Insegnamenti e programmi

 

IN/0047 - ELEMENTI DI BIOINFORMATICA

Anno Accademico 2018/2019

GIULIANO ARMANO (Tit.)
Secondo Semestre 
Convenzionale 
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/75]  INGEGNERIA BIOMEDICA [75/00 - Ord. 2014]  PERCORSO COMUNE550
Obiettivi

Indicatore conoscenza e capacità di comprensione
Il docente con regolarità coinvolge gli studenti nel riepilogo degli argomenti svolti. La capacità di risolvere i problemi posti durante le esercitazioni è un'altra attività utile allo scopo.

Indicatore capacità di applicare la conoscenza e capacità di comprensione
Il docente con regolarità pone agli studenti semplici problemi finalizzati verificare la comprensione degli argomenti svolti. Anche le esercitazioni svolte durante il corso sono utili per avere un riscontro relativo alla capacità di comprensione degli studenti.

Indicatore autonomia di giudizio
L'impostazione delle esercitazioni è tale da permettere allo studente di avere un riscontro pratico delle nozioni teoriche e nel contempo di verificare l'autonomia di giudizio dello studente.

Indicatore abilità comunicative
Durante le esercitazioni lo studente si trova spesso nella condizione di dover comunicare con i suoi colleghi e/o con il tutore, permettendo così al tutore di valutare l'efficacia e la proprietà delle interazioni.

Indicatore capacità di apprendere autonomamente
Nessuno.

Prerequisiti

Anche se non obbligatorio, è opportuno aver sostenuto un esame di fondamenti dell'informatica.

Contenuti

Il corso è suddiviso in tre parti, trattate in successione: elementi di basi di dati, linguaggio Python, ed elementi di bioinformatica. La prima parte è inerente alla definizione, progettazione e gestione delle basi di dati, con particolare attenzione a quelle utilizzate in ambito bioinformatico. La seconda parte è finalizzata all'apprendimento di Python, un linguaggio di programmazione molto utilizzato in ambito bioinformatico (in particolare la libreria denominata "biopython" è uno degli strumenti principali utilizzati da ricercatori di tutto il mondo per accedere a repository di bioinformatica). La terza parte è invece incentrata all'illustrazione dei principali problemi, metodologie, algoritmi, strumenti e infrastrutture utilizzate in bioinformatica.

Elementi di Basi di Dati
Dopo una breve introduzione al corso vengono definiti i criteri di progettazione di una base di dati focalizzando sulle tre differenti viste: concettuale, logica e fisica. Il corso introduce quindi il linguaggio SQL e le principali tecniche di progettazione di una base di dati.

Linguaggio Python
Vengono viste in successione le principali caratteristiche del linguaggio, in particolare strutture dati, strutture di controllo, e funzioni. Vengono poi illustrati l'approccio object-oriented alla risoluzione dei problemi, e le caratteristiche del linguaggio che la implementano. Gli esercizi sono impostati e risolti in accordo con la visione object-oriented. Sarà fatto un breve cenno anche alla libreria numpy e alle funzioni grafiche accessibili tramite la libreria matplotlib.

Elementi di Bioinformatica
Dopo una introduzione volta a illustrare i campi di analisi della bioinformatica il corso si focalizza sui campi applicativi della proteomica, della genomica e dell'analisi di sequenze. Particolare attenzione è dedicata al problema dell'analisi di sequenze (multiallineamento e pattern discovery) e al problema della predizione di strutture secondarie di proteine. Il corso offre anche una panoramica su alcune delle principali infrastrutture e servizi web utilizzati in bioinformatica, inclusa la libreria biopython per accedere a repository di bioinformatica (in particolare NCBI).

Prima parte – Elementi di Basi di dati
Introduzione alle Base di Dati
Progettazione di una Base di Dati
Linguaggio SQL

Seconda parte – Linguaggio Python
Cenni storici
Strutture dati e strutture di controllo in Python
Funzioni e passaggio di parametri
Programmazione object-oriented in Python
Accesso a file e parsing di stringhe
Numpy e matplotlib (cenni)

Terza parte – Elementi di Bioinformatica
Introduzione alla Bioinformatica
Genomica e Proteomica
Analisi di Sequenze
Banche dati di sequenze Biologiche
Linguaggi di Programmazione per la Genomica e la Proteomica

Metodi Didattici

15 ore di lezione frontale, esercitazioni e laboratorio sulle basi di dati.
17 ore di lezione frontale, esercitazioni e laboratorio sul linguaggio Python.
18 ore di lezione frontale, esercitazioni e laboratorio sulla bioinformatica.

Verifica dell'apprendimento

La verifica di apprendimento viene effettuata tramite prova scritta, che verte su tutti gli argomenti del corso. I testi delle prove sono resi pubblici via web e, su richiesta, discussi con gli studenti. Durante l'anno accademico le soluzioni di alcuni compiti sono messe a disposizione degli studenti tramite web.
Il voto finale è in trentesimi e dipende dalla qualità dell'elaborato prodotto dallo studente. Per consentire di ottenere la lode il punteggio complessivo è 32. Il conseguimento di un punteggio uguale o superiore a 31.5 tipicamente comporta il conseguimento della lode.

Testi

^^^ Testi di riferimento per la parte sulle basi di dati ^^^

P. Atzeni, S. Ceri, S. Paraboschi, R. Torlone, “Basi di Dati: Modelli e Linguaggi di Interrogazione”, 2a edizione, McGraw-Hill Italia, 2006

A. Albano, G. Ghelli, R. Orsini, “Fondamenti di Basi di Dati”, Zanichelli

R. Ramakrishnan, J. Gehrke, “Database Management Systems”, McGraw-Hill

^^^ Testi di riferimento per la parte sul linguaggio Python ^^^

O'Reilly, Alex Martelli, Python in a Nutshell, 2003.
Mark Pilgrim, Dive into Python [online]

Allen B. Downey, Jeffrey Elkner e Chris Meyers, Pensare da informatico (versione Python) [online].

^^^ Testi di riferimento per la parte sulla bioinformatica ^^^

S. Pascarella e A. Paiardini, Bioinformatica (dalla sequenza alla struttura delle proteine), Zanichelli

G. Valle, M. Helmer Citterich, M. Attimonelli, G. Pesole, “Introduzione alla Bioinformatica”, Zanichelli

A. Tramontano, “Bioinformatica”, Zanichelli

A. Baxevanis, B.F. Ouellette, “Bioinformatics”, 3rd edition, Wiley

Altre Informazioni

Le slide delle lezioni sono messe a disposizione degli studenti, in formato pdf, sulle pagine web del docente su people.unica.it.

credits unica.it | accessibilità Università degli Studi di Cagliari
C.F.: 80019600925 - P.I.: 00443370929
note legali | privacy

Nascondi la toolbar