DERS TANITIM ve UYGULAMA BİLGİLERİ

Dersin Adı Kodu Yarıyıl T+U+L (saat/hafta) Türü (Z / S) Yerel Kredi AKTS
Hesaplamalı Biyolojiye Giriş CE 474 Bahar 03+00+00 Zorunlu 3 8
Akademik Birim: Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
Öğrenim Türü: Örgün eğitim
Ön Koşullar Programlama becerisi, Veri yapıları ve yazılım kütüphanesi kullanımı tecrübesi
Öğrenim Dili: İngilizce
Dersin Düzeyi: Lisans
Dersin Koordinatörü: Doğan ÇÖRÜŞ
Dersin Amacı: Öğrencilerin,
(1) Biyolojik problemleri bilgisayar bilimi problemi olarak modelleme kabiliyeti
(2) Biyolojik problemlere uygulanabilir hesapsal yöntem ve algoritmalar hakkında bilgi
(3) Benzer problemlere yeni algoritma tasarımı ve gerçekleştirimi becerileri
(4) Hesapsal biyoloji ve biyoenformatik araçları hakkında tecrübe
edinmesini sağlamaktır.
Dersin İçeriği: Bir organizmayı oluşturan protein, gen ve DNA koleksiyonlarının analizi için bilgisayar bilimi yöntem araç ve algoritmalarının kullanımına bir giriş. Biyolojik dizi verileri ve hizalama problemlerine uygulanan veri yapıları ve dizi eşleştirme algoritmalarına genel bakış. Kavramların örnek dizi veritabanlarında tartışması. Veri madenciliğinden kümeleme algoritmalarının mikrodizi verilerine ve gen ifade analizine uygulanması. Biyoenformatik ağların (protein etkileşim ağları, düzenleyici ağlar, metabolik yolaklar vs.) incelenmesi ve analizi için gerekli çizge veri yapıları ve algoritmalarının tasarım ve mühendisliği.
Dersin Öğrenme Çıktıları (ÖÇ):
  • 1- 1. Biyolojik işleyişlerin analizinde ortaya çıkan problemlerin formel matematiksel/hesapsal modellenmesinin temel prensiplerini kavrama.
  • 2- 2. Hesapsal modeli çıkarsanan biyolojik problemlerde uyarlanabilir yaygın bilgisayar bilimi veri yapıları ve algoritmalarında tecrübe.
  • 3- 3. Formel modellenen biyolojik problemler için yeni kombinatoryel algoritmik çözümlerin tasarımı becerisi.
  • 4- 4. Hesapsal biyolojik problemlere uyarlanabilen algoritma mühendisliği ve gerçekleştirimi teknikleriyle ilgili tecrübe.
  • 5- 5. Başat hesapsal biyolojik problemlere yönelik çözümlerin başarım sınamasında kullanılabilecek kapsayıcı deneysel değerlendirmelerin tasarım ve gerçekleştirim yetisi.
Dersin Öğrenme Yöntem ve Teknikleri - Ders anlatımları- Katılımlı problem çözme- Kodlama projesi


HAFTALIK PROGRAM

HaftaKonularÖn Hazırlık
1 Algoritmalar ve kompleksiteye genel bakış.
2 Moleküler Biyoloji Temellerine Genel Bakış.
3 Düzenleyici motif arama problemi: Kaba arama algoritması ve dallandır-sınırla algoritması
4 Medyan dizge arama problemi: Kaba arama algoritması ve dallandır-sınırla algoritması
5 Genom düzenlelemeleri, ters çevirmeyle sıralama: Obur buluşsallar
6 Genom düzenlelemeleri, ters çevirmeyle sıralama: Yaklaşım algoritmaları
7 En uzun ortak altdizi pronlem: Dinamik programlama
8 Global/Lokal dizi hizalama: Dinamik programlama
9 Çoklu hizalama: Dinamik programlama
10 Gen tahmini, benzerlik tabanlı yaklaşımlar
11 Çizge algoritmaları: Genel bakış
12 Dizge problemleri için Çizge algoritmaları
13 Biyolojik ağlar: Analiz, motif bulma, uzaklık metrikleri
14 Biyolojik ağlar: Protein-protein etkileşim ağları, metabolik yolaklar, gen düzenleyici ağlar


ZORUNLU ve ÖNERİLEN OKUMALAR

An IntroductIon to BIoInformatIcs AlgorIthms, N. Jones, P. Pevzner, MIT Press, 2004


DİĞER KAYNAKLAR

- Bioinformatics and Functional Genomics, J. Pevsner, 2nd edition, Wiley-Blackwell, 2009.
- AlgorIthms on StrIngs, Trees, and Sequences-Computer ScIence and ComputatIonal BIology, D. GusfIeld, CambrIdge U. Press, 1997.


DEĞERLENDİRME SİSTEMİ

Yarıyıl İçi ÇalışmalarıSayıKatkı Payı (%)
Proje 1 15
Ödev 3 15
Ara Sınavlar/Sözlü Sınavlar/Kısa Sınavlar 1 30
Final Sınavı 1 40
Total: 6 100


İŞ YÜKÜ HESAPLAMASI

EtkinliklerSayısıSüresi (saat)Toplam İş Yükü (saat)
Ders Saati42142
Proje14545
Ödev31854
Sunum/Jüriye Hazırlık155
Diğer Uygulamalara Hazırlık15050
Ara Sınavlar/Sözlü Sınavlar/Kısa Sınavlar122
Final Sınavı122
Toplam İş Yükü (saat):200


PROGRAM YETERLİLİKLERİ (PY) ve ÖĞRENME ÇIKTILARI (ÖÇ) İLİŞKİSİ

# PY1 PY2 PY3 PY4 PY5 PY6 PY7 PY8 PY9 PY10 PY11 PY12
OC1 1 1 3                  
OC2 1 1 3   2              
OC3     3   2              
OC4     3 2 2 2            
OC5     3 2 2 2            
Dersin Adı Kodu Yarıyıl T+U+L (saat/hafta) Türü (Z / S) Yerel Kredi AKTS
Hesaplamalı Biyolojiye Giriş CE 474 Bahar 03+00+00 Zorunlu 3 8
Akademik Birim: Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
Öğrenim Türü: Örgün eğitim
Ön Koşullar Programlama becerisi, Veri yapıları ve yazılım kütüphanesi kullanımı tecrübesi
Öğrenim Dili: İngilizce
Dersin Düzeyi: Lisans
Dersin Koordinatörü: Doğan ÇÖRÜŞ
Dersin Amacı: Öğrencilerin,
(1) Biyolojik problemleri bilgisayar bilimi problemi olarak modelleme kabiliyeti
(2) Biyolojik problemlere uygulanabilir hesapsal yöntem ve algoritmalar hakkında bilgi
(3) Benzer problemlere yeni algoritma tasarımı ve gerçekleştirimi becerileri
(4) Hesapsal biyoloji ve biyoenformatik araçları hakkında tecrübe
edinmesini sağlamaktır.
Dersin İçeriği: Bir organizmayı oluşturan protein, gen ve DNA koleksiyonlarının analizi için bilgisayar bilimi yöntem araç ve algoritmalarının kullanımına bir giriş. Biyolojik dizi verileri ve hizalama problemlerine uygulanan veri yapıları ve dizi eşleştirme algoritmalarına genel bakış. Kavramların örnek dizi veritabanlarında tartışması. Veri madenciliğinden kümeleme algoritmalarının mikrodizi verilerine ve gen ifade analizine uygulanması. Biyoenformatik ağların (protein etkileşim ağları, düzenleyici ağlar, metabolik yolaklar vs.) incelenmesi ve analizi için gerekli çizge veri yapıları ve algoritmalarının tasarım ve mühendisliği.
Dersin Öğrenme Çıktıları (ÖÇ):
  • 1- 1. Biyolojik işleyişlerin analizinde ortaya çıkan problemlerin formel matematiksel/hesapsal modellenmesinin temel prensiplerini kavrama.
  • 2- 2. Hesapsal modeli çıkarsanan biyolojik problemlerde uyarlanabilir yaygın bilgisayar bilimi veri yapıları ve algoritmalarında tecrübe.
  • 3- 3. Formel modellenen biyolojik problemler için yeni kombinatoryel algoritmik çözümlerin tasarımı becerisi.
  • 4- 4. Hesapsal biyolojik problemlere uyarlanabilen algoritma mühendisliği ve gerçekleştirimi teknikleriyle ilgili tecrübe.
  • 5- 5. Başat hesapsal biyolojik problemlere yönelik çözümlerin başarım sınamasında kullanılabilecek kapsayıcı deneysel değerlendirmelerin tasarım ve gerçekleştirim yetisi.
Dersin Öğrenme Yöntem ve Teknikleri - Ders anlatımları- Katılımlı problem çözme- Kodlama projesi


HAFTALIK PROGRAM

HaftaKonularÖn Hazırlık
1 Algoritmalar ve kompleksiteye genel bakış.
2 Moleküler Biyoloji Temellerine Genel Bakış.
3 Düzenleyici motif arama problemi: Kaba arama algoritması ve dallandır-sınırla algoritması
4 Medyan dizge arama problemi: Kaba arama algoritması ve dallandır-sınırla algoritması
5 Genom düzenlelemeleri, ters çevirmeyle sıralama: Obur buluşsallar
6 Genom düzenlelemeleri, ters çevirmeyle sıralama: Yaklaşım algoritmaları
7 En uzun ortak altdizi pronlem: Dinamik programlama
8 Global/Lokal dizi hizalama: Dinamik programlama
9 Çoklu hizalama: Dinamik programlama
10 Gen tahmini, benzerlik tabanlı yaklaşımlar
11 Çizge algoritmaları: Genel bakış
12 Dizge problemleri için Çizge algoritmaları
13 Biyolojik ağlar: Analiz, motif bulma, uzaklık metrikleri
14 Biyolojik ağlar: Protein-protein etkileşim ağları, metabolik yolaklar, gen düzenleyici ağlar


ZORUNLU ve ÖNERİLEN OKUMALAR

An IntroductIon to BIoInformatIcs AlgorIthms, N. Jones, P. Pevzner, MIT Press, 2004


DİĞER KAYNAKLAR

- Bioinformatics and Functional Genomics, J. Pevsner, 2nd edition, Wiley-Blackwell, 2009.
- AlgorIthms on StrIngs, Trees, and Sequences-Computer ScIence and ComputatIonal BIology, D. GusfIeld, CambrIdge U. Press, 1997.


DEĞERLENDİRME SİSTEMİ

Yarıyıl İçi ÇalışmalarıSayıKatkı Payı (%)
Proje 1 15
Ödev 3 15
Ara Sınavlar/Sözlü Sınavlar/Kısa Sınavlar 1 30
Final Sınavı 1 40
Total: 6 100


İŞ YÜKÜ HESAPLAMASI

EtkinliklerSayısıSüresi (saat)Toplam İş Yükü (saat)
Ders Saati42142
Proje14545
Ödev31854
Sunum/Jüriye Hazırlık155
Diğer Uygulamalara Hazırlık15050
Ara Sınavlar/Sözlü Sınavlar/Kısa Sınavlar122
Final Sınavı122
Toplam İş Yükü (saat):200


PROGRAM YETERLİLİKLERİ (PY) ve ÖĞRENME ÇIKTILARI (ÖÇ) İLİŞKİSİ

# PY1 PY2 PY3 PY4 PY5 PY6 PY7 PY8 PY9 PY10 PY11 PY12
OC1 1 1 3                  
OC2 1 1 3   2              
OC3     3   2              
OC4     3 2 2 2            
OC5     3 2 2 2