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.
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.
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.
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.

Garant

Výběr akademického roku a studijního plánu

1. ročník, zimní semestr

ZkrNázevKrPovZak
BIOBiometrické systémy5PZaZk
MATMatematické struktury v informatice5PZk
MOGMolekulární genetika3PZk
PDBPokročilé databázové systémy5PZaZk
TINTeoretická informatika7PZaZk
SMTSeminář matematických struktur2VZa

1. ročník, letní semestr

ZkrNázevKrPovZak
BIFBioinformatika5PZk
BINBiologií inspirované počítače5PZk
PRLParalelní a distribuované algoritmy5PZaZk
PP1Projektová praxe 15VZa

2. ročník, zimní semestr

ZkrNázevKrPovZak
PBIPokročilá bioinformatika4PZk
SEPSemestrální projekt5PKlz
SFCSoft Computing5PZaZk
THETeorie her5PZaZk
ZZNZískávání znalostí z databází5PZaZk
PP2Projektová praxe 25VKlz

2. ročník, letní semestr

ZkrNázevKrPovZak
DIPDiplomová práce13PZa

libovolný ročník, zimní semestr

ZkrNázevKrPovZak
HSCHardware/Software Codesign5PVCZaZk
PCSPokročilé číslicové systémy5PVCZk
AEUAngličtina pro Evropu3PVHZaZk
FCEAngličtina: praktický kurz obchodní konverzace a prezentace3PVHZa
FIKFilozofie a kultura *)3PVHZa
FITDějiny a filozofie techniky3PVHZa
HKOManažerská komunikace a prezentace3PVHZa
HVRManažerské vedení lidí a řízení času3PVHZa
JA3Anglická konverzace na aktuální témata3PVHZaZk
PRMPrávní minimum3PVHZa
RETRétorika3PVHZa
AGSAgentní a multiagentní systémy5PVIZk
SINInteligentní systémy5PVIZk
BISBezpečnost informačních systémů5PVOZaZk
ZPJaZpracování přirozeného jazyka (v angličtině)5PVSZk
AVSArchitektury výpočetních systémů5VZaZk
AISAnalýza a návrh informačních systémů5VZaZk
BMSBezdrátové a mobilní sítě5VZaZk
C2PSítě s vícevrstevným přepínáním (SWITCH)5VKlz
EIPEkonomie informačních produktů5VZk
SAVStatická analýza a verifikace5VZaZk
GALGrafové algoritmy5VZk
GJAGrafická uživatelská rozhraní v Javě5VZaZk
GMUGrafické a multimediální procesory5VZaZk
GUXGrafická uživatelská rozhraní v X Window5VZk
GZNGrafická a zvuková rozhraní a normy5VZk
PDIProstředí distribuovaných aplikací5VZk
PGPaPokročilá počítačová grafika (v angličtině)5VZk
PGRPočítačová grafika5VZk
PKSPokročilé komunikační systémy5VZaZk
POVaPočítačové vidění (v angličtině)5VZk
ROBaRobotika (v angličtině)5VZk
RTSaSystémy pracující v reálném čase (v angličtině)5VZk
SEMSenzory a měření5VZaZk
SRIStrategické řízení informačních systémů5VZk
TAMaTvorba aplikací pro mobilní zařízení (v angličtině)5VKlz
VINVýtvarná informatika5VKlz
VYPaVýstavba překladačů (v angličtině)5VZk
ZPXZahraniční odborná praxe5VZa

libovolný ročník, letní semestr

ZkrNázevKrPovZak
PPPPraktické paralelní programování5PVCZaZk
NAVNávrh vestavěných systémů5PVCZk
PDSPřenos dat, počítačové sítě a protokoly5PVCZk
AEUAngličtina pro Evropu3PVHZaZk
FIKFilozofie a kultura3PVHZa
FITDějiny a filozofie techniky *)3PVHZa
HKOManažerská komunikace a prezentace3PVHZa
HVRManažerské vedení lidí a řízení času3PVHZa
JA3Anglická konverzace na aktuální témata3PVHZaZk
PRMPrávní minimum3PVHZa
RETRétorika3PVHZa
EVOAplikované evoluční algoritmy5PVIZk
SNTSimulační nástroje a techniky5PVIZaZk
KRYKryptografie5PVOZaZk
NSBNávrh, správa a bezpečnost5PVOZaZk
POSPokročilé operační systémy5PVOZk
KKOKódování a komprese dat5PVSZaZk
ZREZpracování řečových signálů5PVSZk
BZABezpečná zařízení5VZk
CSOaCCNA Kybernetická bezpečnost (v angličtině)5VKlz
C1PSměrování v rozsáhlých sítích (ROUTE) *)5VKlz
C3PDiagnostika Cisco sítí (TSHOOT)5VKlz
DFAaDigitální forenzní analýza (v angličtině)5VZk
DJADynamické jazyky5VZk
FLPFunkcionální a logické programování5VZaZk
FVSFunkční verifikace číslicových systémů5VZk
FYOFyzikální optika5VZk
GISGeografické informační systémy *)5VZaZk
LOGLogika5VZaZk
MARMarketing *)5VZaZk
MEKManažerská ekonomika *)5VZaZk
MMATMaticový a tenzorový počet5VZaZk
MPRManagement projektů5VZaZk
MULMultimédia5VZk
OPMOptimalizace4VZaZk
MBAAnalýza systémů založená na modelech5VZk
PISPokročilé informační systémy5VZaZk
PMAProjektový manažer5VKlz
SLOaSložitost (v angličtině)5VZk
SPPSystémy odolné proti poruchám5VZaZk
SSPStochastické procesy4VZaZk
STMStrategický management *)5VZaZk
SYSSystémová biologie *)5VZaZk
UXIaUživatelská zkušenost a návrh rozhraní a služeb (v angličtině)5VKlz
VGEVýpočetní geometrie5VZk
VIZaVizualizace a CAD (v angličtině)5VKlz
VNVVysoce náročné výpočty5VZk
VYFVýpočetní fotografie5VKlz
WAPInternetové aplikace5VZaZk
ZPOZpracování obrazu5VZk
ZPXZahraniční odborná praxe5VZa
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