PřF:CORE114 BioMat - Informace o předmětu
CORE114 Biologická matematika
Přírodovědecká fakultapodzim 2024
- Rozsah
- 2/0/0. 3 kr. Ukončení: k.
Vyučováno kontaktně - Vyučující
- prof. Ing. Jiří Holčík, CSc. (přednášející)
- Garance
- prof. Ing. Jiří Holčík, CSc.
RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: RNDr. Pavel Lízal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: RECETOX – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- Út 17:00–18:50 D29/252-RCX1
- Předpoklady
- !TYP_STUDIA(ND) && !FORMA(C) && (!PROGRAM(B-UCB) && !PROGRAM(B-UCC) && !PROGRAM(B-UCF) && !PROGRAM(B-UCM) && !PROGRAM(B-UCZ) && !PROGRAM(B-LGM))
Předpokládáme, že předmět bude otevřen všem studentům bakalářského studia MU (kromě učitelských programů a profesního programu LGM) s pozitivním vztahem k matematice. Od přihlášených studentů očekáváme aktivní zájem o problematiku předmětu. V každém případě, studentům matematických programů předmět umožní vzdělání i nad rámec jejich hlavní disciplíny. - Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Předmět si smí zapsat nejvýše 50 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 18/50, pouze zareg.: 0/50, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/50 - Cíle předmětu
- Cílem předmětu je: • seznámit studenty s různým charakterem vzájemného ovlivňování a obohacování různých vědních disciplín nejen, ale zejména na příkladu biologie, medicíny a matematiky, resp. informatiky; • pro vybrané biologické fenomény uvést studentům příklady jejich inspirujícího vlivu na vývoj matematických postupů/metod/algoritmů; • vést studenty ke kritickému zhodnocení vytvořených postupů; • případně naučit studenty písemně, formalizovaným způsobem vyjádřit svůj názor na přednesené metody, příp. jiné příklady vzájemné inspirace různých oborů podle zájmu a zaměření studentů.
- Výstupy z učení
- Absolvent předmětu: • dokáže identifikovat konkrétní společné rysy vědních disciplín, naučí se je vyhledávat a využít; • pochopí princip vybraných matematických postupů a dokáže formulovat jejich přednosti a nevýhody; • bude připraven formulovat svůj názor, týkající se náplně předmětu.
- Osnova
- 1. Přednáška úvodní, administrativa předmětu, vzájemný vztah různých oborů lidské činnosti v čase a jejich vzájemné ovlivňování – nejdříve na příkladu výtvarného umění, poté konkrétně pro biologii a matematiku; jak psát odborné texty 2. Umělý život – základní principy, Conwayova hra „Život“, umělí mravenci, chování hejn 3. Adaptace a řízení v přírodních a umělých systémech / kybernetika 4. Celulární automaty – základní principy – tkáň, automat, definice celulárního automatu – celulární automaty jako matematická disciplína, praktické aplikace, modely šíření infekčních nemocí s využitím buněčných automatů 5. 1. průběžný test 6. Umělé neuronové sítě I - nervová soustava, neuron a jeho modely, umělé neuronové sítě – dopředná a zpětnovazební struktura, 7. Umělé neuronové sítě II - perceptrony, Hopfieldova neuronová síť, učení neuronových sítí, aplikace 8. Genetické algoritmy – základy genetiky, přírodní výběr, optimalizační metody, principy genetických algoritmů, aplikace 9. 2. průběžný test 10. Umělý imunitní systém – základní principy, umělý imunitní systém – definice, typy realizace, aplikace. 11. Deterministický chaos – základy populačního modelování, diskrétní modely jednodruhové populace, rozmanitost chování diskrétní logistické rovnice, univerzálnost chaosu, fraktály; 12. Teorie katastrof – základní principy a příklady, typy katastrof, příklady modelů využívajících katastrofu typu motýlek 13. 3. průběžný test
- Literatura
- Handbook of Natural Computing. Rozenberg, G., Bäck, T., Kok, J.N. (eds.), Spinger-Verlag, Berlin Heidelberg 2012.
- Výukové metody
- Prezenční přednášky podporované Power Pointovými prezentacemi, přičemž je kladem důraz na pochopení základních principů popisovaných metod a algoritmů. Během přednášek jsou studenti průběžně interaktivně oslovováni s cílem kontrolovat míru jejich pochopení přednášené látky a vyvolat jejich aktivitu při řešení problémů.
- Metody hodnocení
- Předmět bude zakončen kolokviem. Podmínkou udělení kreditů bude získat celkově alespoň 50% správných ze všech možných odpovědí ze tří dílčích písemných testů (výběr správné odpovědi z množiny možných). Náhradní možností bude vypracovat a obhájit esej pojednávající buď o některé z disciplín, které budou náplní předmětu, některé z jiných forem vzájemné inspirace matematiky a biologie, nebo i jiných vzájemně se ovlivňujících disciplín blízkých zaměření studentů předmětu. Esej bude mít standardní formu vědecké, resp. odborné práce, se kterou se studenti seznámí během první přednášky.
- Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován každý semestr.
- Statistika zápisu (podzim 2024, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/CORE114