Vorlesung WS 2002/03 Dynamische Bioinformatik / Systembiologie Image by: Li-Mei Chang Source: http://www.cs.wayne.edu/~kjz/LiMei/

ACHTUNG, neue Anfangszeit: Am Montag beginnt die Vorlesung bereits um 12 Uhr!

Zeit: jeweils Mo 12:00 - 13:30, HS5 A und Do 12:15 - 13:00, SR120 CZ
Übung: Do 13:00 - 14:00, SR120 CZ
Beginn: 21. Oktober 2002
Leitung: Peter Dittrich

Klausur und Pruefungen

2. Schein-Klausur: Mittwoch, den 07.05.2003, 14:00 - 15:30 Uhr, Seminarraum der Bioinformatik (5. Stock), Ernst-Abbe-Platz 1-4

1. Schein-Klausur: Mittwoch, den 19.02.2003, 10:00 - 12:15 Uhr, Abbeanum, HS 4

Materialien

Vorlesung

Fragen zur Prüfungsvorbereitung

PDF-Versionen der Folien
(Vorsicht beim Drucken! Zum Teil sind lange Animationen enthalten, die nur zum Daumenkino taugen.)

Und noch eine Hinweis der Vollst"andigkeit halber: Folien sind nicht ausreichend oder besser gesagt, nicht geeignet, um den Vorlesungsstoff zu lernen.

• Teil 1 (Systemtheorie) , html-Version
  
• Teil 2 (Random Walk)
• Teil 3 (einfache explizite stochastische Simulation)
• Teil 4 (explizite stochastische Simulation, Zeit, Volumen, Häufigkeiten, explizite vs. implitite Repräsentation)
• Teil 5 (Mastergleichung, Monte-Carlo-Simulation, Gillespies Algorithmus) FEHLT LEIDER !
• Teil 6 (Qualitative Theorie dynamischer Systeme, kontinuierliche deterministische Systeme)
• Teil 7 (Chaos 1)
• Teil 8 (Chaos 2)
• Teil 9 (Chaos 3)
• Teil 10 (Matabolismus)
• Teil 11 (Chemisches/Molekulares Rechnen I)
• Teil 12 (Chemisches/Molekulares Rechnen II)
• Teil 13 (Netzwerkrekonstruktion)
• Teil 14 (Zellulaere Automaten)
• Teil 15 (Netzwerke I)
• Teil 16 (Netzwerke II)
• Teil 17
• Teil 18

• MATERIAL INTERN (Zugang nur lokal)

• Logistisches Wachstum
• Vektorfeldanalyse fuer 2 Dimensionen

Übungen

• Blatt 1
• Blatt 2
• Blatt 3
• Blatt 4, PDF
• Blatt 5, PDF
• Blatt 6, PDF
• Uebung 7:
  • Blatt 7a, PDF
  • Blatt 7b, PDF
  • Blatt 7c, PDF
  • Blatt 7d, PDF
  • Blatt 7e, PDF

In der Vorlesung geht es um die informatische Modellierung, Simulation und Analyse dynamischer Prozesse und Systeme der Biologie. Es handelt sich um eine praktische Vorlesung, die eine Einführung in eine Reihe von Simulationstechniken gibt und zeigt, wie diese eingesetzt werden können, um eine Vielzahl dynamischer Phänomene lebender Systeme nachzubilden und zu verstehen.

Die Vorlesung richtet sich primär an BioinformatikerInnen und BiologInnen, ist aber auch für diejenigen nützlich, die sich für Simulation und Modellierung interessieren, da Wert darauf gelegt wird, grundlegende Techniken zu erlernen, die sich problemlos auch in andere Anwendungsbereiche transferieren lassen.

Es folgt eine Übersicht über den Ihnhalt der Vorlesung:

1. Simulationstechniken
   1. Monte-Carlo Simulation
   2. Diskrete ereignisorientierte Simulation
   3. Zeitkontinuierliche Simulation (Differentialgleichungen)
   4. Multiagentensimulation
   5. Termersetzungs- und Lindenmeyer-Systeme
   6. Zelluläre Automaten
   7. Qualitative Simulation, temporale Logik, qualitative Physik
   8. Assemblerautomaten

2. Simulierte biologische Prozesse und Systeme
   1. Diffusion
   2. Bio-chemische Reaktionen
   3. Räumliche und zeitliche Musterbildung
   4. Metabolismus
   5. Signaltransduktion
   6. Genexpression
   7. Morphogenese
   8. (Funktionale) Differenzierung
   9. Populationsdynamik / Evolution
   10. Ursprung des Lebens
   11. Epidemiologische Dynamik
   12. Ökosystemdynamik
   Wir werden uns nicht mit molekularer Dynamik (z.B. Dynamik der Proteinfaltung) und neuronalen Systemen beschäftigen, da es dafür separate Vorlesungsangebote gibt.

3. Allgemeine Hilfsmittel
   (werden in der Vorlesung vorgestellt)
   1. Statistik (Tests)
   2. Fehleranalyse und Fehlerrechnung
   3. Zufallszahlen und zufällige Prozesse
   4. Quantitative Theorie dynamischer Systeme
   5. Experimentdesign
   6. Optimierung, evolutionäre Algorithmen
   7. Hinweise zur guten wissenschaftlichen Dokumentation

Voraussetzungen: Mathematik (ca. 2 Semester), Programmieren, Biologie (Abiturkenntnisse)

"May 14 2003" Peter Dittrich