Linux sulautetuissa järjestelmissä.

Sulautettuja järjestelmiä löytää nykyään kaiken tyyppisistä laitteista, joihin törmäämme jokapäiväisessä elämässämme. Ne on tarkoitettu kustannustehokkaaksi ratkaisuksi tiettyyn ongelmaan ja niiden laitteisto on rakennettu nimenomaan tiettyä tarkoitusta varten ja vastaavasti ohjelmistopuolella sovellusohjelmat on suunniteltu hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti kyseisen laitteiston tarjoamia ominaisuuksia. Suurimmaksi ongelmaksi, jota vastaan sulautettujen järjestelmien suunnittelijat nykyään taistelevat, on muodostunut aika; Miten ehditään toteuttaa kaikki uudet ja monimutkaiset ominaisuudet laitteisiin, joita asiakkaat haluavat? Lyhyen kehityskaaren aikana on kyettävä reagoimaan nopeasti markkinoiden muutoksiin ja tämä asettaa omat vaatimuksensa sulautetun järjestelmän käyttöjärjestelmälle; sen on oltava joustava. Tutkimuksessani paneudun sulautettuihin järjestelmiin Linux-käyttöjärjestelmän näkökulmasta ja tarkoitukseni on selvittää niitä asioita, jotka tekevät Linuxista kilpailukykyisen ja varteenotettavan vaihtoehdon sulautetun järjestelmän sieluksi, siis käyttöjärjestelmäksi. Lisäksi haluan valottaa niitä asioita, miksi on perusteltua valita Linux sulautettuun järjestelmään ja mitä mahdollisia rajoituksia sillä on sulautetun järjestelmän kannalta. Avainsanat ja ­sanonnat: Linux, sulautettu järjestelmä1 JOHDANTO 1 2 TUTKIMUKSEN LÄHTÖKOHDAT 3 3 TAUSTAA 5 3.1 UNIXÔ 5 3.2 MINIX 5 3.3 LINUX 6 3.3.1 Arkkitehtuuri 6 3.3.1.1 Modulaarisuus 6 3.3.1.2 Monoliittinen ydin 7 3.3.1.3 Moduulit 7 3.3.1.4 Muistinsuojaus 7 3.3.2 Kehitys 8 4 KESKEISET TERMIT JA KÄSITTEET 10 4.1 AVOIN LÄHDEKOODI 10 4.2 GNU GENERAL PUBLIC LICENSE 10 4.3 POSIX 11 4.4 KÄYTTÖJÄRJESTELMÄ 11 4.5 LAITEAJURI 12 4.6 KIRJASTOT 13 4.7 SULAUTETTU JÄRJESTELMÄ 14 4.8 REAALIAIKAISUUS 15 4.8.1 Järjestelmän ennakoitavuus 16 4.8.2 Vasteaika 17 4.8.3 Pehmeä vs. kovareaaliaika 17 4.9 MONIAJO 17 4.9.1 Vuoropohjainen moniajo 18 4.9.2 Keskeyttävä moniajo 18 4.9.3 Aito vs. näennäinen moniajo 18 4.9.4 Moniprosessorointi 20 4.10 AIKATAULUTIN 20 4.11 SUORITUSTASOT 21 4.12 SÄIKEET 21 4.13 KESKEYTYKSET 21 5 SULAUTETTU LINUX 22 5.1 LAITTEISTO 22 5.2 LAITEAJURIT 23 5.3 SKAALAUTUVUUS JA JOUSTAVUUS 25 5.4 SIIRRETTÄVYYS 26 5.5 REAALIAIKAISUUS 27 5.5.1 Ytimen ongelmat 27 5.5.2 Ei-keskeyttävä ydin 28 5.5.3 Ennakoimattomuus 29 5.6 SULAUTETUN LINUXIN JAKELUPAKETIT 30 5.6.1 Kaupallisia jakelupaketteja 31 5.6.2 Avoimen lähdekoodin jakelupaketteja 31 5.6.3 Muita jakelupaketteja 32 6 RATKAISUJA REAALIAIKAISUUDEN PUUTTEESEEN 33 6.1 REAALIAIKAPÄIVITYKSET JA JAKELUPAKETIT 33 6.1.1 Kaupalliset reaaliaika-Linux-jakelupaketit 34 6.1.2 Avoimen lähdekoodin reaaliaika-Linux-jakelupaketit 34 6.1.3 Avoimen lähdekoodin reaaliaikapäivityksiä ja työkaluja Linuxille 34 6.2 MENETELMIÄ 35 6.2.1 Kaksoisydin 35 6.2.2 Pienempi viive 37 6.2.3 Keskeyttävä ydin 38 6.2.4 Ytimen korvaaminen 39 6.3 YHTEENVETO 41 7 SULAUTETUN LINUXIN SOVELLUKSIA 43 7.1 PDA­LAITTEET SEKÄ WEB-PADIT 43 7.2 ÄLY- JA INTERNETPUHELIMET 44 7.3 AUDIO JA VIDEO VIIHDELAITTEET 45 7.4 VERKKOLAITTEET 45 7.5 MUITA LAITTEITA 46 7.6 YHTEENVETO 47 8 KESKUSTELUA 48 8.1 TULOSTEN RAJAUS 50 8.2 JATKOTUTKIMUSAIHEITA 50 9 LÄHTEET 5

Linux sulautetuissa järjestelmissä.

Sulautettuja järjestelmiä löytää nykyään kaiken tyyppisistä laitteista, joihin törmäämme jokapäiväisessä elämässämme. Ne on tarkoitettu kustannustehokkaaksi ratkaisuksi tiettyyn ongelmaan ja niiden laitteisto on rakennettu nimenomaan tiettyä tarkoitusta varten ja vastaavasti ohjelmistopuolella sovellusohjelmat on suunniteltu hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti kyseisen laitteiston tarjoamia ominaisuuksia. Suurimmaksi ongelmaksi, jota vastaan sulautettujen järjestelmien suunnittelijat nykyään taistelevat, on muodostunut aika; Miten ehditään toteuttaa kaikki uudet ja monimutkaiset ominaisuudet laitteisiin, joita asiakkaat haluavat? Lyhyen kehityskaaren aikana on kyettävä reagoimaan nopeasti markkinoiden muutoksiin ja tämä asettaa omat vaatimuksensa sulautetun järjestelmän käyttöjärjestelmälle; sen on oltava joustava. Tutkimuksessani paneudun sulautettuihin järjestelmiin Linux-käyttöjärjestelmän näkökulmasta ja tarkoitukseni on selvittää niitä asioita, jotka tekevät Linuxista kilpailukykyisen ja varteenotettavan vaihtoehdon sulautetun järjestelmän sieluksi, siis käyttöjärjestelmäksi. Lisäksi haluan valottaa niitä asioita, miksi on perusteltua valita Linux sulautettuun järjestelmään ja mitä mahdollisia rajoituksia sillä on sulautetun järjestelmän kannalta. Avainsanat ja ­sanonnat: Linux, sulautettu järjestelmä1 JOHDANTO 1 2 TUTKIMUKSEN LÄHTÖKOHDAT 3 3 TAUSTAA 5 3.1 UNIXÔ 5 3.2 MINIX 5 3.3 LINUX 6 3.3.1 Arkkitehtuuri 6 3.3.1.1 Modulaarisuus 6 3.3.1.2 Monoliittinen ydin 7 3.3.1.3 Moduulit 7 3.3.1.4 Muistinsuojaus 7 3.3.2 Kehitys 8 4 KESKEISET TERMIT JA KÄSITTEET 10 4.1 AVOIN LÄHDEKOODI 10 4.2 GNU GENERAL PUBLIC LICENSE 10 4.3 POSIX 11 4.4 KÄYTTÖJÄRJESTELMÄ 11 4.5 LAITEAJURI 12 4.6 KIRJASTOT 13 4.7 SULAUTETTU JÄRJESTELMÄ 14 4.8 REAALIAIKAISUUS 15 4.8.1 Järjestelmän ennakoitavuus 16 4.8.2 Vasteaika 17 4.8.3 Pehmeä vs. kovareaaliaika 17 4.9 MONIAJO 17 4.9.1 Vuoropohjainen moniajo 18 4.9.2 Keskeyttävä moniajo 18 4.9.3 Aito vs. näennäinen moniajo 18 4.9.4 Moniprosessorointi 20 4.10 AIKATAULUTIN 20 4.11 SUORITUSTASOT 21 4.12 SÄIKEET 21 4.13 KESKEYTYKSET 21 5 SULAUTETTU LINUX 22 5.1 LAITTEISTO 22 5.2 LAITEAJURIT 23 5.3 SKAALAUTUVUUS JA JOUSTAVUUS 25 5.4 SIIRRETTÄVYYS 26 5.5 REAALIAIKAISUUS 27 5.5.1 Ytimen ongelmat 27 5.5.2 Ei-keskeyttävä ydin 28 5.5.3 Ennakoimattomuus 29 5.6 SULAUTETUN LINUXIN JAKELUPAKETIT 30 5.6.1 Kaupallisia jakelupaketteja 31 5.6.2 Avoimen lähdekoodin jakelupaketteja 31 5.6.3 Muita jakelupaketteja 32 6 RATKAISUJA REAALIAIKAISUUDEN PUUTTEESEEN 33 6.1 REAALIAIKAPÄIVITYKSET JA JAKELUPAKETIT 33 6.1.1 Kaupalliset reaaliaika-Linux-jakelupaketit 34 6.1.2 Avoimen lähdekoodin reaaliaika-Linux-jakelupaketit 34 6.1.3 Avoimen lähdekoodin reaaliaikapäivityksiä ja työkaluja Linuxille 34 6.2 MENETELMIÄ 35 6.2.1 Kaksoisydin 35 6.2.2 Pienempi viive 37 6.2.3 Keskeyttävä ydin 38 6.2.4 Ytimen korvaaminen 39 6.3 YHTEENVETO 41 7 SULAUTETUN LINUXIN SOVELLUKSIA 43 7.1 PDA­LAITTEET SEKÄ WEB-PADIT 43 7.2 ÄLY- JA INTERNETPUHELIMET 44 7.3 AUDIO JA VIDEO VIIHDELAITTEET 45 7.4 VERKKOLAITTEET 45 7.5 MUITA LAITTEITA 46 7.6 YHTEENVETO 47 8 KESKUSTELUA 48 8.1 TULOSTEN RAJAUS 50 8.2 JATKOTUTKIMUSAIHEITA 50 9 LÄHTEET 5

The effects of anticholinesterases and β-amyloid pathology on neurotrophin signaling in the mouse brain

Alzheimer s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder and the leading cause of dementia. One promising approach to tackle AD is the protection of neurons and restoration of synaptic connections with neurotrophic factors, such as nerve growth factor (NGF) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF). The first aim of this study was to examine the effects of cholinesterase inhibitors (ChEi), the first-line drugs for AD, on Trk neurotrophin receptor activity in the mouse brain. We show that donepezil and galantamine, two clinically used ChEis, rapidly phosphorylated Trk receptors in the mouse hippocampus. Subsequent pharmacological studies suggest that cholinergic activation of Trk receptors required simultaneous stimulation of nicotinic and muscarinic acetylcholine receptors. Moreover, we report that drug-induced Trk receptor phosphorylation response was unaltered in Sortilin1-/- mice and Bdnf+/- mice, which show defects in anterograde transport and synaptic targeting of Trk receptors and BDNF signaling, respectively. Our results show that drugs commonly used to treat AD activate neurotrophin receptors in the mouse brain. In the second part of this work, we studied the molecular mechanisms underlying impairment of BDNF-TrkB signaling in a mouse model of AD. We discovered that Aβ accumulation in the APdE9 mouse model of early-onset familial AD resulted in an age-dependent increase in the levels of TrkB.T1, a dominant-negative form of TrkB in the brain. Furthermore, we detected aberrant accumulation of BDNF protein in the cortex of APdE9 mice. Moreover, we show that overexpression of TrkB.T1 and Bdnf gene deficiency aggravated the memory impairment in APdE9 mice, whereas overexpression of TrkB alleviated this memory deficit. These findings may in part explain the failure of synaptic plasticity in APdE9 mice and suggest that activation of TrkB signaling could alleviate memory impairment in patients with AD. Finally, we developed an assay to detect signaling of p75 neurotrophin receptor in vivo. We show that our assay detects p75 signaling in vitro and present our strategy to generate a p75 signaling reporter mouse based on the same methodology. Our knock-in mouse will enable accurate temporal and spatial localization of p75 activity in healthy, aging and injured nervous systems, and serve as a screening platform to discover novel drugs to inhibit the detrimental effects of p75 signaling.Alzheimerin taudin katsotaan saavan alkunsa β-amyloidiproteiinin (Aβ) liiallisesta kertymisestä aivoihin, mikä johtaa hermosolujen välisen tiedonvälityksen häiriintymiseen ja synapsiyhteyksien katoamiseen, sekä hermosolujen kuolemaan. Potilaalla sairaus ilmenee etenevänä muistitoimintojen heikentymisenä ja laaja-alaisena älyllisten toimintojen häiriönä. Tautiin ei ole olemassa parantavaa hoitoa, mutta yhtenä mahdollisena uusien lääkehoitojen kohteena pidetään hermoston kasvutekijöitä. Neurotrofiiniperheen hermoskasvutekijät ovat elimistön tuottamia proteiineja, jotka ylläpitävät hermosolujen toimintaa ja hyvinvointia. Neurotrofiinien suuri koko ja proteiinirakenne vaikeuttavat kuitenkin niiden käyttöä potilaiden hoidossa. Näin ollen suun kautta annosteltavat lääkeaineet, jotka aktivoisivat aivojen omaa kasvutekijäjärjestelmää, voisivat olla hyödyllisiä Alzheimerin taudin hoidossa. Tämän tutkimuksen yhtenä tavoitteena oli selvittää tavallisten Alzheimerin taudin hoidossa käytettävien lääkkeiden, antikoliiniesteraasien, vaikutuksia aivojen kasvutekijäjärjestelmän aktiivisuuteen hiirillä. Tutkimuksessa selvisi, että antikoliiniesteraasit donepetsiili ja galantamiini aktivoitavat neurotrofiinien vaikutuksia välittäviä Trk-reseptoreja muistin ja oppimisen kannalta keskeisessä aivojen osassa, hippokampuksessa. Jatkotutkimuksia tarvitaan ilmiön mekanismin ja merkityksen selvittämiseksi. Tutkimuksen toisessa osassa testasimme miten Aβ:n kertyminen vaikuttaa aivoperäisen hermokasvutekijän (BDNF) toimintaan Alzheimerin tautia mallintavilla muuntogeenisillä hiirillä. Samalla tutkimme kuinka BDNF-signaloinnin geneettinen manipuloiminen vaikuttaa muistin toimintaan kyseisessä tautimallissa. Aβ:n kertyminen aivoihin häiritsi kasvutekijäjärjestelmän toimintaa useilla eri tavoilla, jotka ovat omiaan pahentamaan muistisairauden oireita. BDNF:n toiminnan estäminen pahensi hiirten muistiongelmia, kun taas sen vahvistaminen vähensi niitä. Tutkimustuloksemme vahvistavat hermokasvutekijäjärjestelmän merkitystä Alzheimerin taudin lääkehoidon kohteena ja osoittavat, että järjestelmän aktivoiminen on mahdollista olemassa olevilla lääkeaineilla. Lisäksi väitöskirjan osana esitellään uudenlainen muuntogeeninen hiirimalli p75-neurotrofiinireseptorin aktiivisuuden havaitsemiseksi

Semen as a source of Mycoplasma bovis mastitis in dairy herds

Mycoplasma bovis infections are responsible for substantial economic losses in the cattle industry, have significant welfare effects and increase antibiotic use. The pathogen is often introduced into naive herds through healthy carrier animals. In countries with a low prevalence of M. bovis, transmission from less common sources can be better explored as the pathogen has limited circulation compared to high prevalence populations. In this study, we describe how M. bovis was introduced into two closed and adequately biosecure dairy herds through the use of contaminated semen during artificial insemination (AI), leading to mastitis outbreak in both herds. Epidemiological analysis did not reveal an infection source other than semen. In both farms the primary clinical cases were M. bovis mastitis in cows inseminated with the semen of the same bull four weeks before the onset of the disease. One semen straw derived from the semen tank on the farm and other semen lots of this bull were positive for M. bovis. In contrast, semen samples were negative from other bulls that had been used for insemination in previous or later oestrus to those cows with M. bovis mastitis. Furthermore, cgMLST of M. bovis isolates supported the epidemiological results. To our knowledge this is the first study describing the introduction of M. bovis infection into a naive dairy herd via processed semen. The antibiotics used in semen extenders should be re-evaluated in order to provide farms with M. bovis-free semen or tested M. bovis-free semen should be available.Peer reviewe

Utilization of in situ ELISA method for examining Trk receptor phosphorylation in cultured cells

Peer reviewe

The Impact of Bdnf Gene Deficiency to the Memory Impairment and Brain Pathology of APPswe/PS1dE9 Mouse Model of Alzheimer's Disease

Peer reviewe

Systematic bioinformatic analysis of expression levels of 17,330 human genes across 9,783 samples from 175 types of healthy and pathological tissues

Our knowledge on tissue- and disease-specific functions of human genes is rather limited and highly context-specific. Here, we have developed a method for the comparison of mRNA expression levels of most human genes across 9,783 Affymetrix gene expression array experiments representing 43 normal human tissue types, 68 cancer types, and 64 other diseases. This database of gene expression patterns in normal human tissues and pathological conditions covers 113 million datapoints and is available from the GeneSapiens website

Isoflurane produces antidepressant effects and induces TrkB signaling in rodents

A brief burst-suppressing isoflurane anesthesia has been shown to rapidly alleviate symptoms of depression in a subset of patients, but the neurobiological basis of these observations remains obscure. We show that a single isoflurane anesthesia produces antidepressant-like behavioural effects in the learned helplessness paradigm and regulates molecular events implicated in the mechanism of action of rapid-acting antidepressant ketamine: activation of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) receptor TrkB, facilitation of mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway and inhibition of glycogen synthase kinase 3 beta (GSK3 beta). Moreover, isoflurane affected neuronal plasticity by facilitating long-term potentiation in the hippocampus. We also found that isoflurane increased activity of the parvalbumin interneurons, and facilitated GABAergic transmission in wild type mice but not in transgenic mice with reduced TrkB expression in parvalbumin interneurons. Our findings strengthen the role of TrkB signaling in the antidepressant responses and encourage further evaluation of isoflurane as a rapid-acting antidepressant devoid of the psychotomimetic effects and abuse potential of ketamine.Peer reviewe

Pientalojen LVIS-liiketoiminnan kehittäminen

Tämän opinnäytetyön aiheena on valtakunnallisen talotekniikkaurakoinnin kehittäminen palvelemaan taloteollisuuden muuttuneita tarpeita. Työn tavoitteena on luoda uusi liiketoimintamalli, joka on taloudellisesti kannattavampi tapa tehdä pientalojen sähkö- ja LVI-urakointia valtakunnallisesti. Työssä käsitellään etenkin puu- ja hirsirunkoisten talojen rakentamisprosessia, koska se on keskeinen osa pientalojen sähkö- ja LVI-urakoinnin tehostamisessa liiketaloudellisesti kannattavampaan suuntaan. Opinnäytetyön teoreettinen viitekehys muodostuu laatujohtamisopeista, joista keskeisin on Lean-johtamisfilosofia. Työssä tutustutaan Lean-työkaluista VSM:ään (Value Stream Mapping) eli arvovirtakuvaukseen sekä vaihtelun mittaamiseen SPC-kaavioiden avulla. Sähkö- ja LVI-alan ratkaisujen tuotteistamisessa perehdytään alan kirjallisuuteen ja keskeisiin tuotteistamisprosesseihin. Lisäksi teoriaosuudessa perehdytään kehitystyön tuloksena saatavan uuden liiketoimintamallin jalkauttamista ajatellen ihmisten suorituksen johtamiseen, mittaamisen merkitykseen ja asiakaskokemuksen parantamiseen. Opinnäytetyön empiirinen eli kokemusperäinen tutkimus pohjautuu talotehtaiden ja rakennusliikkeiden prosessimallien selvittämiseen haastatteluiden avulla. Haastateltavana ovat lisäksi lukuisat aliurakoitsijat, jotka tekevät töitä useille talotehtaille. Työ toteutettiin laadullisena tutkimuksena. Toiminta-analyyttisessä lähestymistavassa rakentamisprosessin historiallinen tausta selvitettiin huolellisesti ja siinä osallistuttiin aktiivisesti myös muutosprosessin käynnistämiseen. Työn tuloksena saatiin dokumentoitu suunnitelma uudesta toimintamallista, joka on kehittyneempi tapa toteuttaa pientalojen talotekniikkaa valtakunnallisesti. Keskeistä työssä oli uuden rakentamisprosessin laatiminen ja sen jalkauttaminen kohdeyrityksessä. Uuden rakentamisprosessin mukainen toiminta, talotekniikan suunnittelu, sähkö- ja LVI-urakoinnin yhdistäminen ja siihen liittyvä synergiaetu sekä prosessijohtamisen digitaaliset työkalut olivat avainasemassa työlle asetettujen tavoitteiden saavuttamisessa