Vorlesung mit Übung: Algorithmen und Modelle der Bioinformatik

B.Sc. BioInf. Modul 16

Algorithmen und Modelle der Bioinformatik

Vorlesungsunterlagen

Es gibt Übungsblätter, die alle 14 Tage, nach Bedarf jede Woche, besprochen werden, ebenso wie Inhalte der Vorlesung. 

Es gibt Programmieraufgaben, die implementiert werden und durch die Übungsleiter abgenommen werden müssen. Die vollständige Abnahme der Programmieraufgaben ist Vorraussetzung für die Zulassung zur Modulabschlussprüfung. Diese ist entweder mündlich oder eine Klausur. Das richtet sich nach der Zahl der Teilnehmer. 


AMBI 2019

   Termine     

       Themen

    Unterlagen

 16.04.2019

  Einführung

  String-Algorithmen: Naiv

   Laufzeit.pdf

   StringMatching_AprilMai2019.pdf    

 18.04.2019

  String-Algorithmen: Rabin-Karp  

  String-Algorithmen: Automaten 

   StringMatching_AprilMai2019.pdf 

 23.04.2019

  String-Algorithmen: Automaten 

  String-Algorithmen: Knuth-Morris-Pratt

   StringMatching_AprilMai2019.pdf 

 24.04.2019

  String-Algorithmen: Knuth-Morris-Pratt 

  String-Algorithmen: Boyer-Moore    

   StringMatching_AprilMai2019.pdf 

   p762-boyer.pdf

 25.04.2019

  String-Algorithmen: Boyer-Moore

 

  Suffix-Bäume: WOTD

   StringMatching_AprilMai2019.pdf

   p762-boyer.pdf

  SuffixTrees_Mai2019.pdf

  BucketSort_May2019.pdf

 07.05.2019

  Suffix-Bäume: Ukkonen, MUS, MUM

  SuffixTrees_Mai2019.pdf

 08.05.2019

  Suffix-Bäume: Exact Repeats

  Clustering:Metriken,

     Hierarchisches Clustern

  SuffixTrees_Mai2019.pdf

  Clustering_May2019

 09.05.2019

  Clustering: Graph-Clustern

     Bron-Kerbosch-Algorithmus I

  Clustering_May2019

  p575-bron.pdf

 14.05.2019

  Clustering:

     Bron-Kerbosch-Algorithmus II

     Biclusters

  Clustering_May2019

  p575-bron.pdf

  Akdes11_biclustering.pdf

 16.05.2019

 

  Sequence Alignment:

   Substitutionsmatrizen

   Dynamische Programmierung

   

  DynamicProgrammingMay2018.pdf

  substitution _matrices_May2018

 

 21.05.2019  

  Dynamische Programmierung

  Multiple Sequence Alignment

    Clustal, T-Coffee

  DynamicProgrammingMay2018.pdf

  Needleman70.pdf

  MultipleSequenceAlignment:May2018.pdf

  tcoffee_May2018.pdf

  tcoffee_paper.pdf

  23.05.2019

Das Ziegen Problem und drei Konzepte zur Interpretation des Begriffs "Wahrscheinlichkeit".

Mathematische Formulierung:

  • Sigma Algebra
  • Kolmogorov Axiome
  • Wahrscheinlichkeitsraum
  • Messraum
  • Zufallsvariable
 20190523_Wahrscheinlichkeit.pdf
 28.05.2019

Berechnung der gemeinsamen Wahrscheinlichkeit von

  • Ereignissen in einem Messraum
  • Ereignissen in unterschiedlichen Messräumen

Berechnung der bedingten Wahrscheinlichkeit.

Hausaufgabe: Statististisch unabhängige Zufallsvariablen.

20190528_RechnenMitZufallsvariablen.pdf
 04.06.2019

 Stochastischer Prozeß

  • Poisson Punkt Prozeß
  • Baseball
 20190604_MarkowKette.pdf
 06.06.2019

Markow Kette

  • Baseball

Homogene Markow Kette

  • Baseball
 siehe oben
 11.06.2019

 Hidden Markow Modelle

  • Emissionen
  • Zustände
  • Viterbi Pfad
  • Beispiel Falschspieler

Viterbi Algorithmus

  • Beispiel Falschspieler
 20190611_HiddenMarkow.pdf
 13.06.2019

 Hidden Markow Modelle

  • Vorwärtsalgorithmus
  • Rückwärtsalgorithmus
  • Zustandswahrscheinlichkeiten
  • Parameterbestimmung: Idee des Bauch Welch Algorithmus
  • Hausaufgabe: HMM für CpG Inseln
 siehe oben
 18.06.2019

Chemisches Massenwirkungsgesetz

  • —Konzentrationen
  • —Vorgänge bei einer Reaktion
  • —Geschwindigkeit einer Reaktion (Rate)
  • —Reaktionssysteme
  • —Lotka-Volterra System
  • —Ratenvektor und stöchiometrische Matrix
  • —Enzymatische Reaktion (Michael-Menten Reaktionsschema)
  • —Numerische Behandlung (Tools)
  • —Netzwerkinformation (Datenbanken)
 20190618_MassActionPrinciple.pdf
 25.06.2019

Chemische Gleichgewichte (steady states)

  • —Anschauung: Ruhender Körper auf einer Ebene
  • —Chemisches Gleichgewicht (steady state)
  • —Beispiel Lotka Volterra Modell
  • —Sattelpunktbifurkation
  • —Beispiel Gray Scott Modell
 20190625_SteadyStateStabilitaet.pdf
 27.06.2019

Lineare Stabilitätsanalyse

  • —Linear stabiles Gleichgewicht
  • —Linear instabiles Gleichgewicht
  • —Hopf Bifurkation
  • —Beispiel Lotka Volterra Modell

 siehe oben

 02.07.2019

 Spektrale Bisektion

  • Module
  • Minimal cut Problem
  • Laplace Matrix
  • Eigenwerte der Laplace Matrix
  • Algorithmus mit inverser Vektoriteration
 20190702_SpectralBisection.pdf
 04.07.2019

 Petri Netze

  • Plätze, Transitionen, Kanten, Kantengewichte, Zustand
  • Schaltregeln
  • Zustandsänderung
  • biologische PN Modelle: Kartoffel und Acker-Schmalwand
 20190709_PetriNetze.pdf
 09.07.2019

 Petri Netze

  • Beispiel: Lottka-Volterra Model, Erreichbarkeitsgraph
  • Inzidenzmatrix
  • T-Invarianten
  • P-Invarianten
  • State-Explosion Problem
  • Das CTI Problem ist Expspace schwer!
  • Interpretation als convex cone.
 siehe oben
 11.07.2019

Kurzvorträge aus dem Arbeitskreis Molekulare Bioinformatik

Fragestunde

 
 15.07.2019            mündliche Prüfungen   ab 12:30
 16.07.2019            mündliche Prüfungen   ab 8:00 bis 17:00
 17.07.2019            mündliche Prüfungen   ab 8:00
 18.07.2019            mündliche Prüfungen   ab 8:00