Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail oboru

Bioinformatika a biocomputing

Zkratka: MBI

Délka studia: 2 roky

Počet kreditů: 120

Program: Informační technologie

Jazyk výuky: česky

Forma studia: prezenční

Akreditace od: 2008 Akreditace do: 2024 Ukončení přijímání: 2019

Profil
Studenti se seznámí s pokročilými algoritmy pro zpracování, analýzu a prezentaci biologických dat pocházejících zejména z oblastí genomiky a proteomiky. Studenti se naučí tyto algoritmy jednak aplikovat pro řešení konkrétních problémů z praxe, ale i vytvářet nové efektivní algoritmy. Seznámí se s databázemi biologických dat, které se standardně používají. Studenti porozumí konceptům molekulární genetiky, budou připraveni komunikovat s biology a vytvářet s nimi pracovní týmy. Znalosti získané studiem biologických systémů budou schopni uplatnit při návrhu a realizaci nových výpočetních systémů inspirovaných biologickými procesy. Získají znalosti z různých oblastí počítání podle přírody (natural computing), mezi které patří evoluční návrh, vyvíjející se systémy, DNA počítání, fuzzy systémy, neuronové sítě, nekonvenční počítače apod. Budou umět integrovat tyto biologií inspirované techniky do stávajících výpočetních systémů a tím vylepšit některé jejich parametry.
Klíčové výsledku učení
Student oboru získá hlubší teoretické znalosti a dovednosti v oboru bioinformatiky a počítání podle přírody a získá tak potřebné znalostní a dovednostní základ pro analýzu, návrh a ověřování problémů biologických databází, algoritmů pro zpracování, analýzu a prezentaci biologických dat pocházejících zejména z oblastí genomiky a proteomiky, využití technik počítání podle přírody (evoluční algoritmy, neuronové sítě, fuzzy systémy atd.) při návrhu, optimalizaci a implementaci výpočetních zařízení.
Garant
Profil absolventa oboru
  • Absolventi mají pokročilé znalosti bioinformatiky, počítání podle přírody (natural computing) a orientují se v principech molekulární genetiky. Dovedou využívat biologické databáze, používat, vytvářet a akcelerovat algoritmy pro zpracování, analýzu a prezentaci biologických dat pocházejících zejména z oblastí genomiky a proteomiky. Dokáží aplikovat techniky počítání podle přírody (evoluční algoritmy, neuronové sítě, fuzzy systémy atd.) při návrhu, optimalizaci a implementaci výpočetních zařízení a tím dosáhnout vylepšení jejich parametrů. 
  • Absolventi mají hluboké teoretické a praktické znalosti v oboru informačních technologií, a to zejména v oblastech pokročilých databázových systémů, teoretické informatiky, hardware/software codesignu a paralelních a distribuovaných algoritmů.
  • Absolventi jsou připraveni pro projektování, provoz a správu bioinformatických počítačových systémů. Jsou schopni aplikovat biologií inspirované metody při návrhu i realizaci výpočetních systémů. Jsou schopni navrhnout a provést experiment, analyzovat a interpretovat data, pracovat samostatně i v týmu, prezentovat výsledky a dále se vzdělávat jak v informatice tak i biologii. 
  • Možné uplatnění je v profesích jako projektant nebo správce bioinformatických počítačových systémů používaných v biotechnologických firmách, zdravotnictví, kriminalistice apod. Absolvent oboru dále uplatní získané vzdělání ve vývojových a výzkumných odděleních firem a institucí zabývajících se vývojem bionformatických systémů nebo výpočetních systémů, které využívají prvky moderní umělé inteligence.
Rozsah státních závěrečných zkoušek
Státní závěrečná zkouška (SZZ) má dvě části, a to obhajobu diplomové práce a ústní část v podobě odborné rozpravy o zadaných tématických okruzích z předmětu Bioinformatika a biocomputing, jehož náplň vychází z vybraných povinných předmětů na oboru MBI, kterými jsou Bioinformatika, Biologií inspirované počítače, Teorie her, Pokročilá bioinformatika, Získávání znalostí z databází, Biometrické systémy, Soft Computing, Matematické struktury v informatice, Teoretická informatika, Molekulární genetika, Pokročilé databázové systémy a Paralelní a distribuované algoritmy. Rada studijního oboru schválí výběr tématických okruhů. Studenti jsou o těchto tématických okruzích informování nejméně 2 měsíce před SZZ v daném akademickém roce. Každému studentovi jsou zadány dva tématické okruhy.
Příklady témat závěrečných prací
Příklady témat diplomových prací, vypisovaných na oboru:
  • Analýza dat z mikročipů pro zjišťování genové exprese
  • Predikce struktury proteinu
  • Vizualizace molekulárních struktur
  • Hardwarová akcelerace vyhledávání v biologických databázích.
  • Evoluční návrh klasifikátoru biologických dat
  • Akcelerace evolučního návrhu v hardware
  • Symbolická regrese v úloze analýzy biologických dat
  • Modelování chování systému pomocí celulárního automatu.

Na oboru bylo obhájeno od poslední akreditace celkem 34 diplomových prací. Mezi ně patří například:

  • Predikce vlivu aminokyselinových mutací na sekundární strukturu proteinů
  • Evoluční resyntéza kombinačních obvodů
  • Detection of Correlated Mutations
  • Prediction and Analysis of Nucleosome Positions in DNA
  • Evoluční algoritmy v úloze booleovské splnitelnosti.

Všechny obhájené diplomové práce jsou zveřejněny zde: http://www.fit.vutbr.cz/study/DP.

Výběr akademického roku a studijního plánu

1. ročník, zimní semestr

ZkrNázevKrPovZakFa
BIOBiometrické systémy5PZaZkFIT
MATMatematické struktury v informatice5PZkFSI
MOGMolekulární genetika3PZkFCH
PDBPokročilé databázové systémy5PZaZkFIT
TINTeoretická informatika7PZaZkFIT
SMTSeminář matematických struktur2VZaFIT

1. ročník, letní semestr

ZkrNázevKrPovZakFa
BIFBioinformatika5PZkFIT
BINBiologií inspirované počítače5PZkFIT
PRLParalelní a distribuované algoritmy5PZaZkFIT
PP1Projektová praxe 15VZaFIT

2. ročník, zimní semestr

ZkrNázevKrPovZakFa
PBIPokročilá bioinformatika4PZkFIT
SEPSemestrální projekt5PKlzFIT
SFCSoft Computing5PZaZkFIT
THETeorie her5PZaZkFIT
ZZNZískávání znalostí z databází5PZaZkFIT
PP2Projektová praxe 25VKlzFIT

2. ročník, letní semestr

ZkrNázevKrPovZakFa
DIPDiplomová práce13PZaFIT

libovolný ročník, zimní semestr

ZkrNázevKrPovZakFa
HSCHardware/Software Codesign5PVCZaZkFIT
PCSPokročilé číslicové systémy5PVCZkFIT
AEUAngličtina pro Evropu3PVHZaZkFEKT
FCEAngličtina: praktický kurz obchodní konverzace a prezentace3PVHZaFIT
FIKFilozofie a kultura *)3PVHZaICV
FITDějiny a filozofie techniky3PVHZaICV
HKOManažerská komunikace a prezentace3PVHZaFIT
HVRManažerské vedení lidí a řízení času3PVHZaFIT
JA3Anglická konverzace na aktuální témata3PVHZaZkFEKT
PRMPrávní minimum3PVHZaICV
RETRétorika3PVHZaICV
AGSAgentní a multiagentní systémy5PVIZkFIT
SINInteligentní systémy5PVIZkFIT
BISBezpečnost informačních systémů5PVOZaZkFIT
ZPJaZpracování přirozeného jazyka (v angličtině)5PVSZkFIT
AVSArchitektury výpočetních systémů5VZaZkFIT
AISAnalýza a návrh informačních systémů5VZaZkFIT
BMSBezdrátové a mobilní sítě5VZaZkFIT
C2PSítě s vícevrstevným přepínáním (SWITCH)5VKlzFIT
EIPEkonomie informačních produktů *)5VZkFIT
SAVStatická analýza a verifikace5VZaZkFIT
GALGrafové algoritmy5VZkFIT
GJAGrafická uživatelská rozhraní v Javě5VZaZkFIT
GMUGrafické a multimediální procesory5VZaZkFIT
GUXGrafická uživatelská rozhraní v X Window5VZkFIT
GZNGrafická a zvuková rozhraní a normy5VZkFIT
PDIProstředí distribuovaných aplikací5VZkFIT
PGPaPokročilá počítačová grafika (v angličtině)5VZkFIT
PGRPočítačová grafika5VZkFIT
PKSPokročilé komunikační systémy5VZaZkFIT
POVaPočítačové vidění (v angličtině)5VZkFIT
ROBaRobotika (v angličtině)5VZkFIT
RTSaSystémy pracující v reálném čase (v angličtině)5VZkFIT
SEMSenzory a měření5VZaZkFIT
SRIStrategické řízení informačních systémů5VZkFIT
TAMaTvorba aplikací pro mobilní zařízení (v angličtině)5VKlzFIT
VINVýtvarná informatika5VKlzFIT
VYPaVýstavba překladačů (v angličtině)5VZkFIT
ZPXZahraniční odborná praxe5VZaFIT

libovolný ročník, letní semestr

ZkrNázevKrPovZakFa
PPPPraktické paralelní programování5PVCZaZkFIT
NAVNávrh vestavěných systémů5PVCZkFIT
PDSPřenos dat, počítačové sítě a protokoly5PVCZkFIT
AEUAngličtina pro Evropu3PVHZaZkFEKT
FIKFilozofie a kultura3PVHZaICV
FITDějiny a filozofie techniky *)3PVHZaICV
HKOManažerská komunikace a prezentace3PVHZaFIT
HVRManažerské vedení lidí a řízení času3PVHZaFIT
JA3Anglická konverzace na aktuální témata3PVHZaZkFEKT
PRMPrávní minimum3PVHZaICV
RETRétorika3PVHZaICV
EVOAplikované evoluční algoritmy5PVIZkFIT
SNTSimulační nástroje a techniky5PVIZaZkFIT
KRYKryptografie5PVOZaZkFIT
NSBNávrh, správa a bezpečnost5PVOZaZkFIT
POSPokročilé operační systémy5PVOZkFIT
KKOKódování a komprese dat5PVSZaZkFIT
ZREZpracování řečových signálů5PVSZkFIT
BZABezpečná zařízení5VZkFIT
CSOaCCNA Kybernetická bezpečnost (v angličtině)5VKlzFIT
C1PSměrování v rozsáhlých sítích (ROUTE) *)5VKlzFIT
C3PDiagnostika Cisco sítí (TSHOOT)5VKlzFIT
DFAaDigitální forenzní analýza (v angličtině)5VZkFIT
DJADynamické jazyky5VZkFIT
FLPFunkcionální a logické programování5VZaZkFIT
FVSFunkční verifikace číslicových systémů5VZkFIT
FYOFyzikální optika5VZkFEKT
GISGeografické informační systémy *)5VZaZkFIT
LOGLogika5VZaZkFSI
MARMarketing *)5VZaZkFSI
MEKManažerská ekonomika *)5VZaZkFP
MMATMaticový a tenzorový počet5VZaZkFEKT
MPRManagement projektů5VZaZkFIT
MULMultimédia5VZkFIT
OPMOptimalizace4VZaZkFSI
MBAAnalýza systémů založená na modelech5VZkFIT
PISPokročilé informační systémy5VZaZkFIT
PMAProjektový manažer5VKlzFIT
SLOaSložitost (v angličtině)5VZkFIT
SPPSystémy odolné proti poruchám5VZaZkFIT
SSPStochastické procesy4VZaZkFSI
STMStrategický management *)5VZaZkFP
SYSSystémová biologie *)5VZaZkFEKT
UXIaUživatelská zkušenost a návrh rozhraní a služeb (v angličtině)5VKlzFIT
VGEVýpočetní geometrie5VZkFIT
VIZaVizualizace a CAD (v angličtině)5VKlzFIT
VNVVysoce náročné výpočty5VZkFIT
VYFVýpočetní fotografie5VKlzFIT
WAPInternetové aplikace5VZaZkFIT
ZPOZpracování obrazu5VZkFIT
ZPXZahraniční odborná praxe5VZaFIT
Předmět není v tomto akademickém roce otevřen
Zak: Způsob zakončení předmětu: Zk - zkouška, Za - zápočet, Klz - klas. zápočet, Kol - Kolokvium
Pov: P - povinný, PV - povinně volitelný, D - doporučený, V - volitelný

Skupiny povinně volitelných předmětů

ZkrMin. předmětůMax. předmětůMin.kredPřes jakoPředmětyNázev
C190VHSC, NAV, PCS, PDS, PPPHardware a sítě
H113VAEU, FCE, FIK, FIT, HKO, HVR, JA3, PRM, RETHumanitní předmět
I190VAGS, EVO, SIN, SNTModerní umělá inteligence
O190VBIS, KRY, NSB, POSOperační systémy a bezpečnost
S190VKKO, ZPJa, ZREZpracování dat a signálů
Pokud je povoleno zapsat si více předmětů skupiny PV než je požadované minimum, pak úspěšně absolvované předměty, které překročí Min. předmětů (resp. Min.kred, pokud není 0) skupiny PV, budou studentovi zařazeny jako předměty povinnosti Přes jako.
Nahoru