FI:PA054 Formální modely v biologii - Informace o předmětu

PA054 Formální modely v systémové biologii

Rozsah

2/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. Ing. Václav Přenosil, CSc.
Katedra strojového učení a zpracování dat – Fakulta informatiky

Rozvrh

Pá 14:00–15:50 B411

Předpoklady

Předmět předpokládá elementární znalosti formálních metod získané během bakalářského studia. Jedná se o doplňující mezioborový kurz. Kurz je doporučen pro studenty oboru Bioinformatika.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Aplikovaná informatika (program FI, N-AP)
• Bezpečnost informačních technologií (program FI, N-IN)
• Bioinformatika (program FI, N-AP)
• Informační systémy (program FI, N-IN)
• Informatika (program FI, N-IN)
• Paralelní a distribuované systémy (program FI, N-IN)
• Počítačová grafika (program FI, N-IN)
• Počítačové sítě a komunikace (program FI, N-IN)
• Počítačové systémy (program FI, N-IN)
• Programovatelné technické struktury (angl.) (program FI, N-IN)
• Programovatelné technické struktury (program FI, N-IN)
• Služby - výzkum, řízení a inovace (angl.) (program FI, N-AP)
• Služby - výzkum, řízení a inovace (program FI, N-AP)
• Teoretická informatika (program FI, N-IN)
• Učitelství výpočetní techniky pro střední školy (program FI, N-SS) (2)
• Umělá inteligence a zpracování přirozeného jazyka (program FI, N-IN)
• Zpracování obrazu (program FI, N-AP)

Cíle předmětu

Po absolvování tohoto kurzu bude student schopen: aplikovat informatické a matematické metody, principy a nástroje v moderním systémovém výzkumu v biologii; porozumět systémovému pohledu na biologický systém; uplatnit formálních metody pro modelování biologických systémů; použít vhodné nástroje k řešení zadaného biologického problému.

Osnova

• Předmět, průběh a cíl výzkumu v systémové biologii.
• Modelování mechanismů řídících živý organismus: deterministický vs. nedeterministický model, spojitý vs. diskrétní model, modely s neurčitostí, aproximace a abstrakce, simulace a analýza modelu.
• Spojité deterministické modely: aproximace nelineárních spojitých modelů, diskrétní abstrakce konečně-stavovými automaty.
• Diskrétní deterministické modely: Boolovské sítě, Petriho sítě, hybridní modely.
• Diskrétní nedeterministické modely: Markovovy řetězce, stochastické Petriho sítě, stochastický Pi-Calculus.
• Metoda ověřování modelů (model checking): využití při validaci, vlastnosti in silico modelu vs. experimenty in vivo/in vitro, bástroje pro ověřování modelů.
• Modely s neurčitostí: zjišťování parametrů, robustnost.

Literatura

• ALON, Uri. An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits. Chapman & Hall/Crc, 2006. info
• Computational modeling of genetic and biochemical networks. Edited by James M. Bower - Hamid Bolouri. Cambridge: Bradford Book, 2001, xx, 336. ISBN 0262524236. info
• YEARGERS, Edward K., Ronald W. SHONKWILER a James V. HEROD. An introduction to the mathematics of biology : with computer algebra models. Boston: Birkhäuser, 1996, x, 417 s. ISBN 0-8176-3809-1. info
• GUTFREUND, H. Kinetics for the life sciences : receptors, transmitters and catalysts. 1st pub. Cambridge: Cambridge University Press, 1995, xi, 346. ISBN 052148586X. info

Výukové metody

pravidelné přednášky, skupinové projekty, nepovinné domácí úlohy

Metody hodnocení

ustní zkouška (60%), semestrální projekt (40%)

Vyučovací jazyk

Angličtina

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

• Statistika zápisu (jaro 2010, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/fi/jaro2010/PA054