Γ’ Εξάμηνο

Η Πληροφορική στη Μελέτη & Προστασία της Βιοποικιλότητας

Εξάμηνο: Γ’

Τύπος Μαθήματος: Υποχρεωτικό

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Τα δεδομένα της βιοποικιλότητας: μορφή, κατηγορίες, χρήση
• Μέθοδοι για την ανάλυση της βιοποικιλότητας: Βάσεις δεδομένων, Στατιστικές αναλύσεις, Χρονικές αναλύσεις, Χωρικές αναλύσεις, Μοντέλα, GIS
• Εφαρμογές της πληροφορικής στη βιοποικιλότητα:
  • Συστηματική, βιογεωγραφία και εξέλιξη (Επιστημονική ονομασία και ταξινόμηση, Περιγραφή ειδών, κλείδες και φυλογενετικά δεδομένα, Δεδομένα δειγματοληψιών και παρατηρήσεων και κατανομή ειδών)
  • Κατανομή των οργανισμών στο χώρο (Εφαρμογή λογισμικού για την ανάλυση χωροκρατικότητας, Συσχετίσεις πληθυσμών και οικολογικών παραγόντων, Στατιστική ανάλυση βιοκοινωνιών)
  • Ανάλυση συμπεριφοράς
  • Διαχείριση βιολογικών συλλογών
  • Διαχείριση μεταδεδομένων
  • Οπτικοποίηση των δεδομένων της βιοποικιλότητας
  • Δικτύωση γνώσης για τη βιοποικιλότητα
  • Εξόρυξη δεδομένων βιοποικιλότητας
• Η χρήση των δεδομένων της βιοποικιλότητας από μη ειδικούς: ανάλυση αβεβαιότητας, εξαγωγή συμπερασμάτων από ατελείς πληροφορίες, δημιουργία αυτομάτων περιλήψεων

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Καθηγητής Π. Παφίλης

Ειδικά Θέματα Βιοπληροφορικής Ι: Δομές Δεδομένων – Βάσεις Δεδομένων – Σχεδιασμός Βάσεων Βιολογικών Δεδομένων

Εξάμηνο: Γ’

Τύπος Μαθήματος: Επιλογής

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Δομές Δεδομένων: Η έννοια του Αφηρημένου Τύπου Δεδομένων (ΑΤΔ). Πίνακες, Εγγραφές, Σύνολα Συμβολοσειρές (strings). Στοίβες, Αναδρομή, Λίστες, Δένδρα, (δυαδικά δένδρα, δυαδικά δένδρα αναζήτησης), Ισοζυγισμένα δένδρα (AVL). Γράφοι (υλοποίηση, αλγόριθμοι). Αναζήτηση με μετασχηματισμό κλειδιού (hashing). Υλοποίηση των ΑΤΔ με μια γλώσσα αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού (C++ ή JAVA)
• Βάσεις Δεδομένων: Εννοιολογική μοντελοποίηση βάσεων δεδομένων. Αρχιτεκτονική των συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων. Μοντέλα Δεδομένων (Ιεραρχικό, Δικτυακό, Σχεσιακό). Σχεσιακή Άλγεβρα. Σχεσιακός λογισμός. Κανονικοποίηση Βάσεων Δεδομένων. Η Δομημένη Γλώσσα Ερωτήσεων (SQL). Προγραμματισμός συνθέτων queries σε SQL. Ερώτηση με χρήση παραδείγματος (QBE). Σύγχρονες τάσεις Βάσεων Δεδομένων (αντικειμενοστραφείς, κατανεμημένες, πολυμέσα, χρονολογικές). Στοιχεία σχεδιασμού βάσεων δεδομένων
• Σχεδιασμός Βάσεων Βιολογικών Δεδομένων: Εφαρμογές σε συγκεκριμένα παραδείγματα σχεδιασμού βάσεων βιολογικών δεδομένων

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Αναπλ. Καθηγητής Δ. Μιχαήλ

Ειδικά Θέματα Βιοπληροφορικής ΙΙ: Αρχιτεκτονική Εφαρμογών Διαδικτύου και Βιοπληροφορική

Εξάμηνο: Γ’

Τύπος Μαθήματος: Επιλογής

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Αρχιτεκτονική Εφαρμογών στο διαδίκτυο: Αρχιτεκτονική Client/Server και ο συσχετισμός της με το WWW, αρχιτεκτονικές πολλών στρωμάτων (n-tier), ο ρόλος του WEB Server, αρχιτεκτονική OSF DCE, αρχιτεκτονική DNA, αρχιτεκτονική WAP, WAP servers, Application Servers, ενδιάμεσο λογισμικό (middleware – corba, activeX, transaction servers, message passing, message queues)
• Οικοδόμηση εφαρμογών: Σχεδιασμός και μοντελοποίηση, πρωτόκολλα και προγραμματισμός (Client Side Programming: HTML, DHTML, XML, scripting languages, Server Side Programming: JSP, ASP, CGI), πρόσβαση σε κληρονομημένα (legacy) συστήματα, επικοινωνία με βάσεις δεδομένων και συστήματα πολυμέσου, τρόποι και περιβάλλοντα υλοποίησης συναλλαγών (transactions)
• Ασφάλεια εφαρμογών στο διαδίκτυο: ασφάλεια πρόσβασης και διακίνησης της πληροφορίας, σύμμετρη και ασύμμετρη κρυπτογραφία, ψηφιακές υπογραφές, έμπιστες τρίτες οντότητες, Ψηφιακά πιστοποιητικά, το πρωτόκολλο X509.3, δομές PKI και PKIX, πιστοποίηση Servers και Clients, τα πρωτόκολλα SSL, TSL, S/MIME, PGP, IPSEC
• Υλοποίηση Εφαρμογών: Εργαλεία ανάπτυξης, Ειδικές εφαρμογές σε συστήματα Βιοπληροφορικής

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Βασιλική Οικονομίδου

Διδάσκων

• Δρ. Ι. Χαμόδρακας

Ειδικά Θέματα Βιοπληροφορικής ΙΙΙ: Πολύπλοκα Βιολογικά Συστήματα

Εξάμηνο: Γ’

Τύπος Μαθήματος: Επιλογής

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Συμπεριφορικά Μοντέλα: Μοντέλα κίνησης, ελέγχου και ρύθμισης συμπεριφοράς πραγματικών και τεχνητών ζώων. Κινητηριακός έλεγχος. Προβλήματα και μοντέλα μάθησης (χωρική, συσχετιστική κλπ.)
• Πληθυσμιακά Μοντέλα: Οικολογικά μοντέλα. Μοντέλα κοινωνικών εντόμων. Μοντέλα κοπαδιών και ομάδων
• Εξελικτικά Μοντέλα: Α. Τεχνικές : Γενετικοί και εξελικτικοί αλγόριθμοι. Γενετικός προγραμματισμός. Εξέλιξη ιεραρχικών δομών και classifiers Β. Προβλήματα : Εξελικτικά φαινόμενα σε πληθυσμούς. Εξελικτικά σταθερές στρατηγικές. Το πρόβλημα της συνεργασίας. Δημιουργία ειδών. Συμβίωση και συμβιογένεση
• Αναπτυξιακά Μοντέλα: Μορφογένεση, γραμματικές παραγωγής και L- systems. Συστήματα αυθαιρέτων κανόνων ανάπτυξης
• Μοριακά Μοντέλα: Μοντελοποίηση μεταβολικών οδών και κυτταρικής ρύθμισης
• Κυτταρικά Αυτόματα: Μονοδιάστατα και διδιάστατα κυτταρικά αυτόματα. Αυτοαναπαραγόμενες μορφές. Προσαρμοστικές μορφές
• Δυναμικά Συστήματα: Θεμελιώδεις έννοιες. Περιγραφή συστημάτων και φαινομένων σα δυναμικά συστήματα. Στοιχεία ανάλυσης δυναμικών συστημάτων. Γραφικά κριτήρια. Ντετερμινιστικό χάος

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Αναπλ. Καθ. Ε. Τζαφέστα

 Διδάσκοντες

• Αναπλ. Καθ. Ε. Τζαφέστα

Ειδικά Θέματα Βιοπληροφορικής IV: Τεχνολογίες Μικροσυστοιχιών και Εφαρμογές

Εξάμηνο: Γ’

Τύπος Μαθήματος: Επιλογής

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Εισαγωγή στην τεχνολογία των μικρο-συστοιχιών DNA: Τύποι μικρο-συστοιχιών DNA, τεχνολογίες παραγωγής μικρο-συστοιχιών DNA, τύποι πειραματικών διατάξεων, βιοϊατρικά ερωτήματα που μπορούν να προσεγγιστούν μέσω των μικρο-συστοιχιών DNA.
• Εκτέλεση πειραμάτων : Πειραματικός σχεδιασμός για μικρο-συστοιχίες DNA υψηλής πυκνότητας, προετοιμασία των δειγμάτων και συλλογή των προτύπων γονιδιακής έκφρασης
• Μετρήσεις γονιδιακής έκφρασης μέσω μικρο-συστοιχιών DNA και ανάλυση δεδομένων, διαφορές και ομοιότητες γονιδιακής έκφρασης.
• Τεχνικές εξόρυξης δεδομένων στη γονιδιωματική
• Ολοκλήρωση δεδομένων από μικρο-συστοιχίες DNA με άλλες πηγές πληροφορίας: Γενοτυπικά και Φαινοτυπικά δεδομένα, αλλληλουχίες γονιδιωμάτων και λειτουργικός χαρακτηρισμός, Οντολογίες επικεντρωμένες στη βιολογία
• Πρότυπα μικρο-συστοιχιών DNA, βάσεις δεδομένων (MIAME-MGED) και σχετιζόμενες πηγές πληροφοριών
• Εφαρμογές μικρο-συστοιχιών DNA που περιέχουν όλο το ανθρώπινο γονιδιώμα στη μελέτη βιοϊατρικών προβλημάτων
• Εφαρμογές μικρο-συστοιχιών στην πρωτεομική – Μικροσυστοιχίες πρωτεϊνών / Μικρο-συστοιχίες κυττάρων
• Προσομοίωση δικτύων βιοχημικών αντιδράσεων

Υπεύθυνος Μαθήματος

• Καθηγητής. Ι. Τρουγκάκος