Kursa kods InfT1035

Kredītpunkti 3

Datortehnoloģijas biosistēmu vadībā

Zinātnes nozareInformācijas tehnoloģija (nav zn)

Kopējais stundu skaits kursā81

Lekciju stundu skaits16

Semināru un praktisko darbu stundu skaits16

Studenta patstāvīgā darba stundu skaits49

Kursa apstiprinājuma datums25.10.2022

Atbildīgā struktūrvienībaDatoru sistēmu un datu zinātnes institūts

Kursa izstrādātājs

author doc.

Ivars Mozga

Dr. sc. ing.

Kursa anotācija

Studiju kursa mērķis ir studējošos iepazīstināt ar biosistēmu vadību, kura ir kļuvusi par vienu no datorzinātņu un datorvadības pielietojuma nozarēm ar lielu attīstības potenciālu biotehnoloģijās, medicīnā, ekoloģijā un enerģētikā. Priekšmetā paredzēts dot informācijas tehnoloģiju speciālistiem piemērotā formā veidotu informāciju par bioloģisku sistēmu pamatiem un datortehnoloģiju saistību ar dažādām zinātnes nozarēm un jaunākajiem tehnoloģiskajiem sasniegumiem. Apskatīti kibernētikas un sistēmu teorijas jēdzieni, kas saista bioloģiskās sistēmas ar tehniskajām vienotā formālajā analīzē.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

• studenti zin par galvenajām bioloģisko un tehnisko procesu kopējām iezīmēm, bioloģiskas sistēmas darbības pamatprincipiem līdz pat šūnu līmenim – praktiskie darbi, teorijas kontroldarbs
• studenti prot analizēt ģenētisko informāciju, salīdzināt dažādu organismu gēnu sekvences, izsekot ģenētisko izmaiņu potenciālajām sekām bioloģiskā vadības sistēmā, interpretēt dinamiska modeļa simulāciju rezultātus – praktiskie darbi, patstāvīgais darbs
• studenti spēj izmantot brīvpieejas bioloģiskās informācijas analīzes rīkus bioloģisko vadības procesu modelēšanā un prognozēšanā, spēt analizēt un plānot bioprocesu modelēšanas un optimizācijas procesus – praktiskie darbi.

Kursa saturs(kalendārs)

1. Klimata pārmaiņu modelēšanas un prognozes rīki, metodes un novērtējums Latvijā un pasaulē – 2 h
2. Darbs ar SEG (siltumnīcefekta gāzu) emisiju datu bāzēm un aprēķiniem lauksaimniecības sektorā klimata pārmaiņu modelēšanas uzdevumiem – 2 h
3. Klimata modeļu prognozēšanas rīki globālajā tīmeklī – 2 h
4. Satelītu pavadoņu datu izmantošana ĢIS sistēmās – 2 h
5. Precīzās lauksaimniecības nozares definīcija un pamata apakšnozaru apskats – 2 h
6. Precīzās lauksaimniecības apakšnozares Precīzā biškopība datortehnoloģiju uzdevumu noteikšana un modelēšana. Precīzās biškopības IS sistēmas ieviešanas investīciju atmaksas aprēķini – 2 h
7. Precīzās lauksaimniecības apakšnozares Precīzā lopkopība datortehnoloģiju uzdevumu noteikšana un modelēšana – 2 h
8. Grafu teorija. Grafu teorijas pamatjēdzieni. Grafu teorijas pielietojumi datortehnoloģiju biosistēmu analīzes un modelēšanas uzdevumos – 3 h
9. Ģenētikas pamati. Mutācijas veidi. Bioķīmisko tīklu struktūras analīze un evolūcijas modelēšana – 2 h
10. Gēnu homoloģijas analīze ar brīvpieejas rīku palīdzību – 3 h
11. Navigācija ģenētiskās informācijas datu bāzēs. Dažādi gēnu reģioni – 2 h
12. Homologo sekvenču meklēšana. BLAST analīzes rezultātu interpretācija – 2 h
13. Radniecīgo organismu homoloģijas pakāpes analīze – 2 h
14. Copasi rīks bioprocesu modelēšanai un optimizācijai – 3 h
15. Teorijas kontroldarbs – 1 h

Prasības kredītpunktu iegūšanai

Lai saņemtu Datortehnoloģijas biosistēmu vadībā paredzēto ieskaiti ar atzīmi:
•nepieciešams izpildīt visus praktiskos darbus;
•nepieciešams nokārtot teorijas kontroldarbu;
•nepieciešams izstrādāt un aizstāvēt patstāvīgo darbu.
Ieskaites atzīme tiek formēta, kā akumulējošā atzīme, ņemot vērā praktiskos uzdevumus, teorētisko kontroldarbu un patstāvīgo darbu.

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

Patstāvīgā darba organizācija semestra laikā notiek patstāvīgi studējot literatūru, izmantojot mācībspēka konsultācijas.
Patstāvīgais darbs: Gēnu homoloģijas analīze ar brīvpieejas rīka palīdzību, homologo sekvenču meklēšana, BLAST analīzes rezultātu interpretācija un radniecīgo organismu homoloģijas pakāpes analīze (apjoms vismaz 3 lpp, iesniedz elektroniskā veidā).

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

Ieskaites vērtējums ir atkarīgs no semestra kumulatīvā vērtējuma: 1. Teorētiskā kontroldarba vērtējums (40%), 2. Izstrādāts un aizstāvēts patstāvīgais darbs (30%), 3. Izpildīti praktiskie darbi (30%). Maksimālais % skaits ir 100%, kas atbilst 10 ballēm ieskaites atzīmei.

Obligātā literatūra

1. Ratledge C., Kristiansen B. Basic Biotechnology. 3rd edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2006.
2. Dochain D. Bioprocess control. Wiley and Sons, 2001.
3. Klipp E., Herwig R., Kowald A., Wierling C., Lehrach H. Systems Biology in Practice. Concepts, Inplementation and Application. WILEY-VCH Verlag GmbH&Co KgaA. 2006.
4. Jones D.S. Sleeman B.D. Differential Equations and Mathematical Biology. Chapman &Hall/CRC, 2003.

Papildliteratūra

1. Szallasi Z., Stelling J., Periwal V. System Modelling in Cell Biology from concepts to nuts and bolts. MIT Press, 2006.
2. Davidson E.H. The regulatory Genome. Gene regulatory networks in development and evolution. Academic Press, Elsevier, 2006. Pieejama tiešsaistē:
http://ezproxy.llu.lv:2108/ehost/ebookviewer/ebook?sid=10915a09-2d02-4e95-8231-33df5cb67bab%40pdc-v-sessmgr02&ppid=pp_C1&vid=0&format=EB
3. Palsson B.O. Systems Biology: Properties of Reconstructed networks. Cambridge University Press, 2006.

Piezīmes

ITF akadēmiskās izglītības bakalaura studiju programma „Datorvadība un datorzinātne”.