly exercise problems. Otherwise there will be an examination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Composition and Abstraction, Antti Valmari (Other literature) External Behaviour of Systems of State Machines with Variables, Antti Valmari (Other literature), Scientific papers in the field (Other literature)

PREREQUISITES:

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Mandatory

MAT-71000 Introduction to Information and Computation Advisable

TIE-02100 Introduction to programming Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: The course is given every second year. The homepage of the course is http://www.cs.tut.fi/~ava/conctheory.html Suitable for postgraduate studies

MAT-74506 Model Checking and Petri Nets, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Antti Valmari LEARNING OUTCOMES: The student can read scientific literature on model checking and on Petri nets. (S)he can model concurrent systems and knows the basic correctness properties and verification methods. CONTENT OF THE COURSE: - Petri nets. Reachability graph. Coloured Petri nets and their unfolding. - Boundedness. Invariants. Coverability set. - State-based concurrent systems and their state spaces. Deadlock, livelock and reachability. - Linear temporal logic. Model checking with Büchi automata. Computation tree logic and its main verification algorithm. - Binary decision diagrams. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: If the number of students is small, the course is passed by solving many enough weekly exercise problems. Otherwise there will be an examination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Antti Valmari (Lecture slides) Scientific papers in the field (Other literature) PREREQUISITES:

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Mandatory

MAT-71000 Introduction to Information and Computation Advisable

TIE-02200 Basic course on programming Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: The course is given every second year. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

MAT-75006 Artificial Intelligence, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Tapio Elomaa

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student will have be familiar with different areas of artificial intelligence. In particular, the student is able to apply to problems arising in application fields the basic methods of solving prob-lems by searching, informed search and exploration, inference in first-order logic, probabilistic reasoning, learning from observations, and statistical learning meth-ods. The student will be able to identify the computational complexity of the used

63

technique. The student will obtain a deeper knowledge on the topic of the chosen study and presentation. Also hands-on experience on some specific artificial intelli-gence technique will be gathered in a programming home work. CONTENT OF THE COURSE: - Logic, knowledge, and reasoning - Problem solving and search - Uncertain knowledge and reasoning - Machine learning REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Artificial Intelligence: A Modern Approach, Stuart Russell & Peter Norvig (Book) PREREQUISITES:

MAT-02500 Probability Calculus Advisable

MAT-02650 Mathematics for Algorithms Advisable

TIE-02100 Introduction to programming Mandatory

TIE-02200 Basic course on programming Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MAT-82006 Structured Documents, 7 cr PERSON RESPONSIBLE: Ossi Nykänen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week +4 h/week Excercises 4 h/week +4 h/week Online work 1 h/week +1 h/week

LEARNING OUTCOMES: Structured documents establish a broad family of meth-ods and techniques for modelling and automatically processing rich information, in line with the intuitive document-driven applications. (The approach, however, also generalizes into data-driven applications.) In this course, we familiarize ourselves with the basic concepts, techniques, and applications related to structured docu-ments. The technological foundation for the course is established by the Extensible Markup Language (XML) family of standards. The course focus lies on the core, accessory, and transducer technologies (and not e.g. the high-level technical doc-umentation application as such). The main objectives of the course are to under-stand the relationship between document-oriented modeling and the related effi-cient processing techniques, and to get hands-on experience on implementing simple applications. CONTENT OF THE COURSE: - Conceptual basis of structured documents: Markup and the parse tree of a (structured) document; Self-describing documents; Applications and processing basics. - Basic modeling technologies: XML processor and application; Logical and physi-cal document structure; XML Namespaces; XML schema languages (XML DTD, XML Schema, ISO Schematron). - Declarative data transformation and processing architecture: XPath and XML Transformations (XSLT); XML Query Language; Pipeline processing of XML.

- Procedural application programming: Basic XML application programming inter-faces (SAX, DOM); Events and reactive applications. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Assignments and final exam. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Modern structured in-formation processing is largely based on the idea of modeling information and information management processes so that computers can be efficiently utilized. Thus, hands-on experience on using (at least some) data structures and program-ming is very helpful. ADDITIONAL INFORMATION: Implementation announcements and news are available at the teaching home page of the TUT Department of Mathematics, Intel-ligent Information Systems Laboratory. Suitable for postgraduate studies

MAT-82106 Semantic Modelling, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Ossi Nykänen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Assignment 4 h/week Online work 1 h/week

LEARNING OUTCOMES: Semantic modelling is about capturing discrete or con-ceptual domain information using generic modelling primitives. This enables ana-lysing, integrating, and searching knowledge, and deducing implicit information within specific domain(s) of interest. In this course, we familiarize ourselves with the basic concepts, techniques, and applications related to semantic modelling. The methodological foundation for the course is established by logic programming and description logic(s). We apply these methods in the context of Semantic Web technologies; in (ontology) modelling and query applications. The main objectives of the course are to understand the role of logical descriptions in knowledge-intensive applications, and to get hands-on experience on implementing simple applications. CONTENT OF THE COURSE: - Methodological foundation: Basic (discrete math-ematics) semantic modelling strategies; Predicate calculus as reasoning and rep-resentation system; Management and complexity issues; Description Logic(s). - Technological foundation: (W3C Semantic Web) Resource Description Frame-work (RDF, RDF Schema); Simple Knowledge Organization System (SKOS) SPARQL query language; Web Ontology Language (OWL). - Application development: Linked Data; Domain ontology/rule modelling; Semantic Web Programming. ADDITIONAL INFORMATION: Lectured every second calendar year (during aca-demic years starting with an odd number). Implementation announcements and news are available at the teaching home page of the TUT Department of Mathe-matics, Intelligent Information Systems Laboratory. Suitable for postgraduate stud-ies

64

MAT-82200 Kvalitatiiviset tutkimusmenetelmät, 5 op

Qualitative Research Methods, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Anne-Maritta Tervakari

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 1 h/vko +1 h/vko Harjoitukset 1 h/vko +1 h/vko Harjoitustyöt 30 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee tieteellisen tutkimuksen ja erityisesti laadullisen tutkimuksen tunnuspiirteet, laadullisen tutki-musprosessin vaiheet sekä ymmärtää tutkimuksenteon eettiset periaatteet. Opiske-lija osaa muodostaa tutkimusongelman ja ymmärtää teorian merkityksen laadulli-sessa tutkimuksessa. Opiskelija osaa valita tutkimusongelman ratkaisuun soveltu-van tutkimusstrategian ja -metodin sekä aineistonkeruutavan ja tuntee laadullisen aineiston analysoinnin perusperiaatteet. Opiskelija osaa laatia laadullisen tutkimuk-sen raportin ja ymmärtää laadullisen tutkimuksen arvioinnin perusperiaatteet. SISÄLTÖ: - Tieteellisen tutkimuksen tunnuspiirteet (arkitieto ja tutkimustieto), tut-kimustoiminnan eettiset kysymykset sekä tutkimusprosessin vaiheet. Ihminen tut-kimuskohteena. - Laadullisen tutkimuksen tunnuspiirteitä. Laadullisen ja tilastollisen tutkimuksen yhdistäminen. - Tutkimusongelma ja teoria laadullisessa tutkimuksessa. - Tutkimussuuntauksen, tutkimusstrategian ja tutkimusmetodin valinta. Katsaus yleisempiin laadullisen tutkimuksen menetelmiin. - Tutkimusaineiston kerääminen ja aineiston analysoinnin perusperiaatteet laadulli-sessa tutkimuksessa - Laadullisen tutkimuksen raportointi. Laadullisen tutkimuksen arviointi. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti laadittu kirjallinen työ sekä hyväksytysti suoritettu tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MAT-82306 Scientific Visualization, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Ossi Nykänen LEARNING OUTCOMES: Scientific visualization is about rigorously and semi-automatically processing and projecting data in terms of (usually visual) represen-tations with analysis or application utility. In this course, we familiarize ourselves with the basic concepts, techniques, and applications related to scientific visualiza-tion. The methodological foundation of the course is established by the analysis of various representation data structures and visualization techniques/metaphors, mainly relying onto tools of scientific computation and (webized) viewer applica-tions. The main objectives of the course are to get an overview of the methods of the domain, and to get hands-on experience on implementing simple applications. CONTENT OF THE COURSE: - Methodological foundation: Visualization use cas-es and success criteria; Pipeline architecture; Data quality and understandability. - Basic techniques: Data structures and representation systems (2D, 3D, 3+D, images, volume, information); Colors, time and interaction; Visualization metaphors and common applications.

- Applications: Dataset, pipeline, and view management; Basic tools (matlab, script-ing, processors, common tools and viewers); Assignments on various topics. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Hands-on program-ming/scripting skills are recommended. Basic understanding on the rudimentary (numerical) scientific computation methods is helpful, but strictly speaking not needed in every application. ADDITIONAL INFORMATION: Lectured every second calendar year (during aca-demic years starting with an even number). Implementation announcements and news are available at the teaching home page of the TUT Department of Mathe-matics, Intelligent Information Systems Laboratory. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

MAT-84106 Post-Graduate Seminar in Hypermedia, 2-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Seppo Pohjolainen, Ossi Nykänen LEARNING OUTCOMES: The objectives of the seminar include getting familiar with qualitative and quantitative research methods, and applying them in various case studies. The seminar topic(s) (may) vary between implementations. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Requirements are agreed based on the implementation topic. ADDITIONAL INFORMATION: Implementation announcements and news are available at the teaching home page of the TUT Department of Mathematics, Intel-ligent Information Systems Laboratory. Suitable for postgraduate studies

65

Materiaaliopin laitos

MOL-33286 Transmission Electron Microscopy, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Minnamari Vippola

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 5 h/per +10 h/per

LEARNING OUTCOMES: To understand the basics of transmission electron mi-croscopy. To give an idea on usability and suitability of methods in the materials research. To introduce the practical applications in which TEM and the analysis methods can been used. CONTENT OF THE COURSE: - Transmission electron microscopy: instrument, operation, contrast formation and electron diffraction - TEM specimen preparation techniques - Analytical methods: elemental analysis (EDS), electron energy loss spectroscopy (EELS), energy filtered imaging - Practical applications of TEM - Novel methods and applications in TEM REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Examination on lectures and literature. Passed exercises. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Transmission Electron Microscopy, A Textbook for Materials Science, D.B. Williams & C.B. Carter (Book) PREREQUISITES:

MOL-11230 Research Methods in Materials Science Mandatory

MOL-32226 Electron Microscopy Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-33296 Plastic Deformation and Fatigue of Metals, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Mikko Hokka

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 1 h/week Assignment 10 h/per +10 h/per Laboratory work 2 h/per

LEARNING OUTCOMES: To deepen the understanding of plastic deformation mechanisms, dislocations and their interactions, and the role of plastic deformation in fatigue. To understand how macroscopic properties and behavior are related to the defect structures. To learn the use of modern materials testing techniques, in particular in high strain rate testing. CONTENT OF THE COURSE: - Elastic and plastic deformation. Dislocations in plastic deformation. - Thermal and athermal processes limiting plastic deformation. - Influence of deformation rate on mechanical properties of materials. - Modern materials testing methods. - Cyclic strain hardening and fatigue.

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed examination, exer-cises and assignments. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Fatigue of Materials, Suresh S. (Book), Plastic Deformation and Strain Hardening, Kettunen, P.O., Kuokkala V.-T. (Book) PREREQUISITES:

MOL-11250 Mechanical Behaviour of Materials Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-53236 Corrosion and its Prevention, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Petri Vuoristo

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 1 h/week +1 h/week

LEARNING OUTCOMES: Knowledge of corrosion theories and corrosion types of materials. Understanding of practical corrosion enviroments, corrosion failures and techniques to prevent corrosion. Knowledge of materials behaviour and properties in corrosive applications. CONTENT OF THE COURSE: - Electrochemical corrosion theories in aqueous electrolytes - Corrosion mechanisms and types. - Corrosion resistance of various construction materials. - Practical corrosion failures and methods to prevent corrosion - Corrosion at high temperatures. Other mechanisms of materials degradation. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam from given material. Compulsory exercises. STUDY MATERIAL: Ei valittu, N.N. (Book), Vuoristo Petri (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-53246 Coatings and Surface Treatments, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Petri Vuoristo

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Excercises 1 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: Knowledge of coatings and surface treatments of mate-rials. Understanding of processing, material, property and performance relatioships. Selection of coatings or surface treatments to applications with various require-ments. CONTENT OF THE COURSE: - Coatings and surface treatments, and their indus-trial applications - Coating processes; thermal and thermochemical treatments, electrochemical deposition and electroless plating, thermal spray technology, laser surface treat-ments, weld surfacing, special processes - Process/structure/property relationships, coating structures, corrosion properties, wear properties, thermal properties etc. - Coating evaluation and testing.

66

- Examples of coating applications in various industrial sectors. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam from the given mate-rial. Practical work. STUDY MATERIAL: (Lecture slides), (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-53256 Thin Film Technologies, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Petri Vuoristo

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week Excercises 1 h/week

LEARNING OUTCOMES: Knowledge of modern thin film technologies, thin film materials, their properties and practical applications. CONTENT OF THE COURSE: - Structure, properties and applications of modern thin films - Manufacturing technologies, vapour phase processes; CVD, PVD, ion beam pro-cesses, hybride processes, basics of thin film methods, vacuum technology. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam from given material. Practical work. STUDY MATERIAL: Ei valittu, N.N. (Book), Vuoristo Petri (Lecture slides), (Sum-mary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-62236 High Technology Fibres, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Pertti Nousiainen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Seminar 4 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student is able to explain the formation of fibres from polymers and their blends. Student is able to explain the functional differences of conventional and high technology fibres, and apply and represent their end-uses. Student is able to explain the high technolgy manufacturing processes of function-al, heat resistant, super fine, and nano-scale fibres, and evaluate their end-use possibilities. Student is able to identify the behaviour of liquid crystal polymers, and explain and compare the properties of conductive, fire retardant, phase change, shape memory, and chromatic polymers, and super-fine fibres. Student is able to evaluate and compare the manufacturing processes, properties, and end-uses of carbon and glass fibres made from different raw materials. CONTENT OF THE COURSE: - Progress of high technology fibres and their func-tional differences compared to conventional fibres. Fibre structure theory based on chemical bonds and physical structure and its effect on fibre properties. Polymer blends and their use as functional fibres. Use of additives as fibre stabilization. Anisotropic and liquid crystal polymers, and their use as fibre material. - Electrically conductive, fire resistant, biodegradable, phase change, chromatic, and shape memory materials. - Manufacturing and end-uses of ultra-fine fibres. Structure, properties and applica-tions of carbon fibres made by different manufacturing processes.

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved exercise and exam on the course content. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Advanced Fiber Spinning Technology, Nakajima, T., et al.(Ed.) (Book), High Technology Fibers, Part A, Lewin, M. and Preston, J. (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-62246 Fibre and Colour Chemistry, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Pertti Nousiainen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Laboratory work

2 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student is able to explain the chemical structure and reactivity of fibres, and the properties and behaviour of fibres based on the chemi-cal structure. Student is able to explain the mechanism of diffusion, adsorption and swelling. Student is able to explain the bonding of fibres and colourants. CONTENT OF THE COURSE: - Micro- and nanostructrue of fibres. Cellulose and cellulose derivative fibres. Different polyester, polyamide, acrylic, and polypropyl-ene fibres. Biobased fibres, as PLA, PHB and PTT. Properties of fibres. - Thermodynamics and surface chemistry of fibres. Diffusion, adsorption, and swell-ing in water. The effect of fibre structure on reactivity. Thermodynamics of molecu-lar sorption. - Colourants insoluble in water. Adsorption properties of fibres. Bonding of non-ionic and ionic colourants. Diffusion phenomena in interaction. Bonding of reactive dyes on cellulose. The use of solvents and swelling agents. - Cross-bindings in processing of cellulose. Use of N-methylol compounds. Func-tional finishes. Antimicrobial finishing agents. Application of plasma technology. Use of enzymes in textile finishing. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved exercises and exam on the course content. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Handbook of Fiber Chemistry, Lewin, M., (ed.) (Book), Fiber and colour chemistry, Nousiainen, P. (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-62250 Tekniset tekstiilit, 5 op

Technical Textiles, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Tomi Hakala, Pertti Nousiainen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 8 h/per +10 h/per Seminaari 2 h/per +2 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin käytyään opiskelija tuntee tekniset ja erikoisteks-tiilit sekä niiden materiaalit että 2D ja 3D rakenteet. Lisäksi hän tietää tärkeimmät

67

valmistusmenetelmät ja käyttökohteet. Opintojakson aikana opiskelijat oppivat tunnistamaan erilaisia tekstiilirakenteita. SISÄLTÖ: - Tekniset ja erikoistekstiilit, materiaalit, rakenteet (2D ja 3D), valmistus-tekniikat, käyttökohteet SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja tentti opintojak-son materiaalista. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

MOL-62266 Managing Global Supply Chains, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Heikki Mattila

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 8 h/per +10 h/per Excercises 30 h/per Assignment 30 h/per Seminar 4 h/per

LEARNING OUTCOMES: Once the course has been successfully completed, the student will be able to: Define various drivers for globalization. Classify various sourcing strategies and purchasing methods. Recognize critical success factors in consumer goods supply chain. Apply various success measures for analyzing global value chains. Specify how global value chains can improve their financial performance. Name the main public sector organizations and their roles in global value chains. CONTENT OF THE COURSE: - Sourcing and purchasing strategies. Critical suc-cess factors and success measures. Purchase planning by using sourcing matrix. The importance of lead time. Supply chain modeling. Category management. Pur-chasing and sourcing methods in outsourcing. Purchase contracts. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved research paper, case exercise and approved exam. Each student is expected to write a research paper and give an oral presentation at the course seminar. The paper will be per-sonally commented on by the lecturer. A practical sourcing case exercise will be carried out individually by each student. Cases are e-mailed to the lecturer, who will comment on them and approve them. Evaluation for the grade will be based 60% on exam, 30% on research paper and 10% on case exercise. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Going Global, Kunz, G. Garner, M. (Book), Purchasing and Supply Chain Management, Wheele, A. (Book), Mattila, H. (Lecture slides), esearch papers by students (Other online content), ashion logistics, Mattila H (Summary of lectures), Sourcing and purchase management, Mattila H (Summary of lectures), Inserting local industries into global value chains and global production networks, UNIDO (Online book) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-62276 Product Development and Innovations, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Heikki Mattila

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 12 h/per +6 h/per Excercises 19 h/per Assignment 30 h/per Seminar 4 h/per

LEARNING OUTCOMES: Once the course has been successfully completed, the student will be able to: Apply design management techniques in managing and controlling of product development. Analyze product development projects in terms of profitaility and cash flow by using various planning methods. Connect strategic planning to management of product development. Organize systematic screening of new innovations. Select suitable strategies for protecting new innovations CONTENT OF THE COURSE: - Managing the process 'from idea to product'. Inno-vation techniques. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: A written exam must be passed by each student. In addition to this there will be a case assignment pre-pared by student teams. Each team selects an existing company, and becomes the product development team for the company. By analysing the current product range the team proposes a road-map for the company and makes a proposal for launching a large-scale product development project. The proposals are evaluated by the rest of the class in a workshop. Evaluation for the grade will be based 60% on exam, 40% on case assignment and workshop presentation. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Managing innovation, design and creativity, Stamm, v. B. (Book), Mattila, H. (Lecture slides), esearch papers by students (Other online con-tent) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-62286 Clothing Manufacture and Physiology, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Minna Varheenmaa, Heikki Mattila

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 16 h/per Assignment 30 h/per Online work 25 h/per

LEARNING OUTCOMES: Once the course has been successfully completed, the student will be able to: Define different kinds of machinery and methods for gar-ment production. Apply factory planning techniques for designing garment facto-ries. Recognize the connection between textile materials, human thermo-physiology and thermal balance. Understand test methods for thermoregulation, fabric and hand clothing comfort properties. CONTENT OF THE COURSE: - Garment production technologies and methods. Thermal physiology of garments. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved exercises and exam. A practical case assignment regarding planning of a garment factory is car-ried out by a team of 2 students.A second exercise on clothing physiology will be carried out during the course. Evaluation for the grade will be based 70% on exam and 30% on case assignments.

68

Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Technology of clothing manufacture, Carr & Latham (Book), Mattila, H. (Lecture slides), Distance learning lectures, Meinander, H. (Other online content), Course hand book, Mattila, H. (Summary of lectures) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

MOL-62296 Intelligent Textiles and Smart Garments, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Minna Varheenmaa, Heikki Mattila

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/per Assignment 30 h/per Seminar 4 h/per Online work 30 h/per

LEARNING OUTCOMES: Once the course has been successfully completed, the student will be able to: Define what smart textiles are. Classify the functional prop-erties of various kinds of intelligent textiles. Recognize the construction and interac-tive properties of intelligent textile materials. Develop smart garment applications by using intelligent textile materials. CONTENT OF THE COURSE: - Phase change materials, shape memory materi-als, photochromic materials, conductive materials and state change materials with special focus on textiles. . REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Approved research paper and exam. A research paper will be written by teams of two students, and an oral presentation is given at the work shop. The paper will be personally commented on by the lecturer. Evaluation for the grade will be based 65% on exam and 35% on research paper and paper presentation. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Intelligent Textiles and Clothing, Mattila, H. (Book), Video lectures, Mattila, H. Mäkinen, M. (Other online content), (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION: Learning material is available in Moodle at: https://moodle.tut.fi/course/view.php?id=3274. Suitable for postgraduate studies

MOL-73016 Doctoral Course in Coating and Lamination Tech-nology, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Jurkka Kuusipalo LEARNING OUTCOMES: After this course student is able to name various tech-nologies that combine materials with paper and board. She/he also knows the basic properties of the materials in packaging application. CONTENT OF THE COURSE: - Student knows the raw materials used for the main coating and laminating methods. She/he can also explain the main properties of the finished products, especially concerning extrusion coated structures. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Attendance in lectures. Passed exercise and examination. This course is for paper converting's post-graduate students only. STUDY MATERIAL: Paper and Paperboard Converting, Kuusipalo, Jurkka (Book) Coating and Lamination Technology, Kuusipalo, Jurkka (Lecture slides)

MOL-73026 Doctoral Course in Packaging Materials and Pack-ing, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Jurkka Kuusipalo LEARNING OUTCOMES: After this course student knows manufacturing process-es and physical/chemical properties (relevant for packaging)of major packaging materials: paper, paperboard, corrugated board, glass, metals, polymers including biopolymers and adhesives. CONTENT OF THE COURSE: - Student knows the typical packages made of the main materials. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Attendance in lectures. Passed exercise and examination. This course is for paper converting's post-graduate students only. STUDY MATERIAL: Packaging Materials and Packing, Kuusipalo, Jurkka (Lecture slides)

MOL-73036 Doctoral Course in Paper Converting Adhesion

Phenomena, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Johanna Lahti LEARNING OUTCOMES: Students will learn what is the role of adhesion in paper and paperboard converting operations and in packaging materials and end-products. Students also learn how adhesion is formed and how it can be improved. Also measurement methods of adhesion will be lectured. CONTENT OF THE COURSE: - During the course the definition of adhesion will be introduced, as well as the different adhesion theories. The role of adhesion in paper and paperboard converting processes will be discussed. In addition, the role of adhesion in packaging materials and end-products will be introduced. Definition of surface energy, related theory and the measuring of surface energy will be dis-cussed. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Hyväksytysti suoritettu raportti ja/tai tentti ja harjoitukset. Läsnäolo luennoilla ja harjoituksissa. This course is for paper converting's post-graduate students only STUDY MATERIAL: Adhesion and adhesives technology, Pocius, A. V. (Book), Contact angle, wettability and adhesion, Mittal, K.L. (ed.) (Book), Paper and Paper-board Converting, Kuusipalo, J. (ed.) (Book), Polymer surface modification and characterization, Chan, C-M. (Book), Polymer surfaces, Clark, D.T., Feast, W.J. (Book), Lahti, J. (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Kurssin suoritus sovitaan erikseen kurssin vastuu-henkilön kanssa. Suitable for postgraduate studies

MOL-73046 Doctoral Course in Characterisation of Packaging Materials, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Johanna Lahti LEARNING OUTCOMES: Students will learn the basics of the extrusion coating process. Students also learn the most common characterisation methods that are used for packaging materials.

69

CONTENT OF THE COURSE: - Students will be given a short theory on extrusion coating process and the related process parameters will be introduced. Different characterisation methods used for packaging materials will be discussed. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Hyväksytysti suoritetut laboratorioharjoitukset ja/tai hyväksytty raportti. Läsnäolo luennoilla ja/tai harjoituk-sissa. This course is for paper converting's post-graduate students only. STUDY MATERIAL: Paper and Paperboard Converting, Kuusipalo, J. (ed.) (Book), Lahti, J. (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Kurssin suoritus sovitaan erikseen kurssin vastuu-henkilön kanssa. Suitable for postgraduate studies

70

Rakennustekniikan laitos

RAK-22310 Tie- ja katurakenteen suunnittelu, 5 op

Design of Road and Street Structures, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Pauli Kolisoja

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakso tutustuttaa opiskelijan tie-, katu- ja rataraken-teiden kuormituksiin ja mitoitusperusteisiin, tie-, katu- ja ratarakenteiden mitoituk-seen kuormitus- ja routakestävyyden suhteen sekä väylärakenteiden kuivatuksen ja lujiterakenteiden suunnitteluun. Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa: 1) kuvata tie-, katu- ja ratarakenteita rasittavat kuormitustekijät 2) selittää keskeisimmät tie-, katu- ja ratarakenteissa käytettävien materiaalien mekaaniseen käyttäytymiseen vaikuttavat tekijät 3) soveltaa sekä nk. kantavuusarvoon perustuvaa että mekanis-tista mitoitusmenettelyä tie-, katurakenteiden kuormituskestävyyden mitoittamiseen 4) kuvata ratapengerrakenteen mitoitusperiaatteet 5) soveltaa roudan syvyyteen ja laskennalliseen routanousuun perustuvia mitoitusmenettelyjä tie-, katu- ja ratara-kenteiden suunnitteluun 6) kuvata tie-, katu- ja ratarakenteiden kuivatuksen suun-nitteluperiaatteet SISÄLTÖ: - Tie-, katu- ja ratarakenteisiin kohdistuvat kuormitukset. - Tie-, katu- ja ratarakenteiden mitoituskriteerit. - Teiden, katujen ja ratojen rakennetyypit, rakennekerrosmateriaalit ja niiden omi-naisuuksien testaaminen. - Väylärakenteiden mekaanisen käyttäytymisen mallintaminen, kuormituskestä-vyys- ja routamitoitus sekä yhteistoiminta maapohjan kanssa. - Väylärakenteiden kuivatus sekä niissä käytettävät lujitteet ja keventeet. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustehtävät sekä tentti luennoista, luennoilla jaetusta opetusmateriaalista ja kurssikirjoista. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ratatekniset ohjeet, RATO, osa 3, Radan rakenne, Ratahallin-tokeskus, Kadunsuunnittelun ja -rakentamisen tekniset ohjeet (Katu 2002), SKTY (Kirja), Liikenneväylien rakennesuunnittelun perusteet, Ehrola, E. (Kirja), Luennot ja luennoilla jaettu opetusmateriaali (Opintomoniste), Tierakenteen suunnittelu, Tie-hallinto (Verkkokirja) LISÄTIEDOT: Opintojakso luennoidaan vuorovuosin opintojakson MPR-5240 Tie-rakenteen parantaminen ja kunnossapito kanssa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-23340 Tien rakenteen parantaminen ja kunnossapito,

5 op

Rehabilitation and Maintenance of Road Structu-res, 5 cr

VASTUUHENKILÖ: Pauli Kolisoja OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa: 1) selittää tieraken-teiden kunnossapidon ohjelmoinnissa sovellettavien menettelyjen perusperiaatteet 2) kuvata olemassa olevien tie- ja katurakenteiden kunnon inventointiin käytettävis-

sä olevat mittausmenetelmät ja osaa analysoida niiden antamien tulosten perus-teella rakenteen vaurioitumiseen johtaneet syyt 3) luetella keskeisimmät tieraken-teiden parantamisessa sovellettavat korjausrakenteet ja kuvata niiden soveltuvuus-alueet 4) soveltaa oppimaansa tie- tai katurakenteen parantamissuunnitelman tekemiseen 5) kuvata sorateiden kunnossapitoon ja teiden talvihoitoon käytettävät menetelmät ja työskentelytekniikat SISÄLTÖ: - Tie- ja katurakenteen vaurioitumismekanismit ja kunnon inventointime-netelmät sekä rakenteen parantamisen suunnittelua tukevat laboratoriotutkimukset. - Tie- ja katurakenteiden kuormitus- ja routakestävyyden parantamiseen käytettä-vissä olevat keinot. - Sorateiden kunnossapidon sekä talvikunnossapidon suunnittelu ja menetelmät. SUORITUSVAATIMUKSET: Nykyaikaisessa tierakenteen parantamisen suunnitte-luohjelmistoympäristössä tehtävän harjoitustyön hyväksytty suoritus ja tentti luen-noista, luennoilla jaetusta opetusmateriaalista ja kurssikirjoista. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Luennoilla jaettu opetusmateriaali (Opintomoniste), Rakenteen parantamisen suunnittelu, Tiehallinto (Verkkokirja), Rakenteen parantamissuunnit-telua edeltävät maatutkatutkimukset ja tulosten esitystapa - menetelmäkuvaus, Tiehallinto (Verkkokirja), LISÄTIEDOT: Opintojakso luennoidaan vuorovuosin opin-tojakson MPR-5230 Tie-, katu- ja ratarakenteiden suunnittelu kanssa. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

RAK-23410 Kalliorakennuksen jatkokurssi, 3 op

Advanced Course in Bedrock Engineering, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Kari Pylkkänen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa erottaa ja tulkita erilaiset potentiaaliset sortumatyypit ja kertoa niiden hallinnasta sekä kuvata ja vertailla lujitus- ja tuentamenetelmien käyttöä ja käytettävyyttä. Opiskelija osaa kuvata kalliomekaanisten parametrien määrittämistavat ja selittää niiden tarve sekä hyödyntäminen kalliorakenteiden suunnittelussa. Hän osaa selittää kallion tiivey-den/vuotoveden mittaustavat ja kallion tiivistysmenetelmät sekä kertoa tiivistykses-sä käytettävistä materiaaleista, kalustosta ja työsuorituksesta. Hän osaa myös kuvata ja perustella kalliossa esiintyvän jännityskentän sekä luetella kallion jänni-tystilamittauksen menetelmät, selittää niiden periaatteet ja käyttötavat. Opiskelija osaa perustellusti ja esimerkinomaisesti soveltaa opetettuja kallion lujitus-, tiivistys- ja laadunmääritysmenetelmiä erilaisiin kalliorakennuskohteisiin. Hän osaa arvioida louhinnan eri osatekijöiden ympäristövaikutuksia ja kuvailla vaikutusten mittaus- ja seurantajärjestelmät. SISÄLTÖ: - Kalliotilojen käyttömuodot, hanke- ja esisuunnittelu - Kalliomekaanisten parametrien määritys, hyödyntäminen, mallinnus ja simulointi - Kalliotilan louhinta, lujitus ja tiivistys - Väylä- ja luolasuunnittelun erityispiirteet, avoleikkaukset SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytyt harjoitustyöt ja tentti luentojen, harjoitusten sekä erikseen ilmoitettavan kurssikirjallisuuden perusteella Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

71

OPPIMATERIAALI: Kaivos- ja louhintatekniikka, Toimittaneet Hakapää, A ja Lap-palainen, P. (Kirja), Luentoaineisto ja luennoilla jaettu materiaali (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

RAK-23526 Computational Geotechnics, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Tim Länsivaara

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/per +2 h/per Assignment 20 h/per +20 h/per

LEARNING OUTCOMES: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa 1) luetella stabiliteetin kannalta oleellisimmat tekijät 2) laskea stabiliteetin laskentaohjelmalla ja arvioida saatua tulosta 3) luetella eri painumalaskentamenetelmiä ja arvioida niiden soveltuvuutta 4) laskea painumia laskentaohjelmalla ja arvioida saatua tulos-ta 5) selittää maanpaineen ja siirtymän välisen yhteyden 6) laskea tukiseinän rasi-tukset ja siirtymät laskentaohjelmalla ja arvioida saatua tulosta CONTENT OF THE COURSE: - Painuman laskenta. Eri materiaalimallit, konsoli-daatiomallit, kuormat, 2D- ja 3D-geometria. Painuman ja huokosvedenpaineen aikakäyttäytyminen. - Stabiliteetin laskenta. Yleisimmät menetelmät. Avoimen ja suljetun tilan lujuus. Huokosvedenpaine stabiliteettilaskelmissa. - Tuetun kaivannon mitoitus. Seinän siirtymätila ja rasitukset. Eri materiaalimallit ja seinätyypit. - Paalun geotekninen ja rakenteellinen kestävyys. Paalun siirtymätarkastelu. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Opintojakson aikana hy-väksytysti suoritetut harjoitustehtävät sekä tentti luennoista ja luennoilla jaetusta opetusmateriaalista. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Eurocode-normisto pohjarakennusta käsitteleviltä osiltaan, RIL (Book), GeoCalc-ohjelman manuaalit (Book), Lyöntipaalutusohje (LPO-2005), RIL (Book), Pohjarakennusohjeet (RIL 121), RIL (Book), Rakennuskaivanto-ohje (RIL 181), RIL (Book), Suurpaalutusohje (SPO-2001), RIL (Book), Luennot ja luennoilla jaettu opetusmateriaali, TTY, Maa- ja pohjarakenteet (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Opetus englanninkielellä. Toteutuskertaan otetaan maksimissaan 16 opiskelijaa. Suitable for postgraduate studies

RAK-23530 Perustusten vahvistaminen, 5 op

Underpinning, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Tim Länsivaara

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitustyöt 18 h/per +20 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa 1) tunnistaa vanhoihin perustuksiin ja perustustapoihin liittyvät tyypilliset ongelmat 2) määritellä perustusten vahvistamisen suunnittelun ja toteutuksen yhteydessä tarvittavat tutki-mukset sekä niiden tavoitteet 3) esittää yleisimmät perustusten kuormansiirtoraken-

teet ja niiden toimintaperiaatteet 4) esittää perustusten vahvistamiseen tyypillisesti soveltuvat menetelmät 5) määritellä rakennuksen ja tontin kuivatuksen korjaamisen tavoitteet ja keinot SISÄLTÖ: - Vanhat perustustavat. - Perustusten vaurioitumisen ja vahvistustarpeen syyt sekä perustusten kunnon selvittäminen. - Perustusten korjaus- ja vahvistusmenetelmät sekä syventäminen. - Erikoispaalutukset. Maapohjan vahvistaminen ja pohjaveden alenemisen estämi-nen. - Rakentaminen, valvonta ja tarkkailumittaukset. SUORITUSVAATIMUKSET: Ekskursio, hyväksytysti suoritettu harjoitustyö sekä tentti luennoista, luennoilla jaetusta opetusmateriaalista ja kurssikirjoista. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Korjausrakentaminen V; perustukset (RIL 174-5), RIL (Kirja), Perustusten vahvistusmenetelmät korjausrakentamisessa, Tawast Ismo (Kirja), Porapaalutusohje, Tiehallinto (Kirja), RR-paalutusohje, Rautaruukki Oy (Kirja), Underpinning and Retention, Thorburn S. & Littlejohn J.F. (Kirja), Vanhojen perus-tusten korjaaminen ja vahvistaminen, Holmberg Henrik (Kirja), TTY, Maa- ja pohja-rakenteet (Luentokalvot), Perustusten vahvistaminen, TTY, Maa- ja pohjarakenteet (Opintomoniste), Drilled Steel Pipes in Underpinning and Bridge Foundations, Eronen Sami (Tutkimus), Puupaalujen rakenteellisen kantokyvyn tarkastaminen, Pitkänen Juha (Tutkimus) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-23540 Elementtimenetelmän käyttö geotekniikassa, 5 op

Finite Element Methods in Geotechnical Engineer-ing, 5 cr

VASTUUHENKILÖ: Tim Länsivaara

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 30 h/per +40 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa 1) selittää kimmoteorian soveltuvuutta maan mallintamisessa 2) selittää plastisuusteorian pääperiaatteet maan mallintamisessa 3) tehdä vaiheittaisen laskennan elementti-menetelmällä 4) laskea siirtymiä ja niiden aikariippuvuutta elementtimenetelmällä ja arvioida saatua tulosta 5) laskea geoteknisen murtotilan elementtimenetelmällä ja arvioida saatua tulosta SISÄLTÖ: - Pohja- ja maarakenteiden geotekninen mitoittaminen elementtimene-telmää käyttäen. Plaxis-ohjelman käyttö. - Maan numeerisen mallintamisen perusteet. Lineaarisesti kimmoiset ideaaliplasti-set mallit sekä myötölujittuvat mallit. - Talonrakennuksen, tie- ja ratarakenteiden sekä kunnallistekniikan keskeiset geo-tekniset mitoitustehtävät: penkereiden ja luiskien vakavuus, perustusten, tie- ja ratapenkereiden ja putkijohtojen painumat ja painumaerot sekä rakennus- ja putki-johtokaivantojen mitoitus ja analysointi.

72

SUORITUSVAATIMUKSET: Opintojakson aikana hyväksytysti suoritetut harjoitus-tehtävät ja niiden raportointi. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Eurocode-normisto pohjarakennusta käsitteleviltä osiltaan , RIL (Kirja), Geomekaniikka I ja II (RIL 157) , RIL (Kirja), Pohjarakennusohjeet (RIL 121) , RIL (Kirja), Putkikaivanto-ohje (RIL 194) , RIL (Kirja), Rakennuskaivanto-ohje (RIL 181) , RIL (Kirja), Luennot ja luennoilla jaettu opetusmateriaali, TTY, Maa- ja pohja-rakenteet (Luentokalvot), Plaxis-manuaalit (Muu kirjallisuus) LISÄTIEDOT: Kurssi luennoidaan joka toinen vuosi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-23800 Maa- ja pohjarakenteiden vaihtuva erikoisopinto-jakso, 2-16 op

Various Topics of Earth and Foundation Struc-tures, 2-16 cr

VASTUUHENKILÖ: Pauli Kolisoja OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakso kattaa toteutuskerroittain vaihtuvan ajankoh-taisen maa- ja pohjarakenteisiin liittyvän aihekokonaisuuden luennoin, seminaa-riesitelmin ja harjoitustehtävin. Opintojaksolla yhdistetään perus-, jatko- ja täyden-nyskoulutuksen tarpeita ja pyritään edistämään keskusteluyhteyttä alan opiskelijoi-den, opettajien ja käytännön työtehtävissä toimivien välillä. Opiskelija osaa 1) hankkia lähtötiedoiksi luotettavia, relevantteja ja ajantasalla olevia alan tiedonläh-teitä 2) tarkastella aineistoaan kriittisesti 3) laatia havainnollisen ja olennaiseen keskittyvän kirjallisen tai suullisen esityksen 4) tehdä vaadittavat mitoituslaskelmat tai -tarkastelut 5) osallistua ammatilliseen keskusteluun käyttäen perusteltuja ar-gumentteja 6) hyödyntää omaa aikaisempaa kokemustaan SISÄLTÖ: - Opintojakson sisältö vaihtuu toteutuskerroittain. SUORITUSVAATIMUKSET: Opintojakson huomioon ottaminen perus- ja jatko-opinnoissa edellyttää opintojakson kulloisenkin toteutuskerran mukaiseen ohjel-maan sisältyvien seminaariesitelmien pitämistä, toimimista muiden osallistujien pitämien seminaariesitelmien opponoijana sekä mahdollisten harjoitustehtävien ja tenttien hyväksyttyä suorittamista sekä vähintään 80% osallistumista opetustilai-suuksiin. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Opintojaksoa voidaan käyttää myös täydennyskoulutukseen. Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-29310 Ratarakenteiden jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Railway Structures,

5-12 cr VASTUUHENKILÖ: Pauli Kolisoja SUORITUSVAATIMUKSET: Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-29320 Tierakenteiden jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Road Structures, 5-12 cr VASTUUHENKILÖ: Pauli Kolisoja

SUORITUSVAATIMUKSET: Kesken. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutus-kertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-29500 Geotekniikan jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Geotechnics, 5-12 cr VASTUUHENKILÖ: Tim Länsivaara

RAK-29510 Pohjarakenteiden jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Foundation Engineering, 5-12 cr

VASTUUHENKILÖ: Tim Länsivaara

RAK-33500 Rakennusfysiikka, 6 op

Building Physics, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Juha Vinha OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa arvioida ja analysoida laskennallisesti rakennusten ja rakenteiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa eri tilanteissa. Opiskelija osaa myös käyttää laskelmissa apuna erilaisia rakennusfysikaalisia laskentaohjelmia. Kurssi keskittyy lämmön, kosteuden ja ilman siirtymiseen raken-nuksessa ja rakenteissa, rakennusmateriaalien rakennusfysikaalisiin ominaisuuk-siin sekä rakennuksen energiankulutukseen. SISÄLTÖ: - Rakenteiden laskennallisen lämpö- ja kosteusteknisen suunnittelun periaatteet, rakenteiden toimintakriteerit ja raja-arvot, sisä- ja ulkoilman olosuhteet, lämpötila, ilman sisältämä kosteus, sisäilman kosteuslisä, auringonsäteily, viistosa-de ja tuuli. - Lämmön siirtyminen rakennuksessa ja rakenteissa, siirtymismuodot, materiaalien lämmönjohtavuus, lämpötase, rakennuksen routasuojaus, rakennuksen U-arvot, E-luku, energiankulutus ja energiatehokkuusluokka. - Ilman siirtyminen rakennuksessa ja rakenteissa, materiaalien ilmanläpäisevyys, paine-ero, rakennuksen ilmanpitävyys ja ilmanvaihdon periaatteet. - Kosteuden siirtyminen rakennuksessa ja rakenteissa, siirtymismuodot, materiaali-en kosteuspitoisuus ja kosteudensiirto-ominaisuudet ja kosteustase. - Rakennusfysikaalisessa suunnittelussa käytettävien laskentaohjelmien toiminta (DOF-LÄMPÖ, DOF-ENERGIA, HEAT2, WUFI 1D, WUFI 2D). SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja kirjallinen tentti. OPPIMATERIAALI: Applied Building Physics, Hens, H. (2011) (Kirja), Building Physics - Heat, Air and Moisture, Hens, H. (2007) (Kirja), Fukthandbok, Praktik och teori, Nevander, L.E., Elmarsson, B. (1994) (Kirja), Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Incropeda, F.P., DeWitt, D.P. (2002) (Kirja), Inroduction to Building Physics, Hagentoft, C.-E. (2001) (Kirja), Moisture Analysis and Condensation Con-trol in Building Envelopes, ASTM Manual 40, Trechsel, H.R. (edit.) (2001) (Kirja), RIL 107-2012 Rakennusten veden- ja kosteudeneristysohjeet (Kirja), RIL 225-2012 Rakennusosien lämmönläpäisykertoimien laskenta (Kirja), Rakennusfysiikka, osat 1 ja 2, Vinha, J. (2012) (Opintomoniste), Energiatodistusopas 2007, Rakennuksen energiatodistus ja energiatehokkuusluvun määrittäminen, 2.7.2009 (Verkkokirja),

73

Tasauslaskentaopas 2010, Rakennuksen lämpöhäviön määräystenmukaisuuden osoittaminen, 6.5.2010 (Verkkokirja) LISÄTIEDOT: Eristysrakenteiden (RTEK-3530) ja Rakennusfysiikan (RTEK-3511) kurssien suorittaminen vastaa rakennusfysiikan AA-luokan suunnittelijalta edellytet-tyjä teoriaopintoja. Tenttimateriaalina ovat kurssin opintomoniste, luennoilla jaettu aineisto sekä laskuharjoitukset. Tentissä on käytössä erillinen kaavaluettelo. Kurssi sisältää lisäksi kaksi harjoitustyötä. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida luku-vuonna 2013-2014

RAK-33610 Betonisillat, 5 op

Concrete Bridges, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Anssi Laaksonen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko Harjoitustyöt 28 h/vko +28 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa määritellä sillalle kuormat, analysoida sillan vaihtoehtoisia perustamistapoja sekä betonisilto-jen päällysrakenteita. Opiskelija osaa mitoittaa betonisillan päärakenneosat. Lisäksi opintojakson suoritettuaan osaa selittää tyypillisimpiä betonisillan korjaus- ja ylläpi-totoimenpiteitä. SISÄLTÖ: - Betonisiltojen päällysrakenteet - Siltojen kuormat - Betonisiltojen mitoituskysymyksiä - Alusrakenteet - Sillan laakerointi - Ylläpito ja korjaus - Siltojen ohjeistus SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja tentti luentojen sisällöstä. OPPIMATERIAALI: Soveltamisohjeet ja muu sillansuunnittelun ohhjeistus, Liiken-nevirasto (Muu verkkomateriaali), Betonisillat, Laaksonen, A. (Opintomoniste) LISÄTIEDOT: Opintojakso luennoidaan joka toinen vuosi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-33620 Teräs- ja puusillat, 5 op

Steel and Timber Bridges, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Anssi Laaksonen OSAAMISTAVOITTEET: Tavoitteena on viimeistellä silta-alalle suuntautuneiden tietämys Suomen sillastoon liittyvistä asioista sekä kuvata teräs- ja puusiltojen suunnittelua ja rakentamista. Kurssi tuo myös keskeisiä asioita esille pitkien jänne-välien rakenteista kiinnostuneille. Kurssissa käsitellään teräs- ja köysisiltoja sekä perehdytään niihin liittyviin monimutkaisiin ilmiöihin kuten väsytykseen ja värähte-lyihin. SISÄLTÖ: - Suuret sillat ja siltaonnettomuudet - Liittopalkkisillat - Köysisillat

- Siltojen värähtely - Puusiltojen päällysrakenteet - Puusiltojen mitoituskysymyksiä - Puusiltojen liitokset - Puusiltojen pitkäaikaiskestävyys SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja tentti luentojen sisällöstä. OPPIMATERIAALI: Brücken/Bridges, Leonhardt, F. (Kirja), Cable Supported Bridg-es, Concept and Design, Gimsing, N. J. (Kirja), uidance for Good Bridge Design, International Federation for Structural Concrete (FIB) (Kirja), Structural Systems Bridges, European Steel Design Education Programme (ESDEP) Working Group 15B (Verkkokirja) LISÄTIEDOT: Opintojakso luennoidaan joka toinen vuosi. Ei luennoida 2013-2014. Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-39220 Talonrakennustekniikan jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Structural Engineering, 5-12 cr

VASTUUHENKILÖ: Ralf Lindberg OSAAMISTAVOITTEET: Syventää jatko-opiskelijan osaamista erikseen määrätyllä talonrakennustekniikan osa-alueella. SISÄLTÖ: - Määritellään erikseen. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-39320 Teräsrakenteiden jatkokurssi jatko-opiskelijoille, 5 op

Steel Structures Advanced Course for Post-graduates, 5 cr

VASTUUHENKILÖ: Markku Heinisuo

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 36 h/per +36 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelijaa osaa suunnitella vaativia teräsrakenteita nor-maalioloihin ja maanjäristysalueelle. Opiskelija tunnistaa STEP tuotemallin. SISÄLTÖ: - Rakenteiden luotettavuus, rakenneteräksen hitsattavuus, terässauvo-jen ja liitosten mitoitus - Liitosten vaikutus kehien toimintaan; Rakennuksien rakennejärjestelmiä: Nosturi-ratapalkit, Avaruusrakenteet, Yksikerroksiset rakennukset, Korkeat rakennukset; Rakennusten jäykistys - Suunnittelu maanjäristysolosuhteisiin: Dynamiikan perusteiden kertausta, Seismi-nen käyttäytyminen, Seismiset vaaratekijät ja riskit, Teräsosien ja liitoksien käyttäy-tyminen toistuvissa sykleissä, Seismisten vaikutuksien laskenta, Seismisesti kestä-vien rakenteiden vaatimukset ja toteutus, Erityiskysymyksiä

74

- Teräsrakenteiden tuotemallinnus: Tuotemallinnuksen käsitteitä ja standardimalle-ja, EXPRESS kuvauskieli, attribuutit, relaatiot ja hierarkiat, Teräsrakenteiden tuo-temallit, perustukset, rungot, kuoret, Teräsrakenteiden lujuuslaskenta tuotemal-liympäristössä ESITIEDOT:

EDE-21100 Elementtimenetelmän perusteet Suositeltava

RAK-33000 Plastisuusteoria Pakollinen

RAK-33010 Rakenteiden mekaniikan jatkokurssi Suositeltava

RAK-33030 Rakenteiden stabiilisuusteoria Suositeltava

RAK-33300 Teräsrakenteet Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-39330 Metallirakenteiden erikoistyö jatko-opiskelijoille, 8 op

Individual Research Work in Metal Structures for Post-graduates, 8 cr

VASTUUHENKILÖ: Markku Heinisuo OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa 1) laatia tutki-mussuunnitelman 2) löytää luotettavia, relevantteja ja ajantasalla olevia tiedonläh-teitä 3) valita soveltuvan tutkimusmenetelmän ja tehdä luotettavia mittauksia ja määrityksiä 4) analysoida ja arvioida kriittisesti tuloksia tai tietoja 5) vetää tuloksista johtopäätöksiä 6) laatia selkeän ja johdonmukaisen teknisen raportin käyttäen hyvää kieltä SISÄLTÖ: - Alan tutkimus- ja suunnittelumenetelmät. Tutkimustyön suunnittelu. Alan kirjallisuuden käyttö. Tutkimustulosten käsittely ja analysointi. Tutkielman laatiminen. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-39340 Metallirakenteiden jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Metal Structures, 5-12 cr VASTUUHENKILÖ: Markku Heinisuo OSAAMISTAVOITTEET: Syventää jatko-opiskelijan osaamista erikseen määrätyllä metallirakenteiden osa-alueella. SISÄLTÖ: - Määritetään erikseen. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-39500 Rakennusfysiikka jatko-opiskelijoille, 7 op

Building Physics for Post-graduates, 7 cr VASTUUHENKILÖ: Juha Vinha LISÄTIEDOT: Luonneidaan joka toinen vuosi. Ei luennoida 2013-2014. Soveltuu jatko-opinnoiksi.

RAK-49910 Rakennusalan mittaus- ja tietotekniikan jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Surveying and IT of Civil Engineering, 5-12 cr

VASTUUHENKILÖ: Mauri Laasonen, Jarmo Laitinen, Hannu Kupila LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

RAK-59000 Rakennustuotannon ja -talouden jatko-opintoseminaari, 5-12 op

Post-graduate Seminar in Construction Manage-ment and Economics, 5-12 cr

VASTUUHENKILÖ: Kalle Kähkönen

RAK-59010 Erikoistyö rakennustuotannon ja -talouden jatko-opiskelijoille, 4-6 op

Individual Research Work for Post-graduates in Construction Management and Economics, 4-6 cr

VASTUUHENKILÖ: Kalle Kähkönen

RAK-59026 Project Management, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Kalle Kähkönen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week

LEARNING OUTCOMES: Upon completion of the course, a student is able to iden-tify essential concepts of project management and can explain different project management methods. CONTENT OF THE COURSE: - Concepts of project management, different project management methods. - Preparation of a schedule. Project plan and its content. Time and resource con-trol. Fundamental elements of the project supervision. - Communication in the project. - Project management software tools. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Regular attendance in lectures and exam. Other requirements are given on the first lecture. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Course is focused on for all kind of project man-agement. Suitable for postgraduate studies

RAK-59306 International Real Estate, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Tanja Tyvimaa

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week

LEARNING OUTCOMES: Upon completion of the course, a student is able to un-derstand international real estate markets and their mechanisms and can discuss different issues affecting in markets.

75

CONTENT OF THE COURSE: - The lecturers of the course are international and Finnish experts who describe the market from viewpoint of housing, office and retail business. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Lecture diary and regular attendance in lectures. Other requirements are given on the first lecture. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Students need to under-stand basics in real estate and construction. This course is primarily for PhD stu-dents. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

RAK-59606 Science based Business for Built Environment ,

3 cr PERSON RESPONSIBLE: Kalle Kähkönen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week

LEARNING OUTCOMES: Upon completion of the course student is able to portray how teoretical thinking and research results can be applied in real estate and con-struction business. CONTENT OF THE COURSE: - Different research directions and results - Innovations in real estate and construction business - Product development - Business plan REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Lecture attendence, case excercise and lecture diaries Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Opintojakso soveltuu DI-tutkintoa suorittaville sekä jatko-opiskelijoille. Suitable for postgraduate studies

76

Signaalinkäsittelyn laitos

SGN-21006 Advanced Signal Processing, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Ioan Tabus

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Student will learn advanced signal processing methods, especially linear optimal filter design, adaptive filters, spectrum estimation, nonline-ar filters and how to select proper methods for signal processing tasks at hand. After completing the course, the student - Is familiar with the most important ad-vanced signal processingr generic problems: optimal design, convergence, recur-siveness in time, spectrum estimation; - Is able to start from the formulation of a problem formulation and utilize a number of typical algorithmic tools to derive the solution; - Knows what are the most important salgorithms for optimal and adaptive filters: LMS, NLMS,RLS etc. - Acquires practice on simulating optimal and adaptive algorithms with given input data and extracting useful performance indices helpful in comparing various algorithms. - Knows how to integrate an optimal or adaptive filter in a number of important applications: echo cancelation, noise cancellation, channel equalization etc. CONTENT OF THE COURSE: - 1. Deterministic and random signals: review of Fourier transform, Z transform, random variables, random signals, correlation, AR,MA, ARMA - 2. Optimal filter design (Wiener filter, Least squares, essentials of estimation, MLE, CramerRao) - 3. Adaptive filter design (LMS, NLMS, RLS, Kalman ) - 4. Application areas of Optimal filter design and Adaptive filter design - 5. Spectrum estimation:Frequency spectrum (needed in machine function regime diagnosis, finding periodicities in time series), Direction of Arrival spectrum - 6. Nonlinear filters (median and order statistics filter family) REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final examinaion and a homework assignment, STUDY MATERIAL: Adaptive Filter Theory, Simon O. Haykin (Book), Optimum Signal Processing, S. J. Orfanidis (Book), Spectral analy-sis of signals, Petre Stoica and Randolph Moses (Book), Ioan Tabus (Lecture slides) PREREQUISITES:

SGN-11000 Basic course in Signal Processing Advisable

SGN-11006 Basic Course in Signal Processing Advisable

SGN-22006 Signal Compression, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Ioan Tabus

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Student will learn about various signal compression methods and how to select proper methods for signal compression tasks at hand.

After completing the course, the student - Understands the goals and restrictions of lossy and lossless compression for various signals - Understands the basic princi-ples of entropy coding of data - Is exposed to using statistical modeling for modern data compression - Is familiar with the most important data compression tech-niques: Huffman coding, dictionary based methods, arithmetic coding, Burrows-Wheeler etc - Is able to choose between various compression methods for a given application - Is familiar with the state of the art methods for lossless and lossy im-age compression - Acquires practice on simulating compression algorithms with given input data and extracting useful performance indices helpful in comparing various algorithms. CONTENT OF THE COURSE: - Lossless techniques for data compression. - Text compression. - Lossless and lossy image compression. - Speech and audio compression. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final examinaion and a homework assignment STUDY MATERIAL: Ioan Tabus (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-31006 Image and Video Processing Techniques, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Atanas Gotchev, Karen Eguiazarian, Serkan Kiranyaz, Alessandro Foi

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +3 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Upon completion of this course, the students shall learn: * the current approaches for searching, browsing, and mining various types of multimedia data such as images, and video. * methods from machine learning and computer vision for image/video processing and analysis. * a broad range of tech-niques that will be studied including multimedia features, video analysis and man-agement, retrieval techniques, spatial indexing methods, long-term learning and Relevance Feedback, semantic-based retrieval techniques. CONTENT OF THE COURSE: - Image Analysis and Content-based image retrieval - Content based Indexing and Retrieval Techniques - Video Analysis and Retrival - Image and Video Restoration - Image Sampling and Interpolation, compressive sensing REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final Exam, Weekly labs and an optional project work. STUDY MATERIAL: Content-Based Management of Multimedia Databases, Kiran-yaz, Gabbouj (Book), Image Databases: Search and Retrieval of Digital Imagery, Vittorio Castelli and Lawrence D. Bergman (Book), Introduction to MPEG-7 (Book), Multimedia Information Retrieval and Management, D. Feng, W. C. Siu and H. J. Zhang (Book), (Lecture slides), Local Approximations in Signal and Image Pro-cessing, K.Egiazarian, V.Katkovnik, A.Foi, J.Astola, et al (Other online content) PREREQUISITES:

77

SGN-12006 Basic Course in Image and Video Processing Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-33006 Video Compression, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Serkan Kiranyaz

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 4 h/week +4 h/week

LEARNING OUTCOMES: After passing this course, the student should have the knowledge of the different compression methods used for digital video transmission and storage, including the state of the art video codec H.264/AVC. CONTENT OF THE COURSE: - Compression methods for digital transmission and storage of video. The functional blocks of a modern video compression system with emphasis on signal processing aspects. - Application of video compression algorithms in practical video applications (digital TV, video phone, internet video) and advanced topics in video compression. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exercises, Final exam and an optional assignment. The assignment has to be completed before attending the exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Coding Artifacts and Visual Distortions, M. Yuen (Book), Error-Resilient Coding and Decoding Strategies for Video Communication, T. Stock-hammer, W. Zia (Book), H.264 and MPEG-4 Video Compression, I.E.G. Richard-son (Book), The Visual System (Book), Mobile Video QoS Metrics, Igor Curcio (Journal), SGN-3156 Video Compression, Igor Curcio (Lecture slides) PREREQUISITES:

SGN-12000 Basic Course in Image and Video Precessing Mandatory

SGN-12006 Basic Course in Image and Video Processing Mandatory

SGN-22006 Signal Compression Mandatory

SGN-31006 Image and Video Processing Techniques Advisable

SGN-51506 Human Visual System Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-34006 3D and Virtual Reality, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Atanas Gotchev

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week Assignment 18 h/per Laboratory work

2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The course targets new and emerging technologies for 3D visual scene capture, processing and visualization as well as their use in appli-cations such as 3D video and virtual reality. The course will provide in-depth knowledge about the creation, processing, delivery and visualization of 3D moving scenes. After the course, the students will know the basics of binocular vision, and

how those basics are taken into account while capturing and processing 3D video. The students will be able to design application-specific multi-camera and multi-sensor capture systems. They will know the principles and the state-of-the-art techniques for compression and transmission of multi-modal signals used for con-veying 3D information. The students will know the state-of-the-art and emerging visualization techniques, such as auto-stereoscopic, light-field, holographic, head-mounted and haptic-augmented displays. The students will have knowledge about typical visual artifacts appearing during the stage of 3D content creation, compres-sion and transmission and about the advanced signal processing methods which can tackle those artifacts. CONTENT OF THE COURSE: - 1. Binocular vision; perception of depth - 2. 3D scene capture: multi-camera, multi-sensor approaches. - 3. 3D scene representation formats: multi-view + multi-depth; layered depth; epi-polar image; point-clouds; dynamic meshes - 4. Copression of 3D imagery. MVMD compression. Point-cloud and mesh com-pression. Emerging standards. - 5. 3D and VR displays. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passing three lab exercis-es and one project assignment. PREREQUISITES:

SGN-12006 Basic Course in Image and Video Processing Mandatory

SGN-31006 Image and Video Processing Techniques Mandatory

SGN-33006 Video Compression Advisable

SGN-51506 Human Visual System Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-41006 Signal Interpretation Methods, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Joni Kämäräinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 4 h/week

LEARNING OUTCOMES: Students understand principles of selected pattern recognition and machine learning approaches for interpreting signals. Student can apply the methods to real problems. CONTENT OF THE COURSE: - Historical perspective to signal interpretation using pattern recognition and machine learning (concept learning, expert systems etc.) Practical application examples. - Decision tree learning and random forests. - Bayesian decision making and learning. - Probability, decision and information theories in machine learning and pattern recognition. - Probability distributions. Mixture models and EM. - Linear models for regression and classification.

78

- Algorithm-independent machine learning. Evaluating hypothesis. No free lunch theorem, Occam's razor and cross-validation. High-dimensional problems. Feature selection. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam, homeworks and exercises. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction, T. Hastie, R. Tibshirani and J. Friedman (Book), Machine Learning, Tom M. Mitchell (Book), Pattern Recognition and Machine Learning, Christopher M. Bishop (Book) PREREQUISITES:

SGN-13000 Introduction to Pattern Recognition and Machine Mandatory Learning

SGN-13006 Introduction to Pattern Recognition and Machine Mandatory Learning

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Good programming skills in general, and basic skills on the Matlab environment are required. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-42006 Machine Learning, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Ari Visa

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/per Excercises 4 h/per

LEARNING OUTCOMES: Learning outcomes: The student can describe the differ-ence artificial intelligence and machine learning. The student can list the mentioned learning rules. The student can describe them and is capable to apply them to train neural networks. The student is capable to list to analyse the lectured neural net-works (MLP,SVM,SOM and recurrent networks). The student is capable to analyse the own problem and to select the most suitable, lectured neural network. The student has a certain capability to create new solutions based on the lectured ma-terial. CONTENT OF THE COURSE: - Learning processes - Learning machines with a teacher - Learning machines without a teacher - Nonlinear dynamical systems REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final exam, attendance at the classroom exercises and assignment. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: "Neural Networks: a Comprehensive Foundation", Haykin, S. (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Lectures in English or in Finnish. Suitable for postgraduate studies

SGN-43006 Knowledge Mining and Big Data, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Ari Visa

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/per Excercises 2 h/per

LEARNING OUTCOMES: Learning outcomes: The student can describe the differ-ence between data and knowledge mining. The student can list and describe OLAP, association, predictive modeling, modeling, regression analysis and cluster analysis. The student can analyse the own problem and apply the lectured method on it. The student is capable to analyse the proposed solutions. CONTENT OF THE COURSE: - Concept Description - Mining Association Rules - Descriptive Models - Predictive Models REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Assignment and final ex-amination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: "Data Mining: Concepts and Techniques", Jiawei Han & Mich-eline Kamber (Book), "Principles of Data Mining", David J. Hand, Heikki Mannila and Padhraic Smyth (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Lectures in English or in Finnish. Suitable for postgraduate studies

SGN-50006 Introduction to Information Technology for Health and Biology, 3 cr

PERSON RESPONSIBLE: Ilkka Korhonen, Andre Sanches Ribeiro, Olli Yli-Harja

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The course will provide an overview on applications of information technology for health and biology. The emphasis is on computational methods for processing, analyzing and modelling of health and biological data. After the course the student will be able to: - define what are Computational Sys-tems Biology and Health Informatics and which subareas they cover. - describe what is the need to computational methods for health and biology. - describe some typical applications for information technology for health and biology, and their benefits. - list basic computational methods used in these disciplines and use spe-cific ready-made computational tools. - produce a summary of one of the current research topics in these fields. CONTENT OF THE COURSE: - Defining the area of information technology for health and biology, key terminology, needs and benefits. - Applications of signal processing in systems biology and health informatics, and their key benefits. - Models in systems biology (e.g. deterministic and stochastic models of cellular processes). - Mathematical and computational methods in sequence analysis and genomic expression analysis.

79

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation in the exer-cises and a final examination. STUDY MATERIAL: Lecture notes for Introduction to information technology and health, Andre Ribeiro, Ilkka Korhonen, Olli Yliharja (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: The course exercises are mainly based on Matlab. Previous knowledge is recommended but it is not a requirement. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-51506 Human Visual System, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Heikki Forsvik, Ville Voipio

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Assignment 27 h/per

LEARNING OUTCOMES: The student understands the functioning of the human visual system in such a way that he can apply this knowledge to the presentation of images to human users. CONTENT OF THE COURSE: - Anatomy of the eye. - Physiology of the eye. - Optics and Refraction. - Various eye evaluation methods in ophthalmology and major eye pathologies. - Group presentations: 1. Photopic vision 2. Scotopic vision 3. Stereo perception and 4. Eye movements REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: 4 cr: Final exam: - exam material is given during the course - written exam, at least 50 % required for pass-ing +1 cr: Oral presentation: - oral presentation (20 min + 10 min discussion) - written handout (max. 2 pages) - done as an individual or in pairs - may change the grade by +/-1 STUDY MATERIAL: Ophthalmology, Yanoff and Duker (Book), HF & VV (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-52406 Models of Gene Networks, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Andre Sanches Ribeiro

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: From this course the student will know how to do exact stochastic simulations, delayed stochastic simulations, and how to create models of delayed stochastic gene regulatory networks. Students will become familiar with detailed models and experimental results related to single gene expression and its underlying mechanisms. Also, the student will be introduced to basic concepts of cell type and cell differentiation and learn the latest modeling techniques in these topics. After the course, the student will be able to: 1) Identify and define tech-niques used in modeling gene expression and gene regulatory networks. Demon-strate the accuracy of the models. 2) Interpret data generated from the models, classify strengths and weaknesses of the modeling strategies, summarize results

and explain the connection between models and native gene networks. 3) Imple-ment models, apply them to mimic experiments, and calculate statistical features associated to gene expression in cells. Apply the knowledge to construct models of engineered genetic circuits. 4) Analyze results of simulations of models of gene networks. Compare different methodologies for verifying a hypothesis or measuring a variable using such models. 5) Compare and appraise different computational models, and interpret conclusions using different models. 6) Create and develop models of gene networks from experimental data, and use the models to address questions on the dynamics of gene networks and processes regulated by these networks, e.g., cell differentiation. CONTENT OF THE COURSE: - The Stochastic Simulation Algorithm and The Delayed Stochastic Simulation Algorithm - Modeling single gene expression with the delayed Stochastic Simulation Algo-rithm - A stochastic delayed modeling strategy of Gene Regulatory Networks: models of noisy attractors as cell types, and ergodic sets - Stochastic models of cell differentiation - Examples and applications of the modeling strategies REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: a) Project work (20% of the final grade). b) Exercises(1 per exercises lesson, 40% of the final grade). c) Final exam (40% of the final grade). d) Must attend at least 50% of the lectures and must complete all the three requirements above. STUDY MATERIAL: A General Modeling Strategy for Gene Regulatory Networks with Stochastic Dynamics, Andre S. Ribeiro, R. Zhu, S. A. Kauffman (Journal), A general method for numerically simulating the stochastic time evolution of coupled chemical reactions, Gillespie, D. T. (Journal), Exact stochastic simulation of cou-pled chemical reactions, Gillespie, D. T. (Journal), Modeling and Simulation of Genetic Regulatory Systems: A Literature Review, Hidde de Jong (Journal), Noisy Attractors and Ergodic Sets in Models of Genetic Regulatory Networks, Andre S. Ribeiro, S. A. Kauffman (Journal), SGNSim a stochastic gene network simulator, Andre S. Ribeiro and Jason Lloyd-Price (Journal), Studying genetic regulatory networks at the molecular level: Delayed reaction stochastic models, Rui Zhu, Andre S. Ribeiro, Dennis Salahub, and Stuart A. Kauffman (Journal), A Model of Genetic Networks with Delayed Stochastic Dynamics, Andre S. Ribeiro (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: The course is lectured every year. Course webpage: http://www.cs.tut.fi/~sanchesr/SGN-52406/index.htm Suitable for postgraduate studies

SGN-53006 Computational Modeling in Biomedical Problems, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Andre Sanches Ribeiro

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 4 h/week

80

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will be able to create mathematical models of cellular systems, both deterministic and stochastic, implement them, and solve them by analytical or numerical methods. Systems include simple processes, signal transduction, and gene expression. Moreover, the student will learn how to choose appropriately between deterministic and stochastic methods. After the course, the student will have the necessary skills in using the MATLAB environment in modeling of dynamical processes. CONTENT OF THE COURSE: - Deterministic modeling of chemical reactions - Stochastic modeling of chemical reactions - Reaction-diffusion modeling - Deterministic and stochastic modeling of neurons REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: To complete the course, the student is required to (all three requirements must be completed to pass the course): a) Execute the project work (20% of the final grade) b) Execute the weekly exercises (1 per exercises lesson, 40% of the final grade) c) Do the final exam (40% of the final grade) Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: 1) Advisable basic knowledge of calculus. 2) Advisable knowledge of Differential equations. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-53206 Cell Culturing, Microscopy and Cell Image Analy-sis, 3 cr

PERSON RESPONSIBLE: Andre Sanches Ribeiro

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Assignment 14 h/per

LEARNING OUTCOMES: From this course the student will know how to prepare standard bacterial cultures and will have basic knowledge of how to operate micro-scopes. The student will also be introduced to state of the art software for cell im-age analysis and profiling. Finally, the students will gain insight on the interpretation of the results and will obtain knowledge on the efficiency of the algorithms when applied to real data. After the course, the student will be able to: 1) Identify and define experimental techniques related to bacterial culturing and cell imaging. Demonstrate the ability to apply these methods to extract information from biologi-cal systems. 2) Interpret data generated from the microscope, classify strengths and weaknesses of the bright field and fluorescence measurements, summarize results of the measurements and explain the connection between measurements and underlying biological processes. 3) Implement experimental techniques and apply them to extract data from biological systems. Calculate statistical properties of the features measured at the single cell level. Apply knowledge of existing soft-ware to extract the relevant information. 4) Analyze results of the measurements. Compare the various methodologies used for measuring a variable such as cell fluorescence levels. 5) Compare and appraise different algorithms for extracting quantifiable features from the images, and interpret the results from the measure-

ments. 6) Create and develop new features that would improve the algorithms for specific goals. CONTENT OF THE COURSE: - Principles of cell culturing of bacteria and micros-copy - Experimental cell culturing of bacteria - Imaging fluorescent bacteria under the microscope - State of the art tools for cell images analysis - Segmentation and extraction of information about the cells using CellProfiler REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final project work (40% of the final grade). Final reports on the experimental work and the results obtained from the image analysis (60%). To pass the course, the student is required to: a) Execute the final project and deliver three reports on the experimental works. b) Attend at least 80% of the lessons. STUDY MATERIAL: (Book), (Journal), Lecture slides (Lecture slides), CellProfiler (Other online content), ImageJ (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION: This course is lectured every year. Course webpage: http://www.cs.tut.fi/~sanchesr/SGN-53206/index.htm Suitable for postgraduate studies

SGN-53406 High-throughput Data Analysis, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Juha Kesseli

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week Assignment 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After the course, the student can: - compare sequencing and microarray technologies used in high-throughput analysis and choose suitable ones for the analysis required. - explain the principles of measurement technolo-gies covered and how various inherent errors and biases of the measurement techniques affect the analysis. - apply common methods and algorithms to extract information from microarray and sequencing measurements. - discuss the statisti-cal principles underlying the data analysis methods above and identify the benefits and weaknesses of each method. - select suitable algorithms for the analysis and justify the choice. - build data analysis pipelines for microarray and sequencing data analysis. CONTENT OF THE COURSE: - Deep sequencing technologies - DNA microarrays - Statistical methods for the analysis of high-throughput measurement data - Data classification and clustering REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final examination, weekly exercises, and an assignment Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Kesseli et al. (Lecture slides) PREREQUISITES:

SGN-13006 Introduction to Pattern Recognition and Machine Learning

Mandatory 1

81

SGN-52606 Processing of Biosignals Mandatory 1

SGN-41006 Signal Interpretation Methods Advisable

SGN-50006 Introduction to Information Technology for Health and Biology

Mandatory

1 . One of the two courses should be taken as a prerequisite. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-53606 Computational Models in Complex Systems, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Andre Sanches Ribeiro

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Students will be introduced to a wide range of examples, models and concepts in complex systems. Students will become familiar with the mathematical tools and methods that are used to model complex systems. Also, the student will practice implementing models with Matlab. After the course, the student will be able to: 1) Organize complex systems in classes, identify their dy-namical properties, and write appropriate models of these systems that reproduce their behavior. 2) Classify and explain the behavior of complex systems from an Information Theoretical point of view. 3) Implement models of complex systems, apply them to real-world problems, and calculate optimal solutions. 4) Evaluate the strengths and weaknesses of a model in a given context. Analyze the results of simulations of the models. 5) Compare and appraise different computational mod-els, and interpret conclusions using different models when confronted to real-world problems. 6) Create and develop models of competing agents, epidemics, and global resource management. CONTENT OF THE COURSE: - Mathematical methods in Complex systems: Algo-rithmic complexity, Fractals, Non-linear dynamics, Chaos theory, Cellular automata, Power laws, Self-organized criticality, Complex networks, Evolution, Genetic algo-rithms, Pattern formation, Synchronization phenomena, Game theory, Autonomous agents, Artificial life. - Programming models of complex systems: Matlab, Netlogo. - Systemic view on solving complex problems. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Written examination and computer exercises (min. 50%) STUDY MATERIAL: Computational Models for Complex Systems, Juha Kesseli, Pauli Rämö (Lecture slides), ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: 1) Advisable basic knowledge of calculus. 2) Advisable knowledge of Differential equations. 3) SGN-52406 Models of Gene Networks ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-53806 Techniques in Molecular Biology and Applications to Gene Expression, 3 cr

PERSON RESPONSIBLE: Andre Sanches Ribeiro

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The student will be introduced to a variety of current experimental techniques in molecular biology. The aim is to provide an understand-ing of the techniques and how to interpret results. The focus of this course will be manipulation and analysis of gene expression in prokaryotic systems, though eu-karyotic tools will be briefly described. Students will become familiar with common wet-lab methods used in various fields in biology, and gain an understanding of the objectives, applicability and limitations underlying each of these methods. After the course, the student will be able to: 1) Identify, list and define common techniques used in genetic engineering and gene expression analysis, 2) Interpret data gener-ated from the techniques discussed, classify strengths and weaknesses of the methodologies, summarize results and methods, infer consequences of results, explain procedures. 3) Apply the acquired knowledge to better interpret degrees of confidence in experimental results. 4) Deconstruct results of gene expression measurements. Compare different methodologies for verifying a hypothesis or measuring a variable. 5) Compare and appraise related methods in gene expres-sion studies, and interpret and comment conclusions in such studies, 6) Create and develop an experimental procedure using the methods learned, that can address simple questions regarding gene expression. CONTENT OF THE COURSE: - The structure, design and applicability of the bac-terial plasmid vector to clone a gene of interest and express protein. Methods used in subcloning, such as PCR, DNA synthesis and sequencing and the process of DNA transfer will be reviewed. - The introduction of genomic insertion by homologous recombination. Methods used to evaluate proper gene insertion, such as Northern and Southern blots, and introduction of mutations by site directed mutagenesis, will be reviewed. - Studies of bacterial gene expression. A number of methods used to detect and quantify changing RNA levels due to external stress will be reviewed. Students will be given a summary of multi-cell techniques, including real-time PCR, serial analy-sis of gene expression (SAGE), and microarray analysis. - Studies of variability in bacterial gene expression at the single cell level, with an emphasis on cell-to-cell variation. Techniques which are capable of counting indi-vidual mRNAs will be evaluated, including fluorescence in situ hybridization (FISH), real-time measurements and single-cell RT-PCR will be reviewed. - Application and analysis of PCR method. This week will involve a wet laboratory experiment. This component will give students hands-on experience in a common molecular biology technique. Over two days (90 min each), students will set up PCR experiments followed with restriction digestion to amplify and verify, respec-tively, a select region of the luciferase gene. - The theory and practice of fluorescence microscopy, as used to test for protein expression and localization. The advantages and challenges of this technique will be reviewed, by examining the use of fluorescent tags, such as Green Fluorescent Protein (GFP). REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Project work (30% of the final grade), take-home exercises (30% of the final grade) and final assign-

82

ment(40% of the final grade). To pass the course, the student is required to: a) execute all three requirements. b) Attend and complete at least 50% of the exercis-es lessons. STUDY MATERIAL: Gene expression levels assessed by oligonucleotide microar-ray analysis and quantitative real-time RT-PCR how well do they correlate?,, Dal-las, P. B., et al (Journal), Single-molecule approaches to stochastic gene expres-sion, Raj, A et al (Journal), Techniques: recombinogenic engineering new options for cloning and manipulating DNA, Muyrers, J. P. P., et al (Journal), mRNA quanti-tation techniques: considerations for experimental design and application, Reue, K (Journal) ADDITIONAL INFORMATION: The course is lectured every year. Course webpage:http://www.cs.tut.fi/~sanchesr/SGN-53806/index.htm Suitable for postgraduate studies

SGN-54006 Introduction to Neuroinformatics, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Marja-Leena Linne

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student can define the term 'neuroinformatics' and can name the different subfields of neuroinformatics. The student can list the main methodology used in neuroinformatics and the main application areas. The student will also be familiar with some of the existing freely available tools commonly used in neuroinformatics and will obtain user experience of at least one tool. The student can also indicate the drawbacks of existing tools and potential future needs for further development of computational and informatics tools in neuroscience. The student is able to write, based on the exercise, a sum-mary about one state-of-the-art methodology or tool developed in the field of neu-roinformatics. CONTENT OF THE COURSE: - Most common concepts and methods applied in neuroinformatics - Most common computational tools used in neuroinformatics REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted final exam or learning diary, participation in demonstrations, exercise work and seminar presen-tation. Graduate students may take the course by fulfilling additional course work. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Marja-Leena Linne (Lecture slides) PREREQUISITES:

FYS-1101 Engineering Physics II Advisable

MAT-01120 Engineering Mathematics B 1 Advisable

MAT-01220 Engineering Mathematics B 2 Advisable

MAT-01320 Engineering Mathematics B 3 Advisable

TIE-22100 Introduction to Databases Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-56006 Laboratory course in Information Technology for Health and Biology, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Andre Sanches Ribeiro

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Assignment 25 h/per +25 h/per +25 h/per +25 h/per

LEARNING OUTCOMES: After this course, the student will be able to: - implement computational methods to solve problems involving measurement data. - perform data acquisition from raw data. - independently search for information and available methods to solve practical problems. - present results, methods and conclusions in written and oral reports. CONTENT OF THE COURSE: - Project 1: Modeling and Simulation of Genetic Circuits. (Mandatory) - Project 2: Physiological signal project (filtering, detection, classification of physio-logical signal). (Mandatory) - Project 3: Cell to Cell Phenotypic Diversity in Escherichia Coli. - Project 4: Analysis of gene expression data from qPCR using a mathematical model. - Project 5: Physiological signal analysis project (pre-processing and analysis in frequency domain, time-frequency representations). - Project 6. Medical image analysis project. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: There are 4 projects. The first two projects are mandatory. Afterwards, the student has to select 2 of the 4 remaining projects. To complete the course, the student is required to perform these projects, and present a written report and an oral presentation. The grade, from 0 to 5, will be the average of the grades of each project. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: A.S. Ribeiro (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic knowledge of biology/systems biology and processing of biological signals are recommended. Skills to use Matlab are required to complete some project works. ADDITIONAL INFORMATION: Course Webpage with additional information: http://www.cs.tut.fi/~sanchesr/SGN-56006/index.htm Suitable for postgraduate studies

SGN-57006 Health Care Processes and Systems, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Ilkka Korhonen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 20 h/per

LEARNING OUTCOMES: This course provides the students a basic understanding how health care systems are organised and funded in Finland and in other coun-tries. It is useful for students who are planning to work in health care domain, espe-cially in health informatics. After this course, student can: - Define what is health, health care and healthcare system. - Knows the history and status of health care systems in Finland, EU and globally. - Understand and can describe health care organization and funding in Finland and describe typical variations in OECD coun-

83

tries - Understand and describe typical health care processes and their manage-ment. - Understands the role of health information systems in the processes of care, in the service integration, and in the evaluation of effectiveness/efficacy. CONTENT OF THE COURSE: - Terminology and concepts: health, health care, health care system, health care process, health care management. - Health care organisation and funding systems. - Health care processes. Primary and secondary care. - Role of information systems in the processes of care, in service integration. Health care process evaluation. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam. Active participation in lectures (80%). Project work. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Lecture notes on Health Care Processes and Systems, Ilkka Korhonen and guest lecturers (Lecture slides) PREREQUISITES:

SGN-57206 Health Information Systems Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured in English. Several lec-tures are provided by vising lecturers. Suitable for postgraduate studies

SGN-57206 Health Information Systems, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Ilkka Korhonen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 12 h/per Assignment 30 h/per

LEARNING OUTCOMES: This course provides the basics of health information systems. After this course, student: - Knows definitions, terminology and basic concepts of health information systems, healthcare information systems, eHealth, and consumer health. History of health information systems. - Understands the specifics of health information and knows the basics of health information models. - Can describe typical eHealth applications and their benefits: hospital information systems, EHR, PHR, ePrescription, telemedicine, mHealth, consumer health infor-matics - Knows the contents and use of electronic patient record and personal health record, and key architectures, and understands the most important interop-erability issues. - Knows key concepts of health informatics assessment and cur-rent evidence base for eHealth benefits. - Can design basic eHealth implementa-tion project and can detect main barriers for eHealth adoption. CONTENT OF THE COURSE: - Terminology and basic concepts of health infor-mation systems, healthcare information systems, eHealth, and consumer health. - Health information models. Specifics of health information. - Typical health information systems: hospital information systems, electronic health record, electronic patient record, telemedicine, ePrescription. - Basics of health information system interoperability. EHR and PHR contents and architectures. - Health informatics assessment and evaluation. - Health information system implementation.

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam, course project and report. Participation in course excursion. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Lecture notes for Health Information Systems, Ilkka Korhonen (Lecture slides) PREREQUISITES:

TIE-02200 Basic course on programming Advisable

TLO-11006 Basics of Information and Knowledge Management Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: For Minor in Health Informatics, it is recommended (but not required) that student has passed course TIE-02200 (Basics of Programming) or OHJ-1150 Ohjelmointi II, or has otherwise acquired similar level knowledge on programming. TLO-11006 Basics of Infor-mation and Knowledge Management is also recommended but not required. This course can be passed without these pre-requisites. ADDITIONAL INFORMATION: This course replaces courses BME-2606 eHealth and BME-2610 Terveydenhuollon tietojärjestelmät (Healthcare Information Sys-tems). The course will be lectured in English. Suitable for postgraduate studies

SGN-57406 Standards, Interoperability and Regulations in Health Informatics, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Ilkka Korhonen, Alpo Värri

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 2 h/week Assignment 40 h/per

LEARNING OUTCOMES: This course introduces student with key principles relat-ed to standards and regulations, which are essential to know while working in the health informatics domain. Health information systems interoperability and key standards will also be studied. Course requires the student to have pre-existing knowledge on basics of health information systems. After having passed this course, the student: - Can define what data security, privacy, and safety. - Knows the central regulations related to health information systems and privacy and secu-rity of health data, and knows how they need to be taken into account in health information system development. - Knows general health informatics standards and interoperability approaches, and can describe how they are applied in practice. - Can apply the most important standards which are widely used in Finland in health information systems in software development - Can assess whether a health infor-mation system is implemented according to regulations and interoperability princi-ples. CONTENT OF THE COURSE: - Health informatics regulations: key international directives, national regulation, self-regulation. - Security, privacy, and data protection. Principles and guidelines for application in health informatics. - Standards and interoperability in health informatics. Key standards: HL7, CDA, etc.

84

- Health information systems conformance assessment. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Lectures, literature, exam and exercise project Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Lecture notes on Standards, Interoperability and Regulations in Health Informatics, N.N. (Lecture slides), Standard documents, ISO/TC215, CEN/TC251, HL7, IEEE 11073, European Commission, FDA (Other online content) PREREQUISITES:

SGN-57206 Health Information Systems Mandatory

TIE-02200 Basic course on programming Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Programming skills are needed to pass the course (e.g. TIE-02200 or equivalent skills). SGN-57206 Health Information Systems may be replaced with old BME-2606 eHealth. ADDITIONAL INFORMATION: The exercise project consists of the programming of a simple application which can send and receive basic patient data from a patient data management system using standard-based messages. Suitable for postgraduate studies

SGN-90006 Signal Processing Doctoral Seminar, 2-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Ioan Tabus, Ari Visa, Karen Eguiazarian, Ulla Ruotsa-lainen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Seminar 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: - Is familiar with a specialized area of signal processing where there is active research worldwide - Is able to critically evaluate the content of a specialized textbook in signal processing area - Acquires practice skills in preparing a presentation directed to a specialist audience - Acquires practice skills in defending his views when subject to criticism from the audience - Acquires prac-tice skills in asking questions during the presentations of scientific topics CONTENT OF THE COURSE: - Seminar topics: signal processing and related topics, with emphasis on algorithms. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

SGN-90206 International Doctoral Seminar in Signal Pro-cessing, 1-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Jaakko Astola, Andre Sanches Ribeiro, Olli Yli-Harja

LEARNING OUTCOMES: After this course, the student will be able to list and summarize state-of-the-art topics on Signal Processing and Computational Sys-tems Biology. Also, students will be able to interpret the results of high level journal publications, classify strengths and weaknesses of the results, and summarize conclusions. CONTENT OF THE COURSE: - Signal Processing- Computational Systems Biolo-gy

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The grade and the number of credits will be determined by the participation of the student in the talks of the invited speakers, as well as reports of these talks including the description of the topic discussed, and an assessment of the conclusions presented. Completion parts must belong to the same implementationADDITIONAL INFORMATION: In this course, the student is intended to attend throughout the year a series of lec-tures and presentations from researchers and professors working in the fields of Signal Processing and Computational Biology. From this course, the student will be able to list and summarize state-of-the-art topics on Signal Processing and Compu-tational Systems Biology. The student will learn state-of-the-art topics on Signal Processing and Computational Systems Biology. Also, students will learn how to interpret results of high level journal publications and summarize conclusions with-in. Suitable for postgraduate studies

SGN-95006 Graduate Seminar on Signal Processing for Sys-tems Biology, 2-6 cr

PERSON RESPONSIBLE: Andre Sanches Ribeiro, Olli Yli-Harja

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: From this course, the student will be able to list and summarize state-of-the-art topics on Signal Processing and Computational Biology approaches in Systems Biology. After the course, the student will be able to: 1) Identify and define techniques used in Systems Biology studies. 2) Interpret the results of high level journal publications in Systems Biology, classify strengths and weaknesses of the results, and summarize conclusions. 3) Apply the knowledge on their works. 4) Compare different methodologies for verifying hypothesis. 5) Inter-pret conclusions of journal articles. 6) Be able to present to a scientific audience the results of a scientific study. Use what was learned from this course in develop-ing their presentations. CONTENT OF THE COURSE: - Signal Processing - Systems Biology- Image Analysis - Computational BiologyREQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Presentation (40% of the final grade). Participation and feedback forms (60%). To pass the course, and obtain 3 credits, the student is required to: a) Attend 5 presentations and deliver a feedback in each. b) Give one presentation. ADDI-TIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic knowledge of biolo-gy/systems biology. SGN-50006 Introduction to Information Technology for Health and Biology. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

85

Systeemitekniikan laitos

ASE-3016 Microactuators and Active Actuator Materials, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Pasi Kallio

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 20 h/per Laboratory work 3 h/per +3 h/per

LEARNING OUTCOMES: After the course, the student is able to - use and imple-ment applications for real-time data acquisition and control using xPC Target envi-ronment - name typical displacement sensors and use laser distance sensors - explain piezoelectric effect and the operation principles of typical piezoelectric actuators, use piezoelectric actuators, analyse the properties of piezoelectric actua-tors, and implement feedback control for piezoelectric actuators - explain shape memory effect and the operation principles of typical shape memory actuators, use shape memory actuators, and analyse their properties using own measurements - explain magnetostrictive effect and the operation principles of magnetostrictive actuators, use magnetostrictive actuators, and analyse their properties using own measurements - recognise different types of electro active polymers and explain their operation principles - explain magnetic shape memory (MSM) effect and the operation principles of MSM actuators - explain the operation principles magne-torheological fluids - report own measurement results in a technical writing style CONTENT OF THE COURSE: - Piezoelectric actuators: effect, design, actuator types, figures of merit. Control aspects of piezoelectric actuators - Shape memory actuators: effect, design, actuator types, figures of merit. - Electroactive polymer actuators: effect, design, actuator types, figures of merit. - Magnetostrictive actuators: effect, design, actuator types, figures of merit. - Magnetorheological actuators: effect, design, actuator types, figures of merit .- Matlab's xPC Target as a data acquisition and control platform. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted laboratory exer-cises (2) and an accepted project work. Attendance at six or more 2 h lectures. Passed quizes. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Emerging Actuator Technologies: a Micromechatronic Ap-proach, Jose L. Pons (Book) PREREQUISITES:

ASE-2310 Introduction to Microsystem Technology Mandatory 1

ASE-2316 Introduction to Microsystem Technology Mandatory 1

1 . One of the courses is obligatory. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-3036 Microsensors, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jukka Lekkala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 14 h/per +10 h/per Excercises 4 h/per +8 h/per Laboratory work

3 h/per +3 h/per

Seminar 8 h/per

LEARNING OUTCOMES: After having passed the study module the student will understand the physical operating principles of micro sensors. He/she can classify the micro sensors and present them in a consistent way as energy converters. He knows several manufacturing methods of micro sensors and processes. The stu-dent is able to give examples of different micro sensor structures and is able to understand and analyse measurement connections and amplifiers that have been used with them. The student can model and simulate the function of simple micro sensors. He understands the limitations of the modelling. The student can list dif-ferent micro sensors and of their application areas. The student understands the terms which are related to the encapsulation of micro sensors. CONTENT OF THE COURSE: - Principles and classification of sensors, different signal energies, integrated sensors, design principles of microsensors. - Sensor materials, sensor fabrication technologies, thin and thick film manufactur-ing methods, silicon processing techniques, principles of photolithography, silicon micromechanics, encapsulation of microsensors. - Temperature sensors, Seebeck's phenomenon in metals and semiconductors, thermistors, diode and transistor as temperature sensor, radiation sensors, photo-resistor, photodiode, pyroelectric sensors, pressure sensors. - Inertia sensors, acceleration sensors, gyro, flow sensors, magnetic sensors(Hall-sensor, magneto-resistive sensor), chemical sensors, ioniselective sensors, gas sensors. - Encapsulation and packaging of microsensors, applications of microsensors, examples of commercial sensors. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed exercises, labora-tory works, seminar presentation, report and examination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Microsensors - Principles and Applications , Julian W. Gardner (Book), Microsensors, Jukka Lekkala (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-3056 Design of Microsensors, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jukka Lekkala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After having passed the study module the student will understand the designing and modelling principles of micro and MEMS sensors. He/she knows the manufacturing methods and processes of micro sensors in gen-eral terms and can use this information in the designing. He/she knows the most general modelling ways and can adapt them. He/she can use the different model-

86

ling and simulation programs. The student can list the examples of the different micro computer sensors, their designing principles and of application areas. CONTENT OF THE COURSE: - Micro and MEMS structures, design and modeling principles, modeling and simulation methods of sensors - Silicon and quartz as sensor materials, special cases of manufacturing and pro-cessing methods - Lumped element model, energy methods, two-port theory, dynamical models, elastic structures - Electric, thermal and magnetic excitation, measurement methods, read-out eletronics, and noise. - Examples of sensors, piezoresistive pressure sensor, capacitive acceleration sensor, piezoelectric gyroscope, resistive gas sensor REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed exercises, labora-tory works and examination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Microsystem Design, Stephen D. Senturia (Book), Design of Microsensors, Jukka Lekkala (Lecture slides) PREREQUISITES:

ASE-3036 Microsensors Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-3076 Microfluidics, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Pasi Kallio

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 4 h/week +6 h/week Laboratory work 3 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: After the course, the student is able to - name and ana-lyse the effects of scaling in microfluidics - name the most important applications of microfluidics - name the strengths and limitations of microfluidics - explain function principles of the following microfluidic components: micropumps, microvalves, mi-cromixers - name the most important fabrication principles used for manufacturing microfluidic structures and name their strengths, weaknesses and main areas of use - explain the operation principles of polymer microfabrication principles - ex-plain and analyze the main principles of liquid plug flows - fabricate microfluidic structures using PDMS - model microfluidic structures using finite element model-ing approach CONTENT OF THE COURSE: - scaling effect in microfluidics - application of microfluidic components - function principles of microfluidic components: micropumps, microvalves, micro-mixers - plug flow - fabrication of microfluidic components in polymer REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - to finish all given exercis-es - to pass the exam Completion parts must belong to the same implementation

STUDY MATERIAL: Fundamentals and Applications of Microfluidics, Nguyen, Nam-Trung Wereley, Steve (Book), Microfluidics for Biotechnology, Jean Berthier and Pascal Silberzan (Book) PREREQUISITES:

ASE-2310 Introduction to Microsystem Technology Mandatory 1

ASE-2316 Introduction to Microsystem Technology Mandatory 1

1 . One of the courses is obligatory. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-5010 Kehittyneet datan mallinnus- ja analysointimene-telmät, 5 op

Advanced Methods of Data-driven Modelling and Analysis, 5 cr

VASTUUHENKILÖ: Hannu Koivisto

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakso antaa syvällisen käsityksen data-analyysimenetelmistä, niitten keskinäisistä suhteista ja mallinnusmenetelmän va-linnasta. Osaa (arvosana 3/5): 1. Ratkaista annetusta datasta monimuuttujaisen normaalijakauman parametrit ja arvioida satunnaisvektorin dimensioreduktion mahdollisuuksia. 2. Muodostaa normaalijakautuneen satunnaisvektorin lineaari-muunnoksen jakaumia. 3. Vertailla mallirakenteiden sopivuutta datan sisältämän informaation kuvaamiseksi. 4. Muodostaa lineaarisia ja epälineaarisia malleja ja tarkastella niiden parametrien ja ennusteuiden epävarmuuksia bayesilaisittain. 5. Soveltaa sumeita malleja. Arvosana (1/5): neljä tavoitteista täyttyy. SISÄLTÖ: - Informaatio: ennusteen epävarmuuden lähteet ja käsittely. - Monimuuttujaisen normaalijakauman ominaisuudet. Bayesilainen lineaarinen (kantafunktio)regressio. - Mallin rakenteen valinta. - Bayesilainen MLP. - Sumeat mallit. SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti. Tietokoneharjoitukset ja laskuharjoituk-set/kotitehtävät. OPPIMATERIAALI: (Luentokalvot), (Muu kirjallisuus) ESITIEDOT:

ASE-2110 Systeemit ja säätö Suositeltava

ASE-2150 Systeemimallit ja niiden identifiointi Suositeltava

ASE-2510 Johdatus systeemien analysointiin Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-5016 Advanced Methods of Data-driven Modelling and Analysis, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Hannu Koivisto

87

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The topic of the course is on advanced methodologies for data analysis, modeling and classification. 1. Multinomial Gaussian distributions and dimension reduction. Linear transformations of distributions. Parameter estima-tion. 2. Data-analysis and and model structure selection methodologies. 3. Linear and nonlinear model and classifier identification. Bayesian evaluation approach 4. Fuzzy techniques REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam. Homework exercis-es and computer exercises. PREREQUISITES:

ASE-2510 Introduction to Systems Analysis Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Prerequisites are cours-es given in Finnish. For this course it is sufficient to know the background in model-ing and probability from any suitable course. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-5030 Optimaalinen mallipohjainen estimointi ja ennus-taminen, 7 op

Optimal Estimation and Prediction Based on Mod-els, 7 cr

VASTUUHENKILÖ: Risto Ritala, Robert Piche

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakso esittää stokastisen järjestelmän tilainformaa-tion kuvailumenetelmät ja kuvauksen päivityksen mittaustiedon perusteella. Staatti-set, diskreettiajan ja jatkuvan ajan järjestelmät. Osaa (arvosana (3/5) 1. Muodostaa normaalijakaumalla kuvatun järjestelmän tilan estimaatin ja estimaattiepävarmuu-den, kun järjestelmän tilasta saadaan osittaista/epävarmaa mittaustietoa. 2. Esittää yleisen Markov-prosessien rekursiivisen estimoinnin/informaation päivityksen peri-aatteen; bayes-suotimen periaate. 3. Laatia Kalman-suodattimen annetulle lineaa-risen diskreetin ajan tilamalliille. 4. Laatia Kalman-suodattimen lineaariselle stokas-tiselle differentialaiyhtälölle, kun mittaukset tehdään hetkittäin epäsäännöllisin vä-liajoin. 5. Laatia lineaarisen staattisen (kantafunktio)mallin (esim. anturin kalibrointi-käyrä) dynaamisen validointialgoritmin. Arvosana (1/5): vähintään neljä tavoitetta täyttyy. SISÄLTÖ: - Normaalijakauma ja siitä johdetut ehdolliset jakaumat. - Markov-ominaisuus ja siitä seuraava mittaushistorian tiivistävä tilainformaation rekursiivinen päivitys. Bayes-suodatus. - Lineaarisen tilamallin Kalman-suodatus. - Lineaarisen stokastisen differentiaaliyhtälön ratkaisu: tilan todennäköisyystihey-den dynamiikka.

- Lineaarisen staattisen (kantafunktio)mallin parametrien Kalman-suodatus; mallin dynaaminen validointi. SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti. Tietokoneharjoitukset ja laskuharjoitukset /kotilaskut. OPPIMATERIAALI: (Muu kirjallisuus) ESITIEDOT:

ASE-2110 Systeemit ja säätö Suositeltava

ASE-2150 Systeemimallit ja niiden identifiointi Suositeltava

ASE-2510 Johdatus systeemien analysointiin Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-5036 Optimal Estimation and Prediction Based on Mod-els, 7 cr

PERSON RESPONSIBLE: Risto Ritala, Robert Piche

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: This course presents the methods to describe state information of a stochastic system and methods to update this information based on uncertain measurement data. Static and dynamic (both discrete and continuous time) systems. Student is capable of (grade (3/5) 1. To form the state estimate and estimate uncertainty for a system described with linear Gaussian model based on uncertain/incomplete data about state. 2. To present the principle of updating state information recursively for a Markov process; the principle of Bayes filter. 3. To construct a Kalman filer for linear Gaussian discrete time system. 4. To construct a Kalman filter for continuous time linear-Gaussian system, the state being measured at irregular intervals. 5. To construct dynamic validation algorithm for a linear static base function model (e.g. the calibration curve of a sensor). Grade (1/5): at least four of the goals achieved. CONTENT OF THE COURSE: - Gaussian distribution and conditional distributions derived from it. - Markov property and the resulting principle of updating state information recur-sively. Bayes filter. - Kalman filter for linear-Gaussian system. - Solution of a linear stochastic differential equation; the dynamics of the state information. - Kalman filtering of parameters of static linear (base function) model; dynamic model validation. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam. Homework exercis-es and computer exercises. STUDY MATERIAL: Measurement Information Theory (manuscript), Risto Ritala (Other literature) PREREQUISITES:

ASE-2510 Introduction to Systems Analysis Advisable

88

ASE-5016 Advanced Methods of Data-driven Modelling and Analysis Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Prerequisites are cours-es given in Finnish. Thus for this course it is sufficient to know the background in modeling and probability from any suitable course. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-5050 Optimoiva ja robusti säätö Matlabilla, 8 op

Optimal and Robust Control with Matlab, 8 cr VASTUUHENKILÖ: Terho Jussila, Risto Ritala, Robert Piche

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +3 h/vko Harjoitustyöt 6 h/per +6 h/per Laboratoriotyö 0 h/vko +3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Matlab mallinnuksen, simuloinnin ja muun analyysin työ-kaluna. Säätötehtävä optimointitehtävänä. Optimoinnin tavoitteiden määrittelemi-nen. Säädön suunnittelu: käsitteet, perusajatukset ja proseduurit sekä näiden to-teuttaminen Matlabilla. Deterministisen epävarmuuden vaikutus stabiiliuteen. Sa-tunnaisuuden (tilastollisen epävarmuuden) vaikutus lineaarisissa systeemeissä (neliöllinen tavoitefunktio). Mittausjärjestelmän suunnittelusta ja sen operoinnin optimoinnista. Laskennan luotettavuuden parantaminen. Osaa (3/5): 1. Valita sopi-va simulointitapa tai muu analysointitapa ja käyttää sitä kriittisesti. 2. Määritellä säätötehtävän optimointitehtävänä. 3. Tunnistaa lineaarisen järjestelmän säätöteh-tävän tila- ja polynomiesityksissä dynaamisen optimointitehtävän ratkaisumenetel-mät. 4. Suunnitella Matlabin Control Toolboxilla optimaalisia säätöratkaisuja. 5. Tunnistaa stokastisuuden ja epävarman mittaustiedon vaikutuksen optimaaliseen säätöön lineaarisissa ja muissa järjestelmissä. 6. Arvioida säätöratkaisun stabiiliu-den pysyvyyttä. Arvosana (1/5): neljä tavoitteista toteutuu. SISÄLTÖ: - Matlabin ja sen toolboxien simulointityökalut. - Matlab ja Control System Toolbox tehokkaan mallinnuksen työkaluina. - MIMO-systeemien LTI-mallien perusanalyysi ja -konversiot. - Deterministisen säätötehtävän määrittely optimointitehtävänä. Deterministisen lineaarisen järjestelmän optimoiva säätö. - Robusti stabiilius: klassisten tunnuslukujen yleistyksiä ja strukturoimattoman epä-varmuuden analyysi. - Stokastisen lineaaris-kvadraattis-gaussisen (LQG) systeemin optimoiva säätö - Laskennan luotettavuuden parantaminen. SUORITUSVAATIMUKSET: Perinteinen tentti yhdessä tai useammassa osassa (3-4h), tietokonetentti (3h), 6 kahden tunnin PC-työtä ja max kolmen tunnin LAB-työ. Opintojakson lopussa on seminaareja. Seminaarin aktiivisen osallistujan ei tarvitse tenttiä (kuuntelemansa) seminaarin aihetta. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Nomen Nescio (Kirja), Luennoitsija (Opintomoniste) ESITIEDOT:

ASE-1230 Systeemitekniikan perusteet 2 Pakollinen 1

ASE-1250 Järjestelmien ohjaus Pakollinen 1

ASE-2110 Systeemit ja säätö Suositeltava

ASE-2150 Systeemimallit ja niiden identifiointi Suositeltava

ASE-2510 Johdatus systeemien analysointiin Suositeltava

ASE-5010 Kehittyneet datan mallinnus- ja analysointimene-telmät

Suositeltava

ASE-5030 Optimaalinen mallipohjainen estimointi ja ennusta-minen

Suositeltava

1 . Joko ASE-1230 tai ASE-1250 tarvitaan esitiedoksi, jos opiskelijalla ei ole muu-ten niiden tarjoamaa osaamispohjaa. TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Ennen opintojakson alkua tarjolla on ylimää-rinen luento/harjoitus diskreettiaikaisten mallien muodostamisesta: katso toteutus-kerran POP-tapahtumalista. LISÄTIEDOT: Luennoidaan joka toinen vuosi. Luennoidaan lukuvuonna 2013-2014. Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-5056 Optimal and Robust Control with Matlab, 8 cr PERSON RESPONSIBLE: Terho Jussila, Risto Ritala, Robert Piche

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 3 h/week +3 h/week Assignment 6 h/per +6 h/per Laboratory work

0 h/week +3 h/week

LEARNING OUTCOMES: After the course the student should be able to use Matlab, Simulink, Control System Toolbox and Symbolic Toolbox to design a H2/LQ (Linear Quadratic) and LQG (LQ Gaussian) control law for a LTI (Linear Time-Invariant) state space system, analyze robust stability of the overall system in both classical and modern ways; can propose implementations; can use Matlab and the toolboxes for both time domain modeling, simulation and various other analyses of various MIMO LTI systems, including nominal and robustness anal-yses; knows several quadratic performance indices and their properties; under-stands special features and challenges of MIMO control design; can use both state space and transfer function models in an appropriate way and make conversions between model types; can create simple Matlab tools when Toolboxes are not providing suitable ones. CONTENT OF THE COURSE: - Time domain simulation of various model types with Simulink, Control System Toolbox and tools of the core Matlab. - Matlab and Control System Toolbox for effective modelling: equilibriums, lineari-zation, least squares, model reduction, model type conversions, building models from sub-system models. - Basics of Linear Time Invariant models of MIMO systems: example responses, stability, controllability, observability, transfer function matrix, frequency response.

89

- Quadratic performance indices and signal norms, even for time-delay systems and including time-weighting. Linear Quadratic deterministic state-feedback control and quadratic optimal parametric control. - Classical and modern studies of robust stability: stability margins for MIMO sys-tems and studies of unstructured uncertainty. - Vector random processess in time and frequency domain. Identification, spectral factorization. Mean and variance calculus, variance minimization. Stochastic regu-lator, Kalman filtering, LQG control. - Improving reliability of the computations. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Written exam (or a set of written sub-exams) plus a PC Exam plus 6 PC sessions (each of 120 minutes) plus a practical LAB of 2-3 hours. In the last weeks of the course there are seminars to reduce the exams: An active participator of any seminar can skip exam questions on the seminar topic. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Nomen Nescio (Book), Lecturer (Summary of lectures) PREREQUISITES:

ASE-1130 Automation Mandatory 1

ASE-1230 Basic Course in Systems Technology 2 Mandatory 1

ASE-1250 Control of Dynamic Systems Mandatory 1

ASE-1256 Introduction to Control and Automation Mandatory 1

ASE-1257 Introduction to Control Mandatory 1

1 . One of the ASE courses 1230, 1250, 1256, 1257 is necessary if the student is not mastering the content of such a course otherwise. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: An extra supporting session on discrete-time models is available a day before the course start: see POP events of the course implementation. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-7410 Kuvaan perustuvat mittaukset, 5 op

Measurements Based on Digital Image, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Heimo Ihalainen, Risto Ritala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 3 h/vko +3 h/vko Harjoitustyöt 3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa kuvaan perustuvan mittauksen perusteet; järjestelmäkomponentit, laskennallisten menetelmien ytimen sekä järjestelmän suunnittelun perusteet. Osaa (3/5) 1.tunnistaa kameraan perus-tuvan mittausjärjestelmän peruskäsitteet, komponentit ja rakenteet 2.kuvankäsittelyn ja kuva-analyysin perusteet 3.soveltaa numeerisin analyysin menetelmiä kuville 4. suunnitella yksinkertaisen kuvaan perustuvan mittausjärjes-telmän Arvosana (1/5): vähintään kolme oppimistavoitetta täyttyy SISÄLTÖ: - Kameraan perustuvan mittauksen perusteet

- Kuvankäsittelyn perusteet - Kuva-analyysin perusteet, segmentointi, reunan- ja kulman haku, orientaatio ja mittakaava - Kuvaan perustuvan mittausjärjestelmän suunnittelu SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitukset ja harjoitustyö. Numeerisen arvosanan saamiseksi lisäksi tentti. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-7450 Akustiikan perusteet, 4 op

Basic Course in Acoustics , 4 cr VASTUUHENKILÖ: Panu Maijala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Harjoitukset 1 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija tuntee kurssin jälkeen akustiikan osa-alueet ja akustiikkaan liittyvät fysikaaliset ilmiöt sekä peruskäsitteistön. Kurssilla saadaan monipuolinen katsaus niin teknisten, kuin biotieteiden osalta äänen olemukseen ja opitaan laskemalla ratkaisemaan erilaisia akustiikan ongelmia. SISÄLTÖ: - Ääneen liittyvät fysikaaliset ilmiöt ja peruskäsitteistö. - Kuuloaistin fysiologiaa: toiminta ja äänen havaitseminen. Psykoakustiikkaa. - Musiikki- ja puheakustiikka. - Sähköakustiikkaa, kaiuttimien, kuulokkeiden ja mikrofonien peruskonstruktiot ja toimintaperiaatteet. - Kone-, rakennus- ja huoneakustiikan perusteita. Huoneakustiikan pääkäsitteet, salien ja pienten tilojen akustiset olosuhteet, puheakustiikka. SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: The Science of Sound, Rossing, Moore & Wheeler (Kirja), Akustiikan perusteet, P. Maijala (Luentokalvot) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-7460 Akustiikan mittaukset, 4 op

Measurements in Acoustics, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Panu Maijala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 1 h/vko Laboratoriotyö 5 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Oppia teoriassa ja käytännössä akustiikan perusmittauk-set, niiden rajoitukset ja tulosten tulkintaa. Antaa valmiudet tehdä myös haasteelli-sempia akustiikan mittauksia, perehtyä syvällisemmin alan kirjallisuuteen ja sovel-taa tietoa käytäntöön kahden harjoitustyön kautta. Syventää kurssin ASE-7450, Akustiikan perusteet, akustiikan eri osa-alueiden tietämystä. SISÄLTÖ: - Värähtelymekaniikan ja akustiikan matemaattiset ja fysikaaliset perus-teet: äänilähteet, säteily ja leviäminen. - Akustiikan signaalianalyysi.

90

- Akustiikan ja värähtelymekaniikan perusmittaukset ja erikoismenetelmät. Mittaus-ten rajoitukset ja vaikutukset tulosten tulkintaan. - Uudet kehittyneet analyysimenetelmät. - Erikoismittalaitteita ja standardeja. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laboratorioharjoitukset. Laa-jempi harjoitustyö määrittää arvosanan Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Akustiikan mittaukset, P. Maijala (Kirja), Akustiikan mittaukset, P. Maijala (Luentokalvot) ESITIEDOT:

ASE-2510 Johdatus systeemien analysointiin Suositeltava

ASE-7450 Akustiikan perusteet Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: ASE-7450 Akustiikan perusteet on suoritet-tavissa samanaikaisesti. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-7516 Dynamic Planning with Incomplete Information, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Risto Ritala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 10 h/per +15 h/per

LEARNING OUTCOMES: This course expresses the planning problem as discrete-time dynamic programming with both action and information channel degrees of freedom. Problems studied include both discrete state and continuous state sys-tems. Is capable (grade 3/5) 1. To formulate the control of the system and the se-lection of the information channels as a partially observable Markov decision pro-cess (POMDP) problem. 2. To produce approximate solutions to POMDP problems and to assess their suboptimality. 3. To explain the opportunities of approximate dynamic programming with POMDPs when system models are uncertain. CONTENT OF THE COURSE: - Concurrent planning action on system and selec-tion of information channels. - Partially observable Markov decision process (POMDP). - Solving dynamic programming problem for linear-quadratic-Gaussian POMDP. - Solving dynamic programming problem for discrete state POMDP - Dealing with model uncertainties by applying approximated dynamic programming methods. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and exercise work. STUDY MATERIAL: (Lecture slides) PREREQUISITES:

ASE-5030 Optimal Estimation and Prediction Based on Models Advisable 1

ASE-5036 Optimal Estimation and Prediction Based on Models Advisable 1

ASE-5050 Optimal and Robust Control with Matlab Advisable 2

ASE-5056 Optimal and Robust Control with Matlab Advisable 2

1 . Alternative options. 2 . Alternative options. ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured in every second year. Suitable for postgraduate studies

ASE-7610 Automaation turvallisuus, 5 op

Dependable Industrial Control Systems, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Hannu Koivisto, Jari Seppälä

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 2 h/vko +2 h/vko Verkkotyöskentely 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa toteuttaa yksinkertaisen automaatiojärjes-telmän riskianalyysin tietoturvan ja toiminnallisen turvallisuuden aihepiiristä. Opis-kelija ymmärtää miten eri osa-alueet liittyvät toisiinsa ja miten yrityksissä asioita hoidetaan käytännössä. Opiskelija osaa analysoida ja parantaa tehtyjä riskianalyy-sejä oppimansa pohjalta. SISÄLTÖ: - Automaation turvallisuus kokonaisuutena, johon sisältyy 1. riskianalyysi 2. tietoturva 3. toiminnallinen turvallisuus SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu ryhmäharjoitustyö sekä vapaa-ehtoinen tentti. Luentoläsnäolo 75%. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Risks in Technological Systems , Grimvall, G.; Holmgren, Å.; Jacobsson, P.; Thedéen, T. (Eds.) (Kirja), Secrets & Lies, Digital Security in a Net-worked World , Bruce Schneier (Kirja), Teollisuusautomaation tietoliikenne - turva-väylät , Useita kirjoittajia (Kirja), Teollisuusautomaation tietoturva - verkottumisen riskit , Useita kirjoittajia (Kirja) ESITIEDOT:

ASE-6010 Tietoverkkopohjainen automaatio Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Tai esitietokursseja vastaavat tiedot. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-7716 Predictive and Fuzzy Control, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Hannu Koivisto LEARNING OUTCOMES: The course considers two widely used modern control methodologies: model predictive control and fuzzy control. CONTENT OF THE COURSE: - General understanding of model predictive control and fuzzy control. - Benefits and disadvantages of these frameworks. - Capability to use these methods with Matlab/Simulink environment. - Capability to analyze possible applicability to real industrial processes. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam. PC and computing exercises. ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured in every second year. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

91

ASE-7726 System Identification, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Matti Vilkko

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 10 h/per +10 h/per

LEARNING OUTCOMES: The objective is to provide basic theoretical and practical knowledge to student so that he can understand and apply the most important system identification methods. CONTENT OF THE COURSE: - Models and systems - impulse response - fre-quency response - spectrum - linear time invariant systems, model structures - noise model - Methods: - non-parametric time and frequency domain methods - parameter esti-mation methods, residual, LR, LSE - parameter computation, iterative methods - recursive estimation identification objective - model structure selection – validation - Identification tool usage: - process of identification - Matlab System Identification Toolbox - model comparison in time and frequency domain, residual analysis REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: A Computer Examination with Matlab and System Identification Toolbox. STUDY MATERIAL: System Identification, Theory for the User, Lennart Ljung (Book) ADDITIONAL INFORMATION: The course is accepted as a post graduate course if the grade is at least 3. Recommended for IV-V year. The only implementation will be 2013-2014. Suitable for postgraduate studies

ASE-7816 Biosensors, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jukka Lekkala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 1 h/week +2 h/week Laboratory work

3 h/per

LEARNING OUTCOMES: After having passed the study module the student will understand the physical operating principles of biosensors. He/she knows the basic terms and definitions. He/she understand the biology of the sensing elements and specific molecular recognition principles. The student is able to give examples of different biosensor structures and is able to understand and analyse measurement connections and amplifiers that have been used with them. The student can model and simulate the function of simple biosensors. He/she understands the limitations of the sensors. The student can list different biosensors and of their application areas. CONTENT OF THE COURSE: - History of biosensor development, applications and requirements of biosensors. - Principles of molecular recognition, structure of enzyme and antibody, im-munosensors, modeling of reactions, immobilization techniques.

- Detection methods, electrodes, ISFET, optical sensors, Surface Plasmon Reso-nance (SPR) sensor, piezoelectric resonators and thermal sensors. - Miniaturization, biocompatibility, microanalyzers and BioMEMS structures. - Examples of commercial biosensors. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed exercises, labora-tory work and examination. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Biomolecular sensors, Gizeli and Lowe (Book), Engineering Biosensors - Kinetics and Design Applications, Ajit Sadana (Book), iosensors, Jukka Lekkala (Lecture slides) PREREQUISITES:

ASE-3036 Microsensors Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Chemistry and biochem-istry studies help understanding the biological part of biosensors. The english courses are for international students. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

ASE-7836 Optical Methods in Bioanalytics, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Juhani Soini LEARNING OUTCOMES: After completing the course the student understands the methodological principles and the function of measurement devices used in bioana-lytical research. CONTENT OF THE COURSE: - Photo detectors and optical components and measurement electronics. - Absorption spectra and spectrophotometry. - Luminesence, fluoresence, phosphoresence, excitation and emission spectra and measurement methods. - Microscopy, transmission and fluorescence microscopy. Sample labelling and other methods for contrast enhancement. - Confocal and multiphoton microscopy, flow cytometry, electrophoresis, microarray methods and sequencing. Optical in vivo imaging. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Examination and seminar presentation. PREREQUISITES:

ASE-7816 Biosensors Advisable

FYS-1400 Optics Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured in every second year. Suitable for postgraduate studies. Will not be lectured year 2013-2014

ASE-8010 Systeemitekniikan erityiskysymyksiä , 1-10 op

Advanced Topics in Automation Science and En-gineering, 1-10 cr

VASTUUHENKILÖ: Jukka Lekkala OSAAMISTAVOITTEET: Tieteellisen pätevyyden kehittäminen jatko-opinnoiksi soveltuviin systeemitekniikan aiheisiin perehtymällä. Kirjallisten ja suullisten esitys-

92

taitojen kehittäminen. Opintojakson suoritettuaan opiskelija hallitsee käsitellyn systeemitekniikan osa-alueen. SISÄLTÖ: - Systeemitekniikkaan liittyviin erityisaiheisiin perehtyminen joko itsenäi-sesti tai seminaarityöskentelyn avulla. Kurssin sisältö ja opintopistemäärä vaihtele-vat toteutuskerroittain. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu seminaari tai tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

ASE-8016 Advanced Topics in Automation Science and En-gineering , 1-10 cr

PERSON RESPONSIBLE: Jukka Lekkala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The student will develop his/her scientific competence by deepening his/her knowledge in postgraduate topics in automation science and engineering. The student will develop his/her oral presentation and writing skills. CONTENT OF THE COURSE: - Reading up on postgraduate topics in automation science and engineering either independently or in seminars. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Seminar or exam. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Academic year 2013-2014: Special course on In-strumentation in Clinical Chemistry, 5 cr. Suitable for postgraduate studies

ASE-99901 Kirjallisuus, 1-10 op

Literature, 1-10 cr VASTUUHENKILÖ: Jukka Lekkala SUORITUSVAATIMUKSET: Jatko-opiskelijan henkilökohtainen kirjallisuusopinto-suoritus. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

ASE-99906 Literature, 1-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Jukka Lekkala REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Postgraduate literature examination. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

93

Sähkövoimatekniikan laitos

DEE-14100 Sähkötiede, 5 op

Advanced Electromagnetics, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Lauri Kettunen OSAAMISTAVOITTEET: Vaihtuva-aiheinen seminaari sähkömagnetiikan joltain osa-alueelta. Järjestetään tarvittaessa. Suoritusvaatimuksena osallistuminen semi-naareihin, seminaariesitykset ja/tai kirjallinen tentti. SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen seminaareihin sekä hyväksytty tentti. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

DEE-24126 Flexible Transmission Systems, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Enrique Acha

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 21 h/per Excercises 14 h/per Assignment 40 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student having taken the course are expected to have a solid understanding of the FACTS and HVDC technology; the way modern power electronics valves, converter topologies and control is benefitting the transmission part of the high-voltage, high-power electrical grid; the way in which power system application tools are modified to assess the FACTS technology in network-wide studies and the scope that the FACTS technology has in improving the security of transmission with higher through-puts and with minimum investment CONTENT OF THE COURSE: - Week 1: An overview of the FACTS and VSC-HVDC transmission philosophies. A review of the main FACTS and VSC-HVDC installations in the world - Week 2: Power transmission equipment with conventional thyristor valves (SVC and TCSC) and HVDC links - Week 3: FACTS equipment with IGBT valves (STATCOM, UPFC, VSC-HVDC) - Week 4: Modelling of selected FACTS equipment in power flows; assessing their impact on network-wide applications, using power flows - Week 5: Modelling of VSC-HVDC transmission systems in power flows; assessing their impact on network-wide applications, using power flows - Week 6: Optimal Power Flows (OPF) using Newton'’s method; representation of selected FACTS and VSC-HVDC equipment in OPF; Assessing their impact on network-wide applications, using OPF - Week 7: Electromagnetic transients in power systems: representation of FACTS and VSC-HVDC equipment in electromagnetic transient programs and test cases using PSCAD/EMTDC REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: To attend the lectures, to pass the one final exam and to submit all the assignments STUDY MATERIAL: FACTS: Modelling and simulation in power systems, E. Acha, C.R. Fuerte-Esquivel, H. Ambriz-Perez and C. Angeles-Camacho (Book), Enrique Acha (Lecture slides) PREREQUISITES:

DEE-24106 Electric Power Systems Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

DEE-24136 Distributed Energy Resources in Electricity Net-works, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Sami Repo

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 0 h/per +14 h/per Assignment 0 h/per +6 h/per

LEARNING OUTCOMES: After taken the course student may recognize the most important interconnection principles and technologies of distributed generation (DG) and other distributed energy resources (DERs) like demand side manage-ment (DSM) and energy storage. In addition student may explain the main points of network connection technologies from resource and network viewpoints. Student may also analyse and simulate with steady-state simulation tools the interconnec-tion affects of distributed energy resources in electric distribution network planning and operation tasks. CONTENT OF THE COURSE: - Network interconnection of DER: - DG connection - Principles of DSM - Wind farm connection (AC) - Requirements of wind power plant - Impacts of DG on fault currents: - DG contribution on fault currents - Impacts on feeder protection - DG unit and loss-of-mains protection - Safety risks - Impacts of DG on voltage: - Voltage rise effect - DG impact on power quality - Methods for voltage management - Voltage control with DG - Impacts of DG on reliability: - DER reliability impacts on distribution network - Islanding and intended island operation - Distribution network planning: - Impacts of DG in general - Network long-term planning when utilizing DERs - HV and MV network connection planning principles and methods - Impacts of renewable energy sources (RESs) on power system: - Variations of RES - Importance of RES forecasting - Integration of DER into distribution network management: - Fault management when network has DER - Network congestion management when network has DER - Utilization of DR REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and computer simu-lation assignments. STUDY MATERIAL: Integration of distributed generation in the power system, M. Bollen and F. Hassan (Book), Sami Repo (Lecture slides) PREREQUISITES:

DEE-23106 Fundamentals of Electrical and Power Engineering Advisable 1

DEE-24106 Electric Power Systems Advisable 2

DEE-23116 Introduction to Smart Grids Advisable

DEE-24116 Distribution Automation Advisable

DEE-53106 Introduction to Renewable Energy Sources Advisable

94

DEE-53116 Solar Power Systems Advisable

DEE-54106 Wind Power Systems Advisable

1 . DEE-23010 Sähköverkkotekniikk 2 . DEE-24000 Sähköverkkojen mallintaminen ja analyysi DEE-24010 Sähkövoima-järjestelmän säätö ja käyttö ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

DEE-25526 New Applications in Electrical Energy Engineering, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Seppo Valkealahti LEARNING OUTCOMES: Students having taken the course are able to provide a general overview on the application area and on technologies related to the cource and their implementation to utilise them in practice. Students can apply and ana-lyze basic solutions and principles of the applications after completing the course. Student can evaluate the importance and feasibility of the applications for the field of electrical energy engineering. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Requirements for complet-ing the course are principally based on the content of lectures and exercises. Also a practical work, seminar work or some coresponding study work can be part of the requirements. Requirements for completing the course will be informed more close-ly before each implementation. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic knowledge in electrical engineering and, for example, a major or at least a minor in electrical energy engineering or corresponding knowledge is recommended as prerequisite knowledge. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

DEE-26006 Post-Graduate Course in Power Engineering, 3-8 cr

PERSON RESPONSIBLE: Seppo Valkealahti LEARNING OUTCOMES: Students having taken the course are able to provide a general overview on the application area and on technologies related to the cource and their implementation to utilise them in practice. Students can apply and ana-lyze basic solutions and principles of the applications after completing the course. Student can evaluate the importance and feasibility of the applications for the field of electrical energy engineering. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Requirements for complet-ing the course are principally based on the content of lectures and exercises. Also a practical work, seminar work or some coresponding study work can be part of the requirements. Requirements for completing the course will be informed more closed before each implementation. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic knowledge in electrical engineering and, for example, a major or at least a minor in electrical

energy engineering or corresponding knowledge is recommended as prerequisite knowledge. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

DEE-34010 Sähkökäyttöjen mallintaminen, 5 op

Modelling of Electrical Drives, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Mika Salo

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 6 h/per Harjoitustyöt 8 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa mallintaa kol-mivaihejärjestelmiä avaruusvektoriteorian avulla, osaa muodostaa yleisimpien moottorien ja suuntaajien dynaamiset mallit ja analysoida moottorien ja suuntaajien toimintaa dynaamisten mallien avulla. Lisäksi opiskelija osaa muodostaa simuloin-timallin dynaamisten mallien pohjalta. SISÄLTÖ: - Tyypillisimpien sähkökäyttöjen mallintaminen. - Kolmivaihejärjestelmien mallintaminen avaruusvektoriteorian avulla. - Pulssinleveysmoduloitujen tasa- ja vaihtosuuntaajien mallintaminen. - Tasavirtakoneen, oikosulkumoottorin ja tahtikoneen dynaamiset mallit. - Sähkökäyttöjen Simulink-mallintaminen ja simulointi. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä sekä hyväksytysti suoritettu harjoitustyö. Opintojakso sisältää myös kol-me pakollista PC-harjoitusta. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Advanced Electric Drives, Mohan, N. (Kirja), Luentomoniste, Salo, M. (Opintomoniste) ESITIEDOT:

DEE-33030 Sähkömoottorikäytöt Suositeltava

DEE-34000 Taajuudenmuuttajat Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

DEE-34020 Sähkökäyttöjen ohjaustekniikka, 5 op

Control of Electrical Drives, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Mika Salo, Heikki Tuusa

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 6 h/vko Harjoitustyöt 8 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Perehdyttää opiskelija erityyppisten sähkökäyttöjen ohja-us- ja säätömenetelmiin. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä sekä hyväksytysti suoritettu harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

95

OPPIMATERIAALI: Advanced Electric Drives, Mohan, N. (Kirja), Luentomoniste, Salo, M. (Opintomoniste) ESITIEDOT:

DEE-33030 Sähkömoottorikäytöt Suositeltava

DEE-34000 Taajuudenmuuttajat Suositeltava

DEE-34010 Sähkökäyttöjen mallintaminen Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

DEE-34106 Converter Dynamics and EMC, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Teuvo Suntio

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week Excercises 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The course gives the basic knowledge on the dynamic description,analysis, and modeling of switched-mode converters applied to the basic switched-mode converters in such a way that the student knows the basic terminology,can recognize the dynamic constraints associated to the convert-ers,can recognize the effect of the different internal control methods on the dynam-ic behavior, can take into account the effcet of the non-ideal source and load, can design a simple controller applying loop-shaping method, and has a basic knowledge on the mechanisms causing EMI noise. CONTENT OF THE COURSE: - Basic terminology - Basic control methods: Direct-duty-ratio control, peak-current-mode control, aver-age-current-mode control - Behavior of transfer functions,state space representation, two-port models, stabil-ity concepts - Modified state-space averaging methods applied to the basic converter under direct-duty-ratio control - The effect of peak and average-current-mode control on the converter dynamic behavior - The concepts of EMC and EMI REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The course is completed by passing the final exam. The course can be passed also with the grade from 1 to 3 by completing 5 homeworks and earning at least 10 points from them( 1: 10-14 pts, 2: 15-18 pts,3:19 pts). The highest two grades require to take the final exam. STUDY MATERIAL: Dynamic Profile of Switched-Mode Converters - Modeling, Analysis, and Control, T. Suntio (Book), T. Suntio (Other literature), T. Suntio (Oth-er literature) ADDITIONAL INFORMATION: The course will be lectured first time in the academ-ic year 2013-2014. Suitable for postgraduate studies

DEE-34906 Project Work in Power Electronics, 2-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Teuvo Suntio LEARNING OUTCOMES: After finalising the course the student is able to search information of spesific phenomena and/or devices and systems in the field of power electronics and carry out an independet project work. The student can apply theory

in practice and describe, simulate, analyse or design a device or system as well as present the results in a written report and an oral presentation. CONTENT OF THE COURSE: - Systematic working principles related to the de-sign process of power electronics devices, systems, etc. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Written project report . ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic prerequisite is sufficient knowledge on power electronics in respect to the intended project work.

DEE-36006 Post-Graduate Course in Power Electronics, 5-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Teuvo Suntio LEARNING OUTCOMES: Students having taken the course are able to provide a general overview on the application area and on technologies related to the course and their implementation to utilise them in practice. Students can apply and ana-lyze basic solutions and principles of the applications after completing the course. Student can evaluate the importance and feasibility of the applications for the field of power electronics. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The course is a variable topic course. The requiremnets for passing the course will be specified during the course. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

DEE-44956 Electromagnetic Modelling II, 3-5 cr PERSON RESPONSIBLE: Saku Suuriniemi, Antti Stenvall

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 3 h/week

LEARNING OUTCOMES: Student is able to pose elliptic and parabolic boundary value problems on Riemannian manifolds and choose chart for solving the prob-lem. Also wave problems are discussed. Student knows how finite element soft-ware work and is able to program one. Student knows also few other modelling methods for electromagnetism. CONTENT OF THE COURSE: - Classification of boundary value problems in elec-tromagnetism - Basic understanding of theory of Riemannin manifolds - Presentation of Maxwell's equations with exterior derivative - From approximation methods we will go through finite element method, finite integration technique and integral methods. - You will program your own generic finite element method software in Matlab - Problems of statics, quasistatics and wave phenomenon are all discussed REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exercise problems give 3 credits and base for grade. 2 credits from the seminar work. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: An Introduction to Differentiable Manifolds and Riemannian Geometry, Boothby (Book), Foundations of Classical Electrodynamics, Hehl, Obu-khov (Book), Numerical Techniques in Electromagnetics, Sadiku (Book), The

96

Mathematical Theory of Finite Element Methods, Brenner, Scott (Book), (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Above mentioned courses will help but knowledge of vector field formalism of theory of classical elec-tromagnetism (from basic courses) and elementary knowledge of programming is enough to attend to the course ADDITIONAL INFORMATION: During the course, students get acquainted with solution methods for time-varying electromagnetic fields Suitable for postgraduate studies

DEE-44990 Sähkömagnetiikka ja matemaattinen fysiikka II, 5 op

Electromagnetics and mathematical physics II, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Timo Tarhasaari

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 5 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakso on jatkoa kurssille Sähkömagnetiikka ja ma-temaattinen fysiikka I, ja tavoitteena on oppia ymmärtämään modernin matematii-kan käsitteiden ja luonnon mallintamisen yhteyttä. Yksi opintojakson keskeinen sisältö on kenttäsuureisiin liittyvät avaruudet. Tavoitteena on oppia, mitä eri ava-ruudet ovat, mihin niitä tarvitaan, ja miten niitä muodostetaan. SISÄLTÖ: - Algebrallisen topologian perusteet, funktioavaruuksien perusteet, eri-tyisesti suppenevat jonot ja avaruuksien täydentäminen, integrointi r-dimensionaalisen moniston yli n-dimensionaalisessa avaruudessa. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustehtävät. OPPIMATERIAALI: Computational Electromagnetics, Academic Press., Bossavit, A. (Kirja), Mathematical Physics, Chicago Lectures in Physics, Geroch, R. (Kirja) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

DEE-45000 Electromagnetics Project, 5-10 op VASTUUHENKILÖ: Saku Suuriniemi

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/per +4 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: The student can, with advice, formulate a meaningful design problem for an electromagnetic device and solve for it. The student can build and measure the device and analyze the validity of the results. The student can document the project in a disciplined manner. SISÄLTÖ: - Relevant quantities and objectives in modeling and design. - Elementary building skills. - Elementary measurement skills. - Result validity analysis, and its application to objective statement and modeling. - Documentation of a project. SUORITUSVAATIMUKSET: Acceptably documented project. LISÄTIEDOT: The course offers an opportunity to design, realize, and measure a practical device. The emphasis is on the modeling decisions and disciplined docu-mentation. Soveltuu jatko-opinnoiksi

DEE-53116 Solar Power Systems, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Seppo Valkealahti

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week Seminar 6 h/per

LEARNING OUTCOMES: Students having taken the course are able to provide a general overview on solar energy resources and on technologies to utilise solar energy in power production. Students will obtain a good general understanding on solar photovoltaic (PV) power production technologies. This will include various semiconducting PV materials, generator topologies, power grid interfacing, system installation and operation etc. Students will also achieve a basic knowledge on concentrating PV and solar thermal power production technologies. In particular, student having taken the course are able to explore solar PV power systems oper-ating in various environmental conditions. Both the solar PV system building envi-ronment and the climatic conditions will be considered. Solar PV systems will in-clude solar PV power plants within the power range from kW up to GW as well as building integrated PV power plants. Also basics understanding on solar PV power plants as electrical systems and their electrical safety and lightning protection will be obtained. Furthermore, students will be able to explain and argue plausibly on the forthcoming development of solar PV market and its role in power production in the future. CONTENT OF THE COURSE: - Introduction provides a general overview on solar PV systems, Solar radiation as a source of energy and power and a brief glossary of key photovoltaic terms. - Key properties of solar radiation: What is solar radiation, solar radiation meas-urements, radiation on the horizontal surfaces and methods to calculate radiation on inclined surfaces. - Conversion principles of solar radiation to electrical power: Photovoltaic (PV) conversion, conversion via Carnot cycle and fundamental limitations of conversion efficiency. - PV conversion technologies: Silicon based PV cells, thin film PV cells, other PV technologies under investigation, PV modules build by using Si etc. as cell material and concentrating PV modules with GaAs cells. Also characteristic behaviour of PV cells and dependence on solar radiation intensity and temperature etc. are consid-ered. - Solar PV power plants: From cell voltages to grid connected voltages, building systems from cells to modules and futher to string, solar generator design and operation, electrical power plant topologies, fixed installations and tracking installa-tion. - Efficiency and losses of PV power plants: Internal losses in PV modules, losses due to external conditions and losses due to shading (shading sources, mismatch losses and losses due to failed maximum power point tracking). - Building integrated power plants including integration of PV modules to building modules and efficiency and losses due to non-ideal installations.

97

- PV power plant safety: General electric safety instructions, personal safety against electrical accidents, basic principles of lightning protection and protection of PV installations against lightning. - Economy of solar PV power: Cost of solar energy, payback time, yield factor, achieving grid parity and it's dependence on power generation mix and on location and solar power cost in the future. STUDY MATERIAL: Photovoltaics system design and practice, Heinrich Häberlin (Book), Seppo Valkealahti (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

DEE-54010 Suprajohtavuus sähköverkossa, 5 op

Super-conductivity in Electric Power Network, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Aki Korpela, Risto Mikkonen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 24 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa suprajoh-tavuusilmiön ominaisuudet sekä siihen vaaditut ehdot. Hän pystyy luokittelemaan suprajohtavat materiaalit toimintalämpötilan mukaan sekä vertaamaan materiaaleja toisiinsa niiden sähkömagneettisen käyttäytymisen näkökulmasta. Opiskelija osaa luokitella tekijät, jotka ovat kriittisiä suunniteltaessa suprajohtavuutta hyödyntäviä magneettijärjestelmiä. Hän osaa selittää kryogeniikan keskeiset tekijät ja suhteut-taa nämä magneettisuunnitteluun. Opiskelija osaa kategorisoida suprajohtavuuden eri sovellusalueet, erityisesti hän osa luokitella erityyppiset energiasovellutukset ja verrata suprajohtavuuden mukanaan tuomia etuja ja haittoja sekä verrata teknolo-giaa konventionaalisiin ratkaisuihin nähden. SISÄLTÖ: - Suprajohtavuuden tausta ja teoria: Matalan ja korkean lämpötilan sup-rajohteet ja niiden sähkömagneettinen luonne. - Suprajohtavan magneetin suunnitteluperusteet: Käämityksen stabiilisuustarkaste-lut, käytetyimmät käämigeometriat, voimavaikutukset ja mekaaniset tarkastelut. Kenttäprofiili. - Kryogeniikan perusteet: Kryogeeniset nesteet ja niiden ominaisuudet. Kryostaatin suunnitteluperusteet. Taloudelliset näkökulmat. - Suprajohtavan magneetin häviöt: AC-häviöiden luokittelu ja niiden merkitys ener-giasovellutuksissa. Järjestelmän staattisten häviöiden analysointi. - Transitio normaalitilaan: Käämityksen termodynaaminen analyysi ja keskeisten parametrien (lämpötila, jännite) määrittäminen. - Suprajohtavuuden energiasovellutukset: Sähkömagneettinen energiavarasto, moottorit ja generaattorit, muuntaja, virranrajoitin, kaapeli, vauhtipyörä. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Case Studies in Superconducting Magnets, Yukikazy Iwasa (Kirja), Suprajohtavuus sähköverkossa, Risto Mikkonen (Opintomoniste) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

DEE-54106 Wind Power Systems, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Enrique Acha

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 1 h/week Assignment 30 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student having taken the course are expected to have a solid understanding of modern Wind Energy Conversion (WEC) Systems; the way WEC systems make optimum use of the wind resource available, the role that power electronic converters play in modern WEC systems, and on the impact of wind farms in the electrical power grid CONTENT OF THE COURSE: - Week 1: An overview of the wind energy industry The wind resource - Week 2: Energy extracted from the wind Wind turbines and their operation - Week 3: Induction generators Synchronous generators - Week 4: Fix-speed WEC systems Variable-speed WEC systems - Week 5: Principles of wind farm design - Week 6: Impact of wind farms on steady-state power grid performance - Week 7: Impact of wind farms on dynamic power grid performance REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: To attend the lectures, to pass the one final exam and to submit all the assignments STUDY MATERIAL: Wind Energy Generation - modelling and control, O. Anaya-Lara et al (Book), E. Acha (Lecture slides) PREREQUISITES:

DEE-24106 Electric Power Systems Mandatory

DEE-24126 Flexible Transmission Systems Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

98

Teknisen suunnittelun laitos

EDE-21200 Elementtimenetelmän jatkokurssi, 5 op

Advanced Course on Finite Element Method, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Sami Pajunen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee epälineaari-sen elementtimenetelmän pohjatietoina tarvittavaa kontinuumimekaniikan käsitteis-töä riittävässä laajuudessa. Lisäksi opiskelija osaa johtaa elementtimenetelmällä diskretoidun virtuaalisen työn yhtälön, ja soveltaa sitä erilaisten elementtien muo-dostamisessa. Opiskelija osaa soveltaa epälineaarisen rakenteiden mekaniikan ongelman elementtimenetelmää sauva- ja palkkirakenteiden tehtävien ratkaisuun yksityiskohtaisesti. Opiskelija osaa käyttää valmisohjelmia myös vaativampien epälineaarisen mekaniikan ongelmien ratkaisemiseen ja lisäksi opiskelija osaa tulkita saatujen numeeristen tulosten oikeellisuutta ja mahdollisia virhelähteitä. SISÄLTÖ: - Johdanto kontinuumimekaniikkaan. Deformaatiogradientin käsite, erilaiset jännitys- ja muodonmuutostensorit sekä niiden muodostamat työkonjugaa-tit. - Kvasi-staattisen tehtävän virtuaalisen työn yhtälö ja sen diskretointi elementtime-netelmällä. Muodostuneen yhtälön linearisointi ja ratkaiseminen Newton-Raphson menetelmällä. - Yleinen menetelmä epälineaaristen elementtien johtamiseksi. Epälineaarisen kinematiikan tehtävä ja siihen liittyviä rajoituksia. Sauvaelementti. Teknisen taivu-tusteorian sekä Timoshenkon teorian mukaiset palkkielementit suurten siirtymien tehtävälle. - Epälineaaristen yhtälöiden ratkaiseminen kuormaohjatulla Newton-Raphson me-netelmällä tai kaarenpituusmenetelmällä. - Kimmoplastisen materiaalin käsittely elementtimenetelmällä. Eulerin eksplisiittinen ja implisiittinen jännityspäivitysmenetelmä. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut luennot, laskuharjoitukset ja harjoitustyöt. Kirjallinen tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures, M. A. Crisfield (Kirja), Elementtimenetelmän jatkokurssi, Pajunen sami (Opintomonis-te) ESITIEDOT:

EDE-21100 Elementtimenetelmän perusteet Pakollinen

LISÄTIEDOT: Opintojakso luennoidaan joka toinen vuosi. Opintojakso luennoidaan keväällä 2014. Soveltuu jatko-opinnoiksi

EDE-22200 Rakenteiden dynamiikka, 5 op

Dynamics of Structures, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jarmo Poutala

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa määrittää ajasta riippuvista kuormituksista rakenteisiin aiheutuvia liikkeitä ja rasituksia analyyttisin ja numeerisin menetelmin. SISÄLTÖ: - Rakenteen elementtimenetelmää hyödyntävän laskentamallin muodos-taminen massaltaan diskreetteinä ja jatkuvina systeemeinä. - Rakenteen vapaan värähtelyn ominaisarvo-ongelma ja sen numeerisia ratkaisu-menetelmiä. - Viskoosin ja rakenteellisen vaimennuksen mallintaminen rakenteen värähtelyon-gelmassa. - Rakenteen ajasta riippuvien kuormitusten aiheuttamien vasteiden numeerinen määrittäminen ominaismuotomenetelmällä ja välittömillä integrointimenetelmillä. - Epädeterminististen (stokastisten) kuormitusten aiheuttamat vasteet rakenteissa. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut luennot, laskuharjoitukset ja henkilökohtaiset harjoitustyöt. Kirjallinen tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Dynamics of Structures, R., W., Clough and J., Penzien (Kirja), Finite Element Procedures, K-J. Bathe (Kirja), Mechanical Vibrations: Theory and Application to Structural Dynamics, M. Géradin & D. Rixen (Kirja), Rakenteiden dynamiikka, Tapio Salmi (Kirja) ESITIEDOT:

EDE-21100 Elementtimenetelmän perusteet Suositeltava

EDE-22100 Dynamiikan perusteet Suositeltava

LISÄTIEDOT: Opintojakso luennoidaan joka toinen vuosi. Kurssi luennoidaan syk-syllä 2013. Soveltuu jatko-opinnoiksi

EDE-41200 Tilastomatemaattinen datan käsittely, 3 op

Statistical Data Analysis, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Per-Erik Hagmark

Opetusmuoto Tunteja Aikaväli

Luennot 22 h/aikaväli 02.09.2013 - 29.10.2013

Harjoitukset 11 h/aikaväli 02.09.2013 - 29.10.2013

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee tavallisimmat jakaumaperheet ja niiden välisiä yhteyksiä. Hän ymmärtää keskeisen raja-arvolauseen merkityksen ja osaa käyttää joitakin tilastollisia standardimenetelmiä. Hän ymmärtää piste- ja alue-estimoinnin yleisen periaatteen niin hyvin että osaa soveltaa pienimuotoisissa tehtävissä analyyttisesti, tai stokastisella simuloinnilla. Hän osaa mallintaa jakaumia ja tapahtumaprosesseja sensuroimattomasta ja sen-suroidusta datasta, mm. luotettavuus- ja käyttövarmuustutkimusta silmällä pitäen. SISÄLTÖ: - Tilastomatematiikan ja stokastisen simuloinnin alkeet. Satunnaissuu-reiden yhdistely ja konstruointi.

99

- Piste-estimointi (neliösummat, uskottavuus). Alue-estimointi ja hypoteesin testaus (myös simuloimalla). - Keskeinen raja-arvolause. Normaalijakauma ja sen johdannaiset. Regressiomalle-ja, ym. - Jakaumien ja pisteprosessien mallinnus erityyppisestä datasta. Sensuroitu data. - Aikarajoitettu, jatkuva, ja tapahtumaan päättyvä koe SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytty tentti ja kotiharjoitustyöt Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: System Reliability Theory, Rausand-Hoyland (Kirja), Tilastoma-temaattinen datan käsittely ja näytteen otto, P-E Hagmark (Opintomoniste) TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Suositeltavaa esitietoa: Matematiikan perus-kurssit. Opintojakson MEC-4700 simulointiosuus antaa lisää pohjaa. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

EDE-41300 Stokastisten ilmiöiden simulointi, 5 op

Stochastic Simulation, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Per-Erik Hagmark

Opetusmuoto Tunteja Aikaväli

Luennot 3 + 3 h/vko 14.01.2014 - 25.03.2014

Harjoitukset 1 + 1 h/vko 14.01.2014 - 25.03.2014

OSAAMISTAVOITTEET: A. Opintojakson suoritettuaan opiskelija hallitsee stokasti-sen simuloinnin perusidean sekä yhteydet tavallisiin todennäköisyyslaskennan ja tilastomatematiikan peruskäsitteisiin. B. Hän osaa pukea monia satunnaisilmiöitä simuloitavaan muotoon, sekä luoda vastaava tietokoneohjelma ratkaisun saami-seksi. C. Opiskelija osaa oma-aloitteisesti soveltaa opetettuja simulointimenetel-miä, ja ratkaista probleemeja liittyen esimerkiksi jäljellä olevaan elinikään, värähte-lyilmiöihin, vika-korjausprosesseihin, palveluprosesseihin, sekä tilastolliseen ana-lyysiin. D. Hänellä on opintojakson suoritettuaan myös käyttökelpoinen käsitys muutamien yleisten simulointitekniikkojen rakenteesta ja soveltuvuudesta. SISÄLTÖ: - Satunnaissuureen kvantiilifunktio ja jakofunktiot. Simuloinnin perusteo-ria ja yhteys klassisiin käsitteisiin. Katkaistu jakauma ja elinikä. - Satunnaissuureiden rakentelu ja yhdistely. Käyttövarmuus, ym. sovelluksia. Summan jakauma, ym. (normaali, Poisson, Exp., Gamma). - Ääriarvon jakauma (Weibull, Frechet). Järjestetyn otoksen statistiikka (Beta). Otoskoko. Luottamusalueet ja tilastollinen testaus myös simuloimalla. - Stokastiset prosessit ja niiden simulointi (esim. Renewal, NHPP, Gamma, Wie-ner). Vika-korjaus- ynnä muut teknistaloudelliset prosessit - Riippuvien ja korreloivien satunnaissuureiden simulointi. Satunnaisvektorit. Väräh-telyilmiöt ym. sovelluksia. - Erilaista simulointitekniikkaa: Aliasmenetelmä (diskreetit suureet). Bootstrap-menetelmä. Kieltämismenetelmä. Varianssin redusointi SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut kotiharjoitustehtävät (50%) ja tentti (50%). Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

OPPIMATERIAALI: Modern Simulation and Modeling, Rubinstein-Melamed (Kirja), Stokastisten ilmiöiden simulointi, P-E Hagmark (Opintomoniste) TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Yliopistojen ja korkeakoulujen matematiikan peruskursseista, tilastomatematiikan alkeiden tuntemisesta ja ohjelmointitaidosta on hyötyä. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

EDE-61150 Lämpötekniikan mittausten seminaari, 5-8 op

Seminar on Measurements in Thermal Sciences, 5-8 cr

VASTUUHENKILÖ: Pentti Saarenrinne OSAAMISTAVOITTEET: opiskelija laajentaa ja syventää rajatun aihekokonaisuu-den tietojaan. Opiskelijan tavoitteena on kyseisellä aiheelueella kehittää taitojaan koota tieteellisiä julkaisuja ja perehtyä niiden sisältöön sekä laatia lyhyt julkaisu aiheesta. SUORITUSVAATIMUKSET: Sovittujen opintokokonaisuuksien suoritus kirjalli-nen/suullinen tentti tai kirjallinen erikoistyö. OPPIMATERIAALI: Sovitaan erikseen aiheen mukaan (Kirja), Sovitaan erikseen aiheen mukaan (Muu kirjallisuus) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

EDE-69700 Paineiskut, 6 op

Pressure Transients, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Reijo Karvinen OSAAMISTAVOITTEET: Paineiskujen teorian ja sen ratkaisumenetelmien tuntemi-nen. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksyttävästi suoritetut harjoitustehtävät ja tentit ESITIEDOT:

EDE-64010 Virtausoppi Suositeltava

EDE-64080 Virtauskoneet Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

EDE-69900 Virtaustekniikan erityiskysymyksiä, 5-8 op

Special Topics in Fluid Dynamics, 5-8 cr VASTUUHENKILÖ: Hannu Ahlstedt OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelijan tietämys laajenee opintojakson erityisalueella. Opiskelija pystyy selittämään erityisalueen ilmiöitä ja tulkitsemaan sovellutuksia ja alan kirjallisuutta. SISÄLTÖ: - Riippuu opintojakson aiheesta SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustyöt ja tentti Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ilmoitetaan kurssin alussa (Kirja) ESITIEDOT:

100

EDE-64040 Kitkallinen virtaus Suositeltava

LISÄTIEDOT: Opintojakson sisältö käsittelee vaihtuvia erityisaiheita, kuten moni-faasivirtaus, virtauksen numeerinen laskenta, virtauksen turbulenssi-ilmiöt tai epä-newtoninen virtaus. Opintojakson opintopistemäärä riippuu valitusta oppikirjasta ja harjoitustöiden määrästä ja laajuudesta, pistemäärä ilmoitetaan kunkin toteutusker-ran alussa. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

EDE-90100 Koneensuunnitelun jatko-opintokurssi, 1-15 op

Postgraduate Course in Machine Design, 1-15 cr VASTUUHENKILÖ: Asko Ellman, Reijo Kouhia, Seppo Virtanen, Arto Lehtovaara, Timo Kalema SUORITUSVAATIMUKSET: Sovitaan tapauskohtaisesti. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

EDE-99000 Energiatehokkuuden tohtoriopinnot, 5 op

Doctor Course in Energy Performance, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Pentti Saarenrinne, Hannu Ahlstedt, Timo Kalema, Reijo Kar-vinen OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelijan osaaminen laajenee opintojakson aihealueel-ta. SISÄLTÖ: - Riippuu opintojakson aiheesta. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut harjoitustehtävät, harjoitustyö ja tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ilmoitetaan kurssin alussa (Kirja) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014. So-veltuu jatko-opinnoiksi

101

Teollisuustalouden laitos

TRT-28000 Tuotantotalouden ja tietojohtamisen jatko-opin-toseminaari, 7 op

Doctoral Seminar in Management of Business In-formation, Knowledge and Industrial Management, 7 cr

VASTUUHENKILÖ: Tomi Nokelainen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Seminaari 8 h/per +8 h/per +8 h/per +8 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Jatko-opintoseminaarin tavoitteena on tarjota aloittaville ja alkuvaiheen jatko-opiskelijoille johdanto ja yleiskatsaus jatko-opintoihin tiede-kunnan edustamilla tutkimusaloilla. Tavoitteena on myös, että opiskelijalla on opin-tojakson suoritettuaan väitöskirjan tutkimussuunnitelma laadittuna sekä hyvä ja realistinen käsitys jatko-opintojensa suorittamisesta ja etenemisestä. Opintojaksolla näkökulma on nimenomaisesti tuotantotalouden ja tietojohtamisen edustamille tieteenaloille ominaispiirteinen. SISÄLTÖ: - Jatko-opinnot ja niiden suorittaminen: - Jatko-opintojen rakenne, sisältö ja tutkintovaatimukset - Jatko-opintojen eteneminen ja työskentelymuodot - Jatko-opiskelijan ja ohjaajan yhteistyö ja odotukset siltä - Väitöskirja; luonne, vaatimukset ja erilaiset vaihtoehdot - Motivaatio jatko-opintoihin ja urapolut väittelyn jälkeen - Tiede, tieteellinen työskentely ja toiminta tiedeyhteisössä: - Mitä on tieto, tiede ja tieteellinen työskentely - Tiedeyhteisö ja sen työskentelymuodot ja normit - Osallis-tuminen tiedeyhteisön toimintaan eri rooleissa - Osallistuminen tieteelliseen dis-kurssiin - Tutkimusaihe, sen asemoiminen tieteellisessä kentässä ja kontribuutio: - Mitä ovat hyvä tutkimusaihe ja tieteellinen kontribuutio? - Aiempaan kirjallisuuteen pe-rehtyminen ja oman tutkimusaiheen asemoiminen siihen nähden * Tieteellisen kirjallisuuden eri muodot ja lähteiden arviointi * Kirjallisuuteen perehtyminen käy-tännössä - Kontribuution tekeminen käytännössä: julkaiseminen - Aiotun tutkimuk-sen ja tavoitellun kontribuution kirjallinen esittäminen: tutkimussuunnitelma - Johdatus tutkimusmetodologiaan: - Yleiskatsaus tieteenfilosofiaan - Perusvalinta: kvalitatiivinen ja kvantitatiivinen tutkimus * Erityispiirteet, vahvuudet ja heikkoudet * Valintaan vaikuttavia seikkoja (mm. nykyisen tiedon taso, tutkimusongelman luon-ne, data ja sen saatavuus jne.) - Muut menetelmät ja näkökohdat (mm. design science, konstruktiivinen tutkimus) - Eri metodeilla tehdyn tutkimuksen dokumen-tointi ja arviointi - Julkaiseminen: - Eri julkaisufoorumit, niiden arviointi ja valinta - Julkaisufoorumin, julkaisun ja työn vaiheen yhteensovittaminen - Argumentointi ja päättely julkaisuis-sa ja erityyppisissä julkaisuissa - Väitöskirjan loppuunsaattaminen - Tieteellisen työskentelyn eettiset normit: - Tiedeyhteisön eettiset yleisnormit - Lähteiden kanssa työskentely, näkökulmana eritoten plagiointi ja sen välttäminen - Julkaisun ja kontribuution uutuus SUORITUSVAATIMUKSET: - Osallistuminen vähintään neljään (4) kuudesta (6) alustajavetoisesta seminaaritilaisuudesta - Reflektiivinen oppimispäiväkirja em.

seminaaritilaisuuksista, joka hyväksytetään jatko-opintoja ohjaavalla professorilla - Tutkimusaiheen esittäminen ja läsnäolo ko. seminaaripäivänä - Väitöskirja-analyysin esittäminen ja läsnäolo ko. seminaaripäivänä - Artikkelianalyysin esittä-minen tai opponointi ja läsnäolo ko. seminaaripäivänä - Tutkimussuunnitelman laatiminen, sen esittäminen ja läsnäolo ko. seminaaripäivänä TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Esitietovaatimuksena kurssille on voimassa-oleva jatko-opinto-oikeus. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TRT-28010 Laadulliset tutkimusmenetelmät, 4 op

Qualitative Research Methods, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Antti Lönnqvist

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko Harjoitustyöt 40 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Jatko-opintokurssi laadullisista tutkimusmenetelmistä yritysten ja muiden organisaatioiden kehittymisen, toiminnan ja johtamisen tutki-muksessa. Kyseessä on laaja-alainen johdantokurssi, jolla esitellään useita tutki-musmenetelmiä ja lähestymistapoja tutkimuksen tekemiseen. Kurssin suoritettuaan opiskelijalla on hyvä yleisnäkemys erilaisista menetelmistä ja niiden soveltamisen rajoitteista: opiskelija osaa hahmottaa, millaisia menetelmällisiä vaihtoehtoja tietyn-laisen tutkimusongelman ratkaisemiseen on tarjolla. Tämän pohjalta opiskelija voi lähteä syventämään osaamistaan eri osa-alueista jatkokursseilla tai kirjallisuuden avulla. SISÄLTÖ: - Opiskelijalla on kurssin jälkeen yleiskuva erilaisista laadullisista tutki-musmenetelmistä - Opiskelija hahmottaa eri menetelmien sopivuuden suhteessa erilaisiin tutkimus-tehtäviin - Opiskelija hahmottaa erilaisten tutkimusotteiden ja -menetelmien käytännön so-veltamisen erot - Opiskelija osaa valita suuresta menetelmäkirjosta itselleen sopivan tavan tehdä tutkimusta (mm. omassa väitöshankkeessa) SUORITUSVAATIMUKSET: Opiskelija oppii perusteet laadullisesta tutkimuksesta. Kurssilla perehdytään laadullisen tutkimuksen taustalla oleviin tieteenfilosofisiin lähtökohtiin. Tämän jälkeen jäsennetään erilaisten laadullisten tutkimusotteiden kirjoa sekä esitellään tietojohtamisen ja tuotantotalouden tutkimuksessa tyypillisesti käytettyjä tutkimusotteita (mm. toimintatutkimus, tapaustutkimus ja konstruktiivinen tutkimus). Sitten syvennytään laadullisen aineiston keräämisen sekä analysoinnin menetelmiin ja tekniikoihin. Toteutustapa: - Luentoja 5 kpl: esitellään em. teemoja, osin vierailevien tutkijoiden toimesta - Kirjallisuus: jokin laadullisen tutkimuksen oppikirja ja artikkeleita (täsmennetään kurssin alussa) ==> tentti - Harjoituksia laadullisen aineiston keräämiseen ja analysointiin liittyen - Harjoitustyö Luennot ykkösperiodissa, harjoitustyö kakkosperiodin aikana. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

102

TRT-28020 Kvantitatiiviset tutkimusmenetelmät, 4 op

Quantitative Research Methods, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Juho Kanniainen LISÄTIEDOT: Luennoidaan seuraavan kerran syksyllä 2014. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

TTA-15136 Advanced Study in Industrial Management, 5-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Marko Seppänen REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: This course enables to deepen your own understanding in certain theme. Contact a Professor when you have selected your interested area. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TTA-15146 Project Work in Industrial Management, 5-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Marko Seppänen REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Requirements to be nego-tiated with the responsible person. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TTA-18010 Teollisuustalouden vaihtuva-aiheinen jatko-opintojakso, 2-8 op

Changing Subject Postgraduate Course on Indus-trial Management, 2-8 cr

VASTUUHENKILÖ: Tomi Nokelainen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson yleisenä tavoitteena on laajentaa ja/tai syventää osallistujien tietämystä jostakin (toteutuskerroittain vaihtuvasta) teolli-suustalouden teemasta. SUORITUSVAATIMUKSET: Opintojakso toteutetaan vaihtuvin teemoin. Suoritus-vaatimukset ja muut toteutuskerroittaiset tarkemmat tiedot kuten aikataulu ilmoite-taan erikseen ennen kutakin toteutuskertaa. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Opintojakson esitietovaatimus on voimassa oleva jatko-opinto-oikeus. LISÄTIEDOT: Opintojakso toteutetaan vaihtuvin teemoin. Suoritusvaatimukset ja muut toteutuskerroittaiset tarkemmat tiedot kuten aikataulu ilmoitetaan erikseen ennen kutakin toteutuskertaa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-18016 Changing Subject Postgraduate Course on Indus-trial Management , 2-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Tomi Nokelainen LEARNING OUTCOMES: The general aim of the course is to broaden and/or deepen students' knowledge concernign a particular topic of industrial manage-ment. The topic changes from implementation to implementation.

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The course is implemented each time with a changing theme. The requirements for completing the course as well as other implementation-specific details will be announced before each imple-mentation. There is no predetermined and fixed schedule for course implementa-tions. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: A post-graduate studet status is a prerequisite for participation. ADDITIONAL INFORMATION: The course is implemented each time with a chang-ing theme. The requirements for completing the course as well as other implemen-tation-specific details will be announced before each implementation. There is no predetermined and fixed schedule for course implementations. Suitable for postgraduate studies

TTA-22010 Organisaatioviestintä, 4 op

Organizational Communication, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Eeva Kiiskinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko Harjoitustyöt 3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssi antaa kokonaiskuvan organisaatioviestinnän teo-reettisista lähtökohdista ja käytännön työstä (yhteydet strategiaan, johtamiseen ja työyhteisöjen toimintaan) SISÄLTÖ: - Kurssi tutustuttaa opiskelijat organisaatioviestinnän ydintoimintaoihin, erilaisiin johtamistyyleihin ja niistä esitettyihin teorioihin. Kurssin käytyään opiskeli-jat osaavat soveltaa teorioita ja käsitteitä oppimiseensa työyhteisöjen viestintätilan-teissa. SUORITUSVAATIMUKSET: Aktiivinen osallistuminen luento-opetukseen ja harjoi-tuksiin. Tentin ja harjoitustöiden suorittaminen hyväksytyksi. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: The New Handbook of Organizational Communication: Ad-vances in Theory, Research, and Methods. , Jablin, F. M. & Putnam L. (Kirja)

TTA-25026 Organizational Analysis, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Tuomo Peltonen LEARNING OUTCOMES: Course is an introductory module to organization theory. It covers the main theoretical approaches to organizational behavior and analysis. After completing the course, the student 1) can distinguish the main perspectives within organization theory 2) understands the possibilities and limits of various theoretical approaches, 3) can evaluate substantive management themes from a theoretical metaphors. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Check from the course implementation page. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Images of Organization, Morgan, Gareth (Book),

103

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

TTA-28010 Organisaatioteoria, 6 op

Organization Theory, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Tuomo Peltonen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 21 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssi on tohtoriopiskelijoille tarkoitettu organisaatioteori-an yleisjakso. Jakso tutustuttaa organisaatiotutkimuksen opillisiin perinteisiin ja erilaisiin tapoihin käsitteellistää organisaatio ja organisoituminen. Kurssilla keskus-tellaan myös organisaatioteorioiden erilaisista ontologisista ja epistemologioista lähtökohdista. Lisäksi tarkastellaan teorian roolia tutkimusprosessissa sekä teorian ja metodologian välisiä yhteyksiä. SISÄLTÖ: - Kurssilla käydään läpi klassinen, kulttuurinen ja rationaalinen moderni teoria, sekä tulkinnallinen, kriittinen ja jälkimoderni organisaatioteoria. Kutakin näkökulmaa sovelletaan yksilöä organisaation osana, organisaation johtamista sekä organisaation ja sen toimintaympäristön välistä suhdetta käsitteleviin sub-stanssitarkasteluihin. Tarkastelussa korostuu metateorian ja empiirisen tutkimus-teorian välinen vuorovaikutus. Runkona toimii kirja ”Organisaatioteoria” (Peltonen, 2010). SUORITUSVAATIMUKSET: Luentopäiväkirja ja harjoitustyö. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-45020 Rahoitustekniikka, 5-6 op

Financial Engineering, 5-6 cr VASTUUHENKILÖ: Juho Kanniainen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitukset 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa - soveltaa rahoituksen teorioita käytännön ongelmiin, lähinnä johdannaisten hinnoitteluun - luoda hinnoittelumalleja Matlabia hyväksi käyttäen erilaisten johdannaisinstrument-tien hinnoitteluun - arvostella ja tehdä johtopäätöksiä alan tieteellistä kirjallisuudes-ta SISÄLTÖ: - Rahoituksen teoriat ja mallit: Osakkeiden hinnankehitysmallit; Optio-hinnoittelumallit; Korot; Kiinteätuottoiset arvopaperit; Futuurit; Swapit. - Teorioiden ja mallien soveltaminen: Rahoitusriskien hallinta; Johdannaissopimus-ten käyttö ja hinnoittelu. SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti ja harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: The Concept and Practice of Mathematical Finance, Joshi, Mark (Kirja) LISÄTIEDOT: Kurssin oppikirjana on M. Joshin "The Concept and Practice of Mathematical Finance". Oheiskirjana on J. Hull'n "Options, Futures, and Other Derivatives", 6 ed, joka ei kuitenkaan kuulu tenttimateriaaliin.

Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-55016 Management of Innovation, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Olavi Uusitalo, Toni Mikkola

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 24 h/per

LEARNING OUTCOMES: On completion of this course, students should be able to: have knowledge of sources of innovative opportunity; have a general understand-ing of the importance of the positioning of a new product; have ideas of a creative, innovative person and organization. CONTENT OF THE COURSE: - Explain sources of innovative opportunity: unex-pected, incongruities, process need, industry and market structures etc. - Complementary assets such as marketing channels, high quality manufacturing and complementary technologies. - Entrepreneurial strategies in commercializing inventions for small and large busi-nesses. - Characteristics of inventor and entrepreneur. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed assignments and final exam. Attendance in lectures is compulsory. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Innovation and Entrepreneurship, Drucker, Peter F. (Book) Readings and cases, Several (Other literature) PREREQUISITES:

TTA-52010 Marketing Management Mandatory 1

TTA-52020 Business Market Management Mandatory 1

1 . For exchange students the courses having same content (e.g. TETA-2306 Business Market Management) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TTA-55030 Markkinointi ja globaalit verkostot, 4 op

Business in Networks, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Olavi Uusitalo, Toni Mikkola

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 21 h/per Harjoitustyöt 6 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija ymmärtää miten asiakasarvontuottamisella voi vaikuttaa yrityksen asiakassuhteisiin ja rooliin arvoverkostossa. Opiskelija tuntee liiketoimintasuhteen ulottuvuudet ja ymmärtää suhteen luonteen erityisesti avain-asiakkaiden ja avaintoimittajien johtamisessa. Opiskelija tuntee eri tyyppisiä verk-koja/verkostoja B2B-liiketoiminnassa sekä tuntee niiden luonteen, tavoitteet ja riskit. Opiskelija ymmärtää verkostojohtamisen merkityksen yrityksen ydinkyvykkyy-tenä. SISÄLTÖ: - Asiakasarvo B2B-markkinoinnissa - Liiketoimintasuhteet - Avainasiakkaat ja –toimittajat

104

- Liiketoimintaverkkojen perustyypit ESITIEDOT:

TTA-52020 B2B-Markkinointi Pakollinen 1

TTA-52010 Markkinointi Pakollinen

1 . TETA-2300 Teollisten tuotteiden markkinointi / TETA-2306 Business Market Management

TTA-62026 Technology in Society, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Saku Mäkinen, Marko Seppänen, Ozgur Dedehayir

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 16 h/per Assignment 20 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing this course, the student will be able to identify the role of technology and technological decisions in the business context. The student will therefore be able to list and demonstrate different theoretical frameworks that are part of technology management (technology evolution, tech-nology diffusion, social shaping of technology, systemic view of technology, and management of technology). In turn, the student will discover the connections be-tween the different theoretical frameworks. During the course, the student will apply the theoretical frameworks to solve a technology management case, while partici-pating in a group assignment. CONTENT OF THE COURSE: - The evolution of technology - The diffusion of technology - The social shaping of technology - The systemic view of technology - Management of technology REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TTA-62040 Teknologian kaupallistaminen, 4 op

Technology Commercialization, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Marko Seppänen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 42 h/per Harjoitustyöt 65 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija tuntee teknologian kaupallistamisen tyypillisim-piä prosessimalleja sekä menetelmiä. Lisäksi hän osaa kuvata miten perustutki-muksesta saadaan tuotekehityksen kautta tuote- ja palveluaihioita liiketoiminnan kehittämiseksi: miten nämä voidaan rakentaa kaupallistetuksi tarjoamaksi. Opiskeli-ja tuntee keskeisimmät kaupallistamisessa vaadittavat verkostot ja toimijat ja niiden roolit sekä mahdollisuudet. SUORITUSVAATIMUKSET: Ilmoitetaan opintojakson alussa. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-65026 Technology Strategy, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Saku Mäkinen, Marko Seppänen, Ozgur Dedehayir

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 20 h/per Assignment 20 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing this course, the student will be able to identify the strategic role of technology and technological decisions in the business context. The student will therefore be able to list and demonstrate different theoret-ical frameworks that are part of the strategic management technology (e.g. disrup-tive technologies, leadership-followership, VRIO, market-innovation orientation, diamond of technological strategy). In turn, the student will discover the connec-tions between the different theoretical frameworks. During the course, the student will apply the theoretical frameworks to analyze a case company with respect to its technological strategy, while participating in a group assignment. CONTENT OF THE COURSE: - Strategic management - External technological assessment - Internal technological assessment - Formulating technology based strategy REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passed grade for case study assignment, and passed grade for exam. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: In Finnish, a former course was TETA-5511 Teknologiastrategia and the current one has a correspondent content. Suitable for postgraduate studies

TTA-65030 Teknologian ennakointi, 4 op

Technology Foresight, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Marko Seppänen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 14 h/per Harjoitustyöt 60 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija tuntee teknologian ennakoinnin a) keskeisen sisällön, b) tyypillisimpiä menetelmiä ja c) käyttökohteita ja rajoituksia sekä kyke-nee soveltamaan näitä case-analyyseissä. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksy-tysti suoritettu tentti ja caseharjoitukset. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteu-tuskertaanLISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-65056 Theory and Practice of Strategic Thinking, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Tomi Nokelainen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/per Seminar 12 h/per

LEARNING OUTCOMES: With regard to theory, the student knows the central theoretical schools of thought, and their theoretical perspectives in strategic man-agement scholarship, and their core points of agreement and disagreement. With regard to practice, the student can interpret and explain how and why companies

105

do what they actually do (and why they don't do something else instead) from dif-ferent theoretical points of view. CONTENT OF THE COURSE: - The central schools of thought in strategic man-agement scholarship. - The central theoretical perspectives in strategic management scholarship. - The points of agreement and disagreement among different schools of thought and theoretical perspectives. - Applying different schools of thought and theoretical perspectives for understand-ing, explaining, and interpreting actual corporate strategic behavior. - Seminar working, critical thinking, argumentation and scientific writing. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completed written seminar reports and attendance in seminar sessions. Completion parts must belong to the same implementation PREREQUISITES:

TTA-62036 Strategic Management Mandatory

TTA-65046 Case Course on Strategic Management Mandatory

ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TTA-75010 Tuotantostrategiat, 4 op

Operations Strategy, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Ilkka Kouri

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 12 h/per Harjoitustyöt 12 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija ymmärtää tuotannon strategian ja yrityksen strategian välisen vuorovaikutuksen. Opiskelija tuntee tuotantostrategian laatimis-prosessin sekä osaa tuotantostrategian eri osa-alueiden sisällön. Opiskelija osaa arvioida eri tuotantostrategiaa koskevia näkemyksiä ja pystyy arvioimaan valitse-mansa yrityksen tuotantostrategiaa. SISÄLTÖ: - Mikä on tuotantostrategia? Tuotantostrategian laadintaprosessi ja tuotantostrategian sisältö. Tuotantostrategiset päätökset. - Miten tuotanto voi tukea yrityksen kilpailua. Tuotannon kilpailutekijät ja tuotannon rooli strategisella tasolla. - Organisaatio ja tuotantostrategia. SUORITUSVAATIMUKSET: tentti, luennot (osin), harjoitustyö, harjoitustyön palau-tetilausuudet. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Tuotanto murroksessa, Heikkilä & Ketokivi (Kirja), 1969. Manu-facturing - missing link in corporate strategy, Harvard Business Review, 50(3): 136-145, Skinner, W (Lehti), 1984. Manufacturing strategy: Defining the missing link. Strategic Management Journal, 5(1): 77-91, Wheelwright, S. C (Lehti), 1995. Alter-native paradigms for manufacturing strategy. International Journal of Operations & Production Management, 15(4): 5-16, Voss, C. A (Lehti), 1997, What is the Right Supply Chain for Your Product?, Harvard Business Review, March-April, pp. 105-116, Fisher, M (Lehti), 1998, Operations-based strategy, California Management

Review; Summer98, Vol. 40 Issue 4, p3-25, 19p, Hayes, R. H. ja Upton, D. M (Leh-ti), 1999, Go Downstream: The New Profit Imperative in Manufacturing, Harvard Business Review; Sep/Oct99, Vol. 77 Issue 5, p133-141, 9p, Wise, R. ja Baum-gartern, P. (Lehti), 2004. Deep Change, Harvard Business Review; Apr2004, Vol. 82 Issue 4, p84-93, 10p, Hammer, M (Lehti) ESITIEDOT:

TTA-62036 Strategic Management Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Myös aiempien vuosien opintojaksoTETA-1406 Operations Management soveltuu esitiedoksi. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-78016 Doctoral Course on Project Business , 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Miia Martinsuo LEARNING OUTCOMES: The course offers doctoral students an overview of rele-vant research in project business. The objective is to increase doctoral students’ knowledge about the entire research field and its theoretical and empirical founda-tions. Both classical and modern sources are covered. Additionally, the objective is to develop doctoral students’ own positioning and argumentation within the field, and provoke critical and ambitious review work that would contribute directly to the doctoral students’ own research. CONTENT OF THE COURSE: - single projects and their business - project-based organizing in firms - business in project networks REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The requirements to com-plete the course successfully are: -Read at least the required articles and book excerpts for all sessions, as shown in the reading list -Complete the two individual assignments successfully Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Please contact professor Miia Martinsuo if you want to complete this course. Suitable for postgraduate studies

TTA-78026 Doctoral Course on Service Business Develop-ment, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Miia Martinsuo LEARNING OUTCOMES: The objective is to increase doctoral students’ knowledge about the entire research field and its theoretical and empirical founda-tions. Additionally, the objective is to develop doctoral students’ own positioning and argumentation within the field, and provoke critical and ambitious review work that would contribute directly to the doctoral students’ own research. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - Read the required articles and book excerpts, as shown in the reading list - Complete the two individual as-signments successfully Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Prerequisites: Research methods in industrial management or equivalent, and a personal interest in service operations management or service business development.

106

ADDITIONAL INFORMATION: Please contact professor Miia Martinsuo if you want to complete this course. Suitable for postgraduate studies

TTA-85040 Ympäristöturvallinen tuotesuunnittelu, 5 op

Environmental Safety in Product Design, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Johanna Pulkkinen OSAAMISTAVOITTEET: Suoritettuaan opintojakson opiskelija osaa: - määritellä keskeiset käsitteet - määritellä, mitä tuotteen kokonaisturvallisuus tarkoittaa. - mää-ritellä, mitä ympäristöturvallinen tuotesuunnittelu on - nimetä tekijöitä, jotka tulee huomioida ympäristöturvallisessa tuotesuunnittelussa - määritellä tuotteen elinkaa-ren SISÄLTÖ: - Kokonaisturvallisuuden sisällyttäminen tuotesuunnitteluun. - Turvallisuus, ympäristövaikutukset ja käytettävyys osana tuotteen elinkaarta. - Tuotesuunnittelun teoreettiset näkökulmat. SUORITUSVAATIMUKSET: Luentoihin ja kirjallisuuteen perustuva tentti. Hyväksy-tysti suoritettu harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Jatko-opiskelijoille erikseen ilmoitettavat lisätehtävät. Toteutetaan joka toinen vuosi. Luennoidaan seuraavan kerran syyslukukaudella 2014. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

TTA-85060 Työympäristö ja tuottavuus, 4 op

Working Environment and Productivity, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Pertti Palukka OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa -yhdistää työturvallisuustoiminnan vaiku-tukset yrityksen tulokseen, -vertailla tapaturmien ja sairauspoissaolojen vaikutuksia organisaation kokonaiskustannuksiin, -analysoida työturvallisuudeninvestointeja, -selittää työhyvinvointitekijöitä, -tulkita työympäristön kehittämisen merkityksen tuottavuudelle. SISÄLTÖ: - Yrityksen toimintakyky ja sen osatekijät. - Turvallisuustoiminnan vaikutus yrityksen tulokseen ja toimintaan. - Työturvallisuusinvestointien kustannus- ja hyötyvaikutusten laskeminen ja arvioin-ti. SUORITUSVAATIMUKSET: Luentoihin ja kirjallisuuteen perustuva tentti. Hyväksy-tysti suoritettu harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ilmoitetaan erikseen. LISÄTIEDOT: Jatko-opiskelijoille erikseen ilmoitettavat lisätehtävät. Luennoidaan joka toinen vuosi.Seuraavan kerran kevätlukukaudella 2015. Soveltuu jatko-opinnoiksi. i luennoida lukuvuonna 2013-2014

TTA-85070 Yrityksen turvallisuus- ja suojeluratkaisut, 4 op

Safety and Security Practices, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Johanna Pulkkinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko +3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Suoritettuaan opintojakson opiskelija osaa: - määritellä opintojakson keskeiset käsitteet - määritellä, mitä yritysturvallisuus tarkoittaa - nimetä yritysturvallisuuden osa-alueita ja kertoa osa-alueiden keskeisen sisällön - selittää yritysturvallisuuden merkityksen yrityksen toimintaan SISÄLTÖ: - Yritystasolla toteutettavat kokonaisturvallisuuteen liittyvät tekniset ja toiminnalliset ratkaisut. - Perusteet mm. tietoturvallisuudesta, kulunvalvonnasta, vartioinnista, palo- ja pe-lastusturvallisuudesta, hälytys- ja valvontajärjestelmistä, väestönsuojelusta. SUORITUSVAATIMUKSET: Ilmoitetaan erikseen. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ilmoitetaan erikseen. LISÄTIEDOT: Jatko-opiskelijoille erikseen ilmoitettavat lisätehtävät. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-85080 Ympäristöjohtaminen, 4 op

Environmental Management, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Sanna Anttila

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Seminaari 2 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa nimetä yritystoiminnan keskeiset ympäris-tövaikutukset ja niitä koskevat keskeiset lakisääteiset velvoitteet. Opiskelija tuntee ympäristöjohtamisjärjestelmien keskeiset käsitteet ja periaatteet. Opiskelija tietää ympäristöasiantuntijan keskeiset tehtävät ja haasteet. Opiskelija ymmärtää yhteis-kuntavastuun sisällön ja eri sidosryhmien vaatimukset ympäristöasioissa. SISÄLTÖ: - Ympäristöjohtaminen yrityksessä Ympäristövaikutukset ja lakisääteiset velvoitteet - Ympäristöjohtamisjärjestelmät (ISO 14001 ja EMAS) - Yhteiskuntavastuu ja sidosryhmävaatimukset SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti ja harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ympäristöjärjestelmän rakentaminen. Suunnittelu, toteutus ja seuranta., Pesonen, Hämäläinen ja Teittinen (Kirja), Luennolla ilmoitettavat artikke-lit (Muu kirjallisuus), SFS-EN ISO 14001:2004. Ympäristöjärjestelmät (Muu verk-komateriaali) LISÄTIEDOT: Jatko-opiskelijoilla tiedonhaku erikseen määrätystä aiheesta alan refereejulkaisuihin, 5-10 sivun raportti. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTA-85120 Tekniikan psykologia, 5 op

Engineering Psychology, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Pertti Palukka OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa tulkita teoreet-tisia perustietoja. Hän osaa määritellä ihmisen, tekniikan ja organisaation yhteen-sovittamista. Opiskelija osaa selittää turvallisten ja käyttäjäystävällisten järjestelmi-en merkityksen. Hän osaa soveltaa kognitiivisen ergonomian perusperiaatteita inhimillisessä toiminnassa.

107

SISÄLTÖ: - Ihmiskeskeinen suunnittelu psykologisesta näkökulmasta, yksilö tietoa prosessoivana järjestelmänä, yksilön tarpeet, ominaisuudet ja rajoitukset kognitiivi-sessa psykologiassa. - Inhimillinen toiminta ja virheet monimutkaisessa ihminen-tekniikka-organisaatio -järjestelmässä (ITO). - Inhimillinen luotettavuus ja virheanalyysit. - Onnettomuuksien tutkinta inhimillisten virheiden näkökulmasta SUORITUSVAATIMUKSET: Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ergonomia ja käytettävyys suunnittelussa, Väyrynen S, Nevala N, Päivinen M (Kirja), Käyttäjäpsykologia, Ihmisen ja koneen vuorovaikutuksen uusi ajattelutapa, Saariluoma, P. (Kirja), (Luentokalvot), (Muu verkkomateriaali) LISÄTIEDOT: Jatko-opiskelijoille erikseen ilmoitettavat lisätehtävät. Luennoidaan joka toinen vuosi. Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

TTA-88010 Turvallisuustekniikan vaihtuva-aiheinen jatko-opintojakso, 4 op

Changing Subject Postgraduate Course on Safety Management and Engineering , 4 cr

VASTUUHENKILÖ: Jouni Kivistö-Rahnasto, Kaija Saarela OSAAMISTAVOITTEET: Osaamistavoitteet määritetään kullekin toteutuskerralle erikseen. SUORITUSVAATIMUKSET: Ilmoitetaan erikseen jokaisen toteutuskerran yhtey-dessä. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan LISÄTIEDOT: Syventää turvallisuustekniikan ja -johtamisen tuntemusta. Järjeste-tään vuosittain vaihtuvista aiheista. Toteutuskerroista ilmoitetaan jatko-opiskelijoille sähköpostitse. Soveltuu jatko-opinnoiksi

108

Tiedonhallinnan ja logistiikan laitos

TLO-25040 Liikennetutkimukset ja -mallit, 5 op

Transport Research and Models, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Hanna Kalenoja

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa liikennetutkimuksia, analysoida liikennetutkimusten aineistoja ja arvioida liikenne- ja kuljetustarpeita. Opintojakson suoritettua opiskelija tuntee erilaisia lii-kennetutkimusmenetelmiä sekä liikennemallien teoriaa ja käytännön sovelluksia. SISÄLTÖ: - Henkilöliikenteen mallinnuksen periaatteet ja mallien lähtötietoaineistot. Neliporrasmallien rakenne ja vaiheet. - Liikenteen tutkimusmenetelmät ja otantateoria. Tiedonkeruumenetelmän valinta. Liikennetutkimusten tulosten analysointi. - Tilastollisten testien tekeminen SPSS-tilasto-ohjelmistolla. - Liikenne-ennusteiden laadinta ja soveltaminen. - Aineistojen tilastollisten analysointimenetelmien valinta. SUORITUSVAATIMUK-SET: Tentti ja aktiivinen osallistuminen opintojakson harjoitustöihin. Harjoitustyöt tehdään luentojen teemoihin liittyen opintojakson kuluessa. Opintojakson koko-naisarvosana määräytyy tenttituloksen ja harjoitustyöpisteiden perusteella. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

TLO-22000 Liikennejärjestelmän analyysi Suositeltava

LISÄTIEDOT: Opintojakson materiaali ilmoitetaan opintojakson alussa. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-28000 Liikenne- ja kuljetustekniikan jatko-opintoseminaari, 3 op

Doctoral Seminar in Transport Engineering, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Jarkko Rantala OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tietää liikenne- ja kuljetustekniikan tutkimuksessa tavallisimmat tutkimusmenetelmät, osaa etsiä eri menetelmiin liittyvää tietoa. Opiskelija osaa arvioida eri tutkimusmenetelmien sovel-tuvuutta omaan väitöstutkimukseensa ja soveltaa tutkimusmenetelmiä omassa väitöstyössään. Opiskelija tietää väitöstutkimuksensa aiheesta olemassa olevan kirjallisuuden ja osaa suunnata tutkimustaan kirjallisuuden perusteella. Opiskelija osaa kirjoittaa journaalitasoisen artikkelin väitöskirjansa aihealueelta. SUORITUSVAATIMUKSET: Vähintään yhden tutkimusmenetelmän esittely liku-tutkimusesimerkin avulla kokoontumisessa. Läsnäolo yli 2/3 kokoontumiskerroista. Systemaattisen kirjallisuustutkimuksen tekeminen väitöskirjan aiheesta. Tutkimus-artikkelin kirjoittaminen ja lähetys journaaliin (yksin tai ryhmässä). OPPIMATERIAALI: (Muu kirjallisuus) ESITIEDOT:

TLO-25040 Liikennetutkimukset ja -mallit Suositeltava

TRT-28000 Tuotantotalouden ja tietojohtamisen jatko-opintoseminaari

Suositeltava

TUT-90006 Orientation to Doctoral Studies Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

TLO-32020 Liiketoimintatiedon hallinta, 4 op

Business and Competitive Intelligence, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Jussi Myllärniemi, Mika Hannula

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 1 h/per Harjoitustyöt 30 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija osaa keskeiset liiketoimintatiedon hallintaan (engl. business and competitive intelligence) liittyvät suomen- ja englanninkieliset käsitteet. Opiskelija ymmärtää tiedon merkityksen organisaation johtamiselle sekä osaa liiketoimintatiedon hallintaan liittyvät tärkeimmät menetelmät ja lähestymista-vat periaatetasolla. Hän osaa soveltaa liiketoimintatiedon hallintaa yrityksen ja julkisen sektorin organisaation toiminnan johtamisessa sekä toiminnan kehittämi-sessä operatiivisella ja strategisella tasolla. Lisäksi opiskelija tunnistaa liiketoimin-tatiedon hallinnassa käytettävät tietotekniset ratkaisut sekä tiedon hallinnan pro-sessin eri vaiheet ja toiminnot. Hän tunnistaa myös tunnetuimmat liiketoimintatie-don analysointiin käytettävät menetelmät. SISÄLTÖ: - Liiketoimintatiedon hallinnan (Business and Competitive Intelligence) perusteet - mitä liiketoimintatiedon hallin-nalla tarkoitetaan, mihin se soveltuu ja mitä sillä voidaan saavuttaa. - Perusteet teknisistä järjestelmistä ja sovelluksista, joilla voidaan edistää johdon päätöksente-kokykyä ja parantaa päätösten laatua. - Liiketoimintatiedon hallinnan prosessimalli. - Liiketoimintatiedon analysoinnin menetelmät. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti, harjoitustyö ja osallistu-minen vierailijaluennoille. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Analysis without Paralysis, Bensoussan & Fleisher (Kirja), Business Intelligence: Making Better Decisions Faster, Vitt, Luckevich & Misner (Kirja), Effective Business Intelligence Systems, Thierauf (Kirja),(Luentokalvot) ESITIEDOT:

TLO-11000 Tietojohtamisen perusteet Pakollinen

TLO-11016 Management Information Systems Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: TITA-11016 sijasta myös TITA-1200 tai TITA-5100 käy esitietona. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-32406 Introduction to Entertainment and Media Manage-ment, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Artur Lugmayr

109

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 6 h/per Assignment 20 h/per

LEARNING OUTCOMES: After the course the students should be able to: 1) De-fine and understand the concept "Media" and its recent historical developments 2) Identify and describe the different Media and Entertainment industries 3) Identify the forms of New Media and to discuss their special characteristics and implica-tions in an in-depth fashion 4) Identify and discuss the societal, sociological, politi-cal, financial, regulatory and legal factors influencing Media 5) Define and discuss the functions, levels, skills and influences of Management in Media 6) Understand and outline the basics of audience research and other concepts of media marketing 7) Identify, define and understand the different business models of different Media domains 8) Define the concept of value-chain and to discuss the differences in the value-chains between different media domains 9) Understand the implications of Internet on Media industries and the forms of Internet-enabled media 10) Under-stand and discuss the evolution of the Media Content Model 11) Understand the implications of the Design Thinking methodology on the management of creative teams CONTENT OF THE COURSE: - - Media - History of Media - Media industries - Design thinking methodology - Aspects of - Society - Sociology - Audience - Policy on Media and Entertainment Industries - Basic principles of: - Marketing - Strategy - Organization - Economics in Media - Media as a product of : - Society - Policy - Culture – Technology - Media segments: - Television - Radio - Music - Motion picture industry - Media segments and the Interactive Consumer: - Social media - Internet based services - Media segments: - Digital games - Ambient Media - Mobile Media REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - Active participation on lectures (70%) and exercises (100%) - Completed course assignments - Final examination For students wishing to take this course, please subscribe to the email list to get further information: https://listmail.tut.fi/mailman/listinfo/emmi-students Please also take a look at the Entertainment and Media Management Lab. (EMMi Lab.): www.tut.fi/emmi The latest course descriptions can be found on: http://www.tut.fi/emmi/WWW/teaching Several courses will be held in cooperation with UTA's Media Management Curriculum held by Prof. Dr. Gregory Ferrell Lowe. http://www.uta.fi/cmt/en/contact/staff/greglowe/index.html Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Book), ( (Other online content) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TLO-35000 Aineeton pääoma, 4 op

Intellectual Capital, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Antti Lönnqvist

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: 1. Opiskelija osaa tunnistaa yrityksen tärkeät aineetto-maan pääomaan kuuluvat tekijät 2. Opiskelija osaa käyttää aineettoman pääoman johtamismalleja yritysten kehitystarpeiden ja -toimenpiteiden jäsentelyyn ja suunnit-teluun (ei kaikkia malleja, mutta joitakin) 3. Opiskelijan ajattelu kehittyy kurssin tuloksena niin, että a. aineeton pääoma ymmärretään monipuolisesti yrityksen menestymiseen vaikuttavana asiana ja b. aineettoman pääoman johtamismallit ja -työkalut omaksutaan osaksi omaa johtamista tukevien viitekehysten kokoelmaa. SISÄLTÖ: - Opiskelija tuntee aineettoman pääoman komponentit ja ymmärtää aineettoman pääoman merkityksen yritykselle. - Opiskelija tietää, millaisia osa-alueita aineettoman pääoman johtamiseen kuuluu ja millaisilla menetelmillä sitä johdetaan. - Opiskelija tietää, millä keinoilla aineetonta pääomaa voidaan mitata ja raportoida. - Opiskelija tietää, miten aineetonta pääomaa johdetaan yrityksissä (nykytila), ja kykenee ohjatusti soveltamaan kurssilla esiteltyjä johtamismalleja käytännössä SUORITUSVAATIMUKSET: Viikkotehtävät tai tentti osoitetusta kirjallisuudesta sekä luentojen sisällöstä. Hyväksytyt harjoitussuoritukset. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Liiketoiminnan aineettomat menestystekijät, Kujansivu, P., Lönnqvist, A., Jääskeläinen, A., Sillanpää, V. (Kirja) ESITIEDOT:

TLO-11000 Tietojohtamisen perusteet Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35010 Tietotyön johtaminen, 4 op

Management of Knowledge Work, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Antti Lönnqvist, Harri Laihonen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 12 h/per Harjoitukset 3 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: -Opiskelija syventyy asiantuntijaorganisaation ominai-suuksiin ja asiantuntijoiden johtamiseen. Pääpaino on tietämyspohjaisen organi-saation johtamisessa, osaamisen johtamisen problematiikassa ja johtamismene-telmissä. - Opiskelija osaa analysoida asiantuntijuuteen perustuvan palveluliiketoi-minnan menestykseen liittyviä tekijöitä. Esimerkiksi liiketoiminnan käynnistämiseen, johtamiseen, kasvuun ja kansainvälistymiseen liittyviä haasteita ja mahdollisuuksia. - Opiskelija ymmärtää mitä tietointensiivisellä palvelutoiminnalla tarkoitetaan ja hallitsee aiheeseen liittyvät keskeiset käsitteet. SISÄLTÖ: - Tietointensiivinen organisaatio, resurssipohjainen yrityskuva Opiskelija osaa analysoida asiantuntijuuteen perustuvan palveluliiketoiminnan menestykseen liittyviä tekijöitä. Esimerkiksi liiketoiminnan käynnistämiseen, johtamiseen, kasvuun ja kansainvälistymiseen liittyviä haasteita ja mahdollisuuksia.

110

- Mittaaminen tietotyön johtamisen keinona Opiskelija osaa tunnistaa tietointensiivi-siä palveluorganisaatioita ja ymmärtää niiden erityispiirteitä ja toimintatapoja. - Osaamisen hallinnan prosessi/sykli - Opiskelija ymmärtää mitä tietointensiivisellä palvelutoiminnalla tarkoitetaan ja hallitsee aiheeseen liittyvät keskeiset käsitteet. - Tietämyspohjaisten resurssien jako Suhteellinen ja absoluuttinen kompetenssi SUORITUSVAATIMUKSET: Tentti osoitetusta kirjallisuudesta sekä luentojen sisäl-löstä. Hyväksytyt harjoitussuoritukset. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutus-kertaan ESITIEDOT:

TLO-11000 Tietojohtamisen perusteet Pakollinen

TLO-32010 Tietointensiivinen palvelutoiminta Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35020 Uuden tiedon luominen ja sen työkalut, 4 op

New Knowledge - Creation and Tools, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Hannu Kärkkäinen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 3 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa uuden tiedon luomiseen liittyvät keskeiset käsitteet, teoriat ja mallit. Opiskelija ymmärtää uuden tiedon luomiseen liittyvät haasteet sekä yksilöiden että tiimien ja koko orga-nisaation tasolla. Hän ymmärtää keskeisiä haasteita erityisesti uuden tyyppisten innovaatioiden suunnittelun kontekstissa. Opiskelija tuntee erityyppisiä uuden tie-don luomiseen soveltuvia menetelmällisiä toimintatapoja ja työkaluja, ymmärtää näiden merkityksen yllä mainittuihin haasteisiin vastaamisessa, ja osaa soveltaa näitä liiketoiminnan kehittämisessä ja erityisesti innovaatiokontekstissa. SISÄLTÖ: - Erilaiset konkreettiset työkalut ja systemaattiset toimintatavat, joilla uutta tietoa ja tietämystä voidaan luoda - Skenaariot ja tulevaisuudentutkimuksen menetelmät, roadmapit, luova ongelman-ratkaisu ja muut toimintatavat uuden tiedon luomisessa - Uuden tiedon luomisen merkitys ja haasteet yritysten kilpailukyvyn kannalta - Ihmisten havaitsemiseen ja tiedonkäsittelyyn liittyvät esteet ja haasteet uuden tiedon luomisessa ja organisaatioiden innovaatiotoiminnassa SUORITUSVAATIMUKSET: 1. Kurssi suoritetaan itseopiskeluharjoitusten, oppi-mispäiväkirjan ja harjoitustyön kautta: - 3 itseopiskeluharjoitusta (3 hengen ryhmis-sä) - Oppimispäiväkirja (yksin) - Laajempi harjoitustyö (3 hengen ryhmissä) 2. Pa-kollinen osallistuminen kaikkiin harjoituksiin - HUOM: Harjoituspoissaolon korvaa-vuuksista sovittava erikseen 3. Pakollinen osallistuminen kurssin päätteeksi järjes-tettävään seminaaritilaisuuteen. - HUOM: Seminaarin korvaavuudesta sovittava erikseen Kurssilla ei ole tenttiä. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35040 Liiketoimintatiedon hallinnan menetelmät ja työka-lut, 3 op

Business and Competitive Intelligence Methods and Tools, 3 cr

VASTUUHENKILÖ: Jussi Myllärniemi, Pasi Virtanen, Vilma Vuori

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko

SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen luennoille, oppimispäiväkirja sekä harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

TLO-32020 Liiketoimintatiedon hallinta Pakollinen

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35050 Liiketoimintatiedon hallinnan menetelmät ja työka-lut - harjoitustyökurssi, 2-4 op

Business and Competitive Intelligence Methods and Tools - Practical Course, 2-4 cr

VASTUUHENKILÖ: Jussi Myllärniemi, Pasi Virtanen SUORITUSVAATIMUKSET: Suoritusvaatimukset määritellään toteutuskertakohtai-sesti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

TLO-32020 Liiketoimintatiedon hallinta Pakollinen

TLO-35040 Liiketoimintatiedon hallinnan menetelmät ja työkalut Suositeltava

LISÄTIEDOT: Opintojakso järjestetään vaihtuva-aiheisena ajankohtaisista liiketoi-mintatiedon hallinnan (engl. business intelligence) teemoista. Opintojakson osaa-mistavoitteet määritellään tarkemmin toteutuskertakohtaisesti. Opintojakso pyritään järjestämään vähintään kerran lukuvuodessa yhteistyössä ulkopuolisen toimittajan kanssa. Aikatauluista ilmoitellaan lukuvuoden aikana. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35200 Liiketoiminnan ja tietojärjestelmien yhteensovit-taminen, 4 op

Business-IT Alignment, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Samuli Pekkola

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Liiketoiminnan tavoitteiden huomioimista yrityksen tieto-hallinnon toiminnassa ja toisaalta tietoteknisten mahdollisuuksien hyödyntäminen liiketoiminnassa on erittäin haastavaa. Kurssin tavoitteena on tarjota opiskelijoille tietojärjestelmien kokonaisvaltaisesta kehittämisestä organisaatioiden tarpeisiin. Kurssin päätyttyä opiskelijat ymmärtävät liiketoiminnan asettamien vaatimusten vaikutukset tietohallinnolle ja tietojärjestelmille, sekä erilaisia vaikutusmahdolli-suuksia uusien tietojärjestelmien tarjoamien liiketoimintamahdollisuuksien toteut-

111

tamiseksi. Kurssilla opiskelijoille tarjotaan tiedot yritysten strategioiden vaikutukses-ta toimintaprosesseihin ja edelleen tietojärjestelmiin sekä toisaalta uusien tietojär-jestelmien tarjoamista uusista liiketoimintamahdollisuuksista. SUORITUSVAATIMUKSET: tentti ja harjoitustyöt. Osasuoritusten pitää liittyä sa-maan toteutuskertaan ESITIEDOT:

TLO-32200 Tietohallinto ja sen johtaminen Suositeltava

LISÄTIEDOT: Ks. Moodle lisätietojen saamiseksi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35210 Tietojärjestelmien uusiminen ja käyttöönotto, 4 op

Information Systems Renewal and Implementation, 4 cr

VASTUUHENKILÖ: Samuli Pekkola

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 3 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Kurssin suoritettuaan opiskelija ymmärtää tietojärjestel-mien uusimiseen liittyvät vaihtoehdot ja vaihtoehtojen edut ja haitat. Lisäksi opiske-lija hallitsee tietojärjestelmien käytöönottoon liittyvän problematiikan. SUORITUSVAATIMUKSET: Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

TLO-32200 Tietohallinto ja sen johtaminen Suositeltava

TLO-35200 Liiketoiminnan ja tietojärjestelmien yhteensovittaminen Suositeltava

LISÄTIEDOT: ks. Moodle. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35246 Software Business, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Nina Helander

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 20 h/per Excercises 4 h/per

LEARNING OUTCOMES: Student understands the basic principles of software business and the special characteristics of software industry. He/she can critically analyze and develop software business models. Student can apply theoretical knowledge and understanding of the software business characteristics to create a solid business plan for a software start-up. CONTENT OF THE COURSE: - Software industry - Software business models - Management and leadership in software business - Business plan for a software intensive company REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Osallistuminen opetukseen, harjoitustyö ja tentti. STUDY MATERIAL: (Lecture slides), (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: Lisätietoja opintojakson Moodle-sivuilta. Suitable for postgraduate studies

TLO-35406 Business Concepts in Entertainment and Media Production, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Artur Lugmayr

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 3 h/week Excercises 12 h/per Assignment 24 h/per

LEARNING OUTCOMES: Entertainment and media environments are very specific to business domains. This course focuses on the understanding of the business environment with a special focus on the different media domains. The world of media underlies different principles than other production companies. Within the scope of this course, methods in media economics are presented, ranging from quantitative and analytical frameworks up to market analysis and audience re-search. Corporate strategies especially focusing on competition analysis, and or-ganizational management are as well presented. Different business models such as advertising or subscription based services are analyzed. The theoretical knowledge by illustrative case studies from traditional media environments, such as TV, radio, print, and cable industry. However, the main focus is to give insights into newly emerging media industries, such as social media, ambient/ubiquitous media, digital gaming, and other emerging services in the age of Web 2.0/Web 3.0. The goal is to provide practical understanding of concepts, issues, and solutions in the latest emerging media forms. After the course students shall have knowledge of: 1. Marketing, planning, analysis, and management in TV, film, radio, gaming, Web, and new media 2. Entertainment and media domain specific aspects in marketing, strategy, and economics 3. New service ecosystems in times of the WWW 4. Busi-ness concepts in latest media environments such as the web, games, and digital distribution CONTENT OF THE COURSE: - Media Industry Methods in Media Economics Theoretical Methods Analytical Frameworks Quantitative Methods Qualitative Mar-ket Analysis & Marketing Market Structure Marketing Methods Audience research Advertisement Analysis Mining Consumer Data Business Intelligence Mining Strat-egies Corporate Strategies B2B cooperation Competition and Competition Analysis Business Models Advertising Subscription Based Services Merchandise Experi-mental Models Project Planning and Budgeting Planning and Scheduling Projects Risk Management Budget Analysis Analytical Tools Media Information Manage-ment Systems Data Management and Business Management Tools Media Man-agement Technology Exemplary Case Studies from Industry Motion Picture & Cin-ema TV, Cable, Radio, and Print Digital Games Social Media Web 2.0, and Web 3.0 companies REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - active participation (70%) - exercises and assignments - examination For students wishing to take this course, please subscribe to the email list to get further information: https://listmail.tut.fi/mailman/listinfo/emmi-students Please also take a look at the Entertainment and Media Management Lab. (EMMi Lab.): www.tut.fi/emmi The latest course descriptions can be found on: http://www.tut.fi/emmi/WWW/teaching

112

Several courses will be held in cooperation with UTA's Media Management Curricu-lum held by Prof. Dr. Gregory Ferrell Lowe http://www.uta.fi/cmt/en/contact/staff/greglowe/index.html STUDY MATERIAL: (Book), (Book), (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TLO-35416 Media Business Information Management, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Artur Lugmayr

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 4 h/week Excercises 8 h/week Assignment 40 h/per

LEARNING OUTCOMES: The course critically examines processes and systems in entertainment and media production from a business information management perspective. Gaining understanding in workflows and procedures in media industry enables the understanding of management aspects during production. Based on several different stages in traditional and emerging media domains, production workflows and techniques are presented. Workflows from traditional media and their changing environment, paired with new processes in latest media industry trends are presented. A special focus is given on content creation and related technology, such as asset management, system architectures, information archi-tectures, and involved methods. After this course, the students should understand: 1. Technologies, processes, and workflows of digital productions in specific media domains 2. System architectures, content including its production, and system infrastructures 3. Asset management, creation, metadata, and methods for content creation 4. How the transformation from a traditional media house can be managed towards a new digital media house 5. Application of CONTENT OF THE COURSE: - • People perspective of business information management in media o Sales & marketing o Digital rights management o Licens-ing and royalties o Customer relationship management o Human resource man-agement in changing media o Media inside organizations o Supplier relationship management o Public relations & social media - • Information perspective of business information management in media o Knowledge management o Media supply chain o Product life-cycle management o Workflow management of digital productions o Financial management o Conver-gence o Content management systems - • Technology perspective: Digital workflows in content creation o Overview over technologies and methods supporting a fully digital content production chain. Intro-duction in workflows, tools and the technology ‘inside’. o Content types o Computa-tional demands o Network technology o Media management architectures o Game development o Film production o TV production o Web applications o Media presentations o More in-depth description of the technology, methods and tech-niques especially required for designing systems with overall digital workflows. o Software tools o Digital workflow modeling o Network technology o Media man-agement architectures o Media server technology o Web deployment principles o Development of digital workflow tools

- • • Introduction into Convergence: Transformation of analogue media tdigital me-dia o Managing the crowd with social media o Social media marketing strategies o Targeted advertising o Understanding new media o Managing new media o Inter-net as global village - • Management of Convergence from a Management Perspective o Media policy and regulatory challenges o Cross-platform, cross-country, and converging media policies o Convergence versus media market competition and concentration o Media products demand and offer, consumers versus producers: diverging conver-gence o Convergence and managerial challenges in the media industries (TV, radio, news, publishing, music, online) o Converging newsrooms, organizational and human resource development o Convergence management and leadership o Business models and strategies for converging media products and services o Impact of social media on convergence processes o Branding media in converging environments o Marketing and advertising in converging environments o Intellectu-al property rights and royalty management in convergence processes o Quality and ethics in converging environments o Management, leadership of projects and me-dia organizations for convergence - •Management of convergence from a technological perspective o Media business information management for convergence o Media information system design ena-bling convergence o Business intelligence in converging media environments o Knowledge management systems in converging environments o Workflow man-agement, operational efficiency and new capturing technologies producing con-verging services o Operational efficiency and cost reduction of converging technol-ogies o Cross-media offering, distribution channels and convergence o Home plat-forms, mobility, multi-play and network convergence o Systems for management reporting, analysis, and decision support in converging environments - Other o Digital film & TV o eBusiness o eLearning o Convergent services o Ambi-ent media … o Standards tenable technical convergence o Data warehousing in converging environments o Integration of analogue and digital media productions o Mobile convergence o E2E systems and solutions in converging media environ-ments o Production processes for convergence o Asset management and metada-ta enabling convergence o E2E systems, infrastructures and solutions o Collabora-tive media productions and convergence REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - active participation during lectures (70%) - completed exercises and assignments - final examination Enter-tainment and Media Management Lab. (EMMi Lab.): www.tut.fi/emmi Latest course descriptions (incl. UTA cooperation): http://www.tut.fi/emmi/WWW/teaching Several courses will be held in cooperation with UTA's Media Management Curriculum held by Prof. Dr. Gregory Ferrell Lowe. http://www.uta.fi/cmt/en/contact/staff/greglowe/ STUDY MATERIAL: (Book), (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TLO-35426 Frontiers of Media Management, 3-8 cr PERSON RESPONSIBLE: Artur Lugmayr

113

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 6 h/per +6 h/per +6 h/per +6 h/per Excercises 4 h/per +4 h/per +4 h/per +4 h/per Assignment 10 h/per +10 h/per +20 h/per +20 h/per

LEARNING OUTCOMES: Latest trends in entertainment and media management shall be learned on practical examples. Skills for problem solving within a cross-disciplinary team shall be learned. The laboratory course is updated each year by latest technological developments in entertainment computation and media envi-ronments. After the course the student shall have knowledge and understanding of: 1. Practical problems of a selected media production case by working in a cross-disciplinary team 2. Analysis of production workflows, issues, and concepts of lat-est media technology 3. Understand latest trends and frontiers of entertainment and media management The course content will be updated yearly. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: - attendance of the intro-duction lectures - active participation (70%) - practical project work The course can also be taken as an individual project course during the full academic year. Ar-rangements and topics can be obtained by contacting the person responsible for the course. The course content will be updated yearly, as well as time and place will be arranged newly each year, as it is held as a project type of course. For stu-dents wishing to take this course, please subscribe to the email list to get further information: https://listmail.tut.fi/mailman/listinfo/emmi-students Please also take a look at the Entertainment and Media Management Lab. (EMMi Lab.): www.tut.fi/emmi The latest course descriptions can be found on: http://www.tut.fi/emmi/WWW/teaching STUDY MATERIAL: (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TLO-35436 Applied Media Management Project, 5-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Artur Lugmayr CONTENT OF THE COURSE: - Media Theory & Policy for Managers Challenges & Development in the Digital Environment Management of Media Organizations Stra-tegic Management & Decission Making in the Media Firm Perception & Use of Media The Structure & Economy of Media Industries Change Management Quanti-tative / Qualitative Methods REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: The project provides the students of the EMMi Minor courses to work together with the University of Tampe-re (UTA) and attend lectures provided at the University of Tampere (UTA). The following lectures will be provided by UTA, and can be attended by TUT students. Students attending one course will be eligible for obtaining the credits within this project course. One (or more) of the following lectures can be selected: • The Structure & Economy of Media Industries • Management of Media Organisations • Content Management & Development • ... The attendance of one UTA course gives 5cr of this project course. You can select freely up to two courses. More information on: http://www.uta.fi/cmt/en/contact/staff/greglowe/index.html A complete list of courses where a cooperation is possible can be found on: http://www.tut.fi/emmi/WWW/teaching The course will be announced at the begin-

ning of each term through an initial meeting. Please subscribe to the following email list to get the information on time: https://listmail.tut.fi/mailman/listinfo/emmi-students Please also take a look at the Entertainment and Media Management Lab. (EMMi Lab.): www.tut.fi/emmi The latest course descriptions can be found on: http://www.tut.fi/emmi/WWW/teaching STUDY MATERIAL: (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TLO-35630 Tietojohtamisen erikoistyö, 3-4 op

Directed Study in Information and Knowledge Management, 3-4 cr

VASTUUHENKILÖ: Jussi Myllärniemi, Pasi Virtanen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija on perehtynyt jo-honkin tietojohtamisen alueen erityiskysymykseen, jonka hän on määritellyt yhdes-sä ohjaajansa kanssa. Tavoitteena on kriittisesti käsitellä jotain tietojohtamisen alueelle osuvaa erityiskysymystä, sekä soveltaa työssä aikaisemmin hankittua tietämystä. SUORITUSVAATIMUKSET: Opintojakson suorittamisesta ja arvostelusta sovitaan erikseen ohjaajan kanssa. LISÄTIEDOT: Ajankohtaisista aiheista pyritään tiedottaan POP:ssa, mutta erikois-työn aiheista kannattaa tiedustella myös Tiedonhallinnan ja logistiikan laitoksen henkilökunnalta. Myös omia aiheita saa ehdotella vastuuopettajille. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35640 Tietojohtamisen syventävä opintojakso, 4 op

Topic of Current Interest in Information and Knowledge Management, 4 cr

VASTUUHENKILÖ: Jussi Myllärniemi, Pasi Virtanen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija on syventänyt tie-tämystään yhdellä tiedonhallinnan opetuksen painopistealueista, jonka hän on määritellyt yhdessä ohjaajansa kanssa. Tarkemmat osaamistavoitteet asetetaan työskentelyn alussa. SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti tai kirjareferaatti profes-sorin osoittamasta kirjallisuudesta. Arvostelusta sovittava professorin kanssa. LISÄTIEDOT: Ota yhteyttä vastuuopettajiin kun olet pohtinut, mistä aihealueesta haluat syventää tietämystäsi ja oppia lisää. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-35660 Tutkimuksen tiedonhallinta, 1 op

Information Seeking and Management in Research Process, 1 cr

VASTUUHENKILÖ: Kirsi Lepistö

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/per Harjoitukset 5 h/per

114

OSAAMISTAVOITTEET: -Opiskelija oppii hankkimaan tieteellistä tietoa oman alan-sa keskeisistä tietolähteistä ja käyttämään sitä oman tieteenalansa ongelmien ratkaisussa - Omaan tutkimusaiheeseen liittyvän tiedontarpeen käsitteellinen jäsen-täminen - Oppii hakemaan tietoa tehokkaasti ja systemaattisesti -Opiskelija osaa valita itselleen sopivan viitteidenhallintatavan - Opiskelija osaa kriittisesti arvioida tiedonlähteitä SISÄLTÖ: - Systemaattinen tiedonhaku osana tutkimusprosessia - Tiedonhaun tekniikat - Oman alan keskeiset tietolähteet - Hakutulosten arviointi - Bibliometristen tunnuslukujen käyttö tiedonlähteiden arvioinnissa - Viitteidenhallinta - Tekijänoikeuksiin ja julkaisemiseen liittyvät kysymykset SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytty hakupäiväkirja ja osallistuminen oppimis-tapahtumiin 50%:sti. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-45010 Tulevaisuusajattelu ja skenaariot, 5 op

Futures Thinking and Scenarios, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Markus Pöllänen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa ja osaa nimetä tulevaisuudentutkimuksen keskeiset toimijat, kansalliset ja kansainväliset yhteisöt ja hyödyntää niiden tuottamaan materiaalia tulevaisuustyöskentelyssä. Opiskelija ymmärtää tulevaisuustiedon luonteen ja sen miten tulevaisuudesta saa-daan tietoa. Harjoitustyön hyväksytysti suoritettuaan opiskelija osaa soveltaa ske-naarioajattelua ja tulevaisuustaulukkomenetelmää tulevaisuuden vaihtoehtojen hahmottamiseen ja pystyy arvioimaan kehitystrendejä. SISÄLTÖ: - Tulevaisuudentutkimuksen toimijat ja yhteisöt - Tulevaisuustiedon luonne ja tulevaisuustiedon hankkiminen - Skenaarioajattelun ja tulevaisuustaulukkomenetelmän soveltaminen SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen lähiopetukseen ja verkko-opetukseen, viikkoharjoitukset ja harjoitustyö OPPIMATERIAALI: Tulevaisuudentutkimus. Perusteet ja sovelluksia., Kamppinen, Matti & Kuusi, Osmo & Söderlund, Sari (toim.) (Kirja), Opintojakson aikana jaettava kirjallinen aineisto (Muu kirjallisuus) LISÄTIEDOT: Opintojakso tarjoaa perustietoa tulevaisuusajattelusta ja ennakoin-nista. Opintojaksolla tutustutaan tulevaisuudentutkimuksen keskeisiin käsitteisiin ja tulevaisuusajatteluun sekä opetellaan skenaariotyöskentelyä. Opintojakso järjeste-tään yhteistyössä Tulevaisuudentutkimuksen Verkostoakatemian kanssa. Lisätieto-ja www.tvanet.fi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-45020 Tulevaisuudentutkimuksen perusteet, 5 op

Basics of Futures Studies, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Markus Pöllänen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Verkkotyöskentely 3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija ymmärtää tulevai-suustiedon ainutlaatuisuuden ja siitä johtuvan filosofisen perustan ja tieteelliset lähtökohdat (mm. systeemi-ontologia, holistisuus, normatiivisuus ja arvot). Opiskeli-ja tuntee oppiaineen historialliset merkkipaalut ja eri aikakausien tavat hahmottaa tulevaisuutta sekä tiedonalan omat menetelmät ja keskeiset teoriat. SISÄLTÖ: - Tulevaisuustiedon luonne - Tulevaisuudentutkimuksen tieteelliset lähtökohdat - Tulevaisuudentutkimuksen menetelmät ja keskeiset teoriat SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen verkko-opetukseen, viikoittaisten har-joitusten ja esseen hyväksytty suorittaminen. OPPIMATERIAALI: Foundations of Futures Studies. Volumes I and II. , Bell, Wen-dell (Kirja), Tulevaisuudentutkimus. Perusteet ja sovelluksia., Kamppinen, Matti & Kuusi, Osmo & Söderlund, Sari (toim.) (Kirja), Kurssin aikana jaettava muu kirjalli-nen aineisto (Muu kirjallisuus) LISÄTIEDOT: Opintojakson aikana käydään läpi tulevaisuudentutkimuksen tietokä-sitys sekä ontologinen (mitä tulevaisuudentutkimus on) ja epistemologinen (miten tulevaisuudesta saadaan tietoa) perusta. Lisäksi perehdytään tulevaisuudentutki-muksen tehtäviin ja merkitykseen yhteiskunnassa. Opintojakso järjestetään yhteis-työssä Tulevaisuudentutkimuksen Verkostoakatemian kanssa. Lisätietoja www.tvanet.fi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-45030 Tulevaisuudentutkimuksen menetelmät, 5 op

Methods in Futures Studies, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Markus Pöllänen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 3 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija kykenee arvioimaan monitieteisten tutkimuskysymysten haasteita ja hahmottamaan tulevaisuudentutki-muksen menetelmäkenttää ja menetelmien yhteiskäytön mahdollisuuksia ja haas-teita. Menetelmistä harjoitellaan mm. Delfoi, SSM, CLA, osallistavat menetelmät, mallinnus ja luovat menetelmät. Opiskelija osaa verrata tulevaisuudentutkimuksen suhdetta muihin tieteisiin ja tiedonaloihin ja osaa valita omaan tutkimukseensa soveltuvia menetelmiä. SISÄLTÖ: - Tulevaisuudentutkimuksen menetelmät ja menetelmäkenttä - Tulevaisuudentutkimuksen menetelmien valinta ja yhteiskäyttö - Tulevaisuudentutkimuksen suhde muihin tiedonaloihin SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen lähiopetukseen, viikkotehtävien hyväk-sytty suorittaminen ja osallistuminen Real Time Delphi tutkimuksen toteuttamiseen. ESITIEDOT:

TLO-45020 Tulevaisuudentutkimuksen perusteet Pakollinen

LISÄTIEDOT: Opintojakson tavoitteena on antaa perusvalmiudet tulevaisuudentut-kimuksen tieteellisten menetelmien ymmärtämiseen ja soveltamiseen. Lähtökohta-na ovat erilaiset tutkimusongelmat, joissa voidaan käyttää tulevaisuudentutkimuk-

115

sen menetelmiä. Lisäksi perehdytään monitieteisyyden haasteisiin ja mahdollisuuk-siin. Opintojakso järjestetään yhteistyössä Tulevaisuudentutkimuksen Verkostoaka-temian kanssa. Lisätietoja www.tvanet.fi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-45040 Tulevaisuudentutkimuksen menetelmät käytän-nössä, 5 op

Futures Studies Methods in Practice, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Markus Pöllänen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 7 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa soveltaa valit-semaansa tulevaisuudentutkimuksen tutkimusmenetelmää omassa tutkimukses-saan. SISÄLTÖ: - Tulevaisuudentutkimuksen tutkimusmenetelmän soveltaminen - Tulevaisuudentutkijana toimiminen SUORITUSVAATIMUKSET: Osallistuminen lähiopetukseen (intensiivipäivä) ja virtuaaliluennoille, lähi- ja verkko-opetuksen yhteydessä tehtävien harjoitusten hyväksytty suorittaminen ja hyväksytty yksilö tai parityönä toteutettu tutkimus. ESITIEDOT:

TLO-45020 Tulevaisuudentutkimuksen perusteet Pakollinen

TLO-45030 Tulevaisuudentutkimuksen menetelmät Pakollinen

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Opintojaksolla tehtävä harjoitustyö perustuu esitieto-opintojaksoilla käsiteltyjen menetelmien soveltamiseen. LISÄTIEDOT: Opintojakson tavoitteena on tulevaisuusajattelun syventäminen ja tulevaisuusnäkökulman soveltaminen tutkimuskohteeseen. Aiemmilla tulevaisuu-dentutkimuksen opintojaksoilla käsiteltyjen aiheiden (tieteenfilosofinen teoria, onto-logia, epistemologia ja metodologia) syventäminen, tieteellinen kirjoittaminen, ar-gumentointi, tutkijan ammatti professiona. Opintojaksolla perehdytään tulevaisuu-dentutkimuksen menetelmiin ja työskentelytapoihin sekä tieteelliseen argumentaa-tioon ja tutkimuksenteon perusteisiin. Opintojakso järjestetään yhteistyössä Tule-vaisuudentutkimuksen Verkostoakatemian kanssa. Lisätietoja www.tvanet.fi. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TLO-45050 Vaihtuvateemainen tulevaisuudentutkimuksen kurssi, 2-8 op

Special Course in Futures Studies, 2-8 cr VASTUUHENKILÖ: Markus Pöllänen OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson tavoitteena on tutustuttaa opiskelijat tule-vaisuudentutkimuksen kansainvälisen tiedeyhteisön tutkimustulosten kautta ajan-kohtaisiin tulevaisuudentutkimuksen teemoihin, menetelmiin ja työkaluihin. SUORITUSVAATIMUKSET: Ilmoitetaan opintojakson alkaessa LISÄTIEDOT: Tulevaisuudentutkimuksen vaihtuva-aiheinen opintojakso järjeste-tään Tulevaisuudentutkimuksen Verkostoakatemian tai sen jäsenyliopistojen kans-sa yhteistyössä. Opintojakson teema vaihtuu vuosittain ja se toteutetaan intensiivi-jaksona, erikoiskurssina tai kesäkouluna. Lisätietoja www.tvanet.fi.

Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

116

Tietotekniikan laitos

TIE-12106 Scientific Papers and Presentation, 6 cr PERSON RESPONSIBLE: Hannu-Matti Järvinen, Kai Koskimies, Tommi Mikkonen, Marko Hännikäinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 30 h/per Seminar 8 h/per

LEARNING OUTCOMES: A student is familiar with the complete scientific publish-ing process. A student knows what is expected from a scientific article and can write high-quality articles him/herself. Also, a student can carry out peer-reviews and give constructive feedback for improving draft articles. Student can prepare conference presentation and masters a good oral conference presentation. CONTENT OF THE COURSE: - A scientific publication: structure, contents, written presentation. - Phases and tasks of the publishing process. Scientific Societies. - Oral conference presentations: preparation, materials, structuring. - Participation to a scientific conference. - Use of English in scientific writing. - Tools for publishing: Internet, data bases, word processing tools. - The peer review process - giving constructive feedback and comments for draft publications. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Passing presentation exer-cise, active participation in the research method seminar that is part of the course, successful submission of the paper prepared during the course, participation in the peer review process of the course papers, presentation of the student's own paper in the course workshop. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: The Craft of Scientific Presentations, Michael Alley (Book) The Craft of Scientific Writing, Michael Alley (Book) Lecture notes and material, Marko Hännikäinen (Lecture slides) ADDITIONAL INFORMATION: The course includes an exercise conference, in which students write, review, and present a paper and discuss after presentations. Course is in English. Periods 1 and 2 contain the lectures, Period 3 contains the homework (no lectures) and the final conference day. Suitable for postgraduate studies

TIE-12206 Post-graduate Seminar on Pervasive Computing, 1-8 cr

PERSON RESPONSIBLE: Timo Saari, Timo Hämäläinen, Hannu-Matti Järvinen, Kaisa Väänänen-Vainio-Mattila, Mikko Tiusanen, Kai Koskimies, Tommi Mikkonen, Tarja Systä, Jarmo Harju, Jarmo Takala, Kari Systä LEARNING OUTCOMES: To become familiar with timely advanced topics in the field.

CONTENT OF THE COURSE: - The contents of the course change annually based on available literature. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Seminar presentations by the participants, and other requirements to be announced. Completion parts must belong to the same implementation ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TIE-13100 Tietotekniikan projektityö, 5-10 op

Project Work on Pervasive Systems, 5-10 cr VASTUUHENKILÖ: Hannu-Matti Järvinen, Tommi Mikkonen, Kari Systä

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 10 h/per +10 h/per Harjoitustyöt 60 h/vko +40 h/vko +20 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Usean henkilön projektin suunnittelu, seuranta ja läpivien-ti. Ammmattimainen oman tekniikanalan soveltaminen projektissa. Tiimityöskentely. ESITIEDOT:

TIE-20100 Tietorakenteet ja algoritmit Suositeltava

TIE-21100 Ohjelmistotuotannon menetelmät Suositeltava

TIE-21200 Ohjelmistojen testaus Suositeltava

TIE-21300 Ohjelmistoarkkitehtuurit Suositeltava

TIE-41106 User Interface Design Suositeltava

TIE-41206 Human-Centered Product Development Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Kurssi on tarkoitettu syventävien opintojen loppupuolelle. Ohjelmistotuotannon opiskelijoiden pakollinen esitieto on ohjelmisto-tuotannon menetelmät, tietoturvan opiskelijoille tietoturvallisuuden jatkokurssi, ja muiden ammattiaineiden opiskelijoilla jokin vastaava kurssi.

TIE-13106 Project Work On Pervasive Systems, 5-10 cr PERSON RESPONSIBLE: Hannu-Matti Järvinen, Tommi Mikkonen, Kari Systä

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 10 h/week +4 h/week Assignment 60 h/week +40 h/week +20 h/week

LEARNING OUTCOMES: Planning, tracking and running of project of several peo-ple. Professional contribution of own technical skills to the project. Team work. PREREQUISITES:

TIE-20106 Data Structures and Algorithms Advisable

TIE-21106 Software Engineering Methodology Advisable

TIE-41106 User Interface Design Advisable

TIE-21200 Ohjelmistojen testaus, 6 op

Software Testing, 6 cr VASTUUHENKILÖ: Antti Jääskeläinen

117

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 40 h/per +40 h/per Verkkotyöskentely 5 h/per +5 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija tuntee testaamisen peruskäsitteet ja -tekniikat yksikkö-, integrointi-, järjestelmä- ja hyväksyntätestaustasolla sekä osaa soveltaa niitä ohjelmistotyössä kaikissa elinkaaren vaiheissa. Opiskelija tunnistaa sellaiset testaukseen liittyvät tehtävät, jotka voidaan joka osittain tai kokonaan automatisoi-da työkalujen avulla. Lisäksi opiskelija osaa käyttää vähintään yhtä automatisointi-työkalua. SISÄLTÖ: - V-malli, testaus ketterissä ohjelmistoprosesseissa - Miksi pitää suunnitella, mitä pitää suunnitella, testitapausten kuvaaminen - Dynaamisen testauksen tekniikat - Yksikkötestauksen ja järjestelmätestauksen tärkeimmät työkalut - Koodikattavuus ja sen mittaaminen SUORITUSVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu monivaiheinen parityönä tehtä-vä harjoitustyö sekä tentti. Lisäksi pakollista läsnäoloa vaativia vierailuluentoja. Osaamistavoitteet vastaavat keskitason opiskelijaa (arvosana 3). Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Ohjelmistojen testaus, Mika Katara (Luentokalvot) ESITIEDOT:

TIE-02200 Ohjelmoinnin peruskurssi Pakollinen

TIE-02300 Johdatus ohjelmistotuotantoon Pakollinen

TIE-02400 Ohjelmoinnin tekniikat Suositeltava

TIE-21100 Ohjelmistotuotannon menetelmät Suositeltava

LISÄTIEDOT: Tarkempi kuvaus opintojakson kotisivulla: http://www.cs.tut.fi/kurssit/OHJ-3060. Soveltuu jatko-opinnoiksi

TIE-23306 Real-time Systems, 4 cr PERSON RESPONSIBLE: Mikko Tiusanen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week Assignment 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Having passed the course, the student recognizes a real-time system and knows methods to ensure that the system functions according to the timing requirements set to it. In particular, the student knows the most im-portant of the widely used real-time scheduling methods, their properties, and ways to verify, if the system employing the scheduling method fulfills its real-time re-quirements or not. The student has written a small program to satisfy real-time requirements if progamming assignment is included in the course implementation. CONTENT OF THE COURSE: - When is a system a real-time system. Real-time requirements and representing these. Hard and soft real-time systems. Periodic, aperiodic and sporadic tasks.

- Clock scheduling and structured clock scheduling; in particular, cyclic EDF-scheduling. Construction and implementation of these. - Priority scheduling methods: EDF, LST, RM, and DM; their properties. Validation of systems employing these. Schedulable utilization. - Resource allocation methods in real-time systems and their basic properties. - Common properties of real-time operating systems. - Writing a small program to satisfy real-time requirements. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Sufficient number of points from graded homework problems, passed compulsory programming assignment and/or exam as included in the course instance. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Real-Time Systems, Liu (Book), OHJ-4400 Reaaliaikajärjest-elmät, Mikko Tiusanen (Lecture slides) PREREQUISITES:

TIE-02500 Concurrency Mandatory

TIE-23100 Operating Systems Advisable

ADDITIONAL INFORMATION: Grade is based on exam, graded homework prob-lems and/or compulsory programming assignment as included in course instance. See http://www.cs.tut.fi/kurssit/TIE-23306/. Suitable for postgraduate studies

TIE-23600 Palvelupohjaiset järjestelmät, 5 op

Service-oriented Systems, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Anna Ruokonen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 2 h/vko Harjoitustyöt 2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelijan tulee tuntea ja osata selittää palveluorientoituneen arkkitehtuurin perusperiaatteet, ominaisuudet ja käyttötarkoitukset. Lisäksi opiskelijan tulee olla perehtynyt Web-palvelujärjestelmien toteutustekniikoihin sekä kyetä suunnittelemaan ja toteutta-maan Web-palveluja, asiakassovelluksia sekä palveluorkestraatioita. Opiskelijan tulee myös pystyä selittämään ReST-arkkitehtuurityylin perusteet. Lisäksi opiskeli-jan tulee tuntea ja osata selittää pilvilaskennan perusperiaatteet ja ominaisuudet sekä olla perehtynyt pilvilaskennan toteutustekniikoihin. Opintojakson käytyään opiskelijalla tulee olla valmiudet hankkimaan itse lisätietoa alan kirjallisuudesta ja muista lähteistä. SISÄLTÖ: - Palveluorientoitunut arkkitehtuuri ja Web-palvelut: palveluiden ja asia-kassovellusten suunnittelusta, standardit ja teknologiat, palveluiden ja asiakasso-vellusten toteutuksesta. ReST-arkkitehtuurityylin perusteet - Palveluiden yhdistäminen, koostaminen ja prosessit: palveluorkestraatiot ja -koreografiat, perusteet BPMN- ja BPEL-kielistä - Turvallinen viestinvälitys verkossa, WS-Security ja erityisesti XML Encryption ja XML Signature -kielet, turvallinen viestinvälitys Web-palvelukonseptissa

118

- Pilvilaskennan perusperiaatteet ja ominaisuudet, yleiskuva tarjolla olevasta työka-lutuesta ja toteutustekniikoista SUORITUSVAATIMUKSET: Harjoitustyöt ja tentti. Osasuoritusten pitää liittyä sa-maan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Palvelupohjaiset järjestelmät, Tarja Systä, Anna Ruokonen (Opintomoniste) ESITIEDOT:

MAT-82006 Structured Documents Suositeltava

TIE-02400 Ohjelmoinnin tekniikat Pakollinen

TIE-23500 Web-ohjelmointi Suositeltava

LISÄTIEDOT: Opintojakso on harjoitustyöpainotteinen ja painottaa tekemällä oppi-mista.

TIE-30400 Verkon tietoturva, 5 op

Security in Networks, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Jarmo Harju OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija harjaantuu valmiuteen ottaa vastuu yrityksen tai organisaation tietoverkosta tietoturvan osalta. Opiskelija kykenee turvaamaan tietoverkon, jossa mobiililaitteet ovat olennaisena osana tai joka rakentuu laitteiden välille ad hoc- tai p2p-periaatteella. Lisäksi opiskelija saa käsityksen runkoverkon turvaamiseen liittyvistä näkökohdista. SISÄLTÖ: - Tietoturvallisen verkon suunnittelu ja hallinnointi. - Turvamekanismit toimilaitteissa, ohjelmistoissa ym. - Ongelmien havaitseminen ja reagointi. - Tietoturvan arviointi. - Verkkotietoturva työnä. SUORITUSVAATIMUKSET: Harjoitukset, harjoitustyö ja tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

ELT-51006 Networking Laboratory I Pakollinen

ELT-51106 Computer Networking I Pakollinen

ELT-53106 Computer Networking II Suositeltava

TIE-30100 Tietoturvallisuuden perusteet Pakollinen

TIE-30200 Tietoturva-arki Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Tietoturvallisuuden perusteet suoritettava viimeistään 3. opetusviikolla. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

TIE-30500 Identiteetin ja pääsynhallinta, 4 op

Identity and Access Management, 4 cr VASTUUHENKILÖ: Jukka Koskinen, Jarmo Harju

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 4 h/vko Harjoitukset 2 h/vko Harjoitustyöt 20 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opiskelija saa perusedellytykset toimia identiteetin- ja pääsynhallinnan kehitystehtävissä organisaatiossa. SISÄLTÖ: - Identiteetinhallinta organisaation sisällä. Identiteetinhallinta-arkkitehtuuri. Perusrekisterit ja autoratiiviset lähteet. Toimintaprosessit identiteetin-hallinnassa. - Käyttäjän tunnistaminen. Vahva autentikointi. - Käyttövaltuuksien hallinta. - Federoitu identiteetinhallinta. SUORITUSVAATIMUKSET: Luennot, harjoitustyöt, tentti. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan ESITIEDOT:

TIE-30100 Tietoturvallisuuden perusteet Pakollinen

TIE-30200 Tietoturva-arki Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Tietoturvallisuuden perusteet suoritettava viimeistään 3. opetusviikolla. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TIE-30600 Turvallinen ohjelmointi, 3 op

Secure Programming, 3 cr VASTUUHENKILÖ: Marko Helenius OSAAMISTAVOITTEET: Turvallisessa ohjelmoinnissa pyritään kriittisen virheen estämiseen mahdollisimman varhaisessa vaiheessa. Kurssin suoritettuaan opiskeli-ja osaa soveltaa turvallisen ohjelmoinnin periaatteita ohjelmointityössä ja päätök-senteossa. Jatko-osassa opiskelija laajentaa turvallisen ohjelmoinnin omaa ja yh-teisöllistä tietämystä. SISÄLTÖ: - turvallisen ohjelmoinnin suunnitteluperiaatteet - turvallisen ohjelmoinnin taito - haavoittuvuudet SUORITUSVAATIMUKSET: Opintojakso koostuu kahdesta osasta, joilla kummal-lakin on laajuus 3 op. Perusosan vaatimuksena on tentti sekä 40% harjoituksista ja 80% kokoontumisista. Jatko-osan vaatimuksena on perusosa samalla tai aiemmal-la toteutuskerralla sekä harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Toteutuskohtainen verkkomateriaali (Muu verkkomateriaali) ESITIEDOT:

TIE-02400 Ohjelmoinnin tekniikat Pakollinen

TIE-30100 Tietoturvallisuuden perusteet Pakollinen

TIE-30200 Tietoturva-arki Suositeltava

LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi. Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

119

TIE-40106 Psychology of Pervasive Computing, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jarmo Palviainen, Timo Saari

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 14 h/per +4 h/per Excercises 10 h/per +2 h/per Assignment 30 h/per

LEARNING OUTCOMES: After taking the course the student can present the basic information in psychology and apply his skills in the design of technology and envi-ronment. Special focus is on pervasive computing environments. The topics to be learned are: human development, personality, information processing, communica-tion, emotion, creativity, group-behaviour, organizational psychology, psychology of consumption and aesthetics, and designing for special groups. CONTENT OF THE COURSE: - To learn the foundations of psychology for human-centered design purposes. - To understand human characteristics and behaviour. - Skills to apply basic knowledge of psychology in design with special focus in per-vasive computing environments.

TIE-40206 Cross-Cultural Design, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Jarmo Palviainen, Thomas Olsson LEARNING OUTCOMES: After the course the student can explain what is multi-cultural design and how one can make sure that a product fits to different cultures. The student can define what culture as a concept means, what kind of levels of culture there are, how cultures differ from each other and how they affect on inter-action with products. The student can explain different approaches and methods related to multi-cultural design. One can communicate with representatives of dif-ferent cultures and study their needs and expectations of technology. STUDY MATERIAL: (Lecture slides) PREREQUISITES:

TIE-40106 Psychology of Pervasive Computing Mandatory

TIE-41206 Human-Centered Product Development, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jarmo Palviainen LEARNING OUTCOMES: The student understands how user needs and require-ments need to be taken into account when developing interactive products in gen-eral and in software projects in particular. After completing the course the student kwnos how to: - describe the whole lifecycle of product development, the parts of the lifecycle and their meaning in interactive product development - recocnize dif-ferent human centered methods suitable for different situations - explain the differ-ences between product development and scientific work - evaluate analytically the functioning of a cross functional team - apply human centered design principles in product development projects - plan the usability/user experience work in a devel-opment project together with the team members and other stakeholders - exploit academic and commercial sources of HCI information

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and practice as-signments and participating at least one lecture and returning notes on that lecture to the teacher are included in the requirements. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: (Lecture slides), (Other online content) PREREQUISITES:

TIE-04100 Basic course on user experience Mandatory

YHTTAY-40030 Research Methods in HTI Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: A Master's level or post-graduate student who has taken a Bachelor's degree elsewhere should have un-derstanding of basic concepts and methods of usability and human centered de-sign. (S)he can definine usability goals and conduct a simple task analysis and a user study. (S)he can conduct a small scale usability test in a laboratory and in the field. (S)he can apply expert evaluation methods in practice.

TIE-41306 User Experience: Design and Evaluation, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Timo Saari

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 20 h/per Assignment 20 h/per +52 h/per Seminar 4 h/per

LEARNING OUTCOMES: Evaluation and design of user experience takes into account all the different aspects, which have an effect on human usage of product and services. After passing the course the student can define, what the user expe-rience of products and services means and which kind of factors contribute to posi-tive user experience. The student is also familiar with the methods most commonly used in user experience evaluation, design, and research, and can apply those methods in practice. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: A student who takes his/her Bachelor's level studies at TUT should have taken the course "IHTE-1100 Käytettävyyden perusteet". In addition, taking "IHTE-3201 Käytettävyystutkimuksen menetelmät" is recommended before this course. A Master's level or postgraduate student who has taken a Bachelor's degree elsewhere should have understanding of basic concepts and methods of usability and human centered design before entering the course. (S)he can define usability goals and conduct a simple task analysis and a user study. (S)he can conduct a small scale usability test in a labor-atory and in the field.

TIE-41406 Human-Centered Design Project, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Thomas Olsson

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 1 h/week +1 h/week Assignment 5 h/week +5 h/week

LEARNING OUTCOMES: After this course the student is able to conduct a human-centered research and design process, especially according to the "Contextual

120

Design" framework. One understands the principles based on which the taught methods are applied in different types of product development processes and their phases. One can explain the general benefits, challenges and practical significance of human-centered design. One has enough experience on the human-centered research and design methodology to be able to take a responsibility of a small design project. The student can model and consolidate different types of user re-search data from various sources, and identify the most relevant user-related as-pects that affect the design. One is able to give examples of good principles of group working and explain the benefits and principles of idea creation techniques, as well as to use this knowledge in practical design work. CONTENT OF THE COURSE: - Contextual Design (CD) as a holistic R&D meth-odology: both in theory and practice. - Contextual Inquiry: user research in authentic contexts. Techniques for gathering user research data with observation, interviewing and by gathering relevant arti-facts that relate to the user activities. Understanding of how to gather relevant user data in different types of cases. - Specifying and designing a product/service based on the user research: how to make design decisions based on the understanding of the user. - Interaction design, interface design and prototyping: paper prototypes, UI mock-ups, wireframes. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Contextual Design. Defining Customer Systems, Beyer, Holtzblatt (Book), Rapid Contextual Design: A How-to Guide to Key Techniques for User-Centered Design, Holtzblatt, Wendell, Wood (Book) PREREQUISITES:

TIE-40106 Psychology of Pervasive Computing Mandatory

TIE-41206 Human-Centered Product Development Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: In addition, a compulso-ry prerequisite is the course "Methods of Usability Engineering" (provided by Uni-versity of Tampere). A Master's level or postgraduate student who has taken a Bachelor's degree elsewhere should have theoretical knowledge and preferably also practical skills of the following: user-centered design as a process, user re-search in general, usability testing, interviewing, user interface design, usability engineering. ADDITIONAL INFORMATION: The course is arranged every other year. The next implementation will be during the academic year 2013-2014. Suitable for postgraduate studies

TIE-50406 DSP Implementations, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jarmo Takala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: Student can classify the special features of DSP proces-sors and develop applications with fractional representation. Students can describe

a DSP application with data flow graphs and analyze the inherent parallelism of the application. CONTENT OF THE COURSE: - number representations in fixed-point and floating-point processors - DSP processor architectures - memory architectures, Harvard architecture - data-flow graph representation, loop and iteration bounds - pipelining, parallel processing, and combined parallel pipelined processing - critical path, folding, unfolding, retiming - general-purpose graphics processing units REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Written exam and complet-ed compulsory assignment. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: VLSI Digital Signal Processing Systems: Design and Imple-mentation, K. K. Parhi (Book), (Lecture slides) PREREQUISITES:

TIE-50306 Electronic System Level Design Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic knowledge on signal processing algorithms is recommended. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TIE-50506 System Design, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Timo Hämäläinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student knows the de-sign process of complex embedded systems including several processors, HW IP-blocks, SW platform components and SW applications with real-time constraints. In the exercise work, students practice HW/SW co-design and system integration, verification, and prototyping. Students implement a small video encoding system on FPGA. The first step is creating a behavioral model that is simulated on PC. From it, a set of implementations are created on FPGA board by varying the number of processors and HW IP-blocks. Performance and costs are analysed for the imple-mentations. All this gives a realistic embedded product development experience. CONTENT OF THE COURSE: - Introduction to embedded, multi-processor sys-tem-on-chip (SoC) technologies. - Importance of design reuse and application portability between HW and SW im-plementations. - Principles of model based design with abstraction and orthogonalization of con-cerns. - Layered system model and interfaces. - Related HW and SW standards and best practises. - Hands-on exercise work implementing a parallel, real-time application on hetero-geneous HW/SW platform

121

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and completed exer-cise work. STUDY MATERIAL: Embedded System Design - Modeling, Synthesis and Verifica-tion, Daniel G. Gajski et al (Book), TIE-50506 Lecture Notes, Timo D. Hämäläinen (Lecture slides) PREREQUISITES:

TIE-50100 Digital Design Mandatory 1

TST-01100 Introduction to Information Technology Mandatory 1

1 . Suoritettava jompikumpi. ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic knowledge of digital design and C/C++ programming is strongly recommended. ADDITIONAL INFORMATION: Note to Finnish students: Kurssin kaikki materiaali on englanniksi, mutta harjoituksissa, tentissä ja muussa kommunikaatiossa voi vastata myös suomeksi riippuen henkilökunnan kielitaidosta. Luennoista voidaan harkinnan varaisesti ja erikseen pyydettäessä järjestää suomenkielisiä tiivistettyjä esityksiä. Suitable for postgraduate studies

TIE-51256 Computer Architecture, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Jarmo Takala

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Excercises 2 h/week +2 h/week

LEARNING OUTCOMES: The student learns to - identify the structure and the basic components of a computer architecture; - compare different architectures in terms of performance; - classify and compare the mechanisms that allow to in-crease the performance of a computer architecture; - reproduce the behavior of different kinds of architectures and functional blocks; - suggest how to improve the performance in a given architecture CONTENT OF THE COURSE: - measuring reporting reporting performance - instruction-level parallelism (ILP) - data-level parallelism - thread-level parallelism - memory hierarchy REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Accepted exercise pro-jects, one pen and paper exercise, and final exam. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Computer Architecture: a Quantitative Approach, Hennessy and Patterson (Book), Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, Hennessy and Patterson (Book) PREREQUISITES:

TIE-51200 Computer Architecture Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: TIE-51200 or equivalent knowledge ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TIE-52106 Wireless Sensor Networks and Applications, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Timo Hämäläinen

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/per +2 h/per Excercises 2 h/per +2 h/per

LEARNING OUTCOMES: Learn to know what are wireless mesh sensor networks, applications and their evaluation criteria. Hands-on guided implementation of exer-cise applications and own application planning using TUTWSN network deployed at TUT campus buildings. CONTENT OF THE COURSE: - Principles of wireless mesh sensor networks. Multi-hop routing. - Application distribution principles between sensors and back-end systems. - Application programming interfaces to WSNs. Network architecture. - Monitoring, control, and positioning applications. Case studies and comparisons. - Practical installation and use of large-scale WSN. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam and compulsory exercises. PREREQUISITES:

TIE-02200 Basic course on programming Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Basic knowledge of programming in C/C++ is strongly recommended. ADDITIONAL INFORMATION: Note to Finnish students: Kurssin kaikki materiaali on englanniksi, mutta harjoituksissa, tentissä ja muussa kommunikaatiossa voi vastata myös suomeksi riippuen henkilökunnan kielitaidosta. Luennoista voidaan harkinnan varaisesti ja erikseen pyydettäessä järjestää suomenkielisiä tiivistettyjä esityksiä.

TIE-52206 Inertial Sensors and their Applications, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Helena Leppäkoski, Jussi Collin

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week Excercises 2 h/week Assignment 36 h/per

LEARNING OUTCOMES: After completing the course, the student will understand how to use consumer-grade inertial sensors and build applications utilizing them and know the basics of sensor applications on modern smartphones. CONTENT OF THE COURSE: - Inertial navigation principles, coordinate frames, errors. Level plane 2-D dead reckoning navigation system. - Self-contained sensors: accelerometers and gyroscopes. Magnetometers, baro-metric altimeters. - Sensor errors, Allan variance. - Sensor APIs on smartphones. - Methods: Kalman filter, Least Squares for sensor calibration. - Applications: Pedestrian Dead Reckoning, orientation (UI), motion mode classifi-cation, games.

122

REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Exam, exercises, and pro-ject work. Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Principles of GNSS, inertial, and multisensor integrated navi-gation systems, P. D., Groves (Book), Strapdown Inertial Navigation Technology, D. H. Tittertton (Book), Lecture slides: TIE-52206 Inertial Sensors and their Appli-cations (Lecture slides) PREREQUISITES:

TIE-02200 Basic course on programming Advisable

TIE-05200 Microprocessors Advisable

ADDITIONAL INFORMATION ABOUT PREREQUISITES: Students are expected to be familiar with basic matrix algebra. Advisable background knowledge includes familiarity with sensor technologies (eg. ASE-3036 Microsensors) and positioning methods (eg. ELT-46006 Introduction to Satellite Positioning, MAT-60606 Mathe-matics for Positioning). ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TTE-31400 Modulointi, 5 op

Modularisation, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Timo Lehtonen

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettuaan opiskelijalla on hyvät tiedot toimimiseen modulaarisessa sekä tuoteplatformipohjaisessa tuotekehityksessä. Opiskelija oppii tuntemaan systemaattisen moduloinnin menetelmiä ja saa harjoi-tusta niiden käytössä. SISÄLTÖ: - Modulaarisuuden merkityksen hahmottaminen teollisuustuotannon historiassa. - Perusteet tuotemodulaarisuuden ymmärtämiseen. Erilaisten modulaarisuustyyp-pien tunnnistaminen. - Nykyisten modulaarisuuteen perustuvien liiketointamallien kuten konfigurointi ja tuotealusta-ajattelun tunteminen. - Tietämys modulointia ja modulaarisen tuotteen hallintaa varten kehitettyjen työka-lujen olemassa olosta, niiden kyvyistä ja rajoitteista. SUORITUSVAATIMUKSET: Platform simulointiharjoitus, tentti. OPPIMATERIAALI: Väitöskirja "Designing Modular Product Architecture in the New Product Development" TTY julkaisu 713, Timo Lehtonen (Tutkimus) LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTE-32000 Tuotettavuuden suunnittelu, DFX, 5 op

DFX, 5 cr VASTUUHENKILÖ: Asko Riitahuhta, Mikko Vanhatalo

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Luennot 2 h/vko +2 h/vko Harjoitustyöt 20 h/per +20 h/per Seminaari 4 h/per

OSAAMISTAVOITTEET: Opintojakson suoritettua opiskelija osaa tuotettavuuden suunnittelun periaatteet. Opiskelijalla on kurssin jälkeen tiedot kuinka tuote suunni-tellaan huomioiden sen elinkaaren kaikki vaiheet. Opiskelija osaa mm. valmistetta-vuuden, kokoonpantavuuden, turvallisuuden, kustannusten, inkrementaalisen inno-voinnin ja teknologian johtamisen näkökulmien rinnakkaisen suunnittelun. SISÄLTÖ: - Design for Anything (DFX) teoria ja teorian soveltaminen käytännössä. DFX-menetelmiä on useita ja tällä kurssilla varsinkin valmistettavuus ja kokoonpan-tavuus ovat keskeisessä roolissa. - Kustannuksien yhteydet suunnittelun päätöksiin. Tuotekehityksen kustannuksien osuus tuotteen hinnasta on yleensä pieni, mutta suunnittelupäätösten vaikutus on merkittävä. Tätä yhteyttä käsitellään yhtenä osana kurssilla. - Kurssin jälkeen opiskelija ymmärtää miten ja miksi suunnittelijan päätökset vaikut-tavat tuotteeen elinkaaren muihin vaiheisiin. - Riskien analysointi ja hallinta, Verifiointi ja Validointi (V&V) SUORITUSVAATIMUKSET: Kirjallinen tentti ja harjoitustyö. Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan OPPIMATERIAALI: Mechanical Assemblies, Daniel E. Whitney (Kirja), DFX-kalvot, Asko Riitahuhta (Luentokalvot) ESITIEDOT:

TTE-30100 Tuotekehitys Suositeltava

TTE-31200 Innovointi Suositeltava

TIETOA ESITIETOVAATIMUKSISTA: Tuotettavuuden suunnittelu, DFX on osa Tuotekehityksen syventävää opintokokonaisuutta. Suositeltavana esitietona on "Integroitu tuotekehitys ja tuotanto" aineopintokokonaisuus ja sieltä erityisesti tuo-tekehitystä käsittelevät kurssit. LISÄTIEDOT: Soveltuu jatko-opinnoiksi

TTE-53006 Control in Robotics and Automation: Advanced Course, 5 cr

PERSON RESPONSIBLE: Lastra Jose Martinez, Andrei Lobov

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week +2 h/week Assignment 4 h/week +4 h/week

LEARNING OUTCOMES: To provide students with deep knowledge on advanced topics in factory automation and robotics for elaborating solutions to complex appli-cations. After this course, student should be able to design and implement robot and/or automation system. CONTENT OF THE COURSE: - Programming of distributed factory automation systems. IEC 61499 standard. - Object-oriented engineering methodologies in factory automation. - Multi-agent systems for manufacturing control.

123

- 4 Advanced Motion Control of Robot Manipulators. Centralized control: PD control with g compensation, inverse dynamics control, robust control, and adaptive con-trol. Operational space control. - Interaction Control of Robot Manipulators. Compliance control. Impedance con-trol. Force control: w/inner position loop, w/inner velocity loop, parallel force/position control. Hybrid force/position control. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Completing final examina-tion and all course assignments. STUDY MATERIAL: Control Software for Mechanical Systems: Object-oriented Design in a Real-time World, DM Auslander, JR Ridgely and JD Ringgenberg (Book), Modelling and Control of Robot Manipulators, L Sciavicco and B Sciciliano (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TTE-54006 Formal Methods in Factory Automation, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Corina Popescu, Lastra Jose Martinez LEARNING OUTCOMES: Students will learn formal languages and methods that can be applied in factory automation in areas such as: control modelling, verifica-tion, validation, and manufacturing planning. The course addresses the modelling, verification and validation of factory automation systems. At the end of the course the student should be able to model a factory automation system using any of the modelling languages presented during the course (i.e. Petri Nets and timed autom-ata). Additionally, the student should have good knowledge of how choices made at modelling stage can influence the verification steps. CONTENT OF THE COURSE: - System modelling with Petri Nets and Timed Au-tomata - Requirements specification. Temporal logic - Model checking - Performance analysis based on Petri net models - Scheduling search on Petri Nets - Deadlock handling: graph-based and Petri nets-based methods REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Written Exam AND Labora-tory exercises AND course assignment(s) STUDY MATERIAL: A Calculus of Communicating Systems, Milner R. Model checking, Clarke, Grumberg and Peled (Book), Modeling, Simulation, and Control of Flexible Manufacturing Systems, Zhou, M; Venkatesh, K. (Book), Petri Nets for Systems Engineering, Girault and Valk (Book), Petri Nets in Flexible and Agile Automation, Zhou M. (Book), Principles of Automated Theorem Proving, Duffy D. (Book), Principles of Model Checking, Baier and Katoen (Book), (Lecture slides), (Other literature) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies Will not be lectured year 2013-2014

TTE-56006 Automation for Energy Efficient Factories, 3 cr PERSON RESPONSIBLE: Corina Postelnicu, Jose Martinez Lastra

Study type P1 P2 P3 P4 Summer Lectures 2 h/week

LEARNING OUTCOMES: This course covers automation, information and commu-nication technologies, methodologies and tools for smart factories. Topics include: - Energy consumption data acquisition and processing - Applications of data and process mining targeting energy savings - Information systems for energy efficien-cy - Decision support targeting energy efficiency - Modelling of energy relevant aspects: energy consumption, energy providers , energy consumers and the inter-actions between them. - Implementations and case studies CONTENT OF THE COURSE: - Energy consumption data acquisition and pro-cessing Information systems for energy efficiency - Applications of data and process mining targeting energy savings Decision sup-port targeting energy efficiency - Implementations and case studies REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Final examination AND assignment passed. Completion parts must belong to the same implementation Completion parts must belong to the same implementation STUDY MATERIAL: Applied Data Analysis And Modeling For Energy Engineers And Scientists, T. Agami Reddy (Book), Handbook of Web Based Energy Infor-mation and Control Systems, Barney L. Capehart , Timothy Middelkoop (Book), Intelligent Information Systems and Knowledge Management for Energy. Applica-tion for Decision Support, Usage and Environmental Protection, Kostas Metaxiotis (Book), Process Mining: Discovery, Conformance and Enhancement of Business Processes, Wil M. P. van der Aalst (Book) ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies

TUT-90006 Orientation to Doctoral Studies, 5 cr PERSON RESPONSIBLE: Kari Kannus LEARNING OUTCOMES: Course provides the basic understanding of post-graduate studies and scientific and applied research. After the course post-graduate students know the progress of the dissertation work and they are able to find a research problem, make a relevant research scheme and a literature review, set goals for the research and evaluate the reliability of the research. They will also have the basic knowledge on research methodology and research ethics. REQUIREMENTS FOR COMPLETING THE COURSE: Participation at least in four of the seven seminars (necessary extra non-attendance must be agreed with Kari Kannus via e-mail). Approved literature review and research scheme. ADDITIONAL INFORMATION: Suitable for postgraduate studies